[發(fā)明專利]閃存地址轉(zhuǎn)換層系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710079570.4
• 申請(qǐng)日: 2007-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN101256536A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭大維;吳晉賢;楊政智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 創(chuàng)惟科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F12/10
• 分類號(hào): G06F12/10
• 代理公司: 天津三元專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 安延倫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種，尤其涉及一種閃存地址轉(zhuǎn)換層系統(tǒng)。

背景技術(shù)

閃存廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)主機(jī)或消費(fèi)性電子產(chǎn)品中，例如：現(xiàn)有隨身碟、MP3播放器中的閃存，即為最常見的閃存應(yīng)用實(shí)例，然而，目前NAND型閃存(NAND?flash?memory)廣泛的應(yīng)用于嵌入式存儲(chǔ)系統(tǒng)，閃存是由很多的分頁(yè)(Page)組成，每個(gè)分頁(yè)大小是固定的(例如512字節(jié))，其中一些連續(xù)的分頁(yè)(例如32個(gè)分頁(yè))可以組成一個(gè)區(qū)塊(Block)，由于閃存特性是不允許對(duì)同一塊相同的分頁(yè)做寫入的動(dòng)作，除非事先有對(duì)那塊分頁(yè)所在的區(qū)塊做消除(erase)的動(dòng)作，由于這種的存取特性也造成了管理閃存上的困難。

通常為了讓閃存可以在原有的系統(tǒng)底下運(yùn)作，例如在原來(lái)的檔案系統(tǒng)及格式(FAT16/32，NTFS，EXT2…)下運(yùn)作，其中最常被采用的方法是維護(hù)一個(gè)地址轉(zhuǎn)換表(Address?Translation?Table)的方法，此方法是借由把邏輯地址對(duì)應(yīng)到真實(shí)的閃存的地址，造成我們可以把閃存仿真成是一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存空間，因此我們就可以在不變動(dòng)原有的設(shè)定下，把閃存當(dāng)做像是一個(gè)硬盤裝置(Hard?Disk)，我們稱這種方法叫閃存地址轉(zhuǎn)換層(NAND?Flash?Translation?Layer，NFTL)。

如圖1所示，為一個(gè)現(xiàn)有典型的閃存地址轉(zhuǎn)換層的做法，其中，一閃存X是以很多個(gè)區(qū)塊(block)組成，而該閃存地址轉(zhuǎn)換層就是以區(qū)塊等級(jí)(block-level)作為尋址的基本單位及轉(zhuǎn)換方式，包括有兩種不同的尋址區(qū)塊，一個(gè)叫主要區(qū)塊(primary?block)X1，另一個(gè)叫置換區(qū)塊(replacement?block)X2，一個(gè)主要區(qū)塊X1會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的置換區(qū)塊X2，該主要區(qū)塊X1具有8個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)X10～X17，該置換區(qū)塊X2具有8個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)X20～X27，該置換區(qū)塊X2是用來(lái)儲(chǔ)存沒(méi)法寫入主要區(qū)塊X1的數(shù)據(jù)，當(dāng)一個(gè)邏輯區(qū)塊地址LBA＝n(邏輯區(qū)塊地址數(shù)量)被寫入時(shí)，會(huì)計(jì)算兩個(gè)值，分別是一虛擬區(qū)塊地址(virtual?block?address)VBA跟一區(qū)塊位移(block?offset)BO，虛擬區(qū)塊地址VBA是邏輯區(qū)塊地址數(shù)量n/區(qū)塊頁(yè)數(shù)b(假設(shè)一個(gè)區(qū)塊有b個(gè)pages)，區(qū)塊位移BO＝n％b，即n/b的余數(shù)，借由虛擬區(qū)塊地址VBA，可以通過(guò)上述現(xiàn)有的閃存地址轉(zhuǎn)換層找到一個(gè)寫入記錄所對(duì)應(yīng)的主要區(qū)塊X1跟置換區(qū)塊X2的地址。

通過(guò)上述的區(qū)塊位移BO值，把資料寫到主要區(qū)塊X1的第幾個(gè)區(qū)塊位移BO的存儲(chǔ)頁(yè)內(nèi)，如果那個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)已經(jīng)被寫過(guò)了，則我們就把資料寫到置換區(qū)塊X2的第一個(gè)空白存儲(chǔ)頁(yè)(free?page)，假設(shè)是從置換區(qū)塊X2的第一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)X20開始寫到最后一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)X27，最后當(dāng)置換區(qū)塊X2的存儲(chǔ)頁(yè)X20～X27都被寫完時(shí)，現(xiàn)有的閃存地址轉(zhuǎn)換層方法是把主要區(qū)塊X1跟置換區(qū)塊X2里沒(méi)有過(guò)時(shí)的資料寫到另一個(gè)新的主要區(qū)塊X1，而，現(xiàn)有的閃存地址轉(zhuǎn)換層更新內(nèi)部的一個(gè)粗劃對(duì)照表(coarse-grained?table)CGT(如圖2所示)，使得這個(gè)虛擬的粗劃對(duì)照表CGT以后可以對(duì)應(yīng)到這個(gè)新的主要區(qū)塊X1。

圖1是列舉一個(gè)邏輯區(qū)塊地址LBA＝1011寫入的例子，來(lái)說(shuō)明該現(xiàn)有閃存地址轉(zhuǎn)換層方法的操作模式，虛擬區(qū)塊地址VBA＝1011/8＝126，該區(qū)塊位移BO為1101％8，即1101-8*126＝3，如該虛擬區(qū)塊地址VBA＝126的內(nèi)容值為(9。23)，即表示寫入記錄地址為9的主要區(qū)塊X1，寫入記錄為23的置換區(qū)塊X2，而根據(jù)區(qū)塊位移BO為3，將資料寫入主要區(qū)塊X1的存儲(chǔ)頁(yè)X13中，假設(shè)該存儲(chǔ)頁(yè)X13已被使用，則將資料寫入置換區(qū)塊X2的第一個(gè)空白存儲(chǔ)頁(yè)，如圖1所示的存儲(chǔ)頁(yè)X22，而完成該邏輯區(qū)塊地址LBA＝1011數(shù)據(jù)寫入的現(xiàn)有閃存地址轉(zhuǎn)換層操作方法。