[發明專利]更新用戶數據的方法以及恢復用戶數據的方法

有效

• 申請號: 200910171708.2
• 申請日: 2009-08-26
• 公開（公告）號: CN101901189A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 林子杰;江俊穎;杜立群;陳宏慶;楊坤杰
• 申請（專利權）人: 聯發科技股份有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術領域

本發明有關非易失性(non-volatile)存儲器陣列，更具體地，有關于一種更新用戶數據的方法以及恢復用戶數據的方法。

背景技術

閃存(flash?memory)為具有低功耗以及小體積的優勢的非易失性存儲器陣列的一種。因此，閃存廣泛地用在各種應用中，尤其是便攜式(portable)電子裝置中。

閃存不可覆寫。一旦閃存的一部分寫入數據，必須首先刪除(即，擦除)現存數據，然后，該部分才可以重新寫入新數據。閃存可由多個晶體管單元所組成。這些晶體管單元可以分為幾個可擦除的區塊(block)。一個區塊中的多個單元可以同時擦除。也就是說，區塊為閃存一次可擦除數據的計量單位。每個區塊進一步可以分為多個頁面(page)。頁面為可程序化數據的計量單位。典型地，每個頁面都可以用作存儲用戶數據的一個扇區(sector)。盡管如此，一個頁面存儲用戶數據的一個扇區的一部分或者多個扇區都是可能的。扇區是傳送數據的計量單位。

圖1為閃存的頁面100的數據結構的示意圖。如圖所示，頁面100具有數據區域110以及備存區域(Spare?area)120。數據區域110典型地可以存儲用戶數據。舉例說明，備存區域120可以存儲一些控制數據(例如邏輯地址，其中圖中邏輯地址可以稱之為LBA?122)以及時間戳124，其中，當數據寫入數據區域110時，時間戳124可用作記錄時間。備存區域120也可容納其它信息，例如錯誤校正碼(Error?Correction?Code，ECC)。

如上所述，頁面為可程序化數據的計量單位，區塊為一次可擦除數據的計量單位。當邏輯頁面的數據(原始存儲在一個物理頁面)進行更新時，常用的方法就是查找另一個物理頁面，然后將新數據(即已更新數據)寫入新物理頁面。而邏輯頁面和物理頁面之間的映射關系則記錄于指針表中。圖2為指針表(Pointer?table)200的示意圖，其中，指針表200記錄計算機系統中的邏輯地址和閃存所對應的物理地址之間的映射關系。邏輯地址為計算機操作系統(例如，WINDOWS)用來尋址用戶數據區的方式，物理地址代表閃存中的特定位置。舉例說明，第一指針201指示出邏輯地址LBA1對應物理地址PA1，而第二指針202指示出邏輯地址LBA2對應物理地址PA2。也就是說，邏輯地址LBA1的數據存儲在閃存的由物理地址PA1所標示的位置，邏輯地址LBA2的數據存儲在閃存的由物理地址PA2所標示的位置。例如，當對應邏輯地址LBA1的物理地址PA1的數據更新時，新數據寫入新物理地址PA3。然后，指示邏輯地址LBA1與其所對應的物理地址的第一指針201指針表則需要更新。可以理解的是，既然所有邏輯地址的映射關系都需要記錄，所以指針表200具有較大的容量。

當使用閃存的儲存系統啟動時，系統自閃存中讀取指針表200，并將指針表200復制一份至系統中的易失性存儲器(例如，動態隨機存取存儲器DRAM或者靜態隨機存取存儲器SRAM)。通過掃描位于易失性存儲器中的指針表，就可以知道閃存的哪一個位置存儲特定邏輯地址對應的用戶數據。當用戶數據的片段(segment)更新時，指針表200也需要更新。如果閃存為大容量存儲器陣列(例如，1T比特)時，指針表將很大。所以更新指針表200將需要很長時間。相應地，如果閃存中的指針表在任何數據區域段更新時均更新的話，那么整個系統的效能將會降低。

為了提升系統更新用戶數據的效率，在更新用戶數據時，可以僅更新位于易失性存儲器中的指針表，并在系統關閉前，依據儲存于易失性存儲器中的指針表，更新位于閃存中的舊版指針表200。如此，可以避免每次更新用戶數據，都需要更新指針表200所花費的時間。

當系統遭遇突然的斷電時，由于位于易失性存儲器內的指針表內容，尚未更新至指針表200，就已損毀。則儲存系統重新啟動時，需要掃描閃存中所有頁面的備存區域120，利用記錄于備存區域的邏輯地址，還原斷電前儲存于易失性存儲器的指針表。若有多于一個頁面的備存區域記錄了相同的邏輯地址，則再比較記錄于各頁面的時間戳124，以還原最接近斷電前的指針表。

讀取備存區域的內容導致系統自斷電狀況還原時需要花費額外的時間。對于大容量的儲存系統，此額外時間甚至可能超過計算機系統的開機時間規范。

發明內容

為了減少閃存中的指針表的更新時間，以及指針表有效率地自斷電狀態恢復用戶數據，進而提高整個系統的效能，本發明提供一種更新用戶數據的方法以及恢復用戶數據的方法。