[發明專利]閃存數據的管理方法和系統

有效

• 申請號: 201210465022.6
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102981975A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 鐘衍徽
• 申請（專利權）人: 深圳市江波龍電子有限公司
• 主分類號: G06F12/06
• 分類號: G06F12/06
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術領域

本發明涉及閃存領域，特別是涉及一種閃存數據的管理方法和系統。

背景技術

閃存在日常生活中應用越來越普遍，其寫入、擦除速度成為衡量閃存性能的重要指標，提高閃存的寫擦除速度將大大提高數據處理效率，有利于擴展閃存的應用。

閃存的物理構成為：每個封裝片內包含一個或多個晶粒；每個晶粒中包含多個塊；每個塊中包含多個頁；每個頁中一般被用戶劃分成一個或多個扇區。塊是閃存中的最小擦除單位，頁是最小寫入單位。物理上，閃存是以頁為單位管理的，而邏輯上則是以扇區為單位管理，一個頁以一個或多個扇區為一組，分組存放在閃存芯片中。

閃存的文件系統可為FAT（File?Allocation?Table，文件配置表）文件系統，如SD卡、micro?SD卡等均為FAT文件系統。FAT文件系統分為FAT區域、目錄區域、數據區域。

FAT區域存儲FAT表（文件分配表）即鏈接表。鏈接表是指每個文件在閃存中存儲器分布的每個簇的地址關系，它是分區信息的映射表，用于指示簇如何進行存儲。簇是指由多個扇區合為一個簇，文件存取是以簇為單位。

目錄區域是在根目錄中存儲文件和目錄信息的目錄表，目錄表里面保存每個文件或目錄使用的條目。每個條目記錄名字、擴展名、屬性（檔案、目錄、隱藏、只讀、系統和卷）、創建的日期和時間、文件/目錄數據第一個簇的地址，最后是文件/目錄的大小等信息。

數據區域是實際的文件和目錄數據存儲的區域。

當要存儲文件時，操作系統首先在目錄區域中找到空區寫入文件名、大小和創建時間等相應信息，然后在數據區域找到閑置空間將文件保存，并將數據區的第一個簇寫入目錄區，同時將文件的鏈接表存儲在FAT區。

由于閃存的上述特性，刪除閃存中某文件的數據，并不是在閃存物理塊上直接將該文件數據刪除，而是將該文件目錄名的第一個字節變更為E5h（該標記是表示該數據是無效數據），之后在FAT分配表中刪除該文件的鏈表，數據本身并沒有被清除。

此時用戶查看閃存中的數據時，被刪除的上述文件數據是顯示為已經被刪除，但此文件數據實際上還存在閃存的物理塊中，并未刪除，是因為在閃存FAT區中，該文件數據的相關鏈表信息被刪除，目錄項標示為無效，從而被操作系統認為是無效數據，不顯示給用戶。

傳統的寫數據的步驟為：操作系統將待寫數據寫入到閃存內某塊時，當某塊（此塊稱為被交換塊）內有部分頁的數據是有效的，有部分頁的數據是無效時，這時需要找一個交換塊將被交換塊內的所有數據搬移到交換塊內，之后再將待寫數據寫到被交換塊內相應的頁。

在此過程中，由于已刪除的數據一直存在閃存內，對操作系統來說，這些數據是被刪除的無效數據，然而閃存存儲器的主控卻不能識別其內存儲的數據哪些已經被用戶刪除，是無效數據，哪些是有效數據。故在搬移數據的時候，主控仍然將所有數據（包括無效數據和有效數據）進行搬移，從而導致整個過程非常耗時，影響數據的寫入效率。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的數據寫入效率低問題，提供一種能提高數據寫入效率的閃存數據的管理方法。

此外，還有必要針對傳統的數據寫入效率低問題，提供一種能提高數據寫入效率的閃存數據的管理系統。

一種閃存數據的管理方法，包括如下步驟：

向文件系統類型為FAT文件系統的閃存內寫入待寫數據時，在閃存內獲取交換塊；

判斷待寫邏輯頁及所述待寫邏輯頁所在的邏輯塊所對應的物理頁和對應的物理塊內的數據是否為有效數據，若為有效數據，則將所述有效數據搬移到所述交換塊，若為無效數據，則對所述無效數據不進行搬移；

將待寫數據寫入到所述交換塊，更新邏輯塊和物理塊、邏輯頁和物理頁的映射關系。

在其中一個實施例中，所述判斷待寫邏輯頁及所述待寫邏輯頁所在的邏輯塊所對應的物理頁和對應的物理塊內的數據是否為有效數據的步驟包括：

獲取待寫邏輯頁及所述待寫邏輯頁所在的邏輯塊所對應的物理頁和對應的物理塊內的數據相應的簇號在FAT表中的位置，讀取所述簇號對應的FAT表項的內容；

內容為預定標識的FAT表項所對應的物理頁和物理塊內的數據為無效數據，內容不為預定標識的FAT表項所對應的物理頁和物理塊內的數據為有效數據。

在其中一個實施例中，所述預定標識為0。

在其中一個實施例中，所述待寫邏輯頁所在的邏輯塊所對應的物理塊為被交換塊；

所述閃存數據的管理方法還包括步驟：

擦除所述被交換塊以及內容為預定標識的FAT表項所對應的物理頁內的數據。