[發明專利]一種物理塊寫入方法及系統

有效

• 申請號: 201310037365.7
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103970483B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李曉輝;胡勝發
• 申請（專利權）人: 安凱（廣州）微電子技術有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及數據存儲技術領域，特別涉及一種物理塊寫入方法及系統。

背景技術

NAND是目前階段性能較出色的一種閃存方案，其特點是功耗低、重量輕、讀寫性能好；目前廣泛的應用于閃存盤和存儲卡。NAND芯片作為存儲介質包含了多個物理塊，每個物理塊又包含多個物理頁。因為NAND芯片的物理塊與物理頁的擦寫次數都是有限的，由此而衍生的寫平衡算法成為了延長NAND芯片使用壽命的重要技術手段。而寫平衡算法通常都基于文件系統中虛擬層面的邏輯塊或扇區與NAND芯片實際的物理塊或物理頁的映射關系來展開。

在申請號為201010229936.3的專利中，公開了一種NAND寫平衡處理方法；大體思路如下：該方法中一個邏輯塊對應兩個物理塊；所述的物理塊中，一個與邏輯塊一一映射，另一個與邏輯塊隨機映射。與邏輯塊一一映射的物理塊被稱為數據塊，與邏輯塊隨機映射的物理塊被稱為緩沖塊；數據在寫入時首先寫入到緩沖塊中，寫入完成后通過一定的機制將舊數據塊中各頁數據及緩沖塊中隨機映射的各頁數據按照一一映射的規則整合寫入到一個新的數據塊。

現階段的寫平衡算法在寫入的過程中，為區分物理塊或物理頁被寫入的順序，會在寫入的同時標記一個寫計數；后被寫入的物理塊或物理頁在寫入時，標記的寫計數會相比前次遞增一個單位（加1）。并且一般認為僅寫計數最大的物理塊或物理頁（即最后被寫入的物理塊或物理頁）有效，其余均無效。現有技術中寫計數的標記和遞增是全局性的，也就是針對NAND中所有的物理頁或物理塊。

全局性的寫計數存在的缺點主要是無法支持COPYBACK硬件加速。COPYBACK硬件加速實質上是一中硬件拷貝指令，能夠實現快速的數據拷貝。但全局寫計數當中，所有的寫操作均需要遞增標記寫計數，即表示所有寫操作的過程中數據均發生了改變。數據出現改變的寫操作過程即與拷貝過程相違背，所以COPYBACK硬件加速與全局性寫計數兩者存在本質上的矛盾，不能夠共存。

全局性的寫計數的另一個缺點是使用過程中寫計數不斷的累計遞增，會導致數值越來越大，以至于使得NAND的運行占用了整個計算機系統中大量的內存和存儲空間。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種物理塊寫入方法及系統，所述方法及系統在寫入過程中通過局部的層級標記寫計數，實現了對于COPYBACK硬件加速的支持，并且避免了寫計數越來越大，占用了整個計算機系統中大量的內存和存儲空間的問題。

為實現上述目的，本發明有如下技術方案：

一種物理塊寫入方法，所述方法中邏輯塊與多個物理塊之間存在映射關系，所述多個物理塊中存在與邏輯塊一一映射的數據塊，所述數據塊包括原數據塊和新數據塊；和至少一個與邏輯塊隨機映射的緩沖塊；每個物理塊中寫計數的數量等于緩沖塊的數量；所述方法具體步驟如下：

建立邏輯塊與物理塊的映射關系；

順次向緩沖塊寫入數據，并在寫入數據的過程中按照預設的標記規則為緩沖塊標記寫計數；

從各個物理塊查找有效數據；將所述有效數據拷貝至新數據塊；

所述標記規則具體為；

向第一緩沖塊寫入數據時，將原數據塊的第一寫計數遞增并標記為第一緩沖塊的第一寫計數；

向第n緩沖塊寫入數據時，相對于第n-1緩沖塊保留第n寫計數之前的所有寫計數，將第n-1緩沖塊的第n寫計數的數值遞增，將所述遞增后的數值標記為第n緩沖塊的第n寫計數；n為大于1的正整數。

所述物理塊包括多個物理頁，所述邏輯塊包括多個扇區，且一個物理塊包括的物理頁的數量等于一個邏輯塊包括的扇區的數量，則所述建立邏輯塊與物理塊的映射關系具體為：

將物理塊中的物理頁對應到邏輯塊中的扇區上。

所述從各個物理塊中查找有效數據具體為：

將最后寫入數據作為該扇區的有效數據。

所述從各個物理塊中查找有效數據還包括：

在所述寫入過程中斷并重新開始時，根據預設的比較機制比較各個物理塊的寫計數，從而找到最后寫入的數據，并將其作為有效數據。

所述預設的比較機制具體為：

將各個物理塊的第一寫計數進行比較，如果第一寫計數相同則順次比較后續寫計數，直到出現寫計數不同則停止比較；視寫計數大的物理塊中寫入的數據作為最后寫入的數據。

所述方法還包括：