[發(fā)明專利]基于NAND閃存的高速存儲設(shè)備及文件管理方法

有效

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• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105760113B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈艷艷
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 西安睿通知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發(fā)明屬于文件管理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于NAND閃存的高速存儲設(shè)備及文件管理方法，包括：將NAND芯片組的多個塊存儲空間依次劃分為六部分，壞塊信息列表，塊使用信息列表，文件信息列表，預(yù)留塊，文件數(shù)據(jù)塊，映射塊；獲取壞塊信息列表，使得在文件管理中對壞塊進行屏蔽；獲取塊使用信息列表，得到每個塊的使用情況；獲取文件信息列表，得到NAND芯片組所存儲的文件個數(shù)及相應(yīng)存儲位置；獲取文件操作命令，根據(jù)文件操作命令，在文件數(shù)據(jù)塊的對應(yīng)存儲空間進行寫文件操作、讀文件操作或刪文件操作；并對塊使用信息列表、文件信息列表的內(nèi)容進行更新；解決現(xiàn)有文件管理系統(tǒng)用于高速存儲設(shè)備時造成的速度下降、空間利用率低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及文件管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于NAND閃存的高速存儲設(shè)備及文件管理方法，用于嵌入式高速實時存儲設(shè)備中的大文件的管理。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，高速存儲設(shè)備的重要性日漸突出，目前已被廣泛應(yīng)用于軍事、通信和醫(yī)學(xué)設(shè)備等關(guān)鍵領(lǐng)域，如雷達實時成像系統(tǒng)、通信基站大容量實時數(shù)據(jù)傳輸和核磁共振圖像實時處理等。但現(xiàn)有的文件系統(tǒng)不太適合直接用于高速存儲設(shè)備。

NAND閃存是FLASH內(nèi)存的一種，其以頁為單位讀寫數(shù)據(jù)，而以塊為單位擦除數(shù)據(jù)，內(nèi)部采用非線性宏單元模式，為固態(tài)大容量內(nèi)存的實現(xiàn)提供了廉價有效的解決方案。NAND存儲器具有容量較大，改寫速度快等優(yōu)點，適用于大量數(shù)據(jù)的高速存儲設(shè)備，因而在業(yè)界得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有的文件系統(tǒng)主要包括FAT32、NTFS、ext3等，這些文件系統(tǒng)主要使用在計算機上，如果直接將其應(yīng)用在高速實時存儲設(shè)備上，有以下幾個缺點：

(1)NAND閃存利用多Plane(層)設(shè)計以提升性能，一個芯片被分成2個Plane，2個Plane內(nèi)的Block編號是單雙交替的，操作時，可以進行交替操作(一單一雙)來提升性能，根據(jù)測試，2個Plane的交替訪問性能可比單Plane設(shè)計提高約50％；但現(xiàn)有文件系統(tǒng)沒有針對NAND閃存的這種結(jié)構(gòu)特點進行相應(yīng)的優(yōu)化，若將現(xiàn)有文件系統(tǒng)直接應(yīng)用在基于NAND閃存的高速實時存儲設(shè)備上會造成存儲速度下降的缺點；

(2)NAND閃存在操作的過程中讀寫是以頁為基本單位，擦除是以塊為基本單位的，一般情況下頁的大小相對于現(xiàn)有的文件系統(tǒng)支持的最小操作單元較大，二者不能完全匹配，若將現(xiàn)有文件系統(tǒng)直接應(yīng)用將導(dǎo)致性能下降；

(3)NAND閃存一般都利用多LUN(Logical Unit Number，邏輯單元號)設(shè)計以提升容量，一個芯片集成了4個LUN，并且4個LUN共享數(shù)據(jù)總線，操作時，可以進行交替操作來提升性能；但目前的文件系統(tǒng)也沒有針對這一特點進行相關(guān)優(yōu)化；

(4)高速存儲設(shè)備在使用的過程中，面向的情況比較簡單，主要是文件個數(shù)較少，但文件比較大，存儲速度要求高的情況；而現(xiàn)有的文件系統(tǒng)針對的是復(fù)雜應(yīng)用情況，支持的文件數(shù)目多，需要的索引空間大，從而造成存儲空間的浪費。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于NAND閃存的高速存儲設(shè)備及文件管理方法，解決現(xiàn)有文件管理系統(tǒng)用于高速存儲設(shè)備時造成的速度下降、空間利用率低的問題。

實現(xiàn)本發(fā)明的基本思路是：為了實現(xiàn)存儲空間的分配和回收、優(yōu)化存儲速度和空間利用率，將NAND芯片組劃分為六部分；通過初始化階段，復(fù)位FLASH，然后將NAND芯片組存儲空間的使用情況更新到程序中，從而達到壞塊均衡及對壞塊的屏蔽；并找到最后一非空頁；最后接收文件操作命令，并根據(jù)文件操作命令對NAND芯片組中的塊存儲空間進行相應(yīng)的文件寫入、讀取或刪除等操作，從而實現(xiàn)NAND存儲空間的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)文件的按名存取，向用戶提供一個方便使用的接口。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

技術(shù)方案一：