[發明專利]一種提高閃存寫入性能的方法

在審

• 申請號: 201710700312.7
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107632941A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 虞安華;后嘉偉
• 申請（專利權）人: 南京揚賀揚微電子科技有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 賀翔,徐曉鷺

技術領域

本發明屬于閃存性能管理領域，具體為一種提高閃存寫入性能的方法。

背景技術

由于閃存(Flash)的擦除單元是塊(Block)，而寫入單元是比塊小的頁(Page)和扇區(Sector)，所以，為了保留數據的完整性，在對閃存管理的時候不得不經常做大量的資料復制操作，從而降低了寫入性能。

FAT/FAT32文件系統對閃存進行寫入資料的時候，由于文件系統寫入資料的同時還要寫文件分配表，目錄等小單元數據，這些小單元數據的邏輯地址并不連續，并且復寫的概率很高，而與這些小單元數據同在一個塊地址的其他數據必須保留下來，所以閃存管理模塊不得不把這些要保留的數據復制到空白塊，擦除當前舊塊(如圖一所示)，這樣就需要額外做擦除和復制的操作，大大降低了寫入速度，同時也降低了閃存的使用壽命(閃存的擦除次數有壽命限制)。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種對閃存進行管理的方法，能夠提高閃存寫入性能了，尤其針對FAT/FAT32文件系統。本發明提供的一種提高閃存寫入性能的方法，將數據分為大批量數據和小單元數據，針對大批量數據采用塊表映射，并順序寫入塊地址；針對小單元數據，采用頁表映射，以堆棧方式寫入空白頁；

設置若干個動態塊，將所述動態塊的頁作為頁表映射地址，動態塊同時遵循塊表映射，動態塊寫滿時對動態塊進行替換；

當某個動態塊的數據是連續地址寫入并寫滿，則認定寫入數據為大批量數據，立即將該動態塊整理為數據塊，更新塊映射表，該動態塊變為空白動態塊用來替換。

進一步的，所述的設置若干個動態塊里的頁作為頁表映射地址，動態塊同時也遵循塊表映射，動態塊寫滿時對對動態塊進行替換具體過程為：

步驟1，首先定義若干個動態塊，優先使用空白動態塊用于存入大批量數據；

步驟2，查詢頁映射表，將小批量數據存入頁映射表中空白頁所對應的動態塊地址中；

步驟3，當所述動態塊全部被占用，把堆棧最深的動態塊整理為數據塊；

步驟4，根據頁映射表，將最新的資料復制到數據塊，更新塊映射表；

步驟5，將原先儲存所述最新的數據的動態塊更新為空白動態塊用來替換。

作為一種優選，將所述方法應用于FAT/FAT32文件系統中時，所述動態塊數量為3至5個。

進一步的，所述動態塊分布在引導區、目錄區、文件分配表區以及數據區。

更進一步的，所述將數據分為大批量數據和小單元數據的依據為：連續地址的數據視為大批量數據，非連續地址或復寫的數據視為小單元數據。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

本發明管理方法能夠減少了閃存塊單元的擦除次數，提高了閃存壽命。

本文對閃存的管理方法明顯地提升了閃存寫入性能。例如，應用于SD卡控制器，在相同頻率下，可以將速率等級從class4提升至class6。

附圖說明

圖1為現有技術中閃存管理塊的方法示意圖；

圖2為本發明方法中小單元數據復寫方法示意圖；

圖3為本發明方法中動態塊整理方法示意圖；

圖4為本發明方法中大批量數據塊整理方法示意圖；

圖5為實施例2的示意圖；

圖6為實施例3的示意圖。

具體實施方式

本發明的實施提供一種提高閃存寫入性能的方法，為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。

本發明提供的解決方案：

1)連續地址的數據視為大批量數據，采用塊表映射，順序寫入塊地址。

2)非連續地址或復寫的數據視為小單元數據，采用頁表映射，以堆棧的方式寫入空白頁，更新頁表，如圖2所示。

3)對于有內存大小限制的微控制器，頁表映射不能無限制大，因此采用幾個動態塊里的頁作為頁表映射地址，動態塊同時也遵循塊表映射，動態塊寫滿則替換。

4)根據FAT/FAT32文件系統原理，經常交替寫入的區塊分為引導區、目錄區、文件分配表區和數據區，因此，動態塊的數量選擇在3～5個較為合理，可以達到各個區塊的平均分配。

動態塊的替換規則：

1)首先優先使用空白動態塊。