[發明專利]一種基于星載固態存儲系統自適應閃存轉換層的映射方法

有效

• 申請號: 202010054128.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111258924B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 張偉東;董振興;朱巖;安軍社
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F12/1009
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;武玥

1.一種基于星載固態存儲系統自適應閃存轉換層的映射方法，其特征在于，該方法包括：

主控CPU單元根據中斷類型發出對應的請求；

當請求為寫地址請求或回放地址請求時，判斷空頁余量是否滿足當前寫地址請求或回放地址請求的要求；

如果空頁余量滿足一個超級塊地址的余量要求，則主控CPU單元檢索超級塊映射表SMT，對應地檢索出要分配給寫地址請求或回放地址請求的超級塊號SBN，完成一級映射；

所述超級塊映射表SMT為一級映射表，由超級塊號SBN進行索引，每個超級塊映射表項包括：頁映射表索引PMTI、邏輯塊號LBN和塊回收權重W_Recy；

在DASFTL中，超級塊不是由幾個連續的邏輯塊簡單組合而成，而是將具有相同塊回收權重W_Recy的邏輯塊進行組合而成； 其中，塊回收權重W_Recy是根據FLASH芯片中物理塊的使用熱度進行計算得到；

根據檢索出的超級塊號SBN，檢索到相應的超級塊；利用主控CPU單元依次檢索頁映射表PMT和塊分配表BAT，進行二級映射，獲得物理頁碼PPN和物理塊號PBN；

頁映射表PMT和塊分配表BAT共同組成二級映射表；其中，頁映射表PMT包括S個頁映射表子表PMST，并由頁映射表索引PMTI進行索引；根據頁映射表索引PMTI，檢索頁映射表PMT，得到相應的物理頁碼PPN和頁熱度H_page；塊分配表BAT包括FLASH陣列中所有的物理塊地址，并由邏輯塊號LBN進行索引；

其中，頁映射子表PMST存儲著一個物理塊中所有物理頁的信息，頁映射子表中的每一項對應著該物理頁的物理頁號PPN和頁熱度H_page； 每個FLASH芯片由DATA區和OOB區兩部分組成，DATA區存儲著外部輸入的數據，OOB區存儲著頁映射子表PMST；

每個頁映射子表PMST_s都將在FLASH寫操作過程中，寫入到最新分配的物理頁OOB區； 在邏輯頁號LPN轉換為實際FLASH芯片的物理頁地址的過程中，可以通過讀取頁映射表索引PMTI所指示物理頁的OOB區來直接獲得PMST_s；

將得到的物理塊號PBN對應實際FLASH芯片中的物理塊地址；將物理頁碼PPN對應實際FLASH芯片中的物理頁地址；將得到的實際FLASH芯片中的物理塊地址和物理頁地址輸入至存儲控制單元，存儲控制單元根據得到的實際FLASH芯片中的物理塊地址和物理頁地址，尋找到FLASH陣列中相應的物理地址進行數據的寫/回放；

如果空頁余量不滿足一個超級塊地址的余量要求，則生成垃圾回收請求，并將該垃圾回收請求返回至主控CPU單元，供其發送。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

主控CPU單元還發出垃圾回收請求，主控CPU單元檢索超級塊映射表SMT，并通過檢索超級塊映射表SMT，對應地檢索出要分配給垃圾回收請求的超級塊號，并根據該超級塊號，獲得該超級塊號的塊回收權重，如果該超級塊號的塊回收權重是所有超級塊中的塊回收權重的最大值，則將該超級塊內的所有通過物理塊號PBN索引的物理塊地址對應的物理塊進行垃圾回收；

垃圾回收結束后，更新超級塊映射表SMT和超級塊中的塊回收權重W_Recy。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

存儲控制單元，用于根據閃存轉換層輸出的物理塊地址和物理頁地址，尋找到FLASH陣列中實際的物理地址，并完成寫/回放/擦除操作；

FLASH陣列包括多個FLASH芯片，其中，每個FLASH芯片包括：多個物理塊。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述塊回收權重W_Recy的獲取，具體為：

根據公式(5)，計算塊平均熱度

其中，H_page為數據頁熱度；

再根據公式(6)，計算塊回收權重W_Recy：

其中，N_earse為物理塊擦除次數；P為權值系數，取值范圍為[0,1]；N_thre為塊擦除次數閾值；H_max為目標塊最大熱度。