[發明專利]一種星載NAND FLASH型固態存儲器及分配存儲空間的方法

有效

• 申請號: 202010095054.6
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111324307B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 池騁;高亞南;邵明強;鄭艷;孫璐;周夢
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李曉曉

1.一種星載NAND FLASH型固態存儲器，其特征在于，包括寫控制模塊、讀控制模塊、存儲陣列模塊、可用簇隊列模塊和垃圾回收模塊；

存儲陣列模塊，用于存儲數據；

寫控制模塊與存儲陣列模塊連接，用于給存儲陣列模塊寫入數據；

讀控制模塊與存儲陣列模塊連接，用于讀取存儲陣列模塊的數據；

寫控制模塊和讀控制模塊均與簇隊列模塊關聯，垃圾回收模塊與存儲陣列模塊相關聯；

可用簇隊列模塊為鏈表結構，包含頭部指針、尾部指針和隊列長度，根據各個簇的磨損加權值進行排序，隊列頭部磨損加權值最小，尾部磨損加權值最大，隊列長度為剩余可用容量；當需要使用可用空間時，從隊列頭部指針處獲取簇；

垃圾回收模塊，用于在簇回收時，根據簇的地址的歷史使用屬性，計算該簇的磨損加權值，并將該簇地址插入至可用簇隊列模塊相應的位置中去。

2.根據權利要求1所述的星載NAND FLASH型固態存儲器，其特征在于，磨損加權值的大小用于反映該簇的使用情況。

3.根據權利要求1所述的星載NAND FLASH型固態存儲器，其特征在于，存儲空間按照NAND FLASH存儲陣列組織結構分割為若干個以簇為基本單位的子空間。

4.根據權利要求3所述的星載NAND FLASH型固態存儲器，其特征在于，簇最小為單個NAND FLASH塊，最大為8個NAND FLASH塊。

5.根據權利要求1所述的星載NAND FLASH型固態存儲器，其特征在于，地址映射表和簇信息表服務于可用簇隊列模塊，簇信息表包含所有簇的基本信息。

6.根據權利要求5所述的星載NAND FLASH型固態存儲器，其特征在于，簇的基本信息包含簇標識、物理地址、記錄時間、前一簇號、后一簇號、寫入次數、回讀次數、擦除次數及磨損加權值。

7.根據權利要求1所述的星載NAND FLASH型固態存儲器，其特征在于，所述簇的地址的歷史使用屬性包括寫入次數、回讀次數和擦除次數。

8.權利要求1～7任意一項所述星載NAND FLASH型固態存儲器的分配存儲空間的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)當需要分配新的存儲空間時，調用可用簇隊列模塊，從隊列頭部獲取簇地址；在存儲空間動態地址的地址映射表中，使用簇地址獲取實際的物理地址；若對簇進行寫操作，則該簇的屬性中的寫入次數值“加1”；若對簇進行回讀操作，則該簇的屬性中的回讀次數值“加1”；若對簇進行擦除操作，則該簇的屬性中的擦除次數值“加1”；

(2)調用垃圾回收模塊，計算回收簇的磨損加權值，根據計算出的磨損加權值的大小，將該簇插入至可用簇地址隊列中，使簇地址隊列始終按磨損加權值由小到大排列。

9.根據權利要求8所述星載NAND FLASH型固態存儲器的分配存儲空間的方法，其特征在于，磨損加權值的基本計算公式為：

磨損加權值＝寫入權值×寫入次數+回讀權值×回讀次數+擦除權值×擦除次數。

10.根據權利要求8所述星載NAND FLASH型固態存儲器的分配存儲空間的方法，其特征在于，步驟(2)中，具體使用二元查找法將該簇插入至可用簇地址隊列中。