[發明專利]用于存儲裝置的塊映射系統和方法

在審

• 申請號: 202010699543.2
• 申請日: 2015-10-12
• 公開（公告）號: CN111813708A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 岡田伸介;蘇尼爾·阿特里;齋藤博行
• 申請（專利權）人: 賽普拉斯半導體公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;楊明釗

本申請涉及用于存儲裝置的塊映射系統和方法，其中一種用于閃存存儲器的覆蓋擦除塊(EB)映射機制實現了有效的耗損均衡并減少了掛載操作延遲。在閃存存儲器的對應部分中，該覆蓋EB映射機制將第一類型EB映射到多個物理擦除塊中的一個上。第一類型EB包括多個指針。覆蓋EB映射機制還將第二類型EB和第三類型EB中的每個映射到物理EB中未被映射到第一類型EB的一個上。第二類型EB存儲系統管理信息，而第三類型EB存儲用戶數據。當啟動閃存存儲器時，覆蓋EB映射機制掃描對應部分以定位第一類型EB，使用指針以定位系統EB，以及使用系統管理信息以定位數據EB。

本申請是申請日為2015年10月12日，申請號為201580048774.4，發明名稱為“覆蓋擦除塊映射”的申請的分案申請。

本申請是于2014年10月20日提交的美國專利申請14/518,560的國際申請，該美國專利申請以引用方式被全部并入本文。

技術領域

本申請涉及覆蓋擦除塊映射。

背景技術

由于閃存存儲器在沒有電源的情況下保持其中存儲的信息，因此被認為是“非易失”存儲器。同樣地，閃存存儲器對于多種類型的裝置，例如，可去除存儲裝置和移動計算裝置，已經變得日益普及。與其他一次性可編程(one-time programmable，OTP)的非易失存儲器不同，閃存存儲器可以被重寫。可以通過擦除其中的存儲器單元中的一個或更多個塊并且然后對塊內的一個或更多個存儲器單元進行寫入，來將數據存儲在閃存存儲器中。存儲器單元的塊通常被稱為擦除塊(erase block，EB)。對擦除塊(EB)進行編程和擦除的過程被稱為編程/擦除(P/E)循環。當EB經歷更多P/E循環時閃存存儲器的一些特征趨于降低。例如，閃存存儲器在沒有電源的情況下可能不能將數據存儲無限長時間。而且，閃存存儲器的編程和擦除特征也可能降低。閃存存儲器的壽命因此由每個EB經歷的P/E循環的最大數目限制。

為了延長閃存存儲器的壽命，可以采用具有EB映射機制(mapping scheme)的閃存文件系統(flash file system，FFS)。EB映射機制的其中一個功能是執行稱作耗損均衡(wear-leveling，WL)的技術，其中，邏輯EB被映射到物理EB上。具體地，將頻繁被寫的邏輯EB映射到具有低P/E循環的物理EB上，將非頻繁被寫的邏輯EB映射到具有高P/E循環的物理EB上。EB映射機制力圖在物理EB上均勻分配P/E循環，使得沒有EB過早故障。不同的EB映射機制導致不同的WL效率，其中，WL效率可以被認為是P/E循環分布在物理EB上的均勻性。

EB映射機制的另一個功能是定義如何在EB之間分配用戶數據和系統管理信息以及如何將用戶數據和系統管理信息存儲到EB中。除了其他事情，系統管理信息還記錄閃存存儲器中用戶數據的物理位置。存儲用戶數據的EB可以被稱為數據EB。存儲系統管理信息的EB可以被稱為系統EB。對數據EB和系統EB的分配導致FFS的掛載操作的掛載延遲，影響閃存存儲器的啟動時間。當啟動閃存存儲器時，掛載操作通常包括定位系統EB，其依次指向數據EB，從而使得用戶數據對于用戶可獲得。掛載延遲是完成掛載操作所花費的時間。

發明內容

在本文中，提供一種方法、系統和計算機程序產品實施方案，和/或其組合及子組合，用于通過提供有效的耗損均衡(WL)以提高閃存存儲器的耐久性，以及通過減少掛載延遲以增強閃存存儲器的啟動性能。