[發明專利]一種FLASH芯片存儲區及其高性能防掉電讀寫方法

在審

• 申請號: 202110558676.2
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113190470A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 何碧波;崔可
• 申請（專利權）人: 恒寶股份有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F12/0868;G06F3/06
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 段旺;姚燕春

本發明公開一種FLASH芯片存儲區及其高性能防掉電讀寫方法。所述FLASH芯片存儲區包括第一數據區、第二數據區和擦寫操作記錄區；第一數據區用于存儲用戶數據，第二數據區用于存儲被擦寫頁面的新數據，擦寫操作記錄區記錄擦寫FLASH頁面擦寫的記錄，按頁面擦寫，輪換使用，不需要備份，并要求當前寫入的擦寫記錄頁面不能與在此之前寫入的擦寫記錄頁面相同；每個擦寫記錄單元在第二數據區或者第一數據區對應一個頁面。采用本申請技術方案實現一種高效擦寫防護機制，既能保護原有頁面數據，也能高效寫入新的數據。

技術領域

本發明涉及芯片防掉電領域，尤其涉及一種FLASH芯片存儲區及其高性能防掉電讀寫方法。

背景技術

對于FLASH芯片存儲區而言，因設計和工藝的不同，擦寫和讀取數據存在或多或少的差異。然而，存儲區都以頁面為單位，允許編程擦寫，擦寫頁面需要將頁面中的所有數據擦除，然后再寫入新的數據，如果此過程中失電，可能會丟失原有數據，芯片無法保證存儲區數據的完整性和有效性，因此，現有技術中設計失電保護的機制，保證擦寫數據時原有數據不丟失，或者新數據能被完整有效寫入頁面。

現有技術中失電保護機制分為兩種方案，其一是備份原有舊數據，在擦寫頁面失敗時，能將頁面原有數據恢復，另一個方案則是備份新數據，即將要寫入的新數據在寫入第一數據區前，寫入一個備份頁面，擦寫事務操作記錄成功提交后，再將備份頁面的數據寫入用戶數據頁面，這個過程中，擦寫操作事務提交前失電，用戶數據頁面依舊為原有舊數據，擦寫操作事務提交后失電，每次芯片上電都可以通過查詢擦寫事務，將備份頁面數據寫入用戶數據頁面。上述兩種方案都可以保證擦寫FLASH頁面數據不因失電而丟失，只是擦寫事務操作記錄成功提交的時機有差別，完成擦寫頁面的效率不同，且各有優缺點：

第一類失電保護機制，需要完成備份舊數據、提交擦寫事務操作記錄、將新數據寫入用戶數據頁面后，才能讀取新數據，擦寫效率低，讀取數據效率高。

第二類失電保護機制，只需要完成新數據寫入備份頁面后就可以讀取新數據，不需要完成擦寫事務操作記錄成功提交，然而，讀取數據需要查詢擦寫事務操作記錄，需要確保新數據已經寫入備份頁面，然后再從備份頁面讀取新數據，擦寫效率較備份舊數據高，然而讀取數據效率相對較低。

以一個頁面擦寫耗時3ms為例，完成擦寫N個頁面，對于備份舊數據方案而言，需要擦寫(2*N+N)個頁面，耗時((2*N+N)*3)ms。對于備份新數據方案而言，則需要擦寫(2*N+1)個頁面，耗時((2*N+1)*3)ms時間，該耗時是沒有失電保護只擦寫用戶頁面的2倍以上。

然而在現有業務中為了滿足用戶良好體驗需求，往往要求芯片高效率執行，如現金業務要求500ms完成交易，錢包交易在300ms以內，從優化性能的角度分析，耗時較大的是擦寫FLASH頁面，擦寫越多，效率越低。現有的兩類失電保護機制在效率上均不能滿足現有業務的需求，因此急需一種能夠提高FLASH芯片擦寫高性能的防掉電保護方法。

發明內容

本發明提供了一種FLASH芯片存儲區，包括第一數據區、第二數據區和擦寫操作記錄區；第一數據區用于存儲用戶數據，第二數據區用于存儲被擦寫頁面的新數據，擦寫操作記錄區記錄擦寫FLASH頁面擦寫的記錄，按頁面擦寫，輪換使用，不需要備份，并要求當前寫入的擦寫記錄頁面不能與在此之前寫入的擦寫記錄頁面相同；每個擦寫記錄單元在第二數據區或者第一數據區對應一個頁面；

在擦寫一個頁面時，根據擦寫操作記錄區中擦寫記錄頁面中的內容確定一個屬于第一數據區或第二數據區的頁面，然后將新的數據寫入該頁面；如果要擦寫多個頁面，則根據擦寫記錄頁面中的內容確定多個頁面，然后將新數據寫入每個頁面，并在完成擦寫事務時將擦寫記錄寫入擦寫記錄頁面中。

如上所述的FLASH芯片存儲區，其中，擦寫操作記錄區分配至少兩個擦寫記錄頁面，分別為有效記錄頁面和無效記錄頁面。