[發明專利]一種基于NAND Flash存儲芯片的塊管理方法

在審

• 申請號: 202310301133.1
• 申請日: 2023-03-27
• 公開（公告）號: CN116339629A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 劉傳富;曾德崇
• 申請（專利權）人: 矩陣數據科技（上海）有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 周高婷

本發明涉及嵌入式存儲技術領域，尤其為一種基于NAND?Flash存儲芯片的塊管理方法，包括如下步驟：通過對外API層將Flash存儲芯片通電上電；硬件通信初始化；讀取外部Flash0塊數據；檢測是否建立快管理表，若未建立管理表，則建立管理表；若已建立管理表，根據管理表加載的塊管理表，則加載0塊數據集文件目標到RAM中；對Flash存儲芯片中的文件進行維護管理。本發明提供一套專門為資源非常有限的單片機系統下運行的管理方法。支持較高的靈活性；提供高效的訪問速度，包括讀取速度，寫入以及擦除速度。提供更為直接的數據管理以及管理表，能夠在最少的資源上運行相應的塊管理功能。

技術領域

本發明涉及嵌入式存儲技術領域，尤其是一種基于NAND?Flash存儲芯片的塊管理方法。

背景技術

隨著存儲技術的不斷發展，現在存儲媒介多種多樣，而較為主流的數據存儲方式有基于磁盤的存儲方式，該存儲方式主要將存儲區域劃分為扇區，柱面和磁頭，以磁盤為代表的是傳統數據存儲技術，這類技術缺的在于由于存在機械裝置所以提交較為龐大，數據安全性不高，不易于集成且容易收到振動等機械沖擊對數據造成損害。而此類存儲方式能夠對數據存儲位置進行重復的擦除和寫入。本專利涉及到的存儲芯片類型為NAND?Flash，此類存儲芯片最大優勢為純固態的數據存儲，體積小。但是此類芯片由于設計原因存在一個缺陷便是如果需要更改已經寫入的數據，則必須對整個存儲單元進程擦除然后在此進行書寫，及芯片本身只能從邏輯狀態1變為邏輯狀態0，而不能從0變為1。

由于這個特點，此類存儲芯片在使用的時候相較于普通磁盤需要提供一套專門的管理方法，使其讓上層系統在存儲數據時而不用關心具體的數據改變原理，同時為了支持傳統的磁盤操作方式，該管理系統同時需要對nand?flash的存儲單元進行邏輯抽象，來使用普通磁盤的使用方法。再由于nand?flash存儲單元存儲擦除限制，如果過多擦除則會導致存儲塊功能的永久失效。

為了解決如上技術問題，各大廠商均推出了一些用于自身芯片的特有邏輯轉換層，但是出于各方面考慮很少能夠直接使用到現成產品，同時市面上也存在著一些優秀的開源項目，如YAFFS，JFFS等針對這類芯片所開發的文件系統。其特點時支持nand?falsh芯片的讀寫以及支持穩定的文件系統。但是針對當前項目開發存在著無法完全適配的情況。主要表現為這類開源系統由于為了適配大多數芯片而造成使用如RAM,ROM等相關的較多資源浪費，而無法適配當前項目的開發。現有技術中，其中主要的缺點是現有技術大多是提供一個較為全面且寬泛的管理而無法針對性的針對某個特殊產品的特殊性進行精確覆蓋，這將會導致一系列問題，如：

1、針對運算資源不強的單片機環境可能造成過多的運算資源的浪費，從而無法在現有的約束條件下提供性能最佳表現最好的服務。

2、針對RAM資源較為緊缺的運行環境下無法在特殊產品的較少RAM資源的條件運行起來，這意味著為了獲得全面且通用的適用性同時無法在一些更為苛刻的運行環境下運行，占用資源無法針對具體場景進一步縮小或者改變。

3、不能再具體的針對性產品下對自身性能進行縱向調優。

4、一般開放資源以提供文件系統+Flash轉換層的方式，而不能直接使用FTL層。

5、無法針對當前特有項目開發需求特點進行適配。

發明內容

本發明的目的是通過提出一種基于NAND?Flash存儲芯片的塊管理方法，以解決上述背景技術中提出的缺陷。

本發明采用的技術方案如下：

提供一種基于NAND?Flash存儲芯片的塊管理方法，包括如下步驟：

S1.1：通過對外API層將Flash存儲芯片通電上電；

S1.2：硬件通信初始化；

S1.3：讀取外部Flash0塊數據；