專利名稱：Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法及數(shù)據(jù)處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理領域，特別是涉及一種Flash 文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法及一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置。
背景技術：
Flash文件系統(tǒng)(Flash File System, FFS )是采用Flash作為外存儲 器實現(xiàn)的文件系統(tǒng)。Flash是非易失存儲器，目前正逐步取代其它半導體 存儲器件而廣泛應用于移動電話、PDA以及數(shù)碼相機等移動電子產(chǎn)品中。 其作為存儲數(shù)據(jù)和應用程序的存儲體，可以將大量數(shù)據(jù)方便、快捷地移 動和交換。
Flash內(nèi)部分為多個存儲單元塊(block),每個存儲單元塊又由多個 頁(page)組成。存儲單元塊是可擦除的最小單位，頁是數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的 最小單位。Flash存儲器讀取數(shù)據(jù)與一般的存儲器類似，可以實現(xiàn)隨機讀 取。而Flash存儲器的寫操作則和一般的存儲器有所不同，F(xiàn)lash的寫操 作必須先按存儲單元塊擦除(例如，數(shù)據(jù)處理Oxff到要擦除的存儲單元 塊中)，再按頁的順序數(shù)據(jù)處理。例如，假設一個存儲單元塊上保存著512 字節(jié)的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在需要修改該存儲單元塊的第1個字節(jié)，過程如下
1 )擦除該存儲單元塊；
例如，將所述存儲單元塊上所有的字節(jié)都更改為Oxff。
2)在該存儲單元塊的第l字節(jié)中寫入新數(shù)據(jù)，并在向該存儲單元塊 的其它511個字節(jié)中寫入舊數(shù)據(jù)。
這個過程需要一定的時間來完成，如果在這個過程中突然掉電，則 會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題，所以，解決掉電后數(shù)據(jù)恢復，即掉電保護的問 題是Flash的關4建技術之一。
再者，由于Flash有一定的使用壽命， 一般存儲單元塊的可擦除次數(shù) 為10-100萬次，所以隨著使用次數(shù)的增加，會有一些塊逐漸變得不穩(wěn) 定或失敗。因此，要盡量避免頻繁地對同一塊操作，以免造成Flash的提前損壞，即解決磨損均衡的問題是Flash的關鍵技術之二。
現(xiàn)有技術中，出于以上掉電保護和磨損均衡的需要，對Flash的某一 塊進行修改時，通常不會直接對該塊進行擦寫操作，而是另外找一塊沒 有使用的空閑塊，將新數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理該空閑塊中；然后將舊塊標記為無 效，對上級的鏈接項進行修改，使其指向新塊。然而，在這種情況下， 對于本來只想修改一塊的內(nèi)容，卻不得不逐級向上修改很多塊的內(nèi)容， 不僅增加了時間成本，還過多占用系統(tǒng)資源，造成較大的系統(tǒng)開銷。
如授:外又7>告號為CN1266614C的中國專利文件就/>開了 一種在Flash 文件系統(tǒng)中加快邏輯塊映射速度的方法，用于提高查找數(shù)據(jù)塊的速度。 具體技術方案為在數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)表項區(qū)中保存邏輯塊與數(shù)據(jù)塊的映射 信息，數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)區(qū)中保存與其映射的邏輯塊的內(nèi)容。包括
建立一個由表項組成的反向映射表， 一個表項對應一個邏輯塊； 在系統(tǒng)初始化過程中，將數(shù)據(jù)塊狀態(tài)表項區(qū)中記錄的映射信息，按 邏輯塊號與表項間的對應關系讀取到各表項中；
讀取某邏輯塊時，以其邏輯塊號作為表項索引查找反向映射表，定 位到表項，根據(jù)表項中記錄的映射信息，在Flash存儲器件中查找到數(shù)據(jù) 塊；
寫入某邏輯塊時，將更新數(shù)據(jù)寫入一新數(shù)據(jù)塊的空白數(shù)據(jù)區(qū)中和將 該邏輯塊與新數(shù)據(jù)塊間的映射信息寫入狀態(tài)表項區(qū)中，同時更新反向映 射表相應表項的映射信息。
可以看出，該方案通過將邏輯塊號和物理塊號的映射關系分散存儲 到每個塊中，開機后需要對全片范圍進行掃描，然后才能在內(nèi)存中構建 完整的邏輯塊號和物理塊號的映射表，需要付出較大的系統(tǒng)開銷，并且 會導致開機啟動時間過長，內(nèi)存占用較多的問題。
總之，目前需要本領域技術人員迫切解決的一個技術問題就是如 何能夠創(chuàng)新的提出 一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理機制，用以在掉電保護 的基礎上，以較低的系統(tǒng)開銷實現(xiàn)Flash的磨損均衡的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，以在掉電保護的基礎上，以較低的系統(tǒng)開銷實現(xiàn)Flash的磨損均衡的 功能。
本發(fā)明的另 一個目的是將上述構思應用于具體的應用環(huán)境中，提供一 種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置，從而保證該方法的實現(xiàn)和應用。
為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)處理方法，所述Flash文件系統(tǒng)包括地址映射塊，所述地址映射塊記錄 有Flash文件中所有邏輯塊與物理塊的映射關系，所述方法包括
依據(jù)Flash文件的更新請求，在Flash文件系統(tǒng)的物理塊中查找第一 空閑塊，在所述第一空閑塊中寫入更新的Flash文件；
在所述F1 a s h文件系統(tǒng)的物理塊中繼續(xù)查找第二空閑塊，在所述第二 空閑塊中寫入更新的地址映射塊。
優(yōu)選的，所述地址映射塊還記錄有版本信息、寫入完成標識和有效標 識信息，所述寫入更新地址映射塊的步驟包括
生成所述更新地址映射塊的版本信息；
寫入所述更新Flash文件中相應的邏輯塊與第 一空閑塊的映射關系；
寫入原始地址映射塊中未更新的邏輯塊與物理塊的映射關系；
對所述更新地址映射塊標記寫入完成標識；
在所述更新地址映射塊中記錄有效標識，以及，在所述原始地址映射 塊中記錄無效標識。
優(yōu)選的，所述的方法，還包括:
依據(jù)當前具有有效標識的地址映射塊的數(shù)量，判斷是否發(fā)生了意外掉電。
優(yōu)選的，通過以下步驟判斷是否發(fā)生意外掉電
若當前僅有 一 個具有有效標識的地址映射塊，則判斷未發(fā)生意外掉
電；
若當前有兩個具有有效標識的地址映射塊，則判斷發(fā)生了意外掉電。
優(yōu)選的，所述的方法，還包括
如果發(fā)生意外掉電，則在復位后搜索所述更新地址映射塊的寫入完 成標識，若有，則依據(jù)所述更新的地址映射塊恢復新數(shù)據(jù)；若沒有，則 依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，在依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)時，所述的方法還
包括
擦除所述更新地址映射塊。 '
優(yōu)選的，通過以下步驟查找空閑塊
依據(jù)所述地址映射塊中記錄的邏輯塊與物理塊的映射關系查找空閑塊。
本發(fā)明實施例還公開了一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置，所述 Flash文件系統(tǒng)包括地址映射塊，所述地址映射塊記錄有Flash文件中所 有邏輯塊與物理塊的映射關系，所述裝置包括
第一空塊查找模塊，用于依據(jù)Flash文件的更新請求，在Flash文件 系統(tǒng)的物理塊中查找第 一 空閑塊；
第一寫入模塊，用于在所述第一空閑塊中寫入更新的Flash文件；
第二空塊查找模塊，用于在所述Flash文件系統(tǒng)的物理塊中繼續(xù)查找 第二空閑塊；
第二寫入模塊，用于在所述第二空閑塊中寫入更新的地址映射塊。 優(yōu)選的，所述地址映射塊還記錄有版本信息、寫入完成標識和有效標
識信息，所述第二寫入模塊包括
版本更新子模塊，用于生成所述更新地址映射塊的版本信息； 映射更新子才莫塊，用于寫入所述更新Flash文件中相應的邏輯塊與第
一空閑塊的映射關系；
映射保留子模塊，用于寫入原始地址映射塊中未更新的邏輯塊與物理
塊的映射關系；
完成標識子才莫塊，用于對所述更新地址映射塊標記寫入完成標識； 有效標識子^^莫塊，用于在所述更新地址映射塊中記錄有效標識，以及， 在所述原始地址映射塊中記錄無效標識。 優(yōu)選的，所述的裝置，還包括
掉電判斷模塊，用于依據(jù)當前具有有效標識的地址映射塊的數(shù)量，判 斷是否發(fā)生意外掉電。
優(yōu)選的，所述的裝置，還包括
復位搜索模塊，用于在掉電復位后搜索所述更新地址映射塊的寫入
8完成標識，若有，則觸發(fā)新數(shù)據(jù)恢復模塊；若沒有，則觸發(fā)舊數(shù)據(jù)恢復 模塊；
新數(shù)據(jù)恢復模塊，用于依據(jù)所述炎新的地址映射塊恢復新數(shù)據(jù)； 舊數(shù)據(jù)恢復模塊，用于依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)。 優(yōu)選的，所述的裝置，還包括
擦除模塊，用于在依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)時，擦除所述 更新地址映射塊。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
首先，本發(fā)明基于記錄有Flash文件中所有邏輯塊與物理塊的映射關 系的地址映射塊，在所述Flash文件系統(tǒng)的整個物理塊中循環(huán)處理^:據(jù)， 具體為，在更新文件的某塊數(shù)據(jù)時，不對其物理塊進行修改，而通過查 找另外的空閑塊，在該空閑塊中寫入更新文件，然后再依據(jù)該塊數(shù)據(jù)的 新的地址映射關系來生成新的地址映射塊。處理后，舊數(shù)據(jù)所在的物理 塊從使用中的物理塊變成了空閑塊，而新數(shù)據(jù)所在的物理塊從空閑塊變 成了使用中的物理塊，可以看出，這種數(shù)據(jù)處理方法不會使某個物理塊 存在特別的、多于其它物理塊的擦寫次數(shù)，因而很好地實現(xiàn)了整個Flash 的磨損均衡功能。
再者，本發(fā)明通過在地址映射塊中進一步記錄版本信息、寫入完成標 識和有效標識信息，結合以上數(shù)據(jù)處理方法，來監(jiān)控掉電的情況以及進 行掉電復位后的數(shù)據(jù)恢復操作，即可進一 步保證在掉電保護的基礎上， 以非常小的系統(tǒng)開銷來實現(xiàn)Flash的磨損均衡功能。


圖l是本發(fā)明的一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法實施例1的流程圖； 圖2是本發(fā)明的一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法實施例2的流程圖； 圖3是本發(fā)明的一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法實施例3的流程圖； 圖4是一個具體實例中數(shù)據(jù)處理初始狀態(tài)的示意圖； 圖5是一個具體實例中數(shù)據(jù)處理過程中執(zhí)行完第1步的示意圖； 圖6是一個具體實例中數(shù)據(jù)處理過程中執(zhí)行完第2步的示意圖；圖7是一個具體實例中數(shù)據(jù)處理過程中執(zhí)行完第3步的示意圖； 圖8是一個具體實例中數(shù)據(jù)處理過程中執(zhí)行完第4步的示意圖； 閨9是本發(fā)明的一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置實施例的結構框
圖IO是應用圖9所示的優(yōu)選實施例進行Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理 的方法流程圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合 附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
一般來說，整個Flash文件系統(tǒng)可以分為兩個層次，第一層用于直接 和物理硬件接觸，管理Flash物理存儲器；第二層用于在基層之上，實現(xiàn) 文件管理，如實現(xiàn)FAT。本發(fā)明實施例主要涉及Flash文件系統(tǒng)第一層的 相關內(nèi)容。
本發(fā)明實施例的核心構思之一在于，創(chuàng)建記錄有Flash文件中所有邏 輯塊與物理塊的映射關系的地址映射塊，在所述Flash文件系統(tǒng)的整個物 理塊中循環(huán)處理數(shù)據(jù)，具體為，在更新文件的某塊數(shù)據(jù)時，不對其物理 塊進行修改，而通過查找另外的空閑塊，在該空閑塊中寫入更新文件， 然后再依據(jù)該塊數(shù)據(jù)的新的地址映射關系來生成新的地址映射塊。并進 一步地，在地址映射塊中記錄版本信息、寫入完成標識和有效標識信息， 用以監(jiān)控掉電情況并進行復位后的數(shù)據(jù)恢復操作，從而使本發(fā)明能在掉 電保護的基礎上，以較低的系統(tǒng)開銷實現(xiàn)Flash的磨損均衡的功能。
參考圖1,示出了本發(fā)明的一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法實施 例1的流程圖，所述Flash文件系統(tǒng)包括地址映射塊，所述地址映射塊記 錄有Flash文件中所有邏輯塊與物理塊的映射關系，本實施例可以包括以 下步驟
步驟101、依據(jù)Flash文件的更新請求，在Flash文件系統(tǒng)的物理塊 中查找第一空閑塊；
步驟102、在所述第一空閑塊中寫入更新的Flash文件；
步驟103、在所述Flash文件系統(tǒng)的物理塊中繼續(xù)查找第二空閑塊；步驟104、在所述第二空閑塊中寫入更新的地址映射塊。
可以看出，本發(fā)明的邏輯塊可用于保存Flash文件的特定數(shù)據(jù)，為實 現(xiàn)磨損均衡的功能，邏輯塊與Flash文件系統(tǒng)的物理塊存在動態(tài)的映射關 系，優(yōu)選的，所述邏輯塊與物理塊的映射關系可以通過邏輯塊號與物理 塊號的映射表來表示。在實際中，根據(jù)Flash的大小，所述地址映射塊可 以為多個。
在本實施例中，所述空閑塊可以依據(jù)所述地址映射塊中記錄的邏輯 塊與物理塊的映射關系查找空閑塊。
例如，維護一個查找起始的物理塊號n,開機后，將n初始化為0， 查找第一空閑塊的過程為
1) 讀出物理塊號為n的邏輯塊的第一個字節(jié)，假設為m;
2) 如果m等于0xff，則確定該塊為第一空閑塊； 其中，Oxff是現(xiàn)有技術中空閑塊的狀態(tài)標識。
3 )如果m不等于Oxff，則在地址映射塊中查找邏輯塊號m對應的物 理塊號，假設為1;
4)如果l不等于n,則確定該塊為第一空閑塊；否則，執(zhí)行下一步； 5 )將n力口 1;
6) 如果n等于FLASH中物理塊的數(shù)量，則n=0;
7) 返回步驟1)。
在找到第一空閑塊之后，保留n的值，下一次查找第二空閑塊時則 可以依據(jù)該n的值進4亍。
當然，以上查找空閑塊的過程僅僅作為一種示例，在實際中，本領 域技術人員采用任一種查找空閑塊的方法都是可行的，例如，在預置空 閑塊隊列中按順序選取相應的空閑塊等，本發(fā)明對此無需作出限制。
參考圖2,示出了本發(fā)明的一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法實施 例2的流程圖，所述Flash文件系統(tǒng)包括地址映射塊，所述地址映射塊記 錄有Flash文件中所有邏輯塊與物理塊的映射關系、版本信息、寫入完成 標識和有效標識信息，本實施例可以包括以下步驟
步驟201、依據(jù)Flash文件的更新請求，在Flash文件系統(tǒng)的物理塊中查找第一空閑塊；
步驟202、在所述第一空閑塊中寫入更新的Flash文件； 步驟203 、在所述Flash文件系統(tǒng)的物理塊中繼續(xù)查找第二空閑塊； 步驟204、在所述第二空閑塊中寫入更新的地址映射塊。 具體地，本步驟可以包括以下子步驟 子步驟2041、生成所述更新地址映射塊的版本信息； 子步驟2042、寫入所述更新Flash文件中相應的邏輯塊與第 一空閑塊 的映射關系；
子步驟2043、寫入原始地址映射塊中未更新的邏輯塊與物理塊的映 射關系；
子步驟2044、對所述更新地址映射塊標記寫入完成標識；
子步驟2045、在所述更新地址映射塊中記錄有效標識，以及，在所
述原始地址映射塊中記錄無效標識。
例如，假設地址映射塊的大小為512B,則某個地址映射塊記錄的內(nèi)
容可以參考下表
字節(jié)內(nèi)容
1邏輯塊號
2當前地址映射塊標識
3版本信息
4映射表項1
510映射表項507
511寫入完成一示識
512有效標識信息
其中，當前地址映射塊標識是為了將地址映射塊與其它塊，如系統(tǒng) 信息塊等區(qū)分開來而設置的，在具有多個地址映射塊的情況下，所述當 前地址映射塊標識還可以包括區(qū)分不同地址映射塊的序號信息。所述映 射表項為邏輯塊號與物理塊號的映射表，即記錄所述邏輯塊與物理塊的
映射關系表；所述寫入完成標識可以由本領域技術人員根據(jù)實際需要或 經(jīng)-瞼任意設置，例如，設置0x00為寫入完成標識；所述有效標識信息也可任意設置，例如，設置0xFF為有效標識，其它〗直為無效標識等，本發(fā)
明對此不作限制。
以下以 一 個簡單示例進 一 步說明本實施例。
假設要修改邏輯塊ln中的數(shù)據(jù)，對應物理塊為pn，數(shù)據(jù)處理過程為
a) 查找到物理塊號為pm的空閑塊；
b) 將修改后的新數(shù)據(jù)寫入pm;
c) 查找到物理塊號為pl的空閑塊，在pl中寫入更新的地址映射塊 Nmap。
更新的地址映射塊Nmap包括以下內(nèi)容
cl)讀取原始物理塊pn的版本信息，依據(jù)該舊版本信息生成新版本 信息，寫入Nmap;
c2 )將需要修改的映射項，即，將原來ln—pn的映射項，修改為ln—pm 的映射項，寫入Nmap;
c3)將原始地址映射塊中其它的映射項寫入Nmap;
假設In—pn的映射項對應上表的映射表項1，如果當前僅對該映射 表項1進行了修改，則還要將其它未作修改的映射表項2—映射表項507 寫入新的地址映射塊中。
C4 )將原始地址映射塊的邏輯塊號和當前地址映射塊標識寫入 Nmap;
C5 )將Nmap的寫入完成標識置為0x00;
C6)將原始地址映射塊的有效標識信息置為0x00，即無效標識。
參考圖3，示出了本發(fā)明的一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法實施 例3的流程圖，所述Flash文件系統(tǒng)包括地址映射塊，所述地址映射塊記 錄有Flash文件中所有邏輯塊與物理塊的映射關系、版本信息、寫入完成 標識和有效標識信息，本實施例可以包括以下步驟
步驟301、依據(jù)Flash文件的更新請求，在Flash文件系統(tǒng)的物理塊 中查找第一空閑塊；
步驟302、在所述第一空閑塊中寫入更新的Flash文件；
步驟303、在所述Flash文件系統(tǒng)的物理塊中繼續(xù)查找第二空閑塊；步驟304、在所述第二空閑塊中寫入更新的地址映射塊。 優(yōu)選的，本步驟可以包括以下子步驟 子步驟3041、生成所述更新地址映射塊的版本信息； 子步驟3042、寫入所述更新Flash文件中相應的邏輯塊與第 一空閑塊 的映射關系；
子步驟3043、寫入原始地址映射塊中未更新的邏輯塊與物理塊的映 射關系；
子步驟3044、對所述更新地址映射塊標記寫入完成標識；
子步驟3045、在所述更新地址映射塊中記錄有效標識，以及，在所
述原始地址映射塊中記錄無效標識。
步驟305、依據(jù)當前具有有效標識的地址映射塊的數(shù)量，判斷是否發(fā)
生意外掉電；
優(yōu)選的，可以通過以下子步驟判斷是否發(fā)生意外掉電 子步驟3051、若當前僅有一個具有有效標識的地址映射塊，則判斷 未發(fā)生意外掉電；
子步驟3052、若當前有兩個具有有效標識的地址映射塊，則判斷發(fā) 生了意外掉電，觸發(fā)步驟306;
步驟306、在復位后搜索所述更新地址映射塊的寫入完成標識，若有， 則執(zhí)行步驟307;若沒有，則執(zhí)行步驟308;
步驟307、依據(jù)所述更新的地址映射塊恢復新數(shù)據(jù)；
步驟308、依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)，并擦除所述更新地 址映射塊。
以下以 一個簡單示例進一步說明本實施例復位后的操作。
應用本實施例，復位后將首先搜索整個FLASH文件系統(tǒng)中所有的塊，
在所有的塊中根據(jù)邏輯塊號、地址映射塊標識、有效標識信息來判斷每
個塊是否為有效的地址映射塊。在這種情況下，
a、 如果搜索到1個有效的地址映射塊則認為沒有發(fā)生意外掉電；
b、 如果搜索到2個有效的地址映射塊則認為發(fā)生了意外掉電，則可 以進行如下4喿作
bl )如果新地址映射塊的寫入完成標識為0x00 (表示寫入完成)，則
14接受新地址映射塊，將舊地址映射塊寫為無效；
b2)如果新地址映射塊的寫完成標識為其它(表示寫入未完成)，則
接受舊地址映射塊，擦除新地址映射塊。
在這種情況下，對于搜索到其它數(shù)量的有效地址映射塊可以認為尚 未構建文件系統(tǒng)。
需要說明的是，上述通過1個有效地址映射塊判定沒發(fā)生掉電，而
通過2個有效地址判定發(fā)生掉電僅僅是一種示例，在實際中，根據(jù)地址 映射塊的數(shù)量，可能對應其它不同個數(shù)的情形，本發(fā)明對此不需要做出 限定。
以下結合上述方法實施例2和3的簡單示例，簡單說明掉電保護的 實現(xiàn)原理
如果在實施例2的簡單示例中的c4步驟完成之前意外掉電，復位搜 索將搜索到1個地址映射塊，此時將接受舊數(shù)據(jù)，即對舊數(shù)據(jù)進行恢復； 如果在c4步驟完成之前意外掉電，復位搜索將搜索到2個地址映射塊， 由于新地址映射塊尚未完成寫入，此時仍將接受舊數(shù)據(jù)，即對舊數(shù)據(jù)進 行恢復；如果在c6步驟完成之前意外掉電，復位搜索將搜索到2個地址 映射塊，此時新版本的地址映射塊已經(jīng)寫入完成，將接受新數(shù)據(jù)，即對 新數(shù)據(jù)進行恢復。
以下通過一個具體例子對本發(fā)明進一步說明。
參考圖4所示的Flash文件系統(tǒng)初始狀態(tài)示意圖，,支設一個Flash文 件系統(tǒng)包括5個物理塊，其初始狀態(tài)為，第l塊為地址映射塊Map;第2 塊保存著文件1的數(shù)據(jù)，標記為Filel;第3塊保存著文件2的數(shù)據(jù)標記 為File2;第4塊和第5塊為空閑塊。
在未更新之前，初始的地址映射塊Map記錄File 1的映射關系可以為， L1一P2，即邏輯塊1與物理塊2對應；記錄File2的映射關系可以為， L2—P32,即邏輯塊2與物理塊3對應。
1、如果要更新修改Filel,則第一步找到新的空閑塊(即第4塊)， 將Filel的新數(shù)據(jù)NewFilel寫入第4塊；此時第2塊上，F(xiàn)ilel的舊數(shù)據(jù) 仍然在第2塊。本步驟處理的示意圖如圖5所示?？梢岳斫獾氖?，經(jīng)過步驟1的處理，F(xiàn)ilel對應的邏輯塊與物理塊的 映射關系發(fā)生了改變，即從原來的L1—P2,變成了現(xiàn)在的L1—P4。在這 種情況下，則需要生成 一 個新的地址映射塊來記錄更新的映射關系。
2、 再找一個空閑塊(即第5塊)，寫入更新的地址映射塊NewMap; 此時第l塊上，舊的地址映射塊Map依然存在。本步驟處理的示意圖如 圖6所示。
3、 公知的是，F(xiàn)lash存儲器中"寫入"是將對應單元由"1"變"0","擦 除"是由"0"變?yōu)?1"。此時，新的文件NewFile 1和新的映射關系NewMap 都已經(jīng)存在文件系統(tǒng)中，那么舊的文件File 1和舊的映射關系Map映射關 系就擦除了。本步驟處理后的示意圖如圖7所示。
4、 如果需要進一步更新File2,則可以依據(jù)上述過程查找到第一空閑 塊(第1塊)寫入NewFile2,查找到第二空閑塊(第2塊)寫入NewMap, 即處理后的示意圖可以如圖8所示，本發(fā)明對此不作贅述。
在上例的處理過程中， 一旦發(fā)生掉電，復位之后將在整個物理空間 中，搜索地址映射塊。對于恢復數(shù)據(jù)處理的具體情形可以為
(1 )如果在第2步開始前，發(fā)生了意外掉電，由于此時Flash文件 系統(tǒng)中，新地址映射塊尚未形成，只有圖6中舊的^t據(jù)Filel (第2塊) 和地址映射塊Map (第1塊)，所以系統(tǒng)將恢復舊數(shù)據(jù)。
(2) 如果在第2步結束前，發(fā)生了意外掉電，由于此時Flash中， 新地址映射塊已經(jīng)開始創(chuàng)建了，但是尚未完成。地址映射塊的修改過程 中，哪些字節(jié)先寫，哪些字節(jié)后寫，是有一定的順序的，該順序保證了 在第2步徹底結束前，新地址映射塊都不會具備一個地址映射塊的特征。 所以，復位之后，還是只會搜索到舊地址映射塊，還是會恢復舊數(shù)據(jù)。
(3) 如果在第3步完成前發(fā)生了掉電，此時系統(tǒng)中可能存在新舊兩 個Filel，和新舊兩個地址映射塊。那么復位后，會4叟索到兩個地址映射 塊，此時通過比較地址映射塊的版本(記錄在地址映射塊中)可以知道， 哪個新，哪個舊。然后恢復新數(shù)據(jù)即可。
對于前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列 的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動 作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均 屬于優(yōu)選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的。
上述實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部 分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。
參考圖9,示出了本發(fā)明的一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置實施 例的結構框圖，所述Flash文件系統(tǒng)包括地址映射塊，所述地址映射塊記 錄有Flash文件中所有邏輯塊與物理塊的映射關系，所述裝置可以包括以 下模塊
第一空塊查找沖莫塊901,用于依據(jù)Flash文件的更新請求，在Flash
文件系統(tǒng)的物理塊中查找第一空閑塊；
第 一寫入模塊902,用于在所述第 一空閑塊中寫入更新的Flash文件； 第二空塊查找模塊903 ，用于在所述Flash文件系統(tǒng)的物理塊中繼續(xù)
查找第二空閑塊；
第二寫入模塊904,用于在所述第二空閑塊中寫入更新的地址映射塊。
優(yōu)選的，所述地址映射塊還記錄有版本信息、寫入完成標識和有效 標識信息，所述第二寫入模塊可以包括以下子模塊
版本更新子模塊，用于生成所述更新地址映射塊的版本信息；
映射更新子模塊，用于寫入所述更新Flash文件中相應的邏輯塊與第 一空閑塊的映射關系；
映射保留子模塊，用于寫入原始地址映射塊中未更新的邏輯塊與物 理塊的映射關系；
完成標識子才莫塊，用于對所述更新地址映射塊標記寫入完成標識；
有效標識子模塊，用于在所述更新地址映射塊中記錄有效標識，以 及，在所述原始地址映射塊中記錄無效標識。
優(yōu)選的，本實施例還可以包括
掉電判斷模塊，用于依據(jù)當前具有有效標識的地址映射塊的數(shù)量， 判斷是否發(fā)生意外掉電。
優(yōu)選的，本實施例還可以包括復位搜索模塊，用于在掉電復位后搜索所述更新地址映射塊的寫入 完成標識，若有，則觸發(fā)新數(shù)據(jù)恢復模塊；若沒有，則觸發(fā)舊數(shù)據(jù)恢復
模塊； -
新數(shù)據(jù)恢復模塊，用于依據(jù)所述更新的地址映射塊恢復新數(shù)據(jù)； 舊數(shù)據(jù)恢復模塊，用于依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)。 優(yōu)選的，本實施例還可以包4舌
擦除模塊，用于在依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)時，擦除所 述更新地址映射塊。
參考圖IO,示出了應用圖9所示的優(yōu)選實施例進行Flash文件系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)處理的流程圖，可以包括以下步驟
步驟IOOI、第一空塊查找才莫塊依據(jù)Flash文件的更新請求，在Flash 文件系統(tǒng)的物理塊中查找第 一 空閑塊；
步驟1002、第一寫入模塊在所述第一空閑塊中寫入更新的Flash文
件；
步驟1003、第二空塊查找模塊在所述Flash文件系統(tǒng)的物理塊中繼續(xù) 查找第二空閑塊；
步驟1004、第二寫入模塊在所述第二空閑塊中寫入更新的地址映射
塊；
優(yōu)選的，本步驟可以包括以下子步驟
子步驟Sl、版本更新子模塊生成所述更新地址映射塊的版本信息；
子步驟S2、映射更新子模塊寫入所述更新Flash文件中相應的邏輯 塊與第 一空閑塊的映射關系；
子步驟S3、映射保留子模塊寫入原始地址映射塊中未更新的邏輯塊 與物理塊的映射關系；
子步驟S4、完成標識子才莫塊對所述更新地址映射塊標記寫入完成標
識；
子步驟S5、有效標識子模塊在所述更新地址映射塊中記錄有效標識， 以及，在所述原始地址映射塊中記錄無效標識。
步驟1005、掉電判斷模塊依據(jù)當前具有有效標識的地址映射塊的數(shù)量，判斷是否發(fā)生意外掉電；
優(yōu)選的，可以通過以下子步驟判斷是否發(fā)生意外掉電 子步驟Q1、若當前僅有一個具有有效標識的地址映射塊，則判斷未 發(fā)生意外掉電；
子步驟Q2、若當前有兩個具有有效標識的地址映射塊，則判斷發(fā)生 了意外掉電，觸發(fā)復位搜索模塊；
步驟1006、復位搜索模塊在復位后搜索所述更新地址映射塊的寫入 完成標識，若有，則執(zhí)行步驟1007;若沒有，則執(zhí)行步驟1008;
步驟1007、新數(shù)據(jù)恢復模塊依據(jù)所述更新的地址映射塊恢復新數(shù)據(jù)；
步驟1008、舊數(shù)據(jù)恢復模塊依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)， 并通過擦除模塊擦除所述更新地址映射塊。
隨著嵌入式系統(tǒng)越來越廣泛的應用，嵌入式系統(tǒng)中有大量的數(shù)據(jù)需 要存儲和管理。Flash存儲器具有容量大、體積小、功耗小、成本低、掉 電后數(shù)據(jù)不丟失、讀訪問速度高、抗震性好等一系列的優(yōu)點，已經(jīng)成為 嵌入式系統(tǒng)中廣泛應用的存儲器件。但是隨著系統(tǒng)復雜性的增加和存儲 器容量的加大，如何高效地存儲和管理數(shù)據(jù)成為一個重要的課題。引入 嵌入式Flash文件系統(tǒng)，正是解決這個問題的好辦法。由于嵌入式系統(tǒng)中 有不少地方需要事務處理，即連續(xù)多個寫操作，要么同時失敗，要么同 時成功?？紤]到嵌入式系統(tǒng)的資源非常緊張，事務處理可以由Flash文件 系統(tǒng)來支持。這樣做效率更高，應用更簡單。應用本發(fā)明數(shù)據(jù)處理裝置 的事務處理過程為在啟動了一個事務之后，第一次寫操作中的地址映 射塊修改過程只執(zhí)行前述子步驟Sl和S2;后續(xù)寫操作中的地址映射塊修 改過程，只執(zhí)行子步驟S2 (在實際中，大多數(shù)情況下是這樣，但如果新 修改的數(shù)據(jù)塊是事務中前面寫操作已經(jīng)修改過的，則需要重新執(zhí)行前述 子步驟S1和S2);結束事務的時候，再執(zhí)行子步驟S1——S5;事務進行 中，由文件系統(tǒng)維護舊地址映射塊和新地址映射塊的相關信息。事物進 行中，讀操作返回最新的數(shù)據(jù)。由此，通過地址映射塊則實現(xiàn)了多次寫 操作的同步。
對于裝置實施例而言，由于其基本相應于方法實施例，所以描述的 比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
19需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅 用來將一個實體或者操作與另 一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求 或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且， 術語"包括"、"包含，，或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而 使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素， 而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、 物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一 個......"限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者
設備中還存在另外的相同要素。
本發(fā)明可用于眾多通用或專用的計算系統(tǒng)環(huán)境或配置中。例如個
人計算機、服務器計算機、手持設備或便攜式設備、平板型設備、多處 理器系統(tǒng)、包括以上任何系統(tǒng)或設備的分布式計算環(huán)境等等。
本發(fā)明可以在由計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的 一般上下文中描 述，例如程序模塊。 一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務或實現(xiàn)特定抽 象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結構等等。也可以在分布 式計算環(huán)境中實踐本發(fā)明，在這些分布式計算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡
而被連接的遠程處理設備來執(zhí)行任務。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊 可以位于包括存儲設備在內(nèi)的本地和遠程計算機存儲介質中。
以上對本發(fā)明所提供的一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法、 一種 Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例 對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫 助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員， 依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜 上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1、一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述Flash文件系統(tǒng)包括地址映射塊，所述地址映射塊記錄有Flash文件中所有邏輯塊與物理塊的映射關系，所述方法包括依據(jù)Flash文件的更新請求，在Flash文件系統(tǒng)的物理塊中查找第一空閑塊，在所述第一空閑塊中寫入更新的Flash文件；在所述Flash文件系統(tǒng)的物理塊中繼續(xù)查找第二空閑塊，在所述第二空閑塊中寫入更新的地址映射塊。
2、 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述地址映射塊還記錄有 版本信息、寫入完成標識和有效標識信息，所述寫入更新地址映射塊的步 驟包括生成所述更新地址映射塊的版本信息；寫入所述更新Flash文件中相應的邏輯塊與第 一 空閑塊的映射關系； 寫入原始地址映射塊中未更新的邏輯塊與物理塊的映射關系； 對所述更新地址映射塊標記寫入完成標識；在所述更新地址映射塊中記錄有效標識，以及，在所述原始地址映射 塊中記錄無效標識。
3、 如權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括依據(jù)當前具有有效標識的地址映射塊的數(shù)量，判斷是否發(fā)生了意外掉電。
4、 如權利要求3所述的方法，其特征在于，通過以下步驟判斷是否發(fā) 生意外掉電若當前僅有 一 個具有有效標識的地址映射塊，則判斷未發(fā)生意外掉電； 若當前有兩個具有有效標識的地址映射塊，則判斷發(fā)生了意外掉電。
5、 如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括如果發(fā)生意外掉電，則在復位后搜索所述更新地址映射塊的寫入完成 標識，若有，則依據(jù)所述更新的地址映射塊恢復新數(shù)據(jù)；若沒有，則依據(jù) 所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)。
6、 如權利要求5所述的方法，其特征在于，在依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)時，還包括擦除所述更新地址映射塊。
7、 如前述任一項權利要求所述的方法，其特征在于，通過以下步驟查 找空閑塊依據(jù)所述地址映射塊中記錄的邏輯塊與物理塊的映射關系查找空閑塊。
8、 一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述Flash文 件系統(tǒng)包括地址映射塊，所述地址映射塊記錄有Flash文件中所有邏輯塊與 物理塊的映射關系，所述裝置包括第一空塊查找模塊，用于依據(jù)Flash文件的更新請求，在Flash文件系統(tǒng)的物理塊中查找第一空閑塊；第一寫入模塊，用于在所述第一空閑塊中寫入更新的Flash文件；第二空塊查找模塊，用于在所述Flash文件系統(tǒng)的物理塊中繼續(xù)查找第二空閑塊；第二寫入模塊，用于在所述第二空閑塊中寫入更新的地址映射塊。
9、 如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述地址映射塊還記錄有 版本信息、寫入完成標識和有效標識信息，所述第二寫入模塊包括版本更新子模塊，用于生成所述更新地址映射塊的版本信息； 映射更新子模塊，用于寫入所述更新Flash文件中相應的邏輯塊與第一空閑塊的映射關系；映射保留子模塊，用于寫入原始地址映射塊中未更新的邏輯塊與物理塊的映射關系；完成標識子模塊，用于對所述更新地址映射塊標記寫入完成標識； 有效標識子模塊，用于在所述更新地址映射塊中記錄有效標識，以及， 在所述原始地址映射塊中記錄無效標識。
10、 如權利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括 掉電判斷模塊，用于依據(jù)當前具有有效標識的地址映射塊的數(shù)量，判斷是否發(fā)生意外掉電。
11、 如權利要求IO所述的裝置，其特征在于，還包括復位搜索模塊，用于在掉電復位后搜索所述更新地址映射塊的寫入完成標識，若有，則觸發(fā)新數(shù)據(jù)恢復模塊；若沒有，則觸發(fā)舊數(shù)據(jù)恢復模塊；新數(shù)據(jù)恢復模塊，用于依據(jù)所述更新的地址映射塊恢復新數(shù)據(jù)；舊數(shù)據(jù)恢復模塊，用于依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)。
12、如權利要求11所述的裝置，其特征在于，還包括擦除模塊，用于在依據(jù)所述原始地址映射塊恢復舊數(shù)據(jù)時，擦除所述 更新地址映射塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種Flash文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，所述Flash文件系統(tǒng)包括地址映射塊，所述地址映射塊記錄有Flash文件中所有邏輯塊與物理塊的映射關系，所述方法包括依據(jù)Flash文件的更新請求，在Flash文件系統(tǒng)的物理塊中查找第一空閑塊，在所述第一空閑塊中寫入更新的Flash文件；在所述Flash文件系統(tǒng)的物理塊中繼續(xù)查找第二空閑塊，在所述第二空閑塊中寫入更新的地址映射塊。本發(fā)明可以在掉電保護的基礎上，以較低的系統(tǒng)開銷實現(xiàn)Flash的磨損均衡的功能。
文檔編號G06F12/16GK101526927SQ20081010153
公開日2009年9月9日 申請日期2008年3月7日 優(yōu)先權日2008年3月7日
發(fā)明者傅宇晨, 賁 劉 申請人:北京華虹集成電路設計有限責任公司