專(zhuān)利名稱(chēng)：閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)領(lǐng)域，尤其涉及一種閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法。
背景技術(shù)：
閃存(Flash Memory)，就其本質(zhì)而言，屬于EEPROM(電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)類(lèi)型。常用的閃存介質(zhì)有nand flash和nor flash兩種，他們都將存儲(chǔ)空間劃分為多個(gè)特定大小的擦除塊，如16KB、64KB等；執(zhí)行擦除操作時(shí)一次性將一個(gè)擦除塊的位全部置為“1”，執(zhí)行寫(xiě)操作時(shí)可以將單個(gè)位的“1”寫(xiě)為“0”，但不可以將“0”寫(xiě)成“1”；所以通常的寫(xiě)閃存動(dòng)作要先擦除整個(gè)擦除塊原來(lái)的內(nèi)容，再寫(xiě)入新的數(shù)據(jù)；閃存介質(zhì)的擦除次數(shù)是有限的，同一個(gè)塊的最大擦除次數(shù)在10萬(wàn)次到100萬(wàn)次左右。
在寫(xiě)數(shù)據(jù)操作上，nand flash與nor flash有所不同的是，nand flash將擦除塊劃分為多個(gè)固定大小的頁(yè)，一個(gè)典型的例子是將大小為16KB的擦除塊劃分為32個(gè)頁(yè)，每頁(yè)有512BYTE的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，而且每頁(yè)附加一個(gè)16字節(jié)的冗余區(qū)，由于nandflash在讀寫(xiě)過(guò)程中存在“位翻轉(zhuǎn)”的情況，所以nand flash每次在寫(xiě)一整頁(yè)數(shù)據(jù)的時(shí)候同時(shí)生成ECC校驗(yàn)碼存放在冗余區(qū)，讀取數(shù)據(jù)時(shí)同時(shí)利用這個(gè)校驗(yàn)碼進(jìn)行校驗(yàn)。
系統(tǒng)在使用閃存介質(zhì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)掉電恢復(fù)、邏輯扇區(qū)映射等功能，通常會(huì)對(duì)邏輯劃分的數(shù)據(jù)塊添加一個(gè)狀態(tài)標(biāo)記，當(dāng)數(shù)據(jù)塊狀態(tài)改變時(shí)，改寫(xiě)此標(biāo)記。
標(biāo)記內(nèi)容如果隨意設(shè)置的話，由于閃存介質(zhì)對(duì)局部數(shù)據(jù)的寫(xiě)操作只能由位“1”寫(xiě)到位“0”，改寫(xiě)標(biāo)記可能會(huì)使當(dāng)前數(shù)據(jù)塊無(wú)效，甚至整塊的擦除，使得整個(gè)系統(tǒng)的效率下降。
系統(tǒng)在使用閃存介質(zhì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，通常會(huì)將數(shù)據(jù)劃分為較小的數(shù)據(jù)塊，在管理數(shù)據(jù)塊的修改、刪除時(shí)，會(huì)改變數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)，如有效、無(wú)效、空閑、正在修改、正在刪除等；例如要?jiǎng)h除一個(gè)數(shù)據(jù)塊，就要將該數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)標(biāo)記從有效改寫(xiě)為無(wú)效。如果狀態(tài)標(biāo)記設(shè)置的不當(dāng)，又從“0”寫(xiě)到“1”，按照閃存的讀寫(xiě)特點(diǎn)，不能在原地改寫(xiě)，要么將整個(gè)數(shù)據(jù)塊改寫(xiě)到其它空白位置，要么擦除整個(gè)塊之后再寫(xiě)入新的狀態(tài)標(biāo)記，這兩種方法都執(zhí)行了多余的擦除操作，降低了系統(tǒng)的速度，也降低了閃存的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，其使得閃存數(shù)據(jù)在多狀態(tài)變換時(shí)，可以在原地改寫(xiě)標(biāo)記，不需要搬動(dòng)數(shù)據(jù)塊，提高了閃存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，所述閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)塊設(shè)置有狀態(tài)標(biāo)記，該狀態(tài)標(biāo)記由字節(jié)變量來(lái)表示，該狀態(tài)標(biāo)記的位數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)多少來(lái)確定，將數(shù)據(jù)塊的起始狀態(tài)標(biāo)記設(shè)置為位1最多的數(shù)字，以后每次狀態(tài)改變，則減少標(biāo)記中的位“1”。
本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明的閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法將數(shù)據(jù)塊的起始狀態(tài)標(biāo)記設(shè)置為位1最多的數(shù)字，以后每次狀態(tài)改變，則減少標(biāo)記中的位“1”，從而使得閃存數(shù)據(jù)在多狀態(tài)變換時(shí)，可以在原地改寫(xiě)標(biāo)記，不需要搬動(dòng)數(shù)據(jù)塊，從而提高了閃存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率。


圖1是nor flash上數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)標(biāo)記的示意圖。
圖2是nand flash上數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)標(biāo)記的示意圖。
圖3是狀態(tài)標(biāo)記轉(zhuǎn)換的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法包括根據(jù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)多少確定狀態(tài)標(biāo)記的位數(shù)，一個(gè)字節(jié)最多可標(biāo)記9種狀態(tài)；將不同狀態(tài)的標(biāo)記內(nèi)容從全位“1”開(kāi)始，每次轉(zhuǎn)換減少一位“1”，直到全為“0”。從而使得閃存數(shù)據(jù)在多狀態(tài)變換時(shí)，可以在原地改寫(xiě)標(biāo)記，不需要搬動(dòng)數(shù)據(jù)塊，因此提高了閃存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率。
對(duì)于nor flash，它在數(shù)據(jù)塊擦除以后，在數(shù)據(jù)塊內(nèi)任意位置可以進(jìn)行寫(xiě)操作，由“1”寫(xiě)到“0”，所以它的數(shù)據(jù)塊標(biāo)記可以放在任意位置，通常會(huì)在邏輯上劃分出“扇區(qū)”的概念，如每個(gè)扇區(qū)大小512字節(jié)，扇區(qū)狀態(tài)標(biāo)記緊隨在扇區(qū)數(shù)據(jù)之后。圖1是nor flash上數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)標(biāo)記的示意圖，flag就是狀態(tài)標(biāo)記，長(zhǎng)度可以任意定義。
對(duì)于nand flash，由于要使用ECC校驗(yàn)，一個(gè)頁(yè)要一次性寫(xiě)完，所以數(shù)據(jù)塊狀態(tài)標(biāo)記要放在冗余區(qū)的保留位置上，通常冗余區(qū)大小為16字節(jié)，前8字節(jié)用做ECC校驗(yàn)、壞塊標(biāo)記等用途，后8字節(jié)保留，可以自定義使用，我們就將狀態(tài)標(biāo)記放在這里。圖2是nand flash上數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)標(biāo)記的示意圖，flag是狀態(tài)標(biāo)記，長(zhǎng)度不超過(guò)8字節(jié)。
由于閃存的寫(xiě)操作只能從“1”寫(xiě)到“0”，所以我們可以將數(shù)據(jù)塊的起始狀態(tài)設(shè)置為位1最多的數(shù)字，以后每次狀態(tài)改變，減少一位標(biāo)記中的“1”，直到全為“0”。這樣，每次改寫(xiě)標(biāo)記時(shí)就可以在原地改寫(xiě)，不需要額外的擦除操作，提高了系統(tǒng)的整體效率。
舉例說(shuō)明，狀態(tài)標(biāo)記用單字節(jié)變量表示，初始狀態(tài)為0xff，后續(xù)狀態(tài)分別用0xfe、0xfc、0xf8、0xf0、0xe0、0xc0、0x80、0x00表示，這樣改寫(xiě)狀態(tài)標(biāo)記時(shí)，全都是從“1”寫(xiě)到“0”，就可以在原地改寫(xiě)。改寫(xiě)過(guò)程示意圖如圖3， 圖中是以二進(jìn)制數(shù)字表示狀態(tài)標(biāo)記的。
當(dāng)然，如果數(shù)據(jù)狀態(tài)過(guò)多，也可以用多字節(jié)變量表示狀態(tài)標(biāo)記，這樣就可以表示更多的狀態(tài)；也可以在狀態(tài)較少時(shí)，狀態(tài)標(biāo)記不使用字節(jié)變量中間的一些數(shù)值，如只使用0x0f、0x0c、0x00表示3種狀態(tài)；更或者，每次狀態(tài)改寫(xiě)減少的“1”的位置不同，如從0xff減少一位“1”，就可以用以下數(shù)值替代0xfe0xfd、0xfb、0xf7、0xef、0xdf、0xbf、0x7f。
權(quán)利要求
1.一種閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，所述閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)塊設(shè)置有狀態(tài)標(biāo)記，其特征在于該狀態(tài)標(biāo)記由字節(jié)變量來(lái)表示，該狀態(tài)標(biāo)記的位數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)多少來(lái)確定，將數(shù)據(jù)塊的起始狀態(tài)標(biāo)記設(shè)置為位1最多的數(shù)字，以后每次狀態(tài)改變，則減少標(biāo)記中的位“1”。
2.如權(quán)利要求1所述的閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，其特征在于對(duì)于nand flash，數(shù)據(jù)塊狀態(tài)標(biāo)記放在冗余區(qū)上。
3.如權(quán)利要求2所述的閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，其特征在于該冗余區(qū)大小為16字節(jié)，前8字節(jié)用作ECC校驗(yàn)、壞塊標(biāo)記，后8字節(jié)用作數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)標(biāo)記。
4.如權(quán)利要求1所述的閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，其特征在于對(duì)于nor flash，數(shù)據(jù)塊狀態(tài)標(biāo)記可以放在任意位置。
5.如權(quán)利要求4所述的閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，其特征在于對(duì)于nor flash上數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)標(biāo)記的長(zhǎng)度可以任意定義。
6.如權(quán)利要求1所述的閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，其特征在于如果數(shù)據(jù)的狀態(tài)不超過(guò)9種，則狀態(tài)標(biāo)記可用單字節(jié)變量表示，如果數(shù)據(jù)的狀態(tài)超過(guò)9種，則用多字節(jié)變量表示狀態(tài)標(biāo)記。
7.如權(quán)利要求6所述的閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，其特征在于將數(shù)據(jù)塊的起始狀態(tài)標(biāo)記設(shè)置為位1最多的數(shù)字，以后每次狀態(tài)改變，減少一位標(biāo)記中的“1”，直到全為“0”。
8.如權(quán)利要求6所述的閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，其特征在于如果數(shù)據(jù)的狀態(tài)較少，則狀態(tài)標(biāo)記不使用字節(jié)變量中間的一些數(shù)值。
9.如權(quán)利要求6所述的閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，其特征在于每次狀態(tài)改寫(xiě)時(shí)減少的標(biāo)記中的“1”的位置不同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法，所述閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)塊設(shè)置有狀態(tài)標(biāo)記，該狀態(tài)標(biāo)記由字節(jié)變量來(lái)表示，該狀態(tài)標(biāo)記的位數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)的狀態(tài)多少來(lái)確定，將數(shù)據(jù)塊的起始狀態(tài)標(biāo)記設(shè)置為位1最多的數(shù)字，以后每次狀態(tài)改變，則減少標(biāo)記中的位“1”。本發(fā)明的閃存介質(zhì)中的數(shù)據(jù)多狀態(tài)管理方法使得閃存數(shù)據(jù)在多狀態(tài)變換時(shí)，可以在原地改寫(xiě)標(biāo)記，不需要搬動(dòng)數(shù)據(jù)塊，從而提高了閃存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)效率。
文檔編號(hào)G11C7/24GK1937077SQ20051003753
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者李德華 申請(qǐng)人:康佳集團(tuán)股份有限公司