專利名稱：一種提高閃存可靠性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲領(lǐng)域，尤其涉及提高閃存固態(tài)盤的可靠性的相關(guān)技術(shù)。
背景技術(shù)：
閃存芯片由多個塊存儲單元組成，而每個塊存儲單元由多個頁存儲單元組成。閃 存芯片的擦除以閃存塊為單元，而讀寫則以閃存頁為單元。每個閃存塊單元只有有限的擦 除和寫入的次數(shù)，這次數(shù)基本上決定了閃存盤的壽命。所以，一個閃存系統(tǒng)通常采用一種均 衡算法，致使閃存芯片內(nèi)的所有閃存塊具有大約一致的擦除和寫入次數(shù)，以避免過分擦除 和寫入部分閃存塊，從而達(dá)到延長閃存盤壽命的目的。閃存單元在使用之前，必須先擦除。 閃存單元擦除之后，是全” 1”狀態(tài)，當(dāng)寫入閃存頁的數(shù)據(jù)中，” 1”的數(shù)量較多時，對閃存的磨 損較小，有助于閃存盤壽命的延長；反之，當(dāng)寫入閃存頁的數(shù)據(jù)中，” 0”的數(shù)量較多時，對閃 存的磨損較大，會縮短閃存盤壽命。主機(jī)通常通過512字節(jié)對齊的邏輯地址(LBA)來訪問 閃存盤，每次讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)量是512字節(jié)的整數(shù)倍；閃存讀寫則以閃存頁為單元，每次讀或 寫的數(shù)據(jù)量通常是2048、4096或8192字節(jié)。數(shù)據(jù)中間常存在一些多余成分，既冗余度。如 在一份計(jì)算機(jī)文件中，某些符號會重復(fù)出現(xiàn)、某些符號比其他符號出現(xiàn)得更頻繁、某些字符 總是在各數(shù)據(jù)塊中可預(yù)見的位置上出現(xiàn)等，這些冗余部分便可在數(shù)據(jù)編碼中除去或減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可以提高閃存可靠性的方法，能使得基于閃 存的固態(tài)盤的可靠性得到提高。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種提高閃存可靠性的方法， 包括如下步驟a、先對閃存塊進(jìn)行擦除，達(dá)到全“1”狀態(tài)；b、將寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行無損壓縮； C、將壓縮后的數(shù)據(jù)寫入。作為本發(fā)明所述的提高閃存可靠性的方法的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟b中 壓縮算法采用RLC游程編碼算法或LZ77算法或LZW算法。RLC游程編碼算法即RLC =Run Length Coding，是圖像壓縮基本算法，它對于有較多灰度相同的圖像具有較高的壓縮比， RLC的原理簡單，計(jì)算效率高。LZ77算法是無損壓縮算法中的一種，采用詞典編碼思想，在 詞典中查找最大匹配字符串來實(shí)現(xiàn)壓縮，具有快速解壓縮和內(nèi)存消耗小的特點(diǎn)而被廣泛采 用。LZW就是通過建立一個字符串表，用較短的代碼來表示較長的字符串來實(shí)現(xiàn)壓縮。LZW 壓縮算法是Unisys的專利，有效期到2003年。作為本發(fā)明所述的提高閃存可靠性的方法的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟b中 將寫入的數(shù)據(jù)按頁為單元進(jìn)行壓縮。作為本發(fā)明所述的提高閃存可靠性的方法的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟b中 對數(shù)據(jù)壓縮比大于1的閃存頁不壓縮，在閃存的冗員區(qū)存儲未壓縮標(biāo)志，以識別該頁是否 經(jīng)過壓縮。作為本發(fā)明所述的提高閃存可靠性的方法的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟c中寫入數(shù)據(jù)時可以是整頁數(shù)據(jù)寫入或部分?jǐn)?shù)據(jù)寫入，整頁數(shù)據(jù)寫入時先用“1”將數(shù)據(jù)補(bǔ)齊至 整頁，再寫入。作為本發(fā)明所述的提高閃存可靠性的方法的一種優(yōu)選方案，其中讀取閃存頁數(shù) 據(jù)時，根據(jù)冗員區(qū)的未壓縮標(biāo)志，對閃存頁數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮。作為本發(fā)明所述的提高閃存可靠性的方法的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟C中 當(dāng)主機(jī)寫入的數(shù)據(jù)不是整頁時，需要將原始頁數(shù)據(jù)讀出并解壓縮，用新寫入的數(shù)據(jù)覆蓋舊 數(shù)據(jù)，然后重新進(jìn)行壓縮編碼并寫入。作為本發(fā)明所述的提高閃存可靠性的方法的一種優(yōu)選方案，其中所述步驟d中 當(dāng)主機(jī)需讀出的數(shù)據(jù)不是整頁時，需要將整頁數(shù)據(jù)讀出并解壓縮，然后從整頁中抽取主機(jī) 需要的數(shù)據(jù)。采用了本發(fā)明所述方法，由于其對寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行了無損壓縮，減少了需寫入的 數(shù)據(jù)量，進(jìn)而減少每次寫入時對閃存的磨損，以提高閃存盤可擦寫的次數(shù)，從而延長閃存盤 的壽命。本發(fā)明中所采用的數(shù)據(jù)壓縮方法也是可以多種的，可選用任何無損(lossless)的 壓縮算法，例如，簡單的RLC游程編碼(Rim-length encoding)算法，LZ77算法，LZW算法 等。且本發(fā)明所述方法實(shí)現(xiàn)起來并不復(fù)雜，對于閃存盤的成本提高也是有限的。


圖1為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的對比示意圖。圖2為數(shù)據(jù)壓縮前的示意圖。圖3為數(shù)據(jù)壓縮后，部分?jǐn)?shù)據(jù)寫入的示意圖。圖4為數(shù)據(jù)壓縮后，整頁數(shù)據(jù)寫入的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。閃存單元在使用之前，必須先擦除。閃存單元擦除之后，是全” 1”狀態(tài)。將寫入的 數(shù)據(jù)進(jìn)行無損(lossless)壓縮，可選用任何無損壓縮的算法，例如，采用RLC游程編碼算法 或LZ77算法或LZW算法?？梢栽谥鳈C(jī)端控制器與閃存控制器之間設(shè)置一個數(shù)據(jù)壓縮及解 壓縮編碼器，如圖1所示。冗余度壓縮是一個可逆過程，因此叫做無損(lossless)壓縮，或 稱保持型編碼。取決于不同的數(shù)據(jù)源，無損(lossless)壓縮可實(shí)現(xiàn)90%到10%不等的壓 縮比。由于閃存以頁為單元進(jìn)行讀寫，數(shù)據(jù)壓縮單元也可以頁為單元。閃存頁的數(shù)據(jù)壓 縮比通常小于1。然而，由于無損壓縮算法的選取，在極端情況下，壓縮比可能會大于1。在 此情況下，可選擇不壓縮此閃存頁，在閃存的冗員區(qū)可存儲一個非壓縮標(biāo)志，以識別該頁是 否經(jīng)過壓縮。對閃存頁數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后，可選用兩種寫入方式。一種是部分?jǐn)?shù)據(jù)寫入方式，即寫 入少于整頁的數(shù)據(jù)；另一種是整頁數(shù)據(jù)寫入，即用“1”將數(shù)據(jù)補(bǔ)齊至整頁，再寫入。部分?jǐn)?shù) 據(jù)寫入方式可以參考圖2與圖3，整頁數(shù)據(jù)寫入方式可以參考圖2與圖4。讀取閃存頁數(shù)據(jù)時，可根據(jù)冗員區(qū)的非壓縮標(biāo)志，以對閃存頁數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮。當(dāng) 主機(jī)寫入的數(shù)據(jù)不是整頁時，需要將原始頁數(shù)據(jù)讀出并解壓縮，用新寫入的數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)，然后重現(xiàn)進(jìn)行壓縮編碼并寫入。當(dāng)主機(jī)需讀出的數(shù)據(jù)不是整頁時，需要將整頁數(shù)據(jù)讀出 并解壓縮，然后從整頁中抽取主機(jī)需要的數(shù)據(jù)。 應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳 實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù) 方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā) 明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種提高閃存可靠性的方法，其特征在于包括如下步驟a、先對閃存塊進(jìn)行擦除， 達(dá)到全“1”狀態(tài)；b、將寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行無損壓縮；C、將壓縮后的數(shù)據(jù)寫入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高閃存可靠性的方法，其特征在于所述步驟b中壓縮算 法采用RLC游程編碼算法或LZ77算法或LZW算法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高閃存可靠性的方法，其特征在于所述步驟b中將寫入 的數(shù)據(jù)按頁為單元進(jìn)行壓縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高閃存可靠性的方法，其特征在于所述步驟b中對數(shù)據(jù) 壓縮比大于1的閃存頁不壓縮，在閃存的冗員區(qū)存儲未壓縮標(biāo)志，以識別該頁是否經(jīng)過壓 縮。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高閃存可靠性的方法，其特征在于所述步驟c中寫入數(shù) 據(jù)時可以是整頁數(shù)據(jù)寫入或部分?jǐn)?shù)據(jù)寫入，整頁數(shù)據(jù)寫入時先用“ 1”將數(shù)據(jù)補(bǔ)齊至整頁，再寫入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高閃存可靠性的方法，其特征在于還包括步驟d讀取閃存 頁數(shù)據(jù)時，根據(jù)冗員區(qū)的未壓縮標(biāo)志，對閃存頁數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高閃存可靠性的方法，其特征在于所述步驟c中當(dāng)主機(jī) 寫入的數(shù)據(jù)不是整頁時，需要將原始頁數(shù)據(jù)讀出并解壓縮，用新寫入的數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)，然 后重新進(jìn)行壓縮編碼并寫入。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高閃存可靠性的方法，其特征在于所述步驟d中當(dāng)主機(jī) 需讀出的數(shù)據(jù)不是整頁時，需要將整頁數(shù)據(jù)讀出并解壓縮，然后從整頁中抽取主機(jī)需要的 數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高閃存可靠性的方法，采用了本發(fā)明所述方法，由于其對寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行了無損壓縮，減少了需寫入的數(shù)據(jù)量，進(jìn)而減少每次寫入時對閃存的磨損，以提高閃存盤可擦寫的次數(shù)，從而延長閃存盤的壽命。本發(fā)明中所采用的數(shù)據(jù)壓縮方法也是可以多種的，可選用任何無損(lossless)的壓縮算法，例如，簡單的RLC游程編碼(Run-length encoding)算法，LZ77算法，LZW算法等。本發(fā)明所述方法實(shí)現(xiàn)起來并不復(fù)雜，對于閃存盤的成本提高也是有限的。
文檔編號G11C16/26GK102063936SQ20101052177
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者莊志青, 黃明 申請人:蘇州亮智科技有限公司