CN111324287A - 一种存储器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种存储器，该存储器包括：存储模块，存储模块包括多个物理块；控制模块，控制模块与存储模块电连接，控制模块包括块状态表，块状态表用于记录每个物理块的最新块状态，控制模块用于根据块状态表对物理块进行分配，块状态包括空闲块、数据块和无效块。本发明实施例中，闪存转换层即控制模块根据物理块的状态对物理块进行了划分并记录为块状态表，闪存转换层根据块状态表对物理块进行管理，则能够提高闪存转换层对物理块的管理效率；块状态表记录了各个物理块的最新块状态，控制模块根据操作命令从块状态表中选取块状态合适的物理块进行操作，实现了闪存转换层高效的块管理和应用。

Description

一种存储器
技术领域
本发明实施例涉及存储器技术，尤其涉及一种存储器。
背景技术
eMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体)芯片是主要针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器。eMMC芯片中集成了一个控制器，该控制器可提供标准接口并管理闪存，如此可使得使用eMMC芯片的手机厂商就能专注于产品开发的其它部分，并缩短向市场推出产品的时间。
eMMC芯片主要由控制器和闪存颗粒组成，通过写操作将数据保存在闪存颗粒中，通过读操作从闪存颗粒中读取数据。基于NAND flash的存储器(如eMMC)都需要闪存转换层管理闪存。闪存转换层对闪存的操作主要有读写擦操作，物理块中存放的数据也分***数据或者用户数据等等。所以如何高效的管理所有的物理块是闪存转换层丞待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种存储器，以提高闪存转换层管理物理块的效率。
本发明实施例提供了一种存储器，包括：
存储模块，所述存储模块包括多个物理块；
控制模块，所述控制模块与所述存储模块电连接，所述控制模块包括块状态表，所述块状态表用于记录每个所述物理块的最新块状态，所述控制模块用于根据所述块状态表对所述物理块进行分配，所述块状态包括空闲块、数据块和无效块。
进一步地，所述控制模块用于在检测到所述物理块中无数据时将所述块状态表中该物理块状态更新为空闲块，或者，在检测到所述物理块中存在有效数据时将所述块状态表中该物理块状态更新为数据块，或者，在检测到所述物理块中为无效数据时将所述块状态表中该物理块状态更新为无效块。
进一步地，所述数据块包括用户块和有效块；
所述控制模块用于在检测到所述物理块中存在有效数据和空闲存储区域时判定所述物理块的状态为用户块，还用于在检测到所述物理块中存在有效数据且无空闲存储区域时判定所述物理块的状态为有效块。
进一步地，所述控制模块还用于在接收到写命令时，从所述块状态表中查找出至少一个所述物理块并在该物理块中写入数据，再在所述块状态表中更新该写入数据后的物理块的块状态，其中，写入数据前的该物理块为空闲块或数据块。
进一步地，所述控制模块还用于在接收到写命令时，从所述块状态表中查找出至少一个所述无效块，擦除该无效块并写入与所述写命令对应的数据，再在所述块状态表中更新该写入数据后的无效块的块状态。
进一步地，所述控制模块还用于在检测到所述块状态表中所述空闲块和/或所述无效块的数量小于或等于回收阈值时，触发数据回收操作。
进一步地，所述存储模块为与非闪存NAND Flash。
进一步地，所述控制模块为闪存转换层。
本发明实施例提供的存储器，控制模块包括块状态表，块状态表用于记录每个物理块的最新块状态，控制模块用于根据块状态表对物理块进行分配，块状态包括空闲块、数据块和无效块。本发明实施例中，闪存转换层即控制模块根据物理块的状态对物理块进行了划分并记录为块状态表，闪存转换层根据块状态表对物理块进行管理，则能够提高闪存转换层对物理块的管理效率。此外，本发明实施例中，块状态表记录了各个物理块的最新块状态，控制模块根据操作命令从块状态表中选取块状态合适的物理块进行操作，实现了闪存转换层高效的块管理和应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种存储器的示意图；
图2是本发明实施例提供的块状态表的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种存储器的示意图，该存储器可选为任意集成有存储模块的芯片或器件，例如集成有闪存颗粒的eMMC芯片，在其他实施例中还可选该存储器为其他集成有存储模块的器件。
本实施例提供的存储器包括：存储模块10，存储模块10包括多个物理块11；控制模块20，控制模块20与存储模块10电连接，控制模块20包括块状态表，块状态表用于记录每个物理块11的最新块状态，控制模块20用于根据块状态表对物理块11进行分配，块状态包括空闲块、数据块和无效块。
本实施例中，可选存储器为嵌入式多媒体eMMC芯片，eMMC芯片由控制器和闪存颗粒组成，控制器用于管理芯片中的闪存颗粒，则存储器的控制模块20可选为eMMC芯片的控制器，可选存储模块10为与非闪存NAND flash，可选控制模块20为集成在存储器中的闪存转换层。需要说明的是，在其他实施例中还可选存储模块为其他类型的闪存，如nor flash等，任意一种类型的可集成到芯片中的存储模块均能落入本发明的保护范围。
本实施例中，存储模块10包括多个物理块11，物理块11用于存储数据，数据包括主机数据、***数据和用户数据等。本实施例中，块状态包括空闲块、数据块和无效块，显而易见的，空闲块为空白物理块，数据块为存储有数据的物理块，无效块为无法执行写操作的物理块。
本实施例中，控制模块20包括块状态表，块状态表用于记录每个物理块11的最新块状态。需要说明的是，控制模块20控制对存储模块10中的物理块11进行读写擦操作时，物理块11的状态可能发生改变。例如，写命令的数据写入一空白物理块，则该空白物理块在写操作前的状态为空闲块以及在写操作后的状态为数据块；例如，对一物理块进行擦除操作，则该物理块在擦除操作前的状态为数据块或无效块以及在擦除操作后的状态为空闲块。因此本实施例中，控制模块20控制对存储模块10中的物理块11进行操作后，需要实时更新块状态表中该物理块11的块状态，相应的控制模块20可根据每个物理块11的最新块状态对其进行分配或操作。
本实施例中，控制模块20用于根据块状态表对物理块11进行分配，具体是指，控制模块20接收操作命令后，需要确定操作命令可对应执行的物理块11的块状态，如擦除操作对应的物理块11可选为数据块或无效块，如写入操作对应的物理块11可选为数据块或空闲块。基于此，控制模块20确定操作命令可对应执行的物理块11的块状态后，可根据块状态表中记录的各个物理块11的最新块状态选定目标物理块并对目标物理块执行操作命令。
需要说明的是，块状态表可记录物理块11的物理地址和物理块11的块状态的对应关系，显然，块状态表所占比特位非常低，则在闪存转换层中用很小比特位容量即可记录块状态信息，也能够使闪存转换层对所有的物理块11进行管理。
需要说明的是，在闪存转换层即控制模块中设置块状态表，闪存转换层根据操作命令对物理块11进行操作，则表中相应物理块11的状态也进行了合理的更新和转换。比如主机给存储器发送写命令，则闪存转换层直接从块状态表记录的多个空闲块中分配一个空闲块，对该空闲块进行写操作，然后将该进行写操作的空闲块的状态更新为数据块。
本实施例中，控制模块包括块状态表，块状态表用于记录每个物理块的最新块状态，控制模块用于根据块状态表对物理块进行分配，块状态包括空闲块、数据块和无效块。本实施例中，闪存转换层根据物理块的状态对物理块进行了划分并记录为块状态表，闪存转换层根据块状态表对物理块进行管理，则能够提高闪存转换层对物理块的管理效率。此外，本实施例中，块状态表记录了各个物理块的最新块状态，控制模块根据操作命令从块状态表中选取块状态合适的物理块进行操作，实现了闪存转换层高效的块管理和应用。
示例性的，在上述技术方案的基础上，如图2所示可选控制模块用于在检测到物理块中无数据时将块状态表中该物理块状态更新为空闲块10a，或者，在检测到物理块中存在有效数据时将块状态表中该物理块状态更新为数据块，或者，在检测到物理块中为无效数据时将块状态表中该物理块状态更新为无效块10d。本实施例中，物理块中还没有写数据或者物理块已经被擦除，则物理块处于空闲状态，控制模块控制将该物理块的状态更新为空闲块10a，此时该空闲块10a可以直接被分配执行写操作。物理块中有数据且整块没有被写完，或者物理块中已经全部被写完且为有效数据，则物理块为数据块，控制模块控制将该物理块的状态更新为数据块，此时该数据块可以直接被分配执行写操作、擦除操作和读取操作中的任意一种。物理块整块被写完且为无效数据，则物理块为无效状态，控制模块控制将该物理块的状态更新为无效块10d，此时该无效块10d可以直接被分配执行擦除操作。
示例性的，在上述技术方案的基础上，如图2所示可选数据块包括用户块10b和有效块10c；控制模块用于在检测到物理块中存在有效数据和空闲存储区域时判定物理块的状态为用户块10b，还用于在检测到物理块中存在有效数据且无空闲存储区域时判定物理块的状态为有效块10c。物理块中有数据且整块没有被写完，则物理块为用户块10b，控制模块可在接收到写命令时将数据写入用户块10b，需要说明的是，用户块10b中也可能是存在空闲存储区域且存有无效数据和有效数据的状态，如果用户块10b全被有效数据写满则其块状态被更新为有效块10c，如果用户块10b全被无效数据写满则其块状态被更新为无效块10d。物理块中整块被写入数据且存在有效数据，则物理块为有效块10c，有逻辑地址和物理地址的映射指向有效块10c。
示例性的，在上述技术方案的基础上，可选控制模块还用于在接收到写命令时，从块状态表中查找出至少一个物理块并在该物理块中写入数据，再在块状态表中更新该写入数据后的物理块的块状态，其中，写入数据前的该物理块为空闲块或数据块。空闲块中可以写入数据，数据块中可以写入数据，基于此，控制模块的写命令可以将数据写入空闲块和数据块中。基于此，控制模块接收到写命令后，会根据块状态表查找出空闲块或数据块，并从中分配出一个物理块执行写操作。同时，还需要对分配的物理块进行块状态更新。
示例性的，在上述技术方案的基础上，如图2所示可选控制模块还用于在接收到写命令时，从块状态表中查找出至少一个无效块10d，擦除该无效块10d并写入与写命令对应的数据，再在块状态表中更新该写入数据后的无效块10d的块状态。本实施例中，如果空闲块10a不够用，就可以将无效块10d进行擦除变为空闲块10a，在后续写命令控制下可以对空闲块10a进行写操作。
示例性的，在上述技术方案的基础上，如图2所示可选控制模块还用于在检测到块状态表中空闲块10a和/或无效块10d的数量小于或等于回收阈值时，触发数据回收操作。数据回收操作是将内部数据较少的至少两个物理块的数据搬移至一个空闲块中，可释放出两个空闲块。本实施例中，如果空闲块10a和无效块10d总数低于某个回收阈值，就可以触发垃圾回收即数据回收操作。数据回收模式下，将多个内部有效数据较少的数据块变为垃圾回收源块10e，将空闲块作为垃圾回收目的块10f，进行有效数据的搬移。垃圾回收结束以后，这些垃圾回收源块10e就变为空闲块10a或仅为无效数据的无效块10d，等待擦除。同时，本实施例中，空闲块10a和仅为无效数据的无效块10d为两种独立的块状态，并不是每次都马上擦除，这样可以根据操作需要在合适的时候擦除，从而使读写操作速度更加平滑，降低波动。
需要说明的是，如图2所示物理块的块状态还包括坏块10g，坏块10g已损坏，无法进行任何操作。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种存储器，其特征在于，包括：
存储模块，所述存储模块包括多个物理块；
控制模块，所述控制模块与所述存储模块电连接，所述控制模块包括块状态表，所述块状态表用于记录每个所述物理块的最新块状态，所述控制模块用于根据所述块状态表对所述物理块进行分配，所述块状态包括空闲块、数据块和无效块。
2.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述控制模块用于在检测到所述物理块中无数据时将所述块状态表中该物理块状态更新为空闲块，或者，在检测到所述物理块中存在有效数据时将所述块状态表中该物理块状态更新为数据块，或者，在检测到所述物理块中为无效数据时将所述块状态表中该物理块状态更新为无效块。
3.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述数据块包括用户块和有效块；
所述控制模块用于在检测到所述物理块中存在有效数据和空闲存储区域时判定所述物理块的状态为用户块，还用于在检测到所述物理块中存在有效数据且无空闲存储区域时判定所述物理块的状态为有效块。
4.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述控制模块还用于在接收到写命令时，从所述块状态表中查找出至少一个所述物理块并在该物理块中写入数据，再在所述块状态表中更新该写入数据后的物理块的块状态，其中，写入数据前的该物理块为空闲块或数据块。
5.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述控制模块还用于在接收到写命令时，从所述块状态表中查找出至少一个所述无效块，擦除该无效块并写入与所述写命令对应的数据，再在所述块状态表中更新该写入数据后的无效块的块状态。
6.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述控制模块还用于在检测到所述块状态表中所述空闲块和/或所述无效块的数量小于或等于回收阈值时，触发数据回收操作。
7.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述存储模块为与非闪存NAND Flash。
8.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述控制模块为闪存转换层。
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