CN1936866A - 具有资料还原功能的闪存记忆体存储机制 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有数据还原功能的存储架构和方法。所述方法如下：闪存存储装置在初始化数据时保留了两个区域，一个为写入区，另一个为保护区。当数据写入时，***将数据储存到闪存的写入区中，不会影响保护区内的数据，当闪存存储装置重新启动时，即可读取保护区内的数据，立刻进行数据还原。当读取数据时，透过两份物理地址映射表(Logical to Physical：LTP)可以得知最新的数据是在哪个区内，确保数据的同步。此发明可以应用于公众计算机及教学平台上，可以保证***数据在***重启后自动还原到初始值，不会影响下一位使用者。透过特殊的工具，也可以将写入区内的数据更新至保护区内，变成永久有效的数据。

Description

具有资料还原功能的闪存记忆体存储机制
技术领域  本发明属于闪存记忆体存储领域。通过采用特定的存储架构和方法实现资料的还原功能，可以应用于公众电脑和教学平台等领域。
背景技术  由于科技日新月异的进步让目前电子产品成为每个人生活上不可缺少的必需品，因此有很多电子产品开始朝向小型化、可携式与轻巧等方向发展。随着时代的变化，现行的储存装置已经渐渐的从早期的磁带、磁盘转变成由闪存记忆体做成的产品所取代。闪存记忆体最主要的优点在于省电、具有较小的体积以及可储存的容量也日益的增加。也因为闪存记忆体有上述的优点，市场的接受度与需求量不断的扩大。
目前市场上的USB存储盘、MP3多媒体播放器与记忆卡等绝大部分都是以闪存记忆体作为存储的媒介。闪存记忆体的储存装置能接受数码相机、笔记型计算机与手机等可移动式装置的指令对各种不同格式的档案进行存储、删除及编辑等动作。随着使用的范围越来越广，也产生了一些特殊功能的需求。
闪存存储装置，也渐渐应用于***开机。目前由于公众计算机硬盘拆装不易，面对的又是广大的用户，所以需要安装不同的***。但是在单一硬盘上安装多操作***与开机方式，不仅仅安装困难，而且也会存在兼容性和稳定性的问题，例如安装甲***，可能会无法安装乙***等等。基于以上的需求，在将来的公众计算机及教学计算机使用USB存储盘开机将会是一种趋势，因为是使用闪存存储装置开机，所以不需要在单一硬盘上安装多重***开机，只需将不同的***安装于不同的闪存存储装置上即可，使用闪存存储装置有体积小携带方便等优点，而且可以储存使用者的数据，比传统式硬盘方便许多。同时，作为使用者众多的公众计算机和教学平台，为了便于维护，一般不希望普通用户修改***的数据，而用户也不希望下一个使用者能查找到自己使用该***时留下的相关数据。所以公众计算机及教学平台为了达到数据保护，防止使用者破坏数据，就需要一个完善的数据还原方法，在发生问题时，将数据还原至原始状况。
为了要解决上面所提到的问题，避免遗憾的事情发生，提供一个能让数据还原的闪存存储装置，即为从事此行业之相关厂商所亟欲研究改善之方向。
发明内容  本发明的主要目的是提供一种数据存储的机制和方式，在数据写入时，***将数据保存到闪存记忆体中的写入区中，不会影响在保护区内的数据。当闪存存储装置重新启动时，读取保护区内的数据，忽略写入区内的数据，达到还原的效果。当读取数据时，透过两份物理地址映射表(Logical to Physical：LTP)可以得知最新的数据是在保护区或是在写入区内，确保数据的同步。
本发明运用于闪存存储装置上，在初始化数据时保留了两个存储区域，一个为保护区，另一个为写入区。当普通使用者在对此装置进行写入动作时，***将数据写入「写入区」，并修改物理地址映射表，以后只要透过物理地址映射表即可以判断数据所储存的区域。物理地址映射表有三个区域分别为逻辑地址区、物理地址区和型态。当进行写入时，将数据写入「写入区」，并且将数据写入的区块地址更新至物理地址映射暂存表。当再读取数据时透过「物理地址映射暂存表」去判断目前所需的资料在「写入区」或「保护区」，如果在数据在「保护区」，则透过「物理地址映射表」得到数据所在的区块地址，然后读取数据。当下一次***重新启动时，删除写入区，并更新「物理地址映射暂存表」，即可将数据还原。
附图说明
图1：存储装置的***图。
图2：更新「物理地址映射暂存表」，写入数据的流程图。
图3：更新「物理地址映射表」旗标，写入数据的流程图。
图4：判断「物理地址映射暂存表」，读取数据的流程图。
图5：判断「物理地址映射表」旗标，读取数据的流程图。
图6：清空「物理地址映射暂存表」，还原数据的流程图。
图7：更新「物理地址映射表」旗标，还原数据的流程图。
图8：清空「物理地址映射暂存表」，备份数据的流程图。
图9：更新「物理地址映射表」，备份数据的流程图。
【主要组件符号说明】
100：***表格
101：闪存记忆体
102：物理地址映射表：记录保护区逻辑区块及物理区块对应关系。
103：物理地址映射暂存表：记录写入区逻辑区块及物理区块对应关系
104：保护区
105：写入区
具体实施方式  为进一步的阐明本发明的流程以及所使用的方法，将本方法的过程以及使用的方法，利用下方面的流程图加以说明。
本发明将闪存记忆体空间分为「写入区」、「保护区」及「表格区」，其中「写入区」主要作为写入资料的暂存区，当收到写入命令时，会将数据写入「写入区」。「保护区」主要用于存储受保护的原始数据，当***重新启动，会读取「保护区」的数据达到还原的效果。「表格区」分为「物理地址映射表」及「物理地址映射暂存表」，「物理地址映射表」用于管理「保护区」数据存放的位置，「物理地址映射暂存表」用于管理「写入区」内数据所存放的位置。以下则是对写入、读取、备份及还原的执行流程进行说明：
写入资料做法一：当收到写入命令时，先由「物理地址映射暂存表」找出一个空的区块，再将要写入的数据写入此区块，数据写入完成后，再更新「物理地址映射暂存表」，如图2所示。
写入资料做法二：当收到写入命令时，先由「物理地址映射暂存表」找出一个空的区块，再将要写入的数据写入此区块，数据写入完成后，再更新「物理地址映射暂存表」，再更新「物理地址映射表」中的旗标，将旗标设为1，表示读取此区块时，改由「物理地址映射暂存表」寻找「写入区」所对应的区块，如图3所示。
读取数据做法一：当收到读取命令，先由「物理地址映射暂存表」，察看要读取的位置时否位于「写入区」。若数据已位于「写入区」，则使用「物理地址映射暂存表」里表格所记录，取得「写入区」的区块，再读取此区块的数据。若「物理地址映射暂存表」中并无记录要读取的位置时，再使用「物理地址映射表」里表格所记录，取得「保护区」的区块，再读取此区块的数据、如图4所示。
读取数据做法二：当收到读取命令，先由「物理地址映射表」读取此区块的旗标是否为1，若为1则表示此区块的资料放置于「写入区」，改由「物理地址映射暂存表」取得所要读取区块于「写入区」的位置，并由「写入区」将数据取出，若「物理地址映射表」旗标为0，则标示所要读取的数据位于「保护区」，再由「物理地址映射表」取得所要读取区块于「保护区」的位置，并由「保护区」将数据取出，如图5所示。
备份资料做法：将写入区中的所有数据透过「物理地址映射暂存表」，得到其逻辑上的位置，然后利用「物理地址映射表」寻找该数据对应在「保护区」的位置，然后将写入区的数据写入到「保护区」的位置。数据更新后，将「写入区」的数据删除及清空「物理地址映射暂存表」所对映的数据，如图8所示。
还原数据做法一：仅需将「写入区」及「物理地址映射暂存表」里的数据清空即可将数据还原，如图6所示。
还原数据做法二：将「物理地址映射表」中所有字段的旗标设为0，并将「写入区」及「物理地址映射暂存表」里的数据清空即可将数据还原，如图7所示。

Claims (12)

1、一种数据存储的架构和处理方式，主要通过在存储媒介中划分出「写入区」和「保护区」，并通过两份逻辑地址映射表管理用户资料，实现***资料的写入、读出、备份、还原功能。
2、如权利要求1所述的数据存储结构，其特征在于：***在初始化时会将闪存存储装置分为多个存储区域以及1个表格区，其中至少包含一个「保护区」，一个「写入区」。「表格区」内至少包含一个「物理地址映射表」和一个「物理地址映射暂存表」。
3、如权利要求2所述的「保护区」，其特征在于：该区域只存储***初始资料或在特殊条件下可以将「写入区」的资料存入该区域。
4、如权利要求2所述的「写入区」，其特征在于：该区域只暂时保存普通用户在使用该***的过程中要求写入的数据，在***重新启动时，***将忽略并删除该区域数据。
5、如权利要求2所述的「物理地址映射表」，其特征在于：物理地址映射表有三个区域分别为逻辑地址区、物理地址区和型态，具体记录「保护区」内所有资料的对应的物理区块地址和逻辑区块地址。
6、如权利要求5所述的「物理地址映射表」中的型态，主要用来标识该区块是否位于「写入区」，如果标志为1，则表示该区块位于「写入区」，如果为0，则表示该区块位于「保护区」。
7、如权利要求2所述的「物理地址映射暂存表」，其特征在于：该表仅仅记录「写入区」内所有资料的对应的物理区块地址和逻辑区块地址。
8、如权利要求1所述的写入过程，其特征在于：***接受写入指令后先查询「物理地址映射暂存表」，找出空区块，写入资料，接着再更新「物理地址映射暂存表」。也可以接着更新「物理地址映射表」，主要是把该表上资料所在的区块地址型态标志为1，表示该资料位于「写入区」。
9、如权利要求1所述的读出过程，其特征在于：***接受读取指令后，先查询「物理地址映射暂存表」，看资料是否在「写入区」内，如果不在，接着查询「物理地址映射表」，从「保护区」中读出相应资料。也可以先查询「物理地址映射表」，检查对应区块上的型态标记，根据状态去读取「保护区」或是「写入区」的资料。
10、如权利要求1所述的备份功能，其特征在于：将写入区中的所有需要备份的数据透过「物理地址映射暂存表」，得到其逻辑上的位置，然后利用「物理地址映射表」寻找该数据对应在「保护区」的位置，然后将写入区的数据写入到「保护区」的位置。数据更新后，将「写入区」的数据删除及清空「物理地址映射暂存表」所对应的数据。
11、如权利要求1所述的还原功能，其特征在于：在***下一次启动前，将「写入区」和「物理地址映射暂存表」上数据清空。也可以通过将「物理地址映射表」中的型态标志全部清零，同时将「写入区」和「物理地址映射暂存表」上数据清空。***在这次启动中将读取***的初试数据实现还原功能。
12、如权利要求1至11所述的具有资料还原功能的闪存记忆体存储机制，其中以此种机制实现资料还原功能的处理方式适用于任何的闪存存储装置，例如：U盘(包含但不限于USB Pendriver 1.1/2.0)、PMP Player、存储卡(包含但不限于SD/MMC/CF/Memory Stick/XD)和MP3 Player等。
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