TWI364660B - Method for managing a storage medium - Google Patents

Description

1364660 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種靜態記憶體領域’特別涉及一種儲存 媒體管理方法。 【先前技術】 現有對儲存媒體的管理方法一般是建立物理位址與邏 〇輯位址的對照表，參照第一圖所示的邏輯塊與物理塊對照 關係示意圖，通過對照表可查找與邏輯塊對應的物理塊，'' 冨有物理塊成為壞塊時可將其剔除不用。然而隨著儲存媒 體的容量越來越大，對照表的資料量也越來越大，要在嵌 入式系統的記憶體中保存整個儲存媒體的對照表，幾乎是 不實際的。 現有一種分段管理技術，對儲存媒體的物理塊分段進 行官理。如第二圖所示的邏輯塊與物理塊對照關係示意 3圖，設儲存媒體有《»個物理塊，分為L·個區域，每個區域 N塊，分別對每個物理塊區域做物理位址與邏輯位址的對 照表。只有使用到相應邏輯位址區域的時候才在記憶體中 建立與該邏輯位址所在區域相應的對照表，這樣就在記憶 體空間和效率之間取得了一個折衷。但這也引起了另一個 問題，因為儲存空間被物理分割，各區域之間就被隔絕。 根據儲存媒體的實際使用特點，某些區域的物理塊經常被 使用，另外一些區域的物理塊卻很少使用，於是會導致使 用的不均衡，某些物理塊已經達到壽命的極限，而某些物 理位址，將寫命令要官 — 理位址中；將血寫上料禺到與交換塊對應的物 _ /、舄p 7扣疋迴輯位址對應的物理位址中不 f寫命令覆蓋的原有資料搬遷到與交換塊對應的物理位址 ’建立父換塊與寫命令指定邏輯位址對應的物理位址之 ::的對應關係，建立寫命令指定邏輯位址與交換塊對應的 位址之間的對應關係；擦除與交換塊對應的物理位 址0 土处根據至夕一區域邏輯位址與物理位址的對應關係 行訪門7 7的步驟還包括：更新至少一區域邏輯位址盥 物理位址的對應關係，更新對照表的步驟。 ’、 _込將Z、寫'卩令指定邏輯位址對應的物理位址中不被 寫命令覆蓋的原有資料搬遷到與交換塊對應的物理位址中 I括將與寫τ令指定邏輯位址對應的物理位址與交換塊 ’ΐ? 2物理位址比較，得到不被寫命令指定寫入新資料的 未才曰疋位址’將未指定位址中的資料複製到與交換塊對應 的物理位址中。 上述儲存媒體管理方法單獨使用一交換塊，或輪流使 用至少一交換塊。 本發明通過將儲存媒體的邏輯位址劃分多個區域，各 ί域分別組織對照表’實現佔用極少量的記憶體完成大容 里储存媒體的管理；本發明還利用交換塊實現各個區域之 ，的物理塊相互交換，從而消除了區域間磨損不均衡的問 題β同4避免了整個區域資料的搬_而導致的性能不穩定 問題，安全穩定，易於實現。 9 【實施方式】 本發明目的的麻招 丄 參照附圖做進一步：：功能特點及優點將結合實施例， 參照第三圖，+山 塊對照關係示专圖 '明第一實施例的邏輯塊與物理 Γ ΡίΛςίί . “㈤，本貧施例應用於快閃記憶體介質 對儲二媒體中作對照表，但僅在邏輯域 邏輯區域都可以對日在物理域不劃分區域，每個 邏輯位址的時候，=媒體的物理塊。當訪問到某 到記憶體中。、轉位址所在區域的對照表载入 現物置交換塊(swap)，通過共用交換塊實 見物理塊的父換，從而消除物理塊磨損不均衡的問題。 判八ir::’设儲存媒體共有m個物理塊，將邏輯位址 j刀為個區域，分別是區域〇、區域1……區域L，各 個區域N個邏輯塊，每個邏輯塊分別與一個物理塊建立： 照關係，例如區域〇的邏輯塊〇對應物理Μ，區 邏輯塊X對應物理塊y。再設置—邏輯交換塊， _； 物理塊Z。 嗯 ^_^_表1所示的邏對日g ,:

邏輯位 區起 10 區域1 • · · 址 0 1 • · · N 0 «· · X • · · N • · · 土舍 物理位 址 1 6 • ·» 0 4 »·« y -—— • · · 2 • · · 〜 — Z 1364660 • < 表 1 接收到對儲存媒體的訪人 的處理過程袁昭第i η ρ 7後，本實施例對寫命令 ^…、第五圖包括如下步驟： 步驟S11 ，收到對邏輯 步⑽，計算邏輯塊入新資料的寫命令； 牛驄ςη # 屬於哪個邏輯區域； 乂驟813,將該邏輯區域 步驟S14，查對照表 ：至“己憶體； 到對應的物理塊7 ; ㈣康避輯塊X的邏輯位址查找 步驟S1.5，取預先定義的交換塊； 步驟S16，將寫命令要寫入 換塊對應的物理塊z中； <輯塊X的新貧料寫到交 步驟S17，將物理塊7中不被寫命 搬遷到物理塊z中； 是息的原有貝枓 步驟S18，將交換塊改為與物 X改為與物理塊z對應；、物理”對應，將邏輯塊 束。步驟S19，擦除交換塊對應的物理塊y，寫過程結 參照第四圖所示的經過上述寫過程後，邏輯塊與物理 亚對照關係變化示意圖，邏輯塊x中的原有資料和寫命人 要馬入的新資料都寫入物理塊z中’而將交換塊從物理^ =物理塊y。同理’對每一個寫命令，都僅载入一個 =域的對照表，使用交換塊寫入資料，既實現了分區域 理儲存媒體’減少佔用記憶體，.又實現了物理塊的使用 衡’還無需對整個區域資料進行搬遷。 1364660 上述步驟S12，計算邏輯塊X屬於哪個邏輯區域，具 體來說在對邏輯位址分區時，每個邏輯區域的大小都是預 先a又疋的’確定下來一般無需改變，如一個區域包括1024 個邏輯塊。當收到訪問命令後，本實施例可以通過邏輯位 址來推算要訪問的塊屬於哪個邏輯區域。一個區域包括 1024個邏輯塊為例’則可算出邏輯塊0到邏輯塊1023都屬 於區域0 ’而邏輯塊1〇24至邏輯塊2〇47都屬於區域1，依 此類推。

上述步驟S13，將該邏輯區域的對照表載入到記憶 體，其中載入是指把對照表讀取到記憶體中，具體載入方 式見下文說明。 上述步驟S16 ，將寫命令要寫入邏輯塊X的新資料寫 到交換塊對應的物理塊z中是採用現有的寫操作技術完成 的，完成一個寫操作可以分為兩個步驟，一個是設備從主

機接收資料，存到設備的緩衝區’然後從緩衝區把資料寫 入flash。本貫施例從寫命令中得知要對邏輯塊X寫入資 料’而邏輯塊X對應物理塊y，物理塊7本身是存有原有 資料的，根據快閃記憶體的特性，物理塊 料的’必須把物理塊⑼除才可以再寫入資料。但= 除物理塊y，原有㈣就會錢。因此不能直接把緩衝區 的貧料Μ物理塊y ’而只能寫到交換塊對應的物理塊z 完成將緩衝區資料寫入交換塊的寫操作後，物 和交換塊對應的物理塊〇各保存了邏輯Μ的―部分資 ι^〇4〇ου 料在以後的麵作令是無法使用的，因此還需要把物理塊 ^的原有資料搬遷到物理塊ζ巾。至此，邏輯塊X的所 ::料都保存在物理塊ζ中了’物理塊y中雖然存有原有 貝已^:無用了’就可以把物理塊y擦除。當然也可 :在物理塊y擦除以後，把物理塊Z中的所有資料重新拷 、回物理塊y ’但這樣明顯效率很低。因此本實施例只 把物理塊y與物理塊Z與邏輯塊的對應關係交換一下，把 塊y對應交換塊，物理塊2對應邏輯塊χ，節省了 _ 次貧料搬遷的操作，提高了效率。 -料2步驟Μ7 ’將物理塊7中不被寫命令覆蓋的原有 包括步驟： 祝百的貝枓搬遷技術，具體 步驟sm，從寫命令中取得要寫人新資料的指定位 iit 9 ，將指定位址與物理塊y的位址比較，得到 不，寫:1定寫人新資料的未指定位址，這些未指定位 址中的貝料是不被新資料覆蓋的原有資料； 步驟S173 ’將未覆蓋位址中的搭士 ^ z的相應位址中，流程結束的原有㈣複製到物理塊 直』的特性是要先擦除才能寫資料，如果 料的物理塊寫入新資料，很可能造 成原有貝丢失’故本實施例在每 都使用交換塊，以保證原有㈣㈣全。τ寫貝心^ 本貫鈀例對於讀命令的處理過程如下. 13 丄叶oou 收到讀取邏輯塊X資料的讀命令； 。十异邏輯塊X屬於哪個邏輯區域； 將該邏輯區域的對照表载入到記憶體； 查對照表，根據邏輯塊χ的邏輯位址查找 y ; 步驟S25，讀取物理塊y中的指定資料； 步驟S26 ’返回讀到的資料，讀過程結束。

步驟S21， 步驟S22， 步驟S23， 步驟S24， 到對應的物理塊 矣知月提出第一貫施例’在第一實施例基礎上對對照 表和父換塊的管理提出改進。 本實施例至少在儲存媒體量產的時候建立一完整對照 :完整對照表 '可使所有邏輯位址都與好的物理塊 起來’而不對應壞物理塊’將壞的物理塊忽略不使 用’建立邏輯位址與所有好塊的物理位址之間的對應關 係0 例如儲存媒體共有1G個物理塊，其中物理塊2是壞 =建立完整對照表的做法是··從邏輯塊Q和物理塊〇開 二从立對^，先為邏輯塊〇找一個物理塊與之對應，檢測 故塊0是好塊就把物理塊〇對應到邏輯塊〇;再順序 幻找一個物理塊與之對應，因為物理塊〇已經有 以順序檢測物理塊1，物理塊u好塊就把 對到邏輯塊1。再為邏輯塊2找一値物理塊與之 二' 因為物理塊丨之前的塊都操作過了，就從物理塊2 、=秘發現物理塊2是壞塊，不能將物理塊2與任何一個 ^ 對應，於是再往後找到物理塊3，發現物理塊3是

Claims (1)

1. 丄 JU-r wv 丄 JU-r wv 卜\年二.月江之曰修正替換頁 十、申請專利範圍： L —種儲存媒體管理方法，包括： 分區域管理邏輯 位址的對應關係Γ步：;少一區域邏輯位址與物理 將所述至少—r 在記憶體中的步:位址與物理位址的對應關係載入 彳+ = p it至^ 一區域邏輯位址與物理位址的對應關係執 们·汸問命令的步驟； # ^ ί至〆父換塊以建立交換塊的邏輯位址與物理位址 對應關係的步驟； 7 根據所述至少一區域邏輯位址與物理位址的對應 關係執行訪問命令的步驟包括： ---的视；t主xj立址， 將寫命令要寫入的新資料寫到與交換塊對應的物理位 » y /根據所述至少一區域邏輯位址與物理位址的對應關 係’查找與寫命令指定邏輯位址對應的物理位址 膝旮人入π〜. 址中 —將所述與寫命令指定邏輯位址對應的物理位址中不被 寫命令覆蓋的原有資料搬_與所述交換塊對應的所述物 理位址令； 建立所述乂換塊與寫命令指定邏輯位址對應的所述物 理㈣之㈣對應_、，建立所述寫命令減邏輯位址與 所述父換塊對應的所述物理位址之間的對應關係；以及 擦除與所述交換塊對應的所述物理位址。 2·如請求項1所述㈣存媒體管理方法，其中，所述分 1364660 年1月ϊ·2曰修正替換頁 區域官理邏輯位址，建立至少一區域邏輯位址與物理位址 的對應關係的步驟包括： 將邏輯位址劃分為至少兩個區域； 至 > 一所述區域中的邏輯位址’分別建立與所述儲存媒 體的任一物理位址之間的對應關係； 將所述對應關係形成所述至少兩個區域的對照表；以及 將至少一個所述區域的對照表加載在記憶體中。 3.如請求項2所述的儲存媒體管理方法，其中，將所述 至少一區域邏輯位址與物理位址的對應關係載入在記憶體 中的步驟包括： 根j康訪問„-卩令计具指定邏輯塊屬於哪一區域； 判斷記憶體中的所述區域的對照表是否對應指定邏輯塊 所屬區域； 將心疋邏輯塊所屬區域的所述區域的對照表載入到記憶 體中，替換記憶體中的所述區域的對照表。 4, ·、如Γ求項2所述的儲存媒體管理方法，其中，將所述 區域邏輯位址與物理位址的對應關係載入在記憶體 中的步驟還包括： 將至^所述區域的對照表保存在外部儲存媒體中的步 .々明求項1所述的儲存媒體管理法， 區域管理邏輯位址，访〜· T m 建立至乂 一區域邏輯位址與物理位址 的對應關係的步驟包括. 將邏輯位址割分兔 刀马至少兩個區域； 22 對各區域中的_位址，建立 ^ 之間對應關係，形成完整對照表。 物理位址 6.如請求項5所述的儲存媒體管理 至少-區域邏輯位址與物理位 關㈣=將所述 中的步驟包括·· 于應關係载入在記憶體 將所述完整對照表保存在外部儲存媒體中. 將所述完㈣照表的#訊保存在記憶體中； 根據訪問命令計算指定邏輯塊屬於哪一區域. 根據所述完整對照表的資訊找到所述完整對昭表. 將所述完整對照表中，衣 表載入到記憶體中。9疋朴塊所屬區域的部分對照 區i = 2 4所述的儲存媒體管理方法，其中，將所述 :二广.…、、保存在外部儲存媒體中是指將該區域的對照 餘區^。至少一物理塊中，或是保存在至少一物理塊的冗 完整對日^項6所述的儲存媒體管理方法，其中，將所述 SI至i二保存在外部儲存媒體中是指將該完整對照表保 物理塊中’或是保存在至少一物理塊的冗餘區 甲0 9·如請求項？ 至少—區。所述的儲存媒體管理方法，其中，根據所述 的牛驟1°域邏輯位址與物理位址的對應關係執行訪問命令 的V觸更包括： 更新至少一 ^ 所述區扶 區或邏輯位址與物理位址的對應關係’更新 ,2的對照表的步驟。 23 !364660 、》丨¥上月日修正替換買 10.如請求項5所、+、认 -~—Izl ,1、一。q 3所述的儲存媒體管理方法，其中，根據 所it至y區域邏輯位址與物理位址的對應關係執行訪問 命令的步驟更包括： 更新至少區域邏輯位址與物理位址的對應關係，更新 所述元整對照表的步驟。 U.如清求項1所述的儲存媒體管理方法，其中，將所 迷與寫》卩令指定邏輯位址對應的物理位址中不被寫命令覆 盖的原有貢料搬遷到與交換塊對應的物理位址中包括： 將與寫命令指定邏輯位址對應的物理位址與交換塊對應 的物理位址比較’得到不被寫命令指定寫入新資 料的未指 定位址； 將未指定位址中的資料複製到與交換塊對應的物理位址 中。 24