一種nand flash數(shù)據(jù)存儲方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于航空電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及到一種NADA FLASH數(shù)據(jù)存儲方法，該方法能有效解決航空機(jī)載設(shè)備領(lǐng)域數(shù)據(jù)存儲管理的問題。該方法支持多分區(qū)操作，可以在每個分區(qū)內(nèi)自動循環(huán)記錄，具備天然的磨損均衡特征。可以有效避免其他管理方法遇到的掉電問題。并能夠支持按時間搜索和按特定參數(shù)搜索功能，尤其在海量數(shù)據(jù)存儲中，可以避免大量無用信息的轉(zhuǎn)存時間，有效解決了航空機(jī)載設(shè)備領(lǐng)域數(shù)據(jù)存儲管理普遍存在的問題。
【專利說明】—種NAND FLASH數(shù)據(jù)存儲方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及到一種NADA FLASH數(shù)據(jù)存儲方法。

【背景技術(shù)】
[0002]NAND FLASH Memory是一種點(diǎn)可擦除讀寫非易失性存儲器。它具有高密度，低成本，非易失性，功耗低，讀寫和擦除速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此在移動設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。目前在NAND FLASH中采用的數(shù)據(jù)存儲方法，包括FAT、JFFS、YAFFS等。但是由于NAND FLASH按塊擦除，按頁寫入的特點(diǎn)，以及NAND FLASH的壽命限制，導(dǎo)致這幾種管理方法，均需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和磨損均衡算法進(jìn)行支撐，隨著NAND FLASH的頁的容量的不斷增加，常見的算法已經(jīng)不太適應(yīng)新的NAND FLASH的應(yīng)用場合。
[0003]在航空機(jī)載設(shè)備領(lǐng)域，往往需要循環(huán)記錄一組參數(shù)，并能夠自動刪除較老的記錄，顯然常見的數(shù)據(jù)存儲方法，均很難滿足航空機(jī)載設(shè)備領(lǐng)域海量存儲的應(yīng)用。與此同時，機(jī)載設(shè)備的掉電往往是不可預(yù)測的，掉電中斷給予設(shè)備的反應(yīng)時間很有限，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方法很難在有限的時間里完成數(shù)據(jù)的掉電處理工作(如寫入文件結(jié)束標(biāo)志等)，從而造成數(shù)據(jù)丟失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種NAND FLASH數(shù)據(jù)存儲方法，解決航空電子領(lǐng)域NAND FLASH海量數(shù)據(jù)存儲管理問題。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明采用的方案是首先，根據(jù)NAND FLASH的最小擦除單位為塊，塊由頁組成的特征，在多個芯片組成的并行通道的海量存儲中，由橫向一組塊組成最小管理單位組塊，當(dāng)只有一個芯片時，則塊即為最小管理單位；整個數(shù)據(jù)區(qū)域按照組塊進(jìn)行分區(qū)，每個分區(qū)的首地址為basei，在NAND FLASH的每個塊的首頁記錄當(dāng)前塊的頭信息，頭信息中包括當(dāng)前塊的數(shù)據(jù)類型，所屬分區(qū)，塊順序號，邏輯地址，履歷、時間和狀態(tài)字信息，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]A:犾取最新的記錄位直的步驟:
[0007]Al:從預(yù)先分配的分區(qū)信息得到每個分區(qū)首地址basei ；
[0008]A2:從basei開始搜索塊的首頁,直到首頁的首個字節(jié)為FF時,停止搜索；記錄當(dāng)前地址為offseti,即為最新的記錄位置；
[0009]B:記錄的步驟:
[0010]B1:首先在當(dāng)前塊的第O頁寫入頭信息，同時擦除下一數(shù)據(jù)塊，如果當(dāng)前塊為最后一個塊，則下一數(shù)據(jù)塊為首地址；
[0011]B2:從當(dāng)前塊的第I頁開始寫入待記錄的數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)記滿，然后返回步驟BI，開始下一個數(shù)據(jù)塊的記錄，直至記錄完畢；
[0012]C:掉電的步驟:掉電時，由于在首頁位置寫入了頭信息，因此停止記錄即可；
[0013]D:按履歷搜索并下載的步驟:
[0014]Dl:根據(jù)步驟A2得到當(dāng)前地址current = offseti,進(jìn)入步驟D2 ；
[0015]D2:讀取current-Ι處記錄塊的頭信息，得到當(dāng)前記錄的數(shù)據(jù)類型，所屬分區(qū)，塊順序號，邏輯地址，履歷、時間和狀態(tài)字信息；進(jìn)入步驟D3 ;如果current是首地址，則current-Ι后應(yīng)卷回到當(dāng)前分區(qū)的末尾。
[0016]D3:判斷其記錄的履歷信息是否與要搜索并下載的履歷信息一致，一致則從current-Ι-塊順序號處開始下載記錄信息,否則令current = current-1-塊順序號,進(jìn)入步驟D2 ；
[0017]E:按時間搜索并下載的步驟:
[0018]El:根據(jù)Dl，D2, D3找到要搜索并下載的記錄，進(jìn)入步驟E2 ；
[0019]E2:讀取當(dāng)前記錄的第一個塊和最后一個塊的頭信息，得到當(dāng)前記錄的塊的數(shù)據(jù)量m和記錄起止時間t0, tl,進(jìn)入步驟E3 ；
[0020]E3:計算待搜索并下載時刻ts的位置k = (ts-tO) + (tl_t0) Xm,進(jìn)入步驟E4 ；
[0021]E4:下載當(dāng)前記錄起始位置+k處的記錄，即為要搜索并下載的記錄；
[0022]F:按特定參數(shù)搜索并下載的步驟:
[0023]Fl:根據(jù)Dl, D2, D3找到要搜索并下載的記錄,令current =待搜索記錄的首塊地址進(jìn)入步驟F2 ；
[0024]F2:定義存儲數(shù)據(jù)的幀長度為L，待搜索并下載參數(shù)的位置為j，依次下載當(dāng)前塊所有數(shù)據(jù)頁位置j到位置j+nXL處的數(shù)據(jù)，其中η的范圍從O?當(dāng)前頁記錄的總幀數(shù)_1，進(jìn)入步驟F3 ；
[0025]F3:當(dāng)前塊current = current+1,進(jìn)入步驟F2,直至記錄結(jié)束。
[0026]有益效果:本發(fā)明能有效解決航空機(jī)載設(shè)備領(lǐng)域數(shù)據(jù)存儲管理的問題?？梢栽诿總€分區(qū)內(nèi)自動循環(huán)記錄，具備天然的磨損均衡特征。
[0027]本發(fā)明采用了先寫入頭信息的方式，可以有效避免其他管理方法遇到的掉電問題。
[0028]本發(fā)明能夠支持按履歷、按時間和按特定參數(shù)搜索并下載的功能，尤其在海量數(shù)據(jù)存儲中，可以避免大量無用信息的下載時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1數(shù)據(jù)存儲方法示意圖
[0030]圖2文件頭信息，說明:其中所屬分區(qū)和所屬塊號，可以用來在意外條件下恢復(fù)配置表和替換表。所屬塊號是邏輯塊號，非物理塊號。
[0031]圖3數(shù)據(jù)存放方式示意圖
圖4為實施例數(shù)據(jù)存放方式示意圖圖5為實施例中單次記錄的第一個頭信息示意圖；
圖6為實施例中最后一個頭信息意圖。

【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，如圖2、圖3所示，首先，根據(jù)NANDFLASH的最小擦除單位為塊，塊由頁組成的特征，在多個芯片組成的并行通道的海量存儲中，由橫向一組塊組成最小管理單位組塊，當(dāng)只有一個芯片時，則塊即為最小管理單位；整個數(shù)據(jù)區(qū)域按照組塊進(jìn)行分區(qū)，每個分區(qū)的首地址為basei，在NAND FLASH的每個塊的首頁記錄當(dāng)前塊的頭信息，頭信息中包括當(dāng)前塊的數(shù)據(jù)類型，所屬分區(qū)，塊順序號，邏輯地址，履歷、時間和狀態(tài)字信息，一種NAND FLASH數(shù)據(jù)存儲方法包括以下步驟:
[0033]A:犾取最新的記錄位直的步驟:
[0034]Al:從預(yù)先分配的分區(qū)信息得到每個分區(qū)首地址basei ；
[0035]A2:從basei開始搜索塊的首頁,直到首頁的首個字節(jié)為FF時,停止搜索；記錄當(dāng)前地址為offseti,即為最新的記錄位置；
[0036]B:記錄的步驟:
[0037]B1:首先在當(dāng)前塊的第O頁寫入頭信息，同時擦除下一數(shù)據(jù)塊，如果當(dāng)前塊為最后一個塊，則下一數(shù)據(jù)塊為首地址；
[0038]B2:從當(dāng)前塊的第I頁開始寫入待記錄的數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)記滿，然后返回步驟BI，開始下一個數(shù)據(jù)塊的記錄，直至記錄完畢；
[0039]C:掉電的步驟:掉電時，由于在首頁位置寫入了頭信息，因此停止記錄即可；
[0040]D:按履歷搜索并下載的步驟:
[0041]Dl:根據(jù)步驟A2得到當(dāng)前地址current = offseti,進(jìn)入步驟D2 ；
[0042]D2:讀取current-Ι處記錄塊的頭信息，得到當(dāng)前記錄的數(shù)據(jù)類型，所屬分區(qū)，塊順序號，邏輯地址，履歷、時間和狀態(tài)字信息；進(jìn)入步驟D3 ;如果current是首地址，則current-Ι后應(yīng)卷回到當(dāng)前分區(qū)的末尾。
[0043]D3:判斷其記錄的履歷信息是否與要搜索并下載的履歷信息一致，一致則從current-Ι-塊順序號處開始下載記錄信息,否則令current = current-1-塊順序號,進(jìn)入步驟D2 ；
[0044]E:按時間搜索并下載的步驟:
[0045]El:根據(jù)Dl，D2, D3找到要搜索并下載的記錄，進(jìn)入步驟E2 ；
[0046]E2:讀取當(dāng)前記錄的第一個塊和最后一個塊的頭信息，得到當(dāng)前記錄的塊的數(shù)據(jù)量m和記錄起止時間t0, tl,進(jìn)入步驟E3 ；
[0047]E3:計算待搜索并下載時刻ts的位置k = (ts-tO) + (tl_t0) Xm,進(jìn)入步驟E4 ；
[0048]E4:下載當(dāng)前記錄起始位置+k處的記錄，即為要搜索并下載的記錄；
[0049]F:按特定參數(shù)搜索并下載的步驟:
[0050]Fl:根據(jù)Dl, D2, D3找到要搜索并下載的記錄,令current =待搜索記錄的首塊地址進(jìn)入步驟F2 ；
[0051]F2:定義存儲數(shù)據(jù)的幀長度為L，L為512的整數(shù)倍，待搜索并下載參數(shù)的位置為j,依次下載當(dāng)前塊所有數(shù)據(jù)頁位置j到位置j+nXL處的數(shù)據(jù)，其中η的范圍從O?當(dāng)前頁記錄的總幀數(shù)-1，進(jìn)入步驟F3;
[0052]F3:當(dāng)前塊current = current+1,進(jìn)入步驟F2,直至記錄結(jié)束。
[0053]下面以圖4、圖5、圖6所示為例進(jìn)行描述
[0054]芯片I?芯片8的塊I?塊16000組成組塊I?組塊16000，每個塊又包括2048個頁，整個數(shù)據(jù)區(qū)域按照組塊進(jìn)行分區(qū)，以組塊10000為界為分區(qū)2，假設(shè)數(shù)據(jù)記錄在分區(qū)2的位置，記錄了 50個塊，歷時20分鐘，則在完成記錄每個塊的首頁記錄當(dāng)前塊的頭信息，頭信息中包括當(dāng)前塊的數(shù)據(jù)類型，所屬分區(qū)，塊順序號，邏輯地址，履歷、時間和狀態(tài)字等信息，其中單次記錄的第一個頭信息如圖5所示，最后一個頭信息如圖6所示。則應(yīng)用本發(fā)明主要包括以下步驟:
[0055]A:獲取最新的記錄位置的步驟:
[0056]Al:從預(yù)先分配的分區(qū)信息得到分區(qū)首地址10000 ；
[0057]A2:從組塊10000開始搜索塊的首頁，直到10501時，首頁的首個字節(jié)為FF時，停止記錄當(dāng)前地址為offseti = 10051,即為最新的記錄位置。
[0058]B:記錄的步驟:
[0059]B1:首先在當(dāng)前塊offseti的首頁寫入頭信息，同時擦除下一數(shù)據(jù)塊。當(dāng)前塊為最后一個地址16000，是下一數(shù)據(jù)塊為首地址10000 ；
[0060]B2:從當(dāng)前塊offseti的第I頁開始寫入待記錄的數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)記滿。當(dāng)前塊調(diào)整為offseti+Ι，然后轉(zhuǎn)步驟BI，開始下一個數(shù)據(jù)塊的記錄，直至記錄完畢；
[0061]C:掉電的步驟:掉電時，由于在首頁位置寫入了頭信息，因此停止記錄即可；
[0062]D:按履歷搜索并下載的步驟:
[0063]Dl:根據(jù)步驟A2得到當(dāng)前地址current = offseti = 10051,進(jìn)入步驟D2 ；
[0064]D2:讀取current-Ι = 10050處記錄塊的頭信息，能夠得到當(dāng)前記錄的時間為2014/05/06/10/20/00、大小為 50 個塊、起始位置為 offset1-(50+l) = 16000。進(jìn)入步驟D3 ;如果current是首地址10000,則current-Ι后應(yīng)卷回到當(dāng)前分區(qū)的末尾，即組塊16000。
[0065]D3:判斷其記錄的履歷信息是否與要搜索并下載的履歷信息一致，一致則從current-Ι-塊順序號=10000處開始下載記錄信息,否則令current = current-1-塊順序號=10000，進(jìn)入步驟D2 ；
[0066]E:按時間搜索并下載的步驟，以搜索第10分鐘的數(shù)據(jù)為例:
[0067]El:根據(jù)Dl，D2, D3找到要搜索并下載的記錄，進(jìn)入步驟E2 ；
[0068]E2:讀取當(dāng)前記錄的第一個塊和最后一個塊的頭信息，得到當(dāng)前記錄的塊的數(shù)據(jù)量 50 和記錄起止時間 t0 = 2014/05/06/10/00/00, tl = 2014/05/06/10/20/00，進(jìn)入步驟E3 ；
[0069]E3:計算待搜索并下載時刻ts的位置k = 10 + 0.4 = 25,進(jìn)入步驟E4 ；
[0070]E4:下載當(dāng)前記錄10000+25 = 10025處的記錄，即為要搜索并下載的記錄；
[0071]F:按特定參數(shù)搜索并下載，以L = 512為例的步驟如下:
[0072]Fl:根據(jù)Dl, D2, D3找到要搜索并下載的記錄,令current =待搜索記錄的首塊地址=10000，進(jìn)入步驟F2 ；
[0073]F2:定義存儲數(shù)據(jù)的幀長度為512，待搜索并下載參數(shù)的位置為500，依次下載當(dāng)前塊所有數(shù)據(jù)頁位置第 500, 500+512X 1, 500+512X 2, 500+512X 3......500+512X 16 的數(shù)據(jù)，其中η的范圍從O?當(dāng)前頁記錄的總幀數(shù)-1，進(jìn)入步驟F3 ；
[0074]F3:當(dāng)前塊current = current+1,進(jìn)入步驟F2,直至記錄結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1.一種NAND FLASH數(shù)據(jù)存儲方法，首先，根據(jù)NAND FLASH的最小擦除單位為塊，塊由頁組成的特征，在多個芯片組成的并行通道的海量存儲中，由橫向一組塊組成最小管理單位組塊，當(dāng)只有一個芯片時，則塊即為最小管理單位；整個數(shù)據(jù)區(qū)域按照組塊進(jìn)行分區(qū)，每個分區(qū)的首地址為basei，在NAND FLASH的每個塊的首頁記錄當(dāng)前塊的頭信息，頭信息中包括當(dāng)前塊的數(shù)據(jù)類型，所屬分區(qū)，塊順序號，邏輯地址，履歷、時間和狀態(tài)字信息，其特征在于，包括以下步驟: A:獲取最新的記錄位置的步驟: Al:從預(yù)先分配的分區(qū)信息得到每個分區(qū)首地址basei ； A2:從basei開始搜索塊的首頁，直到首頁的首個字節(jié)為FF時，停止搜索；記錄當(dāng)前地址為offseti,即為最新的記錄位置； B:記錄的步驟: B1:首先在當(dāng)前塊的第O頁寫入頭信息，同時擦除下一數(shù)據(jù)塊，如果當(dāng)前塊為最后一個塊，則下一數(shù)據(jù)塊為首地址； B2:從當(dāng)前塊的第I頁開始寫入待記錄的數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)記滿，然后返回步驟BI，開始下一個數(shù)據(jù)塊的記錄，直至記錄完畢； C:掉電的步驟:掉電時，由于在首頁位置寫入了頭信息，因此停止記錄即可； D:按履歷搜索并下載的步驟: Dl:根據(jù)步驟A2得到當(dāng)前地址current = offseti,進(jìn)入步驟D2 ； D2:讀取current-Ι處記錄塊的頭信息，得到當(dāng)前記錄的數(shù)據(jù)類型，所屬分區(qū)，塊順序號，邏輯地址，履歷、時間和狀態(tài)字信息；進(jìn)入步驟D3 ;如果current是首地址，則current-Ι后應(yīng)卷回到當(dāng)前分區(qū)的末尾； D3:判斷其記錄的履歷信息是否與要搜索并下載的履歷信息一致，一致則從current-Ι-塊順序號處開始下載記錄信息,否則令current = current-1-塊順序號,進(jìn)入步驟D2 ； E:按時間搜索并下載的步驟: El:根據(jù)Dl，D2, D3找到要搜索并下載的記錄，進(jìn)入步驟E2 ； E2:讀取當(dāng)前記錄的第一個塊和最后一個塊的頭信息，得到當(dāng)前記錄的塊的數(shù)據(jù)量m和記錄起止時間tO, tl,進(jìn)入步驟E3 ； E3:計算待搜索并下載時刻ts的位置k = (ts-tO) + (tl-tO) Xm,進(jìn)入步驟E4 ； E4:下載當(dāng)前記錄起始位置+k處的記錄，即為要搜索并下載的記錄； F:按特定參數(shù)搜索并下載的步驟: Fl:根據(jù)Dl, D2, D3找到要搜索并下載的記錄,令current =待搜索記錄的首塊地址進(jìn)入步驟F2 ； F2:定義存儲數(shù)據(jù)的幀長度為L，待搜索并下載參數(shù)的位置為j，依次下載當(dāng)前塊所有數(shù)據(jù)頁位置j到位置j+nXL處的數(shù)據(jù)，其中η的范圍從O?當(dāng)前頁記錄的總幀數(shù)-1，進(jìn)入步驟F3 ； F3:當(dāng)前塊current = current+1,進(jìn)入步驟F2,直至記錄結(jié)束。
【文檔編號】G06F12/06GK104391804SQ201410587504
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】程金, 文建國, 賈寧 申請人:陜西千山航空電子有限責(zé)任公司