非易失性存儲器的管理方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種非易失性存儲器的管理方法和裝置。NVM包括復(fù)數(shù)個物理頁，物理頁劃分為數(shù)據(jù)頁和空閑頁，每個物理頁包括頁頭和數(shù)據(jù)區(qū)，該方法包括：通過掃描全部物理頁的頁頭信息在內(nèi)存中建立數(shù)據(jù)頁查找表和空閑頁查找表，設(shè)置一個指向空閑頁查找表中的一個物理頁號的空閑頁指針；當(dāng)進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的寫操作時，根據(jù)空閑頁查找表在空閑頁指針指向的物理頁號對應(yīng)的空閑頁中寫入頁頭和數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)頁查找表擦除目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁，將數(shù)據(jù)頁查找表中目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號與空閑頁查找表中空閑頁指針指向的空閑頁的物理頁號互換，配置空閑頁指針指向空閑頁查找表的下一個物理頁號。本發(fā)明可以提高寫數(shù)據(jù)的效率和NVM的壽命。
【專利說明】非易失性存儲器的管理方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及存儲器領(lǐng)域，尤其涉及一種非易失性存儲器的管理方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在社會高速發(fā)展的今天，非易失性存儲器(Nonvolatile memory,簡稱:NVM)的使用已經(jīng)隨處可見，并跟生活息息相關(guān)，常見的NVM有，電可擦可編程只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,簡稱:EEPROM)和閃存(FlashMemory,簡稱:FLASH)。比如，公交、社保、銀行、電力、身份識別等各個領(lǐng)域都用到的智能卡都廣泛使用了 NVM。因此，保證NVM中數(shù)據(jù)高效安全存儲就顯得尤為重要。智能卡在工作過程中，如果發(fā)生斷電或其他不可預(yù)知的錯誤，導(dǎo)致智能卡擦除或者寫入數(shù)據(jù)過程異常終止，將會使寫入數(shù)據(jù)不正確，這樣就嚴(yán)重威脅數(shù)據(jù)完整性和安全性。因此需要有一種解決方案來完成數(shù)據(jù)的斷電保護問題。
[0003]當(dāng)前，解決斷電保護問題一般是采用備份區(qū)來完成，S卩，在存儲區(qū)申請一塊備份區(qū)，用戶更新數(shù)據(jù)的流程如下:
[0004]步驟1、擦除備份區(qū)；
[0005]步驟2、寫舊數(shù)據(jù)到備份區(qū)；
[0006]步驟3、寫備份區(qū)標(biāo)識；
[0007]步驟4、擦除原數(shù)據(jù)區(qū)；
[0008]步驟5、寫新數(shù)據(jù)到原數(shù)據(jù)區(qū)；
[0009]步驟6、寫備份區(qū)清空標(biāo)識。
[0010]通過上述這種方法來完成數(shù)據(jù)安全寫入，這樣，可以保證數(shù)據(jù)要么就全部寫對，要么就沒有寫數(shù)據(jù)，不會出現(xiàn)其他情況，從而保證了數(shù)據(jù)的完整性。但是利用這種方法，安全更新一次數(shù)據(jù)需要寫4次和擦兩次，導(dǎo)致寫數(shù)據(jù)的效率較低。而且，每寫一次數(shù)據(jù)就需要寫一次備份區(qū)和擦一次備份區(qū)，擦寫備份區(qū)的次數(shù)就會很多，將大大減少NVM的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供一種非易失性存儲器的管理方法和裝置，用以實現(xiàn)提高寫數(shù)據(jù)的效率，提聞NVM的壽命。
[0012]本發(fā)明提供一種非易失性存儲器的管理方法，所述非易失性存儲器包括復(fù)數(shù)個物理頁，所述物理頁劃分為數(shù)據(jù)頁和空閑頁，每個物理頁包括頁頭和數(shù)據(jù)區(qū)，所述方法包括:
[0013]通過掃描全部物理頁的頁頭信息在內(nèi)存中建立數(shù)據(jù)頁查找表和空閑頁查找表，其中，所述數(shù)據(jù)頁查找表用于建立從所述數(shù)據(jù)頁的邏輯頁號到所述數(shù)據(jù)頁的物理頁號的映射，所述空閑頁查找表用于存儲所述空閑頁的物理頁號，設(shè)置一個指向所述空閑頁查找表中的一個物理頁號的空閑頁指針；
[0014]當(dāng)進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的寫操作時，根據(jù)所述空閑頁查找表在所述空閑頁指針指向的物理頁號對應(yīng)的空閑頁中寫入頁頭和數(shù)據(jù)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)頁查找表擦除所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁，將所述數(shù)據(jù)頁查找表中所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號與所述空閑頁查找表中所述空閑頁指針指向的空閑頁的物理頁號互換，配置所述空閑頁指針指向所述空閑頁查找表的下一個物理頁號。
[0015]本發(fā)明還提供一種非易失性存儲器的管理裝置，所述非易失性存儲器包括復(fù)數(shù)個物理頁，所述物理頁劃分為數(shù)據(jù)頁和空閑頁，每個物理頁包括頁頭和數(shù)據(jù)區(qū)，所述裝置包括:
[0016]查找表建立模塊，用于通過掃描全部物理頁的頁頭信息，在內(nèi)存中建立數(shù)據(jù)頁查找表和空閑頁查找表，其中，所述數(shù)據(jù)頁查找表用于建立從所述數(shù)據(jù)頁的邏輯頁號到所述數(shù)據(jù)頁的物理頁號的映射，所述空閑頁查找表用于存儲所述空閑頁的物理頁號；
[0017]指針設(shè)置模塊，用于設(shè)置一個指向所述空閑頁查找表中的一個物理頁號的空閑頁指針；
[0018]第一數(shù)據(jù)寫模塊，用于當(dāng)進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的寫操作時，根據(jù)所述空閑頁查找表在所述空閑頁指針指向的物理頁號對應(yīng)的空閑頁中寫入頁頭和數(shù)據(jù)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)頁查找表擦除所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁，將所述數(shù)據(jù)頁查找表中所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號與所述空閑頁查找表中所述空閑頁指針指向的空閑頁的物理頁號互換，控制所述空閑頁指針指向所述空閑頁查找表的下一個物理頁號。
[0019]在本發(fā)明中，執(zhí)行一次寫操作只需要對NVM進(jìn)行一次頁寫操作和一次頁擦除操作，相對于現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行一次寫操作需要對NVM寫4次和擦兩次，極大地節(jié)省了操作時間，提高了寫數(shù)據(jù)的效率。由于對NVM的操作次數(shù)減少了，提高了 NVM的壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明NVM的管理方法實施例的流程示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明NVM的管理方法實施例中一個寫數(shù)據(jù)實例的原理示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明非易失性存儲器的管理裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合說明書附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0024]NVM的管理方法實施例
[0025]在本實施例中，該NVM包括復(fù)數(shù)個物理頁，復(fù)數(shù)個物理頁劃分為數(shù)據(jù)頁和空閑頁，每個物理頁包括頁頭和數(shù)據(jù)區(qū)。
[0026]如圖1所示，為本發(fā)明NVM的管理方法實施例的流程示意圖，該方法可以包括如下步驟:
[0027]步驟11、通過掃描全部物理頁的頁頭信息在內(nèi)存中建立數(shù)據(jù)頁查找表和空閑頁查找表;
[0028]其中，數(shù)據(jù)頁查找表用于建立從數(shù)據(jù)頁的邏輯頁號到數(shù)據(jù)頁的物理頁號的映射，空閑頁查找表用于存儲空閑頁的物理頁號；優(yōu)選地，該步驟在系統(tǒng)上電時執(zhí)行；內(nèi)存為易失性存儲器；
[0029]步驟12、設(shè)置一個指向空閑頁查找表中的一個物理頁號的空閑頁指針；
[0030]步驟13、當(dāng)進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的寫操作時，根據(jù)空閑頁查找表在空閑頁指針指向的物理頁號對應(yīng)的空閑頁中寫入頁頭和數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)頁查找表擦除目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁，將數(shù)據(jù)頁查找表中目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號與空閑頁查找表中空閑頁指針指向的空閑頁的物理頁號互換，配置空閑頁指針指向空閑頁查找表的下一個物理頁號。
[0031]在步驟13中，寫操作的輸入為目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的邏輯頁號。寫數(shù)據(jù)時，根據(jù)空閑頁指針查找空閑頁查找表得到空閑頁的物理頁號，計算頁頭，然后根據(jù)空閑頁的物理頁號在NVM中找到空閑頁，將數(shù)據(jù)和頁頭寫入空閑頁中；接下來，根據(jù)數(shù)據(jù)頁查找表找到目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號，在NVM中找到該目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁，然后將該數(shù)據(jù)頁擦除。
[0032]在步驟13中，在內(nèi)存中查找空閑頁查找表和數(shù)據(jù)頁查找表所花費的時間相對于在NVM中寫數(shù)據(jù)和擦數(shù)據(jù)所花費的時間可以忽略不計。
[0033]在本實施例中，執(zhí)行一次寫操作只需要對NVM進(jìn)行一次頁寫操作和一次頁擦除操作，相對于現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行一次寫操作需要對NVM寫4次和擦兩次，極大地節(jié)省了操作時間，提高了寫數(shù)據(jù)的效率。由于對NVM的操作次數(shù)減少了，提高了 NVM的壽命。
[0034]此外，由于采用了空閑頁指針來實現(xiàn)空閑頁輪轉(zhuǎn)機制，即使每次NVM數(shù)據(jù)寫入都
集中到同一個邏輯地址，每個物理頁被寫入數(shù)據(jù)的概率為
【權(quán)利要求】
1.一種非易失性存儲器的管理方法，其特征在于，所述非易失性存儲器包括復(fù)數(shù)個物理頁，所述物理頁劃分為數(shù)據(jù)頁和空閑頁，每個物理頁包括頁頭和數(shù)據(jù)區(qū)，所述方法包括: 通過掃描全部物理頁的頁頭信息在內(nèi)存中建立數(shù)據(jù)頁查找表和空閑頁查找表，其中，所述數(shù)據(jù)頁查找表用于建立從所述數(shù)據(jù)頁的邏輯頁號到所述數(shù)據(jù)頁的物理頁號的映射，所述空閑頁查找表用于存儲所述空閑頁的物理頁號，設(shè)置一個指向所述空閑頁查找表中的一個物理頁號的空閑頁指針； 當(dāng)進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的寫操作時，根據(jù)所述空閑頁查找表在所述空閑頁指針指向的物理頁號對應(yīng)的空閑頁中寫入頁頭和數(shù)據(jù)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)頁查找表擦除所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁，將所述數(shù)據(jù)頁查找表中所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號與所述空閑頁查找表中所述空閑頁指針指向的空閑頁的物理頁號互換，配置所述空閑頁指針指向所述空閑頁查找表的下一個物理頁號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 執(zhí)行所述建立數(shù)據(jù)頁查找表和空閑頁查找表時，根據(jù)頁頭信息判定上次寫操作非正常結(jié)束時，執(zhí)行異常處理程序。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述異常處理程序包括: 根據(jù)頁頭信息判定在寫數(shù)據(jù)的過程中或者在擦除數(shù)據(jù)的過程中掉電，則將寫入了部分?jǐn)?shù)據(jù)的物理頁或擦除了部分?jǐn)?shù)據(jù)的物理頁擦除并將該物理頁的物理頁號存儲到空閑頁查找表中； 根據(jù)頁頭信息判定在寫數(shù)據(jù)之后、擦除之前掉電，則在數(shù)據(jù)頁查找表中建立保存有新數(shù)據(jù)的物理頁的邏輯頁號到物理`頁號的映射，將保存有舊數(shù)據(jù)的物理頁擦除并將該物理頁的物理頁號存儲到空閑頁查找表中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置一個指向所述空閑頁查找表中的一個物理頁號的空閑頁指針具體為: 為所述空閑頁指針分配一個隨機數(shù)，使得所述空閑頁指針隨機指向所述空閑頁查找表中的一個物理頁號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 當(dāng)進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的寫操作時，根據(jù)所述數(shù)據(jù)頁查找表判定所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁為空白頁，在所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁中寫數(shù)據(jù)。
6.一種非易失性存儲器的管理裝置，其特征在于，所述非易失性存儲器包括復(fù)數(shù)個物理頁，所述物理頁劃分為數(shù)據(jù)頁和空閑頁，每個物理頁包括頁頭和數(shù)據(jù)區(qū)，所述裝置包括: 查找表建立模塊，用于通過掃描全部物理頁的頁頭信息，在內(nèi)存中建立數(shù)據(jù)頁查找表和空閑頁查找表，其中，所述數(shù)據(jù)頁查找表用于建立從所述數(shù)據(jù)頁的邏輯頁號到所述數(shù)據(jù)頁的物理頁號的映射，所述空閑頁查找表用于存儲所述空閑頁的物理頁號； 指針設(shè)置模塊，用于設(shè)置一個指向所述空閑頁查找表中的一個物理頁號的空閑頁指針； 第一數(shù)據(jù)寫模塊，用于當(dāng)進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的寫操作時，根據(jù)所述空閑頁查找表在所述空閑頁指針指向的物理頁號對應(yīng)的空閑頁中寫入頁頭和數(shù)據(jù)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)頁查找表擦除所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁，將所述數(shù)據(jù)頁查找表中所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號與所述空閑頁查找表中所述空閑頁指針指向的空閑頁的物理頁號互換，控制所述空閑頁指針指向所述空閑頁查找表的下一個物理頁號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括: 異常處理模塊，用于根據(jù)所述查找表建立模塊提供的信息判定上次寫操作非正常結(jié)束時，執(zhí)行異常處理程序。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述異常處理模塊包括: 第一掉電處理單元，用于根據(jù)所述查找表建立模塊提供的信息判定在寫數(shù)據(jù)的過程中或者在擦除數(shù)據(jù)的過程中掉電，則將寫入了部分?jǐn)?shù)據(jù)的物理頁或擦除了部分?jǐn)?shù)據(jù)的物理頁擦除并將該物理頁的物理頁號存儲到空閑頁查找表中； 第二掉電處理單元，用于根據(jù)所述查找表建立模塊提供的信息判定在寫數(shù)據(jù)之后、擦除之前掉電，則在數(shù)據(jù)頁查找表中建立保存有新數(shù)據(jù)的物理頁的邏輯頁號到物理頁號的映射，將保存有舊數(shù)據(jù)的物理頁擦除并將該物理頁的物理頁號存儲到空閑頁查找表中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述指針設(shè)置模塊包括: 隨機數(shù)生成單元，用于生成隨機數(shù)； 指針控制單元，用于將所述隨機數(shù)分配給所述空閑頁指針，使得所述空閑頁指針隨機指向所述空閑頁查找表中的一個物理頁號。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括: 第二數(shù)據(jù)寫模塊，用于當(dāng)進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的寫操作時，根據(jù)所述數(shù)據(jù)頁查找表判定所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁為空白頁，在所述目標(biāo)數(shù)據(jù)頁的物理頁號對應(yīng)的數(shù)據(jù)頁中寫數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G11C16/14GK103456360SQ201310419099
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】劉忠志 申請人:北京昆騰微電子有限公司