[发明专利]基于多通道闪存设备逻辑条带的自适应控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多通道闪存设备逻辑条带控制方法，具体涉及一个可根据对闪存设备的操作情况进行自适应调整逻辑条带的方法。

背景技术

在存储设备领域中，硬盘一直占据着主导地位，直到闪存存储介质的出现。闪存因为其具有可多次读写、擦除，高密度，大容量，较低的读写操作耗时，以及非易失性，低功耗等特点而逐渐在存储市场异军突起，其市场占有率迅速上升。特别是近年来，随着闪存生产工艺的日趋成熟，其成本价格逐渐降低，同时，后端应用技术也在逐步完善，这些都大大刺激了闪存市场的迅速膨胀，使其逐渐在存储市场上与硬盘平分秋色。但是，闪存由于其自身制造的工艺问题，使其从产生就存在一些不可避免的缺陷，例如闪存读写操作必须要以扇区为单位进行；每颗闪存芯片的读写时序的有效带宽不超过40MB等。这些缺陷成为制约闪存迅速发展的障碍，在其应用过程中，只有先解决了这些障碍，才能更好的发挥闪存的优点。

随着闪存应用技术的逐步提高，用户对设备读写速率的要求也逐渐提高，单颗或者单通道闪存设备的接口带宽已经远远不能满足用户的需求，因此，几乎所有的闪存设备以及闪存控制器的生产厂商都在研发多通道的闪存芯片操作模式。这种多通道的闪存设备其优点在于能够多通道同时进行闪存操作，可以成倍的提高闪存设备的接口带宽。

对于这类多通道的闪存设备，存在一个逻辑条带的划分问题，因为是多个通道同时执行主机的指令，进行读写擦除等操作，对于写入的或者读出的数据必然需要面临如何组织的问题，目前的做法如图2所示，由闪存中的固件根据保留区信息划定闪存设备的n个通道中每个通道的m个页面组成一个逻辑条带(图示中n的值为4，m的值为2)，页面为一个小的存储单元。所有的逻辑条带连接起来，组成一个连续的逻辑存储空间，即用户所看到的设备的存储空间。

但是，在使用过程中，这种组织方法逐渐暴露出一些问题：因为闪存设备面临各种各样的用户，不同的用户有不同的使用目的。例如，一些用户主要用它来存储或者经常的写入一些文件，如果逻辑条带划分相对比较小，每次写操作需要启动多个通道的闪存芯片，当写入目的页面中存在数据时，则需要先将目的区块中的有效数据备份出来，然后擦除该区块，再把有效数据以及该次操作数据写入，对于该写入过程，逻辑条带越小，需要进行擦除的区块也越多，一方面需要更多的操作时间，另一方面对闪存造成了更多的损耗；如果逻辑条带划分比较大，可以使一次写操作尽量落在一个通道内，则目的区块只需要进行一次擦除操作就可以实现该次写入操作，一方面大大节约了写入的时间，另一方面，有效地减少了对闪存的损耗。再比如，如果一些用户只用它来备份一些相对比较小块的文件，使用过程中只需要对其进行不断的读取，这种情况下，如果逻辑条带划分比较大，每次只启动一个读操作，就会导致在读操作过程中，数据都落在一个通道内，操作过程中，只有一个通道被启动，不能达到并行操作的目的，大大降低了设备接口的读速率，而如果逻辑条带能够比较小，这时，数据就会分布在多个通道内，操作过程中多个通道都会被同时启动，设备接口读速率会被成倍的提高。

根据上述可以看出逻辑条带比较恰当的划分对于闪存设备有很大的影响，而目前的闪存存储设备其逻辑条带的划分在其出厂就已经被固化了，即使设备面临不同使用目的用户，其逻辑条带也是固定不变的，这会使其在使用过程中的读写效率以及寿命受到很大的影响，因此，如何解决逻辑条带的划分问题，会对多通道闪存设备产生很大的影响。

发明内容

本发明解决的技术问题是针对现有的闪存设备在操作过程中由于逻辑条带被固化带来的不能针对不同的使用情况调整的问题，提出了一种基于多通道闪存设备逻辑条带的自适应控制方法，通过闪存设备自身采用统计的方法对逻辑条带进行控制，智能的调节逻辑条带的大小，从而解决由于逻辑条带大小不当带来的问题。

本发明提出的基于多通道闪存设备逻辑条带的自适应控制方法，包括以下处理步骤：

1)闪存设备中的固件将历史操作信息进行统计，并存储在闪存保留信息区中；

2)根据步骤1)中的统计的操作信息情况动态设定各存储分区对应的逻辑条带标识以确定各逻辑条带的大小；

3)根据逻辑条带的划分，在读写过程中将数据并行映射到不同通道的存储单元内。

优选的，所述步骤1)中统计的历史操作信息包括：操作块的大小、操作类型、操作次数中的至少一种。

优选的，所述步骤2)具体为根据步骤1)中各操作类型的出现频率，设定逻辑条带大小。

优选的，所述根据各操作类型的出现频率对逻辑条带大小的调整具体为：