[发明专利]闪存FTL的地址转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储与NAND闪存技术领域，特别涉及一种闪存FTL（闪存转换层）的地址转换方法。

背景技术

随着移动通信的发展和便携式设备的普及，Flash存储器的非易失、高密度、高存取速度，低功耗，低价格等特性，使其在很多领域有广泛的应用。如常用的便携式播放器、数码相机、掌上电脑、移动电话等。

但是，NAND FLASH设备由于工艺的关系，在使用中存在以下特点：1）擦除操作单元比写操作单元大。2）与传统硬盘不同，不能直接在数据上进行覆盖，而是必须先擦后写。3）NAND FLASH存储限制了写和擦的次数。数据并不是顺序的写入存储地址中，因此一些特定的块可能会比其他块更多地使用，从而导致磨损，最终使整个存储不能使用。4）NAND FLASH会在出厂时存在坏块，同时在操作过程中也会产生坏块。5）NAND FLASH会在读取数据时产生错误或读取失败。

因此必须存在一个特殊的系统层来使得可以像操作HDD一样操作NAND Flash。闪存转换层FTL的主要功能实现系统直接对闪存进行读、写、擦除操作。当操作系统发出对某个逻辑地址进行操作的指令后，FTL分析指令，通过转译在与该逻辑地址相对应的物理地址上进行操作，其功能的核心就在于地址映射。

根据闪存的物理结构，映射通常分为块映射和页映射两种，一般映射信息是记录在闪存的冗余区中的。若采用页映射，虽然映射速度快，空间利用率高，但存储映射表所需的空间大，浪费了过多的系统资源，并且映射表的更新也相当频繁。若采用块映射，存储映射表所需空间相对较小，同时也降低了垃圾回收时的复制和擦除操作，但空间利用率低，并且当对某逻辑地址进行多次操作时，垃圾回收代价大，并加快了磨损速度，运行效率也较低。

中国发明专利申请“闪存FTL的地址转换方法”（申请号：201010133944．8）中提出了一种闪存FTL的地址转换方法，该方案采用三次映射，并将物理块固定分为63组，地址转换效率较低，运算复杂，不适于实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提供另一种闪存FTL的地址转换方法，旨在解决上述现有技术的缺陷，特别是解决目前FTL地址转换速度慢和运算复杂的缺点。

本发明的技术方案如下：

一种闪存FTL的地址转换方法，包括以下步骤：根据逻辑地址得到相应的逻辑块号和块内逻辑簇号；根据所述逻辑块号查找逻辑块地址空间到超级块组的映射表，得到物理块号和物理页号；根据所述物理块号和块内逻辑簇号查找逻辑簇到物理页的映射表，得到逻辑块中所有逻辑簇相应的物理页号；所述超级块用于对所有物理块进行分组，每个超级块包括8个物理块，所有超级块的物理号不重复，每个逻辑块对应一个超级块组。

其进一步的技术方案为：所述根据逻辑块号查找逻辑块地址空间到超级块组的映射表，得到物理块号和物理页号，包括：根据所述逻辑块号查找逻辑块地址空间到超级块组的映射表找到该逻辑块地址空间最后一次映射到的物理块号。

其进一步的技术方案为：构建逻辑块地址空间到超级块组的映射表，所述逻辑块地址空间到超级块组的映射表用来记录每个逻辑块最后一次映射到的超级块的物理号。

其进一步的技术方案为：构建逻辑簇到物理页的映射表，所述逻辑簇到物理页的映射表用来保存逻辑簇到当前打开的超级块的物理页的映射关系。

其进一步的技术方案为：构建逻辑簇到物理页的映射表，所述逻辑簇到物理页的映射表保存在每个超级块的最后4页，当逻辑块映射到该超级块时，首先从该超级块中读出该逻辑簇到物理页的映射表，查找该映射表得到相应的物理页地址。

本发明的有益技术效果是：

本发明提出的方案相比中国发明专利申请“闪存FTL的地址转换方法”（申请号：201010133944．8）所提出的方案（以下简称“方案A”），不同之处在于：

1、本发明只需要进行两次映射，相比采用三次映射的方案A而言，地址转换效率更高；

2、本发明采用了超级块的组织形式，将8个物理块组成了一个超级块进行地址映射，减少了地址转换次数，并且方便后续进行适用于NAND Flash的并行高速数据传输机制。

综上所述，与现有FTL地址转换的方法相比较，本发明具有以下优点：

1、本发明对于每一个逻辑块查找逻辑块地址空间到超级块组（LBA_SB）的映射表和逻辑簇到物理页的映射表就可以找到逻辑块中所有逻辑簇对应的物理页地址，因此本发明能够有效的提高FTL地址转换速度，并且还可降低运算的复杂度。