[发明专利]一种使用检错码和纠错码相结合的固态盘纠错方法

说明书

技术领域

本发明属于固态盘纠错技术领域，具体地，涉及一种使用检错码和纠错码相结合的固态盘纠错方法。

背景技术

固态盘已经应用到人们生活中各个领域，保证固态盘存储数据的安全至关重要，其中纠错码是目前固态盘最常用的数据安全的技术之一。随着固态盘制造工艺进步，闪存单元尺寸越来越小，相应的噪声也随之增加。固态盘内部噪声是由多种因素决定的，比如擦写次数、数据保存时间等，擦写操作可以破坏闪存单元周围的氧化层，并会引起相邻闪存单元产生电荷耦合效应，引起闪存单元内部电荷量发生变化，从而引起闪存单元阈值电压值改变，从而引起数据出错。擦写次数越大，引起的噪声干扰幅度越大，固态盘内部数据出错率越高。在固态盘的早期使用阶段，擦写次数很少，数据保存时间也很短，内部数据出错率很低，大部分闪存页是无错的。在固态盘的中后期阶段，因擦写次数的增加和数据保存时间的延长，内部数据的出错率逐步提高。

低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check code，LDPC)因其优异的纠错能力被应用到各个领域。LDPC主要由编码器和译码器构成。原始数据需要经过LDPC编码器生成校验位，原始数据和LDPC校验位共同构成码字。读取固态盘数据时，码字需要LDPC译码器译码。如果原始数据出错，经过LDPC译码过程可以被改正。如果原始数据无错，正常情况下也必须经过LDPC译码过程，这样就会增加不必要的译码时间，影响固态盘数据的读性能。

专利文献CN 104464822A公开了一种基于闪存错误区间的LDPC纠错编码方法，其根据固态硬盘信道当前的差错率，计算出准确的错误区间，利用错误区间定位可能的错位位置，根据Bit-Flipping方法译码准则翻转已定位为错误位置中的位。该方法消除了Bit-Flipping方法硬译码过程中错误码字的传播，提高了纠错能力和算法执行效率。但是该方法存在以下不足和缺陷：

(1)该方法没有考虑无错页的处理，无错页不需要译码，可以直接读取；

(2)该方法需要判断数据的错误区间，而对于固态盘早期使用阶段，错误率非常低甚至接近零，会增加判断处理的时间开销。

如果原始数据出错，经过LDPC译码过程可以被改正。如果原始数据无错，正常情况下也必须经过LDPC译码过程，这样就会增加不必要的译码时间，影响固态盘数据的读性能。如果提前使用检错码CRC检测出闪存页的错误状态，对于无错页则无需经历LDPC译码过程。对于有错页，则要经过LDPC译码过程进行纠错。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种使用检错码和纠错码相结合的固态盘纠错方法，其目的在于根据固态盘在早期阶段数据出错率极低的特点，采用检错码和纠错码相结合的方式，达到提高固态盘读性能的目的，减少在固态盘早期阶段无错页不必要的LDPC译码过程，减少了固态盘早期阶段大量无错页的LDPC译码过程，同时减少了LDPC码的纠错能耗，并提高了固态盘的读性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种使用检错码和纠错码相结合的固态盘纠错方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)固态盘写入数据前，对闪存页的原始数据进行编码，并保存到所述固态盘的存储单元中；

(2)使用检错码译码操作检查所述存储单元中闪存页的错误状态，对不存在错误的闪存页直接读取，对存在错误的所述闪存页则使用低密度奇偶校验码译码操作进行纠错。

进一步地，所述检错码译码操作过程包括对所述存储单元的每一闪存页进行硬判决电压感知，获取存储数据的二进制信息，并对所述闪存页进行检错码译码操作。

进一步地，所述低密度奇偶校验码译码操作过程包括：对所述存储单元进行软判决电压感知，获取对数释然比信息，并对闪存页进行低密度奇偶校验码译码操作。

优选地，还包括在执行步骤(2)前判断所述存储单元是否写满的步骤，并对未写满的存储单元立即执行步骤(2)。

进一步地，对于写满的存储单元，还包括判断所述固态盘内部并行属性是否可用的步骤，并对于并行属性不可用的固态盘提前执行步骤(2)，对于并行属性可用的固态盘提前并行执行步骤(2)。

优选地，还包括在判断所述存储单元是否写满前判断所述固态盘是否空闲的步骤，并在非空闲时立即执行步骤(2)。

优选地，还包括在判断所述固态盘内部并行属性是否可用前判断所述固态盘是否已被检测的步骤，并在判断已被检测时立即执行步骤(2)，未被检测时执行所述判断固态盘内部并行属性是否可用的步骤。