[发明专利]固态硬盘及数据处理方法

说明书

本发明提供了一种固态硬盘及数据处理方法，所述固态硬盘包括外设接口、控制芯片、闪存芯片组和缓存芯片组，且所述固态硬盘通过所述外设接口与外部总线连接，其中：所述闪存芯片组包括多个数据存储块，所述闪存芯片组包括映射表存储区，且所述控制芯片在所述外设接口接收到读数据命令且所述缓存芯片组中不存在与所述读数据命令对应的待读数据时，从所述闪存芯片组获取所述待读数据并将所述待读数据所在的数据存储块中的所有数据写入到所述缓存芯片组。本发明通过以块为最小单位从闪存芯片组搬移数据到缓存芯片组，从而可在更新数据时直接将缓存芯片组中的数据写入到闪存芯片组，避免了数据的多次读写，大大改善了固态硬盘的数据处理速度。

技术领域

本发明涉及计算机设备领域，更具体地说，涉及一种固态硬盘及数据处理方法。

背景技术

固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘，其主要由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。由于固态硬盘在数据读取、适用环境等方面的优势，目前固态硬盘已被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等诸多领域。

现有的固态硬盘通常采用NAND FLASH芯片作为主存储单元，其最小读写单位为数据页(Page)，而大部分数据页的大小为4KB，即NAND FLASH芯片的最小读写单元是4KB大小。

然而，NAND FLASH芯片通常以数据存储块(Block)为单位进行擦除操作，每一数据存储块通常包括几个数据页。在数据存储块中的部分数据页更新时，需要将数据存储块内的所有数据进行搬移，从而造成操作速度较慢。并且，在系统进行数据处理时，相邻的指令被同时处理的概率往往更大，现有以数据页为单位进行数据读写的方式，也会影响命令响应的速度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述固态硬盘因以数据页为最小单位读写数据而影响整体读写速度、响应速度的问题，提供一种新的固态硬盘及数据处理方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种固态硬盘，包括外设接口、控制芯片、闪存芯片组和缓存芯片组，且所述固态硬盘通过所述外设接口与外部总线连接，其中：

所述闪存芯片组包括多个数据存储块，所述控制芯片分别与所述闪存芯片组、缓存芯片组以及外设接口连接；

所述闪存芯片组包括映射表存储区，且所述控制芯片在所述外设接口接收到读数据命令且所述缓存芯片组中不存在与所述读数据命令对应的待读数据时，从所述闪存芯片组获取所述待读数据并将所述待读数据所在的数据存储块中的所有数据写入到所述缓存芯片组，以及根据所述数据存储块的物理位置与所述待读取数据在所述缓存芯片组中的物理位置建立映射关系并写入所述映射表存储区。

作为本发明的进一步改进，所述缓存芯片组包括多个逻辑存储块，且所述逻辑存储块与所述数据存储块具有相同的存储容量；

所述控制芯片在所述外设接口接收到读数据命令且所述缓存芯片组中不存在与所述读数据命令对应的待读数据时，从所述闪存芯片组获取所述待读数据，并将所述待读数据所在的数据存储块中的所有数据写入到所述缓存芯片组的一个逻辑存储块内，以及根据所述数据存储块的物理位置与所述逻辑存储块的物理位置建立映射关系并写入所述映射表存储区。

作为本发明的进一步改进，所述控制芯片中存储有块维护表，所述块维护表包括所述闪存芯片组中每一数据存储块的状态；

所述控制芯片在将所述缓存芯片组中更新的数据写入到所述闪存芯片组时，根据所述缓存芯片组中的块维护表，将所述缓存芯片组中的待写数据所在的逻辑存储块的所有数据，写入到所述闪存芯片组的一个空闲的数据存储块中，并根据所述映射表存储区中的映射关系擦除与所述逻辑存储块对应的数据存储块中的数据，并更新所述块维护表。