[发明专利]一种闪存存储器的混合映射方法

摘要

一种闪存存储器的混合映射方法，属于固态存储领域，解决现有映射方法存在的处理随机写请求并行度不足的问题，从而提升闪存存储器的性能。本发明包括初始设置步骤、缓存操作步骤、数据读操作步骤及数据写操作步骤，通过引入虚拟存储块的概念，当发生数据写操作时，仅当缓存中替换出来的页连续，且能够写入顺序写日志块中时，仍然按照传统闪存存储器的方式写入，在其他情况下，均可以将其写入虚拟存储块中的一个大页内，由于一个大页中的多个物理页支持并行地写入，因此节省了数据写操作的时间，从而提升了闪存存储器的性能。

主权项

一种闪存存储器的混合映射方法，包括初始设置步骤、缓存操作步骤、数据读操作步骤及数据写操作步骤，其特征在于：(1)初始设置步骤：包括下述子步骤：(1.1)将块状态位图中的各个位全部标记为空白；(1.2)在块状态位图后一半位中任选2^(N+P+Q)个连续位，需满足它们的二进制位序号中最小位序号自右向左的(N+P+Q)位全部为0，将所述2^(N+P+Q)个连续位全部标记为使用，N、P、Q均为非负的整数；将所述2^(N+P+Q)个连续位中第一位在块状态位图中的二进制位序号乘以2^S‑(N+P+Q)的积，赋予待写大页号，结束；(2)缓存操作步骤，包括下述子步骤：(2.1)接收来自于主机的读命令或写命令，读命令转子步骤(2.2)，写命令转子步骤(2.3)；读命令包括需要读取数据的逻辑页号，写命令包括需要写入的数据和需要写入的逻辑页号；(2.2)根据读命令中的逻辑页号在缓存中查找是否命中，是则从缓存中直接读出逻辑页号对应的数据传给主机，返回；否则转步骤(3)；(2.3)根据写命令中的逻辑页号在缓存中查找是否命中，是则将数据写入缓存中所述逻辑页号对应区域，通知主机写操作完成，返回；否则转子步骤(2.4)；(2.4)查看缓存中是否有足够空间容纳所写入的逻辑页号及数据，是则进行子步骤(2.5)，否则转子步骤(2.6)；(2.5)将写命令中的逻辑页号及数据写入缓存中，通知主机写操作完成，返回；(2.6)根据替换算法一次性从缓存中选择x个页，包括这x页的逻辑页号及数据，x为一个“大页”所包含的物理页个数，转步骤(4)；(3)数据读操作步骤：对读命令中所包含待读数据的逻辑页号进行地址映射，获得待读数据的通道号、芯片号、晶圆号、分组号、块号和块内页号，据其读出数据，传给主机，返回；(4)数据写操作步骤，包括下述子步骤：(4.1)判断从缓存中所选择的x个页的逻辑页号是否连续，是则转子步骤(4.2)，否则转子步骤(4.6)；(4.2)判断连续的x页中最小逻辑页号F是否为2^S的整数倍，是则转子步骤(4.3)，否则转子步骤(4.4)，S为正整数且S＞N+P+Q；(4.3)查看块状态位图，在其前一半位中任选一个标记为空白的位，将其标记为使用，并获得该位对应的物理块的二进制物理块序号，将所述二进制物理块序号自左向右的N、M、P、Q、R位分别作为相应物理块的通道号、芯片号、晶圆号、分组号、块号；将所选择的x个页的内容依其逻辑页号自小到大写入所述物理块的前x个物理页,该物理块成为一个顺序写日志块，自左向右将写入物理页的通道号、芯片号、晶圆号、分组号、块号和块内页号组合成其二进制物理页号，转子步骤(4.9)；(4.4)在闪存存储器中查找F是否与某个顺序写日志块中的最后一个有效页连续，是则获得所查找到的物理页号L，转子步骤(4.5)，否则转子步骤(4.6)；(4.5)依次将所述x个页依其逻辑页号自小到大写入物理页号为L+1至L+x的物理页中，二进制物理页号自左向右的N、M、P、Q、R、S位分别为通道号、芯片号、晶圆号、分组号、块号和块内页号，转子步骤(4.9)；(4.6)将所述x个页同时分别写入待写大页号所指向大页的物理页中，转子步骤(4.7)；所述待写大页号所指向的大页中物理页的芯片号、块号和块内页号分别为二进制待写大页号自左向右的M、R和S位；所述待写大页号所指向大页中的物理页包括闪存存储器中具有所述芯片号、块号和块内页号的所有物理页；所述写入物理页的通道号、芯片号、晶圆号、分组号、块号和块内页号自左向右组合成其二进制物理页号；(4.7)将待写大页号的值加1后赋予待写大页号，然后判断二进制待写大页号自右向左S位是否全部为0，是则转子步骤(4.8)，否则，转子步骤(4.9)；(4.8)查看块状态位图，在其后一半位中任选2^(N+P+Q)个连续的标记为空白的位，需满足它们的二进制位序号中最小位序号自右向左的(N+P+Q)位全部为0，所述2^(N+P+Q)个连续位全部标记为使用；将所述2^(N+P+Q)个连续位中第一位在块状态位图中的二进制位序号乘以2^S‑(N+P+Q)的积，赋予待写大页号，转子步骤(4.9)；(4.9)对所述x个页的逻辑页号分别进行地址映射，获得在闪存中的通道号、芯片号、晶圆号、分组号、块号和块内页号，将它们标记为无效页；在页映射表中分别记录下所述x个页的逻辑页号到其写入物理页的物理页号之间的映射关系，清除缓存中所述x个页的逻辑页号及其相应数据，转子步骤(2.5)。