[发明专利]一种NandFlash地址映射及块管理方法

摘要

本发明提供一种NandFlash地址映射及块管理算法，是固态盘控制器固件设计的一部分，它主要起到以下作用：一是将主机发来的以扇区为单位的地址信息，翻译成NandFlash芯片的物理块、页地址；二是通过块管理算法尽量平均地使用NandFlash芯片的各个块，提高每一块的使用率，避免不必要的擦除操作，减少块被擦除的次数，也就是常说的负载均衡；三是管理使用过程中的出现的坏块，保证数据的可靠性；四是采用优化的NandFlash多通道地址映射设计，实现多通道的并行/流水操作。

主权项

一种NandFlash地址映射及块管理算法，包括下列步骤：(1)整个NandFlash芯片空间功能上分成三部分：存储映射表信息部分、存储用户数据部分以及空白部分，使用块管理算法进行三部分的数据操作，块管理算法将整个NandFlash阵列按照物理空间和逻辑空间进行管理；物理空间是实际的NandFlash存储介质，把NandFlash芯片的每一个存储块单元称之为物理块，并顺序编号；没有存储数据的物理块对应空白部分；逻辑空间包括：1)数据逻辑块，用来存储用户数据，将主机发送的扇区地址按NandFlash芯片的块大小转换成相应的块号，称之为逻辑块号；2)log块，用作暂存改写的用户数据；3)映射表，用来记录物理块、逻辑块、log块之间的映射关系，以及他们各自的状态信息；其中，逻辑数据块和log块对应存储用户数据部分，映射表对应存储映射表信息部分；(2)NandFlash芯片和主机进行数据交换时，块管理算法将主机发送的命令解析为LBA地址后，通过映射表找到对应的数据逻辑块的信息，进而查询到该数据逻辑块在NandFlash中的物理块编号以及相应的块、页信息，根据请求操作的数据数据块的状态进行读操作或写操作；数据交换过程中，对物理块的使用采用负载均衡算法，使其平均地选取NandFlash的空白块来实现，使得所有的NandFlash块能均衡的被使用；(3)数据交换时，采用基于最近原则的调度算法，通过为在缓存中的数据和映射表设置访问标志信息，将最近访问过的数据和映射表保留在缓存中，分为映射表的回写操作、数据缓存的管理操作、数据的回写操作和数据的预读操作；(4)优化NandFlash多通道地址映射，按照NandFlash存储器阵列通道号和片选号两级循环的方式，将映射物理地址轮流分发到每个芯片中，实现多通道的并行/流水控制。