存储器坏区的数据备份方法及系统技术方案

本发明专利技术提供存储器坏区的数据备份方法及系统，该方法依次包括分类步骤，将物理块分类；映射转换步骤，物理块进行地址映射转换；数据保护步骤，将数据备份；其中，分类步骤包括物理块分组步骤，将物理坏页相同的物理块分为一组，普通模型块为物理块数最多的一组中的物理块，特殊模型块为剩余组中的物理块；数据保护步骤包括逻辑页映射表读入步骤和物理页备份步骤，逻辑页映射表读入步骤根据特殊模型块或普通模型块读入逻辑页映射表；物理页备份步骤备份物理页。该系统是应用上述方法的系统。本发明专利技术能够在数据稳定性有保证且对读写性能影响不大的前提下，利用随机坏掉的物理页的物理块的剩余容量，提高容量的优良率和Nand‑Flash的使用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数据存储领域，具体涉及一种存储器坏区的数据备份方法及系统。
技术介绍
存储芯片(Memory)作为目前全球第一大半导体芯片，以DRAM与Nand-Flash为主要存储芯片的市场销售规模占整个半导体销售规模的近30%。Nand-Flash更是由于本身具备的容量大，非易失性特点被广泛应用于SSD、MP3及手机等设备上。Nand-Flash从物理结构上可以分为块(Block,最小的擦除单元)、页（Page，最小的编程单元）、列（Column，最小的访问单元）和物理单元（Cell）。根据物理单元的差异，技术应用比较成熟的Nand-Flash分为SLC（Single-LevelCell）/MLC（Multi-LevelCell）/TLC（Trinary-LevelCell）三大类。虽然SLC读写速度快、寿命长，但价格较高，在实际应用中MLC和TLC更为常用。MLC和TLC的物理单元大于1bit/Cell，在生产或者在擦写次数累加的过程中，会有一定概率出现一个Cell物理损坏的情况，这种情况下，在访问接口上，TLC表现为一个WordLine（受控于同一Cell的三个Page）同时坏掉，MLC表现为一个PairPage（受控于同一Cell的两个Page）同时坏掉，或者在一个Cell单元内操作互相干扰出错，出厂时则标记该WordLine/PairPage所在的块为坏，从而损失当前块上除了该WordLine/PairPage以外的其他Worline/PairPage可用的容量。传统闪存转换层（FlashTranslationLayer，简称FTL）受制于容量与数据稳定性，较常见的做法是提取有固定规律出错的这类块独立管理使用，但WordLine/PairPage随机坏的块则无法兼容到，一旦这类随机坏的块较大概率出现，则整批容量达标优良率会大幅下降。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种提高存储器利用率的存储器坏区的数据备份方法。本专利技术的另一目的是提供一种提高存储器利用率的存储器坏区的数据备份系统。为实现上述的主要目的，本专利技术提供的存储器坏区的数据备份方法，包括分类步骤，将存储器的物理块分为特殊模型块和普通模型块的步骤；映射转换步骤，特殊模型块和普通模型块进行地址映射转换的步骤；数据保护步骤，将数据进行备份的步骤；其中，分类步骤包括物理块分组步骤，物理块分组步骤将物理坏页相同的物理块分为一组；普通模型块为物理块数最多的一组中的物理块，特殊模型块为剩余一组中的物理块；数据保护步骤包括逻辑页映射表读入步骤以及物理页备份步骤，逻辑页映射表读入步骤包括根据特殊模型块或普通模型块读入逻辑页映射表的步骤；物理页备份步骤包括根据逻辑页映射表备份物理页的步骤。由上述方案可见，本专利技术的数据备份方法将存储器的物理块分为特殊模型块和普通模型块，在物理块分组步骤中使物理坏页数多的物理页模型包含物理坏页数少的物理页模型，从而使物理坏页数最多的物理页模型包含的物理页模型数最多，即物理块也最多，且根据物理页模型将物理块分成不同的集合；再将每个集合中具有相同物理页模型的物理块分成一组，一个物理块集合中有多个小组，把符合相同物理页模型的物理块数最多的一组作为普通模型，其他小组作为特殊模型。本专利技术将随机出错物理块的剩余容量利用起来，提高Nand-Flash的使用率。一个优选的方案是，分类步骤还包括坏页登记步骤，坏页登记步骤在物理块分组步骤前执行，坏页登记步骤登记物理块的物理坏页数。由上可见，扫描数据后筛选出每个物理块中可正常读写的物理页，并将其转换为逻辑页，然后登记相应的物理块的物理坏页的编号和个数。一个优选的方案是，映射转换步骤采用内存和Nand-Flash混合存储的三级映射；第一级映射为逻辑块属性映射，第二级映射为特殊模型块的存储地址映射，第三级映射为逻辑页属性映射。一个优选的方案是，第一级映射的逻辑块属性表储存在内存中，第二级映射的特殊模型块的物理地址存储在内存中，第三级映射的特殊模型块的逻辑页映射表存储在Nand-Flash中，普通模型块的逻辑页映射表存储在内存中。由上可见，逻辑块属性映射表和普通模型块的逻辑页映射表存储在内存中可以降低对读写性能的影响，将特殊模型块对应的逻辑页映射表放入Nand-Flash中可以减少内存消耗。一个优选的方案是，数据保护步骤还包括校验步骤以及擦除步骤，校验步骤包括根据一个ECC单元进行校验的步骤，擦除步骤包括擦除备份物理块的数据的步骤。由上可见，校验时如果完整读出一个逻辑页的数据校验会降低性能，基于逻辑页特性，选择只校验一个ECC单元，从而可以减少对性能的影响。为实现上述的另一目的，本专利技术提供的存储器坏区的数据备份系统，包括分类模块，用于将将存储器的物理块分为特殊模型块和普通模型块；映射转换模块，用于将特殊模型块和普通模型块进行地址映射转换；数据保护模块，用于将数据进行备份；其中，分类模块包括物理块分组模块，物理块分组模块将物理坏页相同的物理块分为一组；普通模型块为物理块数最多的一组中的物理块，特殊模型块为剩余组中的物理块；数据保护模块包括逻辑页映射表读入模块以及物理页备份模块，逻辑页映射表读入模块用于根据特殊模型块或普通模型块读入逻辑页映射表；物理页备份模块用于根据逻辑页映射表备份物理页。由上述方案可见，由于利用了无规律出错物理页的物理块，这类物理块的数据错误率相对于有规律出错物理页的物理块大，所以本专利技术通过分配备份物理块，对数据进行完整性保护。附图说明图1是本专利技术存储器坏区的数据备份系统实施例的结构框图。图2是本专利技术存储器坏区的数据备份方法实施例的提取特殊模型的流程图。图3是本专利技术存储器坏区的数据备份方法实施例的物理块数和物理坏页数的关系示意图。图4是本专利技术存储器坏区的数据备份方法实施例的物理块集合的分组示意图。图5是本专利技术存储器坏区的数据备份方法实施例的特殊模型和普通模型的地址映射转换图。图6是本专利技术存储器坏区的数据备份方法实施例的特殊模型块集合的坏页映射示意图。图7是本专利技术存储器坏区的数据备份方法实施例的一级映射图。图8是本专利技术存储器坏区的数据备份方法实施例的二级映射展开图。图9是本专利技术存储器坏区的数据备份方法实施例的备份方法流程图。图10是本专利技术图8备份方法流程图中逻辑页映射表读入的步骤流程图。图11是本专利技术图8备份方法流程图中物理页备份的步骤流程图。图12是本专利技术图8备份方法流程图中物理块校验的步骤流程图。以下结合附图及实施例对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
存储器坏区的数据备份方法，该方法包括：分类步骤，将存储器的物理块分为特殊模型块和普通模型块的步骤；映射转换步骤，将所述特殊模型块和所述普通模型块进行地址映射转换的步骤；数据保护步骤，将数据进行备份的步骤;其特征在于：所述分类步骤包括物理块分组步骤，所述物理块分组步骤将物理坏页相同的所述物理块分为一组；所述普通模型块为物理块数最多的一组中的所述物理块，所述特殊模型块为剩余组中的所述物理块；所述数据保护步骤包括逻辑页映射表读入步骤以及物理页备份步骤，所述逻辑页映射表读入步骤包括根据所述特殊模型块或所述普通模型块读入逻辑页映射表的步骤；所述物理页备份步骤包括根据所述逻辑页映射表备份物理页的步骤。

【技术特征摘要】
1.存储器坏区的数据备份方法，该方法包括：
分类步骤，将存储器的物理块分为特殊模型块和普通模型块的步骤；
映射转换步骤，将所述特殊模型块和所述普通模型块进行地址映射转换的步骤；
数据保护步骤，将数据进行备份的步骤;
其特征在于：
所述分类步骤包括物理块分组步骤，所述物理块分组步骤将物理坏页相同的所述物理
块分为一组；所述普通模型块为物理块数最多的一组中的所述物理块，所述特殊模型块为
剩余组中的所述物理块；
所述数据保护步骤包括逻辑页映射表读入步骤以及物理页备份步骤，所述逻辑页映射
表读入步骤包括根据所述特殊模型块或所述普通模型块读入逻辑页映射表的步骤；所述物
理页备份步骤包括根据所述逻辑页映射表备份物理页的步骤。
2.根据权利要求1所述的存储器坏区的数据备份方法，其特征在于：
所述分类步骤还包括坏页登记步骤，所述坏页登记步骤在所述物理块分组步骤前执
行；所述坏页登记步骤登记所述物理块的物理坏页数。
3.根据权利要求1所述的存储器坏区的数据备份方法，其特征在于：
所述映射转换步骤采用内存和Nand-Flash混合存储的三级映射；
第一级映射为逻辑块属性映射，第二级映射为特殊模型块的存储地址映射，第三级映
射为逻辑页属性映射。
4.根据权利要求3所述的存储器坏区的数据备份方法，其特征在于：
所述第一级映射的逻辑块属性表储存在所述内存中，所述第二级映射的所述特殊模型
块的物理地址存储在所述内存中，所述第三级映射的所述特殊模型块的所述逻辑页映射表
存储在所述Nand-Flash中，所述普通模型块的所述逻辑页映射表存储在所述内存中。
5.根据权利要求1所述的存储器坏区的数据备份方法，其特征在于：
所述数据保护步骤还包括校验步骤和擦除步骤，
所述校验步骤包括根据一个ECC单元进行校验的步骤；
所述擦除步骤包...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏益新，张豪，
申请(专利权)人：珠海煌荣集成电路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44