带文件系统的闪存存储方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及带文件系统的闪存存储方法及装置，该方法包括将闪存划分为SLC区域和TLC区域；将SLC区域划分为文件系统存储器以及非文件系统存储器；获取写入的文件系统数据；判断文件系统存储器是否存在存储容量；若否，则将非文件系统存储器内的数据转移至TLC区域，并进入下一步骤，若是，则进入下一步骤；将写入的文件系统数据存储于文件系统存储器。本发明专利技术当存储文件系统数据的存储器没有内容时，将非文件系统数据搬移至TLC区域，腾出容量存储写入的新的用户数据，在开机恢复数据的过程中，只需要恢复文件系统所在的块，无需全盘扫面恢复，缩减文件系统数据的恢复时间，当文件系统初始化恢复后，即可响应主机端的访问，速率快。

【技术实现步骤摘要】
带文件系统的闪存存储方法及装置
本专利技术涉及数据存储，更具体地说是指带文件系统的闪存存储方法及装置。
技术介绍
目前在计算机存储方面，所用的存储介质主要包括：磁介质(硬盘)、光介质(光盘)以及现在正在得到迅速普及的以快闪存储器(Flash，又称闪存)为代表的固态存储介质，其中以固态存储发展最为迅猛。随着闪存介质的普及，相应的，其价格也在迅速下降，在某些领域已经出现了SSD(固态盘)逐步取代硬盘的趋势；目前光盘的主要应用在于媒体发布，包括软件、多媒体、资料数据等，但是光盘存在体积大、易损坏的缺点，同时用光盘进行媒体发布不容易实现版权保护。在这种背景下，应用目前成本迅速降低的闪存介质替代光盘进行媒体发布具有广阔的应用前景，因为闪存介质不仅具有体积小、功耗低、访问速度快等优点，同时还可以利用先进的数字版权保护技术(DRM)维护发布人的利益。目前闪存存储系统普遍采用Page-levelmapping算法，采用这样的算法，用户数据可以存储到任何Block里的任何Page上，这非常灵活，但是也带一个很直接的问题：所有用户数据都是相同的处理方式。闪存存储的过程不会因为数据类型不同而存储于不同区域，但是对于应用系统(特别是带OS的系统)就不一样了，如一个视频监控的摄像头，它写入存储的数据主要有：文件系统数据、视频流数据和照片数据这三种，这三种数据的重要性和特性显然是不一样的。文件系统数据特别敏感和重要，如果其中的数据有错误，那么轻则损失大量数据，重则整个系统损坏；视频流数据则是由成千上百帧数据组成，从文件角度来看，它是一个个大文件(MB为单位)，有些bits翻转或者有段数据错误，对于整个文件可能影响不大，从流角度来看，它是实时滚动的，某一个刻的某一位置的数据错误，可能在下一帧或下一段数据完成补充或修复，错误就显得并不严重；照片数据是一个个小文件(KB为单位)，相对于视频流文件，它对数据正确性要求会高不少。对于文件系统数据，如图1所示，随着用户数据不断写入和更新，会分散在Nand-flash的各个块和各个页上，Nand-flash的数据读写的前提条件是FTL算法中的映射表已经重建完成，虽然只要读取文件系统数据即可完成文件系统的重建，但是因为这部分数据分散在各个块里，导致只有将整盘的映射表恢复成功后，才能进行文件系统数据的访问，这个时间开销是巨大的，如果映射表快照丢失或者损坏的话，那将是一分钟甚至十分钟数量级的，文件系统数据的恢复时间长，导致主机端的访问响应较慢。因此，有必要设计一种新的闪存存储方法，实现缩减文件系统数据的恢复时间，快速响应主机端的访问。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供带文件系统的闪存存储方法及装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：带文件系统的闪存存储方法，所述方法包括：将闪存划分为SLC区域和TLC区域；将SLC区域划分为文件系统存储器以及非文件系统存储器；获取写入的文件系统数据；判断文件系统存储器是否存在存储容量；若否，则将非文件系统存储器内的数据转移至TLC区域，并进入下一步骤，若是，则进入下一步骤；将写入的文件系统数据存储于文件系统存储器。其进一步技术方案为：获取写入的文件系统数据的步骤之前，还包括：对闪存存储系统进行开机恢复。其进一步技术方案为：对闪存存储系统进行开机恢复的步骤，包括以下具体步骤：对闪存存储系统进行上电，并完成基础组件的初始化；初始化文件系统存储器内的数据。其进一步技术方案为：初始化文件系统存储器内的数据的步骤，包括以下具体步骤：获取快照前的文件系统数据和快照后的文件系统数据；判断快照是否损坏；若否，则对快照前的文件系统数据进行快照恢复，获取快照前的文件系统数据的映射关系；若是，则对快照前的文件系统数据进行扫描，获取快照前的文件系统数据的映射关系；对快照后的文件系统数据进行扫描，获取快照后的文件系统数据的映射关系。其进一步技术方案为：将非文件系统存储器内的数据转移至TLC区域的步骤之前，还包括：将闪存存储系统设置为写保护状态。本专利技术提供了带文件系统的闪存存储装置，包括系统区域划分单元、SLC区域划分单元、数据获取单元、容量判断单元、搬移单元以及存储单元；所述系统区域划分单元，用于将闪存划分为SLC区域和TLC区域；所述SLC区域划分单元，用于将SLC区域划分为文件系统存储器以及非文件系统存储器；所述数据获取单元，用于获取写入的文件系统数据；所述容量判断单元，用于判断文件系统存储器是否存在存储容量；所述搬移单元，用于若否，则将非文件系统存储器内的数据转移至SLC区域；所述存储单元，用于将写入的文件系统数据存储于文件系统存储器。其进一步技术方案为：所述装置还包括恢复单元；所述恢复单元，用于对闪存存储系统进行开机恢复。其进一步技术方案为：所述恢复单元包括上电处理模块以及初始化模块；所述上电处理模块，用于对闪存存储系统进行上电，并完成基础组件的初始化；所述初始化模块，用于初始化文件系统存储器内的数据。其进一步技术方案为：所述初始化模块包括快照数据获取子模块、损坏判断子模块、快照恢复子模块、第一扫描恢复子模块以及第二扫描恢复子模块；所述快照数据获取子模块，用于获取快照前的文件系统数据和快照后的文件系统数据；所述损坏判断子模块，用于判断快照是否损坏；所述快照恢复子模块，用于若否，则对快照前的文件系统数据进行快照恢复，获取快照前的文件系统数据的映射关系；所述第一扫描恢复子模块，用于若是，则对快照前的文件系统数据进行扫描，获取快照前的文件系统数据的映射关系；所述第二扫描恢复子模块，用于对快照后的文件系统数据进行扫描，获取快照后的文件系统数据的映射关系。其进一步技术方案为：所述系统还包括状态设置单元；所述状态设置单元，用于将闪存存储系统设置为写保护状态。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：本专利技术的带文件系统的闪存存储方法，通过将闪存存储系统划分为SLC区域和TLC区域，再对SLC区域进行物理划分，对文件系统数据存储在固定的块里面，当存储文件系统数据的存储器没有内容时，将非文件系统数据搬移至TLC区域，腾出容量存储写入的新的用户数据，包括文件系统数据和非文件系统数据，在开机恢复数据的过程中，只需要恢复文件系统所在的块，无需全盘扫面恢复，缩减文件系统数据的恢复时间，当文件系统初始化恢复后，即可响应主机端的访问，以使主机端的访问响应速率快。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。附图说明图1为现有技术的文件系统数据分布示意图；图2为本专利技术具体实施例一提供的带文件系统的闪存存储方法的流程图；图3为本专利技术具体实施例一提供的闪存存储系统的分布示意图；图4为本专利技术具体实施例一提供的文件系统数据分布变化示意图；图5为本专利技术具体实施例一提供的闪存状态迁移的示意图；图6为本专利技术具体实施例一提供的用户数据流向的示意图；图7为本专利技术具体实施例一提供的对闪存存储系统进行开机恢复的流程图；图8为本专利技术具体实施例一提供的初始化文件系统存储器的流程图；图9为本专利技术具体实施例一提供的带文件系统的闪存存储装置的结构框图；图10为本专利技术具体实施例一提供的恢复单元的结构框图；图11为本专利技术具体实施例一提供的初始化模块的结构框图。具体实施方式为了更充分理解本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.带文件系统的闪存存储方法，其特征在于，所述方法包括：将闪存划分为SLC区域和TLC区域；将SLC区域划分为文件系统存储器以及非文件系统存储器；获取写入的文件系统数据；判断文件系统存储器是否存在存储容量；若否，则将非文件系统存储器内的数据转移至TLC区域，并进入下一步骤，若是，则进入下一步骤；将写入的文件系统数据存储于文件系统存储器。

【技术特征摘要】
1.带文件系统的闪存存储方法，其特征在于，所述方法包括：将闪存划分为SLC区域和TLC区域；将SLC区域划分为文件系统存储器以及非文件系统存储器；获取写入的文件系统数据；判断文件系统存储器是否存在存储容量；若否，则将非文件系统存储器内的数据转移至TLC区域，并进入下一步骤，若是，则进入下一步骤；将写入的文件系统数据存储于文件系统存储器。2.根据权利要求1所述的带文件系统的闪存存储方法，其特征在于，获取写入的文件系统数据的步骤之前，还包括：对闪存存储系统进行开机恢复。3.根据权利要求2所述的带文件系统的闪存存储方法，其特征在于，对闪存存储系统进行开机恢复的步骤，包括以下具体步骤：对闪存存储系统进行上电，并完成基础组件的初始化；初始化文件系统存储器内的数据。4.根据权利要求1至3任一项所述的带文件系统的闪存存储方法，其特征在于，初始化文件系统存储器内的数据的步骤，包括以下具体步骤：获取快照前的文件系统数据和快照后的文件系统数据；判断快照是否损坏；若否，则对快照前的文件系统数据进行快照恢复，获取快照前的文件系统数据的映射关系；若是，则对快照前的文件系统数据进行扫描，获取快照前的文件系统数据的映射关系；对快照后的文件系统数据进行扫描，获取快照后的文件系统数据的映射关系。5.根据权利要求1所述的带文件系统的闪存存储方法，其特征在于，将非文件系统存储器内的数据转移至TLC区域的步骤之前，还包括：将闪存存储系统设置为写保护状态。6.带文件系统的闪存存储装置，其特征在于，包括系统区域划分单元、SLC区域划分单元、数据获取单元、容量判断单元、搬移单元以及存储单元；所述系统区域划分单元，用于将闪存划分为SLC区域和TL...

【专利技术属性】
技术研发人员：周冬华，杨洋，
申请(专利权)人：记忆科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44