基于多通道闪存设备逻辑条带的自适应控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多通道闪存设备逻辑条带的自适应控制方法，包括以下处理步骤：１）闪存设备中的固件将历史操作信息进行统计，并存储在闪存保留信息区中；２）根据步骤１）中的统计的操作信息情况动态设定各存储分区对应的逻辑条带标识以确定各逻辑条带的大小；３）根据逻辑条带的划分，在读写过程中将数据并行映射到不同通道的存储单元内。采用本发明专利技术由于设备可以根据操作历史记录运用算法自适应的设定逻辑条带的大小，提高闪存设备操作效率和延长闪存使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多通道闪存设备逻辑条带控制方法，具体涉及一个可 根据对闪存设备的操作情况进行自适应调整逻辑条带的方法。
技术介绍
在存储设备领域中，硬盘一直占据着主导地位，直到闪存存储介质的 出现。闪存因为其具有可多次读写、擦除，高密度，大容量，较低的读写 操作耗时，以及非易失性，低功耗等特点而逐渐在存储市场异军突起，其 市场占有率迅速上升。特别是近年来，随着闪存生产工艺的日趋成熟，其 成本价格逐渐降低，同时，后端应用技术也在逐步完善，这些都大大刺激 了闪存市场的迅速膨胀，使其逐渐在存储市场上与硬盘平分秋色。但是， 闪存由于其自身制造的工艺问题，使其从产生就存在一些不可避免的缺陷，例如闪存读写操作必须要以扇区为单位进行；每颗闪存芯片的读写时序的 有效带宽不超过40MB等。这些缺陷成为制约闪存迅速发展的障碍，在其 应用过程中，只有先解决了这些障碍，才能更好的发挥闪存的优点。随着闪存应用技术的逐步提高，用户对设备读写速率的要求也逐渐提 高，单颗或者单通道闪存设备的接口带宽已经远远不能满足用户的需求， 因此，几乎所有的闪存设备以及闪存控制器的生产厂商都在研发多通道的 闪存芯片操作模式。这种多通道的闪存设备其优点在于能够多通道同时进 行闪存操作，可以成倍的提高闪存设备的接口带宽。对于这类多通道的闪存设备，存在一个逻辑条带的划分问题，因为是 多个通道同时执行主机的指令，进行读写擦除等操作，对于写入的或者读 出的数据必然需要面临如何组织的问题，目前的做法如图2所示，由闪存 中的固件根据保留区信息划定闪存设备的n个通道中每个通道的m个页面 组成一个逻辑条带(图示中n的值为4， m的值为2)，页面为一个小的存 储单元。所有的逻辑条带连接起来，组成一个连续的逻辑存储空间，即用 户所看到的设备的存储空间。 ；但是，在使用过程中，这种组织方法逐渐暴露出一些问题因为闪存设备面临各种各样的用户，不同的用户有不同的使用目的。例如， 一些用 户主要用它来存储或者经常的写入一些文件，如果逻辑条带划分相对比较 小，每次写操作需要启动多个通道的闪存芯片，'当写入目的页面中存在数 据时，则需要先将目的区块中的有效数据备份串来，然后擦除该区块，再 把有效数据以及该次操作数据写入，对于该写入过程，逻辑条带越小，需 要进行擦除的区块也越多， 一方面需要更多的操作时间，另一方面对闪存造成了更多的损耗；如果逻辑条带划分比较大，可以使一次写操作尽量落 在一个通道内，则目的区块只需要进行一次擦除操作就可以实现该次写入 操作， 一方面大大节约了写入的时间，另一方面，有效地减少了对闪存的 损耗。再比如，如果一些用户只用它来备份一些相对比较小块的文件，使 用过程中只需要对其进行不断的读取，这种情况下，如果逻辑条带划分比 较大，每次只启动一个读操作，就会导致在读操作过程中，数据都落在一 个通道内，操作过程中，只有一个通道被启动，不能达到并行操作的目的， 大大降低了设备接口的读速率，而如果逻辑条带能够比较小，这时，数据 就会分布在多个通道内，操作过程中多个通道都会被同时启动，设备接口 读速率会被成倍的提高。根据上述可以看出逻辑条带比较恰当的划分对于闪存设备有很大的 影响，而目前的闪存存储设备其逻辑条带的划分在其出厂就已经被固化了， 即使设备面临不同使用目的用户，其逻辑条带也是固定不变的，这会使其 在使用过程中的读写效率以及寿命受到很大的影响，因此，如何解决逻辑 条带的划分问题，会对多通道闪存设备产生很大的影响。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是针对现有的闪存设备在操作过程中由于逻 辑条带被固化带来的不能针对不同的使用情况调整的问题，提出了一种基 于多通道闪存设备逻辑条带的自适应控制方法，通过闪存设备自身采用统 计的方法对逻辑条带进行控制，智能的调节逻辑条带的大小，从而解决由 于逻辑条带大小不当带来的问题。本专利技术提出的，包括 以下处理步骤1)闪存设备中的固件将历史操作信息进行统计，并存储在闪存保留息区中；2) 根据步骤l)中的统计的操作信息情况动态设定各存储分区对应的 逻辑条带标识以确定各逻辑条带的大小；3) 根据逻辑条带的划分，在读写过程中将数据并行映射到不同通道的 存储单元内。优选的，所述步骤1)中统计的历史操作信息包括操作块的大小、 操作类型、操作次数中的至少一种。优选的，所述步骤2)具体为根据步骤l)中各操作类型的出现频率， 设定逻辑条带大小。优选的，所述根据各操作类型的出现频率对逻辑条带大小的调整具体为设定调整的操作次数门限，每个操作类型对应一个逻辑条带大小，统 计各操作类型在次数门限范围内次数，当数据操作次数达到次数门限时， 将逻辑条带调整为次数最多的操作类型对应的逻辑条带大小。优选的，当需要调整逻辑条带的逻辑空间大小时，还包括以下步骤 将闪存设备中存储的已有数据进行数据备份。优选的，所述步骤1)之前还包括以下步骤将闪存设备划分成多个 逻辑分区，对于每个逻辑分区分别按照步骤O —3)进行读写控制。采用本专利技术闪存逻辑条带自适应控制方法的主要优势在于逻辑条带 的划分是变化的，设备可以根据操作历史记录运用算法自适应的设定逻辑 条带的大小，这样可以使设备更好的满足用户需求，提高闪存设备操作效 率和闪存使用寿命。附图说明图1为闪存芯片物理区块的划分示意图2为多通道闪存存储设备的逻辑块划分示意图3为本专利技术优选实施例中多通道闪存存储设备小逻辑条带示意图4为本专利技术优选实施例中多通道闪存存储设备大逻辑条带示意图。具体实施例方式本专利技术的重点是通过自适应算法根据闪存历史操作记录设定逻辑条 带的大小，适应不同的使用范围和用户，来提高闪存读写操作的效率和闪 存使用寿命。目前大部分闪存芯片的划分方法每个字节(Byte)包含8个位(Bit)， 528个字节组成一个扇区(Secter)，其中包括512字节的有效数据区和16 字节的冗余区，4个扇区组成一个页面(Page), 64个页面组成一个物理区 块(Block)，如图1所示。对于多通道闪存设备来讲，如图2所示，n个通 道中，每个通道的m页面组成一个逻辑条带。其中，n的值是确定的，是 设备通道的个数，m的值由设备的策略决定。逻辑条带是指固件对闪存芯片的物理页面的一种组织划分方法，由于多 通道闪存设备是多个通道同时进行操作，因此写入或者读出的数据必然处 在不同闪存芯片，所以导致其物理空间的分布是不连续的，但是对于逻辑 空间的映射和组织必须是连续的，或者说逻辑条带就是将这些不连续的物 理页面组织成一个连续的逻辑空间。如图1所示为闪存芯片物理区块(Block)的划分示意图，闪存芯片 中每个区块包括64个页面(Page)，每个页面包括4个扇区(Sector),每 个扇区有528个字节，其中有512个字节的有效数据区和16个字节的冗余 区；如图2所示为多通道闪存存储设备逻辑条带的划分，图中所示例的通 道个数n为4，逻辑条带中每个闪存页面个数m为2，因此，本例所示的多 通道闪存设备的逻辑条带的大小为16KB，如图中所示的起始逻辑条带O和 任意一个逻辑条带X。以下通过附图并结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。 将对闪存设备的操作类型档位设定为2k， 4k， 8k，其中操作类型可以 包括小于2k读，小于2k写，2k-4k读，2k誦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多通道闪存设备逻辑条带的自适应控制方法，其特征在于，所述方法包括以下处理步骤：１）闪存设备中的固件将历史操作信息进行统计，并存储在闪存保留信息区中；２）根据步骤１）中的统计的操作信息情况动态设定各存储分区对应的逻辑条 带标识以确定各逻辑条带的大小；３）根据逻辑条带的划分，在读写过程中将数据并行映射到不同通道的存储单元内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，
申请(专利权)人：忆正存储技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]