闪存设备的坏块替换方法、闪存设备控制器及闪存设备技术

本申请涉及存储设备应用技术领域，公开了一种闪存设备的坏块替换方法、闪存设备控制器及闪存设备，闪存设备包括存储空间，存储空间包括系统空间和用户数据空间，系统空间和用户数据空间均包括多个超级块，该方法，包括：若系统空间满足借块条件，则确定用户数据空间中的擦除次数最大的超级块为第一超级块；将第一超级块转移至系统空间；确定系统空间中存在坏块的超级块为第二超级块；将系统空间中的第二超级块替换为用户数据空间中的第一超级块，通过将用户数据空间的超级块转移至系统空间，并将系统空间中的存在坏块的超级块替换为用户数据空间中的超级块，本申请能够避免闪存设备由于系统预留空间不足而出现宕机的问题。于系统预留空间不足而出现宕机的问题。于系统预留空间不足而出现宕机的问题。

【技术实现步骤摘要】
闪存设备的坏块替换方法、闪存设备控制器及闪存设备


[0001]本申请实施方式涉及存储设备应用
，特别是涉及一种闪存设备的坏块替换方法、闪存设备控制器及闪存设备。

技术介绍

[0002]目前固态硬盘（SSD）已经成为数据存储主要器件，固态硬盘随着使用时间变长，固态硬盘的盘片介质老化越严重，盘片介质老化的现象主要表现为在盘片的系统空间中出现坏块，当坏块越来越多时，系统的预留空间（Over
‑
provisioning，OP）将会越来越少，直到系统预留空间为零，当系统的OP等于零的时候，整个固态硬盘的盘片将进入只读并且无法写入IO到固态硬盘的状态，导致固态硬盘无法做其他业务，整个盘片将会处于宕机状态。
[0003]在现有的技术中，主要是针对用户数据空间的OP进行优化，并没有涉及固态硬盘的系统空间的OP的优化方案，因此当系统空间的OP不足时，现有方案无法解决固态硬盘的盘片处于宕机状态的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种闪存设备的坏块替换方法、闪存设备控制器及闪存设备，通过将用户数据空间的超级块转移至系统空间，并将系统空间中的存在坏块的超级块替换为用户数据空间中的超级块，本申请能够避免固态硬盘由于系统预留空间不足而出现宕机的问题。
[0005]本申请实施例提供以下技术方案：第一方面，本申请实施例提供一种闪存设备的坏块替换方法，闪存设备包括存储空间，存储空间包括系统空间和用户数据空间，系统空间和用户数据空间均包括多个超级块，该闪存设备的坏块替换方法，包括：若系统空间满足借块条件，则确定用户数据空间中的擦除次数最大的超级块为第一超级块；将第一超级块转移至系统空间；确定系统空间中存在坏块的超级块为第二超级块；将系统空间中的第二超级块替换为用户数据空间中的第一超级块。
[0006]在一些实施例中，系统空间包括系统预留空间，方法还包括：计算第一比例值，其中，第一比例值=系统预留空间/（系统空间
‑
系统预留空间）；借块条件包括：第一比例值等于零，和/或，系统空间预留的超级块的数量等于零。
[0007]在一些实施例中，在将系统空间中的第二超级块替换为用户数据空间中的第一超级块之后，方法还包括：若第一比例值等于零，和/或，系统空间预留的超级块的数量仍等于零，则继续借块，直至系统空间不满足借块条件；
若第一比例值大于零和系统空间预留的超级块的数量大于零，则停止借块。
[0008]在一些实施例中，每一个超级块包括多个物理块，每个物理块对应一个使用状态，确定系统空间中存在坏块的超级块为第二超级块，包括：遍历系统空间中的每一超级块中的物理块，以获取每一物理块的使用状态，其中，使用状态包括坏块状态和正常状态；当物理块的使用状态为坏块状态时，则确定该物理块为坏块，进而确定该物理块所属的超级块为第二超级块。
[0009]在一些实施例中，存储空间包括多个裸片，将系统空间中的第二超级块替换为用户数据空间中的第一超级块，包括：获取坏块所在的裸片；将第一超级块中与坏块位于同一裸片的其余物理块确定为第一物理块；若第一物理块为好块，则将坏块替换为第一物理块。
[0010]在一些实施例中，存储空间包括映射表，将坏块替换为第一物理块，包括：获取坏块的逻辑地址和物理块地址以及第一物理块的物理块地址；将坏块的逻辑地址和物理块地址记录至映射表中；更新映射表，将映射表中坏块的物理块地址替换为第一物理块中的物理块地址。
[0011]在一些实施例中，方法还包括：判断用户数据空间中当前可转移的超级块的数量是否等于零；若用户数据空间中当前可转移的超级块的数量等于零时，则不将超级块转移至系统空间，并将系统空间的读写状态设置为只读状态。
[0012]在一些实施例中，方法还包括：若系统空间产生新的坏块，则启动系统空间进行借块检查，以判断系统空间是否满足借块条件。
[0013]第二方面，本申请实施例提供一种闪存设备控制器，包括：至少一个处理器；和与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如第一方面的闪存设备的坏块替换方法。
[0014]第三方面，本申请实施例提供一种闪存设备，包括：如第二方面的闪存设备控制器；与闪存设备控制器通信连接的至少一个闪存介质。
[0015]第四方面，本申请实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质，非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使闪存设备执行如第一方面的闪存设备的坏块替换方法。
[0016]本申请实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请实施方式提供一种闪存设备的坏块替换方法，闪存设备包括存储空间，存储空间包括系统空间和用户数据空间，系统空间和用户数据空间均包括多个超级块，该闪存设备的坏块替换方法，包括：若系统空间满足借块条件，则确定用户数据空间中的擦除次数最大的超级块为第一超级块；将第一超级块转移至系统空间；确定系统空间中存在坏块的超级块为第二超级块；将系统
空间中的第二超级块替换为用户数据空间中的第一超级块，本申请能够通过将用户数据空间的超级块转移至系统空间，并将系统空间中的存在坏块的超级块替换为用户数据空间中的超级块，避免闪存设备由于系统预留空间不足而出现宕机的问题。
附图说明
[0017]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0018]图1是本申请实施例提供的一种闪存设备的结构示意图；图2是本申请实施例提供的一种闪存设备控制器的示意图；图3是本申请实施例提供的一种闪存设备的坏块替换方法的流程示意图；图4是本申请实施例提供的一种系统空间和用户数据空间的结构示意图；图5是本申请实施例提供的一种计算第一比例值的流程示意图；图6是本申请实施例提供的一种确定第一超级块的流程示意图；图7是本申请实施例提供的一种将用户数据空间的第一超级块转移至系统空间的示意图；图8是图3中的步骤S303的细化流程示意图；图9是图3中的步骤S304的细化流程示意图；图10是图9中的步骤S3044的细化流程示意图；图11是本申请实施例提供的一种将坏块替换为第一物理块的示意图；图12是本申请实施例提供的一种判断将第二超级块替换为第一超级块之后系统空间是否仍满足借块条件的流程示意图；图13是本申请实施例提供的一种用户数据空间和系统空间的交互时序图；图14是本申请实施例提供的一种借块任务和坏块替换任务的交互时序图；图15是本申请实施例提供的一种判断用户数据空间中当前可转移的超级块的数量是否等于零的流程示意图；图16是本申请实施例提供的一种启动系统空间进行借块检查的流程示意图；图17是本申请实施例提供的一种系统空间借块的整体流程示意图。
[0019]附图标号说明：
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闪存设备的坏块替换方法，其特征在于，所述闪存设备包括存储空间，所述存储空间包括系统空间和用户数据空间，所述系统空间和所述用户数据空间均包括多个超级块，所述方法包括：若所述系统空间满足借块条件，则确定所述用户数据空间中的擦除次数最大的超级块为第一超级块；将所述第一超级块转移至所述系统空间；确定所述系统空间中存在坏块的超级块为第二超级块；将所述系统空间中的第二超级块替换为所述用户数据空间中的第一超级块。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统空间包括系统预留空间，所述方法还包括：计算第一比例值，其中，第一比例值=系统预留空间/（系统空间
‑
系统预留空间）；所述借块条件包括：所述第一比例值等于零，和/或，所述系统空间预留的超级块的数量等于零。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述系统空间中的第二超级块替换为所述用户数据空间中的第一超级块之后，所述方法还包括：若所述第一比例值等于零，和/或，所述系统空间预留的超级块的数量仍等于零，则继续借块，直至所述系统空间不满足所述借块条件；若所述第一比例值大于零和所述系统空间预留的超级块的数量大于零，则停止借块。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一个超级块包括多个物理块，每个物理块对应一个使用状态，所述确定所述系统空间中存在坏块的超级块为第二超级块，包括：遍历所述系统空间中的每一超级块中的物理块，以获取每一所述物理块的使用状态，其中，所述使用状态包括坏块状态和正常状态；当所述物理块的使用状态为坏块状态时，则确定该物理块为坏块，进而确定该物理块所属的超级块为第二超级块。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖聚明，杨颖，柳翔云，曹学明，
申请(专利权)人：深圳大普微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：