对半导体存储介质进行空块回收的方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术涉及半导体存储领域，提供了一种对半导体存储介质进行空块回收的方法、系统及设备。其中，所述方法包括以下步骤：Ａ．遍历半导体存储介质中需回收空块的分区，并从所述分区中查询占用额外物理块的逻辑块；Ｂ．将所述额外物理块中的有效页搬迁到指定的迁入物理块中；Ｃ．将所述额外物理块擦除，并放入空块池。本发明专利技术将逻辑块内所有额外物理块中的有效页汇集到指定的迁入物理块中，然后将这些额外物理块擦除并放入空块池，通过提高回收效率提高了半导体存储设备的数据存取速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体存储领域，更具体地说，涉及一种对半导体存储介质 进行空块回收的方法、系统及设备。
技术介绍
随着社会的不断发展和进步，人们接触到的信息越来越多，存储和管理 这些信息也越来越重要，而随着生活和工作的节奏加快，人们对存储设备的要求也越来越高。对于半导体存储设备而言，例如闪存设备， 一般包含多个闪存介质。闪 存介质包括若干个存储块，每个存储块由多个页构成。在闪存介质中按顺序 分配给存储块的地址称为物理地址，而在使用过程中所具有的划分块的虚构换，由、映射信息组成地址映射i,而由逻辑块地址与物理块地址i间i过映 射关系建立的地址映射表称为块地址映射表。为了更有效地对闪存介质进行管理，可以将一个闪存介质的存储空间从 逻辑上划分成若干个分区，每个分区包含若干个逻辑块。通过扫描闪存介质 各分区中的逻辑块对应存储块的物理地址，生成分区地址映射表。对于一个含有8192个物理块的闪存介质，若每个分区包含256个块，则可以分成32个分 区。但由于闪存介质块的特性，有些块是坏块，这会损失掉一部分空间。因 此在划分分区时，只有在当前分区分配满块时才将剩余的块分配给下一下分 区，比如，若8192个块中只有8100个有效块用于逻辑分区，则仍然可以分成 32个分区，只是前面31个分区分別包含256个逻辑块，而第32个分区只包含164 个逻辑块。上述分区地址映射表存放于闪存介质各分区中相应的备用块内。 通过将备用块的分区地址映射表读出至RAM ( Random Access Memory,随机 存取内存)内，进行逻辑地址和物理地址之间的转换，从而实现闪存介质内 的数据读写操作。通过分区方式实现闪存介质数据存储方法，具有提高数据 存取速度的优点，例如，当闪存介质针对记录于存储块中的数据进行写操作 时，需要生成新的分区地址映射表，只需将新的分区地址映射表存放于该分 区的备用块中用于更新旧的分区地址映射表即可。同样，在下次数据操作且 需要切换到该分区的分区地址映射表时，无需针对该分区内的每个块进行扫 描，再根据每个块的物理地址动态生成相应的分区地址映射表，只需将更新 后的分区地址映射表从相应的备用块中读出即可。由于闪存介质在使用之前所有的有效物理块都是空块(即不包含数据的 物理块)，因此在对有效物理块进行逻辑地址和物理地址的映射时，保留一 定数量的空块不建立映射关系，并由此构成一个集合，称之为空块池。该空 块池用于记录闪存介质中空块的使用情况，其中包括空块池中空块的数量以 及与空块对应的物理地址，实际上，空块池在此可以作一个緩存看待。闪存 介质在初始化时，分区地址映射表中的逻辑地址和物理地址是一对一的映射 关系。但是闪存介质在数据存储的过程中，为了加快存储速度，需要消耗空 块池中的空块用于存储数据，此时部分逻辑块可能会同时占有两个或两个以 上物理块，这些多占用的物理块即称为额外物理块，分区中所有逻辑块占用 额外物理块的总和就是该分区占有的额外物理块，其中逻辑块对应的额外物 理块从空块池中取得。逻辑块对应的额外物理块越多，空块池中的空块数量 越少。由于当前闪存设备中存在大量逻辑块占用额外物理块的情形，使得空 块数量减少，而在闪存设备中进行空间回收的效率低下，严重限制了闪存设 备的存取速度，而对于包括闪存在内的所有半导体存储设备而言，均存在上 述问题。因此需要一种对半导体存储介质进行空块回收的方法，从而能够提高半 导体存储设备的存取速度。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种对半导体存储介质进行空块回收的方 法、系统及设备，旨在解决现有技术由于半导体存储设备中空间回收效率低 下，导致存取速度较低的问题。为了实现专利技术目的，所述对半导体存储介质进行空块回收的系统，包括 主机和与其相连的半导体存储设备，所述半导体存储设备包括控制器及与其相连的半导体存储介质，所述控制器包括回收查询单元，遍历所述半导体存储介质中需回收空块的分区，并从所 述分区中查询占用额外物理块的逻辑块；空块回收单元，与回收查询单元相连并进行数据交互，将所述额外物理 块中的有效页搬迁到指定的迁入物理块中，并将额外物理块擦除后置入空块 池。为了更好地实现专利技术目的，所述进行空块回收的半导体存储设备，包括 控制器及与其相连的半导体存储介质，所述控制器包括回收查询单元，遍历所述半导体存储介质中需回收空块的分区，并从所 述分区中查询占用额外物理块的逻辑块；空块回收单元，与回收查询单元相连并进行数据交 互，将所述额外物理块中的有效页搬迁到指定的迁入物理块中，并将额外物理块擦除后置入空块 池。为了更好地实现专利技术目的，还提供了一种对半导体存储介质进行空块回 收的方法，所述半导体存储设备包括半导体存储介质，所述方法包括以下步骤A. 遍历半导体存储介质中需回收空块的分区，并从所述分区中查询占用 额外物理块的遷辑块；B. 将所述额外物理块中的有效页搬迁到指定的迁入物理块中；C. 将所述额外物理块擦除，并放入空块池。由上可知，本专利技术与现有技术的区别在于，将逻辑块内所有额外物理块 中的有效页汇集到指定的迁入物理块中，然后将这些额外物理块擦除并放入 空块池，从而迅速获得更多的有效存储空间，因此提高了半导体存储设备的 ^t据存取速度。附图说明图1是本专利技术其中 一个实施例中对半导体存储介质进行空块回收的系统 结构图2是本专利技术其中 一个实施例中半导体存储设备内的控制器的结构图； 图3是本专利技术其中 一个实施例中控制器内回收查询单元的结构图； 图4是本专利技术其中 一个实施例中控制器内空间回收单元的结构图； 图5是本专利技术其中 一个实施例中对半导体存储介质进行空块回收的方法 流程图6是本专利技术其中 一个实施例中对半导体存储介质进行空块回收的方法 流程图7是本专利技术其中 一个实施例中对半导体存储介质进行空块回收的方法 流程图8是本专利技术其中 一 个实施例中对半导体存储介质进行空块回收的方法 流程图9是本专利技术其中 一个实施例中对半导体存储介质进行空块回收的方法 流程图10是基于图9所示的实施例对半导体存储介质进行空块回收的方法流 程图11是本专利技术其中 一 个实施例中对半导体存储介质进行空块回收的方法 流程图12是基于图11所示的实施例对半导体存储介质进行空块回收的方法流程图。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及 实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。具体实施例方式在本专利技术中，半导体存储设备内的控制器包括回收查询单元和空块回收 单元。首先遍历半导体存储介质中需回收空块的分区，并从所述分区中查询占用额外物理块的逻辑块；然后将所述额外物理块中的有效页搬迁到指定的 迁入物理块中；最后将所述额外物理块擦除，并放入空块池。本专利技术能够在 半导体存储设备中迅速获得更多的有效存储空间，因此提高了半导体存储设 备的数据存取速度。图l示出了本专利技术其中一个实施例中对半导体存储介质进行空块回收的 系统结构，该系统包括主机l、半导体存储设备2。半导体存储设备2包括控制 器21、内存22和多个半导体存储介质23。应当说明的是，本专利技术所有图示中 各设备之间的连接关系是为了清楚阐释其信息交互及控制过程的需要，因此 应当视为逻辑上的连接关系，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对半导体存储介质进行空块回收的系统，包括主机和与其相连的半导体存储设备，所述半导体存储设备包括控制器及与其相连的半导体存储介质，其特征在于，所述控制器包括：　回收查询单元，遍历所述半导体存储介质中需回收空块的分区，并从所述分区中查 询占用额外物理块的逻辑块；　空块回收单元，与回收查询单元相连并进行数据交互，将所述额外物理块中的有效页搬迁到指定的迁入物理块中，并将额外物理块擦除后置入空块池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢赛文，
申请(专利权)人：深圳市朗科科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[]