專利背景
快閃記憶體按照其內部構架可以分為單層單元快閃記憶體(Single-Level Cell,SLC)和多層單元快閃記憶體(Multi-Level Cell,MLC)。SLC的每個單元(cell)中存儲1個位(bit)的信息;MLC的每個單元(cell)至少存儲2個位(bit)的信息,其中,MLC包括2bit/cell、3bit/cell、4bit/cell以及更多位元的快閃記憶體。
SLC的數據寫入是通過對浮柵的電荷加電壓,經過源極將所存儲的電荷消除,通過這樣的方式,以存儲一個信息位(1代表消除,0代表寫入)。而MLC則是在浮柵中使用不同程度的電荷,因此能在單一電晶體中存儲多個位的信息,並通過單元的寫入與感應的控制,在單一電晶體中產生多種狀態,對於SLC及MLC而言,同樣容量的單元要存儲1位與存儲多位的穩定度和複雜度不同,SLC比MLC穩定,且SLC寫入速度較快。從數據存儲機制方面看,快閃記憶體內部包含多個存儲塊,每個存儲塊由多個頁構成。SLC的所有頁都是快速且穩定可靠的,而MLC的塊內只有一部分頁是快速且穩定可靠的,結構跟SLC內的頁類似。例如,以2bit/cell的快閃記憶體為例,一個單元包含兩個位(0,1位),0位稱為最低有效位,1位稱為非最低有效位,可產生四種狀態(00,01,11,10),以寫入塊內不同的頁內,其中,每個單元的兩位分別寫入塊的最低有效位頁和非最低有效位頁內,其中,最低有效位頁為快速且穩定可靠的頁,並且同一型號的快閃記憶體其最低有效位頁在所有的塊內的分布都是一樣的。同理,3bit/cell的快閃記憶體,一個單元包含3個位(0,1,2位),其中0位稱為最低有效位,1和2位稱為非最低有效位。用最低有效位頁來描述MLC中快速且穩定可靠的頁,用非最低有效位頁來描述MLC中其它頁。
2013年3月之前技術中,單個快閃記憶體存儲設備常常同時採用SLC和MLC或者只採用MLC以提高快閃記憶體存儲設備的存儲容量。然而將包含MLC的快閃記憶體存儲設備套用到智慧型設備如智慧型手機、平板電腦等中時,在一定程度上會影響快閃記憶體存儲設備的數據讀寫速度,導致智慧型設備中套用層的量產效率不高如系統安裝時間長等問題。
發明內容
專利目的
《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例的目的在於提供一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法,以解決2013年3月之前包含MLC的快閃記憶體存儲設備套用到智慧型設備,導致智慧型設備中套用層的量產效率不高的問題。
《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例的再一目的在於提供一種快閃記憶體存儲設備,所述快閃記憶體存儲設備包括所述快閃記憶體存儲設備中數據管理的裝置。
技術方案
《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例是這樣實現的,一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法,所述快閃記憶體存儲設備中包括至少一多層單元快閃記憶體,所述方法包括:
在首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁。
《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例的另一目的在於提供一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的裝置,所述快閃記憶體存儲設備中包括至少一多層單元快閃記憶體,所述裝置包括:
數據寫入單元,用於在首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁。
有益效果
《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例有益效果是:在嵌入式存儲系統中,如包含MLC快閃記憶體存儲設備的智慧型手機、平板電腦等智慧型設備,其首次寫入的數據一般都是數據量比較大且重要的數據,如系統安裝數據等,由於多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁以及單層單元快閃記憶體頁的數據寫入時間遠小於非最低有效位頁的數據寫入時間,且最低有效位頁以及單層單元快閃記憶體頁為穩定可靠的快閃記憶體頁,因此在首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,通過將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁,可以大大的提高數據寫入的速度,減少數據寫入的時間,從而減少所述智慧型設備套用層的量產時間,提高其量產效率。而且,由於最低有效位頁以及單層單元快閃記憶體頁穩定可靠,因此還能提高寫入數據的穩定性,具有較強的實用性。
附圖說明
圖1是《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例一提供的快閃記憶體存儲設備中數據管理方法的實現流程圖;
圖2是《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例二提供的快閃記憶體存儲設備中數據管理裝置的組成結構圖;
圖3是《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例三提供的快閃記憶體存儲設備的組成結構圖。
技術領域
《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》屬於存儲器的數據存儲技術領域,尤其涉及一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置。
權利要求
1.一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法,所述快閃記憶體存儲設備中包括至少一多層單元快閃記憶體,其特徵在於,所述方法包括:在首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁;所述方法還包括:判斷所述快閃記憶體存儲設備中空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量是否大於預先設定的臨界值,若是,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁;其中,所述空的多層單元快閃記憶體存儲塊為未寫入數據的多層單元快閃記憶體存儲塊,所述空的單層單元快閃記憶體存儲塊為未寫入數據的單層單元快閃記憶體存儲塊;所述方法還包括:當空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量達到預先設定的臨界值時,合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間。
2.如權利要求1所述的方法,其特徵在於,所述方法還包括:在所述快閃記憶體存儲設備空閒時,合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間。
3.如權利要求2所述的方法,其特徵在於,所述合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間具體包括:獲取空的多層單元快閃記憶體存儲塊和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊,將只在非最低有效位頁上寫有數據的多層單元快閃記憶體存儲塊上的數據轉移存儲至所述空的多層單元快閃記憶體存儲塊上的所有快閃記憶體頁和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊上的所有快閃記憶體頁,並擦除所述只在非最低有效位頁上寫有數據且進行了數據轉移存儲的多層單元快閃記憶體存儲塊。
4.一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的裝置,所述快閃記憶體存儲設備中包括至少一多層單元快閃記憶體,其特徵在於,所述裝置包括:數據寫入單元,用於在首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁;所述裝置還包括:判斷單元,用於判斷所述快閃記憶體存儲設備中空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量是否大於預先設定的臨界值,若是,則所述數據寫入單元將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁;其中,所述空的多層單元快閃記憶體存儲塊為未寫入數據的多層單元快閃記憶體存儲塊,所述空的單層單元快閃記憶體存儲塊為未寫入數據的單層單元快閃記憶體存儲塊;所述裝置還包括:合併單元,用於當空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量達到預先設定的臨界值時,合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間。
5.如權利要求4所述的裝置,其特徵在於,所述合併單元還用於,在所述快閃記憶體存儲設備空閒時,合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間。
6.如權利要求5所述的裝置,其特徵在於,所述合併單元具體用於,獲取空的多層單元快閃記憶體存儲塊和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊,將只在非最低有效位頁上寫有數據的多層單元快閃記憶體存儲塊上的數據轉移存儲至所述空的多層單元快閃記憶體存儲塊的所有快閃記憶體頁和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊上的所有快閃記憶體頁,並擦除所述只在非最低有效位頁上寫有數據且進行了數據轉移存儲的多層單元快閃記憶體存儲塊。
7.一種快閃記憶體存儲設備,其特徵在於,所述快閃記憶體存儲設備包括權利要求4至6任一項所述的快閃記憶體存儲設備中數據管理的裝置。
實施方式
為了說明《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》所述的技術方案,下面通過具體實施例來進行說明。
圖1示出了《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例一提供的快閃記憶體存儲設備中數據管理方法的實現流程,該方法過程詳述如下:
在步驟S101中,在首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁。
在該實施例中,當將包含MLC的快閃記憶體存儲設備套用到智慧型設備如智慧型手機、平板電腦等中時,首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入的數據一般都是數據量比較大且重要的數據,如系統安裝數據等。而由於MLC中包含非最低有效頁位,如果將所述數據寫入非最低有效頁位,會嚴重影響到數據的讀寫速度,從而導致智慧型設備中套用層的量產效率不高如系統安裝時間長等問題。因此,該實施例為了解決上述問題,在首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁,由於多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁以及單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁的數據寫入時間遠小於非最低有效位頁的數據寫入時間,且最低有效位頁以及單層單元快閃記憶體頁為穩定可靠的快閃記憶體頁,因此可以大大的提高數據寫入的速度,減少數據寫入的時間,從而減少所述智慧型設備套用層的量產時間,提高其量產效率。而且,由於最低有效位頁以及單層單元快閃記憶體頁穩定可靠,因此還能提高寫入數據的穩定性。
進一步的,在首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據前,判斷所述快閃記憶體存儲設備中空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量是否大於預先設定的臨界值,若是,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁。
其中,所述空的多層單元快閃記憶體存儲塊為未寫入數據的多層單元快閃記憶體存儲塊,所述空的單層單元快閃記憶體存儲塊為未寫入數據的單層單元快閃記憶體存儲塊。
進一步的,由於只使用多層單元快閃記憶體存儲塊中的最低有效位頁,會影響到其他非最低有效位頁的使用,從而降低所述快閃記憶體存儲設備的存儲容量,因此為了解決這一問題,該實施例還包括如下步驟:
當空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量達到預先設定的臨界值時,合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間。
進一步的,該實施例還包括:
在所述快閃記憶體存儲設備空閒時,合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間。
更進一步的,為了減少在寫入數據時由於空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量達到預先設定的臨界值時發生邊合併邊寫入數據的現象,影響數據的寫入速度,該實施例還包括:
當空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量達到預先設定的臨界值,且所述快閃記憶體存儲設備空閒時,合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間。
需要說明的是,該實施例中所述臨界值為一比例值,“比例”值與“個數”值是存在不同的,“個數”值是一個靜態的值,而“比例”值是一個動態的值,例如如果設定的是“個數”值,“個數”值為6,而某快閃記憶體存儲設備存儲空間較小,其存儲塊只有5個,則無法滿足數據寫入的條件。而如果設定的是“比例”,例如“比例”為20%,如果存儲塊只有5個,那么只要空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量大於1個時,即可以寫入數據。
另外,為了更好的區分所述存儲塊,該實施例還包括對所述存儲塊的狀態進行標識,所述狀態標識包括“忙”、“空閒”和“丟棄”等。
在該實施例中,所述合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間具體包括:
獲取空的多層單元快閃記憶體存儲塊和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊,將只在非最低有效位頁上寫有數據的多層單元快閃記憶體存儲塊上的數據轉移存儲至所述空的多層單元快閃記憶體存儲塊的所有快閃記憶體頁和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊上的所有快閃記憶體頁,並擦除所述只在非最低有效位頁上寫有數據且進行了數據轉移存儲的多層單元快閃記憶體存儲塊。
該實施例通過首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁,能夠提高包含多層單元快閃記憶體存儲設備的數據寫入速度及穩定性。而且,在所述存儲設備空閒和/或空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量小於預設的臨界值時,進行數據合併和轉移存儲,從而能夠在不犧牲快閃記憶體存儲設備容量的前提下提高快閃記憶體存儲設備的整體性能。
以全部為MLC快閃記憶體(2bit/cell的快閃記憶體)的4GB快閃記憶體存儲設備為例(所述快閃記憶體存儲設備會有預留一些空的存儲塊用於數據交換或者替換壞的存儲塊,因此其實際存儲容量小於4G,為了便於理解,該實施例以4G來舉例說明),如果只使用其中的最低有效位頁,則該快閃記憶體存儲設備提供的存儲空間為2G,因此該方法會降低所述快閃記憶體存儲設備的存儲容量,即是通過犧牲容量來提高數據寫入速度和穩定性。而該實施例在首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,如果空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量大於預先設定的臨界值,則將數據寫入多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁;如果空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量達到預先設定的臨界值和/或所述快閃記憶體存儲設備空閒時做數據合併和轉移存儲,從而能夠在不犧牲快閃記憶體存儲設備容量的前提下提高其整體性能。
圖2示出了《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例二提供的快閃記憶體存儲設備中數據管理裝置的組成結構,為了便於說明,僅示出了與《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例相關的部分。
該快閃記憶體存儲設備中數據管理裝置可以套用於快閃記憶體存儲設備中,可以是運行於快閃記憶體存儲設備內的軟體單元、硬體單元或者軟硬體相結合的單元,也可以作為獨立的掛件集成到快閃記憶體存儲設備中或者運行於快閃記憶體存儲設備的套用系統中。
該快閃記憶體存儲設備中數據管理裝置包括數據寫入單元21,其中:
所述數據寫入單元21,用於在首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁。
進一步的,所述裝置還包括:
判斷單元22,用於判斷所述快閃記憶體存儲設備中空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量是否大於預先設定的臨界值,若是,則所述數據寫入單元21將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁;
其中,所述空的多層單元快閃記憶體存儲塊為未寫入數據的多層單元快閃記憶體存儲塊,所述空的單層單元快閃記憶體存儲塊為未寫入數據的單層單元快閃記憶體存儲塊。
進一步的,所述裝置還包括:
合併單元23,用於當空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量達到預先設定的臨界值時,合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間。
進一步的,所述合併單元23還用於,在所述快閃記憶體存儲設備空閒時,合併所述多層單元快閃記憶體存儲塊中最低有效位頁和非最低有效位頁的存儲空間。
進一步的,所述合併單元23具體用於,獲取空的多層單元快閃記憶體存儲塊和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊,將只在非最低有效位頁上寫有數據的多層單元快閃記憶體存儲塊上的數據轉移存儲至所述空的多層單元快閃記憶體存儲塊的所有快閃記憶體頁和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊上的所有快閃記憶體頁,並擦除所述只在非最低有效位頁上寫有數據且進行了數據轉移存儲的多層單元快閃記憶體存儲塊。
所屬領域的技術人員可以清楚地了解到,為描述的方便和簡潔,僅以上述各功能單元、模組的劃分進行舉例說明,實際套用中,可以根據需要而將上述功能分配由不同的功能單元或模組完成,即將裝置的內部結構劃分成不同的功能單元或模組,以完成以上描述的全部或者部分功能。實施例中的各功能單元、模組可以集成在一個處理單元中,也可以是各個單元單獨物理存在,也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中,上述集成的單元既可以採用硬體的形式實現,也可以採用軟體功能單元的形式實現。另外,各功能單元、模組的具體名稱也只是為了便於相互區分,並不用於限制該申請的保護範圍。上述裝置中單元、模組的具體工作過程,可以參考前述方法實施例中的對應過程,在此不再贅述。
圖3示出了《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例三提供的快閃記憶體存儲設備的組成結構,為了便於說明,僅示出了與《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例相關的部分。
如圖3所示,該快閃記憶體存儲設備3包含實施例二所述的快閃記憶體存儲設備中數據管理裝置31、至少一多層單元快閃記憶體32和/或單層單元快閃記憶體33。
在該實施例中,在首次往所述快閃記憶體存儲設備3中寫入數據時,快閃記憶體存儲設備中數據管理裝置31將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體32存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體33存儲塊的快閃記憶體頁。
快閃記憶體存儲設備中數據管理裝置31的具體實施例過程如實施例二所述,在此不再贅述。
另外,需要說明的是,所屬領域的技術人員應該可以清楚地了解到所述快閃記憶體存儲設備3還可以包括印刷電路板(PCB板)、阻容電容等,所述快閃記憶體存儲設備中數據管理裝置31可以集成在所述PCB板上。
綜上所述,《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》實施例通過首次往所述快閃記憶體存儲設備中寫入數據時,將所述數據寫入所述快閃記憶體存儲設備中多層單元快閃記憶體存儲塊的最低有效位頁和/或單層單元快閃記憶體存儲塊的快閃記憶體頁,能夠提高包含多層單元快閃記憶體存儲設備的數據寫入速度及穩定性。而且,在所述存儲設備空閒和/或空的多層單元快閃記憶體存儲塊的數量和/或空的單層單元快閃記憶體存儲塊的數量小於預設的臨界值時,進行數據合併和轉移存儲,從而能夠在不犧牲快閃記憶體存儲設備容量的前提下提高其整體性能。
該領域普通技術人員還可以理解,實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程式來指令相關的硬體來完成,所述的程式可以在存儲於一計算機可讀取存儲介質中,所述的存儲介質,包括ROM/RAM、磁碟、光碟等。
以上內容是結合具體的優選實施方式對《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》所作的進一步詳細說明,不能認定該發明的具體實施只局限於這些說明。對於《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》所屬技術領域的普通技術人員來說,在不脫離該發明構思的前提下做出若干等同替代或明顯變型,而且性能或用途相同,都應當視為屬於該發明由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。
榮譽表彰
2018年12月20日,《一種快閃記憶體存儲設備中數據管理的方法及裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。