[发明专利]一种闪存控制方法及闪存

说明书

技术领域

本发明涉及USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)移动存储领域，尤其涉及一种闪存控制方法及闪存。

背景技术

在计算机技术快速发展的今天，用户时常需要进行大量数据的转移和存储。移动存储类设备的适时出现迎合了广大用户的需求，以优盘为代表的移动存储类设备得到广泛的应用。所谓移动存储类产品是基于USB接口的，采用FLASH(闪存)介质的存储产品。按照惯例，我们把一个FLASH称为一个Zone，一个Zone包含多个块，一个块包含多个页，下面假设一个Zone包含M块，一个块包含N页。页又分为两个区，数据区和冗余区。数据区主要用来存放有效数据；冗余区主要存放除了必须的该页所属块对应的逻辑块号和有效数据的ECC(Error Checking and Correcting，错误检查和纠正)校验，还可以存放块完成标志甚至厂商产品信息等等，不一而论。对FLASH的访问操作包括FLASH基于块的读、写和擦除。对FLASH基于块的写的过程包括原数据块保留数据转移的过程、新数据写的过程和原数据块擦除的过程；对FLASH基于块的擦除的过程就是将块中所有逻辑位置为1的过程。FLASH中数据的访问操作是通过读文件目录表和文件分配表而实现的。

相比较软盘，FLASH具有方便、快捷、安全可靠等优点，但是它也有其不足之处。比如在FLASH基于块的写的过程中发生了人为的或外界不可抗力等因素造成非法掉电，那么文件目录表和文件分配表中的信息就有可能发生混乱，造成数据的不可访问，从而导致数据的丢失。在基于FLASH的块的擦除的过程中发生了人为的或外界不可抗力等因素造成非法掉电，块部分未被擦除，再使用该块就会导致错误。所以必须有这样一种方法，该方法能够对块进行标记，在掉点后重新上电能够根据标记辨别出未完成操作的块，从而进行块的数据的恢复。

为了解决这个问题，目前普遍使用的一种方案是在要访问的块的每一页的冗余区标注一些信息来表示该页是否操作完毕。当进行FLASH的写操作时，首先根据要写的逻辑块找到对应的物理块，如果没有找到对应的物理块，则寻找一个空的物理块，将此次操作要写入的数据写入该块中，同时将对应页中的冗余区中写入对应的逻辑块号，完成后再将该块中未被使用的页的冗余区中也写入对应的逻辑块号，在映射表中建立该逻辑块和该寻找到的物理块的映射关系；如果找到对应的物理块，则先寻找一个新的空的物理块，将原来逻辑块对应的物理块中的数据拷贝到新块的对应页中，并在完成拷贝的页中的冗余区中写入对应的逻辑块号，然后将此次操作要写入的数据写入新块中，并在完成写入的页中的冗余区中写入对应的逻辑块号，完成后再将新块的未被使用的页的冗余区中也写入对应的逻辑块号，在映射表中建立该逻辑块和该寻找到的物理块的映射关系，最后擦除原物理块，将映射表中该逻辑块和原物理块的映射关系删除。

这样无论在哪一步发生异常掉电，原数据都不会丢失。比如，当在从原物理块拷贝数据到新物理块时发生掉电，则新物理块的部分页的冗余区内的标记不是对应的逻辑块号，上电后，遍历该物理块的所有页，一旦发现块内某一页冗余区内的标记不是对应的逻辑块号，则表明数据没有完全转移到新物理块，直接擦除新块，保证该新块在以后的正确使用，而原物理块的数据也得到了保护。当原物理块内的数据完全拷贝到新物理块内，在擦除原物理块时掉电，则上电后会发现原物理块的部分页的逻辑位为1，部分页的冗余区标记为对应的逻辑块号，则直接擦除该块，并更新映射表，由于原物理块要保留的数据已经完全拷贝到新物理块中，所以数据得到保护。对于基于FLASH的块擦除，同样的原理可以保证擦除的过程中掉电后重新上电后，能够完成块擦除工作，使块能够重新被使用。