[发明专利]提高固态数据存储系统对于大块数据的存储效率的方法

说明书

技术领域

本发明属于存储器与计算机体系技术领域，特别是一种提高固态数据存储系统对于大块数据的存储效率的方法。

背景技术

作为唯一主流的固态非挥发数据储存技术，闪存已经成为了全球半导体产业体系中发展最为迅速的一环。2010年市场研究报告显示，闪存产品的市场已突破200亿美元。虽然目前闪存主要用于消费性电子产品例如数字照相机和手机，以闪存作为存储介质的固态存储系统正在得到业界的广泛关注。使用闪存作为存储介质的固态存储系统比传统存储系统的速度可提高10至100倍。除了速度上的优势，由于完全没有机械结构，固态存储系统在抗震性能、发热功耗、使用噪音和体积重量方面都有着显著的优势。固态存储系统主要包含一个固态存储系统控制器和一个以上闪存芯片。

浮栅金属氧化物半导体晶体管是闪存芯片的基本信息存储单元。浮栅金属氧化物半导体晶体管的阈值电压可以通过注射一定数量的电子进入浮栅而改变。因此，通过对浮栅内电子数目的精确控制，每个存储单元，即浮栅金属氧化物半导体晶体管，可储存多个比特信息。精确控制浮栅内电子数目的过程通常被称为编程。在每一个存储单元可以被编程之前，其浮栅内的所有电子必须被移走，从而使得其阈值电压被置为最低，这个过程被称为擦除。闪存芯片内的信息存储单元阵列被划分成为多个存储块，而每一个存储块包含多个存储页面。每一个存储块内的所有存储单元必须被同时擦除，但存储单元的编程和读取则以页面为单位。

由于不可避免的闪存芯片生产过程中的制程变差、以及不同物理位置的页面所承受的不同的噪音强度，不同的存储页面会具有不同的噪音容限。同时，随着闪存制造工艺精度的不断提高，信息存储单元的缺陷率也会不断上升。在现有设计中，固态存储系统控制器总是将同样大小的用户数据写入每一个存储页面，所使用的纠错码必须含有足够多的编码冗余、以实现足够强大的纠错能力从而能够容忍最差可能的存储页面，导致了一定的编码冗余浪费。同时，若某一页面包含过多的缺陷信息存储单元，此页面以及甚至包含此页面的存储块就会无法用来存储用户数据。这些因素就会导致较低的闪存芯片存储效率。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种提高固态数据存储系统对于大块数据的存储效率的方法，克服了编码冗余浪费的缺陷和提高了闪存芯片存储效率，此方法尤其适用于大块数据的存储，非常有效地提高固态存储系统对于大块数据的存储效率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种提高固态数据存储系统对于大块数据的存储效率的方法，首先将固态存储系统控制器同存储页面特性存储模块相通信连接，存储页面特性存储模块包括存储有存储页面的质量特性信息，当固态存储系统控制器在顺序接收大块用户数据时，先将所接收的大块用户数据暂存入固态存储系统控制器内的写缓存器中，同时，固态存储系统控制器从存储页面特性存储模块中读取所选择的闪存芯片的物理存储页面的质量特性信息，根据此页面的质量特性信息，固态存储系统控制器相应地调用其内部的纠错码码率设置模块对纠错码编码的码率进行设置，而每个码率针对各自对应的物理存储页面内待写入的用户数据容量，这样根据纠错码编码的码率设置，固态存储系统控制器从写缓存器中读出对应用户数据容量的用户数据，并将其输入固态存储系统控制器内的纠错码编码器进行纠错码编码操作，然后将纠错码编码后的数据通过纠错码编码器输出写入相应的物理存储页面内，在通过固态存储系统控制器顺序读取大块用户数据时，首先固态存储系统控制器从存储页面特性存储模块中读取对应物理存储页面的质量特性信息，根据此物理存储页面的质量特性，固态存储系统控制器获取此物理存储页面所使用的纠错码编码的码率，从而相应地控制固态存储系统控制器的纠错码解码器对待读取的大块用户数据进行对应的解码操作，然后，将解码操作后的大块用户数据暂存入读缓存器中，当读缓存器中用户数据达到预定容量时，通过读缓存器的数据传输接口将解码操作后的大块用户数据顺序输出。

本发明当将大块用户数据连续写入物理存储页面时，可根据每一个物理存储页面本身的质量特性，将尽可能多的用户数据写入每一个存储页面内，进而达到提高固态存储系统控制器对于大块数据的存储效率，克服了编码冗余浪费的缺陷和提高了闪存芯片存储效率，此方法尤其适用于大块数据的存储，非常有效地提高固态存储系统对于大块数据的存储效率。

附图说明

附图为本发明的工作原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更详细的说明。

如附图所示，提高固态数据存储系统对于大块数据的存储效率的方法，首先将固态存储系统控制器同存储页面特性存储模块相通信连接，存储页面特性存储模块包括存储有存储页面的质量特性信息，当固态存储系统控制器在顺序接收大块用户数据时，先将所接收的大块用户数据暂存入固态存储系统控制器内的写缓存器中，同时，固态存储系统控制器从存储页面特性存储模块中读取所选择的闪存芯片的物理存储页面的质量特性信息，根据此页面的质量特性信息，固态存储系统控制器相应地调用其内部的纠错码码率设置模块对纠错码编码的码率进行设置，以保证大块用户数据所要求的数据存储可靠性，而每个码率针对各自对应的物理存储页面内待写入的用户数据容量，这样根据纠错码编码的码率设置，固态存储系统控制器从写缓存器中读出对应用户数据容量的用户数据，并将其输入固态存储系统控制器内的纠错码编码器进行纠错码编码操作，然后将纠错码编码后的数据通过纠错码编码器输出写入相应的物理存储页面内，在通过固态存储系统控制器顺序读取大块用户数据时，首先固态存储系统控制器从存储页面特性存储模块中读取对应物理存储页面的质量特性信息，根据此物理存储页面的质量特性，固态存储系统控制器获取此物理存储页面所使用的纠错码编码的码率，从而相应地控制固态存储系统控制器的纠错码解码器对待读取的大块用户数据进行对应的解码操作，然后，将解码操作后的大块用户数据暂存入读缓存器中，当读缓存器中用户数据达到预定容量时，通过读缓存器的数据传输接口将解码操作后的大块用户数据顺序输出。