[发明专利]存储装置的坏块管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及快闪存储器技术领域，具体来说，本发明涉及一种存储装置的坏块管理方法。

背景技术

闪存(Flash memory)，简称为闪存或Flash，是电子清除式可程序只读存储器(EEPROM)的一种，允许在操作中被多次擦(Erase)或写(Program)。闪存是一种特殊的、以大区块擦写的EEPROM，其成本和速度都远较普通的以字节为单位写入的EEPROM有优势，也因此成为非挥发性固态储存最重要也最广为采纳的技术。

目前Flash主要分为NOR型和NAND型两种结构，NAND Flash相较于NORFlash具有擦写速度快、储存密度高、单位成本低的优点，因此主要用于各种存储卡、U盘以及近两年兴起的固态硬盘(SSD，Solid State Disk)等大容量储存装置，此外包括各种手机、多媒体播放器以及平板电脑也都有采用。

NAND Flash(本文以下简称Flash)虽然是EEPROM的一种，但却与常见的EEPROM有着很大的不同，主要表现在其擦写上有一些限制。Flash的一个主要限制在于它的物理单元在写操作(Program)时只能由1变成0，因此当一个单元写过之后是只能借由擦除操作(Erase)来恢复1的状态。Flash在物理上分为块(Block)和页(Page)两种基本单位，Flash由若干块组成，而其中每个块由若干个页组成，而每个页则是由若干个物理单元(Cell)组成。不同类型的Flash，其一个物理单元可以存储1个bit或2个bit或甚至更多个bit的数据，因此分为SLC(Single LevelCell)和MLC(Multi Level Cell)等类型。Flash的基本读写单位是页，而擦除操作则以块为单位。一个页在进行写入数据之前，必须先保证其所在的块已经经过了擦除，且每次该页需要重新写入数据之前也必须先擦除其对应的块。因此，Flash的存储装置都采用块为基本单位来管理数据的存储。

Flash相较于传统的磁盘介质或其他EEPROM，还有个特点是擦写次数较少，也就是其物理单元经过一定的擦除和写入操作之后，1或0的状态变得不稳定，这些物理单元就认为已经损坏，整体表现出来就是存储数据出错。虽然大部分基于Flash的存储装置都会带有一定程度的纠错机制，但是一旦错误的范围扩大到纠错能力之外，就不再能够保证数据的正确性，这时候可以认为存储装置的使用寿命到了。但是如果因为一小部分物理单元错误，就导致整个Flash不能用了，显然是很浪费的。针对这种情况，所有的Flash存储装置有一定的坏块管理机制，其基本原理均为：将Flash以块为基本单位，划分出一部分作为冗余块(Redundant Block)，剩下的用来作为有效容量存储数据；当使用过程中，装置检测到存储数据的块发生损坏时，即从冗余块当中选取一个，替换之前损坏的块，这样就能保证装置的有效存储，从而延长装置的使用寿命。只有当所有冗余块都耗尽时，才认为整个装置的使用寿命到了。显然，冗余块数量保留的越多，则装置的使用寿命越长，但是相应的用于有效存储数据的块数也越少，装置的有效容量也越小，因此，需要在这两者之间保持一定的平衡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种存储装置的坏块管理方法，能够实现不增加冗余块的数量和比例，即可大幅度延长存储装置的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供一种存储装置的坏块管理方法，包括步骤：

A.将所述存储装置的所有块划分为数据区和冗余区；

B.找出所述数据区中的一个或多个坏块；

C.针对一个或多个所述坏块分别建立坏块页表，所述坏块页表对当前坏块中的具体损坏页作出标记；

D.将所有所述坏块页表的标记结果进行综合叠加，形成总坏块页表，所述总坏块页表对所有所述坏块中的具体损坏页作出标记，并统计所述总坏块页表中的好页数量；

E.根据所述存储装置的每个块的总页数以及所述总坏块页表中的好页数量，将所述好页数量收敛为所述总页数的最大因数；

F.从所述总坏块页表中挑取所述最大因数个好页，建立一张大小为所述最大因数的页映射表，将所有所述坏块映射到每个块的好页的物理页地址；

G.令y＝n/x，将所有所述坏块按每y个坏块编成一组，重新组合成一个或多个虚拟块，建立起虚拟块映射表将一个或多个所述虚拟块的地址与其对应的物理块地址联系起来，其中n为所述总页数，x为所述最大因数；