[发明专利]一种固态硬盘及其存取方法

权利要求书

1.一种固态硬盘，所述固态硬盘包括闪存转换层和闪存，所述闪存的物理页包括数据区和后备区，所述闪存转换层包括压缩器和解压器，所述压缩器用于将文件系统发送来的数据压缩后写入闪存，并且将与压缩数据相关的信息保存在所写入的闪存物理页的后备区中；所述解压器用于根据闪存物理页的后备区中所保存的与压缩数据相关的信息从闪存中读出的数据，并对其进行解压后返回给文件系统，所述与压缩数据相关的信息包括是否是压缩的数据、是否需要跨页存储、物理页内有效数据的长度以及跨页存储时下一物理页的页号。

2.根据权利要求1所述的固态硬盘，其中，所述闪存的物理页的数据区大小为256字节。

3.根据权利要求2所述的固态硬盘，其中，所述物理页的后备区中保存下列与压缩数据相关的信息：

·FLAG：占用2个比特位，其中一个比特位代表压缩或未压缩，另一个比特位表示压缩数据使用1页或需要跨页；

·EPPN：若压缩数据需要跨页，则该字段EPPN用来指示下一物理页的页号；

·LEN：记录该物理页内有效数据的长度。

4.根据权利要求3所述的固态硬盘，其中所述闪存转换层还包括映射表，所述映射表采用混合映射机制。

5.根据权利要求3或4所述的固态硬盘，其中所述压缩器将小于一个物理页大小的压缩数据写入一个物理页中并将与该压缩数据相关的信息保存在该物理页的后备区中。

6.根据权利要求5所述的固态硬盘，其中所述压缩器在压缩数据超过一个物理页大小时，将压缩数据中前面的相当于一个物理页大小的部分写入一个物理页中，并设置该物理页后备区中的FLAG、EPPN、LEN字段，所述EPPN字段指示下一物理页的页号，然后，将该压缩数据的剩余部分写入到所述EPPN指示的物理页中并设置该物理页后备区中的FLAG、EPPN、LEN字段。

7.根据权利要求6所述的固态硬盘，其中压缩数据的剩余部分所写入的物理页是按照页级映射的方式进行管理的。 

8.一种对上述任一权利要求所述的固态硬盘写入数据的方法，所述方法包括：

步骤(1)，接收来自上层文件系统的待写入数据并对其进行压缩以得到压缩数据；

步骤(2)，将压缩数据写入闪存中，并且将与压缩数据相关的信息保存在所写入的闪存物理页的后备区中。

9.根据权利要求8的方法，所述步骤(2)包括以下步骤：

当压缩数据的长度小于一个物理页大小时，直接将该压缩后数据写入该物理页，并将与压缩数据相关的信息保存在所写入的闪存物理页的后备区中；所述与压缩数据相关的信息包括是否是压缩的数据、是否需要跨页存储、物理页内有效数据的长度以及跨页存储时下一物理页的页号；

当压缩数据的长度大于一个物理页大小时，将该压缩数据前面的相当于物理页大小的部分写入一个物理页中，确定要保存压缩数据的剩余部分的另一个物理页的页号以及将与压缩数据相关的信息保存在所写入的物理页的后备区中；然后将压缩数据的剩余部分写入该另一个物理页中并将与该部分压缩数据相关的信息保存在该页的后备区中。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中压缩数据的剩余部分所写入的物理页是按照页级映射的方式进行管理的。

11.一种从权利要求1-7之一所述的固态硬盘读取数据的方法，所述方法包括：

步骤(a)接收上层文件系统发出的读取数据请求；

步骤(b)根据映射表确定保存所要读取的数据的物理页，并获取物理页的后备区中与压缩数据相关的信息；

步骤(c)根据与压缩数据相关的信息，读取数据并将其解压缩后返回给文件系统。

12.根据权利要求11所述的方法，在步骤(c)包括以下步骤：

如果所要读取的数据是压缩的数据并且仅保存在该物理页中，则根据该物理页内有效数据长度读取该页内对应长度的数据，将读取的数据解压缩并传回上层文件系统；

如果所要读取的数据是压缩的数据并且需要跨页存储，则读取该物理页的数据，并根据该物理页后备区中保存的跨页存储时下一物理页的页号访问下一个物理页，以及根据所访问的下一个物理页的后备区中与压缩数 据相关的信息读取该页内保存的数据，将该数据拼接在所读取的前一物理页的数据之后得到完整数据，最后将拼接后的数据解压缩后返回给文件系统。