[发明专利]智能卡非易失性存储器的管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能卡系统非易失性存储器的空间管理，尤其涉及一种已释放后所产生的空闲碎片的快速、高效和充分再利用的智能卡非易失性存储器的管理方法。

背景技术

在智能卡系统中，存储器（如EEPROM、FLASH、RAM等）空间是有限的，如何有效地标识、分配和释放存储单元，特别是如何有效利用释放后所产生的空闲碎片，是衡量COS性能的一个关键性指标。

而且，与写RAM操作比较，写非易失性存储器（如EEPROM、FLASH等，以下简称NVM）的操作是相当费时的，并且卡片硬件本身不保证写操作的完整性。

通常智能卡RAM容量为几KB到十几KB，NVM容量为几十KB到几百KB；而普通PC的内存为几GB到几十GB，硬盘容量为几百GB到几TB，其存储器容量是智能卡存储器容量的10⁶倍以上。与PC机相比，智能卡存储器的充分利用更显得尤为重要。

目前市面上的智能卡大多可以实现NVM的分配和释放，但通常释放后的存储空间再分配后而产生的大量碎片不能再被使用而被浪费掉。

从一种系统状态到另一种状态的转换可能包括NVM几个存储单元的更新。这些更新操作必须是原子性的执行，即要么完整更新，要么保持原样，不得出现中间状态。

事务提交操作完成之前，如果发生掉电或其它系统故障，则全部更新操作作废，恢复到初始状态。

与读操作相比，NVM的写操作是相当费时的。所以为了提高智能卡的执行效率，应尽量减少事务处理中NVM的写操作次数。

智能卡COS掩膜后可能因遗留有BUG或功能扩展等原因而需要打补丁处理，补丁代码是要写入到NVM中的；但是是否需要打补丁及补丁代码的大小是“动态”的，不能开始设计时就预留固定空间给补丁区，这样不仅造成NVM空间的浪费，而且可能会由于预留空间不足导致补丁功能无法实现。

发明内容

本发明的一个目标就是要提供一种高效的智能卡NVM存储空间（单元）的标识、分配、释放及空闲空间紧凑的方法和机制。

本发明的另一个目标就是要提供一种在智能卡系统中使用的NVM管理方法和机制，以避免事务缓存中的空间浪费和操作时间浪费，并保障事务写操作的一致性。

本发明的再一个目标就是实现NVM空间的动态分配及补丁地址的动态管理。

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中智能卡系统已释放空间碎片的浪费问题，以及写NVM操作效力低下的缺陷，提供一种可有效利用已释放空间，提高智能卡操作效率的智能卡非易失性存储器的管理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种智能卡非易失性存储器的管理方法，包括以下步骤：

接收应用提交的空间申请指令，根据存储状态表中的空闲空间将合适的空闲空间分配给该应用，并更新存储状态表和逻辑分配表；

接收应用提交的空间释放请求指令，根据该空间释放请求指令执行空间释放操作，将对应存储空间的状态修改为空闲空间，并删除对应的逻辑分配表中的表项；

将释放操作所产生的碎片归集在一起形成一个连续的空闲区间，以便于后期的分配利用。

本发明所述的方法中，

在分配空闲空间状态前，预先将逻辑分配表和存储状态表分别进行备份，产生各自的工作表；

在分配空间时，将备份的工作表分别复制到各自的缓存表中；更新逻辑分配表的缓存表中对应的物理块序号及逻辑表链接信息，并更新存储状态表的缓存表中对应存储空间的使用状态；然后将更新后的缓存表复制到各自的工作表中，并以工作表替换相应的原始表。

本发明所述的方法中，步骤根据存储状态表中的空闲空间分配合适的空间给该应用具体为：

从存储状态表中查找与所申请的空间长度相等的空闲空间，若有，则将其分配给该应用；若没有，则将长度大于所申请的空间长度的空闲空间中长度最小的空闲空间分配给该应用；

如果所有空闲空间长度均小于所申请的空间长度，则检查存储器用户区空间底部的剩余空间是否大于或等于所申请的空间长度，若是，则从已分配空间的底部分配所申请的空间长度给该应用；否则，空间申请失败。

本发明所述的方法中，执行空间释放操作时，修改逻辑分配表和存储状态表的缓存表，以最终更新存储状态表中的状态，并清除逻辑分配表中的记录。

本发明所述的方法中，存储空间紧凑操作的步骤具体为：将所有已使用的空间内容都移动到存储器用户区的顶部，而将释放操作所产生的空闲空间都移动到存储器用户区的底部。