[发明专利]一种高效的闪存数据刷新方法及基于闪存的固态硬盘

权利要求书

1.一种高效的闪存数据刷新方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.当新的刷新请求到来，在闪存中顺序选择一个需要刷新的闪存块；

S2.在该闪存块中顺序地选取一页有效数据页，判断固态硬盘可用容量是否低于设定阈值或者该数据页是否读取频繁，若是，采用传统刷新方式，否则，进入步骤S3；

S3.顺序读取有效数据页中的第一个比特位；

S4.使用低密度奇偶校验码判断该比特位是否为易受影响比特位，若是，缓存该比特位的值及其页内偏移信息在一个非易失性内存中，进入步骤S5，否则，进入步骤S6；

S5.判断非易失性内存缓存是否满一页数据页，若是，将缓存数据写入闪存，进入步骤S6，否则，直接进入步骤S6；

S6.判断该比特位是否为该有效数据页的最后一个比特位，若是，进入步骤S7，否则，读取该有效数据页的下一个比特位，进入步骤S4；

S7.判断该有效数据页是否为该闪存块的最后一页数据页，若是，进入步骤S8，否则，顺序地读取该闪存块下一页有效数据页中的第一个比特位，进入步骤S4；

S8.判断该闪存块是否为闪存中最后一块闪存块，若是，结束刷新，否则，重新在闪存中选择一个需要刷新的闪存块，进入步骤S2；

步骤S4中，在存储器感应电压阶段，首先将读取参考电压V_ref设置为电压分布主要重叠区的最低电压，通过不断提升参考电压V_ref，并逐级比较闪存电压V_th和参考电压V_ref之间的大小关系，判断比特位的电压落入闪存状态的可信区域还是状态之间的主要重叠区域，当比特位的电压处于主要重叠区域时，该比特位为易受影响比特位。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，所述将缓存数据写入闪存包括以下步骤：

(1)从闪存的空闲闪存块中随机选择一个闪存块作为组合闪存块，并将非易失性内存中的数据顺序写在该组合闪存块上的数据页上，该数据页称为组合数据页；

(2)向组合闪存块的数据页中写入数据时，主映射表直接将逻辑数据页号映射到物理数据页号，在次级映射表中添加物理数据页号与组合闪存块的组合数据页号的映射关系。

3.一种基于闪存的固态硬盘，其特征在于，该固态硬盘包括控制模块，该控制模块采用如权利要求1或2所述的高效的闪存数据刷新方法，刷新闪存。

4.如权利要求3所述的固态硬盘，其特征在于，使用局部读取命令读出闪存中的数据；

所述局部读取命令包括两个子读取命令，

第一个子读命令取即使用常规读取命令访问局部刷新后的闪存块中的原始数据；

第二个子读取命令借助次级映射表获取组合数据页号，再获取组合数据页中的易受影响比特位的值及其页内偏移信息，然后解码引擎用组合数据页中保存的易受影响比特位的值替换原始对应的旧数据，即可完整读出局部刷新后的数据页数据。

5.如权利要求3所述的固态硬盘，其特征在于，在触发垃圾回收时，先判断该闪存块是否为局部刷新后的闪存块，如果是局部刷新后闪存块，则借助主映射表和次级映射表将局部刷新后的闪存块还原成传统闪存块，再编程到空闲闪存块，同时删除次级映射表中相应映射关系，如果是传统闪存块则按照传统流程进行垃圾回收。

6.如权利要求3所述的固态硬盘，其特征在于，所述闪存为三维闪存。