存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體涉及一種存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 存儲(chǔ)芯片(Memory)作為目前全球第一大半導(dǎo)體芯片，以DRAM與Nand-Flash為主要 存儲(chǔ)芯片的市場(chǎng)銷售規(guī)模占整個(gè)半導(dǎo)體銷售規(guī)模的近SCF^Nand-Flash更是由于本身具備 的容量大，非易失性特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于SSD、MP3及手機(jī)等設(shè)備上。Nand-Flash從物理結(jié)構(gòu)上 可以分為塊(B1 ock，最小的擦除單元）、頁(yè)(Page，最小的編程單元）、列(Column，最小的訪問(wèn) 單元)和物理單元(Cell)。根據(jù)物理單元的差異，技術(shù)應(yīng)用比較成熟的Nand-Flash分為SLC (Single-Level Cell)/MLC(Multi_Level Cell)/TLC(Trinary_Level Cell)三大類。雖然 SLC讀寫(xiě)速度快、壽命長(zhǎng)，但價(jià)格較高，在實(shí)際應(yīng)用中MLC和TLC更為常用。
[0003] MLC和TLC的物理單元大于lbit/Cell，在生產(chǎn)或者在擦寫(xiě)次數(shù)累加的過(guò)程中，會(huì)有 一定概率出現(xiàn)一個(gè)Cell物理?yè)p壞的情況，這種情況下，在訪問(wèn)接口上，TLC表現(xiàn)為一個(gè) WordLine(受控于同一Ce 11的三個(gè)Page)同時(shí)壞掉，MLC表現(xiàn)為一個(gè)Pair Page(受控于同一 Cell的兩個(gè)Page)同時(shí)壞掉，或者在一個(gè)Cell單元內(nèi)操作互相干擾出錯(cuò)，出廠時(shí)則標(biāo)記該 WordLine/Pair Page所在的塊為壞，從而損失當(dāng)前塊上除了該WordLine/Pair Page以外的 其他Worline/Pair Page可用的容量。
[0004] 傳統(tǒng)閃存轉(zhuǎn)換層(Flash Translation Layer，簡(jiǎn)稱FTL)受制于容量與數(shù)據(jù)穩(wěn)定 性，較常見(jiàn)的做法是提取有固定規(guī)律出錯(cuò)的這類塊獨(dú)立管理使用，但WordLine/Pair Page 隨機(jī)壞的塊則無(wú)法兼容到，一旦這類隨機(jī)壞的塊較大概率出現(xiàn)，則整批容量達(dá)標(biāo)優(yōu)良率會(huì) 大幅下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的主要目的是提供一種提高存儲(chǔ)器利用率的存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法。
[0006] 本發(fā)明的另一目的是提供一種提高存儲(chǔ)器利用率的存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供的存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法，包括分類步 驟，將存儲(chǔ)器的物理塊分為特殊模型塊和普通模型塊的步驟;映射轉(zhuǎn)換步驟，特殊模型塊和 普通模型塊進(jìn)行地址映射轉(zhuǎn)換的步驟;數(shù)據(jù)保護(hù)步驟，將數(shù)據(jù)進(jìn)行備份的步驟;其中，分類 步驟包括物理塊分組步驟，物理塊分組步驟將物理壞頁(yè)相同的物理塊分為一組;普通模型 塊為物理塊數(shù)最多的一組中的物理塊，特殊模型塊為剩余一組中的物理塊;數(shù)據(jù)保護(hù)步驟 包括邏輯頁(yè)映射表讀入步驟以及物理頁(yè)備份步驟，邏輯頁(yè)映射表讀入步驟包括根據(jù)特殊模 型塊或普通模型塊讀入邏輯頁(yè)映射表的步驟;物理頁(yè)備份步驟包括根據(jù)邏輯頁(yè)映射表備份 物理頁(yè)的步驟。
[0008] 由上述方案可見(jiàn)，本發(fā)明的數(shù)據(jù)備份方法將存儲(chǔ)器的物理塊分為特殊模型塊和普 通模型塊，在物理塊分組步驟中使物理壞頁(yè)數(shù)多的物理頁(yè)模型包含物理壞頁(yè)數(shù)少的物理頁(yè) 模型，從而使物理壞頁(yè)數(shù)最多的物理頁(yè)模型包含的物理頁(yè)模型數(shù)最多，即物理塊也最多，且 根據(jù)物理頁(yè)模型將物理塊分成不同的集合;再將每個(gè)集合中具有相同物理頁(yè)模型的物理塊 分成一組，一個(gè)物理塊集合中有多個(gè)小組，把符合相同物理頁(yè)模型的物理塊數(shù)最多的一組 作為普通模型，其他小組作為特殊模型。本發(fā)明將隨機(jī)出錯(cuò)物理塊的剩余容量利用起來(lái)，提 高Nand-Flash的使用率。
[0009] -個(gè)優(yōu)選的方案是，分類步驟還包括壞頁(yè)登記步驟，壞頁(yè)登記步驟在物理塊分組 步驟前執(zhí)行，壞頁(yè)登記步驟登記物理塊的物理壞頁(yè)數(shù)。
[0010] 由上可見(jiàn)，掃描數(shù)據(jù)后篩選出每個(gè)物理塊中可正常讀寫(xiě)的物理頁(yè)，并將其轉(zhuǎn)換為 邏輯頁(yè)，然后登記相應(yīng)的物理塊的物理壞頁(yè)的編號(hào)和個(gè)數(shù)。
[0011] 一個(gè)優(yōu)選的方案是，映射轉(zhuǎn)換步驟采用內(nèi)存和Nand-Flash混合存儲(chǔ)的三級(jí)映射； 第一級(jí)映射為邏輯塊屬性映射，第二級(jí)映射為特殊模型塊的存儲(chǔ)地址映射，第三級(jí)映射為 邏輯頁(yè)屬性映射。
[0012] -個(gè)優(yōu)選的方案是，第一級(jí)映射的邏輯塊屬性表儲(chǔ)存在內(nèi)存中，第二級(jí)映射的特 殊模型塊的物理地址存儲(chǔ)在內(nèi)存中，第三級(jí)映射的特殊模型塊的邏輯頁(yè)映射表存儲(chǔ)在 Nand-Flash中，普通模型塊的邏輯頁(yè)映射表存儲(chǔ)在內(nèi)存中。
[0013] 由上可見(jiàn)，邏輯塊屬性映射表和普通模型塊的邏輯頁(yè)映射表存儲(chǔ)在內(nèi)存中可以降 低對(duì)讀寫(xiě)性能的影響，將特殊模型塊對(duì)應(yīng)的邏輯頁(yè)映射表放入Nand-Flash中可以減少內(nèi)存 消耗。
[0014] -個(gè)優(yōu)選的方案是，數(shù)據(jù)保護(hù)步驟還包括校驗(yàn)步驟以及擦除步驟，校驗(yàn)步驟包括 根據(jù)一個(gè)ECC單元進(jìn)行校驗(yàn)的步驟，擦除步驟包括擦除備份物理塊的數(shù)據(jù)的步驟。
[0015] 由上可見(jiàn)，校驗(yàn)時(shí)如果完整讀出一個(gè)邏輯頁(yè)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)會(huì)降低性能，基于邏輯頁(yè) 特性，選擇只校驗(yàn)一個(gè)ECC單元，從而可以減少對(duì)性能的影響。
[0016] 為實(shí)現(xiàn)上述的另一目的，本發(fā)明提供的存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，包括分類模 塊，用于將將存儲(chǔ)器的物理塊分為特殊模型塊和普通模型塊;映射轉(zhuǎn)換模塊，用于將特殊模 型塊和普通模型塊進(jìn)行地址映射轉(zhuǎn)換;數(shù)據(jù)保護(hù)模塊，用于將數(shù)據(jù)進(jìn)行備份;其中，分類模 塊包括物理塊分組模塊，物理塊分組模塊將物理壞頁(yè)相同的物理塊分為一組;普通模型塊 為物理塊數(shù)最多的一組中的物理塊，特殊模型塊為剩余組中的物理塊;數(shù)據(jù)保護(hù)模塊包括 邏輯頁(yè)映射表讀入模塊以及物理頁(yè)備份模塊，邏輯頁(yè)映射表讀入模塊用于根據(jù)特殊模型塊 或普通模型塊讀入邏輯頁(yè)映射表;物理頁(yè)備份模塊用于根據(jù)邏輯頁(yè)映射表備份物理頁(yè)。
[0017] 由上述方案可見(jiàn)，由于利用了無(wú)規(guī)律出錯(cuò)物理頁(yè)的物理塊，這類物理塊的數(shù)據(jù)錯(cuò) 誤率相對(duì)于有規(guī)律出錯(cuò)物理頁(yè)的物理塊大，所以本發(fā)明通過(guò)分配備份物理塊，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 完整性保護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本發(fā)明存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法實(shí)施例的提取特殊模型的流程圖。
[0020] 圖3是本發(fā)明存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法實(shí)施例的物理塊數(shù)和物理壞頁(yè)數(shù)的關(guān)系 示意圖。
[0021] 圖4是本發(fā)明存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法實(shí)施例的物理塊集合的分組示意圖。
[0022] 圖5是本發(fā)明存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法實(shí)施例的特殊模型和普通模型的地址映 射轉(zhuǎn)換圖。
[0023] 圖6是本發(fā)明存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法實(shí)施例的特殊模型塊集合的壞頁(yè)映射示 意圖。
[0024] 圖7是本發(fā)明存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法實(shí)施例的一級(jí)映射圖。
[0025] 圖8是本發(fā)明存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法實(shí)施例的二級(jí)映射展開(kāi)圖。
[0026] 圖9是本發(fā)明存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份方法實(shí)施例的備份方法流程圖。
[0027] 圖10是本發(fā)明圖8備份方法流程圖中邏輯頁(yè)映射表讀入的步驟流程圖。
[0028] 圖11是本發(fā)明圖8備份方法流程圖中物理頁(yè)備份的步驟流程圖。
[0029] 圖12是本發(fā)明圖8備份方法流程圖中物理塊校驗(yàn)的步驟流程圖。
[0030] 以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明存儲(chǔ)器壞區(qū)的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，本發(fā)明的數(shù)據(jù)備 份系統(tǒng)