储存单元管理方法及系统技术方案

一种储存单元管理方法及系统，用以管理包括多个实体区块的储存单元，每一实体区块具有多个区块种类定义中的一区块种类定义。首先，取得至少一逻辑写入命令，逻辑写入命令要求对于相应至少一逻辑区块的至少一逻辑页面进行数据写入操作。判断储存单元中是否存在具有多个区块种类定义中的第一区块定义的候选区块，依据第一区块定义，逻辑区块的逻辑页面无法映射至候选区块。若具有第一区块定义的候选区块存在，将第一区块定义转换为区块种类定义中的第二区块定义。将数据写入具有第二区块定义的候选区块中的特定页面，记录逻辑区块的逻辑页面与候选区块的特定页面的映射关系。本发明专利技术将储存单元的实体区块进行分类管理，以更有效率地利用储存单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种储存单元管理方法及系统，且特别有关于一种可以将储存单元的实体区块进行分类管理的储存单元管理方法及系统。
技术介绍
目前来说，非易失性存储器，如快闪存储器已经非常广泛的使用。其特点在于以页面(Page)为单位读写、以区块(Block)为单位删除以及在写之前必须删除。由于上述特点，使得主机或是应用程序所使用的逻辑区块地址(Logic Block Address，LBA)的读写指令非常难以管理，且难以将逻辑地址转换为实体地址，以存取非易失性存储器的实体区块。因此，通常在主机的文件系统与非易失性存储器之间会使用一转换层来管理来自主机的读写命令，以存取存储器中的数据。在现有技术中对于非易失性存储器进行储存管理时，数据通常依据页面映射(PageMapping)或区块映射(Block Mapping)等模式进行存取与定位。在页面映射模式中，储存单元中的数据以逻辑页面为单位进行储存，且具有相应的页面映射表。页面映射表中以逻辑页面的编号为索引，且以实体页面的地址为表项(项目内容)。当采用页面映射的储存系统处理读写命令时，则可以直接查找以及更新页面映射表以完成相关数据页面的定位。在区块映射模式中，储存单元中的数据以逻辑区块为单位进行储存，且具有相应的区块映射表。区块映射表中以逻辑区块的编号为索引，且以实体区块的地址为表项。当采用区块映射的储存系统处理读写命令时，则可以直接查找以及更新区块映射表以完成相关-->数据页面的定位。近年来，随着集成电路技术的发展，储存单元的页面/区块尺寸已经大幅提高。此外，高密度储存单元，如NAND(与非)快闪存储器中每个区块的各个页面必须依照顺序写入，不能随机写入。另外，由于NAND快闪存储器具有以页面为单位读写、以区块为单位删除以及在写之前必须删除的特点。因此，当采用区块映射的储存系统处理写入命令时，必须先分配一个区块，以将要求的页面写入分配的区块中。之后，再将属于相应此要求页面的逻辑区块中其他的页面复制至此分配的区块中，其中此分配的区块中的原有数据必须先被删除。因此，特别是对于可能包括频繁被主机存取的热数据的要求页面而言，当区块尺寸增大后，将导致写入性能大大降低。在页面映射模式中，数据的分布非常复杂与繁乱。当空闲区块用尽时，数据合并以获取新空闲区块的过程将会非常复杂。因此，一些储存管理系统提出可以结合区块映射与页面映射的混合型映射模式。在这些系统中，储存单元中可以包括相应区块映射与页面映射的区域，且各区域的使用仅能通过数据合并操作来进行切换。虽然具有混合型映射模式的储存管理系统可以提供较大的弹性来储存数据，然而，在实际使用上，储存单元中相应区块映射与页面映射的实体区块中仍然会存在许多未利用的实体页面，进而使得储存单元中数据的分布非常复杂与繁乱。类似地，进行相关数据合并时亦会造成系统的效能负担。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供储存单元管理方法及系统。本专利技术所述的储存单元管理方法，用以管理包括多个实体-->区块的储存单元，其中每一实体区块具有多个区块种类定义中的一个区块种类定义。首先，取得至少一逻辑写入命令，其中逻辑写入命令要求对于相应至少一逻辑区块的至少一逻辑页面进行数据写入操作。判断储存单元中是否存在具有多个区块种类定义中的一第一区块定义的一候选区块，其中依据第一区块定义逻辑区块的逻辑页面无法映射至候选区块。若具有该第一区块定义的该候选区块存在，将第一区块定义转换为区块种类定义中的一第二区块定义。将一数据写入具有该第二区块定义的候选区块中的一特定页面，且记录逻辑区块的逻辑页面与候选区块的特定页面的一映射关系。本专利技术所述的储存单元管理系统包括一储存单元与一处理模块。储存单元包括多个实体区块，每一实体区块具有多个区块种类定义中的一个区块种类定义。处理模块取得至少一逻辑写入命令，其中逻辑写入命令要求对于相应至少一逻辑区块的至少一逻辑页面进行数据写入操作。处理模块判断储存单元中是否存在具有多个区块种类定义中的一第一区块定义的一候选区块，其中依据第一区块定义逻辑区块的逻辑页面无法映射至候选区块。若具有该第一区块定义的该候选区块存在，处理模块将第一区块定义转换为区块种类定义中的一第二区块定义，且将一数据写入具有该第二区块定义的候选区块中的一特定页面，并记录逻辑区块的逻辑页面与候选区块的特定页面的一映射关系。本专利技术上述方法可以通过程序码方式收录于实体介质中。当程序码被机器载入且执行时，机器变成用以实行本专利技术的装置。本专利技术所述的储存单元管理方法及系统，可以将储存单元的实体区块进行分类管理，以更有效率地利用储存单元。-->附图说明图1为一示意图系显示依据本专利技术实施例的储存单元管理系统。图2为一示意图系显示依据本专利技术实施例的储存单元中的实体区块。图3为一示意图系显示依据本专利技术实施例的映射目录项目的格式。图4为一示意图系显示依据本专利技术实施例的区块映射表项目的格式。图5为一示意图系显示依据本专利技术实施例的页面映射区块表项目的格式。图6为一示意图系显示依据本专利技术实施例的页面映射表项目的格式。图7A至图7D为流程图系显示依据本专利技术实施例的储存单元管理方法。图8为一示意图系显示依据本专利技术实施例的写入命令中包含的逻辑区块地址(Logic Block Address，LBA)的格式。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图示，详细说明如下。图1显示依据本专利技术实施例的储存单元管理系统。依据本专利技术实施例的储存单元管理系统100包括一储存单元110、一存储器120与一处理模块130。储存单元110可以是一非易失性存储器，如NAND快闪存储器。储存单元110中的数据可以以区块映射模式与页面映射模式分别以区块与页面为单位进行储存。值得注意的是，在本专利技术中储存单元110的实体区块-->可以具有不同的区块种类定义，以分类进行管理。图2显示储存单元110的实体区块。在此实施例中，区块种类定义可以包括一数据区块定义、一连续区块定义、一奉献区块定义与一共享区块定义。储存单元110中的每一实体区块可以分别具有上述区块种类定义中的一个，且可以进行转换。其中，具有数据区块定义的实体区块111是依据区块映射模式储存数据，且实体区块中的所有页面都已经被写入数据。具有连续区块定义的实体区块112中，从第一个页面开始的多个页面是依据区块映射模式储存数据，且实体区块112中存在至少一个未写入数据的页面。具有奉献区块定义的实体区块113中的数据皆是对应至同一个逻辑区块，从第一个页面开始的多个页面是依据区块映射模式储存数据，且存在至少一页面并不依据区块映射模式储存数据。具有共享区块定义的实体区块114中的数据是依据页面映射模式储存数据，且对应至至少二特定逻辑区块。值得注意的是，储存单元110亦可包括并未指定区块种类定义的空闲实体区块(未显示)。区块种类定义间的转换将于后进行说明。另外，储存单元110亦包括一映射目录、多个区块映射表、多个页面映射区块表以及多个页面映射表。存储器120可以是一随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，在该储存单元管理系统100正常运作时，用于存储从储存单元110加载的映射目录、区块映射表、页面映射区块表以及页面映射表。而映射目录、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储存单元管理方法，其特征在于，包括下列步骤：　提供一储存单元，其中该储存单元包括多个实体区块，每一所述实体区块具有多个区块种类定义中的一个区块种类定义；　取得至少一逻辑写入命令，其中该逻辑写入命令要求对于相应至少一逻辑区块的至少一逻辑页面进行数据写入操作；　判断该储存单元中是否存在具有所述多个区块种类定义中的一第一区块定义的一候选区块，其中依据该第一区块定义，该逻辑区块的该逻辑页面无法映射至该候选区块；　若具有该第一区块定义的该候选区块存在，将该第一区块定义转换为所述区块种类定义中的一第二区块定义；以及　将一数据储写入具有该第二区块定义的该候选区块中的一特定页面，且记录该逻辑区块的该逻辑页面与该候选区块的该特定页面的一映射关系。

【技术特征摘要】
CN 2008-3-7 200810007770.31.一种储存单元管理方法，其特征在于，包括下列步骤:提供一储存单元，其中该储存单元包括多个实体区块，每一所述实体区块具有多个区块种类定义中的一个区块种类定义；取得至少一逻辑写入命令，其中该逻辑写入命令要求对于相应至少一逻辑区块的至少一逻辑页面进行数据写入操作；判断该储存单元中是否存在具有所述多个区块种类定义中的一第一区块定义的一候选区块，其中依据该第一区块定义，该逻辑区块的该逻辑页面无法映射至该候选区块；若具有该第一区块定义的该候选区块存在，将该第一区块定义转换为所述区块种类定义中的一第二区块定义；以及将一数据储写入具有该第二区块定义的该候选区块中的一特定页面，且记录该逻辑区块的该逻辑页面与该候选区块的该特定页面的一映射关系。2.根据权利要求1所述的储存单元管理方法，其特征在于，该逻辑写入命令至少包括一映射目录编号、一区块偏移与一页面偏移，且该储存单元管理方法还包括下列步骤:依据该映射目录编号由多个区块映射表中定位至一特定区块映射表；依据该区块偏移由该特定区块映射表中定位一第一特定项目，其中该第一特定项目包括一映射模式设定与一区块信息；当该映射模式设定为一页面映射模式时，依据该区块信息由一页面映射区块表中定位一第二特定项目，且依据该第二特定项目由多个页面映射表中定位一特定页面映射表，其中该特定页面映射表对应于一采用该页面映射模式的逻辑区块；以及依据该映射关系更新该特定区块映射表或该页面映射表。3.根据权利要求2所述的储存单元管理方法，其特征在于，还包括下列步骤:依据该映射目录编号判断该特定区块映射表是否已经载入于一存储器中；以及若该特定区块映射表并未载入于该存储器中，由已经载入该存储器中的所述区块映射表中选择一候选区块映射表；以及将该特定区块映射表载入该存储器中以取代该候选区块映射表。4.根据权利要求2所述的储存单元管理方法，其特征在于，当该映射模式设定为一区块映射模式时，新增一空闲项目至该页面映射区块表。5.根据权利要求1所述的储存单元管理方法，其特征在于，还包括下列步骤:依据该映射关系将该逻辑写入命令转换为相应该储存单元的至少一实体写入命令；以及执行该实体写入命令，以将该数据写入至该储存单元中该候选区块中的该特定页面。6.根据权利要求1所述的储存单元管理方法，其特征在于，所述区块种类定义包括一数据区块定义、一连续区块定义、一奉献区块定义与一共享区块定义，其中，具有该数据区块定义的该实体区块是依据一区块映射模式储存数据，且该实体区块中的所有页面都已经被写入数据，具有该连续区块定义的该实体区块中从第一个页面开始的多个页面是依据该区块映射模式储存数据，且该实体区块中存在至少一个未写入数据的页面，具有该奉献区块定义的该实体区块中的数据皆是对应至一特定逻辑区块，从第一个页面开始的多个页面是依据该区块映射模式储存数据，且存在至少一页面并不依据该区块映射模式储存数据，具有该共享区块定义的该实体区块中的数据是依据一页面映射模式储存数据，且对应至至少二特定逻辑区块。7.根据权利要求6所述的储存单元管理方法，其特征在于，还包括下列步骤:判断该至少一逻辑页面是否包含该逻辑区块的第一个页面；若该至少一逻辑页面包含该逻辑区块的第一个页面，判断该储存单元中是否存在具有该连续区块定义的该候选区块；若该储存单元中存在具有该连续区块定义的该候选区块，将该候选区块由该连续区块定义转换为该奉献区块定义，以将该数据储存至具有奉献区块定义的该候选区块中的该特定页面中；以及若该储存单元中不存在具有该连续区块定义的该候选区块，配置一空闲区块为具有该连续区块定义的该候选区块，以将该数据储存至具有连续区块定义的该候选区块中的该特定页面中。8.根据权利要求7所述的储存单元管理方法，其特征在于，当该储存单元中不存在具有该连续区块定义的该候选区块时，该储存单元管理方法还包括下列步骤:判断该储存单元中是否存在具有该奉献区块定义的该候选区块；以及若该储存单元中存在具有该奉献区块定义的该候选区块，将该候选区块由该奉献区块定义转换为该共享区块定义。9.根据权利要求7所述的储存单元管理方法，其特征在于，当该储存单元中存在具有该连续区块定义的该候选区块，且将该候选区块由该连续区块定义转换为该奉献区块定义之后，该储存单元管理方法还包括下列步骤:判断具有该奉献区块定义的该候选区块是否已经满了；以及若具有该奉献区块定义的该候选区块已经满了，将该候选区块由该奉献区块定义转换为该共享区块定义，以将该数据储存至具有共享区块定义的其它候选区块中的该特定页面中。10.根据权利要求6所述的储存单元管理方法，其特征在于，更包括下列步骤:判断该至少一逻辑页面是否包含该逻辑区块的第一个页面；若该至少一逻辑页面不包含该逻辑区块的第一个页面，判断该储存单元中是否存在具有该连续区块定义的该候选区块；若该储存单元中不存在具有该连续区块定义的该候选区块，判断该储存单元中是否存在具有该奉献区块定义的该候选区块；若该储存单元中存在具有该奉献区块定义的该候选区块，直接将该数据储存至该候选区块中的该特定页面中；以及若该储存单元中不存在具有该奉献区块定义的该候选区块，将该数据储存至具有奉献区块定义的该储存单元中具有一共享区块定义的其它候选区块中的该特定页面中。11.根据权利要求10所述的储存单元管理方法，其特征在于，当该储存单元中存在具有该奉献区块定义的该候选区块时，该储存单元管理方法还包括下列步骤:判断具有该奉献区块定义的该候选区块是否已经满了；以及若具有该奉献区块定义的该候选区块已经满了，将该候选区块由该奉献区块定义转换为该共享区块定义，以将该数据储存至具有共享区块定义的其它候选区块中的该特定页面中。12.根据权利要求10所述的储存单元管理方法，其特征在于，当该储存单元中存在具有该连续区块定义的该候选区块时，该储存单元管理方法还包括下列步骤:判断该逻辑页面与具有该连续区块定义的该候选区块中具有数据的最后一页面是否相连续；若该逻辑页面与具有该连续区块定义的该候选区块中具有数据的最后一页面相连续，直接将该数据储存至具有连续区块定义的该候选区块中的该特定页面中；若该逻辑页面与具有该连续区块定义的该候选区块中具有数据的最后一页面并非相连续，判断该逻辑页面与具有该连续区块定义的该候选区块中具有数据的最后一页面的地址是否发生冲突；若该逻辑页面与具有该连续区块定义的该候选区块中具有数据的最后一页面的地址并未发生冲突，将该数据储存至具有共享区块定义的其它候选区块中的该特定页面中；以及若该逻辑页面与具有该连续区块定义的该候选区块中具有数据的最后一页面的地址发生冲突，将该候选区块由该连续区块定义转换为该奉献区块定义，以将该数据储存至具有奉献区块定义的该候选区块中的该特定页面中。13.根据权利要求12所述的储存单元管理方法，其特征在于，在将该数据储存至具有奉献区块定义的该候选区块中的该特定页面中的步骤之后，该储存单元管理方法还包括下列步骤:判断具有该奉献区块定义的该候选区块是否已经满了；以及若具有该奉献区块定义的该候选区块已经满了，将该候选区块由该奉献区块定义转换为该共享区块定义，以将该数据储存至具有共享区块定义的其它候选区块中的该特定页面中。...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋培军，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]