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CN111443873A - 一种Nand Flash存储器的管理方法和装置 - Google Patents

一种Nand Flash存储器的管理方法和装置 Download PDF

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CN111443873A CN202010228838.1A CN202010228838A CN111443873A CN 111443873 A CN111443873 A CN 111443873A CN 202010228838 A CN202010228838 A CN 202010228838A CN 111443873 A CN111443873 A CN 111443873A
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China
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谢爱明
邓应如
汤奇龙
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Shenzhen Tianyue Innovation Technology Co ltd
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Shenzhen Tianyue Innovation Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及存储介质领域，公开了一种Nand Flash存储器的管理方法和装置。方法包括，获取存储区中入队指针指向的数据块位置，其中，储存区包括数据区和独立备份块，数据区包括至少一个数据块，入队指针指向数据区的起始数据块，出队指针指向数据区的结束数据块，独立备份块位于起始数据块之前；根据入队指针指向的数据块位置，将数据写入相应的数据块中；确认数据写入是否成功；如果数据写入成功，则分别将入队指针和出队指针向前移动一个数据块，由此能够保证数据的完整性和安全性。

Description

一种Nand Flash存储器的管理方法和装置
技术领域
本发明涉及存储介质领域，特别是涉及一种Nand Flash存储器的管理方法和装置。
背景技术
在设备应用中，需要保存大量的历史记录数据(包括充电账单、操作记录、告警记录等)，方便设备运营方进行数据核对和管理。
目前设备中存储器件类型主要是包括：E2prom和Nand flash；E2prom属于电可擦除器件，可进行反复快速编程，但是价格昂贵，容量小，不合适保存大量记录数据；Nandflash属于非易失闪存器件，每次编程都需要按照扇区进行擦除，然后才能编程，操作速度慢，但是价格低廉，容量大，目前广泛应用于设备的记录存储。
对于Nand flash的数据存储，具有在读写之前必须重新进行块擦除，才能进行写入的特性，就决定了会有数据丢失。
针对该问题传统的处理方式是在擦除之前，把块数据全部读出来，存入缓存中，等待该快擦除之后，进行写操作时，在从缓存写入块中，这样循环的进行块擦除，数据拷贝，很容易造成块损坏，而导致数据丢失，出现坏块，很容易导致数据丢失，具有极大的数据完整性和安全性风险。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种Nand Flash存储器的管理方法和装置，能够保证数据的完整性和安全性。
第一方面，本发明实施例提供了一种Nand Flash存储器的管理方法，所述方法包括：
获取存储区中入队指针指向的数据块位置，其中，所述储存区包括数据区和独立备份块，所述数据区包括至少一个数据块，所述入队指针指向所述数据区的起始数据块，出队指针指向所述数据区的结束数据块，所述独立备份块位于所述起始数据块之前；
根据所述入队指针指向的数据块位置，将数据写入相应的数据块中；
确认数据写入是否成功；
如果数据写入成功，则分别将所述入队指针和所述出队指针向前移动一个数据块。
在一些实施例中，所述确定数据写入是否成功，包括：
读取所述数据块中的数据；
若读取的数据和写入的数据一致，则确定数据写入成功；
若读取的数据和写入的数据不同，则确定数据写入失败。
在一些实施例中，所述方法还包括：
如果数据写入失败，则将所述入队指针向前移动一个数据块。
在一些实施例中，所述所述如果数据写入失败，所述方法还包括：
获取数据写入失败的所述数据块的地址信息；
将所述地址信息写入坏块检测表中，并更新所述坏块检测表。
在一些实施例中，所述方法还包括：
利用所述入队指针查询所述数据区中最新写入的数据。
在一些实施例中，所述方法还包括：
利用所述出队指针查询所述数据区中最早写入的数据。
在一些实施例中，所述方法还包括：
预先建立入队指针和出队指针，所述入队指针和所述出队指针用于查询管理；
预先建立坏块检测表，所述坏块检测表用于作为坏块的检查记录表。
第二方面，本发明实施例还提供了一种Nand Flash存储器的管理装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取存储区中入队指针指向的数据块位置，其中，所述储存区包括数据区和独立备份块，所述数据区包括至少一个数据块，所述入队指针指向所述数据区的起始数据块，出队指针指向所述数据区的结束数据块，所述独立备份块位于所述起始数据块之前；
写入模块，用于根据所述入队指针指向的数据块位置，将数据写入相应的数据块中；
确定模块，用于确认数据写入是否成功；
移动模块，用于如果数据写入成功，则分别将所述入队指针和所述出队指针向前移动一个数据块。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述Nand Flash存储器的管理方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被处理器所执行时，使所述处理器执行上述Nand Flash存储器的管理方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中的Nand Flash存储器的管理方法和装置，通过将Nand Flash存储器划分为数据区和独立数据区,数据区包括至少一个数据块，独立数据区包括至少一个独立备份块,通过将众多连续的数据块作为一个块队列，获取存储区中入队指针指向的数据块位置，并根据所述入队指针指向的数据块位置，将数据写入相应的数据块中，接着判断数据写入是否成功，如果数据写入成功，则分别将所述入队指针和所述出队指针向前移动一个数据块，等待下一次数据写入，由于每个数据块都是按照队列模式进行循环擦除，读写，所以数据块擦除次数均等，使得Nand Flash存储器单个坏块几率更小,由此能够保证数据的完整性和安全性。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明一个实施例中Nand Flash存储器的管理方法的流程示意图；
图2是本发明一个实施例中数据区和独立数据区的结构示意图；
图3是本发明一个实施例中确定数据是否写入成功的流程示意图；
图4是本发明一个实施例中数据写入失败的结构示意图；
图5是本发明一个实施例中将地址信息写入坏块检测表中的结构示意图；
图6是本发明一个实施例中进行数据查找的结构示意图；
图7是本发明一个实施例中Nand Flash存储器的管理装置的结构示意图；
图8是本发明一个实施例中电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。再者，本发明所采用的“第一”、“第二”、“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
如图1所示，本发明实施例提供了一种Nand Flash存储器的管理方法，所述方法包括：
步骤102，获取存储区中入队指针指向的数据块位置，其中，所述储存区包括数据区和独立备份块，所述数据区包括至少一个数据块，所述入队指针指向所述数据区的起始数据块，出队指针指向所述数据区的结束数据块，所述独立备份块位于所述起始数据块之前。
在本发明实施例中，Nand Flash存储器都是按照数据块来进行管理的，因此预先将Nand Flash存储器划分为数据区和独立数据区，如图2所示，数据区包括至少一个数据块，独立数据区包括至少一个独立备份块，数据块用于存储数据，独立备份块用作备份，可将众多连续的数据块作为一个块队列，每个数据块都是按照队列模式进行循环擦除，读写，所以数据块擦除次数均等，使得Nand Flash存储器单个坏块几率更小，有效的延长了NandFlash存储器的使用寿命。可以理解的是，在其他一些实施例中，本发明除了采用循环队列方式之外，还可以采用链表数据结构的队列方式。
由于本发明实施例采用队列循环存储的机制进行数据存储，因此，需要使用两个指针，分别为入队指针和出队指针，其中，入队指针指向数据区的起始数据块，出队指针指向数据区的结束数据块，而独立备份块位于起始数据块之前，数据区间在入队指针和出队指针之前不断的动态调整，始终保持数据的完整性。
步骤104，根据所述入队指针指向的数据块位置，将数据写入相应的数据块中。
具体地，在进行数据写入之前，首先对存储区中入队指针指向的数据块进行擦除操作，然后再根据入队指针指向的数据块位置，将数据写相应的数据块中。需要说明的是，为了使Nand Flash存储器得到充分的利用，每次写入数据时，写入数据的大小与数据块大小尽量相同。
步骤106，确认数据写入是否成功。
具体地，当数据全部写入相应的数据块之后，为了确保数据的完整性，需要确定写入的数据是否正确，即确定数据写入是否成功。
步骤108，如果数据写入成功，则分别将所述入队指针和所述出队指针向前移动一个数据块。
具体地，如果数据写入成功，入队指针则自动跳到下一个数据块，等待下一次的数据写入操作，同时，出队指针也向前移动一个数据块，由此可避免循环擦除数据块的操作，降低坏块的风险，从而延长Nand Flash存储器的使用寿命。
在本发明实施例中，通过将Nand Flash存储器划分为数据区和独立数据区,数据区包括至少一个数据块，独立数据区包括至少一个独立备份块,将众多连续的数据块作为一个块队列，获取存储区中入队指针指向的数据块位置，并根据所述入队指针指向的数据块位置，将数据写入相应的数据块中，接着判断数据写入是否成功，如果数据写入成功，则分别将所述入队指针和所述出队指针向前移动一个数据块，等待下一次数据写入，由于每个数据块都是按照队列模式进行循环擦除，读写，所以数据块擦除次数均等，使得NandFlash存储器单个坏块几率更小,由此能够保证数据的完整性和安全性。
在一些实施例中，如图3所示，所述确定数据写入是否成功，包括：
步骤302，读取所述数据块中的数据。
具体地，当数据全部写入相应的数据块之后，再从数据块中读取该数据。
步骤304，若读取的数据和写入的数据一致，则确定数据写入成功。
具体地，将读取到的数据与写入的数据进行比对，如果读取的数据和写入的数据一致，则说明数据正确，即数据写入成功。
步骤306，若读取的数据和写入的数据不同，则确定数据写入失败。
具体地，将读取到的数据与写入的数据进行比对，如果读取到的数据和写入的数据不同，即数据写入失败，说明该数据块损坏，则停止向该数据块中写入数据。
在一些实施例中，所述方法还包括：如果数据写入失败，则将所述入队指针向前移动一个数据块。
具体地，如图4所示，如果数据写入失败，入队指针则自动跳到下一个数据块，即入队指针向前移动一个数据块。进一步的，将入队指针作为参数输入到坏块检测表中，检查入队指针指向的数据块是否损坏，如果损坏，则自动向后增加一个连续的独立块，用来补充坏块的空间，同时，入队指针自动跳到下一个数据块，出队指针向前移动一个数据块。通过坏块检测机制，即使出现了坏的数据块，通过增加独立块的方式，不会出现因为坏块而导致数据的丢失和错误，由此可保证数据的完整性和安全性。
在一些实施例中，所述如果数据写入失败，除了将所述入队指针向前移动一个数据块之外，所述方法还包括：获取数据写入失败的所述数据块的地址信息，将所述地址信息写入坏块检测表中，并更新所述坏块检测表。
示例性的，如图5所示，将数据写入数据块8中，如果数据写入失败，则获取数据块8的地址信息，接着将数据块8的地址信息写入到坏块检测表中，同时更新坏块检测表。
在一些实施例中，所述方法还包括：利用所述入队指针查询所述数据区中最新写入的数据，利用所述出队指针查询所述数据区中最早写入的数据。
具体地，如图6所示，在进行数据查找时，通过双指针即可高效的进行数据查找。如果要查找最新的数据，则通过将入队指针作为参数在数据区中查找最新的数据块，进而得到最新写入的数据，同理，若要查找最早写入的数据，则通过将出队指针作为参数在数据区中查找最旧的数据块，从而得到最早写入的数据。
在一些实施例中，所述方法还包括：预先建立入队指针和出队指针，所述入队指针和所述出队指针用于查询管理；预先建立坏块检测表，所述坏块检测表用于作为坏块的检查记录表。
相应的，本发明实施例还提供了一种Nand Flash存储器的管理装置，如图7所示，所述装置700包括：
获取模块702，用于获取存储区中入队指针指向的数据块位置，其中，所述储存区包括数据区和独立备份块，所述数据区包括至少一个数据块，所述入队指针指向所述数据区的起始数据块，出队指针指向所述数据区的结束数据块，所述独立备份块位于所述起始数据块之前；
写入模块704，用于根据所述入队指针指向的数据块位置，将数据写入相应的数据块中；
确定模块706，用于确认数据写入是否成功；
移动模块708，用于如果数据写入成功，则分别将所述入队指针和所述出队指针向前移动一个数据块。
本发明实施例提供的Nand Flash存储器的管理装置，通过获取模块获取存储区中入队指针指向的数据块位置，然后通过写入模块根据所述入队指针指向的数据块位置，将数据写入相应的数据块中，接着通过确定模块确定数据写入是否成功，如果数据写入成功，则通过移动模块分别将入队指针和出队指针向前移动一个数据块，由此能够保证数据的安全性和完整性。
可选的，在装置的其他实施例中，如图7所示，所述装置700还包括：
查询模块710，用于利用所述入队指针查询所述数据区中最新写入的数据；
利用所述出队指针查询所述数据区中最早写入的数据。
可选的，在装置的其他实施例中，如图7所示，所述装置700还包括：
建立模块712，用于预先建立入队指针和出队指针，所述入队指针和所述出队指针用于查询管理；
预先建立坏块检测表，所述坏块检测表用于作为坏块的检查记录表。
可选的，在装置的其他实施例中，获取模块702具体用于：
获取数据写入失败的所述数据块的地址信息。
可选的，在装置的其他实施例中，写入模块704具体用于：
将所述地址信息写入坏块检测表中，并更新所述坏块检测表。
可选的，在装置的其他实施例中，确定模块706具体用于：
读取所述数据块中的数据；
若读取的数据和写入的数据一致，则确定数据写入成功；
若读取的数据和写入的数据不同，则确定数据写入失败。
可选的，在装置的其他实施例中，移动模块708具体用于：
如果数据写入失败，则将所述入队指针向前移动一个数据块。
需要说明的是，上述Nand Flash存储器的管理装置可执行本发明实施例所提供的Nand Flash存储器的管理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，未在NandFlash存储器的管理装置实施例中详尽描述的技术细节，可参考本发明实施例提供的NandFlash存储器的管理方法。
图8是本发明实施例提供的电子设备的硬件结构示意图，如图8所示，该电子设备800包括：
一个或多个处理器802以及存储器804，图8中以一个处理器802为例。
处理器802和存储器804可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
存储器804作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的Nand Flash存储器的管理方法对应的程序指令/模块(例如，附图7所示的获取模块702、写入模块704、确定模块706、移动模块708、查询模块710和建立模块712)。处理器802通过运行存储在存储器804中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的Nand Flash存储器的管理方法。
存储器804可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据Nand Flash存储器的管理装置使用所创建的数据等。此外，存储器804可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器804可选包括相对于处理器802远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至Nand Flash存储器的管理的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器804中，当被所述一个或者多个电子设备800执行时，执行上述任意方法实施例中的Nand Flash存储器的管理方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤102至步骤108、图3中的方法步骤302至步骤306；实现图7中的模块702至712的功能。
本发明实施例中的电子设备以多种形式存在，包括但不限于：
(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。
(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。
(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如iPod)，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种Nand Flash存储器的管理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取存储区中入队指针指向的数据块位置，其中，所述储存区包括数据区和独立备份块，所述数据区包括至少一个数据块，所述入队指针指向所述数据区的起始数据块，出队指针指向所述数据区的结束数据块，所述独立备份块位于所述起始数据块之前；
根据所述入队指针指向的数据块位置，将数据写入相应的数据块中；
确认数据写入是否成功；
如果数据写入成功，则分别将所述入队指针和所述出队指针向前移动一个数据块。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定数据写入是否成功，包括：
读取所述数据块中的数据；
若读取的数据和写入的数据一致，则确定数据写入成功；
若读取的数据和写入的数据不同，则确定数据写入失败。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果数据写入失败，则将所述入队指针向前移动一个数据块。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述如果数据写入失败，所述方法还包括：
获取数据写入失败的所述数据块的地址信息；
将所述地址信息写入坏块检测表中，并更新所述坏块检测表。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用所述入队指针查询所述数据区中最新写入的数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用所述出队指针查询所述数据区中最早写入的数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
预先建立入队指针和出队指针，所述入队指针和所述出队指针用于查询管理；
预先建立坏块检测表，所述坏块检测表用于作为坏块的检查记录表。
8.一种Nand Flash存储器的管理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取存储区中入队指针指向的数据块位置，其中，所述储存区包括数据区和独立备份块，所述数据区包括至少一个数据块，所述入队指针指向所述数据区的起始数据块，出队指针指向所述数据区的结束数据块，所述独立备份块位于所述起始数据块之前；
写入模块，用于根据所述入队指针指向的数据块位置，将数据写入相应的数据块中；
确定模块，用于确认数据写入是否成功；
移动模块，用于如果数据写入成功，则分别将所述入队指针和所述出队指针向前移动一个数据块。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被处理器所执行时，使所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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