[发明专利]闪存数据的管理方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及闪存领域，特别是涉及一种闪存数据的管理方法和系统。

背景技术

闪存在日常生活中应用越来越普遍，其写入、擦除速度成为衡量闪存性能的重要指标，提高闪存的写擦除速度将大大提高数据处理效率，有利于扩展闪存的应用。

闪存的物理构成为：每个封装片内包含一个或多个晶粒；每个晶粒中包含多个块；每个块中包含多个页；每个页中一般被用户划分成一个或多个扇区。块是闪存中的最小擦除单位，页是最小写入单位。物理上，闪存是以页为单位管理的，而逻辑上则是以扇区为单位管理，一个页以一个或多个扇区为一组，分组存放在闪存芯片中。

闪存的文件系统可为FAT（File Allocation Table，文件配置表）文件系统，如SD卡、micro SD卡等均为FAT文件系统。FAT文件系统分为FAT区域、目录区域、数据区域。

FAT区域存储FAT表（文件分配表）即链接表。链接表是指每个文件在闪存中存储器分布的每个簇的地址关系，它是分区信息的映射表，用于指示簇如何进行存储。簇是指由多个扇区合为一个簇，文件存取是以簇为单位。

目录区域是在根目录中存储文件和目录信息的目录表，目录表里面保存每个文件或目录使用的条目。每个条目记录名字、扩展名、属性（档案、目录、隐藏、只读、系统和卷）、创建的日期和时间、文件/目录数据第一个簇的地址，最后是文件/目录的大小等信息。

数据区域是实际的文件和目录数据存储的区域。

当要存储文件时，操作系统首先在目录区域中找到空区写入文件名、大小和创建时间等相应信息，然后在数据区域找到闲置空间将文件保存，并将数据区的第一个簇写入目录区，同时将文件的链接表存储在FAT区。

由于闪存的上述特性，删除闪存中某文件的数据，并不是在闪存物理块上直接将该文件数据删除，而是将该文件目录名的第一个字节变更为E5h（该标记是表示该数据是无效数据），之后在FAT分配表中删除该文件的链表，数据本身并没有被清除。

此时用户查看闪存中的数据时，被删除的上述文件数据是显示为已经被删除，但此文件数据实际上还存在闪存的物理块中，并未删除，是因为在闪存FAT区中，该文件数据的相关链表信息被删除，目录项标示为无效，从而被操作系统认为是无效数据，不显示给用户。

传统的写数据的步骤为：操作系统将待写数据写入到闪存内某块时，当某块（此块称为被交换块）内有部分页的数据是有效的，有部分页的数据是无效时，这时需要找一个交换块将被交换块内的所有数据搬移到交换块内，之后再将待写数据写到被交换块内相应的页。

在此过程中，由于已删除的数据一直存在闪存内，对操作系统来说，这些数据是被删除的无效数据，然而闪存存储器的主控却不能识别其内存储的数据哪些已经被用户删除，是无效数据，哪些是有效数据。故在搬移数据的时候，主控仍然将所有数据（包括无效数据和有效数据）进行搬移，从而导致整个过程非常耗时，影响数据的写入效率。

发明内容

基于此，有必要针对传统的数据写入效率低问题，提供一种能提高数据写入效率的闪存数据的管理方法。

此外，还有必要针对传统的数据写入效率低问题，提供一种能提高数据写入效率的闪存数据的管理系统。

一种闪存数据的管理方法，包括如下步骤：

向文件系统类型为FAT文件系统的闪存内写入待写数据时，在闪存内获取交换块；

判断待写逻辑页及所述待写逻辑页所在的逻辑块所对应的物理页和对应的物理块内的数据是否为有效数据，若为有效数据，则将所述有效数据搬移到所述交换块，若为无效数据，则对所述无效数据不进行搬移；

将待写数据写入到所述交换块，更新逻辑块和物理块、逻辑页和物理页的映射关系。

在其中一个实施例中，所述判断待写逻辑页及所述待写逻辑页所在的逻辑块所对应的物理页和对应的物理块内的数据是否为有效数据的步骤包括：

获取待写逻辑页及所述待写逻辑页所在的逻辑块所对应的物理页和对应的物理块内的数据相应的簇号在FAT表中的位置，读取所述簇号对应的FAT表项的内容；

内容为预定标识的FAT表项所对应的物理页和物理块内的数据为无效数据，内容不为预定标识的FAT表项所对应的物理页和物理块内的数据为有效数据。

在其中一个实施例中，所述预定标识为0。

在其中一个实施例中，所述待写逻辑页所在的逻辑块所对应的物理块为被交换块；

所述闪存数据的管理方法还包括步骤：

擦除所述被交换块以及内容为预定标识的FAT表项所对应的物理页内的数据。