[发明专利]一种建立逻辑块与物理块映射关系的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，特别涉及一种建立逻辑块与物理块映射关系的方法及系统。

背景技术

NAND是目前阶段性能较出色的一种闪存方案，其特点是功耗低、重量轻、读写性能好；目前广泛的应用于闪存盘和存储卡。NAND芯片作为存储介质包含了多个物理块，每个物理块又包含多个物理页。因为NAND芯片的物理块与物理页的擦写次数都是有限的，由此而衍生的写平衡算法成为了延长NAND芯片使用寿命的重要技术手段。而写平衡算法通常都基于文件系统中虚拟层面的逻辑块或扇区与NAND芯片实际的物理块或物理页的映射关系来展开。

在申请号为201010229936.3的专利中，公开了一种NAND写平衡处理方法；大体思路如下：该方法中一个逻辑块对应两个物理块；所述的物理块中，一个与逻辑块一一映射，另一个与逻辑块随机映射。与逻辑块一一映射的物理块被称为数据块，与逻辑块随机映射的物理块被称为缓冲块；数据在写入时首先写入到缓冲块中，写入完成后通过一定的机制将旧数据块中各页数据及缓冲块中随机映射的各页数据按照一一映射的规则整合写入到一个新的数据块。

所述物理块包括多个物理页，所述逻辑块包括多个扇区，一般而言一个物理块中的物理页数量等于一个逻辑块中的扇区数量，每个物理页均对应着一个扇区。数据块中各个物理页保存的数据即是逻辑块各扇区呈现的数据，数据块与逻辑块之间的一一映射关系可以描述为：每个物理页按照顺序对应一个扇区的映射。一一映射一般意味着某个写入过程已经完结，也可以认为一一映射是逻辑块稳定状态下的一种映射关系。

一般而言对于按照一一映射记录数据的物理块而言，其首个物理页必然对应逻辑块的首个扇区。但实际上，在文件系统中逻辑块未必每个扇区均有数据呈现，可能出现某些扇区空白的情况。如果一个扇区空白，那么其对应的物理页也必然是空白的。但是矛盾在于，逻辑块的首个扇区空白将造成物理块的首个物理页空白，在NAND芯片当中，对于物理块的管理均以物理块的首个物理页为准，物理块的首个物理页空白在NAND中属于异常状况。所以在逻辑块首次通过与物理块建立一一映射而呈现数据的时候，如果其首个扇区空白，则必将产生一个无效的物理块作为数据块。

在现有技术中，解决这种异常状况主要有两种方式：

一为，人为的填补物理块的首个物理页，并使其对应逻辑块的首个扇区。另一为，额外选取一个空白物理块作为新物理块，并将新物理块的首个物理页对应逻辑块的首个扇区，再将之前产生的无效数据块其他物理页中的数据整理至新物理块中。

但是，上述两种方法均增加了额外的写入操作，使得逻辑块与物理块建立一一映射的过程相对繁琐，而且多余的写入操作缩短了NAND芯片的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种建立逻辑块与物理块映射关系的方法及系统，在逻辑块首扇区空白的情况下，实现不进行额外写入操作的同时完成逻辑块与物理块有效的一一映射。

为实现上述目的，有如下技术方案：

一种建立逻辑块与物理块映射关系的方法，物理块包括多个物理页，所述逻辑块包括多个扇区，且一个物理块包括的物理页的数量与一个逻辑块包括的扇区的数量均为正整数n；所述方法包括以下步骤：

查找出逻辑块中首个非空白的扇区为第k扇区；将第k扇区对应物理块的第0物理页；

根据第k扇区的逻辑块内扇区编号k的数值得到映射公式；

根据所述映射公式将逻辑块中第k扇区以外的其他各扇区对应到物理块中相应的物理页上；

k为小于n的非负整数。

所述根据第k扇区的逻辑块内扇区编号k的数值得到映射公式具体为：

按照线性映射的规则设定映射公式。

所述映射公式具体为：

当第k扇区对应第0物理页且k≠0，则对于第k扇区以外的第x扇区，对应的物理页在物理块中的编号y根据下列公式计算得到；

当k＜x＜n，则y=x-k；

当0≤x＜k，则y=x+n-k；

x、y均为小于n的非负整数。

所述映射公式具体为：

当第k扇区对应第0物理页且k=0，则对于第k扇区以外的第x扇区，对应的物理页在物理块中的编号y根据下列公式计算得到；

y=x；

x、y均为小于n的非负整数。

所述根据所述映射公式将逻辑块中第k扇区以外的其他各扇区对应到物理块中相应的物理页上具体为：

将第k扇区以外任意扇区的逻辑块内扇区编号代入映射公式，计算出该扇区对应的物理页在物理块中的编号；