[发明专利]用于NAND Flash主控芯片的Greedy垃圾回收系统

说明书

本发明属于芯片技术领域，具体涉及一种用于NAND Flash主控芯片的Greedy垃圾回收系统。与现有技术相比较，本发明提供一种可靠性高、实现简单、回收效率高的垃圾回收系统，并嵌入到NAND Flash的主控芯片中。嵌入了本发明设计的高可靠、高效率垃圾回收系统的主控芯片相比于一般的采用Greedy回收策略的垃圾回收模块具有在保证高可靠性的前提下能极大提升工作效率的优点。

技术领域

本发明属于芯片技术领域，具体涉及一种用于NAND Flash主控芯片的Greedy垃圾回收系统。

背景技术

随着计算机技术的发展，以闪存为存储介质的固态存储设备以其优良的性能逐渐取代了传统的机械存储设备。闪存主要分为两大类，NOR Flash和NAND Flash，NOR Flash适合存储系统中的关键性代码，而NAND Flash与之相比具有容量大、成本低、能耗小、擦除时间短等特点，更适用于存储用户数据。因此，NAND Flash被广泛应用于数码产品和嵌入式的开发。

NAND Flash颗粒不同于传统的机械硬盘可以直接被主机识别使用，需要闪存主控芯片对物理地址和逻辑地址进行一些列的映射操作才能实现数据的读取。同时由于自身存在的物理特性，闪存采用异地更新的存储策略和先擦后写的操作方式，并且闪存块具有一定的擦除次数上限，因此NAND Flash主控芯片还需要加入损耗均衡模块、垃圾回收模块和坏块管理模块来提升存储设备的使用性能。

垃圾回收模块作为闪存主控芯片中保障闪存芯片正常运行和提升性能的关键处理模块之一，目前国外已经有许多值得借鉴的研究成果，其中可靠性及执行效率最高的是采用了贪心选择机制的Greedy垃圾回收方式，操作简单，容易实现，是早期的经典算法。但是，随着闪存设备容量和闪存块数量的增加，这种垃圾回收方式在执行的过程中因其自身机制而导致时间开销也在不断增加。

目前，追求高可靠、高执行效率的NAND Flash存储设备通常需要性能更稳定的主控芯片。在追求主控芯片的工作效率和可靠性、稳定性的工作环境下，Greedy垃圾回收方式是此类芯片中垃圾回收模块惯用的的回收策略。

嵌有Greedy垃圾回收模块的主控芯片在闪存容量小、闪存块少时回收效率高，但是随着大数据的发展，目前大多闪存设备都需要有相当大的存储空间，也就是说闪存块的数量会非常多，这就会导致垃圾回收模块因其检索机制和触发机制问题使得主控芯片的性能大大降低。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种可靠性高、实现简单、回收效率高的垃圾回收系统。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于NAND Flash主控芯片的Greedy垃圾回收系统，所述Greedy垃圾回收系统包括：存储空间监测模块4、目标筛选模块2、写入地址监测模块1、回收模块3；

所述存储空间监测模块4包括：数据信息维护单元9、存储空间判定单元10；

所述目标筛选模块2包括：分组单元5、局部检索单元6；

所述回收模块3包括：数据迁移单元7、擦除单元8；

其中，

所述存储空间监测模块4的数据信息维护单元9用于在上电后维护一个记录表格，该记录表格用于记录闪存块的擦除次数，在每次擦除操作后更新相应的数据；

所述写入地址监测模块1用于监控闪存存储设备工作时数据写入Flash颗粒的写入地址，当判定写入地址为某一闪存块的末地址时向目标筛选模块2发出触发信号；

所述目标筛选模块2用于接收上电信息，由分组单元5将用户可用闪存块以相同的方式进行均匀分组，并标记组号Group ID和闪存块在组内的IDBlock ID；