Flash存儲介質上的數據糾錯方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術實施例公開了一種Flash存儲介質上的數據糾錯方法和裝置，涉及數據存儲領域，用于提高Flash存儲介質上的數據的糾錯準確。本發明專利技術中，將用戶數據對應的元數據同時寫入物理主扇區和物理備份扇區，在讀取用戶數據時，將物理主扇區和物理備份扇區中的元數據進行自糾錯處理，使用自糾錯處理得到的元數據對用戶數據進行糾錯。采用本發明專利技術可以提高Flash存儲介質上的數據的糾錯準確率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及數據存儲領域，尤其涉及一種Flash存儲介質上的數據糾錯方法和裝置。
技術介紹
目前Flash芯片被廣泛應用在各類嵌入式設備中，一般用途包括存儲軟件版本、記錄運行日志等。由于Flash芯片的存儲介質長期、頻繁使用過程中存在一定的出錯概率，出錯表現為Flash芯片出現比特(bit)位翻轉，因此需要針對使用需求進行必要的保護。對于不同應用場景下的數據容錯方法也有差別，下面介紹三種方案:第一，對于存儲軟件版本并且有高可靠性要求的應用場景，現有方案大多直接在Flash芯片上存儲兩份軟件，通過算法流程來判斷使用哪個版本的軟件，流程如圖1所示。系統啟動后，對版本一的軟件進行有效性計算，根據計算結果判斷版本一的軟件是否可用，如果可用，則加載并運行版本一的軟件，否則，對版本二的軟件進行有效性計算，根據計算結果判斷版本二的軟件是否可用，如果可用，則加載并運行版本二的軟件，否則，本流程結束。其中，版本軟件的有效性判斷具體可以使用針對版本軟件的循環冗余校驗(Cyclic Redundancy Check, CRC)方法,這種方法是純粹的應用層保護機制。第二，對于簡單的日志存儲應用，由于Flash芯片的寫入、讀取操作非常頻繁，對Flash芯片的磨損程度較高，為了應對錯誤，現有的Flash芯片驅動程序一般都將Flash芯片劃分為若干個標準尺寸的物理單元，常見為512字節，將該物理單元稱為物理扇區(sector),針對存儲用戶數據的物理sector計算糾錯(Error Checking and Correcting,ECC)碼，將ECC碼保存在單獨的物理sector中。用戶寫入數據時計算ECC碼并保存到專用物理sector，用戶讀取數據時使用保存的ECC碼對需要讀取的數據進行ECC糾錯，將糾錯后的數據返回給用戶。寫入用戶數據的流程如圖2A所示，在需要寫入用戶數據時，根據用戶數據的大小分配物理sector,根據物理sector的大小計算ECC碼,將用戶數據寫入到分配的物理sector中，并將計算出的ECC碼寫入到專用sector中。讀取用戶數據的流程如圖2B所示，在需要讀取用戶數據時，從物理sector中讀取用戶數據，并從專用sector中讀取ECC碼，使用讀取到的ECC碼對讀取出的用戶數據進行ECC糾錯，并將糾錯后的用戶數據提交給用戶。第三，對于使用文件系統等復雜sector管理算法的應用場景，文件系統層面使用邏輯扇區(邏輯sector)編號，底層驅動層面使用物理扇區(物理sector)編號，為了實現良好的磨損均衡等算法，需要建立索引關系，當文件系統讀取指定的邏輯sector時，底層驅動軟件需要通過查表將邏輯sector所對應的物理sector地址計算出來,從而讀取數據，同時需要保存每個物理sector當前對應的邏輯sector編號以及使用狀態，便于系統重啟后恢復出邏輯sector和物理sector的對應關系,將保存物理sector所對應邏輯sector編號、物理sector狀態以及物理sector的ECC碼等信息的數據稱為元數據，而物理sector上需要保存的用戶傳入的數據稱為用戶數據。從圖3可以看出，每個用于存儲用戶數據的物理sector (I N)都有對應的元數據(I N)，元數據用于描述存儲用戶數據的物理sector的當前使用情況、對應的邏輯sector編號以及物理sector的ECC碼。其中元數據本身也要占用物理sector進行存儲。在系統啟動過程中，通過掃描物理sector上的元數據,從而能建立物理sector和邏輯sector的對應關系,在使用過程中,邏輯sector和物理sector的關系可以隨著數據存儲位置的變化不斷更新。在實現本專利技術的過程中，專利技術人發現現有技術中存在以下技術問題:現有的方案一要求用戶開發軟件流程參與選擇版本，對用戶不透明，完全由應用層保證數據正確性，增加用戶代碼復雜度，并且只能判錯不能糾錯?，F有方案二和方案三在元數據部分本質相同，只是方案三中由于包含更多元數據信息可以支持更加靈活的sector管理機制，但是它們在數據安全方案都存在嚴重缺陷:首先是對于關鍵的元數據本身沒有糾錯機制，當元數據出現錯誤后會造成數據混亂等嚴重后果，其次是ECC碼本身糾錯能力有限，每個物理sector的大小為512字節(byte )，只能糾錯有限的bit數，糾錯比例很低。
技術實現思路
本專利技術實施例提供一種Flash存儲介質上的數據糾錯方法和裝置，用于提高Flash存儲介質上的數據的糾錯準確率。一種Flash存儲介質上的數據糾錯方法，所述Flash存儲介質包含物理主扇區和物理備份扇區，每個物理主扇區對應一個物理備份扇區，該方法包括:為需要寫入的用戶數據分配物理主扇區，并確定所述用戶數據對應的元數據，該元數據包括對所述用戶數據進行糾錯時使用的數據；將所述用戶數據寫入分配的物理主扇區，將所述元數據寫入用于保存元數據的物理主扇區作為第一元數據、并將所述元數據寫入該物理主扇區對應的物理備份扇區作為第二元數據；從用于保存元數據的物理主扇區中讀取第一元數據，從該物理主扇區對應的物理備份扇區中讀取第二元數據；將讀取到的第一元數據和第二元數據進行自糾錯處理，得到第三元數據；從保存用戶數據的物理主扇區中讀取用戶數據，使用第三元數據對讀取到的用戶數據進行糾錯。一種包含Flash存儲介質的裝置，所述Flash存儲介質包含物理主扇區和物理備份扇區，每個物理主扇區對應一個物理備份扇區，該裝置還包括:數據寫入單元，用于為需要寫入的用戶數據分配物理主扇區，并確定所述用戶數據對應的元數據，該元數據包括對所述用戶數據進行糾錯時使用的數據；將所述用戶數據寫入分配的物理主扇區，將所述元數據寫入用于保存元數據的物理主扇區作為第一元數據、并將所述元數據寫入該物理主扇區對應的物理備份扇區作為第二元數據；數據讀取單元，用于從用于保存元數據的物理主扇區中讀取第一元數據，從該物理主扇區對應的物理備份扇區中讀取第二元數據；將讀取到的第一元數據和第二元數據進行自糾錯處理，得到第三元數據；從保存用戶數據的物理主扇區中讀取用戶數據，使用第三元數據對讀取到的用戶數據進行糾錯。本專利技術實施例提供的方案中，為需要寫入的用戶數據分配物理主扇區，并確定該用戶數據對應的元數據，該元數據包括對該用戶數據進行糾錯時使用的數據；將該用戶數據寫入分配的物理主扇區，將該元數據寫入用于保存元數據的物理主扇區作為第一元數據、并將所述元數據寫入該物理主扇區對應的物理備份扇區作為第二元數據；從用于保存元數據的物理主扇區中讀取第一元數據，從該物理主扇區對應的物理備份扇區中讀取第二元數據；將讀取到的第一元數據和第二元數據進行自糾錯處理，得到第三元數據；從保存用戶數據的物理主扇區中讀取用戶數據，使用第三元數據對讀取到的用戶數據進行糾錯。由于元數據也可能出現錯誤，因此本方案中通過將元數據同時寫入物理主扇區和物理備份扇區，在讀取用戶數據時，可以將物理主扇區和物理備份扇區中的元數據進行自糾錯處理，以盡量還原正確的元數據，再使用自糾錯處理后的元數據對讀取到的用戶數據進行糾錯，能夠盡量避免由于元數據錯誤導致用戶數據出錯的后果，從而提高了 Flash存儲介質上的數據的糾錯準確率。附圖說明圖1為現有技術中的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種Flash存儲介質上的數據糾錯方法，其特征在于，所述Flash存儲介質包含物理主扇區和物理備份扇區，每個物理主扇區對應一個物理備份扇區，該方法包括：為需要寫入的用戶數據分配物理主扇區，并確定所述用戶數據對應的元數據，該元數據包括對所述用戶數據進行糾錯時使用的數據；將所述用戶數據寫入分配的物理主扇區，將所述元數據寫入用于保存元數據的物理主扇區作為第一元數據、并將所述元數據寫入該物理主扇區對應的物理備份扇區作為第二元數據；從用于保存元數據的物理主扇區中讀取第一元數據，從該物理主扇區對應的物理備份扇區中讀取第二元數據；將讀取到的第一元數據和第二元數據進行自糾錯處理，得到第三元數據；從保存用戶數據的物理主扇區中讀取用戶數據，使用第三元數據對讀取到的用戶數據進行糾錯。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：笪禹，李俠，劉博強，賀鑫，
申請(專利權)人：大唐移動通信設備有限公司，
類型：發明
國別省市：