专利名称：一种提高固态存储系统纠错码使用效率的方法
技术领域：
本发明属于存储器与计算机体系技术领域，特别是一种提高固态存储系统纠错码使用效率的方法。
背景技术：
作为唯一主流的固态非挥发数据储存技术，闪存已经成为了全球半导体产业体系中发展最为迅速的一环。2010年市场研究报告显示，闪存产品的市场已突破200亿美元。 虽然目前闪存主要用于消费性电子产品例如数字照相机和手机，以闪存作为存储介质的固态存储系统正在得到业界的广泛关注。使用闪存作为存储介质的固态存储系统比传统存储系统的速度可提高10至100倍。除了速度上的优势，由于完全没有机械结构，固态存储系统在抗震性能、发热功耗、使用噪音和体积重量方面都有着显著的优势。固态存储系统主要包含一个固态存储系统控制器和一个以上闪存芯片。浮栅金属氧化物半导体晶体管是闪存芯片的基本信息存储单元。浮栅金属氧化物半导体晶体管的阈值电压可以通过注射一定数量的电子进入浮栅而改变。因此，通过对浮栅内电子数目的精确控制，每个存储单元，即浮栅金属氧化物半导体晶体管，可储存多个比特信息。精确控制浮栅内电子数目的过程通常被称为编程。在每一个存储单元可以被编程之前，其浮栅内的所有电子必须被移走，从而使得其阈值电压被置为最低，这个过程被称为擦除。在对信息存储单元编程的过程中，业界通常使用一种渐进式的“编程-校验-再编程”的方法以实现对浮栅内电子数目的精确控制。重复的“编程/擦除”的操作会逐渐降低浮栅金属氧化物半导体晶体管的噪音容限，从而使得闪存芯片只有一定的“编程/擦除”次数限度，加上随着闪存制造工艺精度的不断提高，闪存器件的存储密度不断升高、价格不断下降，这样更加重了重复“编程/擦除”操作对于信息存储单元的副作用，使得闪存芯片的使用寿命和可靠性不断下降，由此固态存储系统控制器必须采用越来越强大而复杂的纠错码来应付不断下降的闪存信息存储单元可靠性，以保证整个固态存储系统的可靠性和使用寿命ο由于不可避免的闪存芯片生产过程中的制程变差、以及不同物理位置的页面所承受的不同的噪音强度，不同的存储页面会具有不同的噪音容限。在现有设计中，在对每一帧用户数据进行单独的纠错码编码后，直接储存于一个物理页面内。由于噪音容限在不同的存储页面内的变化，所使用的纠错码必须含有足够多的编码冗余、以实现足够强大的纠错能力从而能够容忍最差可能的存储页面噪音容限。所以，每一物理页面内必须相应包含足够多的冗余存储单元以储存编码冗余。显然，由于大多数的存储页面的噪音容限会远远好于最差可能的存储页面噪音容限，所使用的纠错码的纠错功能对于大多数的存储页面来说并没有完全发挥出来，导致了较低的纠错码使用效率，使得现行产品设计中纠错码的使用效率较低、没有充分利用纠错码的纠错功能来优化系统的可靠性和使用寿命
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种提高固态存储系统纠错码使用效率的方法，避免了现有的较低的纠错码使用效率的缺陷，非常有效地使得固态存储系统最充分地利用纠错码的纠错功能来优化系统的可靠性和使用寿命。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是—种提高固态存储系统纠错码使用效率的方法，首先当用户在写入数据时，固态存储系统控制器中的纠错码编码器依次对待写入数据的每一帧数据进行纠错码编码操作， 将所得的纠错码编码帧数据暂存入写缓存器中，此缓存器暂存预设帧数量的纠错码编码帧数据，然后固态存储系统控制器通过重新组合模块将此缓存器中预设帧数量的纠错码编码帧数据进行分割并重新组合以生成组合数据帧组，最后将组合数据帧组的每一个组合数据帧存入物理存储页面，当用户在读取数据时，固态存储系统控制器首先从相应物理存储页面内依次读取对应组合数据帧组中预设帧数量的组合数据帧并暂存读缓存器中，然后将此缓存器中预设帧数量的组合数据帧送入反向重新组合模块进行针对所述的分割并重新组合的逆操作以得到对应的预设帧数量的纠错码编码帧数据，最后固态存储系统控制器中的纠错码解码器对预设帧数量的纠错码编码帧数据的每一纠错码编码帧数据进行解码操作得到对应的数据。所述的将组合数据帧组的每一个组合数据帧存入物理存储页面的方式为，首先根据组合数据帧组的帧数量n，将现有能选择的物理存储页面按照噪音容限范围的大小顺序分成η组物理存储页面，每一组物理存储页面内的每一个物理存储页面的噪音容限在其组噪音容限范围内，从每一组物理存储页面中随机选取其内的一个物理存储页面，共随机选取出η个物理存储页面，并将组合数据帧组中的η帧组合数据按照一一对应的方式分别存储到随机选取出的η个物理存储页面内，η为大于等于2的自然数。该提高固态存储系统纠错码使用效率的方法，每一帧数据经过纠错码编码后会分散式地存储于不同物理存储页面内，所以不同页面所具有的不同的噪音容限会体现在不同的编码数据帧中，这样就会极大程度的缩小不同编码数据帧存储所面临的噪音容限之间的差别，因此纠错码的使用效率就会相应大幅度提高，使得固态存储系统可以避免了现有的较低的纠错码使用效率的缺陷，非常有效地使得固态存储系统最充分地利用纠错码的纠错功能来优化系统的可靠性和使用寿命。
附图为本发明的工作原理结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更详细的说明。如附图所示，提高固态存储系统纠错码使用效率的方法，首先当用户在写入数据时，固态存储系统控制器中的纠错码编码器依次对待写入数据的每一帧数据进行纠错码编码操作，将所得的纠错码编码帧数据暂存入写缓存器中，此缓存器暂存预设帧数量的纠错码编码帧数据，然后固态存储系统控制器通过重新组合模块将此缓存器中预设帧数量的纠错码编码帧数据进行分割并重新组合以生成组合数据帧组，最后将组合数据帧组的每一个组合数据帧存入物理存储页面，当用户在读取数据时，固态存储系统控制器首先从相应物理存储页面内依次读取对应组合数据帧组中预设帧数量的组合数据帧并暂存读缓存器中， 然后将此缓存器中预设帧数量的组合数据帧送入反向重新组合模块进行针对所述的分割并重新组合的逆操作以得到对应的预设帧数量的纠错码编码帧数据，最后固态存储系统控制器中的纠错码解码器对预设帧数量的纠错码编码帧数据的每一纠错码编码帧数据进行解码操作得到对应的数据。所述的将组合数据帧组的每一个组合数据帧存入物理存储页面的方式为，首先根据组合数据帧组的帧数量n，将现有能选择的物理存储页面按照噪音容限范围的大小顺序分成η组物理存储页面，每一组物理存储页面内的每一个物理存储页面的噪音容限在其组噪音容限范围内，从每一组物理存储页面中随机选取其内的一个物理存储页面，共随机选取出η个物理存储页面，并将组合数据帧组中的η帧组合数据按照一一对应的方式分别存储到随机选取出的η个物理存储页面内，η为大于等于2的自然数。
权利要求
1.一种提高固态存储系统纠错码使用效率的方法，其特征在于首先当用户在写入数据时，固态存储系统控制器中的纠错码编码器依次对待写入数据的每一帧数据进行纠错码编码操作，将所得的纠错码编码帧数据暂存入写缓存器中，此缓存器暂存预设帧数量的纠错码编码帧数据，然后固态存储系统控制器通过重新组合模块将此缓存器中预设帧数量的纠错码编码帧数据进行分割并重新组合以生成组合数据帧组，最后将组合数据帧组的每一个组合数据帧存入物理存储页面，当用户在读取数据时，固态存储系统控制器首先从相应物理存储页面内依次读取对应组合数据帧组中预设帧数量的组合数据帧并暂存读缓存器中，然后将此缓存器中预设帧数量的组合数据帧送入反向重新组合模块进行针对所述的分割并重新组合的逆操作以得到对应的预设帧数量的纠错码编码帧数据，最后固态存储系统控制器中的纠错码解码器对预设帧数量的纠错码编码帧数据的每一纠错码编码帧数据进行解码操作得到对应的数据。
2.根据权利要求1所述的提高固态存储系统纠错码使用效率的方法，其特征在于所述的将组合数据帧组的每一个组合数据帧存入物理存储页面的方式为，首先根据组合数据帧组的帧数量n，将现有能选择的物理存储页面按照噪音容限范围的大小顺序分成η组物理存储页面，每一组物理存储页面内的每一个物理存储页面的噪音容限在其组噪音容限范围内，从每一组物理存储页面中随机选取其内的一个物理存储页面，共随机选取出η个物理存储页面，并将组合数据帧组中的η帧组合数据按照一一对应的方式分别存储到随机选取出的η个物理存储页面内，η为大于等于2的自然数。
全文摘要
一种提高固态存储系统纠错码使用效率的方法，每一帧数据经过纠错码编码后会分散式地存储于不同物理存储页面内，所以不同页面所具有的不同的噪音容限会体现在不同的编码数据帧中，这样就会极大程度地缩小不同编码数据帧存储所面临的噪音容限之间的差别，因此纠错码的使用效率就会相应大幅度提高，使得固态存储系统可以避免了现有的较低的纠错码使用效率的缺陷，非常有效地使得固态存储系统最充分地利用纠错码的纠错功能来优化系统的可靠性和使用寿命。
文档编号G06F11/10GK102323901SQ201110214690
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者张岭, 张彤 申请人:张岭