存储器坏区的数据备份方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于数据存储领域，具体涉及一种存储器坏区的数据备份方法及系统。
【背景技术】
[0002] 存储芯片(Memory)作为目前全球第一大半导体芯片，以DRAM与Nand-Flash为主要 存储芯片的市场销售规模占整个半导体销售规模的近SCF^Nand-Flash更是由于本身具备 的容量大，非易失性特点被广泛应用于SSD、MP3及手机等设备上。Nand-Flash从物理结构上 可以分为块(B1 ock，最小的擦除单元）、页(Page，最小的编程单元）、列(Column，最小的访问 单元)和物理单元(Cell)。根据物理单元的差异，技术应用比较成熟的Nand-Flash分为SLC (Single-Level Cell)/MLC(Multi_Level Cell)/TLC(Trinary_Level Cell)三大类。虽然 SLC读写速度快、寿命长，但价格较高，在实际应用中MLC和TLC更为常用。
[0003] MLC和TLC的物理单元大于lbit/Cell，在生产或者在擦写次数累加的过程中，会有 一定概率出现一个Cell物理损坏的情况，这种情况下，在访问接口上，TLC表现为一个 WordLine(受控于同一Ce 11的三个Page)同时坏掉，MLC表现为一个Pair Page(受控于同一 Cell的两个Page)同时坏掉，或者在一个Cell单元内操作互相干扰出错，出厂时则标记该 WordLine/Pair Page所在的块为坏，从而损失当前块上除了该WordLine/Pair Page以外的 其他Worline/Pair Page可用的容量。
[0004] 传统闪存转换层(Flash Translation Layer，简称FTL)受制于容量与数据稳定 性，较常见的做法是提取有固定规律出错的这类块独立管理使用，但WordLine/Pair Page 随机坏的块则无法兼容到，一旦这类随机坏的块较大概率出现，则整批容量达标优良率会 大幅下降。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的是提供一种提高存储器利用率的存储器坏区的数据备份方法。
[0006] 本发明的另一目的是提供一种提高存储器利用率的存储器坏区的数据备份系统。
[0007] 为实现上述的主要目的，本发明提供的存储器坏区的数据备份方法，包括分类步 骤，将存储器的物理块分为特殊模型块和普通模型块的步骤;映射转换步骤，特殊模型块和 普通模型块进行地址映射转换的步骤;数据保护步骤，将数据进行备份的步骤;其中，分类 步骤包括物理块分组步骤，物理块分组步骤将物理坏页相同的物理块分为一组;普通模型 块为物理块数最多的一组中的物理块，特殊模型块为剩余一组中的物理块;数据保护步骤 包括逻辑页映射表读入步骤以及物理页备份步骤，逻辑页映射表读入步骤包括根据特殊模 型块或普通模型块读入逻辑页映射表的步骤;物理页备份步骤包括根据逻辑页映射表备份 物理页的步骤。
[0008] 由上述方案可见，本发明的数据备份方法将存储器的物理块分为特殊模型块和普 通模型块，在物理块分组步骤中使物理坏页数多的物理页模型包含物理坏页数少的物理页 模型，从而使物理坏页数最多的物理页模型包含的物理页模型数最多，即物理块也最多，且 根据物理页模型将物理块分成不同的集合;再将每个集合中具有相同物理页模型的物理块 分成一组，一个物理块集合中有多个小组，把符合相同物理页模型的物理块数最多的一组 作为普通模型，其他小组作为特殊模型。本发明将随机出错物理块的剩余容量利用起来，提 高Nand-Flash的使用率。
[0009] -个优选的方案是，分类步骤还包括坏页登记步骤，坏页登记步骤在物理块分组 步骤前执行，坏页登记步骤登记物理块的物理坏页数。
[0010] 由上可见，扫描数据后筛选出每个物理块中可正常读写的物理页，并将其转换为 逻辑页，然后登记相应的物理块的物理坏页的编号和个数。
[0011] 一个优选的方案是，映射转换步骤采用内存和Nand-Flash混合存储的三级映射； 第一级映射为逻辑块属性映射，第二级映射为特殊模型块的存储地址映射，第三级映射为 逻辑页属性映射。
[0012] -个优选的方案是，第一级映射的逻辑块属性表储存在内存中，第二级映射的特 殊模型块的物理地址存储在内存中，第三级映射的特殊模型块的逻辑页映射表存储在 Nand-Flash中，普通模型块的逻辑页映射表存储在内存中。
[0013] 由上可见，逻辑块属性映射表和普通模型块的逻辑页映射表存储在内存中可以降 低对读写性能的影响，将特殊模型块对应的逻辑页映射表放入Nand-Flash中可以减少内存 消耗。
[0014] -个优选的方案是，数据保护步骤还包括校验步骤以及擦除步骤，校验步骤包括 根据一个ECC单元进行校验的步骤，擦除步骤包括擦除备份物理块的数据的步骤。
[0015] 由上可见，校验时如果完整读出一个逻辑页的数据校验会降低性能，基于逻辑页 特性，选择只校验一个ECC单元，从而可以减少对性能的影响。
[0016] 为实现上述的另一目的，本发明提供的存储器坏区的数据备份系统，包括分类模 块，用于将将存储器的物理块分为特殊模型块和普通模型块;映射转换模块，用于将特殊模 型块和普通模型块进行地址映射转换;数据保护模块，用于将数据进行备份;其中，分类模 块包括物理块分组模块，物理块分组模块将物理坏页相同的物理块分为一组;普通模型块 为物理块数最多的一组中的物理块，特殊模型块为剩余组中的物理块;数据保护模块包括 逻辑页映射表读入模块以及物理页备份模块，逻辑页映射表读入模块用于根据特殊模型块 或普通模型块读入逻辑页映射表;物理页备份模块用于根据逻辑页映射表备份物理页。
[0017] 由上述方案可见，由于利用了无规律出错物理页的物理块，这类物理块的数据错 误率相对于有规律出错物理页的物理块大，所以本发明通过分配备份物理块，对数据进行 完整性保护。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明存储器坏区的数据备份系统实施例的结构框图。
[0019] 图2是本发明存储器坏区的数据备份方法实施例的提取特殊模型的流程图。
[0020] 图3是本发明存储器坏区的数据备份方法实施例的物理块数和物理坏页数的关系 示意图。
[0021] 图4是本发明存储器坏区的数据备份方法实施例的物理块集合的分组示意图。
[0022] 图5是本发明存储器坏区的数据备份方法实施例的特殊模型和普通模型的地址映 射转换图。
[0023] 图6是本发明存储器坏区的数据备份方法实施例的特殊模型块集合的坏页映射示 意图。
[0024] 图7是本发明存储器坏区的数据备份方法实施例的一级映射图。
[0025] 图8是本发明存储器坏区的数据备份方法实施例的二级映射展开图。
[0026] 图9是本发明存储器坏区的数据备份方法实施例的备份方法流程图。
[0027] 图10是本发明图8备份方法流程图中逻辑页映射表读入的步骤流程图。
[0028] 图11是本发明图8备份方法流程图中物理页备份的步骤流程图。
[0029] 图12是本发明图8备份方法流程图中物理块校验的步骤流程图。
[0030] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0031] 参见图1，图1为本发明存储器坏区的数据备份系统的结构框图，本发明的数据备 份系统