专利名称：一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种Nandflash存储系统，尤其涉及一种采用三级地址查找表的 Nandflash存储系统。
背景技术：
Nandflash技术在最近几年里得到了突飞猛进的发展，由1位/单元的SLC(Single Level Cell，单层式存储)技术发展到2位/单元甚至3位/单元的MLC(Multi Level Cell, 多层式存储)技术，同时Nandflash的生产工艺也不断进步。随着技术的发展和应用的需求，Nandflash的容量不断增大，单位容量的成本也大幅降低，应用Nandflash的领域也越来越多。随着Nandflash存储系统容量的增大，存储系统里存放逻辑地址到物理地址映射关系的地址映射表也随之增大。当前通常采用的方法是将地址映射表存放在Nandflash 里。但是将地址映射表存放在Nandflash中，会降低Nandflash存储系统地址映射的效率， 进而降低存储系统的读写速度，尤其是随即读写的速度。基于上述问题，如何通过提高Nandflash存储器地址映射的效率来提高多通道 Nandflash存储系统的读写性能成为本发明要解决的技术问题。
发明内容
本发明目的提供一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统，采用三级地址查找表的方式实现地址映射功能，提高地址映射效率，从而提高Nandflash存储系统的性能。一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统，包含微控制器、系统接口控制器、系统存储器访问仲裁逻辑单元、系统存储器、非易失性存储器、Nandflash控制器以及 Nandflash 存储器。微控制器，存储系统的主控制单元，采用嵌入式处理器，其上运行固件，用于实现整个系统的控制；系统接口控制器，用于以某种协议(例如IDE、USB、SATA和PCIE等)和主控端进行数据传输；系统存储器访问仲裁逻辑单元，用于仲裁微控制器、系统接口控制器和Nandflash 控制器对系统存储器的访问请求；系统存储器，用于暂存系统端和Nandflash控制器间传输的数据，也用于存放当前数据读写所使用的地址映射表；非易失性存储器，用于在系统断电时存放地址映射表查找表在Nandflash存储器中的存放地址；Nandflash控制器，用于控制和Nandflash阵列之间的数据传输；Nandflash存储器，用于存储用户数据、地址映射表等；
微控制器采用嵌入式处理器，其上运行固件。固件主要有两部分功能一是将主控端的数据传输协议转成对Nandflash存储系统的操作；二是实现Nandflash系统的闪存传输层(FTL)控制，FTL控制包括地址映射、垃圾块回收、损耗均衡、坏块管理等。系统第一次写某个逻辑地址时，构建地址映射表，并存放于系统存储器中。当系统存储器用于存放地址映射表的空间用完时，地址映射表写入Nandflash存储器，同时构建存放于Nandflash存储器的地址映射表查找表。地址映射表查找表在系统工作期间始终存放于系统存储器中，直到系统停止工作。系统停止工作时，系统将地址映射表查找表写入Nandflash存储器中，将地址映射表查找表在Nandflash中的存放地址写入非易失性存储器。系统读、写操作中，首先查看所需的地址映射表是否在系统存储器中，若在，从系统存储器中直接读取地址映射表进行逻辑地址到物理地址的地址映射；若不在，从 Nandflash存储器中读取一页地址映射表，并将其存放于系统存储器中，再从系统存储器中读取地址映射表进行逻辑地址到物理地址的地址映射。本发明Nandflash存储系统进行通讯的主控端为SATA (Serial Advanced Technology Attachment,串行高级技术接口)、USB、PCIE(Pedpherd Component Interconnect express,PCI 插槽)或PATA(Parallel advanced technology attachment, PATA 接口)。本发明提供的系统采用三级地址查找表的方式，第一级地址查找表存放于非易失性存储器中，存放地址映射表查找表的起始地址；第二级地址查找表存放于系统存储器或Nandflash存储器中，存放地址映射表查找表；第三级地址查找表存放于系统存储器或 Nandflash存储器中，为逻辑地址到物理地址的地址映射表。本发明中由于系统存储器中始终存放部分地址查找表，可减少系统从Nandflash 存储器中读取地址查找表的次数，有效提高系统地址映射的效率，从而提高Nandflash存储系统的读写性能。
图1本发明提供的采用三级地址查找表的Nandflash存储系统结构图具体实施方案以下结合附图对本发明提出的内容进行详细的描述。图1为采用三级地址查找表的Nandflash存储器系统的结构框图，图中标示了主控端与整个系统间的数据流向。当系统开始工作时，首先从非易失性存储器中读取地址映射表查找表在 Nandflash中的存放地址，然后根据此地址，将地址映射表查找表从Nandflash存储器中读入系统存储器。当系统接收到读Nandflash的请求时，首先查看所需的地址映射表是否在系统存储器中，若在，从系统存储器中直接读取地址映射表进行逻辑地址到物理地址的地址映射； 若不在，从Nandflash存储器中读取一页地址映射表，并将其存放于系统存储器中，再从系统存储器中读取地址映射表进行逻辑地址到物理地址的地址映射。
当系统接收到写Nandflash的请求时，首先查看所需的地址映射表是否在系统存储器中，若在，从系统存储器中直接读取地址映射表进行逻辑地址到物理地址的地址映射； 若不在，从Nandflash存储器中读取一页地址映射表，并将其存放于系统存储器中，再从系统存储器中读取地址映射表进行逻辑地址到物理地址的地址映射。当写操作执行完成后， 系统将更新系统存储器中地址映射表。在执行读、写Nandflash的操作时，若系统存储器用于存放地址映射表的空间中已用光，系统将系统存储器中被改写的地址映射表写入Nandflash存储器，同时更新系统存储器中的地址映射表查找表。假设本发明所述的Nandflash存储系统具备的特征为(1)支持的逻辑空间为4G 字节；(2)系统采用的Nandflash的页大小为4K字节；(3)系统采用的Nandflash每块含有 128页，共有8K块；(4)系统地址映射的单位是1页，即4K字节。系统每个地址映射项占用4个字节，因此每页共有IK项地址映射项，对应4M字节连续的逻辑地址空间，则地址映射表的大小为IK个页，共计4M字节。系统地址映射表查找表每项为4个字节，因此每页共有IK项，对应4G字节连续的逻辑地址空间，则地址映射表查找表的大小为1页。地址映射表查找表在Nandflash中的存放地址为4字节，存放在非易失性存储器中。Nandflash存储空间功能划分如下表1中所示
权利要求
1.一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统，其特征在于所述系统包含微控制器、系统接口控制器、系统存储器访问仲裁逻辑单元、系统存储器、非易失性存储器、 Nandflash控制器以及Nandflash存储器。
2.如权利要求1所述的一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统，其特征在于所述非易失性存储器存储第一级地址查找表，为地址映射表查找表的起始地址。
3.如权利要求1所述的一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统，其特征在于所述系统存储器存放地址映射表，存放地址映射表的空间用完时，系统构建第二级地址映射表查找表并存放于Nandflash存储器内。
4.如权利要求1所述的一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统，其特征在于所述第二级地址映射表查找表在系统工作期间存放于系统存储器内。
5.如权利要求1所述的一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统，其特征在于当系统停止工作时，第二级地址映射表查找表写入Nandflash存储器，其存放地址写入非易失性存储器内。
6.如权利要求1所述的一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统，其特征在于系统读/写操作时，当所需的地址映射表在系统存储器中，从系统存储器中读取第三级地址查找表进行逻辑地址到物理地址的地址映射；当所需的地址映射表不再系统存储器中时，从Nandflash存储器中读取一页地址映射表并存放于系统存储器中，从系统存储器中读取第三级地址查找表进行逻辑地址到物理地址的地址映射。
7.如权利要求1所述的一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统，其特征在于与Nandflash存储系统进行通讯的主控端为SATA、USB、PCIE或PATA。
全文摘要
本发明提供一种采用三级地址查找表的Nandflash存储系统，由微控制器、系统接口控制器、系统存储器访问仲裁逻辑单元、系统存储器、非易失性存储器、Nandflash控制器以及Nandflash存储器构成。系统采用三级地址查找表的方式实现地址映射功能，由于系统存储器中始终存放部分地址查找表，可减少系统从Nandflash存储器中读取地址查找表的次数，提高了地址映射效率，从而能够有效提高Nandflash存储系统的性能。
文档编号G06F12/02GK102591782SQ201110009218
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者迟志刚 申请人:上海华虹集成电路有限责任公司