專利名稱：閃存ftl的地址轉(zhuǎn)換方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機及電子信息技術領域，特別涉及一種閃存FTL(閃存轉(zhuǎn)換層)的 地址轉(zhuǎn)換方法。
背景技術：
由于磁盤的速度和內(nèi)存、CPU速度之間存在較大差異，磁盤的性能問題逐步成為阻 礙計算機系統(tǒng)發(fā)展的主要瓶頸之一。閃存，又稱flash存儲器(flash memory)，具有電耗 低、性能高、抗震等物理穩(wěn)定性強和方便插拔移動等優(yōu)點。近年來，以閃存為介質(zhì)的固態(tài)硬 盤容量逐步增大，價格逐步下降，已有取代磁盤，成為新的主流外存介質(zhì)的趨勢，并可能引 起存儲系統(tǒng)的一次變革。由于閃存不能就地更新，為了和傳統(tǒng)文件系統(tǒng)兼容，需要將閃存封 裝成一個塊設備，并提供給文件系統(tǒng)能夠就地更新的功能。為了提供給文件系統(tǒng)就地更新 的功能，需要對閃存的訪問進行地址轉(zhuǎn)換，即將傳統(tǒng)文件系統(tǒng)使用的邏輯地址轉(zhuǎn)換到物理 閃存上的物理地址。目前，這個地址轉(zhuǎn)換功能是通過FTL完成的。FTL維持著邏輯地址和物理地址的轉(zhuǎn)換信息。當閃存的容量增加時，維持轉(zhuǎn)換所 需要的內(nèi)存也隨之增加。地址轉(zhuǎn)換的方法可以分為三類塊層次轉(zhuǎn)換、頁層次轉(zhuǎn)換、混合轉(zhuǎn) 換。塊層次轉(zhuǎn)換不需要太大內(nèi)存，因此早期方法多使用塊層次轉(zhuǎn)換。而小容量閃存一般采 用頁層次轉(zhuǎn)換?；旌限D(zhuǎn)換方法可以在擦除效率和內(nèi)存消耗之間達到平衡?，F(xiàn)有技術存在的缺點是，這些轉(zhuǎn)換方法都存在轉(zhuǎn)換速度慢、運算復雜的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在解決上述技術缺陷，特別是解決目前FTL地址轉(zhuǎn)換速度慢和運 算復雜的缺點。為達到上述目的，本發(fā)明一方面提出一種閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，包括以下步 驟根據(jù)邏輯頁號得到對應的邏輯塊號和塊內(nèi)索引；根據(jù)所述邏輯塊號獲得物理塊數(shù)組和 根物理頁號；根據(jù)所述根物理頁號、所述塊內(nèi)索引和所述物理塊數(shù)組獲得一級頁表所在物 理頁號；根據(jù)所述一級頁表、所述物理塊數(shù)組和所述塊內(nèi)索引得到二級頁表所在物理頁號； 根據(jù)所述塊內(nèi)索引從二級頁表中找到該邏輯頁號對應的物理頁號。在本發(fā)明的一個實施例中，所述根據(jù)根物理頁號、塊內(nèi)索引和物理塊數(shù)組獲得一 級頁表所在物理頁號包括根據(jù)所述根物理頁號找到兩級頁表的頁目錄；根據(jù)所述頁目 錄、物理塊數(shù)組、塊內(nèi)索引得到一級頁表所在物理頁號。在本發(fā)明的一個實施例中，還包括對所有物理塊進行分組，并將每一個邏輯塊與 其對應的物理塊數(shù)組相關聯(lián)；構建兩級頁表的頁目錄、一級頁表和二級頁表，并將每個邏輯 塊與一個根物理頁號相關聯(lián)。在本發(fā)明的一個實施例中，所述對所有物理塊進行分組包括將所有物理 塊分成 大小為63個物理塊的物理塊數(shù)組，其中每個物理塊數(shù)組中記錄有物理塊號，且每個物理塊 數(shù)組中的物理塊號不重復。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述構建兩級頁表的頁目錄、一級頁表和二級頁表包 括利用閃存物理頁的備用區(qū)域中的28字節(jié)，結合物理塊數(shù)組，構建一個邏輯塊中所有邏 輯頁的兩級頁表的頁目錄、一級頁表和二級頁表。在本發(fā)明的一個實施例中，利用閃存物理頁的備用區(qū)域中的28字節(jié)構建兩級頁 表的頁目錄、一級頁表和二級頁表包括將所述28字節(jié)分為三個部分，其中第一部分為頁 目錄，第二部分為一級頁表，第三部分為二級頁表。在本發(fā)明的一個實施例中，其中，第一部分為前6字節(jié)，第二部分為中間6字節(jié)，第 三部分為后16字節(jié)。在本發(fā)明的一個實施例中，其中，所述第一部分由4個項組成，每個項的前6比特 表示一個物理塊組的下標，利用下標對應一個物理塊號，根據(jù)所述物理塊號和該項的后6 比特獲得對應的一級頁表的地址，所述第一部分的4個項對應有4個一級頁表。在本發(fā)明的一個實施例中，其中，所述第二部分由4個項組成，每個項的前6比特 表示一個物理塊組的下標，利用下標對應一個物理塊號，根據(jù)所述物理塊號和該項的后6 比特獲得對應的二級頁表的地址，所述第二部分的4個項對應有4個二級頁表。在本發(fā)明的一個實施例中，其中，所述第三部分由4個項組成，每個項表示一個物 理頁號。通過本發(fā)明實施例，對于每一個邏輯塊，只要記錄一個物理頁號，就可以找到其中 所有邏輯頁所對應的物理頁，因此本發(fā)明實施例能夠有效地提高FTL地址轉(zhuǎn)換速度，并且 還可降低運算的復雜度。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1為本發(fā)明實施例的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法流程圖；圖2為本發(fā)明實施例的物理塊數(shù)組的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中利用物理頁備用區(qū)域構造的兩級頁表的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例的地址轉(zhuǎn)換流程示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。如圖1所示，為本發(fā)明實施例的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法流程圖，包括以下步驟步驟SlOl，對所有物理塊進行分組。在本發(fā)明的一個實施例中，可將所有物理塊分 成大小為63個物理塊的物理塊數(shù)組，如圖2所示，為本發(fā)明實施例的物理塊數(shù)組的示意圖， 在該物理塊數(shù)組中記錄著每個物理塊的物理塊號，且各個物理塊數(shù)組中的物理塊號之間沒 有重復。當然需要說明的是在該實施例中，將所有物理塊分成大小為63個物理塊的物理塊數(shù)組是本發(fā)明的優(yōu)選方式，但是本領域技術人員還可選擇數(shù)量的物理塊進行分組，這些均 應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。步驟S102，將每一個邏輯塊與其對應的物理塊數(shù)組相關聯(lián)。步驟S103，構建兩級頁表的頁目錄、一級頁表和二級頁表。具體地，在本發(fā)明實施 例中，可利用閃存物理頁的備用區(qū)域中的28字節(jié)，結合物理塊數(shù)組，構造每個邏輯塊的兩 級頁表，即一級頁表和二級頁表，根據(jù)該兩級頁表， 可以很快找到邏輯塊中所有邏輯頁對應 的物理頁。更為具體地，如圖3所示，為本發(fā)明實施例中利用物理頁備用區(qū)域構造的兩級頁 表的示意圖，可將物理頁備用區(qū)域的28字節(jié)分成3部分前6字節(jié)為第一部分，中間6字節(jié) 為第二部分，后16字節(jié)為第三部分，當然該劃分方式為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領域技術 人員還可選擇其他的劃分方式。其中，第一部分(前6字節(jié))為頁目錄，由4個項組成，其 中每個項為12比特，每個項的前6比特表示一個物理塊組的下標，利用下標可以在一個物 理塊組中找到一個物理塊號，這樣根據(jù)該物理塊號和該項的后6比特就可以對應一個物理 頁，該物理頁就是一個一級頁表的地址。因此，換句話說，第一部分頁目錄的4個項指向了 4 個一級頁表。第二部分(中間6字節(jié))為一級頁表，其由4個項組成，其中每個項為12比 特。每個項的前6比特表示一個物理塊組的下標，利用該下標可以在一個物理塊組中找到 一個物理塊號，根據(jù)該物理塊號和該項的后6比特，可以對應一個物理頁，該物理頁就是一 個二級頁表的地址。所以一級頁表的4個項指向4個二級頁表。第三部分(后16字節(jié)) 為二級頁表，由4個項組成，其中每個項為4字節(jié)，表示一個物理頁號。這樣對每個邏輯塊， 記錄其根目錄所在的物理頁以及其對應的物理塊組號，就可以找到該塊中所有邏輯頁對應 的物理頁。步驟S104，將每個邏輯塊與一個根物理頁號相關聯(lián)，每個根物理頁號所指的物理 頁的備用區(qū)域為該邏輯塊的頁目錄。在完成上述設置之后，可從邏輯頁號開始，根據(jù)該邏輯頁號、該邏輯頁號所在邏輯 塊的物理數(shù)組和根物理頁號，找到該邏輯頁對應的物理頁號，可參考圖4所示，為本發(fā)明實 施例的地址轉(zhuǎn)換流程示意圖，具體包括以下步驟步驟S105，根據(jù)邏輯頁號得到對應的邏輯塊號和塊內(nèi)索引。步驟S106，根據(jù)邏輯塊號得到物理塊數(shù)組及根物理頁號。步驟S107，根據(jù)根物理頁號找到兩級頁表的頁目錄。步驟S108，根據(jù)頁目錄、物理塊數(shù)組、塊內(nèi)索引得到一級頁表所在物理頁號。步驟S109，根據(jù)一級頁表、物理塊數(shù)組、塊內(nèi)索引得到二級頁表所在物理頁號。步驟S110，從二級頁表中找到該邏輯頁號對應的物理頁號。通過本發(fā)明實施例，對于每一個邏輯塊，只要記錄一個物理頁號，就可以找到其中 所有邏輯頁所對應的物理頁，因此本發(fā)明實施例能夠有效地提高FTL地址轉(zhuǎn)換速度，并且 還可降低運算的復雜度。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
一種閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括以下步驟根據(jù)邏輯頁號得到對應的邏輯塊號和塊內(nèi)索引；根據(jù)所述邏輯塊號獲得物理塊數(shù)組和根物理頁號；根據(jù)所述根物理頁號、所述塊內(nèi)索引和所述物理塊數(shù)組獲得一級頁表所在物理頁號；根據(jù)所述一級頁表、所述物理塊數(shù)組和所述塊內(nèi)索引得到二級頁表所在物理頁號；根據(jù)所述塊內(nèi)索引從二級頁表中找到該邏輯頁號對應的物理頁號。
2.如權利要求1所述的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述根據(jù)根物理頁號、 塊內(nèi)索引和物理塊數(shù)組獲得一級頁表所在物理頁號包括根據(jù)所述根物理頁號找到兩級頁表的頁目錄；根據(jù)所述頁目錄、物理塊數(shù)組、塊內(nèi)索引得到一級頁表所在物理頁號。
3.如權利要求2所述的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，還包括對所有物理塊進行分組，并將每一個邏輯塊與其對應的物理塊數(shù)組相關聯(lián)；構建兩級頁表的頁目錄、一級頁表和二級頁表，并將每個邏輯塊與一個根物理頁號相 關聯(lián)。
4.如權利要求3所述的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述對所有物理塊進行 分組包括將所有物理塊分成大小為63個物理塊的物理塊數(shù)組，其中每個物理塊數(shù)組中記錄有 物理塊號，且每個物理塊數(shù)組中的物理塊號不重復。
5.如權利要求3或4所述的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述構建兩級頁表 的頁目錄、一級頁表和二級頁表包括利用閃存物理頁的備用區(qū)域中的28字節(jié)，結合物理塊數(shù)組，對每一個邏輯塊構建其兩 級頁表的頁目錄、一級頁表和二級頁表。
6.如權利要求5所述的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，利用閃存物理頁的備用 區(qū)域中的28字節(jié)構建兩級頁表的頁目錄、一級頁表和二級頁表包括將所述28字節(jié)分為三個部分，其中第一部分為頁目錄，第二部分為一級頁表，第三部 分為二級頁表。
7.如權利要求6所述的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，其中，第一部分為前6 字節(jié)，第二部分為中間6字節(jié)，第三部分為后16字節(jié)。
8.如權利要求7所述的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，其中，所述第一部分由 4個項組成，每個項的前6比特表示一個物理塊組的下標，利用下標對應一個物理塊號，根 據(jù)所述物理塊號和該項的后6比特獲得對應的一級頁表的地址，所述第一部分的4個項對 應有4個一級頁表。
9.如權利要求7所述的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，其中，所述第二部分由 4個項組成，每個項的前6比特表示一個物理塊組的下標，利用下標對應一個物理塊號，根 據(jù)所述物理塊號和該項的后6比特獲得對應的二級頁表的地址，所述第二部分的4個項對 應有4個二級頁表。
10.如權利要求7所述的閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，其中，所述第三部分由 4個項組成，每個項表示一個物理頁號。
全文摘要
本發(fā)明提出一種閃存FTL的地址轉(zhuǎn)換方法，包括以下步驟根據(jù)邏輯頁號得到對應的邏輯塊號和塊內(nèi)索引；根據(jù)所述邏輯塊號獲得物理塊數(shù)組和根物理頁號；根據(jù)所述根物理頁號、所述塊內(nèi)索引和所述物理塊數(shù)組獲得一級頁表所在物理頁號；根據(jù)所述一級頁表、所述物理塊數(shù)組和所述塊內(nèi)索引得到二級頁表所在物理頁號；根據(jù)所述塊內(nèi)索引從二級頁表中找到該邏輯頁號對應的物理頁號。通過本發(fā)明實施例，對于每一個邏輯塊，只要記錄一個物理頁號，就可以找到其中所有邏輯頁所對應的物理頁，因此本發(fā)明實施例能夠有效地提高FTL地址轉(zhuǎn)換速度，并且還可降低運算的復雜度。
文檔編號G06F12/02GK101833510SQ20101013394
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權日2010年3月29日
發(fā)明者廖學良, 胡事民 申請人:清華大學