[发明专利]平均磨损方法及使用此方法的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种平均磨损方法，且特别是涉及一种用于非易失性存储器的平均磨损方法以及使用此方法的控制器。

背景技术

数字相机、手机相机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对存储媒体的需求也急速增加，由于闪存(Flash Memory)具有数据非易失性、省电、体积小与无机械结构等的特性，适合可携式应用，最适合使用于这类可携式由电池供电的产品上。除了可携式产品内建存储器需要之外，对于小型存储卡与随身听等外接式产品来说，每个人可能同时拥有多个随身听与小型存储卡，所以市场规模较那些设备更大。因此，近年闪存产业成为电子产业中相当热门的一环。

虽然闪存具有可写入、可抹除、以及断电后仍可保存数据的优点。然而，闪存数据块的抹除次数是有限的，例如存储器数据块抹除一万次后就会磨损。当存储器数据块磨损导致存储容量的部分的使用损失或性能的明显退化时，会造成使用者存储数据的损失或无法存储数据等不利影响。

闪存数据块的磨损取决于每一数据块中被程序(program)或抹除的次数。也就是，若一数据块仅被程序(或者写入)一次，而后未被再程序时，则此数据块的磨损将相对地低，反之，若一数据块被重复地程序与抹除时，则此数据块的磨损就会相对地高。例如，当存取存储器数据块的主机重复地使用相同逻辑数据块地址来写入数据时，则闪存内的相同实体位置的数据块会被重复地写入与抹除。

当某些数据块被磨损同时其它数据块相对地未磨损时，一般而言，磨损数据块的存在会降低闪存的性能。除了磨损数据块本身性能的退化之外，当未磨损的数据块不足以存储数据时，闪存整体的性能亦会降低。也就是，当闪存发生超过一阈值数的磨损数据块时，即使仍有其它数据块未磨损，然，此闪存会被判为无法再使用。当实质上未磨损数据块被视为无法使用时，将为造成资源实际上的浪费。

为了增加闪存的寿命，会尽可能平均地使用闪存的数据块。一般来说，闪存的数据块会区分为数据区与备用区，传统平均磨损的方法是循序地在闪存每执行一段时间时将数据区中的数据块与备用区中的数据块逻辑上交换，以期使得抹除次数较少的数据块可被交换至备用区以供程序(或写入)使用。然而，此种依序地将数据区中的数据块与备用区中的数据块逻辑上交换的方式，无法确保交换的是抹除次数较少的数据块，若所交换的是抹除次数较多个数据块反而更加速其磨损，因此平均磨损的效果有限。

基此，有需要发展一平均磨损方法，以有效地延长闪存的寿命。

发明内容

本发明提供一种用于非易失性存储器的平均磨损方法，其可有效地平均存储器数据块的磨损，以延长存储器的使用寿命。

本发明提供一种控制器，其可执行用于非易失性存储器的平均磨损方法，由此有效地平均存储器数据块的磨损，以延长存储器的使用寿命。

本发明提出一种有限系统资源下的平均磨损方法，适于非易失性存储器，其中非易失性存储器实质上分割为多个数据块且此些数据块至少分组为数据区、备用区、替换瞬时区，数据区的这些数据块可分为多个最近使用数据块与多个最近未使用数据块，此平均磨损方法包括：a.仅记录最近使用数据块以及备用区的数据块抹除次数；b.当从备用区中提取用于替换瞬时区的数据块时，以备用区中其它数据块的抹除次数加上第一阈值为提取的判断条件；以及c.执行耗损调整程序。其中，所提取数据块与其它数据块是以一随机方式或一循序方式来选取。

在本发明的一实施例中，上述的判断条件包括：倘若所提取数据块的抹除次数≤备用区中其它数据块的抹除次数加上第一阈值时，将所提取数据块搬移至该替换瞬时区，倘若所提取数据块的抹除次数＞备用区中其它数据块的抹除次数加上第一阈值时，将其它数据块搬移至替换瞬时区。

在本发明的一实施例中，上述的耗损调整程序包括从备用区中提取一数据块，倘若所提取数据块的抹除次数＞备用区中其它数据块的抹除次数加上第一阈值时，将所提取数据块与最近未使用数据块的其中之一交换，倘若所提取数据块的抹除次数≤该备用区中其它数据块的抹除次数加上第一阈值时，将其它数据块与最近未使用数据块的其中之一交换。

在本发明的一实施例中，上述的平均磨损方法还包括：当备用区中抹除次数最大的数据块的抹除次数＞最近使用数据块的抹除次数之中最大抹除次数与最小抹除次数的中间值加上第二阈值时，则将计数值加1；以及倘若计数值大于第三阈值时，则执行步骤c并且重置计数值。

在本发明的一实施例中，上述的平均磨损方法还包括：当执行写入或抹除指令时，则将计数值加1；以及当计数值大于第三阈值时，则执行步骤c并且重置计数值。