[发明专利]一种实现基于UBI的动态磨损均衡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现存储器擦写均衡的方法，特别是涉及一种适用于实现基于Flash文件系统的动态磨损均衡的方法。

背景技术

随着半导体技术的发展，Flash存储器（闪存）以其体积、功耗、性能等各方面的优势，终于取代了传统的ROM、EPROM 等成为嵌入式领域主流的存储器。闪存是一种非易失性存储器，即断电数据也不会丢失。由于其体积小，携带方便，所以广泛应用于数码相机，掌上电脑，MP3等小型数码产品中作为存储介质中。

然而，有限的使用寿命成为闪存广泛应用的一大绊脚石，市场上曾经出现的闪存芯片包括3种：

SLC = Single-Level Cell ，即1bit/cell，其特点是速度快，寿命长，但价格超贵，约10万次擦写寿命。

MLC = Multi-Level Cell，即2bit/cell，其特点是速度一般寿命一般，价格一般，约3000---10000次擦写寿命。

TLC = Trinary-Level Cell，即3bit/cell，也有Flash厂家叫8LC，其特点是速度慢寿命短，价格便宜，约500次擦写寿命，目前还没有厂家能做到1000次。

从上述可以看出，TLC芯片的闪存仅仅有约500次的寿命，然而，由于其容量大价格便宜，反而成为当前市面上主流的闪存芯片，因此，如何增加Flash芯片的使用寿命已经成为一项至关重要的任务。

研究者们虽然开发出了专门针对闪存而设计的文件系统，在一定程度上缓解了一部分压力，却不能从根本上解决问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实现基于UBI(Unsorted Block Images)的动态磨损均衡的方法，该方法在原有基础上通过修改文件系统有选择的擦写Flash芯片中的块，使得芯片中各个块均衡的被擦写，从而延长整块Flash芯片的寿命。

本发明或发明采用的技术方案如下：

一种实现基于UBI的动态磨损均衡的方法，其特征在于：

步骤一、对所有的逻辑块进行温度评估，划分为高温块和低温块；

步骤二、对所有物理块根据擦写次数划归入低龄区、高龄区和超龄区；

步骤三、对逻辑块进行空闲块分配，依据逻辑块温度类型选择低龄区和高龄区中合适的物理块作为映射对象，超龄区中物理块不进行映射；

步骤四、通过数据迁移回收脏页，清理Flash存储器中的脏页，获得可用的物理块；

步骤五、若回收后仍无法得到足够的可用的物理块，则释放超龄区中的物理块。

作为优化，所述步骤一中温度评估的依据为各个逻辑块的写操作频率。

作为优化，所述步骤三中对逻辑块进行空闲分配的具体方法步骤为：将低温逻辑块映射到高龄物理块，高温逻辑块映射到低龄物理块，而超龄区中的物理块被强制冻结。

作为优化，所述步骤三的具体方法步骤为：

a．将有效块集合按照脏度由高到低排列；

b．当空闲块的集合中的物理块数量小于预先指定的阈值N₁时，就唤醒垃圾回收线程；

c．对脏度大于阈值D₀的物理块进行数据迁移，并放入脏块集合中；

d．擦除脏块集合中的物理块，再次进入睡眠。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1．设计温度评估方法，使实验中获得数据更加接近真实设备运行的情况；为空闲块分配方法提供最理想的依据；

2．使用超龄区（擦写次数大于等于给定阈值的物理块划归的区域）可以尽量减少有效数据迁移操作的发生，还可以有效的避免了有效数据迁移操作的副作用，从而不再需要新分块数据保护措施，简化了设计，同时也降低了系统损耗。

附图说明

图1为本发明其中一实施例的垃圾回收流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排除的特征以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。