[发明专利]一种基于块状态表的磨损均衡方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别涉及一种基于块状态表的磨损均衡方法及装置。

背景技术

目前，在计算机、通讯和消费电子产品中非易失性存储器得到了广泛的应用；例如，U盘、MP3、数码相机、移动通信终端、固态硬盘等产品中都使用非易失性存储器作为存储介质。随着这些产品对存储容量的要求不断提高，非易失性存储器的工艺尺寸不断缩小，导致非易失性存储器的可靠性面临着越来越严峻的挑战，尤其是非易失性存储器擦除操作的最小单位物理块的擦除次数有限，这对非易失性存储器的使用寿命会造成严重影响。对于物理块擦除次数有限的问题，现有技术的做法是对物理块进行磨损均衡，通过对物理块的擦除进行控制，尽量平均存储器中所有物理块的擦除次数，避免某些物理块擦除次数过高，比其它物理块提前到达擦除次数上限而失效，造成存储器在尚有很多物理块未达寿命的情况下整体失效。

磨损均衡包括动态磨损均衡步骤和静态磨损均衡步骤。动态磨损均衡步骤是指针对数据写入过程中通过控制写入的物理块，动态均衡所有物理块擦除次数的动态磨损均衡；静态磨损均衡是指通过调整物理块上存储的冷、热数据(经常被擦写的数据为热数据，不经常被擦写数据为冷数据)的分布，静态地均衡所有物理块擦除次数。现有的磨损均衡方法中，均是在存储器上电后，在内存中提供固定的内存空间，用于对存储器中的所有物理块的擦除次数相关数据进行存储，以便于磨损均衡流程时的使用。在此过程中，由于擦除相关数据的大小和形式并不确定，因此，存储器只能通过估计设定一个足以满足存储擦除次数数据的内存空间，而在实际使用时，指定的内存空间并没有被完全使用，在无形之中浪费了内存资源。对于诸如个人移动终端、EMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡)等设备，其内存资源相对紧张，利用现有技术中的磨损均衡方法时，由于擦除次数相关数据的非结构性，使得内存的开销增加，影响设备的正常运行。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于块状态表的磨损均衡方法及装置，在实现存储器的各物理块磨损均衡的同时，避免内存不必要的浪费。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于块状态表的磨损均衡方法，所述块状态表的每一行与存储器的物理块一一对应；所述块状态表中的每一行包括以二进制标识的1位冷块标志位、1位热块标志位和预定义位数的擦除计数位；

所述方法包括：

物理块擦除步骤：

当一个物理块被擦除时，查询所述块状态表中该物理块对应的冷块标志位，若该物理块对应的冷块标志位为0，则置为1；若该物理块对应的冷块标志位为1，则该物理块对应的擦除计数位加1；若该物理块对应的擦除计数位溢出，则该物理块对应的热块标志位置为1；

动态磨损均衡步骤：

每次数据写入存储器时，通过查询所述块状态表中热块标志位，选择对应热块标志位为0、且其物理页可用的物理块写入数据；

静态磨损均衡步骤：

当所述块状态表中热块标志位为1的物理块数量超过预设的静态磨损均衡值时，将冷块标志位为0的物理块中的数据移动至具有可用物理页且擦除次数最高的物理块中，并将冷块标志位为0的物理块的冷块标志位置为1。

进一步，所述的方法还包括初始化步骤：

生成所述块状态表，并将所述块状态表存储于内存；

将所述块状态表中对应各物理块的冷块标志位、热块标志位和擦除计数位复位为0。

进一步，所述的方法还包括块状态表的重构步骤：

当所述块状态表中各物理块对应的冷块标志位均为1时，将所述块状态表中各物理块对应的擦除计数位减1，对于擦除计数位为0的物理块，擦除计数位保持不变，并将所述块状态表中擦除计数位为0的物理块对应的冷块标志位置为0；

将所述块状态表中各物理块对应的热块标志位置为0。

进一步，所述动态磨损均衡步骤中，每次数据写入存储器时，查询当前活动物理块是否存在可用的物理页，若存在，则直接将数据写入活动物理块，其中，所述活动物理块为前次写入数据时，写入数据的物理块；若不存在，则由当前活动物理块开始，按照物理块序号依次查询各物理块是否存在可用的物理页，且对应热块标志位为0的物理块写入数据，并将该物理块设置为活动物理块。

本发明还提供了一种基于块状态表的磨损均衡装置，包括：

块状态表生成模块，用于生成所述块状态表，所述块状态表的每一行与存储器的物理块一一对应；所述块状态表中的每一行包括以二进制标识的1位冷块标志位、1位热块标志位和预定义位数的擦除计数位；