[发明专利]一种磨损均衡处理时减少内存开销的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨损均衡执行过程中减少内存开销的方法。

背景技术

在所应用领域中，由于内存开销与磨损均衡相关，因此，在这里首先说明一下磨损均衡，其属于存储管理技术领域，主要应用于当前主流闪存，也就是与非闪存（NAND Flash）。

随着数码技术的迅猛发展，应用于数码设备且具有非易失性、编程速度快、擦出时间段、省电且体积小特点的与非闪存得到了广泛的应用。现今，与非闪存是嵌入式系统中一种常用的存储介质，具有体积小、容量大、成本低、掉电数据部丢失等一系列优点。目前已经逐步取代其它半导体存储元件，成为嵌入式系统中的主要数据和程序载体。

公知的，与非闪存的读(Read)、写(Program)和擦除(Erase)操作中读和写的基本单位是页，擦除的基本单位是块。对flash的写操作只能在尚未写入的空闲页上进行，并且只能按照从低地址页到高地址页顺序写。如果想要修改某个已经写过的页，只能先擦除整个物理块，然后再写入。

然而Flash的物理特征决定了它的可擦写次数是有限的，当前技术条件下块的擦除次数多在10万次到100万次之间，只要有一个块的擦除次数达到了上限，数据存储就变得不可靠，会影响整个闪存的读写效率和性能。为延长flash的使用寿命目前我们主要采用两者策略，一种是应尽量减少对块的擦除次数，即当整个块中的页都被标记为空闲页时再擦除。另一种策略是采用高效的磨损均衡处理（wear-levling）。这里主要涉及磨损均衡方法。

发明人注意到，与非闪存擦写次数越多，其数据操作出错的概率就越大；闪存的擦写次数和纠错码的纠错位数息息相关，24bits/1KB纠错码纠错时，1KB的数据允许出错小于等于24bits，如果出错超过24bits，那么存放在闪存里面的数据就没法正确的读出来，即使它的擦写次数很低。

并且公知的，与非闪存在出厂时就含有允许比例的坏块，也就是还没有进行一次擦写，某些块就已经是坏块。据此可知，单纯使用擦写次数来评价块的状态是不合适的。相比而言，出错概率更具代表性。

中国CN102789423A号发明专利申请公开整体引用至此，其在背景技术中对当前主要的磨损均衡方法进行了相对较为详细的描述，其共性不可避免的都与块的擦写次数直接关联，显然所对应的磨损均衡方法都是存在瑕疵的。

上述CN102789423A号发明专利申请首次提出了利用纠错码控制磨损均衡的策略，但其方案仍然需要使用块的可擦写次数，与所述及的现有技术存在同样的问题。

与非闪存根据类型不同，可擦写次数会有比较大的差异，大多在1000次和10万次间，在其有的磨损均衡算法中，需要建立块擦写次数表，或者说磨损均衡表，记录每一个可用块及擦写次数。使用时把所述磨损均衡表调入内存，以控制磨损均衡。与非闪存在执行磨损均衡时，主要的内存开销就是磨损均衡表，表项或者说数据结构含有物理块标识及对应的物理块擦写次数，擦写次数需要比较大的数据进行支持，势必会造成内存很大的开销。

经研究发现，如果增加闪存主控芯片纠错码的纠错位数，那么闪存的擦写次数的上限也会相应的提高。为了更真实的体现闪存储数据的可靠性，提高整个闪存的读写效率和性能，以及磨损均衡执行时的减少内存开销。因此，需要设计高效的磨损均衡处理策略，尽可能让各闪存块保持相近的损耗以延长闪存的使用寿命的同时，减少内存的开销。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种在磨损均衡处理时能够有效降低内存开销的方法。

本发明采用以下技术方案：

一种磨损均衡处理时减少内存开销的方法，创建一个磨损均衡表，记录与非闪存中每一个可用块及每一可用块之纠错码的纠错位数，并在对与非闪存操作时更新该磨损均衡表；

在磨损均衡处理时，优先使用纠错位数少的可用块。

从以上方案可以看出，依据本发明的磨损均衡处理时减少内存开销的方法采用纠错位数取代擦除次数用于评价可用块的当前状况，不仅比擦写次数更能客观的反应可用块的使用状况，而且纠错位数远小于擦写次数，相比而言，信息量很小，从而，在对与非闪存进行操作时，内存映射磨损均衡表所消耗的内存会明显减少，从而对可以有效提高与非闪存的操作速度。