CN101226504A - 一种防止存储器读损的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止存储器读损的方法及装置，其中，该方法包括：A.设定时间周期内检测存储器块中的块数据读取次数，判断是否超过设定的读取次数，如果是，执行步骤B；如果否，返回步骤A继续执行；B.将所述块中的块数据存储到替换块中，后续到所述替换块中读取所述块数据。本发明提供的方法及装置防止具有分块存储功能或分区存储功能的存储器读损。

Description

一种防止存储器读损的方法及装置

技术领域

本发明涉及存储器的数据管理技术，特别涉及一种防止存储器读损的方法及装置。

背景技术

随着计算机技术的普及，出现了各种类型的存储器，如可擦可编程只读存储器(EPROM)和非易失性闪存(FLASH)等，其中，FLASH包括与非闪存(NANDFLASH)和或非闪存(NORFLASH)。由于NANDFLASH具有按页为单位进行写操作，按块为单位进行擦除和读取的特点，比NORFLASH具有快编程和快擦除的功能，所以NANDFLASH的使用也越来越广泛。NANDFLASH也可以作为具有分块存储功能的存储器的代表。

随着NANDFLASH的需求量越来越大，NANDFLASH的容量要求也越来越大。由于NANDFLASH通常采用多层式存储(MLC，Multi Level Cell)技术，所以由MLC的特性决定，随着NANDFLASH的容量增大，NANDFLASH的读耐压性越来越差。读耐压性表示NANDFLASH块中的块数据的最大读取次数，当超过该最大读取次数时，NANDFLASH该块的块数据就会丢失或损坏，一般NANDFLASH的读耐压性小于等于10万次。

因此，在实际应用中，随着对NANDFLASH同一块的块数据的读次数增加，造成NANDFLASH块中的块数据读取错误的情况越来越多，进而造成存储在NANDFLASH块中的数据丢失。推广来说，具有分块存储功能或分区存储功能的存储器也存在随着同一块中块数据的读次数增加，造成具有分块存储功能或分区存储功能的存储器块中的块数据读取错误的情况越来越多，进而造成存储在具有分块存储功能或分区存储功能的存储器块中的块数据丢失的问题。

发明内容

本发明提供一种防止存储器读损的方法，该方法能够防止具有分块存储功能的存储器的块数据读损。

本发明还提供一种防止存储器读损的装置，该装置能够防止具有分块存储功能的存储器的块数据读损。

根据上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种防止存储器读损的方法，该方法包括：

A、设定时间周期内检测存储器块中的块数据读取次数，判断是否超过设定的读取次数，如果是，执行步骤B；如果否，返回步骤A继续执行；

B、将所述块中的块数据复制到设置的替换块中，后续到所述替换块中读取所述块数据。

较佳地，所述时间周期是根据读取存储器的块数据的读取速率设定的；所述读取次数是根据存储器的读耐压性设置的。

较佳地，设置逻辑块表，该逻辑块表的每个表项用于标识所对应的一个存储器块的访问地址及状态；

步骤B所述将所述块中的块数据复制到替换块中为：确定替换块且将所述块中的块数据复制到替换块中，在所述逻辑块表中的对应所述块的访问地址和状态映射到替换块上；

步骤B所述后续到所述替换块中读取所述块数据的过程为：根据逻辑块表中的对应所述块的访问地址，确定映射的替换块，从替换块中读取所述块数据。

较佳地，所述块为存储器中所有存储块数据的块，或者为存储器中设定的频繁被读取块数据的块。

较佳地，在步骤B之后，该方法还包括：擦除所述块中的块数据，在逻辑块表中所述块的相应表项上更新为所述块的替换块的访问地址以及记录所述块的状态为空闲块状态。

较佳地，所述存储器为具有分块存储功能或分区存储功能的存储器。

较佳地，所述具有块存储功能的存储器为与非闪存NANDFLASH。

一种防止存储器读损的装置，该装置包括存储模块、读取次数统计模块、判断模块以及替换模块，其中，

存储模块，用于存储存储器块中的块数据的访问地址以及状态，根据读取次数统计模块的指示更新所述块的读取次数；

读取次数统计模块，用于统计对存储器块中的块数据的读取次数，指示存储模块更新所述块的读取次数；

判断模块，用于从存储模块获取存储器块的读取次数，判断是否在设定时间周期内超过了设定的读取次数，如果是，向替换模块发送替换指示，如果否，继续判断；

替换模块，用于根据判断模块的替换指示，将所述块中的块数据复制到设置的替换块中，将存储模块中存储器块的访问地址以及状态映射到替换块上。

较佳地，所述装置还包括擦除模块，用于接收到判断模块发送的擦除指示后，指示擦除在设定时间周期内超过了设定读取次数的存储器块中的块数据；所述判断模块，还用于在设定时间周期内判断存储器块的读取次数超过了设定的读取次数后，向擦除模块发送擦除指示；所述替换模块，还用于根据判断模块的替换指示，更新存储模块中存储器块的访问地址为所述块的替换块的访问地址以及记录所述块的状态为空闲状态。

较佳地，所述装置还包括读取模块，用于根据存储模块存储的存储器块中的块数据的访问地址读取存储器块中的该块数据，或者读取替换块中的该块数据；所述读取次数统计模块，用于在读取模块读取时对所述块或替换块进行读取次数的统计。

从上述方案可以看出，本发明提出的方法及装置在设定的时间周期内检测具有分块存储功能或分区存储功能的存储器块中的块数据读取次数，当存储器该块中的块数据读取次数大于设定的读取次数时，则将该块内的块数据复制到存储器其他空闲的可作为替换块的块中，并将该块内的数据擦除，后续读取该块内的数据时到替换块中读取。已擦除数据的该块后续可以存储其他块数据。设定的读取次数根据具有分块存储功能的存储器的读耐压性设定。这样，就可以防止具有分块存储功能的存储器块中的数据读损，进而防止具有分块存储功能的存储器块中存储的数据丢失，恢复具有分块存储功能的存储器块的读耐压性。

附图说明

图1为本发明提供的防止存储器读损的方法流程图；

图2为本发明提供的NANDFLASH的物理块和逻辑块的对应结构示意图；

图3为本发明具体实施例提供的防止存储器读损的方法流程图；

图4为本发明具体实施例提供的防止存储器读损的装置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举具体实施例并参照附图，对本发明进行进一步详细的说明。

本发明为了解决具有分块存储功能或分区存储的存储器的读损问题，采用在设定的时间周期内检测该存储器块中的块数据读取次数的策略，当检测得到块中的块数据读取次数大于设定的读取次数时，将该块内的块数据复制到替换块中，从而防止该块内的数据损害和丢失。在后续读取该块内的块数据时，到替换块去读取。另外，还可以将该块内的块数据擦除，恢复该块的读耐压力，使该块可以后续存储其他块数据。

在本发明中，在设定的时间周期内，可以对具有分块存储功能或分区存储功能的存储器的所有存储块数据的块进行块数据读取次数的检测，也可以对具有分块存储功能或分区存储功能的存储器中的一部分存储块数据的块进行块数据读取次数的检测，比如对设定的频繁被读块数据的块的读取次数进行检测。

图1为本发明提供的防止存储器读损的方法流程图，其具体步骤为：

步骤101、设定时间周期和在设定的时间周期内块数据的读取次数。

在该步骤中，时间周期和在设定的时间周期内块数据的读取次数分别根据从具有分块存储功能的存储器块中读取块数据的读取速率以及具有分块存储功能的存储器的块读损特性设置的，块读损特性可以为读耐压性。

步骤102、检测在设定时间周期内的具有分块存储功能或分区存储功能的存储器块中的块数据读取次数，判定是否有超过设定的读取次数的块，如果是，执行步骤103；否则，返回步骤102继续执行。

在该步骤中，每一次读取具有分块存储功能或分区存储功能的存储器块中的块数据都会进行次数统计，这样，就可以根据统计的读取次数进行检测。

在该步骤中，检测在设定时间周期内的具有分块存储功能或分区存储功能的存储器块中的块数据读取次数可以等到设定时间周期到时的时候更新，即将块读取数据次数更新为0，并再次启动检测在设定时间周期内的具有分块存储器功能或分区存储功能的存储器块中的块数据读取次数。

步骤103、将该块内的数据复制到具有分块存储功能或分区存储功能的存储器的替换块中，标记存储该块数据的替换块信息。

在该步骤中，替换块可以是预先设定的具有分块存储功能或分区存储功能的存储器中当前没有存储数据的块，也可以是随机选取的具有分块存储功能或分区存储功能的存储器中当前没有存储数据的块。

在该步骤中，后续读取该块数据时，则根据标记存储该块数据的替换块信息确定替换块，从替换块读取该块数据。这时，也可以采用图1所述的方法对替换块的读取数据次数进行检测，即转入步骤102继续执行。

步骤104、将该块内的块数据擦除。

在该步骤中，将该块内的块数据擦除后，将该块的块数据读取次数更新为0，后续可以在该块内存储其他块数据，也可以将该块作为替换块存储其他块数据。

以下以具有块存储功能的存储器为NANDFLASH为例进行举例说明本发明提供的方法。

在具体实现上，本发明在读取NANDFLASH数据的装置设置读取数据的管理功能来避免NANDFLASH的块读损，具体是设置与NANDFLASH块对应的逻辑块表，该逻辑块表中的每一个表项中标识了一个NANDFLASH块的访问地址以及状态，这里，为了描述方便，可以将每个表项作为一个逻辑块进行描述。根据逻辑块表中对应NANDFLASH块的状态和访问地址以及该NANDFLASH块的读取次数执行相应的读取管理，以下具体叙述。

由于NANDFLASH是以页为单位进行写操作，1页为256B或512B；以块为单位进行擦除和读取操作，1块为4KB、8KB或16KB，具有快编程和快擦除读取的功能。在本发明中，建立NANDFLASH块和逻辑块的对应关系。具体建立的过程为：先对整个NANDFLASH中的块进行检测，检测得到坏块后擦除，然后将可用的块对应于逻辑块，即所有可用块在逻辑块表中有一个表项用于记录该块的访问地址以及状态。如图2所示，图2为本发明提供的NANDFLASH的物理块和逻辑块的对应结构示意图，其中，图中标识物理块的列为NANDFLASH中未检测的块，包括深颜色表示的坏块和浅颜色表示的好块；标识有效块的列为经过检测擦除坏块后的NANDFLASH中剩余的可用块；标识逻辑块的列为对应于有效块列中的可用块的逻辑块，可用块中存储有数据的用数据(Data)标识，可用块中没有存储数据的用空闲块(Spr Block)标识，可用块可以作为替换块使用。这样，在NANDFLASH中存储有数据的块都有一一对应的逻辑块，空闲块(可以充当为替换块)也有一一对应的逻辑块。在图中，有效块中的前几个块，如BLOCK1、BLOCK2以及BLOCK3对应于逻辑块的预留块，预留块标识为(Reserved)，一般预留，不使用。逻辑块标识为tem Block的为分段的逻辑块，一般也不使用。

在本发明中，设置了逻辑块表，其中每个表项对应逻辑块，用于存储NANDFLASH块的访问地址以及状态。

在设定的时间周期内，检测NANDFLASH块中频繁被读取块数据的读取次数时，可以使用逻辑块表，监测设定个数的频繁被读取的NANDFLASH块的读取次数是否达到设定的读取次数，如果是，则根据逻辑块表中对应的表项确定该NANDFLASH块的访问地址和状态，将该访问地址和状态映射给替换块(该替换块可以为空闲的块)，将该NANDFLASH块中的块数据复制到替换块中，擦除该NANDFLASH块的块数据；如果否，则继续监测设定个数的频繁被读取的NANDFLASH块的读取次数是否达到设定的读取次数。

在设定的时间周期内，还可以检测NANDFLASH中各个存储有块数据的块的读取次数，这时也使用逻辑块表，分别监测在逻辑块表中是否有标识Data的表项的访问地址对应的NANDFLASH块的读取次数达到设定的读取次数，如果有，则根据逻辑块表中对应的表项确定该NANDFLASH块的访问地址和状态，将该访问地址和状态映射给替换块(该替换块可以为空闲的块)，将该NANDFLASH块中的块数据复制到替换块中，擦除该NANDFLASH块的块数据；如果否，分别监测在逻辑块表中是否有标识Data的表项的访问地址对应的NANDFLASH块的读取次数达到设定的读取次数。

这样，在后续要读取该NANDFLASH块的块数据时，根据逻辑块表中的访问地址，就访问到映射的替换块中，从替换块中读取该NANDFLASH块的块数据了。

图3为本发明具体实施例提供的防止存储器读损的方法流程图，其具体步骤为：

步骤301、设定读取NANDFLASH块中的块数据的时间周期和在设定时间周期内的读取次数。

在该实施例中，读取NANDFLASH块中的块数据的时间周期一般是根据读取速率设定的，在设定时间周期内读取次数一般是根据NANDFLASH的读耐压性设定的，通常设定为小于或等于NANDFLASH的耐压性。

步骤302、判断是对NANDFLASH块的块数据进行读取操作还是写操作，如果是读操作，则执行步骤303；如果是写操作，则执行步骤304；

步骤303、统计NANDFLASH块读取次数并更新读取次数，执行步骤305；

步骤304、清除对NANDFLASH块的读取次数的统计，即重新设定为0，结束；

步骤305、判断NANDFLASH块的读取次数是否在设定时间周期内超过了设定的读取次数，如果是，则执行步骤306；如果否，则结束；

步骤306、将该NANDFLASH块的块数据复制到替换块中，将该NANDFLASH块在逻辑块表中的对应访问地址以及状态映射给替换块；

在替换完成后，开始对替换块的读取次数进行统计。

步骤307、擦除该NANDFLASH块的块数据，并将该NANDFLASH块在逻辑块表中设置为替换块对应的访问地址以及记录为空闲块状态，将该NANDFLASH块的读取次数清0，结束。

这样，在后续的读取该NANDFLASH块中的块数据时，就可以根据在逻辑块表中的原来该NANDFLASH块的访问地址，映射查找到替换块，从替换块中读取块数据，并且可以开始对替换逻辑块进行读取次数的统计。

可以看出，逻辑块表中的各个逻辑块表项的访问地址以及状态反应了对应的NANDFLASH块的状况。由于读取NANDFLASH块中的块数据具有局部性特征，在设定的时间周期内，对频繁被读取的块中的块数据进行读取次数检测，如每200ms对一个块读取依次，则约6个小时该块将被对10万次(超过了在设定时间内的读取次数)；或者200ms平均访问的块数为6，则可以设置统计读取次数的块为该块数的3倍，即3×6＝18块，从而在设定的时间周期内对频繁被读取的18个块进行读取次数监测，判定是否超过设定的读取次数。

本发明还提供一种防止存储器读损的装置，该装置如图4所示，包括：该装置包括存储模块、读取次数统计模块、判断模块以及替换模块，其中，

存储模块，用于存储存储器块中的块数据的访问地址以及状态，根据读取次数统计模块的指示更新所述块的读取次数；

读取次数统计模块，用于统计对存储器块中的块数据的读取次数，指示存储模块更新所述块的读取次数；

判断模块，用于从存储模块获取存储器块的读取次数，判断是否在设定时间周期内超过了设定的读取次数，如果是，向替换模块发送替换指示，如果否，继续判断；

替换模块，用于根据判断模块的替换指示，将所述块中的块数据复制到设置的替换块中，将存储模块中存储器块的访问地址以及状态映射到替换块上。

在该装置实施例中，所述装置还包括擦除模块，用于接收到判断模块发送的擦除指示后，指示擦除在设定时间周期内超过了设定读取次数的存储器块中的块数据；所述判断模块，还用于在设定时间周期内判断存储器块的读取次数超过了设定的读取次数后，向擦除模块发送擦除指示。

在该装置实施例中，替换模块，还用于根据判断模块的替换指示，更新存储模块中存储器块的访问地址为所述块的替换块的访问地址以及记录所述块的状态为空闲状态。

在该装置实施例中，所述装置还包括读取装置，用于根据存储模块存储的存储器块中的块数据的访问地址读取存储器块中的该块数据，或者读取替换块中的该块数据；所述读取次数统计模块，用于在读取模块读取时对所述块或替换块进行读取次数的统计。

可以看出，本发明提供的方法及装置采用在设定的时间周期内检测该存储器块中的块数据读取次数的策略以及后续的进行块数据的替换策略，解决了由于读强度造成具有块存储功能或分区存储功能的存储器块中的块数据读损问题，延长了具有块存储功能或分区存储功能的存储器的使用寿命，保护了在具有块存储功能或分区存储功能的存储器中存储的数据，提高了使用者体验，从而为广泛使用具有块存储功能或分区存储功能的存储器扫清了障碍，对使用者具有很重要的意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防止存储器读损的方法，其特征在于，该方法包括：

A、设定时间周期内检测存储器块中的块数据读取次数，判断是否超过设定的读取次数，如果是，执行步骤B；如果否，返回步骤A继续执行；

B、将所述块中的块数据复制到设置的替换块中，后续到所述替换块中读取所述块数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间周期是根据读取存储器的块数据的读取速率设定的；所述读取次数是根据存储器的读耐压性设置的。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设置逻辑块表，该逻辑块表的每个表项用于标识所对应的一个存储器块的访问地址及状态；

步骤B所述将所述块中的块数据复制到替换块中为：

确定替换块且将所述块中的块数据复制到替换块中，在所述逻辑块表中的对应所述块的访问地址和状态映射到替换块上；

步骤B所述后续到所述替换块中读取所述块数据的过程为：

根据逻辑块表中的对应所述块的访问地址，确定映射的替换块，从替换块中读取所述块数据。

4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述块为存储器中所有存储块数据的块，或者为存储器中设定的频繁被读取块数据的块。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤B之后，该方法还包括：擦除所述块中的块数据，在逻辑块表中所述块的相应表项上更新为所述块的替换块的访问地址以及记录所述块的状态为空闲块状态。

6.如权利要求1～3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述存储器为具有分块存储功能或分区存储功能的存储器。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述具有块存储功能的存储器为与非闪存NANDFLASH。

8.一种防止存储器读损的装置，其特征在于，该装置包括存储模块、读取次数统计模块、判断模块以及替换模块，其中，

存储模块，用于存储存储器块中的块数据的访问地址以及状态，根据读取次数统计模块的指示更新所述块的读取次数；

读取次数统计模块，用于统计对存储器块中的块数据的读取次数，指示存储模块更新所述块的读取次数；

判断模块，用于从存储模块获取存储器块的读取次数，判断是否在设定时间周期内超过了设定的读取次数，如果是，向替换模块发送替换指示，如果否，继续判断；

替换模块，用于根据判断模块的替换指示，将所述块中的块数据复制到设置的替换块中，将存储模块中存储器块的访问地址以及状态映射到替换块上。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括擦除模块，用于接收到判断模块发送的擦除指示后，指示擦除在设定时间周期内超过了设定读取次数的存储器块中的块数据；

所述判断模块，还用于在设定时间周期内判断存储器块的读取次数超过了设定的读取次数后，向擦除模块发送擦除指示；

所述替换模块，还用于根据判断模块的替换指示，更新存储模块中存储器块的访问地址为所述块的替换块的访问地址以及记录所述块的状态为空闲状态。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括读取模块，用于根据存储模块存储的存储器块中的块数据的访问地址读取存储器块中的该块数据，或者读取替换块中的该块数据；

所述读取次数统计模块，用于在读取模块读取时对所述块或替换块进行读取次数的统计。

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