CN101458658B - 用于闪存的数据存储方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种用于闪存的数据存储方法及装置，所述用于闪存的数据存储方法包括：获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区；若所述物理实体区的累积数据写入次数未达到阈值，则获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；若所述物理实体区的累积数据写入次数达到阈值，则将一个状态为使用的可擦除区中存储的数据转移到其他状态为备用的可擦除区，并将所述数据转出的可擦除区的状态标记为备用；将数据写入所述状态为备用的可擦除区，并在完成写入数据后将所述可擦除区的状态标记为使用。所述用于闪存的数据存储方法及装置解决可擦除区域之间使用次数不平衡以及由于串扰而引起数据丢失的问题。

Description

用于闪存的数据存储方法及装置

技术领域

本发明涉及用于闪存的数据存储方法及装置，特别涉及用于氮化物只读存储器闪存的数据存储方法及装置。

背景技术

存储器是目前电子信息领域内非常重要的器件，用于保存系统中的数据信息。非挥发存储器(Non-volatile memory，NVM)是目前广泛应用在大规模集成电路领域的器件之一，具有存储数据的功能，并可以提供数据的写入、读出、以及擦除操作，即使切断电源，其存储的内容也不消失，具有保存数据的功能。闪存(Flash Memory)是一种常见的非挥发存储器。氮化物只读存储器(Nitride read only memory，NROM)是一种新型的闪存。NROM闪存的数据存储密度高于传统的闪存，并且在制造过程中不需要像其他类型的闪存一样必须采用特殊的制造工艺，可以通过标准的CMOS工艺来实现。在中国专利申请03819691中，披露了NORM闪存的存储器元件、存储器阵列、相关装置和方法的相关内容。

闪存中用于存储数据的区域被划分成多个物理实体区，每一个物理实体区又包括多个可擦除区，对于可擦除区来说，进行写入/擦除的次数越多，可靠性越差。在闪存的工作过程中，可能发生某一个或某几个可擦除区由于频繁进行写入/擦除操作，导致可靠性下降的较快的情况。闪存的可靠性是由其中可靠性最差的可擦除区域决定的，因为闪存中一旦有一个可擦除区域发生失效，整个闪存即宣告失效。因此闪存中可擦除区域使用次数的不平衡是降低闪存可靠性的重要原因之一，是所有的闪存都面临的一个共性的问题。中国专利申请200710072980中披露了一种闪存的管理方法，利用一个或几个物理实体区作为地址映射表保留区，平衡可擦除区之间进行写入/擦除操作次数，提高了闪存的可靠性。

然而，对于NROM闪存的存储管理方法，不仅需要解决可擦除区之间使用次数不平衡问题，还需要解决NROM闪存特有的串扰的问题。NROM闪存中每一个物理实体区内的可擦除区具有共同的位线和字线。对某一个可擦除区进行写入/擦除操作时，施加在位线或字线上的电压会影响到临近的可擦除区。因此，对于NROM闪存来说，同一物理实体区内的可擦除区由于共用字线与位线而发生的串扰，这种串扰现象会引起存储数据的丢失，从而影响了NROM闪存的可靠性。因此需要一种针对NROM闪存的特点的存储管理方法，即可以解决可擦除区域之间使用次数不平衡的问题，又可以解决同一物理实体区内由于串扰而引起数据丢失的问题。

发明内容

本发明提供一种用于闪存的数据存储方法及装置，解决可擦除区域之间使用次数不平衡的问题。

本发明还提供一种用于闪存的数据存储方法及装置，解决同一物理实体区内的可擦除区域之间的串扰问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种用于闪存的数据存储方法，所述闪存包括多个物理实体区，每个物理实体区包括至少一个可擦除区，其特征在于，所述可擦除区的状态包括备用和使用；所述用于闪存的数据存储方法包括下列步骤：

获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区；

若所述物理实体区的累积数据写入次数未达到阈值，则获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；

若所述物理实体区的累积数据写入次数达到阈值，则将所述物理实体区中一个状态为使用的可擦除区中存储的数据转移到其他状态为备用的可擦除区，并将数据转出的所述可擦除区的状态标记为备用；

将数据写入所述状态为备用的可擦除区，并在完成写入数据后将所述可擦除区的状态标记为使用。

可选地，所述可擦除区的状态还包括自由，而所述获取状态为备用的可擦除区包括下列步骤：

获取所述物理实体区中上次完成数据写入的可擦除区的地址编码；

在所述物理实体区中寻找地址编码与所述上次完成数据写入的可擦除区地址编码之差最小且状态为自由的新可擦除区，并将所述新可擦除区的状态标记为备用。

可选地，所述可擦除区的状态还包括刷新；所述将一个状态为使用的可擦除区中存储的数据转移到其他状态为备用的可擦除区，并将数据转出的所述可擦除区的状态标记为备用，包括下列步骤：

在所述物理实体区的累积数据写入次数达到阈值时，将所述物理实体区的状态标记为刷新，并且将所述物理实体区内所有状态为使用的可擦除区的状态也标记为刷新；

若所述物理实体区内有状态为备用的可擦除区，则在所述物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

若所述物理实体区内无状态为备用的可擦除区，则在所述物理实体区所在的闪存中的其他物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

将所述物理实体区内一个状态为刷新的可擦除区中的数据转移至所选定的状态为备用的可擦除区，将转入了数据的所述状态为备用的可擦除区的状态标记为使用；

将数据转出的所述可擦除区的状态标记为备用。

可选地，所述获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区包括下列步骤：

获取上次完成数据写入的物理实体区的地址编码；

在所述物理实体区所在的闪存中寻找地址编码与所述完成数据写入的物理实体区的地址编码之差最小，并且大于所述上次完成数据写入的物理实体区地址编码的新物理实体区，

并且当所述上次完成数据写入的物理实体区是其所在的闪存中地址编码最大的物理实体区时，选取所述闪存中地址编码最小的物理实体区作为新物理实体区。

相应地，本发明还提供一种用于闪存的数据存储装置，所述闪存包括多个物理实体区，每个物理实体区包括至少一个可擦除区，所述可擦除区的状态包括备用、使用；所述用于闪存的数据存储装置包括：

物理实体区获取单元，用于获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区；

第一可擦除区分配单元，用于在所述物理实体区获取单元获得的物理实体区的累积数据写入次数达到阈值时，则将所述物理实体区中一个状态为使用的可擦除区中存储的数据转移到其他状态为备用的可擦除区，并将数据转出的所述可擦除区的状态标记为备用；

第二可擦除区分配单元，用于在所述物理实体区获取单元获得的物理实体区的累积数据写入次数未达到阈值时，获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；

数据写入单元，用于将数据写入所述第一可擦除区分配单元或第二可擦除区分配单元获取的状态为备用的可擦除区，并在完成数据写入后将所述可擦除区的状态标记为使用。

可选地，所述可擦除区的状态还包括刷新；所述第一可擦除区分配单元包括：刷新单元、可擦除区判断单元、第一选定单元、第二选定单元、数据转移单元以及标记单元，

刷新单元，用于在所述物理实体区的累积数据写入次数达到阈值时，将所述物理实体区的状态标记为刷新，并且将所述物理实体区内所有状态为使用的可擦除区的状态也标记为刷新；

可擦除区判断单元，用于判断刷新单元获得的所述状态为刷新的物理实体区内是否有状态为备用的可擦除区，若有，则向第一选定单元发送第一选定信号；若无，则向第二选定单元发送第二选定信号；

第一选定单元，用于在收到第一选定信号后，在所述物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

第二选定单元，用于在收到第二选定信号后，在所述物理实体区所在的闪存中的其他物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

数据转移单元，用于将所述物理实体区内一个状态为刷新的可擦除区中的数据转移至第一选定单元或第二选定单元所选定的状态为备用的可擦除区，将该状态为备用的可擦除区的状态标记为使用；

标记单元，用于将数据转出的所述可擦除区的状态标记为备用。

可选地，所述可擦除区的状态还包括自由，所述第二可擦除区分配单元包括：

可擦除区寻址单元，用于在所述物理实体区的累积数据写入次数未达到阈值时，获取所述物理实体区中上次完成数据写入的可擦除区的地址编码；

可擦除区搜寻单元，用于在所述物理实体区中寻找地址编码与所述可擦除区寻址单元获得的可擦除区地址编码之差最小且状态为自由的新可擦除区，并将所述新可擦除区的状态标记为备用。

可选地，所述物理实体区获取单元包括：

物理实体区寻址单元，用于获取上次完成数据写入的物理实体区的地址编码；

物理实体区搜寻单元，用于在所述物理实体区所在的闪存中寻找地址编码与所述物理实体区寻址单元获得的地址编码之差最小，并且大于所述物理实体区寻址单元获得的地址编码的新物理实体区，

并且当所述上次完成数据写入的物理实体区是其所在的闪存中地址编码最大的物理实体区时，选取所述闪存中地址编码最小的物理实体区作为新物理实体区。

与现有技术相比，上述所公开的用于闪存的数据存储方法及装置的优点在于：

1)上述所公开的用于闪存的数据存储方法及装置在进行数据写入操作时，获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区，获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；将数据写入所述状态为备用的可擦除区，并在完成写入数据后将所述可擦除区的状态标记为使用。由于数据写入时是选取状态为备用的可擦除区，因而避免了对于已经写入过数据，状态为使用的可擦除区重复地进行写入/擦除操作，从而解决在数据写入闪存的过程中可擦除区域之间使用次数不平衡的问题；

2)上述所公开的用于闪存的数据存储方法及装置在进行数据写入操作时，在物理实体区的累积的写入次数达到设定的阈值时，通过将状态为使用的可擦除区中的数据转移至状态为备用的可擦除区，并将数据转出的所述可擦除区标记为备用。由于所述阈值反映闪存的相邻可擦除区之间在发生串扰前所能容忍的最多写入次数，因而在写入次数达到阈值时，将存储数据转移进行备份，可以解决同一物理实体区内的可擦除区域之间由于串扰而引起数据丢失的问题。

附图说明

图1是本发明用于闪存的数据存储方法的第一种实施方式流程图；

图2是图1所示方法中获取用于写入数据的物理实体区的一种实施方式流程图；

图3是图1所示方法中获取备用可擦除区的一种实施方式流程图；

图4为本发明用于闪存的数据存储装置的第一种实施方式示意图；

图5是图4所示装置中用于获取用于写入数据的物理实体区的装置示意图；

图6是图4所示装置中用于获取备用可擦除区的装置示意图；

图7是本发明用于闪存的数据存储方法的第二种实施方式流程图；

图8是图7所示方法中用于对物理实体区累计数据写入次数进行判断处理的一种实施方式流程图；

图9是本发明用于闪存的数据存储装置的第二种实施方式示意图；

图10是图9所示方法中用于对物理实体区累计数据写入次数进行判断处理的装置一种实施方式示意图。

具体实施方式

本发明所公开的用于闪存的数据存储方法及装置在进行数据写入操作时，获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区，获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；将数据写入所述状态为备用的可擦除区，并在完成写入数据后将所述可擦除区的状态标记为使用。

本发明所公开的用于闪存的数据存储方法及装置在进行数据写入操作时，在物理实体区的累积的写入次数达到设定的阈值时，通过将状态为使用的可擦除区中的数据转移至状态为备用的可擦除区，并将所述数据转出的可擦除区标记为备用。

下面结合附图对本发明具体实施方式所提供的用于闪存的数据存储方法及装置做详细说明。

图1所示为本发明用于闪存的数据存储方法的第一种实施方式的流程图。参照图1所示，执行步骤S101，获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区；执行步骤S102，获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；执行步骤S103，将数据写入所述状态为备用的可擦除区，并在完成写入数据后将所述可擦除区的状态标记为使用。

对于步骤s101，参照图2所示，所述获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区包括下列步骤：

步骤s101a，根据闪存进行写入数据操作的记录，获取上次完成数据写入的物理实体区的地址编码；

步骤s101b，在所述物理实体区所在的闪存中寻找地址编码与所述上次完成数据写入的物理实体区的地址编码之差最小，并且大于所述完成数据写入的物理实体区地址编码的新物理实体区，并且当所述完成数据写入的物理实体区是其所在的闪存中地址编码最大的物理实体区时，选取所述闪存中地址编码最小的物理实体区作为新物理实体区。

对于步骤s101a，所述闪存进行写入数据操作的记录通过下述方法获得：定义一个物理实体区的地址指针，采用所述地址指针记录闪存的写入数据操作，当有数据写入物理实体区，将地址指针指向所述物理实体区，所述地址指针的指向就是闪存进行写入数据操作的记录。例如，闪存中有10个物理实体区，当有数据写入第1个物理实体区时，则将所述地址指针指向第1个物理实体区。

那么对于步骤s101，当所述闪存是首次写入数据时，由于闪存中没有地址指针指向的记录，因而地址编码为空。当有数据要写入所述闪存时，则选取所述闪存中地址编码最小的物理实体区。

而当所述闪存不是首次写入数据时，则根据闪存地址指针的指向，就能够知道上一次数据是写入哪一个物理实体区的。则接下来寻找地址编码与所述地址指针指向的物理实体区的地址编码之差最小，并且大于所述地址指针指向的物理实体区地址编码的新物理实体区作为用于写入数据的物理实体区。例如，根据闪存地址指针的指向记录，上一次数据是写入地址编码为01的物理实体区，则本次就选取地址编码为02的物理实体区作为用于当前写入数据的物理实体区。

而根据闪存地址指针指向的记录得到上一次写入数据的物理实体区已经是所述闪存中地址编码最大的物理实体区时，则指定所述闪存中地址编码最小的物理实体区作为用于当前写入数据的物理实体区。例如，闪存中有10个物理实体区，当根据闪存地址指针的指向得到上一次数据是写入地址编码为10的物理实体区时，则指定所述闪存中地址编码为01的物理实体区作为用于当前写入数据的物理实体区。

参照图3所示，对于步骤s102，所述获取状态为备用的可擦除区包括下列步骤：

步骤s102a，获取所述物理实体区中上次完成数据写入的可擦除区的地址编码；

步骤s102b，在所述物理实体区中寻找地址编码与所述上次完成数据写入的可擦除区地址编码之差最小且状态为自由的新可擦除区，并将所述新可擦除区的状态标记为备用。

在每个物理实体区中包含了至少一个可擦除区，所述可擦除区的数据是根据闪存的容量要求而定的。每个可擦除区的状态包括自由、备用、使用，状态为自由表示所述可擦除区是未写入过数据的可擦除区；状态为备用表示所述可擦除区是将要被写入数据的可擦除区；状态为使用表示所述可擦除区已经被写入过数据。例如，一个物理实体区有4个可擦除区，此时第一个可擦除区刚完成数据写入，则第一个可擦除区的状态为使用；第二个可擦除区未写入过数据，则第二个可擦除区的状态为自由；第三个可擦除区也未写入过数据，则第三个可擦除区的状态也为自由；第四个可擦除区也未写入过数据，则第四个可擦除区的状态为自由。对应步骤s102a，最近一次完成数据写入的可擦除区的地址编码就是第一个可擦除区对应的地址编码；对应步骤s102b，与所述第一个可擦除区的地址编码之差最小且状态为自由的新可擦除区就是第二个可擦除区，那么第二个可擦除区的状态就会被标记为备用，表示第二个可擦除区将要被写入数据。

继续参照图1所示，对于上述用于闪存的数据存储方法举例如下：假设一个闪存具有3个物理实体区，每个物理实体区有4个可擦除区。在当前数据将要写入所述闪存时，所述闪存的状态为：闪存的第一个物理实体区刚完成数据写入，第二个物理实体区中第一至第四个可擦除区的状态分别为使用、自由、自由、自由。当有数据要写入所述闪存时，首先根据地址指针指向记录获得了刚完成数据写入的是第一个物理实体区，那么就选取第二个物理实体区作为写入数据的物理实体区。接下来，由于第二个物理实体区内的第一个可擦除区的状态为使用，那么就在第二个物理实体区内寻找与第一个可擦除区地址编码之差最小，且状态为自由的可擦除区。则第二个物理实体区的第二个可擦除区是符合所述条件的可擦除区，所述第二个可擦除区会被标记为备用。随后，当前数据就写入所述闪存的第二个物理实体区的第二个可擦除区，在数据写入第二个可擦除区之后，第二个可擦除区的状态就会被标记为使用。那么，下一次有数据要写入时，就不会再写入第二个可擦除区。通过上述的例子可以看出，每一次新数据写入闪存时，都会挑选与上一次数据写入不同的物理实体区和可擦除区，并且依照一个固定的顺序循环利用闪存中的每一个物理实体区和可擦除区，这样就平衡了所述闪存中物理实体区之间以及可擦除区之间的写入操作次数，避免了对某个物理实体区或某个可擦除区频繁进行写入数据的操作，因此提高了闪存的可靠性。

参照图4所示，本发明用于闪存的数据存储装置的第一种实施方式包括：

物理实体区获取单元101，用于获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区；

可擦除区分配单元102，用于在所述物理实体区获取单元101获得的物理实体区中获取状态为备用的可擦除区；

数据写入单元103，用于将数据写入所述可擦除区分配单元102获得的状态为备用的可擦除区，并在完成写入数据后将所述可擦除区的状态标记为使用。

其中，参照图5所示，所述物理实体区获取单元101包括：

物理实体区寻址单元101a，用于获取上次完成数据写入的物理实体区的地址编码；

物理实体区搜寻单元101b，用于在所述物理实体区所在的闪存中寻找地址编码与所述物理实体区寻址单元101a获得的地址编码之差最小，并且大于所述物理实体区寻址单元101a获得的地址编码的新物理实体区，

并且当所述上次完成数据写入的物理实体区是其所在的闪存中地址编码最大的物理实体区时，选取所述闪存中地址编码最小的物理实体区作为新物理实体区。

参照图6所示，所述可擦除区分配单元102包括：

可擦除区寻址单元102a，用于获取所述物理实体区中上次完成数据写入的可擦除区的地址编码；

可擦除区搜寻单元102b，用于在所述物理实体区中寻找地址编码与所述可擦除区寻址单元102a获得的地址编码之差最小且状态为自由的新可擦除区，并将所述新可擦除区标记为备用。

对应于上述用于闪存的数据存储装置的实施方式举例如下：当有数据要写入闪存时，假设所述闪存具有3个物理实体区，每个物理实体区有4个可擦除区。在当前数据将要写入所述闪存时，所述闪存的状态为：闪存的第一个物理实体区刚完成数据写入，第二个物理实体区中第一至第四个可擦除区的状态分别为使用、自由、自由、自由。物理实体区寻址单元101a首先根据地址指针指向记录得到刚完成数据写入的物理实体区是第一个物理实体区，那么物理实体区搜寻单元101b根据物理实体区寻址单元101a得到的信息，选取第二个物理实体区作为写入数据的物理实体区。接下来，由于第二个物理实体区内的第一个可擦除区的状态为使用，可擦除区寻址单元102a从物理实体区搜寻单元101b获得的第二个物理实体区中找到所述第二个物理实体区的第一个可擦除区为最近一次完成数据写入的可擦除区，那么可擦除区搜寻单元102b就根据物理实体区搜寻单元101b获得的信息，从第二个物理实体区内寻找与第一个可擦除区地址编码之差最小，且状态为自由的可擦除区。则第二个物理实体区的第二个可擦除区是符合所述条件的可擦除区，所述第二个可擦除区会被可擦除区搜寻单元102b标记为备用。随后，数据写入单元103就将当前数据写入所述可擦除区搜寻单元102b得到的第二个可擦除区，在数据写入第二个可擦除区之后，第二个可擦除区的状态就会被数据写入单元103标记为使用。那么，下一次有数据要写入时，就不会再写入所述第二个可擦除区。

图7所示为本发明用于闪存的数据存储方法的第二种实施方式的流程图。参照图7所示，执行步骤s201，获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区；执行步骤s202，判断所述物理实体区的累计数据写入次数是否达到设定的阈值，若所述物理实体区的累积数据写入次数达到阈值，则执行步骤s203；若所述物理实体区的累积数据写入次数未达到阈值，则执行步骤s204；执行步骤s203，将一个状态为使用的可擦除区中存储的数据转移到其他状态为备用的可擦除区，并将所述数据转出的可擦除区的状态标记为备用；执行步骤s204，获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；执行步骤s205，将数据写入所述状态为备用的可擦除区，并在完成写入数据后将所述可擦除区的状态标记为使用。

其中，步骤s201的操作过程与上述的本发明用于闪存的数据存储方法的第一种实施方式中步骤s101的操作过程完全相同，请参照上述关于步骤s101的相关描述。

对于步骤s202，在所述物理实体区中获取状态为备用的可擦除区之前，需要先对于所述物理实体区的累计数据写入次数是否达到阈值进行判断。执行所述步骤的目的是防止闪存的物理实体区的累计数据写入次数过多时，相邻的可擦除区之间产生串扰，导致可擦除区存储的数据丢失。

所述阈值可以通过下述方法获得：对一具有相同结构的闪存试片中相邻可擦除区进行写入测试，即对相邻可擦除区轮流进行数据的写入/擦除操作，并记录相邻的可擦除区之间产生串扰时，已经完成的写入/擦除操作的次数，并将所述的次数作为阈值。所述物理实体区的累计数据写入次数可以采用计数器计数的方法获得。例如，为每个物理实体区设定一个计数器，在闪存未进行写入操作时，计数器的初始值为0。每进行一次写入操作，计数器的值增加1，以此来记录所述物理实体区进行数据写入操作的次数。

而当物理实体区的累计数据写入次数达到阈值时，意味着所述物理实体区内的相邻可擦除区就有可能产生串扰，影响存储数据的可靠性。此时，就需要执行步骤s203。

对于步骤s203，所述将一个状态为使用的可擦除区中存储的数据转移到其他状态为备用的新可擦除区，并将所述数据转出的可擦除区的状态标记为备用，参照图8所示，包括下列步骤：

步骤s203a，将所述物理实体区的状态标记为刷新，并且将所述物理实体区内所有状态为使用的可擦除区的状态也标记为刷新；

步骤s203b，判断所述物理实体区内是否有状态为备用的可擦除区，若所述物理实体区内有状态为备用的可擦除区，则执行步骤s203c；若所述物理实体区内无状态为备用的可擦除区，则执行步骤s203d；

步骤s203c，在所述物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

步骤s203d，在所述物理实体区所在的闪存中的其他物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

步骤s203e，将所述物理实体区内一个状态为使用的可擦除区中的数据转移至所选定的状态为备用的可擦除区，将转入数据的可擦除区的状态标记为使用；

步骤s203f，将所述数据已转出的可擦除区的状态标记为备用。

对于步骤s203a，将所述物理实体区和所述可擦除区的状态标记为刷新表示所述物理实体区由于累计数据写入次数达到阈值，而可能对所述可擦除区存储的数据的可靠性造成影响，需要对可擦除区所存储的数据进行处理，以避免丢失数据。

对应上述步骤s203举例如下，以使得说明更加清楚。例如，闪存中具有4个物理实体区，而每一个物理实体区具有4个可擦除区。所述闪存的累计数据写入次数阈值为10次。所述闪存当前的状态是第一个物理实体区的累计写入次数已经达到了10次，而其他物理实体区的累计写入次数还未达到10次。在此，首先就会先将第一个物理实体区和第一个物理实体区内的所有状态为使用的可擦除区标记为刷新。例如，第一个物理实体区中第一个和第二个可擦除区的状态为使用，第三个可擦除区的状态为备用，第四个可擦除区的状态为自由。那么就将第一个和第二个可擦除区的状态标记为刷新。接下来，判断第一个物理实体区是否有状态为备用的可擦除区。此处，第三个可擦除区是符合条件的可擦除区，因此选定第三个可擦除区。当然，若所述第三个可擦除区或第四个可擦除区的状态为自由，可以按设计要求或任意指定一个可擦除区，将其状态标记为备用并选定。然后，就将第一个可擦除区或第二个可擦除区的数据转移至所选定的第三个可擦除区。所述的转移是将第一个可擦除区或第二个可擦除区的数据复制至第三个可擦除区，并将第一个可擦除区或第二个可擦除区的数据擦除。由于第三个可擦除区已写入数据，第三个可擦除区的状态就被标记为使用，而第一个可擦除区或第二个可擦除区的数据已被转出，不再存储有数据，可以被再次写入数据，因此被标记为备用。

上述例子是所述累计数据写入次数达到阈值的物理实体区有状态为备用的可擦除区的情况，所述物理实体区有状态为备用的可擦除区是指有状态为自由或备用的可擦除区。而当所述物理实体区没有状态为自由或备用的可擦除区时，例如上述的第一个物理实体区的4个可擦除区的状态都已被标记为刷新，那么就可以按设计要求顺序从第二个至第四个物理实体区内寻找状态为备用或自由的可擦除区，或者任意指定第二个至第四个物理实体区内的状态为备用或自由的可擦除区。

而在所述物理实体区的累计数据写入次数没有达到阈值时，对于物理实体区的数据写入操作与上述的本发明用于闪存的数据存储方法的第一种实施方式完全相同，即步骤s204的操作过程与上述的本发明用于闪存的数据存储方法的第一种实施方式中步骤s102的操作过程完全相同，请参照上述关于步骤s102的相关描述。

步骤s205的操作过程也与上述的本发明用于闪存的数据存储方法的第一种实施方式中步骤s103的操作过程完全相同，请参照上述关于步骤s103的相关描述。

通过上述例子可以看到，由于在物理实体区的累计数据写入次数达到阈值时，将相邻可擦除区中其中一个可擦除区的数据进行转移备份，使得在相邻可擦除区发生串扰时，所述可擦除区中的数据也能够得以保全，从而避免了相邻可擦除区发生串扰时，可擦除区存储的数据丢失，而影响闪存的可靠性。

参照图9所示，本发明用于闪存的数据存储装置的第二种实施方式包括：物理实体区获取单元201、判断单元202、第一可擦除区分配单元203、第二可擦除区分配单元204和数据写入单元205；

物理实体区获取单元201，用于获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区；

判断单元202，用于判断所述物理实体区获取单元201获得的物理实体区的累计数据写入次数是否达到阈值，并在所述累计数据写入次数达到阈值时，向第一可擦除区分配单元203发送第一启动信号；在所述累计数据写入次数未达到阈值时，向第二可擦除区分配单元204发送第二启动信号；

第一可擦除区分配单元203，用于在接收到第一启动信号后，将一个状态为使用的可擦除区中存储的数据转移到其他状态为备用的可擦除区，并将所述数据转出的可擦除区的状态标记为备用；

第二可擦除区分配单元204，用于在接收到第二启动信号后，获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；

数据写入单元205，用于将数据写入所述第一可擦除区分配单元203或第二可擦除区分配单元204获取的状态为备用的可擦除区，并在完成数据写入后将所述可擦除区的状态标记为使用。

其中，所述第一可擦除区分配单元203包括：刷新单元203a、可擦除区判断单元203b、第一选定单元203c、第二选定单元203d、数据转移单元203e以及标记单元203f，

刷新单元203a，用于在获得第一启动信号后将所述物理实体区和所述物理实体区中所有状态为使用的可擦除区标记为刷新；

可擦除区判断单元203b，用于判断刷新单元203a获得的所述状态为刷新的物理实体区内是否有状态为备用或自由的可擦除区，若有，则向第一选定单元203c发送第一选定信号；若无，则向第二选定单元203d发送第二选定信号；

第一选定单元203c，用于在接收到第一选定信号后，在所述物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

第二选定单元203d，用于在接收到第二选定信号后，在所述物理实体区所在的闪存中的其他物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

数据转移单元203e，用于将所述物理实体区内一个状态为使用的可擦除区中的数据转移至第一选定单元203c或第二选定单元203d所选定的状态为备用的可擦除区，将写入数据后的状态为备用的可擦除区的状态标记为使用，并向标记单元203f发送数据转移完成信号；

标记单元203f，用于在接收到数据转移完成信号后，将所述数据已转出的可擦除区的状态标记为备用。

上述例子是所述累计数据写入次数达到阈值的物理实体区有状态为备用的可擦除区的情况，所述物理实体区有状态为备用的可擦除区是指有状态为自由或备用的可擦除区。而当所述物理实体区没有状态为自由或备用的可擦除区时，例如上述的第一个物理实体区的4个可擦除区的状态都已被标记为刷新，那么就可以按设计要求顺序从第二个至第四个物理实体区内寻找状态为备用或自由的可擦除区，或者任意指定第二个至第四个物理实体区内的状态为备用或自由的可擦除区。

对应上述第一可擦除区分配单元203举例如下，以使得说明更加清楚。例如，闪存中具有4个物理实体区，而每一个物理实体区具有4个可擦除区。所述闪存的累计数据写入次数阈值为10次。所述闪存当前的状态是第一个物理实体区的累计写入次数已经达到了10次，而其他物理实体区的累计写入次数还未达到10次。在此，首先刷新单元203a就会先将第一个物理实体区和第一个物理实体区内的所有状态为使用的可擦除区标记为刷新。例如，第一个物理实体区中第一个和第二个可擦除区的状态为使用，第三个可擦除区的状态为备用，第四个可擦除区的状态为自由。那么就将第一个和第二个可擦除区的状态标记为刷新。接下来，可擦除区判断单元203b判断第一个物理实体区是否有状态为备用的可擦除区。此处，第三个可擦除区是符合条件的可擦除区，因此可擦除区判断单元203b向第一选定单元203c发送第一选定信号，第一选定单元203c在接收到第一选定信号后选定第三个可擦除区。当然，若所述第三个可擦除区或第四个可擦除区的状态为自由，可以按设计要求或任意指定一个可擦除区，将其状态标记为备用并选定。然后，数据转移单元203e就将第一个可擦除区或第二个可擦除区的数据转移至所选定的第三个可擦除区。所述的转移是将第一个可擦除区或第二个可擦除区的数据复制至第三个可擦除区，并将第一个可擦除区或第二个可擦除区的数据擦除。由于第三个可擦除区已写入数据，第三个可擦除区的状态就被标记为使用，随后，数据转移单元203e向标记单元203f发送数据转移完成信号。而标记单元203f在接收到数据转移完成信号后，将第一个可擦除区或第二个可擦除区标记为备用。

上述例子是所述累计数据写入次数达到阈值的物理实体区有状态为备用的可擦除区的情况，所述物理实体区有状态为备用的可擦除区是指有状态为自由或备用的可擦除区。而当可擦除区判断单元203b判断出所述物理实体区没有状态为自由或备用的可擦除区时，例如上述的第一个物理实体区的4个可擦除区的状态都已被标记为刷新，就会向第二选定单元203d发送第二选定信号，那么第二选定单元203d就可以按设计要求顺序从第二个至第四个物理实体区内寻找状态为备用或自由的可擦除区，或者任意指定第二个至第四个物理实体区内的状态为备用或自由的可擦除区。

物理实体区获取单元201的结构与上述本发明用于闪存的数据存储装置的第一种实施方式的物理实体区获取单元101的结构完全相同，第二可擦除区分配单元204的结构与上述本发明用于闪存的数据存储装置的第一种实施方式的可擦除区分配单元102的结构完全相同，数据写入单元205的结构与上述本发明用于闪存的数据存储装置的第一种实施方式的可擦除区分配单元103的结构完全相同，请参照上述本发明用于闪存的数据存储装置的第一种实施方式的相关描述。

综上所述，上述所公开的用于闪存的数据存储方法及装置在进行数据写入操作时，获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区，获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；将数据写入所述状态为备用的可擦除区，并在完成写入数据后将所述可擦除区的状态标记为使用。由于数据写入时是选取状态为备用的可擦除区，因而避免了对于已经写入过数据，状态为使用的可擦除区重复地进行写入/擦除操作，从而解决在数据写入闪存的过程中可擦除区域之间使用次数不平衡的问题；

并且，上述所公开的用于闪存的数据存储方法及装置在进行数据写入操作时，在物理实体区的累积的写入次数达到设定的阈值时，通过将状态为使用的可擦除区中的数据转移至状态为备用的可擦除区，并将所述数据转出的可擦除区标记为备用。由于所述阈值反映闪存的相邻可擦除区之间在发生串扰前所能容忍的最多写入次数，因而在写入次数达到阈值时，将存储数据转移进行备份，可以解决同一物理实体区内的可擦除区域之间由于串扰而引起数据丢失的问题。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种用于闪存的数据存储方法，所述闪存包括多个物理实体区，每个物理实体区包括至少一个可擦除区，其特征在于，所述可擦除区的状态包括备用和使用；所述用于闪存的数据存储方法包括下列步骤：

获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区；

若所述物理实体区的累积数据写入次数未达到阈值，则获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；

若所述物理实体区的累积数据写入次数达到阈值，则将所述物理实体区中一个状态为使用的可擦除区中存储的数据转移到其他状态为备用的可擦除区，并将数据转出的所述可擦除区的状态标记为备用；

将数据写入所述状态为备用的可擦除区，并在完成写入数据后将所述可擦除区的状态标记为使用。

2.如权利要求1所述的用于闪存的数据存储方法，其特征在于，所述可擦除区的状态还包括自由，而所述获取状态为备用的可擦除区包括下列步骤：

获取所述物理实体区中上次完成数据写入的可擦除区的地址编码；

在所述物理实体区中寻找地址编码与所述上次完成数据写入的可擦除区地址编码之差最小且状态为自由的新可擦除区，并将所述新可擦除区的状态标记为备用。

3.如权利要求1所述的用于闪存的数据存储方法，其特征在于，所述可擦除区的状态还包括刷新；所述将一个状态为使用的可擦除区中存储的数据转移到其他状态为备用的可擦除区，并将数据转出的所述可擦除区的状态标记为备用，包括下列步骤：

在所述物理实体区的累积数据写入次数达到阈值时，将所述物理实体区的状态标记为刷新，并且将所述物理实体区内所有状态为使用的可擦除区的状态也标记为刷新；

若所述物理实体区内有状态为备用的可擦除区，则在所述物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

若所述物理实体区内无状态为备用的可擦除区，则在所述物理实体区所在的闪存中的其他物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

将所述物理实体区内一个状态为刷新的可擦除区中的数据转移至所选定的状态为备用的可擦除区，将转入了数据的所述状态为备用的可擦除区的状态标记为使用；

将数据转出的所述可擦除区的状态标记为备用。

4.如权利要求1所述的用于闪存的数据存储方法，其特征在于，所述获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区包括下列步骤：

获取上次完成数据写入的物理实体区的地址编码；

在所述物理实体区所在的闪存中寻找地址编码与所述完成数据写入的物理实体区的地址编码之差最小，并且大于所述上次完成数据写入的物理实体区地址编码的新物理实体区，

并且当所述上次完成数据写入的物理实体区是其所在的闪存中地址编码最大的物理实体区时，选取所述闪存中地址编码最小的物理实体区作为新物理实体区。

5.一种用于闪存的数据存储装置，所述闪存包括多个物理实体区，每个物理实体区包括至少一个可擦除区，其特征在于，所述可擦除区的状态包括备用、使用；所述用于闪存的数据存储装置包括：

物理实体区获取单元，用于获取与上次写入数据的物理实体区不同的物理实体区；

第一可擦除区分配单元，用于在所述物理实体区获取单元获得的物理实体区的累积数据写入次数达到阈值时，则将所述物理实体区中一个状态为使用的可擦除区中存储的数据转移到其他状态为备用的可擦除区，并将数据转出的所述可擦除区的状态标记为备用；

第二可擦除区分配单元，用于在所述物理实体区获取单元获得的物理实体区的累积数据写入次数未达到阈值时，获取所述物理实体区中状态为备用的可擦除区；

数据写入单元，用于将数据写入所述第一可擦除区分配单元或第二可擦除区分配单元获取的状态为备用的可擦除区，并在完成数据写入后将所述可擦除区的状态标记为使用。

6.如权利要求5所述的用于闪存的数据存储装置，其特征在于，所述可擦除区的状态还包括刷新；所述第一可擦除区分配单元包括：刷新单元、可擦除区判断单元、第一选定单元、第二选定单元、数据转移单元以及标记单元，

刷新单元，用于在所述物理实体区的累积数据写入次数达到阈值时，将所述物理实体区的状态标记为刷新，并且将所述物理实体区内所有状态为使用的可擦除区的状态也标记为刷新；

可擦除区判断单元，用于判断刷新单元获得的所述状态为刷新的物理实体区内是否有状态为备用的可擦除区，若有，则向第一选定单元发送第一选定信号；若无，则向第二选定单元发送第二选定信号；

第一选定单元，用于在接收到第一选定信号后，在所述物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

第二选定单元，用于在接收到第二选定信号后，在所述物理实体区所在的闪存中的其他物理实体区内选定一个状态为备用的可擦除区；

数据转移单元，用于将所述物理实体区内一个状态为刷新的可擦除区中的数据转移至第一选定单元或第二选定单元所选定的状态为备用的可擦除区，将该状态为备用的可擦除区的状态标记为使用；

标记单元，用于将数据转出的所述可擦除区的状态标记为备用。

7.如权利要求5所述的用于闪存的数据存储装置，其特征在于，所述可擦除区的状态还包括自由，所述第二可擦除区分配单元包括：

可擦除区寻址单元，用于在所述物理实体区的累积数据写入次数未达到阈值时，获取所述物理实体区中上次完成数据写入的可擦除区的地址编码；

可擦除区搜寻单元，用于在所述物理实体区中寻找地址编码与所述可擦除区寻址单元获得的可擦除区地址编码之差最小且状态为自由的新可擦除区，并将所述新可擦除区的状态标记为备用。

8.如权利要求5所述的用于闪存的数据存储装置，其特征在于，所述物理实体区获取单元包括：

物理实体区寻址单元，用于获取上次完成数据写入的物理实体区的地址编码；

物理实体区搜寻单元，用于在所述物理实体区所在的闪存中寻找地址编码与所述物理实体区寻址单元获得的地址编码之差最小，并且大于所述物理实体区寻址单元获得的地址编码的新物理实体区，

并且当所述上次完成数据写入的物理实体区是其所在的闪存中地址编码最大的物理实体区时，选取所述闪存中地址编码最小的物理实体区作为新物理实体区。

Images