CN101477534B - 用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法、管理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法，其特征在于，包括如下步骤：预置文件存储于所述存储器中的时间阈值；获取存储于当前存储单元中文件的存储时间；依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则将所述文件由所述当前物理块搬移至空存储单元；更新所述文件在所述空存储单元的创建时间。通过本发明，有利于保证NAND FLASH存储器中的各个物理块之间的磨损平衡，从而提高了存储器的整体寿命。
Description
技术领域
本发明涉及快闪存储器技术领域，特别地，涉及一种用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法、管理装置。
背景技术
随着嵌入式技术在电子信息领域的快速发展，对数据存储设备的容量和性能的要求也日益提高，NAND型快闪存储器(NAND FLASH)作为一种存储介质得到了非常广泛的应用。
但是，NAND FLASH在每次写入之前需要以块为单位进行擦除，而擦除次数是有限的，擦除的次数的增加会导致NAND FLASH的使用寿命的降低。任何一个NAND FLASH物理块的坏损，都会导致整个NAND FLASH寿命的降低。因此，在使用时，必须保证各块的擦出次数一致或者比较接近，也就是说，必须保证各个块之间的磨损平衡。因此，如何更有效的管理好NANDFLASH以提高其寿命成为一个热点的研究问题。
现在的解决方法主要是在读写操作中引入存储单元擦写控制算法，通过记录NAND FLASH每个物理块的使用次数，统计出使用次数较少的物理块，从而，在上述使用较少的物理块中执行写操作。
但是，上述解决方法的一个缺陷是：如果某一文件长期存储于NANDFLASH中，该文件占用的物理块将不会被再次使用，时间长了以后，将会使得该物理块的使用次数与其他物理块的使用次数差别很大；也就是说，由于某一物理块长期被占用，将导致其他没有被占用物理块被擦写次数的相对增加，因而相对地加快了没有被占用物理块的磨损频率，从而，影响了NAND FLASH存储器的整体寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法，基于该方法，能够搬移长期存储于NAND FLASH存储器中的文件，从而使得NAND FLASH存储器中的各个物理块被均衡使用。
为了解决上述问题，本发明公开了一种用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法，其特征在于，包括如下步骤：预置文件存储于所述存储器中的时间阈值；获取存储于当前存储单元中文件的存储时间；依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则将所述文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元；更新所述文件在所述空存储单元的创建时间。
优选地，所述方法还包括：统计所述存储器中存储单元的使用频率；按预置规则，确定使用频率低的存储单元；并且，所述依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则将所述文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元进一步为，在所述文件存储时间大于所述时间阈值，并且，当前存储单元为使用频率低的存储单元时，将文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元。
优选地，所述空存储单元为使用频率高的存储单元，所述使用频率高的存储单元依据所述预置规则、所述各个存储单元的使用频率确定。
优选地，所述时间阈值为依据所述存储器的读写寿命确定的经验值。
优选地，所述存储于所述存储器中各个文件的存储时间通过读取文件信息分配表的方式获取。
优选地，所述预置规则为：依据各个存储单元的使用频率，确定平均使用频率，若存储单元的使用频率大于所述平均使用频率，则为使用频率高的存储单元；反之，为使用频率低的存储单元。
根据本发明的另一实施例，还提供了一种用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理装置，所述文件管理装置包括：时间阈值预置模块、存储时间获取模块、文件搬移模块、存储时间更新模块。
其中，时间阈值预置模块，用于预置文件存储于所述存储器中的时间阈值；存储时间获取模块用于获取存储于当前存储单元中文件的存储时间；文件搬移模块，用于依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则将所述文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元；存储时间更新模块，用于更新所述文件在所述空存储单元的创建时间。
优选地，所述装置还包括：使用频率统计模块、使用频率低的存储单元确定模块，其中，使用频率统计模块用于统计所述存储器中存储单元的使用频率；使用频率低的存储单元确定模块，用于按预置规则，确定使用频率低的存储单元；并且，所述文件搬移模块进一步包括：判断子模块和文件搬移子模块。判断子模块用于判断所述文件存储时间是否大于所述时间阈值，并且当前存储单元是否为使用频率低的存储单元；文件搬移子模块用于在所述文件存储时间大于所述时间阈值，并且，当前存储单元为使用频率低的存储单元时，将文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元。
优选地，所述空存储单元为使用频率高的存储单元，所述使用频率高的存储单元依据所述预置规则、所述各个存储单元的使用频率确定。
优选地，所述时间阈值为依据所述存储器的读写寿命确定的经验值。
优选地，所述存储于所述存储器中各个文件的存储时间通过读取文件信息分配表的方式获取。
优选地，依据各个存储单元的使用频率，确定平均使用频率，若存储单元的使用频率大于所述平均使用频率，则为使用频率高的存储单元；反之，为使用频率低的存储单元。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
通过读取文件系统中的文件信息分配表(FAT)，获取存储于NANDFLASH存储器中各个文件存储时间的信息，并根据设定的时间阈值，确定需要搬移的文件，并将长期存储于NAND FLASH的某些物理块中的文件搬移到其他的物理块。从而，有利于保证NAND FLASH存储器中的各个物理块之间的磨损平衡，从而提高了存储器的整体寿命。
附图说明
图1是根据本发明用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法实施例的步骤流程图；
图2是根据本发明用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法实施例的详细流程图；
图3是根据本发明用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法实施例的详细流程图；
图4是根据本发明用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理装置实施例的结构示意图；
图5是根据本发明用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理装置实施例的详细结构示意图；
图6是根据本发明用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理装置实施例的详细结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1，图1是根据本发明用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法实施例的步骤流程图，包括如下步骤：
步骤101：预置文件存储于所述存储器中的时间阈值；
步骤102：获取存储于所述存储器、作为存储单元的当前物理块中文件的存储时间；
步骤103：依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则将所述文件由所述当前物理块搬移至空物理块；
步骤104：更新所述文件在所述空物理块中的存储时间。
下面结合图2，详细说明本发明的实施方式。在具体实施时，比如，将NAND FLASH存储器与PC连接时，将自动检测存储于所述存储器中的文件，以确定每一个文件是否超过设定的时间阈值，并且，将超过时间阈值的文件从该物理块搬移到其他的空物理块中去。
参照图2，图2是上述描述的详细流程图，包括如下步骤：
步骤201：预置文件存储于所述存储器中的时间阈值；
步骤202：通过读取文件信息分配表(FAT)的方式获取所述存储器中某一个文件的存储时间；
步骤203：依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则执行步骤204；若否，执行步骤206。
步骤204：通知操作系统，则将所述文件由所述存储器中的当前物理块搬移至其他空物理块；
步骤205：根据搬移完成的时间，在文件信息分配表中，更新文件在所述存储器中的存储时间。
步骤206：获取所述存储器中下一个文件的存储时间，并执行步骤203。
在具体实施本发明的过程中，一种更为优选的实施方式是：在判断某一存储单元中所存放的文件为预备长期存放的文件的情况下，进一步检查存储该长期存放的文件的存储单元的使用频率，在该存储单元使用频率相对较低的情况下，做出将该长期存放的文件搬移至其他空存储单元的决定。
之所以进行这样的而改进，是因为，如果某个文件为，存放于FLASH存储器中某个存储单元中的待长期保存的文件，但是该存储单元的从前的总的使用频率很高，那么如果将该文件释放出来后，该存储单元即变为空的存储单元，就会增大了该存储单元的使用机会，因此导致该存储单元的磨损进一步加剧。因此，我们的做法是，此时不对该待长期保存的文件进行搬移，而是利用该文件需要长期保存的特性，对该使用频率搞的存储单元进行保护。
相反，如果某个文件为，存放于FLASH存储器中某个存储单元中的待长期保存的文件，但是该存储单元的从前的总的使用频率比较低，也就是说该存储单元的磨损小，则应当释放该文件，使该存储单元为空存储单元，那么如果将该文件释放出来后，该存储单元即变为空的存储单元，就会增大了该存储单元的使用机会，使整个FLASH芯片中的各个存储单元更加接近磨损平衡。
根据这种思想，本发明的另一种更为优选的实施方式为：简单的说，就是在决定将某待长期保存的文件搬移的情况下，搬到哪里的问题。一种简单的实现方式是：将该文件搬移至FLASH存储器中的空存储单元即可。但是，更为优选的一种实施方式是：将该文件搬移至使用频率高的存储单元。这样做的理由与上面的分析类似，就是利用带文件的需要长期保存的特性，对该使用频率搞的存储单元进行保护。下面结合图3来详细说明该实施例的具体实现过程。
参照图3，图3是上述描述的详细流程图，包括如下步骤：
步骤301：预置文件存储于所述存储器中的时间阈值；
步骤302：获取存储于所述存储器、作为存储单元的当前物理块中文件的存储时间；
步骤303：统计所述存储器中存储单元的使用频率；
步骤304：按预置规则，确定使用频率低的存储单元；
步骤305：判断所述文件存储时间大于所述时间阈值，并且当前存储单元是否为使用频率低的存储单元；
步骤306：在所述文件存储时间大于所述时间阈值，并且，当前存储单元为使用频率低的存储单元时，将文件由所述当前存储单元搬移至使用频率高的存储单元空存储单元。
在具体实施本发明的过程中，判断各个存储单元的使用频率时，预置规则可以采用各种不同的标准制定。例如，在某一实施例中，预置规则为：依据各个存储单元的使用频率，确定平均使用频率，若存储单元的使用频率大于所述平均使用频率，则为使用频率高的存储单元；反之，为使用频率低的物理块。
具体来说，可以是这样确定的，假设该FLASH存储器中有共有M个存储单元，统计该存储器中各个存储单元的使用次数为n1，n2，...ns...，计算出总的使用次数n，即n＝n1+n2+...+ns+...，然后，计算出每一个存储单元的使用频率f1，f2，...fs...，其中，某一个使用频率fs的计算公式为：
fs＝ns/n
并且，平均使用频率按照下式定义：
faverage＝(f1+f2fs+...)/M
依据上述两个公式，则可以判断某个存储单元的使用频率为使用频率高的存储单元还是使用频率低的存储单元。
另外，还可以根据存储器中存储单元使用频率的的经验值来判断，这时，预置规则为：若存储器中的存储单元的使用频率大于使用频率的经验值，则存储单元为使用频率高的存储单元，反之为使用频率低的存储单元。
参照图4，图4是根据本发明用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理装置实施例的结构示意图，包括：
时间阈值预置单元401，用于预置时间阈值参数；
存储时间获取单元402，用于获取存储于所述存储器中文件的存储时间；
文件搬移单元403，用于依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则将所述文件由所述存储器中的当前物理块搬移至其他空物理块；
存储时间更新单元404，用于在所述需要进行搬移的文件由存储器中的当前物理块搬移至其他空物理块后，更新所述文件的存储时间。
参照图5，图5是根据本发明用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理装置实施例的详细结构示意图，包括：
时间阈值预置单元501，用于预置时间阈值参数；
存储时间获取单元502，用于获取存储于所述存储器中文件的存储时间；
其中，所述存储时间获取单元502包括：
文件信息分配表读取子单元5021，用于读取文件信息分配表；
存储时间获取子单元5022，用于依据所述文件信息分配表，获取存储于所述存储器中各个文件的存储时间；
文件搬移单元503，用于依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则将所述文件由所述存储器中的当前存储单元搬移至其他空存储单元；
创建时间更新单元504，用于在所述需要进行搬移的文件由存储器中的当前存储单元搬移至其他空存储单元后，更新所述文件的创建时间。
参照图6，图6是根据本发明用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理装置实施例的详细结构示意图，包括如下模块：
时间阈值预置模块601，预置文件存储于所述存储器中的时间阈值；
存储时间获取模块602，获取存储于当前存储单元中文件的存储时间；
其中，包括文件信息分配表读取子单元6021，用于读取文件信息分配表；
存储时间获取子单元6022，用于依据所述文件信息分配表，获取存储于所述存储器中各个文件的存储时间；
使用频率统计模块603，用于统计所述存储器中存储单元的使用频率；
使用频率低的存储单元确定模块604，用于按预置规则，确定使用频率低的存储单元；
文件搬移模块包括605：判断子模块和文件搬移子模块，其中，
判断子模块6051，用于判断所述文件存储时间是否大于所述时间阈值，并且当前存储单元是否为使用频率低的存储单元；
文件搬移子模块6052，用于在所述文件存储时间大于所述时间阈值，并且，当前存储单元为使用频率低的存储单元时，将文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元。
存储时间更新模块606，更新所述文件在所述空存储单元的创建时间。
综上，在本发明中：
通过读取文件系统中的文件信息分配表(FAT)，获取存储于NANDFLASH存储器中各个文件存储的时间信息，并根据设定的时间阈值，确定需要搬移的文件，并将长期存储于NAND FLASH的某些物理块中的文件搬移到其他的物理块。从而，有利于保证NAND FLASH存储器中的各个物理块之间的磨损平衡，从而提高了存储器的整体寿命。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法、管理装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
预置文件存储于所述存储器中的时间阈值；
获取存储于当前存储单元中文件的存储时间，其中通过读取文件信息分配表的方式获取所述存储器中一个文件的存储时间；
依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则将所述文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元；
更新所述文件在所述空存储单元的创建时间，其中在文件信息分配表中更新文件在所述存储器中的创建时间，
所述方法还包括：
统计所述存储器中存储单元的使用频率；
按预置规则，确定使用频率低的存储单元；
并且，所述依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则将所述文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元进一步为，
在所述文件存储时间大于所述时间阈值，并且，当前存储单元为使用频率低的存储单元时，将文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元，
所述预置规则为：依据各个存储单元的使用频率，确定平均使用频率，若存储单元的使用频率大于所述平均使用频率，则为使用频率高的存储单元；反之，为使用频率低的存储单元。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空存储单元为使用频率高的存储单元，所述使用频率高的存储单元依据所述预置规则、所述各个存储单元的使用频率确定。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述时间阈值为依据所述存储器的读写寿命确定的经验值。
4.一种用于实现快闪存储器均衡磨损的文件管理装置，其特征在于，所述文件管理装置包括：
时间阈值预置模块，用于预置文件存储于所述存储器中的时间阈值；
存储时间获取模块，用于获取存储于当前存储单元中文件的存储时间，其中通过读取文件信息分配表的方式获取所述存储器中一个文件的存储时间；
文件搬移模块，用于依据所述存储时间、所述时间阈值，判断所述文件是否需要进行搬移操作；若是，则将所述文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元；
存储时间更新模块，用于更新所述文件在所述空存储单元的创建时间，其中在文件信息分配表中更新文件在所述存储器中的创建时间，
所述装置还包括：
使用频率统计模块，用于统计所述存储器中存储单元的使用频率；
使用频率低的存储单元确定模块，用于按预置规则，确定使用频率低的存储单元；
并且，所述文件搬移模块进一步包括：
判断子模块，用于判断所述文件存储时间是否大于所述时间阈值，并且当前存储单元是否为使用频率低的存储单元；
文件搬移子模块，用于在所述文件存储时间大于所述时间阈值，并且，当前存储单元为使用频率低的存储单元时，将文件由所述当前存储单元搬移至空存储单元，
依据各个存储单元的使用频率，确定平均使用频率，若存储单元的使用频率大于所述平均使用频率，则为使用频率高的存储单元；反之，为使用频率低的存储单元。
5.根据权利要求4所述的文件管理装置，其特征在于，所述空存储单元为使用频率高的存储单元，所述使用频率高的存储单元依据所述预置规则、所述各个存储单元的使用频率确定。
6.根据权利要求5所述的文件管理装置，其特征在于，所述时间阈值为依据所述存储器的读写寿命确定的经验值。
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