CN102543177B - 一种固态盘静态磨损平衡算法 - Google Patents

Abstract

一种固态盘静态磨损平衡算法，它是：通过在内存中分别记录擦除块的次数、擦除操作的次数以及记录每个物理块是否擦除过的标志来实现静态磨损平衡；其中，物理块擦除表为一个数组，按位记录每个物理块的擦除标志，0代表未擦除过，1代表已擦除过。本发明将这两个物理块进行调整，从而达到静态磨损平衡，减少对于某一物理块反复擦除的几率，延长了物理块使用寿命。

Description

一种固态盘静态磨损平衡算法

技术领域

本发明涉及一种固态盘静态磨损平衡算法，具体涉及主要应用于基于NandFlash的闪存控制器中的一种固态盘静态磨损平衡算法，对嵌入式系统中需要nandflash芯片进行存储时也能应用本发明。

背景技术

固态盘是一种把Nandflash芯片作为存储介质的存储器。它具有：数据存取速度快、经久耐用、防震抗摔、工作时非常安静没有任何噪音产生等优点。NandFlash的读写是以页为单位进行的，而擦除是以块为单位的。而对于NandFlash的自身特点来说，对于一个物理块的擦除次数是有限的。一般的NandFlash对于一个物理块的可反复擦除次数为100K次，最多可以擦除1000K次，如果反复的对某一个物理块反复多次的擦除，将会导致这些物理块无法正常工作，甚至导致这些物理块不可以使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固态盘静态磨损平衡算法，其解决了背景技术中物理块擦除次数有限，反复多次会导致这些物理块无法正常工作的技术问题，其减少对于某一物理块反复擦除的几率，延长了物理块使用寿命。

静态磨损平衡是对一个通道内的物理块进行擦除平衡调整的算法。它记录一个通道内进行擦除操作的次数和已被擦除物理块的个数，通过计算这两个值的比值达到预定义的阀值时就进行物理的调整。如果所有块都被擦除过后即开始新的一个调整周期。在一些应用中会出现静态数据的情况，这种数据一旦写入某些物理块后，以后就很少进行使用，而另外一种数据写入到某些物理块后，经常会被反复改写。本发明就是将这两个物理块进行调整，从而达到静态磨损平衡。

本发明的技术方案是：

一种固态盘静态磨损平衡方法，其特殊之处在于：

通过在内存中分别记录擦除块个数、擦除操作的次数以及记录每个物理块是否擦除过的标志来实现静态磨损平衡；

其中，物理块擦除记录表为一个数组，按位记录每个物理块的擦除标志，0代表未擦除过，1代表已擦除过；

本方法包括：

1)当对NandFlash进行擦除操作时，擦除操作次数加1，根据记录物理块擦除的标志判断当前擦除的块是否已经擦除过，如果没有擦除过，则擦除块次数加1，同时设置记录当前物理块擦除的标志；

2)计算擦除次数与擦除块个数的比值是否达到一预定的阀值，如果达到则开始调整；如果未大于阀值，则不作处理；

所述调整包括：

1)如果擦除块个数等于总物理块个数时，表明所有块都被擦除过，则需要重新复位擦除块个数、擦除次数以及物理块擦除记录表；

2)如果擦除块个数不等于总物理块个数，则通过物理块擦除记录表分别找到物理块上有有效数据并且物理块擦除记录表中对应的标志为0和物理块上没有有效数据并且物理块擦除记录表中对应的标志为1的2个物理块；并将这2个物理块分别定义为块1和块2；

3)将块1的有效数据拷贝到块2上；

4)将块1擦除并将对应的物理块擦除记录表中的标志设置为1。

上述固态盘静态磨损平衡方法，其特殊之处在于：对于4通道16G的固态盘，所述阀值定义为1000。

本发明的优点在于：将这两个物理块进行调整，从而达到静态磨损平衡，减少对于某一物理块反复擦除的几率，延长了物理块使用寿命。

附图说明

图1为本发明原理示意图；

图2为本发明具体流程示意图。

具体实施方式

参见图1，一种固态盘静态磨损平衡方法，它是：

通过在内存中分别记录擦除块的次数、擦除操作的次数以及记录每个物理块是否擦除过的标志来实现静态磨损平衡；

其中，物理块擦除表为一个数组，按位记录每个物理块的擦除标志，0代表未擦除过，1代表已擦除过；

本方法包括：

1)当对NandFlash进行擦除操作时，擦出操作次数加1，根据记录物理块擦除的标志判断当前擦除的块是否已经擦除过，如果没有擦除过，则擦除块次数加1，同时设置记录当前物理块擦除的标志；

2)计算擦除次数与擦除块个数的比值是否达到预定一的阀值，如果达到则开始调整；如果未大于阀值，则不作处理。

参见图2，本发明具体流程如下：

1)擦除一个物理块时，擦除次数加1。

2)在物理块擦除记录表中查询当前物理块的擦除状态，如果当前块的未被擦除过则擦除块个数加1，并将物理块擦除记录表中对应的当前物理块的标志记录为1。

3)擦除次数除以擦除块个数，如果大于阀值，则开始静态磨损调整。如果未大于阀值，则不作处理。

4)如果擦除块个数等于总物理块个数时，表明所有块都被擦除过，则需要重新复位擦除块个数、擦除次数以及物理块擦除记录表。

如果擦除块个数不等于总物理块个数，则通过物理块擦除记录表分别找到物理块上有有效数据并且物理块擦除记录表中对应的标志为0(定义为块1)和物理块上没有有效数据并且物理块擦除记录表中对应的标志为1(定义为块2)的2个块。

5)将块1的有效数据拷贝到块2上。

6)将块1擦除并将对应的物理块擦除记录表中的标志设置为1。

7)调整结束。

对于本方法中阀值的确定，一般是一个经验值，在工作过程中，发现对于4通道16G的固态盘上，此阀值定义为1000，效果最好。

Claims (2)

1.一种固态盘静态磨损平衡方法，其特征在于：

通过在内存中分别记录擦除块个数、擦除操作的次数以及记录每个物理块是否擦除过的标志来实现静态磨损平衡；

其中，物理块擦除记录表为一个数组，按位记录每个物理块的擦除标志，0代表未擦除过，1代表已擦除过；

本方法包括：

1)当对NandFlash进行擦除操作时，擦除操作次数加1，根据记录物理块擦除的标志判断当前擦除的块是否已经擦除过，如果没有擦除过，则擦除块次数加1，同时设置记录当前物理块擦除的标志；

2)计算擦除次数与擦除块个数的比值是否达到一预定的阀值，如果达到则开始调整；如果未大于阀值，则不作处理；

所述调整包括：

1)如果擦除块个数等于总物理块个数时，表明所有块都被擦除过，则需要重新复位擦除块个数、擦除次数以及物理块擦除记录表；

2)如果擦除块个数不等于总物理块个数，则通过物理块擦除记录表分别找到物理块上有有效数据并且物理块擦除记录表中对应的标志为0和物理块上没有有效数据并且物理块擦除记录表中对应的标志为1的2个物理块；并将这2个物理块分别定义为块1和块2；

3)将块1的有效数据拷贝到块2上；

4)将块1擦除并将对应的物理块擦除记录表中的标志设置为1。

2.根据权利要求1所述固态盘静态磨损平衡方法，其特征在于：对于4通道16G的固态盘，所述阀值定义为1000。