CN104794019A - 一种嵌入式存储器的数据保护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于存储器技术领域，提供了一种嵌入式存储器的数据保护方法及装置。所述方法包括：在嵌入式存储器上电后，选取所述嵌入式存储器中有效数据量大于或等于第一阈值的存储块作为校验块，并对所述校验块进行ECC校验；将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块，并对所述问题块上的有效数据进行预替换。本发明通过对错误比特数达到第二阈值的存储块上的数据或者出现重读的闪存块上的数据进行预替换，能大大减少嵌入式存储器中存储块上数据出错的概率，从而有效提高嵌入式存储器性能的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于存储器技术领域，尤其涉及一种嵌入式存储器的数据保护方法及装置。
背景技术
现有的嵌入式存储器，如eMMC等，在经过表面组装技术(Surface MountTechnology，SMT)之后，由于回流炉的高温，会造成嵌入式存储器中某些写入有数据的存储块的错误比特数显著上升，从而使得预先写入所述嵌入式存储器的数据变得不稳定，进而影响嵌入式存储器性能的稳定性。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供一种嵌入式存储器的数据保护方法及装置，以解决预先写有数据的嵌入式存储器在经过SMT工艺过炉之后错误比特数上升造成预先写入嵌入式存储器的数据不稳定，从而使得嵌入式存储器的性能不稳定的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种嵌入式存储器的数据保护方法，所述嵌入式存储器至少包括一多层单元闪存，所述方法包括：
在嵌入式存储器上电后，选取所述嵌入式存储器中有效数据量大于或等于第一阈值的存储块作为校验块，并对所述校验块进行ECC校验；
将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块，并对所述问题块上的有效数据进行预替换。
第二方面，本发明实施例提供了一种嵌入式存储器的数据保护装置，所述嵌入式存储器至少包括一多层单元闪存，所述装置包括：
校验单元，用于在嵌入式存储器上电后，选取所述嵌入式存储器中有效数据量大于或等于第一阈值的存储块作为校验块，并对所述校验块进行ECC校验；
替换单元，用于将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块，并对所述问题块上的有效数据进行预替换。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例通过对错误比特数达到第二阈值的存储块上的数据或者出现重读的闪存块上的数据进行预替换，能大大减少嵌入式存储器中存储块上数据出错的概率，从而有效提高嵌入式存储器性能的稳定性，具有较强的易用性和实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的嵌入式存储器的数据保护方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的嵌入式存储器的数据保护装置的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的嵌入式存储器的数据保护方法的实现流程，其主要包括以下步骤：
在步骤S101中，在嵌入式存储器上电后，选取所述嵌入式存储器中有效数据量大于或等于第一阈值的存储块作为校验块，并对所述校验块进行ECC校验。
示例性的，本发明实施例可以选取有效数据量大于或等于50％的存储块作为校验块，并对所述校验块进行错误检查和纠正(Error Correcting Code，ECC)校验。其中50％只是举例说明，在此并不用以限定本发明。
需要说明的是，本发明实施例所述有效数据是相对无效数据而言的，本领域技术人员可以理解的，由于闪存的特性，某些存储块在写入一定数据量之后才会更稳定，所以在写入一些有效数据之后，会填充一些无效的数据；还有一些闪存页上面的数据因为重新写过之后，闪存只能整块擦除，所以无效数据还会继续留在闪存页上。
另外，所述嵌入式存储器包括控制器和闪存，所述闪存至少包括一多层单元闪存。
由于单层单元闪存(Single-Level Cell，SLC)(每个单元(cell)存储一个位(bit)的信息)中所有的页均稳定可靠，多层单元闪存(Multi-Level Cell，MLC)(每个单元(cell)至少存储两个位(bit)的信息)中部分页稳定可靠。这里称多层单元闪存中稳定可靠的页为最低有效位页，其他页为非最低有效位页。在本发明实施例中，为了便于理解，把单层单元闪存中的存储块以及多层单元闪存中只在最低有效位页中写入数据的存储块称为SLC块；多层单元闪存中既在最低有效位页写入数据也在非最低有效位页上写入数据的存储块称为MLC块。为了提高效率，由于SLC块中的数据稳定可靠，即使所述SLC块中的有效数据量达到第一阈值也不作为校验块，因此本发明实施例可以只选取所述多层单元闪存中有效数据量大于或等于第一阈值的存储块作为校验块。
在步骤S102中，将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块，并对所述问题块上的有效数据进行预替换。
其中，所述重读是指在ECC校验失败后，通过预设的闪存指令调整参考电压，重新读取存储块中的有效数据。
示例性的，本发明实施例所述第二阈值可以设定为ECC最大值的1/2。其中1/2只是举例说明，在此并不用以限定本发明。
另外，在本发明实施例中，所述对所述问题块上的有效数据进行预替换可以包括：
选取所述嵌入式存储器中空的存储块作为替换块；
将所述问题块上的有效数据搬移到所述替换块。
其中，所述空的存储块指的是未写入任何数据的存储块或者写入数据后又擦除为空的存储块。
优选的是，本发明实施例可以在所述嵌入式存储器空闲时对所述问题块上的有效数据进行预替换；所述嵌入式存储器空闲是指所述嵌入式存储器不需要执行所述主机的命令。
进一步的，本发明实施例在将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块之后，还包括：
检测连续出现问题块的个数；
在连续出现问题块的个数大于或等于第三阈值时，将所述嵌入式存储器中所有写入有效数据的MLC块标记为问题块，所述MLC块是指多层单元闪存中既在最低有效位页写入数据也在非最低有效位页上写入数据的存储块。
例如，可以设定在所述嵌入式存储器上电后连续检测到3个或3个以上的问题块时，将所述嵌入式存储器中所有写入有效数据的MLC块标记为问题块，并对所述问题块上的有效数据进行预替换。
作为本发明的另一较佳实施例，本发明实施例在将所述问题块上的有效数据搬移到所述替换块之后，还可以包括：
对搬移到所述替换块上的有效数据进行ECC校验，判断搬移到所述替换块上的有效数据的错误比特数是否小于第二阈值，若是，则擦除该问题块；若否，将该替换块标记为坏块，并将该问题块上的有效数据搬移到新的替换块。
重复执行上述步骤，直到搬移到所述替换块上的有效数据的错误比特数小于第二阈值或者全部空的存储块都替换完。
进一步的，由于频繁的读写、擦除会影响存储块的使用寿命，从而影响嵌入式存储器的使用寿命，为了减少预替换对嵌入式存储器使用寿命的影响，本发明实施例还包括：
在嵌入式存储器上电后，检测所述嵌入式存储器的上电次数，当所述嵌入式存储器的上电次数小于第四阈值(例如100次)时，执行上述步骤S101和步骤S102；当检测到所述嵌入式存储器上电次数大于或等于第四阈值时，不执行上述步骤S101和步骤S102。
进一步的，本发明实施例还可以包括：当所述嵌入式存储器中所有写入有有效数据的MLC块都进行了ECC校验，且对所有标记为问题块上的有效数据全部完成了预替换操作之后，不执行上述步骤S101和步骤S102。
另外，应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图2为本发明实施例提供的嵌入式存储器的数据保护装置的结构示意图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
所述嵌入式存储器的数据保护装置包括：校验单元21以及替换单元22。所述嵌入式存储器的数据保护装置可以是内置于嵌入式存储器(所述嵌入式存储器至少包括一多层单元闪存)内的软件单元、硬件单元或者是软硬结合的单元。
所述校验单元21，用于在嵌入式存储器上电后，选取所述嵌入式存储器中有效数据量大于或等于第一阈值的存储块作为校验块，并对所述校验块进行ECC校验；
所述替换单元22，用于将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块，并对所述问题块上的有效数据进行预替换。
进一步的，所述替换单元22包括：
选取模块221，用于选取所述嵌入式存储器中空的存储块作为替换块；
替换模块222，用于将所述问题块上的有效数据搬移到所述替换块。
进一步的，所述装置还包括：
第一检测单元23，用于在将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块之后，检测连续出现问题块的个数；
标记单元24，用于在连续出现问题块的个数大于或等于第三阈值时，将所述嵌入式存储器中所有写入有效数据的MLC块标记为问题块，所述MLC块是指多层单元闪存中既在最低有效位页写入数据也在非最低有效位页上写入数据的存储块。
进一步的，所述装置还包括：
处理单元25，用于在将所述问题块上的有效数据搬移到所述替换块之后，对搬移到所述替换块上的有效数据进行ECC校验，判断搬移到所述替换块上的有效数据的错误比特数是否小于第二阈值，若是，则擦除该问题块；若否，将该替换块标记为坏块，并将该问题块上的有效数据搬移到新的替换块。
进一步的，所述装置还包括：
第二检测单元26，用于在嵌入式存储器上电后，检测所述嵌入式存储器的上电次数，当所述嵌入式存储器的上电次数小于第四阈值时，控制所述校验单元以及替换单元的执行。
综上所述，本发明实施例通过对错误比特数达到第二阈值的存储块上的数据或者出现重读的闪存块上的数据进行预替换，能大大减少嵌入式存储器中存储块上数据出错的概率，从而有效提高嵌入式存储器性能的稳定性，具有较强的易用性和实用性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种嵌入式存储器的数据保护方法，其特征在于，所述嵌入式存储器至少包括一多层单元闪存，所述方法包括：
在嵌入式存储器上电后，选取所述嵌入式存储器中有效数据量大于或等于第一阈值的存储块作为校验块，并对所述校验块进行ECC校验；
将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块，并对所述问题块上的有效数据进行预替换。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述问题块上的有效数据进行预替换包括：
选取所述嵌入式存储器中空的存储块作为替换块；
将所述问题块上的有效数据搬移到所述替换块。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块之后，所述方法还包括：
检测连续出现问题块的个数；
在连续出现问题块的个数大于或等于第三阈值时，将所述嵌入式存储器中所有写入有效数据的MLC块标记为问题块，所述MLC块是指多层单元闪存中既在最低有效位页写入数据也在非最低有效位页上写入数据的存储块。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述问题块上的有效数据搬移到所述替换块之后，所述方法还包括：
对搬移到所述替换块上的有效数据进行ECC校验，判断搬移到所述替换块上的有效数据的错误比特数是否小于第二阈值，若是，则擦除该问题块；若否，将该替换块标记为坏块，并将该问题块上的有效数据搬移到新的替换块。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在嵌入式存储器上电后，所述方法还包括：
检测所述嵌入式存储器的上电次数，当所述嵌入式存储器的上电次数小于第四阈值时，执行选取所述嵌入式存储器中有效数据量大于或等于第一阈值的存储块作为校验块，并对所述校验块进行ECC校验，以及将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块，并对所述问题块上的有效数据进行预替换的步骤。
6.一种嵌入式存储器的数据保护装置，其特征在于，所述嵌入式存储器至少包括一多层单元闪存，所述装置包括：
校验单元，用于在嵌入式存储器上电后，选取所述嵌入式存储器中有效数据量大于或等于第一阈值的存储块作为校验块，并对所述校验块进行ECC校验；
替换单元，用于将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块，并对所述问题块上的有效数据进行预替换。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述替换单元包括：
选取模块，用于选取所述嵌入式存储器中空的存储块作为替换块；
替换模块，用于将所述问题块上的有效数据搬移到所述替换块。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一检测单元，用于在将校验后错误比特数大于或等于第二阈值的校验块或者出现重读的校验块标记为问题块之后，检测连续出现问题块的个数；
标记单元，用于在连续出现问题块的个数大于或等于第三阈值时，将所述嵌入式存储器中所有写入有效数据的MLC块标记为问题块，所述MLC块是指多层单元闪存中既在最低有效位页写入数据也在非最低有效位页上写入数据的存储块。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
处理单元，用于在将所述问题块上的有效数据搬移到所述替换块之后，对搬移到所述替换块上的有效数据进行ECC校验，判断搬移到所述替换块上的有效数据的错误比特数是否小于第二阈值，若是，则擦除该问题块；若否，将该替换块标记为坏块，并将该问题块上的有效数据搬移到新的替换块。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二检测单元，用于在嵌入式存储器上电后，检测所述嵌入式存储器的上电次数，当所述嵌入式存储器的上电次数小于第四阈值时，控制所述校验单元以及替换单元的执行。
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Address after: 518057 A, B, C, D, E, F1, 8 Building, Financial Services Technology Innovation Base, No. 8 Kefa Road, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: Shenzhen jiangbolong electronic Limited by Share Ltd Address before: 518057 A, B, C, D, E, F1, 8 Building, Financial Services Technology Innovation Base, No. 8 Kefa Road, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: Shenzhen jiangbolong Electronic Co., Ltd. |
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