CN107918530A - 一种非易失性存储器的磨损均衡方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非易失性存储器的磨损均衡方法和装置，包括主机、地址转换器和非易失性存储器装置，主机通过总线连接地址转换器，地址转换器通过总线连接非易失性存储器装置，地址转换器被配置成将来自主机的逻辑地址转换为指向非易失性存储器的物理块的物理地址。地址转换器包括存储逻辑和物理块之间的映射信息的存储器，本发明能够调整非易失性存储装置在相同硬件配置下具有非易失性存储器的耐久性。

Description

一种非易失性存储器的磨损均衡方法和装置
技术领域
本发明涉及存储器技术领域，具体为一种非易失性存储器的磨损均衡方法和装置。
背景技术
非易失性存储器装置如固态硬盘或U盤有一个内部映射表来表达从接收到的逻辑地址到内部非易失性存储器的物理地址。为了均匀地磨损每个非易失性内存的物理块，在运行时主机可能需要更多的时间来写一些特定的逻辑块地址以外的其他地址。如图一所示，一个逻辑地址从主机藉由地址转换转换到物理地址。物理地址用于非易失性存储器（如闪存）的数据读写。地址转换器可以包括存储地址转换所需逻辑地址映射物理地址的内存。
存储映射的内存对成本至关重要。较大的内存增加成本。而且，如果内存的大小不够大，一次就不能获得所有的映像数据。因此如果内存的存储容量不足，可以建立一个窗口来解决这个问题。
非易失性存储装器装置被分成多个块组，而且区分不同的组分到不同的窗口。例如磨损均衡算法首先处理块组0，内存仅存储窗口1的映射数据。因此内存的大小可以是固定的，即使有较大的非易失性存储器使映射量增大。然而，这种方法只能使相同窗口的写入/擦除数量一致不同窗口仍然不平均。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非易失性存储器的磨损均衡方法和装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种非易失性存储器的磨损均衡装置，包括主机、地址转换器和非易失性存储器装置，所述主机通过总线连接地址转换器，所述地址转换器通过总线连接非易失性存储器装置，所述地址转换器被配置成将来自主机的逻辑地址转换为指向非易失性存储器的物理块的物理地址；所述地址转换器包括存储逻辑和物理块之间的映射信息的存储器。
优选的，所述非易失性存储器装置分为窗口和间隙，每两个相邻窗口之间有一个间隙；所述窗口包括物理块映像到逻辑地址，并且间隙包括没有映射到逻辑地址的物理块。
优选的，所述窗口还包括没有映射到逻辑地址的自由物理块；物理块在窗口带宽改为空闲物理块的前窗移，当转换时，指向空闲物理块的指针被更改为指向物理块。
优选的，一种非易失性存储器的磨损均衡装置的方法，包括以下步骤：
A、非易失性存储器分为即四窗，窗口0, 窗口1, 窗口2和窗口3；该窗口不占用所有非易失性存储器，并且窗口0和窗口1、窗口1和窗口2、窗口2和窗口3之间以及窗口3和窗口0之间存在间隙；
B、窗口0在其边界上移动到与窗口1相接触，即窗口0和窗口1之间的间隙被消除；
C、然后窗口3被右移，窗口2和窗口1在适当的时间被移位，结果所有的窗口都被右移了一个缺口；
D、移位可以重复，所以窗口3的一部分移动到窗口0的非易失性存储器；在所有窗口被移位后，窗口通过整个非易失性存储器旋转或运行一个周期，并返回到它们原来的位置；如果一个窗口被写入或擦除超过预定次数，窗口就会再次移动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够调整非易失性存储装置在相同硬件配置下具有非易失性存储器的耐久性。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种非易失性存储器的磨损均衡装置，包括主机1、地址转换器2和非易失性存储器装置3，所述主机1通过总线连接地址转换器2，所述地址转换器2通过总线连接非易失性存储器装置3，所述地址转换器2被配置成将来自主机1的逻辑地址转换为指向非易失性存储器的物理块的物理地址；所述地址转换器2包括存储逻辑和物理块之间的映射信息的存储器4；非易失性存储器装置分为窗口和间隙，每两个相邻窗口之间有一个间隙；所述窗口包括物理块映像到逻辑地址，并且间隙包括没有映射到逻辑地址的物理块；窗口被转移到非易失性存储器中，在该非易失性存储器中，将要移动的窗口中的物理块的映射转换为间隙中的部分或全部物理块；指向移位窗口的物理块的逻辑地址在切换时被改变为指向所述间隙中的物理块；窗口还包括没有映射到逻辑地址的自由物理块；物理块在窗口带宽改为空闲物理块的前窗移，当转换时，指向空闲物理块的指针被更改为指向物理块。
本发明中，一种非易失性存储器的磨损均衡装置的方法，包括以下步骤：
A、非易失性存储器分为即四窗，窗口0, 窗口1, 窗口2和窗口3；该窗口不占用所有非易失性存储器，并且窗口0和窗口1、窗口1和窗口2、窗口2和窗口3之间以及窗口3和窗口0之间存在间隙；
B、窗口0在其边界上移动到与窗口1相接触，即窗口0和窗口1之间的间隙被消除；
C、然后窗口3被右移，窗口2和窗口1在适当的时间被移位，结果所有的窗口都被右移了一个缺口；
D、移位可以重复，所以窗口3的一部分移动到窗口0的非易失性存储器；在所有窗口被移位后，窗口通过整个非易失性存储器旋转或运行一个周期，并返回到它们原来的位置；如果一个窗口被写入或擦除超过预定次数，窗口就会再次移动。
在非挥发性存储器的非易失性存储器装置的擦除/程序耐久性失效之前，至少一次将窗口移动到整个非易失性存储器。在实践中，可以预测或预先擦除/写入耐久度。根据本发明，窗口移位不会移动完整的窗口数据，而是通过改变少量映射来移动窗口。
依据目前的闪存操作，一个物理块可以指出逻辑地址0-255，和下一个物理块的逻辑地址256-511可以指出。这种映射可以根据新的闪速存储器而变化。然而说明一个逻辑地址指向一个物理块的例子如下。对于具有5000个程序/擦除周期的4096个物理块的多级单元闪存，每个窗口包括1022个物理块，每个间隙包括2个物理块1022和物理块1023。逻辑地址0映像到物理块1021，逻辑地址1映像到物理块2，逻辑地址2映像到物理块0，逻辑地址1021映像到物理块1。在窗口0被编程和/或擦除预定次数之后，例如窗口0已被编程和/或擦除2400次，窗口0将移位2个块。逻辑地址0映像到物理块1021，逻辑地址1映像到物理块2，逻辑地址2映像到物理块0，逻辑地址1021映像到物理块1。在窗口0被写入或擦除预定次数之后，例如窗口已被写入或擦除2400次，窗口0将移位2个块。根据本发明，如果在窗口中擦除和/或写入物理量不足的数量，则移位继续进行。在移位之后，将原来映射到物理块0和物理块1的逻辑地址2和1021改变为映射到物理块1022和空白中的物理块1023，而其他映射不改变。例如，逻辑地址1最初映像到物理块2，并且在移位之后，逻辑地址1仍然映像到物理块2。换句话说物理块2的数据不被移动或改变。因此数据移动只是两个物理块，因此对性能的影响是微不足道的；步骤1先得到产生对应物理地址的窗口，步骤2擦除闪存接者前往步骤3检察窗口的写入或擦除次数。到达移动的界线，移动窗口。
此外，间隙尺寸的增加还有进一步的优势，特别是在定制方面。例如如果有25个物理块被损坏，则闪存具有1024个物理块对应的1000个逻辑地址的窗口，则不能正常工作。然而，如果有太多失败的块，窗口可能会在存在间隙时移动，直到窗口包含超过1000个可用的物理块在窗口中。
本发明能够调整非易失性存储装置在相同硬件配置下具有非易失性存储器的耐久性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种非易失性存储器的磨损均衡装置，包括主机（1）、地址转换器（2）和非易失性存储器装置（3），其特征在于：所述主机（1）通过总线连接地址转换器（2），所述地址转换器（2）通过总线连接非易失性存储器装置（3），所述地址转换器（2）被配置成将来自主机（1）的逻辑地址转换为指向非易失性存储器的物理块的物理地址；所述地址转换器（2）包括存储逻辑和物理块之间的映射信息的存储器（4）。
2.根据权利要求1所述的一种非易失性存储器的磨损均衡装置，其特征在于：所述非易失性存储器装置分为窗口和间隙，每两个相邻窗口之间有一个间隙；所述窗口包括物理块映像到逻辑地址，并且间隙包括没有映射到逻辑地址的物理块。
3.根据权利要求2所述的一种非易失性存储器的磨损均衡装置，其特征在于：所述窗口还包括没有映射到逻辑地址的自由物理块；物理块在窗口带宽改为空闲物理块的前窗移，当转换时，指向空闲物理块的指针被更改为指向物理块。
4.实现权利要求1所述的一种非易失性存储器的磨损均衡装置的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、非易失性存储器分为即四窗，窗口0, 窗口1, 窗口2和窗口3；该窗口不占用所有非易失性存储器，并且窗口0和窗口1、窗口1和窗口2、窗口2和窗口3之间以及窗口3和窗口0之间存在间隙；
B、窗口0在其边界上移动到与窗口1相接触，即窗口0和窗口1之间的间隙被消除；
C、然后窗口3被右移，窗口2和窗口1在适当的时间被移位，结果所有的窗口都被右移了一个缺口；
D、移位可以重复，所以窗口3的一部分移动到窗口0的非易失性存储器；在所有窗口被移位后，窗口通过整个非易失性存储器旋转或运行一个周期，并返回到它们原来的位置；如果一个窗口被写入或擦除超过预定次数，窗口就会再次移动。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108920386A (zh) * 2018-07-20 2018-11-30 中兴通讯股份有限公司 面向非易失性内存的磨损均衡及访问方法、设备和存储介质
WO2019136975A1 (zh) * 2018-01-12 2019-07-18 江苏华存电子科技有限公司 一种非易失性存储器的磨损均衡方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1720590A (zh) * 2002-10-28 2006-01-11 桑迪士克股份有限公司 非易失性存储系统中的自动磨损平衡
CN102576333A (zh) * 2009-10-05 2012-07-11 马维尔国际贸易有限公司 非易失性存储器中的数据高速缓存
CN102708058A (zh) * 2011-01-11 2012-10-03 海力士半导体有限公司 执行ftl功能的非易失性存储装置及其控制方法
CN103996412A (zh) * 2013-02-19 2014-08-20 北京同方微电子有限公司 一种用于智能卡非易失性存储器的掉电保护方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101419573A (zh) * 2008-12-01 2009-04-29 成都市华为赛门铁克科技有限公司 一种存储管理的方法、系统和存储设备
CN101477492B (zh) * 2009-01-21 2010-12-29 华中科技大学 一种用于固态硬盘的循环重写闪存均衡方法
CN102087632B (zh) * 2009-12-02 2013-01-23 群联电子股份有限公司 用于闪存的数据储存方法及其控制器与储存系统
KR101979735B1 (ko) * 2012-11-02 2019-05-17 삼성전자 주식회사 비휘발성 메모리 시스템 및 이와 통신하는 호스트
KR102501751B1 (ko) * 2015-09-22 2023-02-20 삼성전자주식회사 메모리 콘트롤러, 불휘발성 메모리 시스템 및 그 동작방법
CN107918530A (zh) * 2018-01-12 2018-04-17 江苏华存电子科技有限公司 一种非易失性存储器的磨损均衡方法和装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1720590A (zh) * 2002-10-28 2006-01-11 桑迪士克股份有限公司 非易失性存储系统中的自动磨损平衡
CN102576333A (zh) * 2009-10-05 2012-07-11 马维尔国际贸易有限公司 非易失性存储器中的数据高速缓存
CN102708058A (zh) * 2011-01-11 2012-10-03 海力士半导体有限公司 执行ftl功能的非易失性存储装置及其控制方法
CN103996412A (zh) * 2013-02-19 2014-08-20 北京同方微电子有限公司 一种用于智能卡非易失性存储器的掉电保护方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019136975A1 (zh) * 2018-01-12 2019-07-18 江苏华存电子科技有限公司 一种非易失性存储器的磨损均衡方法和装置
CN108920386A (zh) * 2018-07-20 2018-11-30 中兴通讯股份有限公司 面向非易失性内存的磨损均衡及访问方法、设备和存储介质
WO2020015385A1 (zh) * 2018-07-20 2020-01-23 中兴通讯股份有限公司 面向非易失性内存的磨损均衡及访问方法、设备和存储介质
CN108920386B (zh) * 2018-07-20 2020-06-26 中兴通讯股份有限公司 面向非易失性内存的磨损均衡及访问方法、设备和存储介质

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