CN108052287A - 一种非易失性存储器的分区数据管理方法、机顶盒及介质 - Google Patents

一种非易失性存储器的分区数据管理方法、机顶盒及介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种非易失性存储器的分区数据管理方法、机顶盒及介质。该方法应用于嵌入式系统中，该非易失性存储器包括数据分区，其中，该方法包括：检测所述数据分区中的数据块的擦写次数；如果所述擦写次数达到设定阈值，则将所述数据分区中的数据搬移至所述数据分区之外的存储区域进行存储。通过采用上述技术方案，缓解了数据分区的存储压力，减少了对数据分区中数据块的擦写次数，实现提升非易失性存储器的使用寿命的效果。

Description

一种非易失性存储器的分区数据管理方法、机顶盒及介质
技术领域
本发明实施例涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种非易失性存储器的分区数据管理方法、机顶盒及介质。
背景技术
由于非易失性存储器具有掉电仍能存储数据的功能，因此，在一些嵌入式系统中，经常应用非易失性存储器对程序及数据进行存储。
非易失性存储器是由存储块(block)构成，在对某一个存储块写入数据前，需将整个存储块中的数据擦除后才可进行数据的写入操作。但是由于非易失性存储器的工艺原理，导致每个存储块的擦写次数有限，如果长期对某些存储块进行擦写操作，容易影响非易失性存储器的使用寿命。
为了克服上述问题，现有技术中，通常为非易失性存储器中的数据分区分配多个存储块，并为每个存储块设置固定的擦写次数。对于某一个存储块而言，如果擦写次数达到上限时，则继续使用数据分区中的其他存储块进行数据存储。然而，由于数据分区的存储空间有限，尤其是当需要多次进行存储操作时，即使应用数据分区中全部存储块也不能有效减少存储块的擦写次数，非易失性存储器的使用寿命难以得到保障。
发明内容
本发明实施例提供一种非易失性存储器的分区数据管理方法、机顶盒及介质，以提高非易失性存储器的使用寿命。
第一方面，本发明实施例提供了一种非易失性存储器的分区数据管理方法，应用于嵌入式系统中，所述非易失性存储器包括数据分区，其中，所述方法包括：
检测所述数据分区中的数据块的擦写次数；
如果所述擦写次数达到设定阈值，则将所述数据分区中的数据搬移至所述数据分区之外的存储区域进行存储。
第二方面，本发明实施例还提供了一种机顶盒，该机顶盒包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所提供的非易失性存储器的分区数据管理方法。
第三方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行本发明任意实施例所提供的非易失性存储器的分区数据管理方法。
本发明实施例通过检测非易失性存储器的数据分区中的数据块的擦写次数，如果检测出该擦写次数达到设定阈值，则将数据分区中的数据搬移至数据分区之外的存储区域进行存储，从而缓解数据分区的存储压力。当执行数据搬移的操作后，原本对数据分区中数据块的擦写操作即可更改为对新的存储区域中数据块的擦写操作，进而可减少对原数据分区中数据块的擦写次数，达到提升非易失性存储器的使用寿命的效果。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种非易失性存储器的分区数据管理方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种非易失性存储器的分区数据管理方法的流程图；
图3为本发明实施例三提供的一种机顶盒的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种非易失性存储器的分区数据管理方法的流程图，该方法可以由一种非易失性存储器的分区数据管理装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，一般可集成在嵌入式系统中，该嵌入式系统可应用于机顶盒。参照图1，本实施例的方法具体包括：
S110、检测数据分区中的数据块的擦写次数。
其中，本发明实施例中的非易失性存储器可以为Flash(闪存)。示例性的，闪存的类型具体可以为单层单元闪存(SLC NAND FLASH)、多层单元闪存(MLC NAND FLASH)等，本实施例对此不做限定。
示例性的，对于非易失性存储器而言，可将其存储空间分为多个数据块(bolck)，每个数据块均为可独立擦写的单元。对于待写入数据块内各个物理位置的数据，在数据被写入之前，需将整个数据块中已写入的数据擦除。因此，如果长期对某些数据块进行写或擦除操作，很容易达到数据块的擦写次数的上限，从而影响非易失性存储器的使用寿命。
示例性的，对于非易失性存储器，也可按照数据的功能属性将其存储空间划分为多个功能性分区，例如可将非易失性存储器划分为数据分区、程序分区和内核kernel分区。对于数据分区中存储的数据，用户可以进行读、写和擦除操作。而程序分区和kernel分区为只读分区，用户不可进行擦写操作。其中，对于每种功能性分区，还可将其存储空间划分为多个数据块，用于存储相应功能的数据。
需要说明的是，不论按照哪种分区方式，在非易失性存储器中存在与各个分区(或各个数据块)对应的识别标识(地址或其他标识等)，根据该识别标识可以确认各个分区(或各个数据块)在存储空间中的位置。
具体的，如果将非易失性存储器的存储空间按照数据块的形式统一进行划分，则可定义各个数据块对应的地址，以供后续对数据块的擦写操作。如果对存储空间按照功能性分区划分的方式，可首先定义各个功能性分区对应的地址，然后可以将各个分区细化为多个数据块，并对各个数据块在分区中的地址进行存储，以供后续查询。
S120、如果擦写次数达到设定阈值，则将数据分区中的数据搬移至数据分区之外的存储区域进行存储。
其中，擦写次数的设定阈值与非易失性存储器的工艺原理有关。为了提高非易失性存储器的使用寿命，一般将设定阈值设置为低于数据块的最大擦写次数。
示例性的，对于擦写次数达到设定阈值的数据块，将数据分区中的数据搬移至数据分区之外的存储区域进行存储可以包括将数据部分搬移和全部搬移两种方式。
具体的，如果非易失性存储器的存储空间统一按照数据块进行划分，则对于某些达到设定擦写次数的数据块，可将其搬移到其他数据块进行存储，并可相应的修改数据搬移后的存储地址，以便于后续查询数据。
具体的，如果非易失性存储器按照功能性分区对存储空间进行划分，由于同一类型的功能性分区中的数据类型均相同，但区别于其他功能性分区中的数据类型，例如，对于数据分区中的数据，用户可进行擦写操作，而程序分区和kernel分区为只读分区，其存储的数据为只读数据，不可被擦除。因此，为了保证同一功能性分区中数据类型的统一性，可将数据分区中的数据全部搬移至其他存储区域进行存储，以减少对数据分区中数据块的擦写次数，避免擦写次数达到上限时，对非易失性存储器寿命的影响。
进一步的，非易失性存储器还包括引导boot分区，该分区用于记录非易失性存储器中不同分区的地址参数。
相应的，将数据分区中的数据搬移至数据分区之外的存储区域进行存储的操作之后，本实施例提供的非易失性存储器的分区管理方法还包括：更新boot分区中与数据分区对应的地址参数。这样设置是为了后续对数据进行写或擦除操作时，可以准确获取待处理数据的位置信息。
本发明实施例通过检测非易失性存储器的数据分区中的数据块的擦写次数，如果检测出该擦写次数达到设定阈值，则将数据分区中的数据搬移至数据分区之外的存储区域进行存储，从而缓解数据分区的存储压力。当执行数据搬移的操作后，原本对数据分区中数据块的擦写操作即可更改为对新的存储区域中数据块的擦写操作，进而减少了对数据分区中数据块的擦写次数，达到提升非易失性存储器的使用寿命的效果。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种非易失性存储器的分区数据管理方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上进行了优化，对非易失性存储器按照数据分区、程序分区和kernel分区进行划分。其中与上述实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。参见图2，本实施例提供的易失性存储器的分区数据管理方法包括：
S210、检测数据分区中的数据块的擦写次数。
S220、如果擦写次数达到设定阈值，则将数据分区中的数据与程序分区或kernel分区中的数据进行互换。
示例性的，本实施例将非易失性存储器的存储空间按照功能属性划分为boot分区、数据分区、程序分区和kernel分区。由于功能分区划分之后，各个分区的功能属性得到确定，因此对应于不同功能分区中的所有数据块的读、写和擦除操作的功能也分别得到确定，例如对于程序分区或kernel分区中的所有数据，用户只可进行读操作，而不能进行写和擦除操作。而对于数据分区中的所有数据，用户可进行擦除操作。此外，由于只读分区在非易失性存储器中所占空间比例大于可擦写分区所占的比例，因此，在进行数据搬移时，可将属于同一功能分区的所有数据块全部搬移至其他功能分区进行存储，以减小对同一功能分区中数据块的擦写次数。
示例性的，为了保证各个功能分区中数据块的完整性和功能的统一性，优选将数据分区中的数据与程序分区或kernel分区中的数据进行互换，具体过程可以包括：
将数据分区中的数据搬移至非易失性存储器的空闲存储区域；将程序分区或kernel分区中的数据搬移至数据区；将空闲存储区域中的数据搬移至程序分区或kernel分区中进行存储。
示例性的，在进行数据搬移的过程中，为了避免存储空间的浪费，可以检测程序分区或kernel分区的空间大小，并选择与数据分区大小相对应的分区进行数据搬移。当完成数据的搬移操作后，对于原来数据分区的数据，若需对其进行擦写操作，则擦写操作对应的数据块则为原程序分区或kernel分区中的数据块，而非原数据分区中的数据块，因此可以避免对数据分区中某些数据块长期进行擦写操作而影响其使用寿命。
S230、更新非易失性存储器的boot分区中分别与数据分区、程序分区或kernel分区对应的地址参数。
示例性，boot分区用于记录非易失性存储器中不同分区的地址参数，当进行数据搬移后，需修改boot分区中对应的地址参数，以获取不同功能性分区在非易失性存储器中的位置。
优选的，还可以在不同功能性分区的分区头中添加与分区唯一对应的预设分区标识。在进行数据搬移前，可通过识别不同分区对应的预设分区标识确定不同分区所在非易失性存储器中的位置，以进行数据搬移。在进行数据搬移后，也可通过识别不同分区的预设分区标识，确定数据搬移后的位置。
若将数据分区中的数据与程序分区或kernel分区中的数据互换之后，采用识别预设分区标识确定分区位置的方式，无需修改boot分区中各个功能性分区及其内数据块对应的地址参数，相对于采用地址参数识别数据位置的方式，前者操作更简单，而且灵活性更强。
本实施例在上述实施例的基础上，将非易失性存储器的存储空间按照功能属性可以划分为boot分区、数据分区、程序分区和kernel分区。通过将原数据分区中的数据与程序分区或kernel分区中的数据互换，可减少对数据分区中某些数据块的擦写操作，从而提高非易失性存储器的使用寿命。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种机顶盒的结构示意图，如图3所示，该机顶盒包括处理器30、存储器31、输入装置32和输出装置33；机顶盒中处理器30的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器30为例；机顶盒中的处理器30、存储器31、输入装置32和输出装置33可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
存储器31作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的非易失性存储器的分区数据管理对应的程序指令/模块(例如，非易失性存储器的分区数据管理装置中的擦写次数获取模块和数据搬移模块，其中，所述擦写次数获取模块，用于检测所述数据分区中的数据块的擦写次数；所述数据搬移模块，用于当检测到所述擦写次数达到设定阈值时，则将所述数据分区中的数据搬移至所述数据分区之外的存储区域进行存储)。处理器30通过运行存储在存储器31中的软件程序、指令以及模块，从而执行机顶盒的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的非易失性存储器的分区数据管理。
存储器31可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器31可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器31可进一步包括相对于处理器30远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至机顶盒。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置32可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与机顶盒的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置33可包括显示屏等显示设备。
需要说明的是，当执行数据搬移的操作时，可通过显示屏提示用户在此过程中禁止执行关机操作以及禁止终止搬移进程，以避免对数据搬移造成影响，从而影响机顶盒的正常使用。
实施例四
本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种非易失性存储器的分区数据管理方法，该方法包括：
检测所述数据分区中的数据块的擦写次数；
如果所述擦写次数达到设定阈值，则将所述数据分区中的数据搬移至所述数据分区之外的存储区域进行存储。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的非易失性存储器的分区数据管理方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，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)执行本发明各个实施例所述的方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种非易失性存储器的分区数据管理方法，应用于嵌入式系统中，所述非易失性存储器包括数据分区，其特征在于，所述方法包括：
检测所述数据分区中的数据块的擦写次数；
如果所述擦写次数达到设定阈值，则将所述数据分区中的数据搬移至所述数据分区之外的存储区域进行存储。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非易失性存储器还包括程序分区和内核kernel分区；
相应的，所述将所述数据分区中的数据搬移至所述数据分区之外的存储区域进行存储，包括：
将所述数据分区中的数据与所述程序分区或所述kernel分区中的数据进行互换。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非易失性存储器还包括引导boot分区，用于记录所述非易失性存储器中不同分区的地址参数；
相应的，在将所述数据分区中的数据搬移至所述数据分区之外的存储区域进行存储之后，所述方法还包括：
更新所述boot分区中与所述数据分区对应的地址参数。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述数据分区中的数据与所述程序分区或所述kernel分区中的数据进行互换之后，所述方法还包括：
更新所述非易失性存储器的boot分区中分别与所述数据分区、程序分区或所述kernel分区对应的地址参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
识别不同分区对应的预设分区标识，所述预设分区标识用于确定不同分区所在的位置；
根据所述预设分区标识确定所述数据分区中的数据搬移后的位置。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述数据分区中的数据与所述程序分区或所述kernel分区中的数据进行互换，包括：
将所述数据分区中的数据搬移至所述非易失性存储器的空闲存储区域；
将所述程序分区或所述kernel分区中的数据搬移至所述数据区；
将所述空闲存储区域中的数据搬移至所述程序分区或所述kernel分区中进行存储。
7.一种机顶盒，其特征在于，所述机顶盒包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的非易失性存储器的分区数据管理方法。
8.根据权利要求7所述的机顶盒，其特征在于，所述机顶盒还包括：
显示屏，与所述处理器相连，用于在执行数据搬移的操作时，提示用户禁止执行关机操作。
9.一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-6中任一所述的非易失性存储器的分区数据管理方法。
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