CN111324285A - 一种存储器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种存储器，该存储器包括：存储模块，存储模块包括多个数据块；控制模块，控制模块包括擦写次数链表，擦写次数链表用于记录各个已写入数据的数据块的块号和擦写次数，擦写次数链表按照擦写次数增长的顺序记录各个数据块及其擦写次数，控制模块用于在检测到擦写次数链表中记录的首位擦写次数与末位擦写次数的差值大于或等于擦写次数阈值时，触发静态损耗均衡。本发明实施例中，通过擦写次数链表可快速查出最小擦写次数对应的数据块，最大擦写次数对应的数据块，根据擦写次数链表中记录的擦写次数判断是否触发静态损耗均衡，无需每次都扫描所有块的擦写次数，提高了静态损耗均衡算法的效率。

Description

一种存储器

技术领域

本发明实施例涉及存储器技术，尤其涉及一种存储器。

背景技术

eMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体)芯片是主要针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器。eMMC芯片中集成了一个控制器，该控制器可提供标准接口并管理闪存，如此可使得使用eMMC芯片的手机厂商就能专注于产品开发的其它部分，并缩短向市场推出产品的时间。

eMMC芯片主要由控制器和闪存颗粒组成，通过写操作将数据保存在闪存颗粒中，通过读操作从闪存颗粒中读取数据。目前市场主流的闪存为NAND flash，具有尺寸小，容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，在业界也得到了越来越广泛的应用。NAND flash包括多个物理块。eMMC芯片主要是通过损耗均衡实现每个物理块均衡的被使用，从而最大化eMMC芯片寿命，因此需要静态损耗均衡能及时被触发。

然而，目前常用的一种方法是记录每个块的擦写次数，不过如果只根据擦写次数来触发静态损耗均衡，那么很可能出现一个擦写次数较低的数据块在接下来被多次的作为源数据块执行了数据搬移，影响读写性能。另一种方法是，可以根据数据块中最大和最小的擦写次数来判断的，如果最大擦写次数超过某个阈值，就会将最小擦写次数的数据块的数据搬移出来并释放这个块，但这个过程需要较长的扫描时间，影响读写性能。

发明内容

本发明实施例提供一种存储器，以解决触发静态损耗均衡的时间较长的问题。

本发明实施例提供了一种存储器，包括：

存储模块，所述存储模块包括多个数据块；

控制模块，所述控制模块包括擦写次数链表，所述擦写次数链表用于记录各个已写入数据的所述数据块的块号和擦写次数，所述擦写次数链表按照擦写次数增长的顺序记录各个所述数据块及其擦写次数，所述控制模块用于在检测到所述擦写次数链表中记录的首位擦写次数与末位擦写次数的差值大于或等于擦写次数阈值时，触发静态损耗均衡。

进一步地，所述擦写次数链表包括第j节点和与所述第j节点对应的第j指针，所述第j节点用于记录一所述数据块的块号及该数据块的擦写次数，所述第j指针用于指向第j+1节点，所述第j+1节点中记录的所述数据块的擦写次数大于所述第j节点中记录的所述数据块的擦写次数，j＝1，2，3，…。

进一步地，所述擦写次数链表还包括头节点、与所述头节点对应的头指针、尾节点和与所述尾节点对应的尾指针，所述头指针用于指向所述头节点，所述头节点用于连接记录为最小擦写次数的一节点，所述尾指针用于指向所述尾节点，所述尾节点用于记录最大擦写次数及其对应的所述数据块。

进一步地，所述控制模块还用于在触发静态损耗均衡后，将最大擦写次数所对应的数据块的数据搬移至空白数据块并删除所述擦写次数链表中的最大擦写次数所对应的数据块。

进一步地，所述存储模块为与非闪存NAND Flash。

进一步地，所述存储器为嵌入式多媒体eMMC芯片。

本发明实施例提供的存储器，擦写次数链表用于记录各个已写入数据的数据块的块号和擦写次数，擦写次数链表按照擦写次数增长的顺序记录各个数据块及其擦写次数，控制模块用于在检测到擦写次数链表中记录的首位擦写次数与末位擦写次数的差值大于或等于擦写次数阈值时，触发静态损耗均衡。本发明实施例中，控制模块会在执行每次擦写操作时都实时更新擦写次数链表，通过擦写次数链表可快速查出每个数据块的擦写次数，最小擦写次数对应的数据块，最大擦写次数对应的数据块，与现有技术相比，本发明实施例根据擦写次数链表中记录的擦写次数判断是否触发静态损耗均衡，无需每次都扫描所有块的擦写次数，提高了静态损耗均衡算法的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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一种存储器的示意图；

图2是本发明实施例提供的存储器擦写次数链表的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例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。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种存储器的示意图，该存储器可选为任意集成有存储模块的芯片或器件，例如集成有闪存颗粒的eMMC芯片，在其他实施例中还可选该存储器为其他集成有存储模块的器件。在此，存储器包括存储模块，存储模块包括多个数据块，存储模块以数据块为单元进行数据写入。可选存储模块为闪存，可选为NAND闪存，更具体的可选存储模块为MLC闪存，即多层存储闪存。

本实施例提供的存储器包括：存储模块10，存储模块10包括多个数据块11；控制模块20，控制模块20包括擦写次数链表，擦写次数链表用于记录各个已写入数据的数据块11的块号和擦写次数，擦写次数链表按照擦写次数增长的顺序记录各个数据块11及其擦写次数，控制模块20用于在检测到擦写次数链表中记录的首位擦写次数与末位擦写次数的差值大于或等于擦写次数阈值时，触发静态损耗均衡。

本实施例中，可选存储器为嵌入式多媒体eMMC芯片，eMMC芯片由控制器和闪存颗粒组成，控制器用于管理芯片中的闪存颗粒，则存储器的控制模块20可选为eMMC芯片的控制器，可选存储模块10为与非闪存NAND flash，尤其可选存储模块10为MLC NAND flash。需要说明的是，在其他实施例中还可选存储模块为其他类型的闪存，如nor flash等，任意一种类型的可集成到芯片中的存储模块均能落入本发明的保护范围。

本实施例中，存储器包括存储模块10，存储模块10由许多个数据块11组成。本实施例中，控制模块20包括擦写次数链表，擦写次数链表记录了各个已写入数据的数据块11的块号和擦写次数，且其中按照擦写次数增长的顺序记录各个数据块11及其擦写次数。在系统初始状态下每个数据块的擦写次数等于0，当一个数据块被拿出来使用时，该数据块的擦写次数加1并在擦写次数链表中将该数据块的擦写次数进行更新，使用擦写次数链表可记录当前每个块被使用时的擦写次数。

以存储模块10包括10个数据块11为例，该10个数据块11依次标记为块1～块10。读写操作时，控制模块20接收的第一个擦写命令为擦写块9，则在擦写次数链表中记录块9及其被擦写次数为1；控制模块20接收的第二个擦写命令为擦写块1，则在擦写次数链表中记录块1及其被擦写次数为1；控制模块20接收的第三个擦写命令为擦写块7，则在擦写次数链表中记录块7及其被擦写次数为1；控制模块20接收的第四个擦写命令为擦写块1，则在擦写次数链表中将块1的擦写次数更新为2；控制模块20接收的第五个擦写命令为擦写块1，则在擦写次数链表中将块1的擦写次数更新为3；以此类推，控制模块20实时根据擦写操作更新擦写次数链表。

已知擦写次数链表中按照擦写次数增长的顺序记录各个数据块11及其擦写次数，因此擦写次数链表中首位擦写次数即为当前时刻最小擦写次数，末尾擦写次数即为当前时刻最大擦写次数，基于此，控制模块20可快速确定擦写次数链表中的最小擦写次数和最大擦写次数，从而判断是否触发静态损耗均衡。具体的，控制模块20用于在检测到擦写次数链表中记录的首位擦写次数与末位擦写次数的差值大于或等于擦写次数阈值时，触发静态损耗均衡。需要说明的是，每执行一次擦写操作，控制模块20就需要对擦写次数链表进行更新。

本实施例中，控制模块20用于在检测到擦写次数链表中最小擦写次数与最大擦写次数的差值大于或等于擦写次数阈值时，触发静态损耗均衡。预先在擦写次数链表或控制模块20中设定擦写次数阈值，擦写次数阈值表征了最大擦写次数数据块和最小擦写次数数据块的被使用次数的临界差值，超过擦写次数阈值说明最大擦写次数数据块和最小擦写次数数据块的被使用次数差值过大，损耗不均衡，此时需要触发静态损耗均衡，以使存储器中各个数据块实现均衡的被使用，从而最大化的延长存储器的寿命。

需要说明的是，本实施例中，控制模块20会在执行每次擦写操作时都实时更新擦写次数链表，以使在任意时刻能从擦写次数链表的首位或末尾查找出最小擦写次数及其所对应数据块和最大擦写次数及其所对应数据块，因此无需每次都扫描所有块的擦写次数以获取最小擦写次数和最大擦写次数，与现有技术相比，本实施例在任意时刻均可以通过擦写次数链表获取最大擦写次数和最小擦写次数及其擦写次数差值，无需扫描所有块擦写次数，也没有行扫描过程，提高了静态损耗均衡算法的效率，减小了扫描时间。

本实施例中，擦写次数在擦写次数链表中按照擦写次数增长的顺序保存，即第一位擦写次数小于第二位擦写次数，第二位擦写次数小于第三位擦写次数，以此类推，最末位擦写次数即为擦写次数最多的数据块的擦写次数。基于此，可知擦写次数链表中记录的首位擦写次数即为最小擦写次数，记录的末位擦写次数即为最大擦写次数，则控制模块可直接通过检测擦写次数链表中首位擦写次数和末位擦写次数的差值是否大于或等于擦写次数阈值，来判断是否触发静态损耗均衡，省略了查找最小擦写次数和最大擦写次数的过程，提高了静态损耗均衡算法的效率。

本实施例提供的存储器，擦写次数链表用于记录各个已写入数据的数据块的块号和擦写次数，擦写次数链表按照擦写次数增长的顺序记录各个数据块及其擦写次数，控制模块用于在检测到擦写次数链表中记录的首位擦写次数与末位擦写次数的差值大于或等于擦写次数阈值时，触发静态损耗均衡。本实施例中，控制模块会在执行每次擦写操作时都实时更新擦写次数链表，通过擦写次数链表可快速查出每个数据块的擦写次数，最小擦写次数对应的数据块，最大擦写次数对应的数据块，与现有技术相比，本实施例根据擦写次数链表中记录的擦写次数判断是否触发静态损耗均衡，无需每次都扫描所有块的擦写次数，提高了静态损耗均衡算法的效率。

示例性的，在上述技术方案的基础上，可选擦写次数链表包括第j节点和与第j节点对应的第j指针，第j节点用于记录一数据块的块号及该数据块的擦写次数，第j指针用于指向第j+1节点，第j+1节点中记录的数据块的擦写次数大于第j节点中记录的数据块的擦写次数，j＝1，2，3，…。本实施例中，擦写次数链表中采用节点和指针进行擦写次数的排序，第1节点中记录的块的擦写次数最小，然后第1节点的指针指向第2节点，第2节点记录的擦写次数大于第1节点，第2节点的指针指向第3节点，以此类推。所以，通过擦写次数链表所存的擦写次数可以知道所有数据块被使用时的次数，以及数据块被放置的相对时间长短。

需要说明的是，擦写次数链表中采用节点和指针进行擦写次数的排序，第1节点中记录的块的擦写次数最小，最末位节点记录的块的擦写次数最大，因此可以快速查出块的擦写次数差值，从而判断是否触发静态损耗均衡。另一方面，擦写次数链表中采用节点和指针进行擦写次数的排序，当其中一个节点记录的块被再一次擦写，则该块的擦写次数加1，然后判断该块的擦写次数是否超过其后节点的擦写次数，并在超过后按照擦写次数增长的顺序对该更新后的数据块的擦写次数进行排序。

示例性的，在上述技术方案的基础上，如图2所示可选擦写次数链表还包括头节点、与头节点对应的头指针、尾节点和与尾节点对应的尾指针，头指针用于指向头节点，头节点用于连接记录为最小擦写次数的一节点，尾指针用于指向尾节点，尾节点用于记录最大擦写次数及其对应的数据块。本实施例中，头指针header和头节点配合可以明确标记出最小擦写次数的节点，尾指针tail指向尾节点可以明确标记出最大擦写次数的节点，则便于控制模块直接从擦写次数链表中获取最小擦写次数和最大擦写次数并计算最小擦写次数和最大擦写次数的差值，进一步提高静态损耗均衡算法的效率。例如图2所示，第一节点记录了数据块Blk及其擦写次数，第一节点的指针next指向第二节点；第二节点记录了数据块Blk及其擦写次数，第二节点的指针next指向第三节点，以此类推，当前时刻下头节点连接第一节点以及头指针指向头节点，则控制模块根据头指针可快速访问第一节点即目前擦写次数最小的节点，尾节点的指针与尾指针连接，则控制模块根据尾指针可快速访问该尾节点即目前擦写次数最大的节点。需要说明的是，尾节点的指针还指向空白节点NULL，则链表中插入或删除节点比较方便，可将修改后的实际尾节点的指针与空白节点NULL连接，将修改前的尾节点的指针指向修改后的实际尾节点，实现节点的插入和删除。

示例性的，在上述技术方案的基础上，可选控制模块还用于在触发静态损耗均衡后，将最大擦写次数所对应的数据块的数据搬移至空白数据块并删除擦写次数链表中的最大擦写次数所对应的数据块。控制模块还用于在触发静态损耗均衡后，将最大擦写次数所对应的数据块的数据搬移至空白数据块并擦除该数据块，此时最大擦写次数对应的数据块不再有数据，需要从链表中删除，同时将倒数第二个节点的指针指向NULL，尾指针指向的节点改为倒数第二个节点，则这个节点成为新的尾节点，擦写次数最大。如果有一个新的数据块节点生成，则根据擦写次数将新的数据块节点插入擦写次数链表中相应的擦写位置。当触发静态损耗均衡后，将数据块的数据搬移至空白数据块，可通过损耗均衡实现每个数据块尽量均衡的被使用，从而最大化的延长寿命。当触发静态损耗均衡后，对应数据块的数据被搬移后再擦除该数据块，则该数据块变为空块，可进行擦写或其他操作。

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、相互结合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 (6)

1.一种存储器，其特征在于，包括：

存储模块，所述存储模块包括多个数据块；

控制模块，所述控制模块包括擦写次数链表，所述擦写次数链表用于记录各个已写入数据的所述数据块的块号和擦写次数，所述擦写次数链表按照擦写次数增长的顺序记录各个所述数据块及其擦写次数，所述控制模块用于在检测到所述擦写次数链表中记录的首位擦写次数与末位擦写次数的差值大于或等于擦写次数阈值时，触发静态损耗均衡。

2.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述擦写次数链表包括第j节点和与所述第j节点对应的第j指针，所述第j节点用于记录一所述数据块的块号及该数据块的擦写次数，所述第j指针用于指向第j+1节点，所述第j+1节点中记录的所述数据块的擦写次数大于所述第j节点中记录的所述数据块的擦写次数，j＝1，2，3，…。

3.根据权利要求2所述的存储器，其特征在于，所述擦写次数链表还包括头节点、与所述头节点对应的头指针、尾节点和与所述尾节点对应的尾指针，所述头指针用于指向所述头节点，所述头节点用于连接记录为最小擦写次数的一节点，所述尾指针用于指向所述尾节点，所述尾节点用于记录最大擦写次数及其对应的所述数据块。

4.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述控制模块还用于在触发静态损耗均衡后，将最大擦写次数所对应的数据块的数据搬移至空白数据块并删除所述擦写次数链表中的最大擦写次数所对应的数据块。

5.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述存储模块为与非闪存NAND Flash。

6.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述存储器为嵌入式多媒体eMMC芯片。

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