CN112130766A - 一种基于Flash存储器的写数据方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种基于Flash存储器的写数据方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于Flash存储器的写数据方法、装置、设备及计算机可读存储介质，方法包括：当接收到写操作指令时，将与写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中；在将预设缓存空间中的数据信息更新之后，按照预设写回规则将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中。可见，本方法是优先将写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中，并且可以在将预设缓存空间中的数据信息经过更新之后，将最终版本写入至Flash存储器中，因此能够减少向Flash存储器写入数据信息的次数，从而减少对Flash存储器的物理块的擦写次数，进而能够延长Flash存储器的使用寿命；本方法还能够提高写数据的效率。

Description

一种基于Flash存储器的写数据方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及数据读写领域，特别涉及一种基于Flash存储器的写数据方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
近年来，Flash存储器的应用越来越广泛。Flash存储器是一种非易失性存储器，在断电的情况下仍能保持所存储的数据信息。在Flash存储器的存储单位中，一个物理块包含若干个物理页，写数据的最小单位是物理页，擦除操作的最小单位时物理块。当Flash存储器的某个物理块的擦写次数达到预设阈值时，该物理块将被设定为不再使用的区域，所以在极度频繁使用下，Flash存储器容量有可能越来越小；也就是说，由于Flash存储器的物理块的擦写次数是有限的，如果频繁地擦写Flash存储器的某个物理块，就会使该物理块在较短的时间内达到使用寿命，从而降低了Flash存储器的使用寿命。为延长Flash存储器的使用寿命，现有技术主要是将数据信息平均地写到Flash存储器中用来存储数据的整个Flash存储区域，避免在某些物理块被频繁地擦写，从而尽量延长Flash存储器的使用寿命。但是，现有技术的方法，在频繁进行擦写操作的情况下，各物理块仍会频繁地进行擦写，使得Flash存储器的使用寿命仍受到严重影响。
因此，如何提高Flash存储器的寿命，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于Flash存储器的写数据方法，能够提高Flash存储器的寿命，提高写数据的效率；本发明的另一目的是提供一种基于Flash存储器的写数据装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于Flash存储器的写数据方法，包括：
当接收到写操作指令时，将与所述写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中；
在将所述预设缓存空间中的所述数据信息更新之后，按照预设写回规则将所述预设缓存空间中的各所述数据信息写入Flash存储器中。
优选地，所述当接收到写操作指令时，将与所述写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中的过程，具体包括：
当接收到写操作指令时，判断所述预设缓存空间中是否存在空闲地址；
若存在，则根据所述写操作指令将对应的数据信息写入所述预设缓存空间的所述空闲地址中；
若不存在，则根据预设算法确定出所述预设缓存空间中的替换地址和与所述替换地址对应的替换数据信息，并根据所述写操作指令将对应的数据信息写入所述替换地址中，并将所述替换数据信息写入所述Flash存储器中。
优选地，所述预设缓存空间包括第一RAM和第二RAM；
对应的，所述当接收到写操作指令时，判断所述预设缓存空间中是否存在空闲地址的过程，具体包括：
当接收到所述写操作指令时，根据所述第一RAM中的地址匹配信息判断所述第二RAM中是否存在所述空闲地址。
优选地，所述根据预设算法确定出所述预设缓存空间中的替换地址和与所述替换地址对应的替换数据信息的过程，具体包括：
根据最少最近使用算法或最近最不常用算法确定出所述预设缓存空间中的所述替换地址和与所述替换地址对应的替换数据信息。
优选地，所述按照预设写回规则将所述预设缓存空间中的各所述数据信息写入Flash存储器中的过程，具体包括：
当接收到写回操作指令时，将所述预设缓存空间中的各所述数据信息写入所述Flash存储器中。
优选地，进一步包括：
实时计算出所述预设缓存空间的使用率，并显示所述使用率。
优选地，进一步包括：
在所述使用率高于预设阈值时，发出对应的提示信息。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种基于Flash存储器的写数据装置，包括：
第一写入模块，用于当接收到写操作指令时，将与所述写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中；
第二写入模块，用于在将所述预设缓存空间中的所述数据信息更新之后，按照预设写回规则将所述预设缓存空间中的各所述数据信息写入Flash存储器中。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种基于Flash存储器的写数据设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任一种基于Flash存储器的写数据方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种基于Flash存储器的写数据方法的步骤。
本发明提供的一种基于Flash存储器的写数据方法，包括：当接收到写操作指令时，将与写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中；在将预设缓存空间中的数据信息更新之后，按照预设写回规则将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中。可见，本方法是优先将写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中，并且可以在将预设缓存空间中的数据信息经过更新之后，将最终版本写入至Flash存储器中，因此能够减少向Flash存储器写入数据信息的次数，从而减少对Flash存储器的物理块的擦写次数，进而能够延长Flash存储器的使用寿命；并且，向预设缓存空间中写入数据信息的速率大于向Flash存储器中写入数据信息的速率，因此本方法还能够提高写数据的效率。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于Flash存储器的写数据装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于Flash存储器的写数据方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种基于Flash存储器的写数据装置的结构图；
图3为本发明实施例提供的一种基于Flash存储器的写数据设备的结构图。
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。
本发明实施例的核心是提供一种基于Flash存储器的写数据方法，能够提高Flash存储器的寿命，提高写数据的效率；本发明的另一核心是提供一种基于Flash存储器的写数据装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种基于Flash存储器的写数据方法的流程图。如图1所示，一种基于Flash存储器的写数据方法包括：
S10：当接收到写操作指令时，将与写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中；
S20：在将预设缓存空间中的数据信息更新之后，按照预设写回规则将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中。
具体的，在本实施例中，预先设置预设缓存空间，缓存空间的空间大小根据实际需求设置，本实施例对此不做限定。当接收到写操作指令时，首先根据写操作指令确定出对应的数据信息；其中，数据信息包括数据内容以及对应的写入地址；写入地址指的是将数据信息写入至Flash存储器中的地址。在实际操作中，一般将数据内容和写入地址均转换为16进制数据，并按照预设的高低位方式将内容数据和写入地址作为一个数据整体，即数据信息。具体的，在确定出与写操作指令对应的数据信息之后，将数据信息写入预设缓存空间中。
在根据各不同的写操作指令分别将对应的数据信息写入缓存空间且在将预设缓存空间中的数据信息更新之后，再按照预设写回规则将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中；其中，预设写回规则包括按照预设时间周期进行写回操作，或者根据预设的触发指令进行写回操作，本实施例对此不做限定。
本发明实施例提供的一种基于Flash存储器的写数据方法，包括：当接收到写操作指令时，将与写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中；在将预设缓存空间中的数据信息更新之后，按照预设写回规则将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中。可见，本方法是优先将写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中，并且可以在将预设缓存空间中的数据信息经过更新之后，将最终版本写入至Flash存储器中，因此能够减少向Flash存储器写入数据信息的次数，从而减少对Flash存储器的物理块的擦写次数，进而能够延长Flash存储器的使用寿命；并且，向预设缓存空间中写入数据信息的速率大于向Flash存储器中写入数据信息的速率，因此本方法还能够提高写数据的效率。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例中，当接收到写操作指令时，将与写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中的过程，具体包括：
当接收到写操作指令时，判断预设缓存空间中是否存在空闲地址；
若存在，则根据写操作指令将对应的数据信息写入预设缓存空间的空闲地址中；
若不存在，则根据预设算法确定出预设缓存空间中的替换地址和与替换地址对应的替换数据信息，并根据写操作指令将对应的数据信息写入替换地址中，并将替换数据信息写入Flash存储器中。
具体的，在本实施例中，是在接收到写操作指令时，首先判断预设缓存空间中是否存在空闲地址，空闲地址指的是预设缓存空间中没有存储数据信息的地址。若预设缓存空间中存在空闲地址，则根据写操作指令将对应的数据信息写入预设缓存空间的空闲地址中；若预设缓存空间中不存在空闲地址，则需要先从预设缓存空间中确定出替换地址，将写操作指令对应的数据信息写入该替换地址中，同时，该替换地址中原本存储的替换数据信息不能丢失，因此需要将该替换数据信息写入Flash存储器中。
可见，本实施例是通过预先判断预设缓存空间中是否存在空闲地址，再根据是否存在空闲地址的情况写入与写操作指令对应的数据信息，能够针对预设缓存空间的不同情况写入对应的数据信息。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例中，预设缓存空间包括第一RAM和第二RAM；
对应的，当接收到写操作指令时，判断预设缓存空间中是否存在空闲地址的过程，具体包括：
当接收到写操作指令时，根据第一RAM中的地址匹配信息判断第二RAM中是否存在空闲地址。
具体的，在本实施例中，预设缓存空间包括第一RAM和第二RAM；其中，第一RAM用于存储地址匹配信息，地址匹配信息即第二RAM中各存储位置以及该存储位置所存储的数据信息的对应关系；第二RAM用于存储与写操作指令对应的数据信息，同样的，该数据信息具体包括数据内容和对应的写入地址。
对应的，当接收到写操作指令时，根据第一RAM中的地址匹配信息判断第二RAM中是否存在空闲地址；若存在，则根据写操作指令更新第一RAM中的地址匹配信息，并将数据信息写入第二RAM中；若不存在，则根据预设算法确定出第二RAM中的替换地址和与替换地址对应的替换数据信息，更新第一RAM中的地址匹配信息，并将与写操作指令将对应的数据信息写入替换地址中，然后将替换数据信息写入Flash存储器中。
作为优选的实施方式，根据预设算法确定出预设缓存空间中的替换地址和与替换地址对应的替换数据信息的过程，具体包括：
根据最少最近使用算法或最近最不常用算法确定出预设缓存空间中的替换地址和与替换地址对应的替换数据信息。
具体的，在本实施例中，具体是根据最少最近使用算法(Least Recently Used，LRU)或最近最不常用算法(Least Frequently Used，LFU)确定出预设缓存空间中的替换地址，再确定出与替换地址对应的替换数据信息；以便在替换地址中写入当前的写操作指令对应的数据信息，并将写地址信息写入Flash存储器中。
其中，最近最少使用算法和最近最不常用算法都是内存管理算法，其中，最近最少使用算法关键是看各地址最后一次被操作到当前时间的时长，将最长时长未被操作的地址确定为替换地址，该替换地址后续被操作的概率较小，因此将替换地址的替换数据信息写入Flash存储器。而最近最不常用算法关键是看一定时间段内地址被操作的频率；通过记录第二RAM中每个地址被操作的操作频率，然后根据记录的操作频率进行预测，确定出后续操作频率低的地址，即确定出替换地址。在实际操作中，可以根据实际需求选择对应的算法来从预设缓存空间中确定出替换地址，本实施例对此不做具体的限定。
并且，在实际操作中，在按照预设写回规则将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中之后，清除最近最少使用算法或最近最不常用算法对应的预测信息。
可见，按照本实施例的方法确定出替换地址，因此能够进一步减少向Flash存储器写入数据信息的次数，从而进一步提高Flash存储器的使用寿命。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例中，按照预设写回规则将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中的过程，具体包括：
当接收到写回操作指令时，将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中。
需要说明的是，在实际操作中，可以预设时间周期，然后按照该预设时间周期将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中；即周期性地将预设缓存空间中的各数据信息写入到Flash存储器中。这种方法中，预设时间周期直接影响Flash存储器的写入频率，影响Flash存储器的擦写次数。
本实施例中，具体是根据写回操作指令将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中；具体的，写回操作指令可以是在需要对Flash存储器所在的系统关机时生成的指令，也可以是用户手动输入的指令；根据写回操作指令，触发执行将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中的操作，即根据用户的实际操作需求执行写回操作，因此能进一步减少向Flash存储器写入数据信息的写入频率，进一步降低对Flash存储器的擦写次数，从而进一步提高Flash存储器的使用寿命。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例进一步包括：
实时计算出预设缓存空间的使用率，并显示使用率。
具体的，在本实施例中，进一步根据预设缓存空间的总空间容量以及存储各数据信息时所使用的空间容量实时计算出该预设缓存空间的使用率，即预设缓存空间所使用的空间容量占总空间容量的百分比，然后利用预设的显示装置显示当前计算出的使用率。本实施例中，对显示计算出的使用率具体形式不做限定，另外需要说明的是，在本实施例中，对显示装置的具体类型也不做限定，例如可以是液晶显示屏或者触摸屏等。
可见，本实施例通过进一步实时计算出预设缓存空间的使用率，并显示使用率，因此能够便于用户更直观地查看当前预设缓存空间的使用情况，从而进一步提升用户的使用体验。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例进一步包括：
在使用率高于预设阈值时，发出对应的提示信息。
具体的，在本实施例中，是在计算出预设缓存空间的使用率之后，进一步判断该使用率是否高于预设阈值；若是，则触发预设的提示装置发出对应的提示信息；若否，则不做操作。
需要说明的是，提示装置可以具体是蜂鸣器和/或指示灯，通过触发蜂鸣器/指示灯等提示装置发出对应的提示信息，如蜂鸣音/闪烁灯等，以直观地提示用户当前缓存空间的使用率已经达到预设阈值，可以对预设缓存空间做一些操作以增加空闲地址，以避免预设缓存空间中的数据信息过多导致预设缓存空间中没有空闲地址而影响数据信息的写入的情况，从而能够进一步提升用户的使用体验。
需要说明的是，在其他的实施例中，也可以是直接将预设缓存空间所使用的空间容量与对应的预设阈值进行比较，在所使用的空间容量大于对应的预设阈值之后，触发预设的提示装置发出对应的提示信息。
上文对于本发明提供的一种基于Flash存储器的写数据方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供了一种与该方法对应的基于Flash存储器的写数据装置、设备及计算机可读存储介质，由于装置、设备及计算机可读存储介质部分的实施例与方法部分的实施例相互照应，因此装置、设备及计算机可读存储介质部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
图2为本发明实施例提供的一种基于Flash存储器的写数据装置的结构图，如图2所示，一种基于Flash存储器的写数据装置包括：
第一写入模块21，用于当接收到写操作指令时，将与写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中；
第二写入模块22，用于在将预设缓存空间中的数据信息更新之后，按照预设写回规则将预设缓存空间中的各数据信息写入Flash存储器中。
本发明实施例提供的基于Flash存储器的写数据装置，具有上述基于Flash存储器的写数据方法的有益效果。
作为优选的实施方式，一种基于Flash存储器的写数据装置进一步包括：
显示模块，用于实时计算出预设缓存空间的使用率，并显示使用率。
作为优选的实施方式，一种基于Flash存储器的写数据装置进一步包括：
提示模块，用于在使用率高于预设阈值时，发出对应的提示信息。
图3为本发明实施例提供的一种基于Flash存储器的写数据设备的结构图，如图3所示，一种基于Flash存储器的写数据设备包括：
存储器31，用于存储计算机程序；
处理器32，用于执行计算机程序时实现如上述基于Flash存储器的写数据方法的步骤。
本发明实施例提供的基于Flash存储器的写数据设备，具有上述基于Flash存储器的写数据方法的有益效果。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述基于Flash存储器的写数据方法的步骤。
本发明实施例提供的计算机可读存储介质，具有上述基于Flash存储器的写数据方法的有益效果。
以上对本发明所提供的基于Flash存储器的写数据方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，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、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。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。

Claims (10)

1.一种基于Flash存储器的写数据方法，其特征在于，包括：
当接收到写操作指令时，将与所述写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中；
在将所述预设缓存空间中的所述数据信息更新之后，按照预设写回规则将所述预设缓存空间中的各所述数据信息写入Flash存储器中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当接收到写操作指令时，将与所述写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中的过程，具体包括：
当接收到写操作指令时，判断所述预设缓存空间中是否存在空闲地址；
若存在，则根据所述写操作指令将对应的数据信息写入所述预设缓存空间的所述空闲地址中；
若不存在，则根据预设算法确定出所述预设缓存空间中的替换地址和与所述替换地址对应的替换数据信息，并根据所述写操作指令将对应的数据信息写入所述替换地址中，并将所述替换数据信息写入所述Flash存储器中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设缓存空间包括第一RAM和第二RAM；
对应的，所述当接收到写操作指令时，判断所述预设缓存空间中是否存在空闲地址的过程，具体包括：
当接收到所述写操作指令时，根据所述第一RAM中的地址匹配信息判断所述第二RAM中是否存在所述空闲地址。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设算法确定出所述预设缓存空间中的替换地址和与所述替换地址对应的替换数据信息的过程，具体包括：
根据最少最近使用算法或最近最不常用算法确定出所述预设缓存空间中的所述替换地址和与所述替换地址对应的替换数据信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设写回规则将所述预设缓存空间中的各所述数据信息写入Flash存储器中的过程，具体包括：
当接收到写回操作指令时，将所述预设缓存空间中的各所述数据信息写入所述Flash存储器中。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：
实时计算出所述预设缓存空间的使用率，并显示所述使用率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在所述使用率高于预设阈值时，发出对应的提示信息。
8.一种基于Flash存储器的写数据装置，其特征在于，包括：
第一写入模块，用于当接收到写操作指令时，将与所述写操作指令对应的数据信息写入预设缓存空间中；
第二写入模块，用于在将所述预设缓存空间中的所述数据信息更新之后，按照预设写回规则将所述预设缓存空间中的各所述数据信息写入Flash存储器中。
9.一种基于Flash存储器的写数据设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的基于Flash存储器的写数据方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的基于Flash存储器的写数据方法的步骤。
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