CN112347001B - 闪存垃圾回收的校验方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种闪存垃圾回收的校验方法、装置及电子设备，涉及闪存垃圾回收技术领域，其中，该方法包括：在将旧数据写入目标块的情况下，确定目标块的使用性能，若目标块的使用性能为第一性能，则对目标块进行抽样校验；若目标块的使用性能为第二性能，则对目标块进行全块校验。本申请提供的技术方案通过对目标块进行合理的分类，对性能良好的目标块进行抽样校验，对性能不好的目标块进行全块校验，可以在保证校验准确率的同时提高内存回写操作的工作效率。

Description

闪存垃圾回收的校验方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及闪存技术，尤其涉及一种闪存垃圾回收的校验方法、装置及电子设备，属于闪存垃圾回收技术领域。

背景技术

闪存的全称为快闪存储器(Flash Memory，Flash)，是一种电子式可清除程序化只读存储器，例如储存卡、记忆棒、微硬盘和U盘等存储器都采用了闪存技术。

闪存可以支持读、写和擦除的操作，特别是对于写操作，由于闪存是电子类介质，在写入新数据时，存储单元必须是空白的，所以如果要写入的存储单元存在旧数据，那么必须先对旧数据进行擦除。为了解决这个问题，每个闪存中都采用了垃圾回收机制，也即是，当待存储单元需要写入新数据时，先将待存储单元的旧数据复制到其他空白存储单元中，再将待存储单元的旧数据擦除，最后将新数据写入待存储单元。为了提高垃圾回收的效率，部分闪存还采用内存回写(Internal Copyback)操作，也即是，在一个颗粒中的不同块之间进行垃圾回收。

随着内存回写操作次数的增加，数据丢失的概率会增大，因此，在每次内存回写操作之后都需要对所有的旧数据进行校验，以保证旧数据的完整性。但是，在对所有的旧数据进行校验的同时，也导致整个内存回写操作的效率变差。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种闪存垃圾回收的校验方法、装置及电子设备，用于提高内存回写操作的工作效率。

为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供了一种闪存垃圾回收的校验方法，包括：

在将旧数据写入目标块的情况下，确定目标块的使用性能；

若目标块的使用性能为第一性能，则对目标块进行抽样校验；

若目标块的使用性能为第二性能，则对目标块进行全块校验，第一性能优于第二性能。

可选的，确定目标块的使用性能，包括：

确定目标块的累计擦除次数；

若累计擦除次数大于预设的擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第二性能；

若累计擦除次数小于或等于擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第一性能。

可选的，目标块包括多个物理页，对目标块进行抽样校验，包括：

依次读取各物理页中预设大小的旧数据进行校验。

可选的，目标块包括多个物理页，对目标块进行抽样校验，包括：

随机选取预设数量的物理页；

依次读取各个被选取物理页中预设大小的旧数据进行校验。

可选的，目标块包括多个物理页，对目标块进行全块校验，包括：

依次读取目标块中各物理页的全部旧数据进行校验。

可选的，目标块包括多个物理页，该方法还包括：

对于每个物理页，若校验通过，则更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系；

若校验未通过，则不更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系。

第二方面，本申请实施例提供一种闪存垃圾回收的校验装置，包括：

写入模块，用于在将旧数据写入目标块的情况下，确定目标块的使用性能；

校验模块，用于若目标块的使用性能为第一性能，则对目标块进行抽样校验，以及若目标块的使用性能为第二性能，则对目标块进行全块校验，第一性能优于第二性能。

可选的，写入模块具体用于：

确定目标块的累计擦除次数；

若累计擦除次数大于预设的擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第二性能；

若累计擦除次数小于或等于擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第一性能。

可选的，目标块包括多个物理页，校验模块具体用于：

依次读取各物理页中预设大小的旧数据进行校验。

可选的，目标块包括多个物理页，校验模块具体用于：

随机选取预设数量的物理页；

依次读取各个被选取物理页中预设大小的旧数据进行校验。

可选的，目标块包括多个物理页，校验模块具体用于：

依次读取目标块中各物理页的全部旧数据进行校验。

可选的，目标块包括多个物理页，该装置还包括：

更新模块，用于对于每个物理页，若校验通过，则更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系，以及若校验未通过，则不更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序；处理器用于在调用计算机程序时执行上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。

第五方面，本申请实施例提供一种芯片系统，包括：存储器和处理器，处理器与存储器耦合，存储器用于存储计算机程序；处理器用于在调用计算机程序时执行上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法

本申请实施例提供的一种闪存垃圾回收的校验方法、装置及电子设备，可以在将旧数据写入目标块的情况下，确定目标块的使用性能，若目标块的使用性能为第一性能，则对目标块进行抽样校验；若目标块的使用性能为第二性能，则对目标块进行全块校验。本申请提供的技术方案通过对目标块进行合理的分类，对性能良好的目标块进行抽样校验，对性能不好的目标块进行全块校验，可以在保证校验准确率的同时提高内存回写操作的工作效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种闪存垃圾回收的校验方法流程示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种闪存垃圾回收的校验方法流程示意图；

图3为本申请实施例提供的闪存垃圾回收的校验装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供的闪存编程方法可以应用于储存卡、记忆棒、微硬盘和U盘等电子设备，本申请实施例对电子设备的具体类型不作任何限制。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本申请实施例提供的一种闪存垃圾回收的校验方法流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

S110、在将旧数据写入目标块的情况下，确定目标块的使用性能。

闪存的全称为快闪存储器，是一种电子式可清除程序化只读存储器，闪存主要包括两部分，闪存控制器和闪存存储器，闪存控制器主要的作用是接收主机(即电脑、手机等计算设备)发送的数据和指令，并根据接收的命令对闪存存储器进行相应的操作；闪存存储器主要的作用是存储主机发送的数据，由于闪存的主要作用是存储数据，所以“闪存”一词通常指代的是闪存存储器。从物理结构的角度讲，闪存存储器是由多个块(Block)组成的，每个块由多个页(Page)组成，每个页由多个存储单元(Cell)组成。存储单元是闪存存储器的最小工作单位，根据每个存储单元内可存储的数据量不同，存储单元又可以分为单层单元(Single Level Cell，SLC)，一个单层单元可存储1比特的数据；双层单元(MultiLevelCell，MLC)，一个双层单元可存储2比特的数据；三层单元(TripleLevel Cell，TLC)，一个三层单元可存储3比特的数据；四层单元(QuadLevel Cell，QLC)，一个四层单元可存储4比特的数据。

通常的，在进行内存回写的过程中，闪存需要将旧数据写入目标块，然后对目标块中的旧数据进行校验，校验合格后对旧数据原先的块进行擦除并写入新数据。在本申请实施例中，在将旧数据写入目标块的情况下，闪存可以确定目标块的使用性能。由于使用性能良好的块不容易出现数据丢失的现象，因此，对于使用性能良好的块可以进行抽样校验以提高校验的效率；使用性能不好的块容易出现数据丢失的现象，因此，对于使用性能不好的块可以进行全块校验，保证校验的准确率。

具体的，在本申请实施例中将目标块的性能分为第一性能和第二性能，其中，第一性能优于第二性能。

闪存是采用存储单元存储数据的，当闪存要写入数据时，可以对存储单元施加电压并形成一个电场，这样电子就可以进入到存储单元中，当电子足够多时，即存储单元的电压超过标定电压时，该存储单元表示的数据为1；当存储单元的电压低于标定电压时，该存储单元表示的数据为0。单层单元只有一个标定电压，因此，一个单层单元只能存储1比特的数据；双层单元有三个标定电压，因此，一个双层单元可以存储2比特的数据，所以通过精确控制存储单元的电压，可以增加单个存储单元的数据容量。但是，对于存储单元而言，随着擦除次数的增多，存储单元的稳定性会变差，即存储单元中的电子容易丢失或增加，导致电压发生变化。当电压的变化超过一定程度时，会导致存储单元中的数据进行翻转(即1变成0，或0变成1)，若存储单元翻转次数过多将导致闪存中的数据发生丢失。所以，块出现数据丢失的现象主要是因为擦除次数过多，导致存储单元中的电子不稳定。在本申请中，闪存可以通过确定目标块的累计擦除次数，确定该目标块的使用性能。

具体的，闪存中存储有每个块的累计擦除次数，当旧数据写入目标块时，闪存可以确定该目标块的累计擦除次数，并将累计擦除次数与预设的擦除阈值进行对比，若累计擦除次数大于预设的擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第二性能；若累计擦除次数小于或等于擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第一性能。

进一步的，第一性能还可以包括多个子性能，同时，闪存中也可以预设对应的多个擦除阈值，例如，第一擦除阈值、第二擦除阈值和第三擦除阈值，其中，第一擦除阈值小于第二擦除阈值，第二擦除阈值小于第三擦除阈值。同时，目标块的使用性能也可以分为第一子性能、第二子性能和第二性能，其中，第一子性能优于第二子性能，第二子性能优于第二性能。在进行累计擦除次数与预设的擦除阈值时，若累计擦除次数小于或等于第一擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第一子性能；若累计擦除次数大于第一擦除阈值，且小于或等于第二擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第二子性能；若累计擦除次数大于第二擦除阈值，且小于或等于第三擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第二性能。本申请实施例对于擦除阈值的数量和对应的使用性能分类不做具体限定。

例如，以物理页的前1K大小的数据为抽样样本进行校验举例，图2为本申请实施例提供的抽样校验的流程示意图，如图2所示，闪存预设一个擦除阈值，闪存的使用性能为第一性能和第二性能。在将旧数据写入目标块的情况下，闪存可以确定目标块的累计擦除次数，然后，将累计擦除次数与预设的擦除阈值进行对比，确定累计擦除次数是否大于预设的擦除阈值，若累计擦除次数大于预设的擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第二性能；若累计擦除次数小于或等于擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第一性能。

S120、若目标块的使用性能为第一性能，则对目标块进行抽样校验。

闪存可以根据不同的使用性能，对目标块执行不同的校验策略。若目标块的使用性能为第一性能，则闪存可以对目标块进行抽样校验，抽样校验为仅对目标块中的部分旧数据进行校验。在闪存中，每个数据都有对应的纠错码，通过纠错码可以验证旧数据在复制的过程中是否丢失。

具体的，闪存可以按照各物理页逻辑地址从小到大的顺序，依次读取各物理页中预设大小的旧数据进行校验，其中，预设大小的旧数据可以是各物理页的任意位置的旧数据，也可以是固定位置的旧数据。例如，闪存可以读取目标块各物理页的前1K大小的数据进行抽样校验，也可以在读取目标块各物理页时随机选取1K大小的数据进行抽样校验。

进一步的，闪存也可以随机选取预设数量的物理页，再依次读取各个被选取物理页中预设大小的旧数据进行校验。在实际应用时，可以根据对目标块使用性能的划分，选择不同的校验策略，例如，在第一性能划分为第一子性能和第二子性能的情况下，可以对第一子性能的目标块随机选取预设数量的物理页，再对各物理页进行校验；对第二子性能的目标块的全部物理页进行抽样校验。

对于每个物理页，若校验通过，则更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系，并擦除原先的存储旧数据的块；若校验未通过，则不更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系，并保留原先的存储旧数据的块。其中，逻辑映射表中包括每个数据与该数据实际存储的物理地址之间的关系，闪存和主机均是以逻辑映射表为准进行读、写和擦除操作的。

例如，参照图2，在目标块为第一性能时，闪存可以按照各物理页逻辑地址从小到大的顺序，依次读取各物理页中前1K大小的旧数据，并进行校验；若校验通过，则更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系；若校验未通过，则不更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系。

S130、若目标块的使用性能为第二性能，则对目标块进行全块校验。

若目标块的使用性能为第二性能，则表示目标块的使用性能较差，每个物理页都有较大丢失数据的可能性，所以，闪存可以按照各物理页逻辑地址从小到大的顺序，依次读取目标块中各物理页的全部旧数据进行校验。

例如，参照图2，在目标块为第二性能时，闪存可以按照各物理页逻辑地址从小到大的顺序，依次读取各物理页的全部旧数据，并进行校验。若校验通过，则更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系；若校验未通过，则不更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系。

在本申请实施例中，闪存可以在将旧数据写入目标块的情况下，确定目标块的使用性能，若目标块的使用性能为第一性能，则对目标块进行抽样校验；若目标块的使用性能为第二性能，则对目标块进行全块校验，第一性能优于第二性能。在本申请中通过对目标块进行合理的分类，可以确定对应的校验策略，对性能良好的目标块进行抽样校验，对性能不好的目标块进行全块校验，可以在保证校验准确率的同时提高内存回写操作的工作效率。

基于同一发明构思，作为对上述方法的实现，本申请实施例提供了一种闪存垃圾回收的校验装置，该装置实施例与前述方法实施例对应，为便于阅读，本装置实施例不再对前述方法实施例中的细节内容进行逐一赘述，但应当明确，本实施例中的装置能够对应实现前述方法实施例中的全部内容。

图3为本申请实施例提供的闪存垃圾回收的校验装置的结构示意图，如图3所示，本实施例提供的装置包括：

写入模块110，用于在将旧数据写入目标块的情况下，确定目标块的使用性能；

校验模块120，用于若目标块的使用性能为第一性能，则对目标块进行抽样校验，以及若目标块的使用性能为第二性能，则对目标块进行全块校验，第一性能优于第二性能。

可选的，写入模块110具体用于：

确定目标块的累计擦除次数；

若累计擦除次数大于预设的擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第二性能；

若累计擦除次数小于或等于擦除阈值，则确定目标块的使用性能为第一性能。

可选的，目标块包括多个物理页，校验模块120具体用于：

依次读取各物理页中预设大小的旧数据进行校验。

可选的，目标块包括多个物理页，校验模块120具体用于：

随机选取预设数量的物理页；

依次读取各个被选取物理页中预设大小的旧数据进行校验。

可选的，目标块包括多个物理页，校验模块120具体用于：

依次读取目标块中各物理页的全部旧数据进行校验。

可选的，目标块包括多个物理页，该装置还包括：

更新模块130，用于对于每个物理页，若校验通过，则更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系，以及若校验未通过，则不更新物理页对应的逻辑映射表中的映射关系。

本实施例提供的闪存垃圾回收的校验装置可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。

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。上述系统中单元、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。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种电子设备。图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的电子设备包括：存储器21和处理器20，存储器21用于存储计算机程序；处理器20用于在调用计算机程序22时执行上述方法实施例所述的方法。

本实施例提供的电子设备可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例所述的方法。

本申请实施例还提供一种芯片系统，包括：存储器和处理器，处理器与存储器耦合，存储器用于存储计算机程序，当计算机程序产品在处理器上运行时，使得芯片系统执行时实现上述方法实施例所述的方法。

上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，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域第二性能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申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/设备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。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的第二性能技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种闪存垃圾回收的校验方法，其特征在于，包括：

在将旧数据写入目标块的情况下，确定所述目标块的使用性能；

若所述目标块的使用性能为第一性能，则对所述目标块进行抽样校验；

若所述目标块的使用性能为第二性能，则对所述目标块进行全块校验，所述第一性能优于所述第二性能；

所述确定所述目标块的使用性能，包括：

确定所述目标块的累计擦除次数；

若所述累计擦除次数大于预设的擦除阈值，则确定所述目标块的使用性能为第二性能；

若所述累计擦除次数小于或等于所述擦除阈值，则确定所述目标块的使用性能为第一性能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标块包括多个物理页，所述对所述目标块进行抽样校验，包括：

依次读取各物理页中预设大小的旧数据进行校验。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标块包括多个物理页，所述对所述目标块进行抽样校验，包括：

随机选取预设数量的物理页；

依次读取各个被选取物理页中预设大小的旧数据进行校验。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标块包括多个物理页，所述对所述目标块进行全块校验，包括：

依次读取所述目标块中各物理页的全部旧数据进行校验。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述目标块包括多个物理页，所述方法还包括：

对于每个物理页，若校验通过，则更新所述物理页对应的逻辑映射表中的映射关系；

若校验未通过，则不更新所述物理页对应的逻辑映射表中的映射关系。

6.一种闪存垃圾回收的校验装置，其特征在于，包括：

写入模块，用于在将旧数据写入目标块的情况下，确定所述目标块的使用性能；

校验模块，用于若所述目标块的使用性能为第一性能，则对所述目标块进行抽样校验，以及若所述目标块的使用性能为第二性能，则对所述目标块进行全块校验，所述第一性能优于所述第二性能；

所述写入模块具体用于：

确定所述目标块的累计擦除次数；

若所述累计擦除次数大于预设的擦除阈值，则确定所述目标块的使用性能为第二性能；

若所述累计擦除次数小于或等于所述擦除阈值，则确定所述目标块的使用性能为第一性能。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于在调用所述计算机程序时执行如权利要求1-5任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的方法。

9.一种芯片系统，其特征在于，所述芯片系统包括处理器，所述处理器与存储器耦合，所述处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现如权利要求1-5任一项所述的方法。