本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種存儲(chǔ)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器擦寫均衡的數(shù)據(jù)管理方法及存儲(chǔ)設(shè)備。

背景技術(shù)：

norflash技術(shù)是目前常用的一種非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)，采用這種技術(shù)的存儲(chǔ)器支持擦寫和再編程。對(duì)norflash的寫入操作只能在已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行，通常這個(gè)單元的單位是頁(yè)(page)，操作順序必須是先擦再寫。norflash的可擦寫次數(shù)，也稱為使用壽命，是有限的。一般將擦一頁(yè)、寫滿一頁(yè)計(jì)為一次編程或稱為擦寫一次。通常norflash每頁(yè)可支持十萬(wàn)次擦寫，當(dāng)超過(guò)壽命時(shí)，再寫入數(shù)據(jù)，會(huì)因?yàn)槲锢砝匣?、電荷保持不住而丟失數(shù)據(jù)。在智能卡領(lǐng)域中使用norflash技術(shù)時(shí)，對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)的使用壽命要求比較高，例如，智能卡中的某些數(shù)據(jù)需要修改幾十萬(wàn)次左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了norflash的最大物理可擦除次數(shù)。不過(guò)同時(shí)，智能卡數(shù)據(jù)區(qū)不是所有數(shù)據(jù)頁(yè)都需要擦寫幾十萬(wàn)次。若需要提高智能卡的使用壽命，需要平衡使用norflash中各數(shù)據(jù)頁(yè)，而不讓某一頁(yè)過(guò)度使用。

目前，在norflash中應(yīng)用數(shù)據(jù)管理技術(shù)時(shí)主要的實(shí)現(xiàn)方式的核心思想在于：從整個(gè)存儲(chǔ)空間中劃分出部分存儲(chǔ)單元作為管理存儲(chǔ)單元，用于記錄物理存儲(chǔ)單元與邏輯存儲(chǔ)單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于擦寫次數(shù)較多的存儲(chǔ)單元，將其數(shù)據(jù)寫入某空閑存儲(chǔ)單元，并修改物理存儲(chǔ)單元與邏輯存儲(chǔ)單元的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)存儲(chǔ)單元的均衡使用。其中，物理存儲(chǔ)單元和邏輯存儲(chǔ)單元的關(guān)系如下：每個(gè)存儲(chǔ)單元都有其對(duì)應(yīng)的物理地址和邏輯地址，且每個(gè)存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的物理地址是固定不變的，用于唯一的標(biāo)識(shí)一個(gè)存儲(chǔ)單元，而存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的邏輯地址則是可以改變的，物理地址所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元稱為物理存儲(chǔ)單元，邏輯地址所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元稱為邏輯存儲(chǔ)單元。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，在norflash上開(kāi)辟一段空間作為統(tǒng)計(jì)區(qū)，統(tǒng)計(jì)區(qū)和存儲(chǔ)單元是分離的，用于記錄最近一段時(shí)間操作的存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)的擦除次數(shù)，由于統(tǒng)計(jì)區(qū)的空間有限，只能記錄一小部分存儲(chǔ)單元的擦寫次數(shù)，因此，在內(nèi)存中還要開(kāi)辟同樣大小的一段空間作為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的臨時(shí)記錄，用于輔助記錄擦寫次數(shù)。但是采用這種方式，并不能準(zhǔn)確判斷哪個(gè)存儲(chǔ)單元的擦除次數(shù)頻繁。每次擦寫都會(huì)啟動(dòng)存儲(chǔ)單元的擦寫和統(tǒng)計(jì)區(qū)的擦寫，造成擦寫性能低下；而且，在統(tǒng)計(jì)擦寫次數(shù)時(shí)，統(tǒng)計(jì)區(qū)由于擦寫頻繁很容易被寫壞，導(dǎo)致flash存儲(chǔ)設(shè)備的使用壽命比較有限。

通常存儲(chǔ)器的均衡使用各數(shù)據(jù)頁(yè)的數(shù)據(jù)管理方法中，由于管理大容量的數(shù)據(jù)檢索空間很大，使得效率較低，因此常常選取折中的方法，即選擇存儲(chǔ)容量的一小部分空間——例如十分之一的空間——能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)頁(yè)的均衡擦寫。這一小部分空間的空間地址基本都會(huì)固定下來(lái)，例如固定在最高地址段。但是由于芯片存儲(chǔ)器有很多不同的客戶，不同的客戶對(duì)這種能支持?jǐn)?shù)頁(yè)均衡擦寫的特殊存儲(chǔ)器空間，可能有不同的地址空間需求。例如有的客戶希望在最高地址段，有的客戶希望不在最高地址段。原有的方法并不能解決這種矛盾。

以上以norflash為例說(shuō)明，但并不對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備構(gòu)成限制，除了norflash之外，其他的很多存儲(chǔ)設(shè)備也會(huì)遇到類似的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種norflash器的數(shù)據(jù)管理方法及存儲(chǔ)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：

檢索出物理頁(yè)組內(nèi)當(dāng)前頁(yè)x步驟，用于根據(jù)當(dāng)前要擦寫的邏輯頁(yè)地址，在對(duì)應(yīng)的物理頁(yè)組中找到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)物理頁(yè)x。

閾值判斷步驟，用于根據(jù)數(shù)據(jù)物理頁(yè)x內(nèi)的映射管理控制信息檢索出物理頁(yè)x的擦寫次數(shù)，并進(jìn)行判斷處理。如果物理頁(yè)x的閾值大于指定閾值，則從“檢索出物理組內(nèi)最小擦寫次數(shù)頁(yè)y”步驟開(kāi)始處理；如果物理頁(yè)x的擦寫次數(shù)小于等于指定閾值，則從“新數(shù)據(jù)寫入當(dāng)前頁(yè)x”步驟開(kāi)始處理。

新數(shù)據(jù)寫入當(dāng)前頁(yè)x步驟，用于將待寫的數(shù)據(jù)寫入到頁(yè)x內(nèi)。

當(dāng)前頁(yè)x擦寫次數(shù)更新步驟，用于將頁(yè)x的擦寫次數(shù)加一，將新擦寫次數(shù)和原映射關(guān)系寫入頁(yè)x的映射管理控制信息。

檢索出物理組內(nèi)最小擦寫次數(shù)頁(yè)y步驟，用于根據(jù)物理頁(yè)組內(nèi)每一頁(yè)的映射管理控制信息中存儲(chǔ)的擦寫次數(shù)，檢索出最小擦寫次數(shù)的物理頁(yè)y。

將頁(yè)y的數(shù)據(jù)寫入中轉(zhuǎn)頁(yè)k步驟，用于備份頁(yè)y的內(nèi)容到頁(yè)k中，并在k頁(yè)的映射管理控制信息中存儲(chǔ)頁(yè)y地址和原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。原子性指的是保證啟動(dòng)頁(yè)擦寫的過(guò)程要么完整的執(zhí)行，要么完全不執(zhí)行。

新數(shù)據(jù)寫入頁(yè)y步驟，用于將待寫的數(shù)據(jù)寫入到頁(yè)y內(nèi)，更新k頁(yè)中的原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。

將頁(yè)k的數(shù)據(jù)寫入頁(yè)x步驟，用于將中轉(zhuǎn)頁(yè)k中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至頁(yè)x中。

頁(yè)x、y擦寫次數(shù)更新步驟，用于將頁(yè)x、y的擦寫次數(shù)加一，將新擦寫次數(shù)寫入各自的映射管理控制信息中。

頁(yè)x、y映射關(guān)系更新步驟，用于將物理頁(yè)x、y與邏輯頁(yè)的映射關(guān)系互換，并清除k頁(yè)中的原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。

上述方案中，所述方法還包括：

對(duì)“檢索出物理組內(nèi)當(dāng)前頁(yè)x”步驟采用以下規(guī)則：將物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等分為n份,0<n≤1000。將每份存儲(chǔ)器空間相同偏移的地址頁(yè)構(gòu)成一組有關(guān)聯(lián)的物理數(shù)據(jù)頁(yè)組bi。提及的頁(yè)x、y屬于物理頁(yè)組bi。將邏輯數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器同樣等分為n份，將每份存儲(chǔ)器空間相同偏移的地址頁(yè)構(gòu)成一組邏輯數(shù)據(jù)頁(yè)組ai。ai與bi通過(guò)bi內(nèi)存儲(chǔ)的映射管理控制信息進(jìn)行一一映射。

上述方案中，所述方法還包括：

對(duì)“檢索出物理組內(nèi)當(dāng)前頁(yè)x”步驟采用以下規(guī)則：每一物理頁(yè)都有映射管理控制信息，位于該物理頁(yè)內(nèi)的有效數(shù)據(jù)段之外的輔助空間內(nèi)。映射管理控制信息包含頁(yè)擦寫次數(shù)、映射關(guān)系標(biāo)記。

上述方案中，所述方法還包括：

對(duì)“閾值判斷”步驟采用以下規(guī)則：每次的“指定閾值”是從一個(gè)閾值范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生的值。該值是根據(jù)閾值基礎(chǔ)值從一個(gè)閾值范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生的值。閾值基礎(chǔ)值根據(jù)組內(nèi)最大擦寫次數(shù)計(jì)算得出，方法是將最大擦寫次數(shù)除以定值p，結(jié)果向上取整，再乘以p，2≤p≤100000。

上述方案中，所述方法還包括：

對(duì)“將頁(yè)y的數(shù)據(jù)寫入中轉(zhuǎn)頁(yè)k”步驟采用以下規(guī)則：原子性保護(hù)數(shù)據(jù)包括頁(yè)x、y的地址，并記錄“將頁(yè)y的數(shù)據(jù)寫入中轉(zhuǎn)頁(yè)k步驟”至“頁(yè)x、y映射關(guān)系更新步驟”的執(zhí)行情況。以便該步驟及后續(xù)步驟中出現(xiàn)斷電，可以恢復(fù)數(shù)據(jù)。

上述方案中，所述方法還包括：

對(duì)“將頁(yè)y的數(shù)據(jù)寫入中轉(zhuǎn)頁(yè)k”步驟采用以下規(guī)則：中轉(zhuǎn)頁(yè)k屬于中轉(zhuǎn)頁(yè)區(qū)，該區(qū)包含n個(gè)頁(yè)，和邏輯數(shù)據(jù)區(qū)等分的個(gè)數(shù)相同。當(dāng)物理組內(nèi)發(fā)生換頁(yè)并最小擦寫次數(shù)是第j頁(yè)時(shí)，中轉(zhuǎn)區(qū)第j個(gè)中轉(zhuǎn)頁(yè)將被當(dāng)成中轉(zhuǎn)頁(yè)k。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明的裝置有如下構(gòu)成：

檢索出物理頁(yè)組內(nèi)當(dāng)前頁(yè)x單元，用于根據(jù)當(dāng)前要擦寫的邏輯頁(yè)地址，在對(duì)應(yīng)的物理頁(yè)組中找到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)物理頁(yè)x。

閾值判斷單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)物理頁(yè)x內(nèi)的映射管理控制信息檢索出物理頁(yè)x的擦寫次數(shù)，并進(jìn)行判斷處理。如果物理頁(yè)x的閾值大于指定閾值，則從“檢索出物理組內(nèi)最小擦寫次數(shù)頁(yè)y”單元開(kāi)始處理；如果物理頁(yè)x的擦寫次數(shù)小于等于指定閾值，則從“新數(shù)據(jù)寫入當(dāng)前頁(yè)x”單元開(kāi)始處理。

新數(shù)據(jù)寫入當(dāng)前頁(yè)x單元，用于將待寫的數(shù)據(jù)寫入到頁(yè)x內(nèi)。

當(dāng)前頁(yè)x擦寫次數(shù)更新單元，用于將頁(yè)x的擦寫次數(shù)加一，將新擦寫次數(shù)和原映射關(guān)系寫入頁(yè)x的映射管理控制信息。

檢索出物理組內(nèi)最小擦寫次數(shù)頁(yè)y單元，用于根據(jù)物理頁(yè)組內(nèi)每一頁(yè)的映射管理控制信息中存儲(chǔ)的擦寫次數(shù)，檢索出最小擦寫次數(shù)的物理頁(yè)y。

將頁(yè)y的數(shù)據(jù)寫入中轉(zhuǎn)頁(yè)k單元，用于備份頁(yè)y的內(nèi)容到頁(yè)k中，并在k頁(yè)的映射管理控制信息中存儲(chǔ)頁(yè)y地址和原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。原子性指的是保證啟動(dòng)頁(yè)擦寫的過(guò)程要么完整的執(zhí)行，要么完全不執(zhí)行。

新數(shù)據(jù)寫入頁(yè)y單元，用于將待寫的數(shù)據(jù)寫入到頁(yè)y內(nèi)，更新k頁(yè)中的原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。

將頁(yè)k的數(shù)據(jù)寫入頁(yè)x單元，用于將中轉(zhuǎn)頁(yè)k中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至頁(yè)x中。

頁(yè)x、y擦寫次數(shù)更新單元，用于將頁(yè)x、y的擦寫次數(shù)加一，將新擦寫次數(shù)寫入各自的映射管理控制信息中。

頁(yè)x、y映射關(guān)系更新單元，用于將物理頁(yè)x、y與邏輯頁(yè)的映射關(guān)系互換，并清除k頁(yè)中的原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。

上述裝置中，所述單元特征還包括：

對(duì)“檢索出物理組內(nèi)當(dāng)前頁(yè)x”單元采用以下規(guī)則：將物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等分為n份,0<n≤1000。將每份存儲(chǔ)器空間相同偏移的地址頁(yè)構(gòu)成一組有關(guān)聯(lián)的物理數(shù)據(jù)頁(yè)組bi。提及的頁(yè)x、y屬于物理頁(yè)組bi。將邏輯數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器同樣等分為n份，將每份存儲(chǔ)器空間相同偏移的地址頁(yè)構(gòu)成一組邏輯數(shù)據(jù)頁(yè)組ai。ai與bi通過(guò)bi內(nèi)存儲(chǔ)的映射管理控制信息進(jìn)行一一映射。

上述裝置中，所述單元特征還包括：

對(duì)“檢索出物理組內(nèi)當(dāng)前頁(yè)x”單元采用以下規(guī)則：每一物理頁(yè)都有映射管理控制信息，位于該物理頁(yè)內(nèi)的有效數(shù)據(jù)段之外的輔助空間內(nèi)。映射管理控制信息包含頁(yè)擦寫次數(shù)、映射關(guān)系標(biāo)記。

上述裝置中，所述單元特征還包括：

對(duì)“閾值判斷”單元采用以下規(guī)則：每次的“指定閾值”是從一個(gè)閾值范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生的值。該值是根據(jù)閾值基礎(chǔ)值從一個(gè)閾值范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生的值。閾值基礎(chǔ)值根據(jù)組內(nèi)最大擦寫次數(shù)計(jì)算得出，方法是將最大擦寫次數(shù)除以定值p，結(jié)果向上取整，再乘以p，2≤p≤100000。

上述裝置中，所述單元特征還包括：

對(duì)“將頁(yè)y的數(shù)據(jù)寫入中轉(zhuǎn)頁(yè)k”單元采用以下規(guī)則：原子性保護(hù)數(shù)據(jù)包括頁(yè)x、y的地址，并記錄“將頁(yè)y的數(shù)據(jù)寫入中轉(zhuǎn)頁(yè)k單元”至“頁(yè)x、y映射關(guān)系更新單元”的執(zhí)行情況。以便該步驟及后續(xù)步驟中出現(xiàn)斷電，可以恢復(fù)數(shù)據(jù)。

上述裝置中，所述單元特征還包括：

對(duì)“將頁(yè)y的數(shù)據(jù)寫入中轉(zhuǎn)頁(yè)k”單元采用以下規(guī)則：中轉(zhuǎn)頁(yè)k屬于中轉(zhuǎn)頁(yè)區(qū)，該區(qū)包含n個(gè)頁(yè)，和邏輯數(shù)據(jù)區(qū)等分的個(gè)數(shù)相同。當(dāng)物理組內(nèi)發(fā)生換頁(yè)并最小擦寫次數(shù)是第j頁(yè)時(shí)，中轉(zhuǎn)區(qū)第j個(gè)中轉(zhuǎn)頁(yè)將被當(dāng)成中轉(zhuǎn)頁(yè)k。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種norflash存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)管理方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種norflash存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)管理裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的任意一段連續(xù)的邏輯空間可當(dāng)做高壽命區(qū)的示意圖。

具體實(shí)施方式

當(dāng)前有的芯片flaship核(intellectualpropertycore)有這樣的形式物理頁(yè):實(shí)際一頁(yè)的存儲(chǔ)空間為邏輯頁(yè)大小加上幾字節(jié)(例如4字節(jié))的額外空間sparebytes，例如宣稱flash特性是256字節(jié)一頁(yè)，實(shí)際物理頁(yè)是260字節(jié)。這種flash在擦除一頁(yè)時(shí)，可將260字節(jié)同時(shí)擦除，并可以單獨(dú)寫這一頁(yè)中的任意字節(jié)。本實(shí)施例是基于這種norflash來(lái)描述的，將256字節(jié)作為數(shù)據(jù)段，與邏輯頁(yè)的256字節(jié)對(duì)應(yīng)，將sparebytes作為映射管理控制信息。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)闡述。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種非易失性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)管理方法與裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中負(fù)責(zé)管理的存儲(chǔ)單元是壽命瓶頸，以及不能支持?jǐn)?shù)頁(yè)均衡擦寫的特殊存儲(chǔ)器空間可能有不同的地址空間需求的問(wèn)題。

為方便描述，本文基于如下flash特征來(lái)進(jìn)行說(shuō)明——每頁(yè)大小為260字節(jié)、包括4字節(jié)sparebytes，300kb邏輯空間(共計(jì)1200頁(yè))，對(duì)應(yīng)1200頁(yè)物理空間(300kb數(shù)據(jù)空間和4*1200字節(jié)sparebytes，為方便稱謂，也稱為300kb物理空間)，單一物理頁(yè)擦寫壽命為10萬(wàn)次。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種非易失性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)管理方法，如圖1所示，該方法主要包括：

將物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器300kb(1200頁(yè))等分為3份，將每份存儲(chǔ)器空間相同偏移的地址頁(yè)構(gòu)成一組有關(guān)聯(lián)的物理數(shù)據(jù)頁(yè)組bi，i的范圍1～400。將邏輯數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器300kb等分為3份，將每份存儲(chǔ)器空間相同偏移的地址頁(yè)構(gòu)成一組邏輯數(shù)據(jù)頁(yè)組ai。ai與bi通過(guò)bi內(nèi)存儲(chǔ)的映射管理控制信息sparebytes進(jìn)行一一映射。讀bi的第1～3頁(yè)數(shù)據(jù)時(shí)，依據(jù)映射關(guān)系從ai的第1～3頁(yè)中的某一頁(yè)中讀取。寫bi的第1～3頁(yè)數(shù)據(jù)時(shí)，若ai中的指定映射物理頁(yè)的擦寫次數(shù)未滿足要求，直接寫入該物理頁(yè)；若擦寫次數(shù)滿足要求，將進(jìn)行ai和bi映射關(guān)系的重新建立，然后將數(shù)據(jù)寫入到新映射關(guān)系指定的ai中的物理頁(yè)中。擦寫方法步驟為：

步驟a01，用于根據(jù)當(dāng)前要擦寫的邏輯頁(yè)地址，在對(duì)應(yīng)的物理頁(yè)組中找到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)物理頁(yè)x。例如當(dāng)前邏輯頁(yè)為第9頁(yè)，則屬于第a9組(i＝9,邏輯頁(yè)的第9、第409、第809頁(yè))的第3頁(yè)，需要到對(duì)應(yīng)的b3組中進(jìn)行檢索。b9的三個(gè)物理頁(yè)(即物理頁(yè)的第9、第409、第809頁(yè))中各自映射管理控制信息sparebytes中存儲(chǔ)著映射關(guān)系字節(jié)，例如b9的第一頁(yè)存儲(chǔ)著02，表明該物理頁(yè)對(duì)應(yīng)著a9邏輯組的第2頁(yè)，即整體邏輯頁(yè)中第409頁(yè)；b9的第2頁(yè)存儲(chǔ)著03，表明該物理頁(yè)對(duì)應(yīng)著a9邏輯組的第3頁(yè)。這樣檢索出當(dāng)前邏輯頁(yè)為第9頁(yè)對(duì)應(yīng)著b9物理頁(yè)組的第2頁(yè)(整體物理頁(yè)的409頁(yè))，該頁(yè)即上述數(shù)據(jù)物理頁(yè)x。

步驟a02，用于根據(jù)數(shù)據(jù)物理頁(yè)x內(nèi)的映射管理控制信息檢索出物理頁(yè)x的擦寫次數(shù)，并進(jìn)行判斷處理。如果物理頁(yè)x的閾值大于指定閾值，則從“檢索出物理組內(nèi)最小擦寫次數(shù)頁(yè)y”步驟開(kāi)始處理；如果物理頁(yè)x的擦寫次數(shù)小于等于指定閾值，則從“新數(shù)據(jù)寫入當(dāng)前頁(yè)x”步驟開(kāi)始處理。每次的“指定閾值”不是一個(gè)固定值，而是根據(jù)閾值基礎(chǔ)從一個(gè)閾值范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生的值。閾值基礎(chǔ)值是根據(jù)組內(nèi)最大擦寫次數(shù)計(jì)算出來(lái)的，是將最大擦寫次數(shù)對(duì)定值1024的倍數(shù)向上取整。例如組內(nèi)最大擦寫次數(shù)是2049，則閾值基礎(chǔ)值為2049除以1024大于2，則取3，再乘以1024，等于3072。閾值范圍定義為基礎(chǔ)值減q值(1≤p≤100000，本實(shí)例取值為10)至基礎(chǔ)值加r值(0≤r≤100000，本實(shí)例取值為0)，即3062至3072。

步驟a11，用于將待寫的數(shù)據(jù)寫入到頁(yè)x內(nèi)。本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為256字節(jié)。

步驟a12，用于將頁(yè)x的擦寫次數(shù)加一，將新擦寫次數(shù)和原映射關(guān)系寫入頁(yè)x的映射管理控制信息。本實(shí)施例中，b9物理頁(yè)組的第2頁(yè)的原映射關(guān)系是03，則將03還寫回至映射管理控制信息。無(wú)換頁(yè)的數(shù)據(jù)擦寫過(guò)程完成。

步驟a21，用于根據(jù)物理頁(yè)組內(nèi)每一頁(yè)的映射管理控制信息中存儲(chǔ)的擦寫次數(shù)，檢索出最小擦寫次數(shù)的物理頁(yè)y。b9的三個(gè)物理頁(yè)中各自映射管理控制信息sparebytes中存儲(chǔ)著擦寫次數(shù)，例如分別為組內(nèi)第一頁(yè)擦寫次數(shù)為100次，第二頁(yè)擦寫次數(shù)為1023次，第三頁(yè)擦寫次數(shù)為500次。則b9組內(nèi)第一頁(yè)為最小擦寫次數(shù)的物理頁(yè)y，第二頁(yè)為a01步驟中找出的頁(yè)x，并在第a02步驟中判斷1023大于了指定閾值。

步驟a22，用于備份頁(yè)y的內(nèi)容到頁(yè)k中，并在k頁(yè)的映射管理控制信息中存儲(chǔ)頁(yè)y地址和原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。中轉(zhuǎn)頁(yè)k屬于中轉(zhuǎn)頁(yè)區(qū)，該區(qū)包含n個(gè)頁(yè)，和邏輯數(shù)據(jù)區(qū)等分的個(gè)數(shù)相同。本實(shí)施例中中轉(zhuǎn)頁(yè)區(qū)包含3個(gè)中轉(zhuǎn)頁(yè)。當(dāng)物理組內(nèi)發(fā)生換頁(yè)并最小擦寫次數(shù)是第j頁(yè)時(shí)，中轉(zhuǎn)區(qū)第j個(gè)中轉(zhuǎn)頁(yè)將被當(dāng)成中轉(zhuǎn)頁(yè)k。本實(shí)施例中中轉(zhuǎn)區(qū)第1個(gè)中轉(zhuǎn)頁(yè)將被當(dāng)成中轉(zhuǎn)頁(yè)k。頁(yè)k原子性保護(hù)數(shù)據(jù)包括頁(yè)x、y的地址，并記錄a22步驟至a26步驟的執(zhí)行情況。通過(guò)監(jiān)控執(zhí)行步驟，以便該步驟及后續(xù)步驟中出現(xiàn)斷電，可以查出是哪一步驟過(guò)程中掉電，采取重新繼續(xù)執(zhí)行或回退至初始狀態(tài)，達(dá)到恢復(fù)數(shù)據(jù)的效果。

步驟a23，用于將待寫的數(shù)據(jù)寫入到頁(yè)y內(nèi)，更新k頁(yè)中的原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。將預(yù)期寫入第9邏輯頁(yè)的數(shù)據(jù)寫入到最小擦寫次數(shù)的b9組內(nèi)第一頁(yè)中，并在中轉(zhuǎn)頁(yè)k中記錄a23執(zhí)行完成。

步驟a24，用于將中轉(zhuǎn)頁(yè)k中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至頁(yè)x中。將中轉(zhuǎn)頁(yè)k中的數(shù)據(jù)寫入最大擦寫次數(shù)的b3組內(nèi)第二頁(yè)，即頁(yè)x中。這樣完成了頁(yè)x和頁(yè)y的數(shù)據(jù)互換。

步驟a25，用于將頁(yè)x、y的擦寫次數(shù)加一，將新擦寫次數(shù)寫入各自的映射管理控制信息中。這時(shí)，頁(yè)x(b3第二頁(yè))的擦寫次數(shù)是1024，頁(yè)y(b3第一頁(yè))的擦寫次數(shù)是101。

步驟a26，用于將物理頁(yè)x、y與邏輯頁(yè)的映射關(guān)系互換，并清除k頁(yè)中的原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。物理頁(yè)x原先對(duì)應(yīng)的是邏輯頁(yè)第9頁(yè)，物理頁(yè)y原先對(duì)應(yīng)的是邏輯頁(yè)第409頁(yè)。本步驟執(zhí)行后，物理頁(yè)x對(duì)應(yīng)的是邏輯頁(yè)第409頁(yè)，物理頁(yè)y原先對(duì)應(yīng)的是邏輯頁(yè)第9頁(yè)。這樣原先被重度擦寫的邏輯頁(yè)就映射到了輕度擦寫的物理頁(yè)上。通常被重度擦寫的邏輯頁(yè)在后續(xù)還是會(huì)有大概率被擦寫，這樣由于其對(duì)應(yīng)的物理頁(yè)是個(gè)輕度擦寫的物理頁(yè)，可以承受更大的擦寫次數(shù)了。循環(huán)反復(fù)，假設(shè)該邏輯頁(yè)組里僅有一頁(yè)m總被擦寫，而另兩個(gè)邏輯頁(yè)幾乎不被擦寫，僅被用于保存不變的數(shù)據(jù)。則邏輯上m頁(yè)將有三倍的擦寫壽命。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種非易失性存儲(chǔ)器的損耗均衡裝置，如圖2所示，該裝置主要包括：

將物理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器300kb(1200頁(yè))等分為3份，將每份存儲(chǔ)器空間相同偏移的地址頁(yè)構(gòu)成一組有關(guān)聯(lián)的物理數(shù)據(jù)頁(yè)組bi，i的范圍1～400。將邏輯數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器300kb等分為3份，將每份存儲(chǔ)器空間相同偏移的地址頁(yè)構(gòu)成一組邏輯數(shù)據(jù)頁(yè)組ai。ai與bi通過(guò)bi內(nèi)存儲(chǔ)的映射管理控制信息sparebytes進(jìn)行一一映射。讀bi的第1～3頁(yè)數(shù)據(jù)時(shí)，依據(jù)映射關(guān)系從ai的第1～3頁(yè)中的某一頁(yè)中讀取。寫bi的第1～3頁(yè)數(shù)據(jù)時(shí)，若ai中的指定映射物理頁(yè)的擦寫次數(shù)未滿足要求，直接寫入該物理頁(yè)；若擦寫次數(shù)滿足要求，將進(jìn)行ai和bi映射關(guān)系的重新建立，然后將數(shù)據(jù)寫入到新映射關(guān)系指定的ai中的物理頁(yè)中。擦寫方法步驟為：

檢索出物理頁(yè)組內(nèi)當(dāng)前頁(yè)x單元10，檢索出物理頁(yè)組內(nèi)當(dāng)前頁(yè)x單元10，用于根據(jù)當(dāng)前要擦寫的邏輯頁(yè)地址，在對(duì)應(yīng)的物理頁(yè)組中找到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)物理頁(yè)x。例如當(dāng)前邏輯頁(yè)為第9頁(yè)，則屬于第a9組(i＝9,邏輯頁(yè)的第9、第409、第809頁(yè))的第3頁(yè)，需要到對(duì)應(yīng)的b3組中進(jìn)行檢索。b9的三個(gè)物理頁(yè)(即物理頁(yè)的第9、第409、第809頁(yè))中各自映射管理控制信息sparebytes中存儲(chǔ)著映射關(guān)系字節(jié)，例如b9的第一頁(yè)存儲(chǔ)著02，表明該物理頁(yè)對(duì)應(yīng)著a9邏輯組的第2頁(yè)，即整體邏輯頁(yè)中第409頁(yè)；b9的第2頁(yè)存儲(chǔ)著03，表明該物理頁(yè)對(duì)應(yīng)著a9邏輯組的第3頁(yè)。這樣檢索出當(dāng)前邏輯頁(yè)為第9頁(yè)對(duì)應(yīng)著b9物理頁(yè)組的第2頁(yè)(整體物理頁(yè)的409頁(yè))，該頁(yè)即上述數(shù)據(jù)物理頁(yè)x。

閾值判斷單元20，用于根據(jù)數(shù)據(jù)物理頁(yè)x內(nèi)的映射管理控制信息檢索出物理頁(yè)x的擦寫次數(shù)，并進(jìn)行判斷處理。如果物理頁(yè)x的閾值大于指定閾值，則從單元40開(kāi)始處理；如果物理頁(yè)x的擦寫次數(shù)小于等于指定閾值，則從單元30開(kāi)始處理。每次的“指定閾值”不是一個(gè)固定值，而是根據(jù)閾值基礎(chǔ)從一個(gè)閾值范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生的值。閾值基礎(chǔ)值是根據(jù)組內(nèi)最大擦寫次數(shù)計(jì)算出來(lái)的，是將最大擦寫次數(shù)對(duì)定值1024的倍數(shù)向上取整。例如組內(nèi)最大擦寫次數(shù)是2049，則閾值基礎(chǔ)值為2049除以1024大于2，則取3，再乘以1024，等于3072。閾值范圍定義為基礎(chǔ)值減q值(1≤p≤100000，本實(shí)例取值為10)至基礎(chǔ)值加r值(0≤r≤100000，本實(shí)例取值為0)，即3062至3072。

新數(shù)據(jù)寫入當(dāng)前頁(yè)x單元30，用于將待寫的數(shù)據(jù)寫入到頁(yè)x內(nèi)。本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為256字節(jié)。

當(dāng)前頁(yè)x擦寫次數(shù)更新單元31，用于將頁(yè)x的擦寫次數(shù)加一，將新擦寫次數(shù)和原映射關(guān)系寫入頁(yè)x的映射管理控制信息。本實(shí)施例中，b9物理頁(yè)組的第2頁(yè)的原映射關(guān)系是03，則將03還寫回至映射管理控制信息。無(wú)換頁(yè)的數(shù)據(jù)擦寫過(guò)程完成。

檢索出物理頁(yè)組內(nèi)最小擦寫次數(shù)頁(yè)y單元40，用于根據(jù)物理頁(yè)組內(nèi)每一頁(yè)的映射管理控制信息中存儲(chǔ)的擦寫次數(shù)，檢索出最小擦寫次數(shù)的物理頁(yè)y。b9的三個(gè)物理頁(yè)中各自映射管理控制信息sparebytes中存儲(chǔ)著擦寫次數(shù)，例如分別為組內(nèi)第一頁(yè)擦寫次數(shù)為100次，第二頁(yè)擦寫次數(shù)為1023次，第三頁(yè)擦寫次數(shù)為500次。則b9組內(nèi)第一頁(yè)為最小擦寫次數(shù)的物理頁(yè)y，第二頁(yè)為a01步驟中找出的頁(yè)x，并在第a02步驟中判斷1023大于了指定閾值。

將頁(yè)y的數(shù)據(jù)寫入中轉(zhuǎn)頁(yè)k單元41，用于備份頁(yè)y的內(nèi)容到頁(yè)k中，并在k頁(yè)的映射管理控制信息中存儲(chǔ)頁(yè)y地址和原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。中轉(zhuǎn)頁(yè)k屬于中轉(zhuǎn)頁(yè)區(qū)，該區(qū)包含n個(gè)頁(yè)，和邏輯數(shù)據(jù)區(qū)等分的個(gè)數(shù)相同。本實(shí)施例中中轉(zhuǎn)頁(yè)區(qū)包含3個(gè)中轉(zhuǎn)頁(yè)。當(dāng)物理組內(nèi)發(fā)生換頁(yè)并最小擦寫次數(shù)是第j頁(yè)時(shí)，中轉(zhuǎn)區(qū)第j個(gè)中轉(zhuǎn)頁(yè)將被當(dāng)成中轉(zhuǎn)頁(yè)k。本實(shí)施例中中轉(zhuǎn)區(qū)第1個(gè)中轉(zhuǎn)頁(yè)將被當(dāng)成中轉(zhuǎn)頁(yè)k。頁(yè)k原子性保護(hù)數(shù)據(jù)包括頁(yè)x、y的地址，并記錄單元41至單元45的執(zhí)行情況。通過(guò)監(jiān)控執(zhí)行單元，以便該單元及后續(xù)單元中出現(xiàn)斷電，可以查出是哪一單元處理過(guò)程中掉電，采取重新繼續(xù)執(zhí)行或回退至初始狀態(tài)，達(dá)到恢復(fù)數(shù)據(jù)的效果。

新數(shù)據(jù)寫入頁(yè)y單元42，用于將待寫的數(shù)據(jù)寫入到頁(yè)y內(nèi)，更新k頁(yè)中的原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。將預(yù)期寫入第9邏輯頁(yè)的數(shù)據(jù)寫入到最小擦寫次數(shù)的b9組內(nèi)第一頁(yè)中，并在中轉(zhuǎn)頁(yè)k中記錄a23執(zhí)行完成。

將頁(yè)k的數(shù)據(jù)寫入頁(yè)x單元43，用于將中轉(zhuǎn)頁(yè)k中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至頁(yè)x中。將中轉(zhuǎn)頁(yè)k中的數(shù)據(jù)寫入最大擦寫次數(shù)的b3組內(nèi)第二頁(yè)，即頁(yè)x中。這樣完成了頁(yè)x和頁(yè)y的數(shù)據(jù)互換。

頁(yè)x、頁(yè)y擦寫次數(shù)更新單元44，用于將頁(yè)x、y的擦寫次數(shù)加一，將新擦寫次數(shù)寫入各自的映射管理控制信息中。這時(shí)，頁(yè)x(b3第二頁(yè))的擦寫次數(shù)是1024，頁(yè)y(b3第一頁(yè))的擦寫次數(shù)是101。

頁(yè)x、頁(yè)y映射關(guān)系更新單元45，用于將物理頁(yè)x、y與邏輯頁(yè)的映射關(guān)系互換，并清除k頁(yè)中的原子性保護(hù)數(shù)據(jù)。物理頁(yè)x原先對(duì)應(yīng)的是邏輯頁(yè)第9頁(yè)，物理頁(yè)y原先對(duì)應(yīng)的是邏輯頁(yè)第409頁(yè)。本單元執(zhí)行后，物理頁(yè)x對(duì)應(yīng)的是邏輯頁(yè)第409頁(yè)，物理頁(yè)y原先對(duì)應(yīng)的是邏輯頁(yè)第9頁(yè)。這樣原先被重度擦寫的邏輯頁(yè)就映射到了輕度擦寫的物理頁(yè)上。通常被重度擦寫的邏輯頁(yè)在后續(xù)還是會(huì)有大概率被擦寫，這樣由于其對(duì)應(yīng)的物理頁(yè)是個(gè)輕度擦寫的物理頁(yè)，可以承受更大的擦寫次數(shù)了。循環(huán)反復(fù)，假設(shè)該邏輯頁(yè)組里僅有一頁(yè)m總被擦寫，而另兩個(gè)邏輯頁(yè)幾乎不被擦寫，僅被用于保存不變的數(shù)據(jù)。則邏輯上m頁(yè)將有三倍的擦寫壽命。

當(dāng)采用本方法或裝置的本實(shí)施例可達(dá)到如下效果：

1)不存在索引區(qū)，用于處理映射關(guān)系的數(shù)據(jù)在常規(guī)物理頁(yè)中，不存在索引區(qū)壽命問(wèn)題

2)每換頁(yè)一次，會(huì)擦寫中轉(zhuǎn)區(qū)。根據(jù)實(shí)施例可以計(jì)算出一個(gè)中轉(zhuǎn)區(qū)頁(yè)的最大擦寫次數(shù)。中轉(zhuǎn)區(qū)頁(yè)數(shù)是邏輯數(shù)據(jù)區(qū)等分的個(gè)數(shù)。實(shí)施例中相當(dāng)于每個(gè)中轉(zhuǎn)頁(yè)負(fù)責(zé)400物理頁(yè)的輪轉(zhuǎn)。每個(gè)物理頁(yè)擦寫壽命為10萬(wàn)次，輪轉(zhuǎn)閾值是1024。則中轉(zhuǎn)頁(yè)最多被擦400*10000/1024＝3.9萬(wàn)次，遠(yuǎn)小于物理頁(yè)擦寫壽命。

3)假設(shè)邏輯頁(yè)組里僅有一頁(yè)m總被擦寫，而另兩個(gè)邏輯頁(yè)幾乎不被擦寫，僅被用于保存不變的數(shù)據(jù)。則邏輯m頁(yè)將有三倍的擦寫壽命。

4)通過(guò)本實(shí)施例分組方式的設(shè)計(jì)，可以表現(xiàn)出將任意一段連續(xù)的邏輯100kb的空間，當(dāng)做高壽命區(qū)(1～3倍壽命)，其他空間當(dāng)做低壽命區(qū)(小于1倍壽命)。當(dāng)用相同的實(shí)施例和裝置時(shí)，如圖3所示的三種情況，可試為不同使用者有不同的使用習(xí)慣。情況1表明可以將200～300k地址空間的邏輯區(qū)域當(dāng)做高壽命區(qū)；情況2表明可以將170～270k地址空間的邏輯區(qū)域當(dāng)做高壽命區(qū)；情況3表明可以將151～251k地址空間的邏輯區(qū)域當(dāng)做高壽命區(qū)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。