[发明专利]一种闪存的磨损平衡方法

权利要求书

1.一种闪存的磨损平衡方法，包括如下步骤：

(1)将闪存存储区域分为多个存储子区域；

(2)每间隔一定时间判定各存储子区域磨损程度，将磨损严重的存储子区域编号并插入一磨损严重存储子区域队列中；

(3)在逻辑块需要新分配物理块时，进行动态磨损平衡操作，实现对闪存的磨损平衡。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的动态磨损平衡操作分为存储子区域之间的动态磨损平衡步骤和存储子区域内部的动态磨损平衡步骤；

其中，所述存储子区域之间的动态磨损平衡步骤实现从逻辑块到存储子区域的映射，完成存储子区域之间动态磨损平衡，其采用轮转令牌环式的过程来实现，具体为：

(A1)如果待分配的逻辑块以前写过，则不动用令牌环上的令牌，将该逻辑块映射到最后一次写操作确定的物理块所在的存储子区域；

(A2)如果待分配的逻辑块以前没有写过，则判定当前令牌所在节点的存储子区域是否为磨损严重存储子区域，若是，则将令牌传递至环上下一个节点，直至令牌所在节点的存储子区域不是磨损严重存储子区域，将该逻辑块映射到令牌所在节点的存储子区域，并在映射完成之后，将令牌传递至下一个节点；

所述存储子区域内部的动态磨损平衡步骤具体为：

根据上述存储子区域之间的动态磨损平衡步骤所确定的存储子区域，将待分配的逻辑块映射到该确定的存储子区域内部已擦除次数最小的空闲物理块。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的磨损程度的判定具体过程为：

(1)计算出各存储子区域的磨损度因子，并根据所计算出的各存储子区域的磨损度因子，计算出当前的磨损度阈值；

(2)磨损度因子大于磨损度阈值的存储子区域即为磨损严重的存储子区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述存储子区域的磨损度因子WEAR等于属于该存储子区域的各物理块的已擦除次数与可擦除次数之商的平均值，所述磨损度阈值WTH等于所有存储子区域的磨损度因子WEAR取平均值后与磨损阈值标准之和。

5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，该方法还包括静态磨损平衡操作，当闪存存储设备为空闲状态时，若所述磨损严重存储子区域队列不为空，则进行所述的静态磨损平衡操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在进行所述的静态磨损平衡操作前，还包括对所述的逻辑数据块热度的判定，进而确定逻辑数据块为热数据块或冷数据块，其中，该判定的具体过程为：

(6.1)统计映射到存储子区域内的逻辑数据块的热度因子，其中，逻辑数据块的热度因子指预定时间段内分配给该逻辑数据块的物理块的数量；

(6.2)依次对每一个逻辑数据块进行热度因子的判定，即若热度因子大于热度上限，则该逻辑数据块为热数据块；若热度因子小于热度下限，则该逻辑数据块为冷数据块，并将判定为热数据块的逻辑数据块以不重复的方式插入到该存储子区域的热数据块队列的队尾；将判定为冷数据块的逻辑数据块以不重复的方式插入到该存储子区域的冷数据块队列的队尾。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的热度上限和热度下限通过如下公式确定：

热度上限＝存储设备所有逻辑数据块热度因子的平均值×(1+热度阈值标准)；

热度下限＝存储设备所有逻辑数据块热度因子的平均值×(1-热度阈值标准)。