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一种基于多阈值的闪存磨损均衡算法
摘要: 本发明提供了一种基于多阈值的闪存磨损均衡算法,包括步骤:S100、基于双阈值的回收块选择策略;S200、基于擦除次数的空闲块分配机制;S300、冷热数据分离策略。在YAFFS2中冷热数据中,引入冷热数据分离策略,在系统运行过程中,一旦检测到块的最大、最小擦除次数差值达到阈值Th2,将擦除次数最小的块上的有效冷数据搬移到擦除次数最大的空闲块上。通过合理地设置各...   查看全部>>
  • 专利类型:
    发明专利
  • 申请/专利号:
    CN201910901492.4
  • 申请日期:
    2019-09-23
  • 公开/公告号:
    CN110688326A
  • 公开/公告日:
    2020-01-14
  • 主分类号:
    G06F12/02(2006.01)  G  G06  G06F  G06F12 
  • 分类号:
    [G06F12/02(2006.01), G06F3/06(2006.01), G11C16/16(2006.01), G11C16/34(2006.01), G06F12/02, G06F3/06, G11C16/16, G11C16/34]
  • 申请/专利权人:
  • 发明/设计人:
  • 主申请人地址:
    710065 陕西省西安市雁塔区太白南路198号
  • 专利代理机构:
    西安通大专利代理有限责任公司
  • 代理人:
    张海平
  • 国别省市代码:
    陕西;61
  • 主权项:
    1.一种基于多阈值的闪存磨损均衡算法,其特征在于,包括以下步骤: S100、增加基于双阈值的回收块选择策略: 对YAFFS2回收块选择机制,加入块的年龄age参数,增加age参数后的回收块选择策略遵循(1)式: 其中,age参数指从本次分配开始到当前擦除时刻为止闪存块的使用时间,u表示单个块中有效数据的占有比率;benifit/cost指费效比; 回收块选择机制选取当前时刻年龄最大且有效数据最少的块作为回收对象,当Flash中空闲块数量低至系统规定的下限Th0,触发垃圾回收机制; S200、增加基于擦除次数的空闲块分配机制: 系统通过按照擦除次数由小到大排列的顺序链表clean_list管理空闲物理块,将擦除干净的物理块按序插入clean_list链表,采用二分查找算法搜索当前回收块的插入位置;每次写入新数据时选择表头元素标记的物理块进行分配,而进行冷数据搬移时则选择表尾元素标记的物理块作为转移冷数据的目标块; S300、增加冷热数据分离策略: 在YAFFS2中冷热数据中,引入冷热数据分离策略,在系统运行过程中,一旦检测到块的最大、最小擦除次数差值达到阈值Th2,将擦除次数最小的块上的有效冷数据搬移到擦除次数最大的空闲块上;冷热数据分离策略通过块擦除次数来判断数据温度。 2.根据权利要求1所述的基于多阈值的闪存磨损均衡算法,其特征在于,S100中,age参数用四舍五入进行整数化处理,擦除后将age参数清零。 3.根据权利要求1所述的基于多阈值的闪存磨损均衡算法,其特征在于,S100中,根据式(1)的计算所有块的benifit/cost,并找出最大值根据系统预先设定的变量Th1动态调整目标回收块的数量,将式(1)的计算结果落入区间所对应的块全部归入待回收块池,再根据擦除次数由小到大的顺序依次擦除回收块池中的物理块,如果目标块中包含有效数据,现将有效数据搬移至其它空闲块,然后擦除目标块,直到回收的空间大小满足系统需求则结束本次垃圾回收操作。 4.根据权利要求1所述的基于多阈值的闪存磨损均衡算法,其特征在于,S200中,空闲块分配机制将热数据写入擦除次数较小的块,同时将冷数据搬移到磨损最大的空闲块,而且插入回收块的算法时间复杂度很小。 5.根据权利要求1所述的基于多阈值的闪存磨损均衡算法,其特征在于,S300中,冷热数据分离策略通过块擦除次数来判断数据温度的操作步骤如下: (1)初始化:剔除初始坏块后,将NAND Flash中剩余块分为三个部分,前者放到冷池中,后者放入热池中; (2)数据交换:找出热池中擦除次数最多的块A,用max_wear表示擦除次数,冷池中擦除次数最少的块B,用min_wear表示擦除次数;当max_wear-min_wear≥Th2时,立即进行数据搬移; (3)块反转:当热池中的某个块突然被冷冻时,引入第四个阈值Th3;当热池中擦除次数最多的块Hmax和热池中擦除最少的块Hmin;用max_wear1表示其擦除次数,用min_wear1表示其擦除次数,擦除次数满足max_wear1-min_wear1>Th3时,进行热块反转操作,将块Hmin放到冷池中去;另外当冷池中的某个块突然变热逐渐成为冷池中最热的块时,用max_wear2表示其擦除次数,用min_wear2表示其擦除次数,同样如果冷池中擦除次数最大的块Cmax与擦除次数最小的块Cmin间的擦除次数差值满足max_wear2-min_wear2>Th4时,将块Cmax归入热池。 6.根据权利要求5所述的基于多阈值的闪存磨损均衡算法,其特征在于,步骤(2)中,数据搬移的具体步骤为:首先将块A上的有效数据转存到空闲块链表clean-list的表头块,擦除该块后将块B中收集的冷数据拷贝到块A中,最后擦除块B并根据擦除次数将块B插入到clean-list中。
  • 法律状态:
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