一种提高闪存可靠性的数据塑型方法技术

本发明专利技术公开了一种提高闪存可靠性的数据塑型方法，通过提高数据中“1”的比例，达到延长闪存使用寿命以及降低数据丢失率的效果；当拟存储数据中比特“0”的数量大于比特“1”的数量时，把数据整体翻转，否则维持原数据不变；使用一个标识数据记录数据是否被翻转，这个标记位与数据一起存储；对于较长的数据，则把数据划分为多个子段，逐段进行统计、比较和翻转的处理，每个子段都使用一个标记位独自记录是否翻转；由此提高拟存储数据中比特“1”的比例；采用本发明专利技术提供的数据塑性方法向闪存芯片存储数据时，可延迟闪存芯片的使用寿命，并且降低已存储数据发生数据丢失的概率，提高闪存可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于闪存存储
，更具体地，涉及一种提高闪存可靠性的数据塑型方法。
技术介绍
闪存存储与传统的磁盘存储相比具有高吞吐率、低延时的优点，因此得到越来越广泛的应用。但是当前使用的闪存技术存在以下缺陷：一是闪存有擦写次数的限制，使得闪存的使用寿命很有限；二是闪存断电后数据容易丢失，可靠性不佳。现有技术提供了一种通过改变拟存储数据中“0”、“1”的比例达到延长闪存使用寿命、降低数据丢失率的方法，采用先压缩再扩展的方式增加数据中“1”的数量；但这类方法依赖于数据的可压缩性；当拟存储的数据不具有可压缩性，或者拟存储的数据的可压缩率很低的情况下，这类方法几乎无法获得闪存使用寿命的延长。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种提高闪存可靠性的数据塑型方法，其目的在于提高拟存储数据中比特“1”的占比，解决现有技术通过改变拟存储数据中比特“0”、“1”的占比来延长闪存使用寿命中对数据可压缩性的依赖问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种提高闪存可靠性的数据塑型方法，具体为：当拟存储的原始数据中比特“0”的数量大于比特“1”的数量时，将拟存储的原始数据翻转，并采用标识数据记录数据是否被翻转，将翻转后的数据和标识数据记一并存入闪存；否则将原始数据直接存入闪存。优选的，上述提高闪存可靠性的数据塑型方法，具体包括如下步骤：(1)将拟存储的原始数据按约定的长度划分为多个子段；(2)统计各子段中比特“0”与比特“1”的数量；对比特“0”的数量多于比特“1”的数量的子段进行取反处理，并通过标识数据标记各子段是否取反；将取反处理后的数据和标识数据存入闪存。优选地，上述提高闪存可靠性的数据塑型方法，从闪存中获取数据时，根据标识数据对子段数据进行恢复；根据恢复后的各子段数据获取原始数据。优选的，上述提高闪存可靠性的数据塑型方法，其步骤(1)具体为：将拟存储的原始数据D划分为长度为l的多个子段Di；其中，i＝1,..,n，n＝L/l，L是指拟存储的原始数据D的总长度；i、n、L和l均为正整数。优选的，上述提高闪存可靠性的数据塑型方法，其步骤(2)包括如下步骤：(2.1)通过将所有比特设为“0”来对长为n比特的标识数据d进行初始化处理；(2.2)统计并比较子段Di中的比特“1”与比特“0”的数量；若比特“0”的数量多于比特“1”的数量，进入步骤(2.3)，否则进入步骤(2.4)；(2.3)对子段Di的所有比特进行取反处理，并将标识数据d中第i个比特di设为“1”，表明子段Di已被取反；(2.4)判断是否满足i＝n，若是，则进入步骤(2.5)；若否，则令i＝i+1，并进入步骤(2.2)；(2.5)将处理后的各子段按顺序拼接为数据H，并把数据H和标识数据d存入闪存。优选地，上述提高闪存可靠性的数据塑型方法，从闪存中获取原始数据的方法包括如下子步骤：(3.1)从闪存中获取存储的数据H和标识数据d；(3.2)将所述数据H划分为长度为l多个子段Hi(i＝1,..,n)，其中，i＝1,..,n，n＝L/l，L是指数据H的总长度；(3.3)判断标识数据d中的比特位di＝1是否成立，若是，则对子段Hi的所有比特位取反；若否，则保持子段Hi的数据不变；获得原始子段Di；(3.4)判断是否满足i＝n，若是，则进入步骤(3.5)；若否，则令i＝i+1，并进入步骤(3.3)；(3.5)将上述原始子段Di按顺序拼接获得原始数据。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术提供的提高闪存可靠性的数据塑型方法，通过提高拟存储数据中比特“1”的比例来减少存入数据对闪存造成的磨损；由于闪存单元写入比特“1”所产生的磨损以及数据丢失概率低于写入比特“0”所产生的磨损以及数据丢失概率，本专利技术采用这种提高拟存储数据中比特“1”的比例的手段，具有延长闪存使用寿命和降低数据丢失概率、提高闪存可靠性的有益效果；(2)本专利技术提供的提高闪存可靠性的数据塑型方法，对于其中比特“0”的数量大于比特“1”的数量的拟存储数据，通过将数据翻转，达到提高拟存储数据中“1”的比例的目的；(3)本专利技术提供的提高闪存可靠性的数据塑型方法，其优选方案里，对于较长的数据，把数据划分为多个子段，逐段进行翻转，每个子段都使用一个标记位记录是否翻转，由此提高数据中“1”的比例，进一步起到延长闪存使用寿命、降低数据丢失率、提高闪存可靠性，并提供了处理效率的目的。附图说明图1是本专利技术实施例中所使用的闪存单元的结构示意图；图2为本专利技术实施例所提供的数据塑型方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例所提供的数据还原方法的流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。实施例提供的提高闪存可靠性的数据塑性方法，基于图1所示的闪存单元；包括基片、隧穿氧化层、浮栅、绝缘氧化层和控制门；闪存作为一种存储介质，与磁盘相比具有读写吞吐率高、延迟低的优点，但闪存的使用寿命受擦除次数的限制；闪存断电后，存储的数据可能会因为电子逃逸而丢失；闪存单元是闪存中存储数据的基本单位，存储数据时需要往浮栅中注入电子，而氧化层的作用则是保护注入浮栅的电子不会轻易逃逸，从而保证数据的持久性；闪存寿命是用擦写次数定义的闪存可使用时间，由于每次对闪存单元写入数据都会对氧化层产生损耗，因此当擦写次数达到一定程度后，氧化层的绝缘能力不足以保证注入浮栅的电子不会丢失，这时该闪存单元到达其寿命终点。实施例提供的提高闪存可靠性的数据塑性方法，对于长度为L比特的数据，其包含的比特“0”的个数记为n0，比特“1”的个数为n1＝L-n0；比特“0”在该数据中的占比比特“1”在该数据中的占比采用实施例提供的方法进行数据塑型，若长度为L比特的数据D中，比特“0”的占比p0超过50％，则对数据D中所有比特位进行翻转，即将D中的比特“0”翻转为“1”，而将比特“1”翻转为“0”；对数据D进行比特翻转后得到的新数据Dnew中，比特“0”的占比p′0＝p1<p0，相对应的，比特“1”的占比p′1>p1；采用比特位标识数据段在存储时是否被翻转；当需要读出一段被翻转过的数据时，通过对新数据Dnew再次进行翻转处理获得原始数据；其中，翻转是指对数据进行按位取反的处理。可根据数据中比特“0”的占比p0把数据分为两类：p0>50％的数据以及p0≤50％的数据；对p0>50％的数据进行比特翻转，使翻转后获得的数据中比特“0”的占比等于原数据中“1”的占比；对于p0≤50％的数据，则无需进行比特翻转，最终存储的数据中“0”的占比等于原数据中“0”的占比；总的来说，采用实施例提供的方法实现数据塑型使得最终存储的数据中比特“0”的占比不大于原数据中比特“0”的占比与比特“1”的占比中较小的那一个。对于较长的数据，实施例提供的数据塑型方法通过把数据划分为多个子段，再对每个子段分别进行塑型来实现；其数据塑性的流程图如图2所示，具体包括如下步骤：步骤1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高闪存可靠性的数据塑型方法，其特征在于，当拟存储的原始数据中比特“0”的数量大于比特“1”的数量时，对所述原始数据进行翻转处理，并采用标识数据记录所述原始数据是否被翻转，将翻转后的数据和所述标识数据记一并存入闪存；否则将拟存储的原始数据直接存入闪存。

【技术特征摘要】
1.一种提高闪存可靠性的数据塑型方法，其特征在于，当拟存储的原始数据中比特“0”的数量大于比特“1”的数量时，对所述原始数据进行翻转处理，并采用标识数据记录所述原始数据是否被翻转，将翻转后的数据和所述标识数据记一并存入闪存；否则将拟存储的原始数据直接存入闪存。2.如权利要求1所述的数据塑型方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)将拟存储的原始数据按约定的长度划分为多个子段；(2)统计各子段中比特“0”和“1”的数量；对比特“0”的数量多于比特“1”的数量的子段进行取反处理，并通过标识数据标记各子段是否取反；将取反处理后的数据和所述标识数据存入闪存。3.如权利要求2所述的数据塑型方法，其特征在于，从闪存中获取数据时，根据所述标识数据对子段数据进行恢复；根据恢复后的各子段数据获取原始数据。4.如权利要求3所述的数据塑型方法，其特征在于，具体包括如下子步骤：(3.1)从闪存中获取存储的数据H和标识数据d；(3.2)将所述数据H划分为长度为l多个子段Hi；其中，i＝1,..,n，n＝L/l，L是指数据H的总长度；i、n、L和l均为正整数；(3.3)判断所述标识数据d中的比特位di＝1是否成立，若是，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹强，张文辉，万胜刚，黄建忠，谢长生，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42