一种提高闪存介质寿命的方法、装置和电子设备

技术领域

本发明涉及存储设备技术领域，特别是涉及一种提高闪存介质寿命的方法、装置和电子设备。

背景技术

固态存储日新月异的今天，越来越多的闪存(flash)被作为存储介质涌入各行各业的应用中，崭露头角的同时，flash稳定性也越来越被重视。行车记录仪TF卡，手机存储EMMC(Embedded Multi Media Card)，电脑固态硬盘，甚至企业级固态硬盘到云服务器等，都在使用flash，因此flash的稳定性越来越重要。而flash在使用一段时间后，都会采用电压偏移进行重读的操作，原因是flash在长期使用后，内部电子会产生一定的偏移，必须用不同的参考电压去读，才能读出正确的数据。擦、写、读的时候，极端情况下flash会报错，一旦报错，这个操作的块往往被标记为坏块。

例如：在无人机领域，无人机经常要飞跃到深山或者海底等野外的环境，温度变化多端，时高时低，现有技术针对高低温下的闪存介质编程出错往往就直接标记坏块。这样，无人机回归到正常温度环境再次使用就会出现坏块过多，好块不足，从而出现产品故障，严重影响寿命。再或者，机器人领域，探险机器人工作环境可能涉及航空航天等温度多变的环境；作为存储记忆的设备，当在高低温环境下，编程出错标记为坏块的物理块回到常温环境实质还可以使用；但是我们直接因为已标记为坏块所以不再使用了，则会减损设备的寿命，甚至丢失数据。

总而言之，随着环境的改变等原因，被标记为坏块的块又可以恢复正常擦、写、读而不报错。因此，如果块一报错就将其标记为坏块，随着坏块的积累，会导致flash设备无法再使用，导致flash的使用寿命缩短。

发明内容

本发明实施例旨在提供一种提高闪存介质寿命的方法、装置和电子设备，其能够提升闪存介质的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种提高闪存介质寿命的方法，所述闪存介质包括多个块，包括：

确定待操作的目标块；

获取闪存介质的实时温度；

在所述实时温度符合第一预设温度范围时，将所述目标块进行冻结处理；

在所述实时温度符合第二预设温度范围时，启用所述冻结处理后的所述目标块。

在一些实施例中，所述第一预设温度范围是用于表示所述闪存介质为高温或低温的温度范围，所述第二预设温度范围是用于表示所述闪存介质为正常温度的温度范围，所述正常温度是相对所述高温和所述低温来确定的。

在一些实施例中，所述将所述目标块进行冻结处理包括：

将所述目标块标存放至预设冻结列表，并将所述目标块标记为冻结状态。

在一些实施例中，所述启用所述冻结处理后的所述目标块包括：

判断所述预设冻结列表是否为空列表；

若否，从所述预设冻结列表中获取所述目标块，并对所述目标块执行读操作或写操作。

在一些实施例中，在所述从所述预设冻结列表中获取所述目标块的步骤之后，所述方法还包括：

诊断所述目标块是否为坏块；

若否，执行所述对所述目标块执行读操作或写操作的步骤；

若是，将所述目标块标记为坏块。

在一些实施例中，所述诊断所述目标块是否为坏块包括：

对所述目标块分别执行擦操作、读操作和写操作，如果所述擦操作、所述读操作和所述写操作均未产生错误，则确定所述目标块不是坏块，否则，所述目标块是坏块。

在一些实施例中，所述方法还包括：

获取进行冻结处理后的所述目标块中的有效数据；

将所述有效数据搬迁至备份块，并将所述目标块插入至所述预设冻结列表。

在一些实施例中，在执行所述获取闪存介质的实时温度的步骤之前，所述方法还包括：

执行所述目标块对应的操作，并检测所述操作是否产生错误，若是，则执行所述获取闪存介质的实时温度的步骤。

第二方面，本发明实施例提供一种提高闪存介质寿命的装置，所述闪存介质包括多个块，包括：

目标块确定模块，用于确定待操作的目标块；

温度获取模块，用于获取闪存介质的实时温度；

冻结处理模块，用于在所述实时温度符合第一预设温度范围时，将所述目标块进行冻结处理；

目标块启用模块，用于在所述实时温度符合第二预设温度范围时，启用所述冻结处理后的所述目标块。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的提高闪存介质寿命的方法。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况下，本发明实施例提供的一种提高闪存介质寿命的方法、装置及电子设备，通过确定待操作的目标块，并获取闪存介质当前的实时温度，在所述实时温度在第一预设温度范围时，将目标块进行冻结处理；在所述实时温度在第二预设温度范围时，重新启用冻结处理后的目标块。通过对块进行冻结处理，避免了直接将块标为坏块，在温度符合时，恢复冻结的块，从而能够使块再被利用，总体上提升了闪存介质的使用寿命。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例提供的一种提高闪存介质寿命的方法的流程图；

图2是本发明另一实施例提供的一种提高闪存介质寿命的方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种提高闪存介质寿命的装置结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。此外，下面所描述的本发明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。

请参阅图1，是本发明实施例提供的一种提高闪存介质寿命的方法的流程图。该闪存介质包括多个块，块是所述闪存介质的最小擦单元，本实施例对所述块进行处理，在当前闪存介质的温度过高或过低时，将当前操作的块进行冻结处理，待闪存介质的温度恢复正常时，重新启用冻结处理后的所述块，包括对所述块执行写操作、读操作等，以此可以提高闪存介质的使用寿命。具体地，该方法包括：

S101、确定待操作的目标块；

闪存介质包括多个用于存储数据的块(Block)，可以针对块执行写操作、读操作和擦操作。当需要调用闪存介质中的数据时，可以从对应的块中读取数据，即确定目标块并执行读操作。当需要将数据存储至闪存介质时，可以往对应的块中写入数据，即确定目标块并执行写操作。当需要对闪存介质执行擦操作时，针对确定的目标块执行擦操作。其中，所述目标块是当前正在进行数据读取的块，或者当前正在写入数据的块，或者当前正在执行擦除操作的块。所述目标块是所述闪存介质的众多块中的其中一个块或多个块。

S102、获取闪存介质的实时温度；

可以通过温度传感器等其他设备采集闪存介质的实时温度。通常我们认为0至70摄氏度属于正常的温度，低于0摄氏度或者高于70摄氏度则认为温度异常。

在闪存介质的温度异常时，执行擦操作或读操作或写操作时，出错的概率往往比较高，如果出错了，这些操作的块容易被标记为坏块。所谓坏块即指在闪存介质中出现某些闪存区域不能进行擦写操作，称这样的一个单位区域为一个坏块。而由于闪存介质中的读和写操作是以页为单位，擦除是以块为单位，且写操作之前必须要先进行擦除操作，因此，一个最小的可操作单位即为一个块,整个块中产生任何不可修复的位错误，我们就认为这个块是坏块。

在本实施例中，根据所述实时温度来决定是将所述目标块标记为坏块，或者是对所述目标块进行冻结处理。

S103、在所述实时温度符合第一预设温度范围时，将所述目标块进行冻结处理；

S104、在所述实时温度符合第二预设温度范围时，启用所述冻结处理后的所述目标块。

其中，所述第一预设温度范围是用于表示所述闪存介质为高温或低温的温度范围，所述第二预设温度范围是用于表示所述闪存介质为正常温度的温度范围，所述正常温度是相对所述高温和所述低温来确定的。

例如，所述第一预设温度范围是小于0摄氏度并且大于70摄氏度，只要所述实时温度符合其中任一条件，即对所述目标块执行冻结处理。所述第二预设温度范围是大于或等于0摄氏度并且小于或等于70摄氏度，如果所述实时温度在所述第二预设温度范围内，则重新启用冻结处理后的目标块。

上述给出的第一预设温度范围和第二预设温度范围仅作为一个示例，还可以是其他数值范围。确定所述第一预设温度范围和所述第二预设温度范围可以通过多次实验来获得，闪存介质的块在什么温度值下容易出错，从而确定出正常温度范围和异常温度范围。当然，也可以根据闪存介质当前的应用环境温度确定所述第一预设温度范围和第二预设温度范围。

上述是在闪存介质的温度过高或过低时，将所述目标块进行冻结处理，待闪存介质的温度恢复至正常温度时，将所述冻结的目标块重新启用。其中，所述目标块是所述闪存介质的众多物理块中的其中一个或者多个块。

其中，所述冻结处理包括：将所述目标块标存放至预设冻结列表，并将所述目标块标记为冻结状态。所述预设冻结列表可存储于所述闪存介质中，也可存储在其他存储设备上。标记为冻结状态的块表示在一段时间内是不针对该块进行任何包括擦、读、写的操作。

在一些实施例中，在所述预设冻结列表存储所述目标块时，可以根据冻结处理所述目标块的时间的先后顺序将目标块按顺序存储在预设冻结列表中，并记录所述时间，以便在后续重新启用时可快速找到存储的目标块。

在一些实施例中，在所述预设冻结列表中存储所述目标块时，还可以根据检测到的所述实时温度对因为温度过高而冻结处理的块，和因为温度过低而冻结处理的块分别进行存储。并且会监测所述闪存介质的温度，根据温度的变化情况从预设冻结列表中选择待重新启用的目标块，其中温度的变化情况包括从低温到高温，或者从高温到低温。其中，监测所述闪存介质的温度可以是持续监测闪存介质的温度，也可以是周期性的监测闪存介质的温度。由于目标块的在预设冻结列表中的存储是根据冻结处理时的温度来分类存储的，因此后续重新启用时可以提高查找目标块的效率。

可以知道的，闪存介质是电子类介质，在写入新数据时，区块必须是空白的，所以如果要写入的区块存在旧数据，那么必须先对旧数据进行擦除。所以我们可以预见，当写入的数据达到闪存介质容量后，一定会发生擦除行为。在本实施例中，针对所述冻结处理后的目标块，执行所述擦除行为时，所述方法还包括：获取进行冻结处理后的所述目标块中的有效数据；将所述有效数据搬迁至备份块，并将所述目标块插入至所述预设冻结列表。其中，在对目标块执行擦除操作时，会先将目标块中的有效数据存放在一个备份块，然后对该目标块执行擦除操作。后续待所述目标块重新启用时，可以将所述备份块中是数据再写入所述目标块。

上述是针对被标记为冻结状态的块的擦除操作处理过程，相比于现有技术，可以保证冻结状态的块中的有效数据不流失，在所述区块被重新启用时，仍能获得原有的数据，总体上提高了所述闪存介质的数据稳定性。

在一些实施例中，执行所述擦除操作还包括：将目标块中的有效数据搬迁至备份块，并对该目标块进行擦除操作；判断所述目标块是否为冻结状态；若所述目标块是冻结状态，则将该目标块放入预设冻结列表，如果该目标块不是冻结状态，则将该目标块存放至空块列表。本实施例不是单纯的将一个块中的数据搬移至另一个块，还会进一步判断该被执行擦除操作的块是否为冻结状态，根据该结果对所述被执行擦除操作的块执行不同的操作，使得闪存介质的块可被再利用的概率得到提高，整体上延长了闪存介质的使用寿命。

在本实施例中，所述启用所述冻结处理后的所述目标块包括：从所述预设冻结列表中获取所述目标块，并对所述目标块执行读操作或写操作。在一些实施例中，还可以先判断所述预设冻结列表是否为空列表；若不是空列表，则从所述预设冻结列表中获取所述目标块，并对所述目标块执行读操作或写操作。

其中，从所述预设冻结列表获取所述目标块时，可以根据执行冻结处理时对应的时间来查找所述目标块，也可以根据上述对所述预设冻结列表中存储的所述目标块的分类情况，分类查找所述目标块。

需要说明的是，如果所述预设冻结列表包括多个被冻结的目标块，在所述温度恢复正常时，可以重新启用所述多个被冻结的目标块中的一个目标块，也可以重新启用全部的目标块。

其中，被启用的目标块可以恢复至原来的逻辑区块地址，而不必在存放在所述预设冻结列表中。

本发明实施例提供的提高闪存介质寿命的方法，能够在闪存介质温度过高或过低时将目标块进行冻结处理，在闪存介质的温度恢复到正常温度时，将冻结处理的目标块重新启用，由此，减少了将目标块标记为坏块的概率，提高了闪存介质的使用寿命。

请参阅图2，是本发明另一实施例提供的一种提高闪存介质寿命的方法的流程图。该闪存介质包括多个块，该方法包括：

S201、确定待操作的目标块；

本步骤S201详细的内容可参考上述方法实施例。

S202、执行所述目标块对应的操作，并检测所述操作是否产生错误；

在本实施例中，针对操作出现错误的块来确定是否需要冻结处理。其中，所述操作产生的错误包括外部因素造成的错误，比如闪存介质在读写的过程中受到比较强烈的震动以及突然掉电等；所述操作产生的错误还包括软件原因造成的错误，比如由于一些故障的软件或计算机存在病毒等。可选地，所述错误是当针对所述目标块读取存储数据时，出现ECC(Error Correcting Code，错误检查和纠正)失效。

若检测到所述操作产生错误，则执行下述步骤S203。若未检测到错误，则可以正常对所述目标块执行操作，包括读操作和写操作。

S203、获取闪存介质的实时温度；

本步骤S203详细的内容可参考上述方法实施例。

S204、判断所述实时温度是否符合第一预设温度范围；

所述第一预设温度范围是用于表示所述闪存介质为高温或低温的温度范围。对于高温和低温的定义，可以通过多次实验来获得闪存介质在哪个温度区间内容易发生擦、读、写操作错误，从而根据检测的错误结果确定所述高温和所述低温。

若所述实时温度符合第一预设温度范围，则执行下述步骤S205、S207；若不符合第一预设温度范围，则执行下述步骤S206。

S205、将所述目标块标存放至预设冻结列表，并将所述目标块标记为冻结状态；

S206、将所述目标块标记为坏块；针对在正常温度下出现错误的块，本实施例直接将其标记为坏块。

S207、接收操作指令，并判断闪存介质的实时温度是否符合第二预设温度范围；

其中，所述操作指令可以写操作指令或读操作指令等。所述第二预设温度范围是用于表示所述闪存介质为正常温度的温度范围，所述正常温度是相对上述高温和低温来确定的。在正常温度的温度范围内时，所述闪存介质出错的概率很小。

若所述实时温度符合所述第二预设温度范围，则执行下述步骤S208。若所述实时温度不符合所述第二预设温度范围，则可以保持所述目标块仍然为冻结状态。

需要说明的是，本发明实施例中处理的所述目标块可以是所述闪存介质的物理块中的其中一个块，也可以是其中的多个块。

S208、判断预设冻结列表是否为空列表；所述空列表即表示列表中未存储任何块。

若该预设冻结列表不是空的，则执行下述步骤S209。如果该预设冻结列表是空的，则可以从其他列表中分配块来执行当前的操作，比如用于存储空块的空块列表。

S209、从所述预设冻结列表中获取所述目标块，并对所述目标块进行诊断；

其中，从所述预设冻结列表中获取所述目标块的详细过程可参考上述方法实施例。

其中，对所述目标块进行诊断包括：诊断所述目标块是否为坏块，具体地，对所述目标块分别执行擦操作、读操作和写操作，如果所述擦操作、所述读操作和所述写操作均未产生错误，则确定所述目标块不是坏块，否则，所述目标块是坏块。如果诊断所述目标块不是正常的块，则将其标记为坏块。

S210、在所述目标块诊断正常时，根据所述操作指令执行对所述目标块的操作。

如果针断的目标块不是坏块，即表示该目标块是正常的，此时重新启用该目标块，并可对该目标块执行擦、读、写操作。

本发明实施例提供的提高闪存介质寿命的方法，可以对当前在操作的并且产生错误的块来判断是否对其执行冻结处理，如果被执行冻结处理，在当前温度恢复正常时，再次获得被冻结处理的块，并检验该块是否是正常的块，即不是坏块，若是正常的块，则重新启用所述块。本发明实施例提供的方法提升了闪存介质的可靠性，还能使闪存介质的使用寿命得到延长。

在一些实施例中，由于被冻结处理的块是很有可能被重新启用的，而能不能被再启用的关键在于其被冻结处理后仍不是坏块，为了提高针对冻结处理后的块是否为坏块的检测效率，在对所述块执行冻结处理时，可以将所述块与检测到的实时温度关联，并标记所述被冻结处理的块成为坏块的概率值，比如，如果所述实时温度是高温，该高温值偏离正常温度越高，则其对应的被冻结的块成为坏块的概率越大；如果实时温度是低温，该低温值偏离正常温度越低，则其对应的被冻结的块成为坏块的概率也越大。可以在冻结处理时就对块成为坏块的概率进行标记，在后续待恢复被冻结的块时，可以参考所述标记的值来诊断所述块，从而提高对所述块的诊断效率。

请参阅图3，是本发明实施例提供的一种提高闪存介质寿命的装置结构示意图。所述闪存介质包括多个块，本实施例对所述块进行处理，以提高闪存介质的使用寿命。具体地，该装置30包括：目标块确定模块31、温度获取模块32、冻结处理模块33和目标块启用模块34。

所述目标块确定模块31用于确定待操作的目标块；所述温度获取模块32用于获取闪存介质的实时温度；所述冻结处理模块33用于在所述实时温度符合第一预设温度范围时，将所述目标块进行冻结处理；所述目标块启用模块34用于在所述实时温度符合第二预设温度范围时，启用所述冻结处理后的所述目标块。

其中，所述第一预设温度范围是用于表示所述闪存介质为高温或低温的温度范围，所述第二预设温度范围是用于表示所述闪存介质为正常温度的温度范围，所述正常温度是相对所述高温和所述低温来确定的。

所述冻结处理模块33具体用于在所述实时温度符合第一预设温度范围时，将所述目标块标存放至预设冻结列表，并将所述目标块标记为冻结状态。

其中，所述目标块启用模块34具体用于在所述实时温度符合第二预设温度范围时，判断所述预设冻结列表是否为空列表；若否，从所述预设冻结列表中获取所述目标块，并对所述目标块执行读操作或写操作。

在一些实施例中，同样参阅图3，所述装置30还包括诊断模块35，所述诊断模块35用于在所述目标块启用模块34从所述预设冻结列表中获取所述目标块后，对所述目标块进行诊断，判断是否为坏块，若不是坏块，则将诊断结果发送给目标块启用模块34，由目标块启用模块34对所述目标块执行读操作或写操作；若是坏块，则将该目标块标记为坏块。

其中，所述诊断模块35具体用于对所述目标块分别执行擦操作、读操作和写操作，如果所述擦操作、所述读操作和所述写操作均未产生错误，则确定所述目标块不是坏块，否则，所述目标块是坏块。

在一些实施例中，同样参阅图3，所述装置30还包括数据回收模块36，在所述冻结处理模块33将所述目标块进行冻结处理时，所述数据回收模块36用于获取进行冻结处理后的所述目标块中的有效数据；将所述有效数据搬迁至备份块，并将所述目标块插入至所述预设冻结列表。

在一些实施例中，同样参阅图3，所述装置30还包括处理模块37，在执行目标块确定模块31的功能之后，所述处理模块37执行所述目标块对应的操作，并检测所述操作是否产生错误，若产生错误，则执行所述温度获取模块32的功能。

需要说明的是，上述提高闪存介质寿命的装置可执行本发明实施例所提供的提高闪存介质寿命的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在提高闪存介质寿命的装置实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的提高闪存介质寿命的方法。

请参阅图4，图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备可用于执行上述实施例中的提高闪存介质寿命的方法。该电子设备40包括一个或多个处理器41以及存储器42。其中，图4中以一个处理器41为例。

处理器41和存储器42可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器42作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的提高闪存介质寿命的方法对应的程序指令/模块。处理器41通过运行存储在存储器42中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行提高闪存介质寿命的装置的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例提供的提高闪存介质寿命的方法以及上述提高闪存介质寿命的装置实施例的各个模块的功能。

存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器41。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器42中，当被所述一个或者多个处理器41执行时，执行上述任意方法实施例中的提高闪存介质寿命的方法。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

在一个实施例中，还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述非易失性计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如图4中的一个处理器41，可使得上述一个或多个处理器可执行上述任意方法实施例中的提高闪存介质寿命的方法。

在一个实施例中，还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被所述电子设备执行时，使所述电子设备执行上述任意方法实施例中的提高闪存介质寿命的方法。

以上所描述的装置或设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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。