一种固态存储器的控制方法、固态存储器及存储介质与流程

本发明涉及固态硬盘控制技术领域，尤其涉及一种固态存储器的控制方法、固态存储器及存储介质。

背景技术：

固态硬盘ssd通常由控制单元和存储单元组成，存储单元多由非易失性的闪存芯片构成，且不具有机械转动装置，因而ssd具有读写性能高等优势，且具有较高的传输速度与可靠性，广泛应用于众多领域。

然而，ssd应用的过程中会有不同程度的损耗，导致ssd自身持有电子的能力衰弱，内部电平模糊，会出现较高的误码率而达不到应用的标准，目前尚无有效的技术方案解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种固态存储器的控制方法、固态存储器及存储介质，能够有效降低固态存储器的误码率。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种固态存储器的控制方法，所述方法包括：

响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，将所述固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，其中，所述新存储单元包括至少两个所述存储单元；

基于所述新存储单元的电平响应数据操作指令。

本发明实施例还提供一种固态存储器，包括处理单元和存储单元；

所述处理单元，用于响应于所述存储单元满足写入条件时，将所述存储单元映射为新存储单元，其中，所述新存储单元包括至少两个所述存储单元；

基于所述新存储单元的电平响应数据操作指令。

本发明实施例还提供一种存储介质，存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时，实现前述任一项所述的固态存储器的控制方法。

本发明实施例所提供的一种固态存储器的控制方法、固态存储器及存储介质，通过响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，将固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，其中，新存储单元包括至少两个存储单元，并基于新存储单元的电平响应数据操作指令。如此，能够有效降低固态存储器的误码率，提高使用寿命，并保证固态存储器的重复利用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的固态存储器的控制方法的实现流程示意图一；

图2为典型的闪存芯片nand组成示意图；

图3为各闪存芯片nand的原理图；

图4为采用常规内存映射表管理机制示意图；

图5为本发明实施例提供的固态存储器的控制方法的实现流程示意图二；

图6为本发明实施例提供的固态存储器的控制方法的实现流程示意图三；

图7为本发明实施例提供的固态存储器的控制方法的实现流程示意图四；

图8为本发明实施例提供的固态存储器的组成结构示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一、

本发明实施例提供了一种固态存储器的控制方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤101：响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，将固态存储器中的存储单元映射为新存储单元。

其中，新存储单元可以包括至少两个存储单元，且每个新存储单元包括的存储单元的数量相同；存储单元是存储数据的最小单元，由晶体管组成，利用电平状态存储比特数据，以8位二进制作为一个存储单元，也就是一个字节，每个单元有一个地址，是一个整数编码，可以表示为二进制整数。

这里，固态存储器ssd，也称为固态电子存储阵列硬盘，通常由控制单元和存储单元组成，存储单元多由非易失性的闪存芯片构成，其内部构造比较简单，ssd内主体其实就是一块pcb板，而这块pcb板上最基本的配件就是控制芯片、缓存芯片和用于存储数据的闪存芯片nand，它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、u盘等样式，ssd能够控制数据写入，纠错，擦除等，可实现性能优化，数据加密和写保护功能，数据安全擦除模式，自毁功能等。图2是典型的nand组成示意图：通道die，可独立并发操作的单元；块block，可独立擦除的单元，其内各个物理位置的数据写入后在下一次写之前必须要将整个块block擦除；页page，每次读写的单元。

其中，用于存储数据的闪存芯片nand可以分为slc(单层次存储单元)、mlc(多层次存储单元)以及tlc(三层次存储单元)，如图3所示。

slc，全称是单层式储存(singlelevelcell)，单层电子结构，在写入数据时电压变化的区间小，slc为1bit/cell，寿命长，传统的slcnand闪存可以经受10万次以上的读写，而且因为一组电压即可驱动，所以其速度表现更好，目前很多高端固态硬盘都是都采用该类型的flash闪存芯片。

mlc，全称是多层式储存(multilevelcell)，使用高低电压的不同而构建的双层电子结构，mlc为2bit/cell，寿命较长，它采用较高的电压驱动，通过不同级别的电压在一个块中记录两组位信息，这样就可以将原本slc的记录密度理论提升一倍，存储密度较高，读写方面的能力比slc低，读写次数在5000左右。

tlc，全称是三层式储存(triplelevelcell)，是mlc闪存延伸，tlc达到3bit/cell，存储密度最高，容量是mlc的1-1.5倍，造价成本最低，使用寿命低，读写次数在1000～2000左右。

图4是采用常规内存映射表管理机制示意图，目前大多数ssd内部映射表管理策略为：在内存中维护一个映射表，描述主机访问单元的逻辑地址到nand上存储的物理地址映射关系；主机访问单元逻辑地址3的数据被存放到物理地址d，在数据写入到nand过程中，同时也会更新映射表；nand划分为俩部分，一部分存放数据，一部分存放映射表。可以理解地，将固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，可以是在映射表中，修改对应的物理地址。

在一些实施例中，确定固态存储器中的存储单元是否满足写入条件，可以基于固态存储器的损耗程度来确定，一般来说，ssd应用的过程中会有不同程度的损耗，ssd会有tbw(totalbytewritten)总的写入量，ssd的质保也是通过看总的写入量是不是超过给定的tbw标准，因此，可以检测固态存储器的写入量，基于固态存储器的写入量与设定写入量之间的比例关系，确定固态存储器的损耗程度。

所述响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，将固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，包括：当固态存储器的损耗程度超出设定损耗程度门限时，将固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，其中，新存储单元中包括存储单元的数量与损耗程度相关，这里是正相关的关系，即损耗程度越大新存储单元中包括存储单元的数量越多。

举例来说，以tlc为例，当ssd持电子的能力不够强的时候，可以将每两个电平通过算法来判定为同一电平输出，这样就通过sw将tlc变为mlc，虽然会牺牲到之前盘的一半容量，但是会让ssd重新使用。

步骤102：基于新存储单元的电平响应数据操作指令。

这里，基于新存储单元的电平可以响应写指令或读指令。

在一些实施例中，基于新存储单元的电平响应写指令，可以包括：根据写指令确定需要写入二进制数据的目标新存储单元；将目标新存储单元中各原始存储单元的电平进行置位，且各原始存储单元电平的加权和大于电平门限；其中，电平门限用于供从目标新存储单元读取出二进制数据。

简单地说，写入数据时，以块block为单位，如果块是脏的，需要先清零，即所有的存储单元进行清零，然后在需要写入1的新存储单元写入1，需要写入0的就直接跳过。

在一些实施例中，基于新存储单元的电平响应读指令，可以包括：根据读指令确定需要读取二进制数据的目标新存储单元；从目标新存储单元中读取各原始存储单元的电平；基于各原始存储单元的电平加权和与电平门限的比较结果，确定目标新存储单元存储的二进制数据。

可见，本发明实施例所提供的固态存储器的控制方法，通过响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，将固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，其中，新存储单元包括至少两个存储单元，并基于新存储单元的电平响应数据操作指令。如此，能够有效降低固态存储器的误码率，提高使用寿命，并保证固态存储器的重复利用。

实施例二、

本发明实施例提供了一种固态存储器的控制方法，如图5所示，所述方法包括：

步骤501：检测固态存储器的写入量；基于固态存储器的写入量与设定写入量之间的比例关系，确定固态存储器的损耗程度。

这里，固态存储器ssd，也称为固态电子存储阵列硬盘，通常由控制单元和存储单元组成，存储单元多由非易失性的闪存芯片构成，其内部构造比较简单，ssd内主体其实就是一块pcb板，而这块pcb板上最基本的配件就是控制芯片、缓存芯片和用于存储数据的闪存芯片nand，它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、u盘等样式，ssd能够控制数据写入，纠错，擦除等，可实现性能优化，数据加密和写保护功能，数据安全擦除模式，自毁功能等。

一般来说，ssd应用的过程中会有不同程度的损耗，ssd会有tbw(totalbytewritten)总的写入量，ssd的质保也是通过看总的写入量是不是超过给定的tbw标准，因此，可以检测固态存储器的写入量，基于固态存储器的写入量与设定写入量之间的比例关系，确定固态存储器的损耗程度，这里，固态存储器的写入量与设定写入量之间的比例值越大，固态存储器的损耗程度越大。

步骤502：当固态存储器的损耗程度超出设定损耗程度门限时，将固态存储器中的存储单元映射为新存储单元。

其中，新存储单元可以包括至少两个存储单元，且每个新存储单元包括的存储单元的数量相同；存储单元是存储数据的最小单元，由晶体管组成，利用电平状态存储比特数据，以8位二进制作为一个存储单元，也就是一个字节，每个单元有一个地址，是一个整数编码，可以表示为二进制整数。

其中，新存储单元中包括存储单元的数量与损耗程度相关，这里是正相关的关系，即损耗程度越大新存储单元中包括存储单元的数量越多。

步骤503：基于新存储单元的电平响应数据操作指令。

这里，基于新存储单元的电平可以响应写指令或读指令。

在一些实施例中，基于新存储单元的电平响应写指令，可以包括：根据写指令确定需要写入二进制数据的目标新存储单元；将目标新存储单元中各原始存储单元的电平进行置位，且各原始存储单元电平的加权和大于电平门限；其中，电平门限用于供从目标新存储单元读取出二进制数据。

简单地说，写入数据时，以块block为单位，如果块是脏的，需要先清零，即所有的存储单元进行清零，然后在需要写入1的新存储单元写入1，需要写入0的就直接跳过。

在一些实施例中，基于新存储单元的电平响应读指令，可以包括：根据读指令确定需要读取二进制数据的目标新存储单元；从目标新存储单元中读取各原始存储单元的电平；基于各原始存储单元的电平加权和与电平门限的比较结果，确定目标新存储单元存储的二进制数据。

可见，本发明实施例所提供的固态存储器的控制方法，当固态存储器的损耗程度超出设定损耗程度门限时，将固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，其中，新存储单元包括至少两个存储单元，并基于新存储单元的电平响应数据操作指令。如此，能够有效降低固态存储器的误码率，提高使用寿命，并保证固态存储器的重复利用。

实施例三、

本发明实施例提供了一种固态存储器的控制方法，如图6所示，所述方法包括：

步骤601：响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，确定固态存储器中未存储数据的存储单元。

步骤602：将固态存储器中的未存储数据的存储单元映射为新存储单元。

其中，新存储单元可以包括至少两个未存储数据的存储单元，且每个新存储单元包括的存储单元的数量相同；存储单元是存储数据的最小单元，由晶体管组成，利用电平状态存储比特数据，以8位二进制作为一个存储单元，也就是一个字节，每个单元有一个地址，是一个整数编码，可以表示为二进制整数。

这里，固态存储器ssd，也称为固态电子存储阵列硬盘，通常由控制单元和存储单元组成，存储单元多由非易失性的闪存芯片构成，其内部构造比较简单，ssd内主体其实就是一块pcb板，而这块pcb板上最基本的配件就是控制芯片、缓存芯片和用于存储数据的闪存芯片nand，它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、u盘等样式，ssd能够控制数据写入，纠错，擦除等，可实现性能优化，数据加密和写保护功能，数据安全擦除模式，自毁功能等。

在一些实施例中，当固态存储器的损耗程度超出设定损耗程度门限时，可以确定固态存储器中未存储数据的存储单元，并将固态存储器中的未存储数据的存储单元映射为新存储单元。

步骤603：基于新存储单元的电平响应数据操作指令。

这里，基于新存储单元的电平可以响应写指令或读指令。

在一些实施例中，基于新存储单元的电平响应写指令，可以包括：根据写指令确定需要写入二进制数据的目标新存储单元；将目标新存储单元中各原始存储单元的电平进行置位，且各原始存储单元电平的加权和大于电平门限；其中，电平门限用于供从目标新存储单元读取出二进制数据。

简单地说，写入数据时，以块block为单位，如果块是脏的，需要先清零，即所有的存储单元进行清零，然后在需要写入1的新存储单元写入1，需要写入0的就直接跳过。

在一些实施例中，基于新存储单元的电平响应读指令，可以包括：根据读指令确定需要读取二进制数据的目标新存储单元；从目标新存储单元中读取各原始存储单元的电平；基于各原始存储单元的电平加权和与电平门限的比较结果，确定目标新存储单元存储的二进制数据。

可见，本发明实施例所提供的固态存储器的控制方法，通过响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，确定固态存储器中未存储数据的存储单元，并将固态存储器中的未存储数据的存储单元映射为新存储单元，其中，新存储单元包括至少两个未存储数据的存储单元，并基于新存储单元的电平响应数据操作指令。如此，能够有效降低固态存储器的误码率，提高使用寿命，并保证固态存储器的重复利用。

实施例四、

本发明实施例提供了一种固态存储器的控制方法，如图7所示，所述方法包括：

步骤701：响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，确定对固态存储器的存储空间的最小需求。

步骤702：基于存储空间的最小需求确定新存储单元中包括存储单元的数量，以使固态存储器的存储空间满足最小需求。

其中，新存储单元可以包括至少两个存储单元，且每个新存储单元包括的存储单元的数量相同；存储单元是存储数据的最小单元，由晶体管组成，利用电平状态存储比特数据，以8位二进制作为一个存储单元，也就是一个字节，每个单元有一个地址，是一个整数编码，可以表示为二进制整数。

这里，固态存储器ssd，也称为固态电子存储阵列硬盘，通常由控制单元和存储单元组成，存储单元多由非易失性的闪存芯片构成，其内部构造比较简单，ssd内主体其实就是一块pcb板，而这块pcb板上最基本的配件就是控制芯片、缓存芯片和用于存储数据的闪存芯片nand，它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记本硬盘、微硬盘、存储卡、u盘等样式，ssd能够控制数据写入，纠错，擦除等，可实现性能优化，数据加密和写保护功能，数据安全擦除模式，自毁功能等。

在一些实施例中，当固态存储器的损耗程度超出设定损耗程度门限时，可以确定所要存储的数据对固态存储器的存储空间的最小需求，并基于存储空间的最小需求确定新存储单元中包括存储单元的数量，以使固态存储器的存储空间满足最小需求。

举例来说，因所要存储的数据对固态存储器的存储空间有需求，若对存储空间需求大的话，新存储单元中包括存储单元的数量则不能太多(例如，可以将tlc变为mlc)，相反地，若对存储空间需求小的话，新存储单元中包括存储单元的数量则可以适当多(例如，可以将tlc变为slc)。

步骤703：基于新存储单元的电平响应数据操作指令。

这里，基于新存储单元的电平可以响应写指令或读指令。

在一些实施例中，基于新存储单元的电平响应写指令，可以包括：根据写指令确定需要写入二进制数据的目标新存储单元；将目标新存储单元中各原始存储单元的电平进行置位，且各原始存储单元电平的加权和大于电平门限；其中，电平门限用于供从目标新存储单元读取出二进制数据。

简单地说，写入数据时，以块block为单位，如果块是脏的，需要先清零，即所有的存储单元进行清零，然后在需要写入1的新存储单元写入1，需要写入0的就直接跳过。

在一些实施例中，基于新存储单元的电平响应读指令，可以包括：根据读指令确定需要读取二进制数据的目标新存储单元；从目标新存储单元中读取各原始存储单元的电平；基于各原始存储单元的电平加权和与电平门限的比较结果，确定目标新存储单元存储的二进制数据。

可见，本发明实施例所提供的固态存储器的控制方法，通过响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，确定对固态存储器的存储空间的最小需求，基于存储空间的最小需求确定新存储单元中包括存储单元的数量，以使固态存储器的存储空间满足最小需求，并基于新存储单元的电平响应数据操作指令。如此，能够有效降低固态存储器的误码率，提高使用寿命，并保证固态存储器的重复利用。

实施例五、

本发明实施例提供了一种固态存储器，如图8所示，所述固态存储器包括：处理单元801和存储单元802；其中，

所述处理单元801，用于响应于所述存储单元802满足写入条件时，将所述存储单元802映射为新存储单元，其中，所述新存储单元包括至少两个所述存储单元802；基于所述新存储单元的电平响应数据操作指令。

示例性地，所述处理单元801，具体用于根据写指令确定需要写入二进制数据的目标新存储单元；将所述目标新存储单元中各原始存储单元的电平进行置位，且各原始存储单元电平的加权和大于电平门限；其中，所述电平门限用于供从所述目标新存储单元读取出二进制数据。

示例性地，所述处理单元801，具体用于根据读指令确定需要读取二进制数据的目标新存储单元；从所述目标新存储单元中读取各原始存储单元的电平；基于各原始存储单元的电平加权和与电平门限的比较结果，确定所述目标新存储单元存储的二进制数据。

示例性地，所述处理单元801，还用于检测所述固态存储器的写入量；基于所述固态存储器的写入量与设定写入量之间的比例关系，确定所述固态存储器的损耗程度。

示例性地，所述处理单元801，具体用于当所述固态存储器的损耗程度超出设定损耗程度门限时，将所述固态存储器中的存储单元802映射为新存储单元，其中，所述新存储单元中包括所述存储单元802的数量与所述损耗程度相关。

示例性地，所述处理单元801，具体用于确定所述固态存储器中未存储数据的存储单元802；将所述固态存储器中的未存储数据的存储单元802映射为新存储单元。

示例性地，所述处理单元801，具体用于确定对所述固态存储器的存储空间的最小需求；基于所述存储空间的最小需求确定所述新存储单元中包括所述存储单元802的数量，以使所述固态存储器的存储空间满足所述最小需求。

可见，本发明实施例所提供的固态存储器，通过响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，将固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，其中，新存储单元包括至少两个存储单元，并基于新存储单元的电平响应数据操作指令。如此，能够有效降低固态存储器的误码率，提高使用寿命，并保证固态存储器的重复利用。

在示例性实施例中，本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器运行时，执行以下操作：

响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，将所述固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，其中，所述新存储单元包括至少两个所述存储单元；基于所述新存储单元的电平响应数据操作指令。

所述可执行程序被处理器运行时，还执行以下操作：根据写指令确定需要写入二进制数据的目标新存储单元；将所述目标新存储单元中各原始存储单元的电平进行置位，且各原始存储单元电平的加权和大于电平门限；其中，所述电平门限用于供从所述目标新存储单元读取出二进制数据。

所述可执行程序被处理器运行时，还执行以下操作：根据读指令确定需要读取二进制数据的目标新存储单元；从所述目标新存储单元中读取各原始存储单元的电平；基于各原始存储单元的电平加权和与电平门限的比较结果，确定所述目标新存储单元存储的二进制数据。

所述可执行程序被处理器运行时，还执行以下操作：检测所述固态存储器的写入量；基于所述固态存储器的写入量与设定写入量之间的比例关系，确定所述固态存储器的损耗程度。

所述可执行程序被处理器运行时，还执行以下操作：当所述固态存储器的损耗程度超出设定损耗程度门限时，将所述固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，其中，所述新存储单元中包括所述存储单元的数量与所述损耗程度相关。

所述可执行程序被处理器运行时，还执行以下操作：确定所述固态存储器中未存储数据的存储单元；将所述固态存储器中的未存储数据的存储单元映射为新存储单元。

所述可执行程序被处理器运行时，还执行以下操作：确定对所述固态存储器的存储空间的最小需求；基于所述存储空间的最小需求确定所述新存储单元中包括所述存储单元的数量，以使所述固态存储器的存储空间满足所述最小需求。

本发明实施例所提供的固态存储器的控制方法、固态存储器及存储介质，通过响应于固态存储器中的存储单元满足写入条件时，将固态存储器中的存储单元映射为新存储单元，其中，新存储单元包括至少两个存储单元，并基于新存储单元的电平响应数据操作指令。如此，能够有效降低固态存储器的误码率，提高使用寿命，并保证固态存储器的重复利用。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或可执行程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的可执行程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和可执行程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由可执行程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些可执行程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或参考可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或参考可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些可执行程序指令也可存储在能引导计算机或参考可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些可执行程序指令也可装载到计算机或参考可编程数据处理设备上，使得在计算机或参考可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或参考可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。