CN100481024C

CN100481024C - 信息记录介质

Info

Publication number: CN100481024C
Application number: CNB2005800020080A
Authority: CN
Inventors: 冈田孝文; 石田景一; 斋藤浩
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2005-01-06
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2025-01-06
Also published as: JP2005196609A; CN1910557A; JP4347707B2; EP1705572A1; US20080046675A1; WO2005066787A1; EP1705572A4

Abstract

本发明可以解决当不能够修改非易失性半导体记录介质中设置的空闲块的数目时，或者当将存储块划分为多个组以便交替地处理时，包含频繁更新的信息的存储块组中的存储块快速地达到重写使用寿命终点的问题。非易失性半导体记录介质包括分区管理信息区域和分区区域。将分区区域开始位置信息记录在分区管理信息区域中。开始位置信息包括在分区管理信息区域的尾部和分区区域的头部之间确保了预定区域的值。将在分区管理信息区域的尾部和分区区域的头部之间所确保的区域设置为物理地擦除了数据的状态。

Description

信息记录介质

技术领域

本发明涉及一种非易失性半导体记录介质和在该介质中记录信息的方法。

背景技术

近年来，内建有非易失性半导体记录介质的半导体存储卡日益被广泛使用，这种卡能够电子地记录和擦除数据并且即使在断电之后也能够保留数据。因为这种卡要求比传统磁带介质和磁盘介质更少数目的机械活动部分，所以可以构成关于这种半导体存储卡的记录和再现数据的器件，以减小尺寸、重量和机械故障的产生。存储元件具有日益增大的容量和日益提高的记录/再现速率，并且这种半导体存储卡开始被用在图像和音频记录的应用中。

通常根据文件系统作为文件来管理记录在这种半导体存储卡中的例如音频和图像的信息。在文件系统中，管理每个文件的大小、记录日期和时间、以及例如簇和扇区等记录区域的忙和空闲状况，并且将这种文件管理信息与图像和音频一起记录在记录介质中。为了辨别作为文件的已记录图像和音频并正确地再现，不仅需要将图像和视频数据、还需要将文件管理信息正确地记录在介质中。

现在来描述关于半导体存储卡的图像记录的示例。在本示例中，设定将图像记录在插入到例如照相记录仪的记录设备中的半导体存储卡中。在图像记录期间，文件管理信息经常改变。例如，文件管理信息中表示在当前记录期间的图像文件大小的值逐渐增加。此外，与分配给图像文件的记录区域相关联的信息也发生改变。

在完成图像记录时将文件管理信息记录在半导体存储卡的情况下，如果在图像记录期间突然断电，在将文件管理信息记录到半导体存储卡中之前记录操作停止，并且与记录图像相关联的文件管理信息没有被正确地记录在半导体存储卡中。则，将半导体存储卡从记录介质中取出并插入另一个记录/再现设备以便再现半导体存储卡的图像文件，会产生例如文件不存在或文件大小为零的错误。

为了处理在记录操作期间的断电，可以想出一种方法，在图像记录期间将文件管理信息周期地记录在半导体存储卡中。例如，在图像记录期间每秒一次地将文件管理信息周期地记录在半导体存储卡中。在这种情况下，即使在记录操作期间断电，也可以将直到断电前一秒的文件管理信息记录在介质中。因此，此时正被记录的图像作为文件存在于半导体存储卡中，并且记录了表示一秒钟之前状态的文件大小和记录区域的分配情况。当再现图像文件(半导体存储卡)时，可以再现从记录操作开始到断电前一秒的图像。

同时，半导体存储卡重写数据的次数受限。在采用上述在记录操作期间每秒一次地周期地更新文件管理信息的方法的情况下，当例如记录60分钟的图像时，文件管理信息因此被更新60分钟×60秒＝3,600次。此外，在文件管理信息的记录点(地址)固定在半导体存储卡的记录区域中的情况下，仅在文件管理信息的记录点处重复地重写数据，这不利地增加了重写操作的次数。结果，对于重写操作次数而言，半导体存储卡的使用寿命比预期的要短。

作为改进半导体存储卡的重写寿命的传统示例，已知在专利文献1和2中所述的方法。

专利文献1：日本专利No.2584120

专利文献2：日本待审专利NO.2001-188701

下面参考图8来描述传统示例。图8是专利文献1中所述的存储卡记录方法的概念图，并且图8所示的参考数字201、202、203和204的每一个都表示存储块。这些存储块被称为擦除块或可擦除块，其中，作为非易失性半导体存储器的特性，逐块擦除数据。

现在描述擦除种类。每个存储块的数据擦除意味着存储块中的半导体存储元件复原到没有任何写入的初始状态。下面将这种擦除称为物理数据擦除。在使用文件系统等来删除文件的情况下，仅更新了文件管理信息，而实际的文件仍保留在存储块中。下面将这种擦除称为逻辑数据擦除。

设定在已经将数据写入存储块21中并保留在其中的情况。将地址A分配给存储块201。一方面，设定在存储块204中没有写入数据、并且确保存储块204作为预备(preliminary)块的状态。将地址D分配给存储块204。

当在上述状态下对地址A做出更新数据的访问请求时，首先，将地址A与地址D互换。因此，作为预备块的存储块204现在变为地址A。将更新数据写在分配了地址A的存储块204中，而物理地擦除分配了地址D的存储块201中的数据，并且确保存储块204作为预备块。因此，当仅集中对特定地址A做出重写请求时，交替地在相关块和预备块中重写数据。结果，数据被重写了通常每块频率的1/2倍，这改进了重写次数的寿命。

然而，在传统的方法中，如下所述，不利地由预先准备的预备块数目确定重写寿命。设定在图8中不仅将数据保留在存储块201中、还将数据保留在存储块202和203中，可以作为通过地址互换来重写数据的可选块的块只能是其中没有保留数据的存储块204。因此，当访问地址A用于数据更新时，将数据写在存储块204中，并物理地擦除存储块201中的数据，并且使其作为预备块。当再次对地址A做出数据更新的访问时，将数据写在存储块201中，并物理地擦除存储块204中的数据，并且使其作为预备块。因此，当集中对地址A做出数据更新的访问时，其中保留了数据的存储块202和203不经过地址改变，而只有存储块201和204交替地被用于重写操作。

例如，如果对地址A做出20,000次重写访问，分别交替地重写存储块201和204中的数据10,000次，并且不对存储块202和203执行重写操作。如果存储块201和204中重写操作的次数的上限分别是10,000次，则此时已经超出了存储卡的重写寿命。

当预备块的数目增加为2时，总共在三个块中执行数据重写，三个中有两个预备块和一个用于保留数据的块，从而对重写次数进行除法。如果三个存储块分别具有重写寿命多达10,000次，则关于地址A至多可以重写数据30,000次。然而，在四个存储块中两个是预备块的上述情况下，存储卡的用户的容许存储容量是另外两个块。

因此，当获得大量预备块时，增长了重写寿命，而减少了半导体存储卡的可用存储容量。相反地，当减少预备块的数目时，半导体存储卡具有更短的重写寿命，而增加了可用存储容量。因为半导体存储卡中的预备块数目通常是固定值，难以根据存储容量和重写次数的目标来改变要使用的预备块的数目。因此，当如上所述使用半导体存储卡、使得在预先准备较小数目的预备块下、重复更新相同地址处的数据(例如文件管理信息)多次时，获得比预期短的半导体存储卡的重写寿命。

在传统的方法中，随着半导体存储卡中的存储块的数目增加，地址的数目也增加。结果，地址互换更加费时。具体地，近来一种具有多达1G比特容量的半导体存储卡产品被投放市场，在这种半导体存储卡中的存储块数目非常大。如果需要大量时间来互换地址，则降低了数据更新的处理速度，并且如果执行例如图像记录等需要高比特率的数据记录，则不能够处理这种记录。

作为上述问题的可能解决方案，如下面参考图9所述，将大量存储块划分为多个组。图9是根据传统技术的存储卡中组划分的概念图。图9所示的每一个参考数字301-316都表示存储块。将这些存储块划分为多个组。存储块301至304属于组1，存储块305至308属于组2，存储块309至312属于组3，并且存储块313至316属于组4。

存储块304处于其中没有写入数据的状态，并且被获得作为预备块。不是预备块而是一般存储块的存储块302和303处于在例如初始化的处理中物理地擦除其中数据之后尚未写入新数据的状态。因此，甚至可以将未保留数据的不是预备块的一般块用于按照与预备块相同方式的重写操作。在专利文献2的图20中详细描述了一种方法，以重写中的交替处理来使用预备块和未保留任何数据的存储块。

在预备块和未保留任何数据的块中，仅在相关块所属的组内实施重写操作中的交换处理。为此的原因是与对整个存储卡中的大量块执行交换处理相比，当仅对由组划分产生的相同组中的块执行交换处理时，可以减少要处理的块的数目，并且可以减少交换处理所需的次数。在图9中，不仅在组1中还在其它组中获得预备块。在图9中，尽管存储块的数目增加到16个，一个组中的存储块数目是4，与图8相同。当更新数据时，对组中的四个地址执行地址互换。因此，组中地址互换的处理时间实质上与图8的情况中的处理时间相等。在存储块的数目较大的情况下，通过组划分，可以减少交换处理中的地址互换的时间量。

然而，在传统的方法中，重写操作局部集中，从而比其它组更快地达到特定组的重写寿命。下面来描述这种缺点。

设定在图9中将文件管理信息保留在存储块301(地址A)中，存储块304是预备块，存储块302和303是一般块，但是其中未保留数据。当根据设定重复地更新地址A处的文件管理信息时，在总共4个块之间执行重写操作的交换处理，4个块中有存储块301、预备块304和其中未保留数据的存储块302和303，因为在组1中存在地址A。因为在组中限制地实施交换处理，因此与其它组中存储块相比，组1中的存储块中的重写操作的次数增加，并且组1中的存储块的重写寿命比其它组的短。作为一般块的存储块302和303处于一旦在其中写入数据则保留数据、而不再在交换处理中使用、直到再次更新其中所写的数据的状态。当在上述状态下对同一个地址集中做出重写请求时，在重写操作的交换处理中仅使用总共两个块，即存储块301和预备块304。因此，这两个块的重写寿命比在交换处理中使用四个块的情况要短。因此，包含如文件管理信息等频繁更新数据的组具有比其它组更短的重写寿命。

图9所示的组划分示出了按照地址次序将存储块划分为预定数目的组的示例。然而，存在其它各种组划分的方法。例如，在图9中，可以划分存储块，使得将存储块301、303、305、…315划分为奇数地址的组、以及将存储块302、304、306、…316划分为偶数地址的组，或者按照301、305、309、313、…的交错方式的组划分。然而，在任何方法中，就重写操作的次数而言，保留了经常更新的信息的组具有比任何其它组更短的重写寿命。

发明内容

本发明要解决的问题是：在不能够改变先前在半导体存储卡中准备的预备块的数目或者在被划分为多个组的存储块中执行交换处理的情况下，包含要经常更新的信息的存储块组中的任意存储块具有比其它组中任意块更短的重写寿命。结果，不利地缩短了半导体存储卡的可用年限。

解决问题的手段

本发明涉及一种非易失性半导体记录介质和一种该记录介质的记录方法，其中，在介质中设置分区管理信息区域和分区区域。在分区管理信息区域中记录分区区域的开始位置的信息。开始位置信息包括在分区管理信息区域的终止端和分区区域的开始端之间确保了预定区域的值。使分区管理信息区域的终止端和分区区域的开始端之间所确保的区域处于物理地擦除数据的状态。上述构造是本发明中最重要的特征。

本发明的效果

根据本发明，在介质上的特定区域中确保了交换区域。在交换区域中，获得了未用于记录数据的区域。因此，交换区域可以保持一旦物理地擦除了数据则其中不保留数据的状态，并且在更新其中的数据时可以被用于交换处理。从而，即使仅经常更新特定数据，也可以使大量存储块经历交换处理，这减少了一个存储块中的重写操作的次数。结果，即使以经常更新管理信息等的方式来使用介质，也可以避免非易失性半导体记录介质的可用年限的减少。

附图说明

图1示出了根据本发明的信息记录介质的记录格式。

图2示出了根据本发明的记录格式和存储块分配的示例。

图3示出了根据本发明的信息记录介质的记录格式。

图4示出了根据本发明的记录格式和存储块分配的示例。

图5示出了根据本发明的信息记录介质的记录格式。

图6示出了根据本发明的记录格式和存储块分配的示例。

图7A示出了根据传统技术的FAT文件系统的文件分配表中的一部分。

图7B示出了根据本发明的FAT文件系统的文件分配表中的一部分。

图8是根据传统技术的存储卡的记录方法的概念图。

图9是根据传统技术的存储卡中的组划分的概念图。

图10示出了根据传统技术的信息记录介质的记录格式。

图11示出了根据传统技术的记录格式和存储块分配的示例。

参考符号的说明

100 分区管理信息区域

110 交换区域

120 分区引导信息区域

130 文件管理信息区域

140 用户数据区域

400-447 存储块

具体实施方式

优选实施方式1

图1示出了根据本发明优选实施方式1的非易失性半导体的记录介质、介质的记录格式和介质的记录方法。参考图1所示的参考符号，100表示分区管理信息区域，110表示交换区域，120表示分区引导信息区域，130表示文件管理信息区域，而140表示用户数据区域。也被称为主引导记录的分区管理信息区域110包括信息，例如开始位置、记录介质中存在的分区的大小和类型、从分区中读取激活代码的代码等。也被称为分区引导记录的分区引导信息区域120包括分区和激活代码中的各种信息。文件管理信息区域130包括基于文件系统的文件管理信息。例如，如果文件系统是FAT文件系统，将文件分配表存储在该区域中。在用户数据区域140中，记录文件实体和目录信息。

从分区引导信息区域120的开始端至用户数据区域140的终止端的区域与记录介质的第一分区相对应。可以在一个记录介质上设置多个分区，在这种情况下随后的分区在第一分区之后。为了简化解释，下面给出基于设置了一个分区的情况的示例的描述。

为了比较，来描述传统的记录格式。图10示出了根据传统技术的非易失性半导体记录介质的记录格式。参考图10所示的参考数字，500表示分区管理信息区域，520表示分区引导信息区域，530表示文件管理信息区域，而540表示用户数据区域。这些区域与参考图1所述的区域相对应，并且从分区引导信息区域520的开始端至用户数据区域540的终止端的区域与第一分区相对应。然而，在图10所示的传统技术格式中，在分区管理信息区域500的终止端和第一分区的开始端之间未获得交换区域，这是传统技术和本发明的优选实施方式1之间的差异。

参考图11来描述所确保的交换区域的存在所产生的影响。图11示出了传统记录格式和存储块的分配的示例。参考图11所示的参考数字，500表示分区管理信息区域，520表示分区引导信息区域，530表示文件管理信息区域，而540表示用户数据区域，并且这些区域与参考图10所述的区域相同。图11所示的参考数字600、620、630、640-643以及644-64A的每一个都表示存储块，并且这些存储块被称为擦除块或可擦除块，其中物理地擦除每块的数据。在下面的描述中，将各个信息区域分配到一个存储块，然而，实际上根据信息区域的大小，将信息区域分配到多个存储块。

将存储块划分为组。存储块600、620、630和640以及640-643属于组1，存储块644-64A属于组2。尽管未示出，在每一个组中存在预定数目的预备存储块(预备块)。

当更新存储块中的数目时，如背景技术中所述，在预备块或相同组中未保留数据的存储块之间执行交换处理。

将分区管理信息区域500分配到存储块600，将分区引导信息区域520分配到存储块620，将文件管理信息区域530分配到存储块630，并且将用户数据区域540分配到存储块640-64A。

关于按照上述设置的图11的构造，下面来描述其操作。设定将图像文件记录在用户数据区域540中，在记录操作期间周期地将文件管理信息区域530更新到最新的状态，以便为断电的发生做好准备。因此，经常更新文件管理信息区域530中的数据。

在图11中，此时将文件管理信息区域530分配给存储块630。当更新数据时，在存储块630和预备块或存储块630所属的组1中未保留数据的存储块之间执行交换处理。然而，在组1中，存储块600保留了分区管理信息区域500的数据，存储块620保留了分区引导信息区域520的数据。此外，存储块640-643保留了目录信息和图像文件的数据。因此，组1中除了预备块之外所有存储块都保留了数据，因此不能够被用于交换处理。此时，如果假设每一个组具有一个预备块，则在相关存储块和所述一个预备块之间执行交换处理。结果，当经常更新文件管理信息区域530的数据时，仅将数据交替地写入两个存储块，即存储块630和预备块。从而，在这两个存储块中重写操作的次数增加，并因此这些存储块的重写寿命比其它存储块更短。

相反地，在根据优选实施方式1的构造中，在分区管理信息区域100的终止端和第一分区的开始端之间设置了交换区域110。在分区内进行管理的文件系统不能够访问在第一分区的范围之外的交换区域110。因此，在对记录介质进行初始化等时物理地擦除交换区域110中的数据，使得未将数据记录在交换区域110中。结果，交换区域110中的存储块可以保持其中未保留数据的状态。

现在参考图2来描述根据本发明、设置了交换区域110的记录格式的操作。图2示出了根据本发明的记录格式和存储块分配的示例。参考图2所示的参考数字，100表示分区管理信息区域，110表示交换区域，120表示分区引导信息区域，130表示文件管理信息区域，而140表示用户数据区域。这些区域与参考图1所述的区域相同。在图2中，参考数字400、410-412、420、430、440和441-447中的每一个都表示存储块。将存储块划分为组。存储块400、410-412、420、430和440属于组1，存储块441-447属于组2。尽管未示出，在每一个组中存在预定数目的预备存储块(预备块)。将分区管理信息区域100分配到存储块400，将交换区域110分配到存储块410-412，将分区引导信息区域120分配到存储块420，将文件管理信息区域130分配到存储块430，并且将用户数据区域140分配到存储块440-447。

关于按照上述设置的图2的构造，下面来描述其操作。设定将图像文件记录在用户数据区域140中，在记录操作期间将文件管理信息区域130周期地更新为最新状态，以便为断电做好准备。因此，经常更新文件管理信息区域130中的数据。

在图2中，此时将文件管理信息区域130分配到存储块430。当更新数据时，在存储块430和预备块或存储块430所属的组1中未保留数据的存储块之间执行交换处理。在组1中，存储块400保留了分区管理信息区域的数据，存储块420保留了分区引导信息区域的数据。此外，存储块440保留了目录信息和图像文件的数据。但是，存储块410-412用作未保留数据的交换区域，并且可以被用于交换处理。假设每一个组具有一个预备块，则预备块也可以被用于交换处理。结果，当经常更新文件管理信息区域130的数据时，在总共五个存储块中执行数据的交换处理，即存储块430和410-412以及预备块。

在上述图11中的传统示例中，仅使用存储块630和预备块这两个存储块来更新文件管理信息区域的数据。与此相反地，在根据本发明的图2中，有五个存储块可以交替地用于数据更新。设定在一个小时的图像记录中更新文件管理信息区域的数据3,600次，则在使用两个存储块的传统技术中，每一个存储块的重写此时变为3,600次/2个存储块＝1,800次，而在本发明中它变为3,600/5个存储块＝720次。在本发明中，与传统示例相比，可以减少每个存储块的重写次数。

图2示出了一个组中存储块的数目为7、一个组中预备块的数目为1、并且为了简化描述获得3个存储块作为交换区域的示例。然而，半导体存储卡的一个组中的存储块的实际数目可以是几百至几千。因此，可以获得大量的存储块作为交换区域，大大地减少了每一个存储块的重写次数。因此，在包括要经常更新的数据的存储块所属的相同组中获得交换区域，使得与传统示例相比，可以减少每一个存储块的重写次数。结果，可以增加记录介质的重写寿命。

在优选实施方式1中，在分区之外设置了交换区域。更具体地，与传统技术相比，降低第一分区的开始位置，使得在分区管理信息区域(主引导记录)和第一分区的开始位置之间设置空白区域。然后，物理地擦除空白区域中的数据，使得可以作为交换区域来分配空白区域。可以将例如第一分区开始于何处的信息记录在分区管理信息区域中。在优选实施方式1中，因为交换区域在分区的范围之外，所以与管理分区的文件系统的种类无关，可以确保交换区域。因此，与文件系统的类型无关，即使在FAT文件系统、UDF(通用盘格式)文件系统或任意其它文件系统下管理记录介质的情况下，也可以确保交换区域。

在除了优选实施方式1中所述的方法之外、在记录介质中设置至少两个分区的情况下，代替紧接在第一分区的结束位置之后开始第二分区，降低第二分区的开始位置，使得可以按照类似方式在第一分区的结束位置和第二分区的开始位置之间确保交换区域。结果，按照类似方式，关于第二分区，可以增加记录介质的重写寿命。

优选实施方式2

接下来，描述在分区中确保了交换区域的非易失性半导体记录介质、该介质的记录格式和该介质的记录方法。分区内的格式取决于文件系统的类型。下面参考FAT文件系统来描述根据本发明的优选实施方式2。

图3示出了根据优选实施方式2的非易失性半导体记录介质、该介质的记录格式和该介质的记录方法。参考图3所示的参考数字，700表示分区管理信息区域，720表示分区引导信息区域，710表示交换区域，730表示文件管理信息区域，而740表示用户数据区域。这些区域与参考图1所述的区域相同。

接下来，参考图4所示的分配示例来描述怎样将各个区域分配到存储块。图4示出了根据本发明的记录格式和存储块分配的示例。参考图4所示的参考数字，700表示分区管理信息区域，720表示分区引导信息区域，710表示交换区域，730表示文件管理信息区域，而740表示用户数据区域。这些区域与图3所示的区域相同。图4所示的参考数字800、820、810-812、830、840和841-847的每一个都表示存储块。将存储块划分为组。存储块800、820、810-812、830和840属于组1，而存储块841-847属于组2。尽管未示出，在每一个组中存在预定数目的预备存储块(预备块)。将分区管理信息区域700分配到存储块800，将分区引导信息区域720分配到存储块810-812，将文件管理信息区域730分配到存储块830，并且将用户数据区域740分配到存储块840-847。

进一步描述按照上述设置的图4的构造的细节。在FAT文件系统中，可以在分区引导信息区域720中设置保留扇区的数目。保留扇区的数目是示出了在文件分配表(图4所示的文件管理信息区域730)的开始位置之前的区域中确保多少个扇区的值。因为在文件分配表之前的位置中仅存在分区引导信息区域720，所以通常将“1”设置为所述数值，并且扇区的数目通常为“1”。在本发明中，将预定数值设置为保留扇区的数目，从而降低文件分配表的开始位置，并且将通过降低文件分配表的开始位置而产生的区域分配到交换区域710。

在FAT文件系统中，给保留扇区的数目的设置值分配16比特。因此，至多可以获得2的16次方-1＝65,535个扇区作为保留扇区。假设记录介质的一个扇区具有512字节，可确保的大小至多是65,535扇区×512字节＝33,553,920＝近似32MB(兆字节)。在文件分配表之前的区域中存在的信息是分区引导信息区域720。此外，根据FAT文件系统的类型，存在可由文件系统访问的其它信息。然而，这些其它信息仅具有大约几个扇区，并且按照保留扇区的数目所确保的多数区域是不可由FAT文件系统访问的空白区域。因此，当物理地擦除分配给空白区域的存储块中的数据时，因为文件系统不会向其中写入数据，可以使存储块保持其中未保留数据的状态。

在图4中，将存储块810-812分配给获得的交换区域710。在这种情况下，当经常对文件管理信息区域730实施数据更新时，在存储块830和预备块或存储块830所述的组1中未保留任何数据的存储块之间执行交换处理。在组1中，存储块800保留了分区管理信息区域700的数据，存储块820保留了分区引导信息区域720的数据。此外，存储块840保留了目录信息、图像文件的数据等。但是，用作交换区域的存储块810-812未保留任何数据，并且可以被用于交换处理。假设每一个组具有一个预备块，则所述预备块也可以被用于交换处理。结果，当经常更新文件管理信息区域730的数据时，在总共五个存储块中执行交换处理，即存储块830、存储块810-812和一个预备块。上述情况与参考图2的五个存储块被用于交换处理的优选实施方式1所述的情况相同，减少了一个存储块中的重写次数。结果，在根据优选实施方式2的记录格式中，可以增加记录介质的重写寿命。

在记录介质中未设置分区的构造中，不必设置图3和4所示的分区管理信息区域700。在优选实施方式2中，在分区引导信息区域720中设置保留扇区的数目，使得获得交换区域720。因此，无论具有或不具有分区管理信息区域700，可以在优选实施方式2中设置能够获得交换区域710的格式。因此，即使在没有分区管理信息区域700时，优选实施方式2也可以实现与优选实施方式1相似的效果。

在优选实施方式2中，以FAT文件系统为例来给出描述，但是，优选实施方式2可以应用于UDF文件系统。在UDF文件系统中，在图3所示的文件管理信息区域730中存在表示记录介质中每一个扇区的用户状况的空间位图(space bitmap)。认为在图像记录期间要经常更新空间位图，以便能够处理断电。可以任意地设置记录介质上空间位图的开始位置。在UDF中，在图3所示的分区引导信息区域720的一部分中存在被称为主卷(main volume)描述符序列的区域，并且在区域中存在分区描述符。可以在分区描述符中描述空间位图的开始位置。因此，如果其中描述了开始位置使得空间位图可以在比通常要低的位置处开始，则因为降低了图3所示的文件管理信息区域730的位置，所以可以确保交换区域710。结果，因为增加了用于交换处理的存储块的数目，所以可以获得类似的效果。

对于UDF文件系统，还提出了获得未使用区域的一些其它构造。如果将这些构造用于获得未使用区域并且物理地擦除这些区域中的存储块中的数据，则可以获得与上述优选实施方式类似的效果。

除了上述的FAT文件系统和UDF文件系统之外，还存在各种文件系统。然而，以不同的方式在各个文件系统中确保未用于记录的区域，此处省略对所有这些系统的解释。如果如参考FAT文件系统和UDF文件系统所述的，在其它文件系统中，根据相关格式的规则来确保未用于记录的区域并且物理地擦除这些区域中的数据，则也可以获得与本发明类似的效果。

优选实施方式3

接下来，描述在分区中的用户数据区域中获得了交换区域的非易失性半导体记录介质、该介质的记录格式和该介质的记录方法。分区内的格式取决于文件系统的类型。下面参考FAT文件系统来描述本发明的优选实施方式3。

图5示出了根据本发明的非易失性半导体记录介质、该介质的记录格式和该介质的记录方法。参考图5所示的参考数字，900表示分区管理信息区域，920表示分区引导信息区域，930表示文件管理信息区域，而940表示用户数据区域，910表示交换区域。这些区域与参考图1所述的区域相同。在图5中，在用户数据区域940中确保交换区域910。

接下来，参考图6所示的分配示例来描述怎样将各个区域分配到存储块。图6示出了根据本发明的记录格式和存储块分配的示例。参考图6所示的参考数字，900表示分区管理信息区域，920表示分区引导信息区域，930表示文件管理信息区域，而940表示用户数据区域，910表示交换区域。这些区域与参考图5所述的区域相同。此外，在图6中，参考数字A00、A20、A30、A40、A10-A12和A41-A47的每一个都表示存储块。将存储块划分为组。存储块A00、A20、A30、A40、A10-A12属于组1，存储块A41-A47属于组2。尽管未示出，每一个组中存在预定数目的预备存储块(预备块)。将分区管理信息区域900分配到存储块A00，将分区引导信息区域920分配到存储块A20，将文件管理信息区域930分配到存储块A30，将用户数据区域940分配到存储块A40、A10-A12和A41-A47，并且将交换区域910分配到用户数据区域中的存储块A10-A12。

下面详细描述被设置在上述状态的图6的构造。在FAT文件系统中，按照每个簇来管理记录区域。簇是扇区的集合。例如，假设1个簇＝32个扇区，1个扇区＝512字节，则一个簇的大小是1个簇＝32个扇区×512字节＝16KB(千字节)。当将文件或目录信息记录在16K字节的区域中时，则分配了相关的簇。在文件管理信息区域930中设置文件分配表。在表中，记录了用于管理每个簇中用户数据区域940的使用状况的信息。

参考图7A和7B来详细描述文件管理信息区域930的文件分配表。图7A和7B示出了FAT文件系统的文件分配表的一部分。图7A示出了根据传统格式而初始化的文件分配表的示例。文件分配表中的条目表示一个簇的使用状态。如果条目表示为“0000”，则与该条目相对应的簇处于空白状态，而“FFFF”意味着使用了相关的簇，并且在簇中存在文件或目录的终止端。在簇中不存在终止端时，设置存在随后数据的簇的条目号。在图7A中，条目0002是“FFFF”，并且知道由文件或目录使用了相关簇。因为毫无例外地在FAT文件中存在根目录，条目0002通常在根目录的使用状况下，即使在初始化记录介质之后。此外，就FAT文件系统的限制而言，条目0000和0001处于保留状态等。除了上述条目0000-0002之外，根据传统格式而初始化的文件分配表中的所有条目处于空白状态0000。

图7B示出了根据本发明记录格式而初始化的文本分配表的示例。图7A和7B之间的差异在于条目0003-0005的状态为“FFF7”。“FFF7”表示与条目相对应的簇是有缺陷的簇，即由于记录介质缺陷等而不能够正常地写入或读出的簇。在根据本发明的格式中，在初始化时预先在文件分配表中注册预定数目的簇作为有缺陷的簇，即使它们实际上不是有缺陷的簇。当在FAT文件系统中记录文件或目录时，不使用有缺陷的簇，并且在与条目0003-0005相对应的簇中不写入数据。因此，当在初始化时物理地擦除这些簇中的数据时，因为它们处于不包含任何数据的状态，可以将与这些簇相对应的存储块分配为交换区域。

按照上述方法所获得的交换区域是图6所示的交换区域910。在图6中，当对文件管理信息区域930经常实施数据更新时，在存储块A30和预备块或存储块A30所属的组1中未保留任何数据的存储块之间执行交换处理。在组1中，存储块A00保留了分区管理信息区域的数据，存储块A20保留了分区引导信息区域的数据。此外，存储块A40保留了目录信息等。然而，因为存储块A10-A12是交换区域并且未保留任何数据，所以它们可以被用于交换处理。如果每一个组具有一个预备块，则预备块也可以被用于交换处理。结果，当经常更新文件管理信息区域930的数据时，总共五个存储块被用于交换处理，即存储块A30、存储块A10-A12以及一个预备块。上述情况与参考图2的五个存储块被用于交换处理的优选实施方式1中所述的情况相同。从而，可以减少每一个存储块的重写次数。结果，即使在根据优选实施方式3的记录格式中，也可以有效地改进记录介质的重写寿命。

在图7B所示的根据本发明的格式中，为了简化说明，条目0003-0005的总共三个簇是有缺陷的簇，但是，实际上可以将大量簇用作有缺陷的簇。

如果存储块属于与文件分配表相同的组，在使之成为有缺陷的簇的区域中可以获得交换处理的效果。

当代替表示有缺陷的簇的“FFF7”、使用表示保留状态的“FFF0”-“FFF6”或表示已使用状态的“FFF8”-“FFFF”时，因为在相关簇中并不写入数据，可以获得类似的效果。对于文件分配表的条目的比特表示，根据FAT文件系统的类型，可以由12比特的“FF7”或者32比特的“FFFFFFF7”来表示16比特的“FFF7”，其中可以类似地应用本发明。

在FAT文件系统中，将如文件大小等信息记录在用户数据区域中作为目录信息。在图像记录期间不仅以频繁间隔更新文件分配表而且以频繁间隔更新如文件大小等目录信息的情况下，根据本发明的格式在与分配了频繁更新的目录信息的存储块相同的组中确保了交换区域。结果，可以获得类似的效果。

当设置了频繁更新文件大小的目录时，可以分配存储块，使之属于先前所确保的交换区域的组。例如，在图2中，如果在与存储块440相对应的区域中设置了目录信息，因为在相同组中确保了交换区域110，即使频繁地更新目录信息，也可以获得类似效果。

存在多种情况，其中将半导体记录介质中的预备块的数目设置为先前确定的数目，并且不能够根据记录介质的使用而灵活地增加或减少。然而，在根据本发明的记录介质的格式中确保了交换区域，其允许改变预定块的区域大小。更具体地，因为根据格式可以改变用于交换处理的块的数目，所以可以根据不同的应用来使用。例如，在频繁更新数据的应用中，使格式获得较大的交换区域，因此可以改进重写寿命。相反地，在以较低频率更新数据的应用中，使格式获得较小的交换区域，因此可以获得用于记录操作的较大容量。

可以同时使用在优选实施方式1-3中所述的记录格式。已知当使用半导体存储卡时，按照使文件系统中分区的边界以及管理信息和用户数据等的边界处于存储块的边界的方式，可以改进记录速率的性能。因此，除了确保必需的交换区域之外，还可以通过组合优选实施方式1-3，来有效地对每一个信息区域的开始位置执行精细调节，以便使各个信息区域位于存储块的边界。

工业实用性

如上所述，根据本发明的信息记录格式和信息记录介质可以被用于将信息记录在如半导体存储卡等记录介质中，并且尤其适用于在记录介质的特定区域中经常重写数据的情况。

Claims

1.一种将信息记录在非易失性半导体记录介质中的方法，其中

在所述非易失性半导体记录介质中设置分区管理信息区域和分区区域，

将关于所述分区区域的开始位置的信息记录在所述分区管理信息区域中，并且记录在所述分区管理信息区域的终止端和所述分区区域的开始端之间确保了预定区域的值，作为开始位置信息，

在分区管理信息区域的终止端和分区区域的开始端之间所确保的所述预定区域处于物理地擦除了数据的状态，并用作交换区域，以及

当更新包括要经常更新的信息的存储器区域时，使用所述包括要经常更新的信息的存储器区域、预备区域和所述交换区域。

2.根据权利要求1所述的将信息记录在非易失性半导体记录介质中的方法，其中

所述分区区域具有N个子分区区域，N是至少为2的整数，

关于所述分区区域的开始位置的信息包括关于所述N个子分区区域的各个开始位置的信息，并且所述开始位置信息是在第(N-1)个子分区区域的终止端和第N个子分区区域的开始端之间确保了所述预定区域的值。

3.一种根据预定文件系统来将信息记录在非易失性半导体记录介质中的方法，其中

在所述非易失性半导体记录介质中的所述文件系统的记录格式中设置未用于记录的区域，并用作交换区域，

所述交换区域处于物理地擦除了数据的状态，以及

4.根据权利要求3所述的根据预定文件系统来将信息记录在非易失性半导体记录介质中的方法，其中

所述预定文件系统是FAT文件系统，

并且，在所述非易失性半导体记录介质中的所述文件系统的记录格式中设置未用于记录的区域，并用作交换区域的步骤包括：

在所述非易失性半导体记录介质中设置分区引导信息区域和文件分配表区域，

将关于保留扇区的数目的信息记录在所述分区引导信息区域中，以及记录在所述分区引导信息区域的终止端和所述文件分配表区域的开始端之间确保了预定区域的值，作为关于保留扇区的数目的信息，以及

在分区引导信息区域的终止端和文件分配表区域的开始端之间所确保的所述预定区域处于物理地擦除了数据的状态，并用作所述交换区域。

5.根据权利要求3所述的根据预定文件系统来将信息记录在非易失性半导体记录介质中的方法，其中

所述预定文件系统是UDF文件系统，

在所述非易失性半导体记录介质中设置分区描述符信息区域和空间位图区域，

将关于所述空间位图区域的开始位置的信息记录在所述分区描述符信息区域中，以及记录在所述空间位图区域的开始端之前确保了预定区域的值，作为开始位置信息，以及

在空间位图区域的开始端之前所确保的所述预定区域处于物理地擦除了数据的状态，并用作所述交换区域。

6.根据权利要求3所述的根据预定文件系统来将信息记录在非易失性半导体记录介质中的方法，其中

所述预定文件系统是FAT文件系统，

在所述非易失性半导体记录介质中设置包括多个簇的用户数据区域和文件分配表区域，

将关于所述用户数据区域中每一个簇的状态的信息记录在所述文本分配表区域中，并且记录表示特定簇是否是有缺陷的簇、保留的簇或已使用的簇的值，作为状态信息，以及

与所述状态信息的特定簇相对应的用户数据区域的簇的区域处于物理地擦除了数据的状态，并用作所述交换区域。