CN101266829B - 存储卡、包含存储卡的存储系统及存储卡的操作方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种存储卡设备。存储卡设备包括闪存和控制器。闪存包括存储引导数据的引导区和存储用户数据的用户区。根据外部命令，控制器访问引导区或用户区。引导数据可以存放在集成于电子设备的存储卡中。而且，当主机请求对存储在存储卡中的引导数据/用户数据进行访问时，可在控制器控制下访问引导数据/用户数据。

Description

存储卡、包含存储卡的存储系统及存储卡的操作方法
对相关申请的交叉引用
根据U.S.C.35§119条，本申请要求2007年3月14日提交的韩国专利申请No.10-2007-0025211的优先权，其全部内容参考引入于此。
技术领域
在这里本发明公开涉及存储卡设备，尤其是，涉及存储卡，包括存储卡的存储系统，以及操作存储卡的方法。
背景技术
闪存设备是一种非易失性存储设备，其不需要电力来保持存储芯片中的信息。虽然在个人计算机(PC)中用作主存时，闪存设备比动态随机存取存储器(DRAM)慢，但是与硬盘驱动器(HDD)相比，闪存具有相对快的读取速度并且不易因碰撞而损伤。由于这些特性，闪存被广泛地用作电池操作的设备中的存储设备。闪存的另一个特性是对不利环境实质上不受影响，例如高压和浸入滚水中。
在闪存设备中，数据可被电擦除和电重写。不像电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，闪存设备是相对便宜的。因此，闪存主要用于大容量非易失性固态存储设备。闪存用于诸如数字音乐播放器、数码相机、手机等设备中。另一个用闪存的设备的例子是通用串行总线(USB)驱动器，其广泛用于在计算机之间存储通用数据和传送数据。
最近，包含闪存的安全数字(SD)卡和多媒体卡(MMC)被广泛发行。MMC是相对低价位的数据存储和通信介质。MMC被设计为覆盖大范围的应用，例如智能手机、相机、个人数字助理(PDA)、数字录音机、MP3播放器和寻呼机。MMC特性的例子包括在低价位下的高移动性和高性能。这些特性包括低功耗和在存储卡接口的大量数据处理。
发明内容
本发明的示例性实施例提供了一种在电子设备的存储卡中存储引导数据的方法。
本发明的示例性实施例还提供了一种访问存储引导数据的存储卡的方法。
本发明的示例性实施例提供了包括闪存的存储卡设备，其中闪存具有存储引导数据的引导区，和存储用户数据的用户区和响应从外部输入的命令来访问引导区和用户区两者之一的控制器。
在一些示例性实施例中，用户区包括存储主引导文件的主引导记录区，由主引导文件指定以及存储分区引导信息的分区引导记录区，和由文件引导信息指定的文件分配表区。
在一些示例性实施例中，引导区的逻辑地址与部分用户区的逻辑地址相同。
在一些示例性实施例中，引导区的初始逻辑地址与主引导记录区的初始逻辑地址相同。
在一些示例性实施例中，当从外部输入的命令是用于访问引导区的命令时，控制器产生用于访问引导区的逻辑地址。
在一些示例性实施例中，当从外部输入的命令是用于访问用户区的命令时，控制器产生用于访问用户区的逻辑地址。
在一些示例性实施例中，存储卡可以是内置存储卡。
在本发明的一些示例性实施例中，存储卡系统包括主机和通过主机访问的存储卡。存储卡包括闪存，闪存中包括存储引导数据的引导区，和存储用户数据的用户区；以及响应从主机输入的命令以访问引导区或者用户区的控制器。
在一些示例性实施例中，用户区包括存储主引导文件的主引导记录区，由主引导文件指定以及存储分区引导信息的分区引导记录区，和由文件引导信息指定的文件分配表区。
在一些示例性实施例中，当从外部输入的命令是访问引导区的命令时，控制器产生访问引导区的逻辑地址。
在一些示例性实施例中，当从外部输入的命令是访问用户区的命令时，控制器产生访问用户区的逻辑地址。
本发明的一些示例性实施例涉及控制主机以访问包含闪存的存储卡的方法，其中闪存包括存储引导数据的引导区，和存储用户数据的用户区。所述方法包括设置存储卡为传送状态，设置存储卡为引导模式，以及将引导区中写入的写命令、数据和地址传送到存储卡。
在一些示例性实施例中，所述方法进一步包括，传送完写命令后，设置存储卡为标准模式。
在一些示例性实施例中，所述方法进一步包括将访问引导区的读命令和读地址传送到存储卡。
本发明的一些示例性实施例涉及响应从主初输入的命令以操作存储卡操作的方法。存储卡包括闪存，闪存中包括存储引导数据的引导区和存储用户数据的用户区。所述方法包括从主机接收访问命令和地址，并且当所述访问命令是访问所述引导区的命令时，提供对引导区的访问。
在一些示例性实施例中，提供对引导区的访问包括，当访问命令是用于访问引导区和执行对引导区的访问的命令时，将地址转变成引导区的逻辑地址。
在一些示例性实施例中，所述方法进一步包括，当访问命令是用于访问用户区和提供对所述用户区的访问的命令时，将所述地址转变成所述用户区的逻辑地址。
在一些示例性实施例中，访问命令包括对闪存的写命令或读命令。
在一些示例性实施例中，访问命令包括访问引导区的引导模式设置命令、写命令、或读命令。
在一些示例性实施例中，访问命令包括访问用户区的标准模式设置命令、对闪存的写命令或读命令。
附图说明
附图对本发明的示例性实施例提供了进一步理解，而且并入和组成本说明的一部分。图中：
图1是根据本发明一示例性实施例的存储系统的结构图；
图2是图示根据本发明一示例性实施例的闪存结构的示意图；
图3是图示当主机访问闪存时存储器控制器操作模式的概念图；
图4是图示根据本发明一示例性实施例的允许主机写引导代码到闪存引导区的控制序列的流程图；
图5是图示根据本发明一示例性实施例的允许主机读取存储在闪存引导区的引导代码的控制序列的流程图；和
图6是图示根据本发明一示例性实施例的图1中所示的存储器控制器操作序列的流程图。
具体实施方式
在下文中，本发明的示例性实施例将参考附图进行详细描述。然而，本发明会以不同形式体现，而不应受限于这里描述的实施例。
图1是根据本发明一示例性实施例的存储系统的结构图。参看图1，存储设备包括存储器控制器200和闪存300。闪存300在存储器控制器200的控制下运行。闪存300可以是非易失性设备，诸如NAND闪存设备、NOR闪存设备、相变随机存取存储器设备和/或磁性随机存取存储器设备。
存储器控制器200根据主机100的请求来控制闪存300。存储器控制器200包括主机接口210、存储器接口220、控制器230和纠错码(ECC)控制器240。主机接口210提供与主机100的接口，并且存储器接口220提供与闪存300的接口。控制器230可以是控制存储器控制器200总体操作的处理器。主机100和存储器控制器200被配置为通过各种通信接口(诸如外设部件互连(PCI)和/或USB)而进行互相通信。而且，在包括存储器控制器200和闪存300的存储器设备被嵌入主机100的情况下，存储器控制器200可以与主机100直接连接。
存储器控制器200和闪存300被配置为通过众所周知的NAND/NOR接口而进行相互通信。包括存储器控制器200和闪存300的存储器系统可以是存储卡(诸如闪存卡、智能卡、SD卡或MMC)。
ECC控制器240被配置为存储在闪存300中的数据生成ECC数据。ECC数据用于检测和/或纠正错误。ECC控制器240检测和纠正从闪存300中读出的数据的错误。
本发明示例性实施例中的闪存300包括存储引导数据的引导区，和存储用户数据的用户区。本发明示例性实施例中的控制器230根据从主机100输入的命令来访问引导区或用户区。
图2是示出根据本发明一示例性实施例的闪存结构的示意图。
参考图2，闪存300包括引导区310和用户区。用户区包括主引导记录(MBR)区320、分区引导记录(PBR)区321、文件分配表(FAT)区322和数据区323。
如本领域技术人员所知道的，主引导文件位于硬盘驱动器(HDD)的第零扇区。同样地，在闪存300中存储的主引导文件存储于以闪存300的0x0000为起始的逻辑地址中。MBR区320内的主引导文件指定PBR区321的初始逻辑地址。PBR区321内的分区引导数据指定FAT区322的初始逻辑地址。不包括MBR区320、PBR区321和FAT区322的数据区323用于指定用户数据。
根据本发明示例性实施例，闪存300包括用于指定引导代码的引导区310和用户区。闪存300的引导区310可以由来自主机100的引导文件请求命令或预定访问命令访问。在这个示例性实施例中，闪存320中引导区310的初始逻辑地址是0x00000，其与MBR区320的初始逻辑地址相同。然而，引导区310和MBR区320实际上存储在闪存300中的物理地址是相互不同的。在一示例性实施例中，引导区310的初始逻辑地址可以被指定为具有一特定逻辑地址，而不是0x00000。
图3是示出当主机100访问闪存300时存储器控制器200操作模式的概念图。当通电而且主机100请求来自存储器控制器200的引导代码时，存储器控制器200的操作模式设定为引导模式。响应主机100的引导代码，存储器控制器200读取存储在闪存300的引导区310中的引导代码图像，并将引导代码图像传送到主机100。
主机100的引导操作执行完成后，将初始化闪存300的命令CMD0传送到存储器控制器200，并将存储器控制器200的操作模式设置为标准模式。
在标准模式中，响应从主机100输入的读/写命令，存储器控制器200访问闪存300的用户区。
在主机100需要访问闪存300的引导区310的情况下，主机100将模式改变命令CMD6传送到存储器控制器200。当接收到模式改变命令CMD6时，存储器控制器200将操作模式变为引导模式，然后响应从主机100输入的读/写命令访问引导区310。
在主机100想要停止对闪存300的引导区310的访问的情况下，主机100传送模式改变命令CMD6到存储器控制器200。响应模式改变命令CMD6，存储器控制器200将操作模式变为标准模式，然后响应从主机100输入的读/写命令访问闪存300的用户区。
可以根据上述方案来访问存储在闪存300的引导代码。
图4是示出根据本发明一示例性实施例的允许主机100写引导代码到闪存300的引导区310上的控制序列的流程图。
参考图4，主机100传送设置存储卡为传送状态的命令(步骤410)。响应主机100的命令，存储器控制器200从备用状态转变为传送状态。
主机100传送设定存储器控制器200为引导模式的命令(步骤420)。用于设定引导模式的命令的例子包括引导代码请求命令和模式改变命令CMD6，例如，图3所示。响应来自主机100的命令，存储器控制器200设置为引导模式。
主机100将关于写到引导区310上的引导代码的块长和块的数目的信息传送到存储器控制器200(步骤430)。
主机100将写命令、引导代码和地址传送到存储器控制器200，以在引导区310中写入引导代码(步骤440)。响应关于从主机100接收的引导代码的块长、块的数目、写命令引导代码和地址的信息，存储器控制器200在闪存300的引导区310中写入引导代码。
当存储器控制器200在闪存300的引导区310中完成写引导代码时，主机100将用于设置存储器控制器200的操作模式为标准模式的命令传送到存储器控制器200(步骤450)。通过上述过程，主机100可在闪存300的引导区310中写引导代码。
图5是示出根据本发明一示例性实施例的用于允许主机100读取存储在闪存300的引导区310的引导代码的控制序列的流程图。
参考图5，主机100传送设置存储卡为传送状态的命令(步骤510)。响应主机100的命令，存储器控制器200从备用状态转变为传送状态。
主机100传送设定存储器控制器200为引导模式的命令(步骤520)。设定引导模式命令的例子包括图3中所示的引导代码请求命令和模式改变命令CMD6。响应来自主机100的命令，将存储器控制器200设定为引导模式。
主机100将关于从引导区310中读出的引导代码的块长和块的数目的信息传送到存储器控制器200(步骤530)。
主机100将读命令、引导代码和地址传送到存储器控制器200以从引导区310中读取引导代码(步骤540)。响应关于从主机100中接收的引导代码的块长、块的数目、读命令和地址的信息，存储器控制器200从闪存300的引导区310中读取引导代码。
当存储器控制器200完成从闪存引导区310中读取引导代码时，主机100将用于设定存储器控制器200的操作模式为标准模式的命令传送到存储器控制器200(步骤550)。通过上述过程，主机100可从闪存300的引导区310中读取引导代码。
允许主机100从闪存300的引导区310中读取引导代码的方法，并不局限于图5中所示的方法。例如，响应如图3所示的主机100的引导代码请求，引导区310的全部引导代码可被传送到主机100。
图6是图示根据本发明一示例性实施例中的图1中所示的存储器控制器200操作序列的流程图。
参考图6，存储器控制器200从主机100接收读/写命令(步骤610)。当存储器控制器200的操作模式被设定为标准模式时(是，步骤620)，存储器控制器200将同读/写命令一起输入的地址转变为用户区的逻辑地址(步骤630)。当存储器控制器200的操作模式被设置为引导模式(否，步骤620)，存储器控制器200将与读/写命令一起输入的地址转变为引导区310的逻辑地址(步骤640)。
响应从主机100输入的读/写命令，存储器控制器200写/读数据到/从由转变的逻辑地址指定的闪存300的位置(步骤650)。
根据图6所示的方法，在标准模式下，响应从主机100输入的读/写命令，存储器控制器200可写/读数据到/从闪存300的用户区。而且，在引导模式下，响应从主机100输入的读/写命令，存储器控制器200可读/写数据到/从闪存300的引导区。
根据本发明的示例性实施例，引导数据存储在电子设备的存储卡中。而且，当主机请求对存储在存储器卡中的引导数据/用户数据进行访问时，要在存储器控制器控制下对引导数据/用户数据进行访问。因此，可以利用内置存储卡引导电子设备。
本发明的保护范围不局限于上述示例性实施例。

Claims (17)

1.一种存储卡设备，包括：
包括存储主机的引导数据的引导区和存储用户数据的用户区的闪存；以及
控制器，响应于来自主机的引导文件请求命令访问引导区并且在引导模式期间将所述引导数据发送给主机，以及响应于主机发布的操作命令访问用户区并且在标准模式期间将所述用户数据发送给主机，
其中用户区包括：
存储主引导文件的主引导记录区；
由所述主引导文件指定并存储分区引导信息的分区引导记录区；以及
由所述引导数据指定的文件分配表区，
其中引导区的逻辑地址与用户区的一部分的初始逻辑地址相同。
2.如权利要求1所述的存储卡设备，其中所述引导区的初始逻辑地址与所述主引导记录区的初始逻辑地址相同。
3.如权利要求1所述的存储卡设备，其中当从主机接收到引导文件请求命令时，所述控制器将从主机接收到的地址转变成访问所述引导区的逻辑地址。
4.如权利要求1所述的存储卡设备，其中当所述主机发布的操作命令是访问所述用户区的命令时，所述控制器将从主机接收到的地址转变成访问用户区的逻辑地址。
5.如权利要求1所述的存储卡设备，其中所述存储卡设备被集成到电子设备中。
6.一种存储卡系统，包括：
主机；和
由主机访问的存储卡，所述存储卡包括：
包括存储主机的引导数据的引导区和存储用户数据的用户区的闪存；以及
控制器，响应于来自主机的引导文件请求命令访问引导区并且在引导模式期间将所述引导数据发送给主机，以及主机发布的操作命令访问用户区并且在标准模式期间将所述用户数据发送给主机，
其中用户区包括：
存储主引导文件的主引导记录区；
由主引导文件指定并存储分区引导信息的分区引导记录区；以及
由所述引导数据指定的文件分配表区，
其中引导区的逻辑地址与用户区的一部分的初始逻辑地址相同。
7.如权利要求6所述的存储卡系统，其中当从所述主机接收到引导文件请求命令时，所述控制器将从主机接收到的地址转变成访问引导区的逻辑地址。
8.如权利要求6所述的存储卡系统，其中当所述主机发布的操作命令是访问所述用户区的命令时，所述控制器将从主机接收到的地址转变成访问所述用户区的逻辑地址。
9.一种控制主机访问包含闪存的存储卡的方法，所述闪存包括存储引导数据的引导区和存储用户数据的用户区，所述方法包括：
设置所述存储卡为传送状态；
设置所述存储卡为引导模式；以及
向所述存储卡传送写命令、数据和待写入的所述引导区的地址，
其中用户区包括：
存储主引导文件的主引导记录区；
由所述主引导文件指定并存储分区引导信息的分区引导记录区；以及
由所述引导数据指定的文件分配表区，
其中引导区的逻辑地址与用户区的一部分的初始逻辑地址相同。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括，在写命令传送完成后，设置存储卡为标准模式。
11.如权利要求9所述的方法，进一步包括使用已发送的读命令和读地址，将用于对引导区的访问的读命令和读地址传送到所述存储卡。
12.一种响应从主机接收的命令操作存储卡操作的方法，所述存储卡包括闪存，所述闪存包括存储主机的引导数据的引导区和存储用户数据的用户区，所述方法包括：
在引导模式期间从主机接收访问命令和地址；和
当所述访问命令是访问所述引导区的命令时，授权对所述引导区的访问，
其中用户区包括：
存储主引导文件的主引导记录区；
由所述主引导文件指定并存储分区引导信息的分区引导记录区；以及
由所述引导数据指定的文件分配表区，
其中引导区的逻辑地址与用户区的一部分的初始逻辑地址相同。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述授权对所述引导区的访问包括：
当所述访问命令是访问所述引导区的命令时，将所述地址转变成所述引导区的初始逻辑地址；和
授权对所述引导区的访问。
14.如权利要求13所述的方法，进一步包括：
当所述访问命令是访问所述用户区的命令时，将所述地址转变成所述用户区的初始逻辑地址；和
提供对所述用户区的访问。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述访问命令包括对所述闪存的写命令或读命令两者之一。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述访问命令包括用于访问所述引导区的引导模式设置命令、所述写命令或所述读命令其中之一。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述访问命令包括用于访问所述用户区的标准模式设置命令、对所述闪存的写命令或读命令其中之一。
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