CN101464837A - 信息记录装置和信息记录方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种信息记录装置和信息记录方法。该信息记录装置包括：表格，以对应的方式显示了第一和第二区域中的物理地址和在所述物理地址处的重写次数，所述第一区域为重写可以导致消耗的记录介质中的写入目的地，所述第二区域为所述记录介质中的非写入目的地；命令单元，基于所述第一表格和所述写入目的地的物理地址命令改变所述第一和第二表格；改变单元，基于所述命令改变所述表格；写入单元，基于所述第一区域中的物理地址将数据写入所述记录介质中。

Description

信息记录装置和信息记录方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2007年12月17日所提交的在先日本专利申请2007-324823并要求其优先权益；其全部内容通过引入纳入这里。

技术领域

本发明涉及到一种信息记录装置和信息记录方法，用于将数据写入重写数据会导致消耗的记录介质中。

背景技术

有这样的记录介质，重写数据会导致其消耗(例如，闪存)。在这种类型的记录介质中，对整个记录介质中的重写次数进行均匀化以便延长该记录介质的寿命。已经公布了一种技术，用来提高对重写次数进行均匀化的处理过程的速度。作为数据传输目的地的删除单元基于将存储器中的删除单元链接起来的控制信息来确定(参见JP-A 08-124393(KOKAI))。

发明内容

由于各所述删除单元在所述控制信息中是相关的，所以需要有复杂的处理过程来确定删除单元，并且不能总是有效率地来确定。考虑到这个问题，本发明的目标是，提供一种信息记录装置和信息记录方法，该装置和方法能够有效率地控制重写次数。

根据本发明的一个方面所述的信息记录装置包括：表格，以对应的方式显示了第一和第二区域中的物理地址和在所述物理地址处的重写次数，所述第一区域是配置为重写会导致消耗的记录介质中的写入目的地，所述第二区域为所述记录介质中的非写入目的地；所述信息记录装置还包括命令单元，配置为基于所述第一表格和所述写入目的地的物理地址来命令改变所述第一和第二表格；改变单元，配置为基于所述命令改变所述表格；以及写入单元，配置为基于所述第一区域中的物理地址将数据写入所述记录介质中。

在信息记录装置中使用的根据本发明的一个方面所述的一种的信息记录方法，其中所述信息记录装置包括表格，所述表格以对应的方式显示了第一和第二区域中的物理地址和在所述物理地址处的重写次数，所述第一区域是配置为重写能够导致消耗的记录介质中的写入目的地，所述第二区域为所述记录介质中的非写入目的地，所述信息记录方法包括：基于所述表格和所述写入目的地的物理地址来命令改变所述表格；基于所述命令改变所述表格；以及基于所述第一区域中的物理地址将数据写入所述记录介质中。

附图说明

图1是一个方框图，显示了根据本发明的第一实施例所述的信息记录和再现系统；

图2是示意图，显示了闪存202的存储区；

图3是示意图，显示了区域管理表的一个例子；

图4是示意图，显示了区域管理表的一个例子；

图5是示意图，显示了地址转换表的一个例子；

图6是一个流程图，显示了信息记录装置的操作过程的一个例子；

图7是示意图，显示了在访问区和非访问区之间的交换；

图8是示意图，显示了对访问区的添加；

图9是示意图，显示了从访问区中删除；

图10是一个方框图，显示了根据本发明的第二实施例所述的信息记录和再现系统。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明的实施例。

(第一实施例)

图1是一个方框图，显示了根据本发明的第一实施例所述的信息记录和再现系统10。信息记录和再现系统10包括主机装置100和信息记录装置200。

信息记录装置200包括硬盘(HD)201、闪存202、SDRAM 203、控制器210、主机接口(I/F)221、硬盘接口(I/F)222、闪存接口(I/F)223以及SDRAM接口(I/F)224。

主机装置100是用于在信息记录装置200上读写信息或从信息记录装置200读信息的装置，其作用类似于个人电脑中的控制单元。主机装置100通过主机接口221将命令发送到控制器210。主机装置100也通过主机接口221从控制器210接收数据。

控制器210通过硬盘接口222、闪存接口223和SDRAM接口224分别向硬盘201、闪存202和SDRAM 203发送数据或从它们那里接收数据。

硬盘201包括磁盘、主轴电动机、磁头和悬臂。磁盘是用于记录信息的记录介质。主轴电动机使磁盘转动。磁头在磁盘上读写数据。悬臂载有磁头，使磁头在磁盘上移动。

闪存202是用于记录数据的记录介质，在向硬盘201记录数据时闪存202可以用作高速缓存。换言之，可以只向闪存202写入数据或者并行向硬盘201和闪存202写入数据。

闪存202是一种非挥发性存储器，能够电擦除数据并再次写入数据，即，进行数据写入。当重写次数增加时，闪存202的元件就会退化。这会导致错误(例如，读干扰和数据保持力)，并使重写的内容被毁掉。换言之，闪存202是一种记录介质，会因重写而被消耗。作为闪存202的性能的保证，可以将重写次数定义为例如约10万次。

基于具有预定字节的单位区域U来管理闪存202的存储区。换言之，按单位区域U来对数据进行集体删除。在格式化闪存202时，相应地确定单位区域U的大小。

图2是一个示意图，显示了闪存202的存储区。闪存202的存储区被分成访问区A1和非访问区A2。访问区A1是可以由外部装置(主机装置100)进行访问的存储区。非访问区A2是外部装置(主机装置100)不能访问的存储区(用于共享(pooling)的存储区)。换言之，访问区A1和非访问区A2分别对应着记录介质上可以写入的第一区域和记录介质上不可写入的第二区域。

在图2中，为了简单起见，将访问区A1和非访问区A2分别显示为整块区域。然而，访问区A1和非访问区A2可以是被分割开设置的。

基于后面要描述的区域管理表T1、T2(访问区管理表T1和非访问区管理表T2)来管理访问区A1和非访问区A2。访问区A1和非访问区A2分别对应着区域管理表T1和T2。

SDRAM 203存储有区域管理表T1、T2以及地址转换表T3。当在硬盘201上进行记录时SDRAM 203也被用作缓冲器。

图3和图4示意地显示了区域管理表T1、T2的例子。区域管理表T1、T2以对应的方式分别显示了访问区A1和非访问区A2的物理地址以及重写的次数。物理地址指示出表示各个访问区A1和非访问区A2的单元区域U的地址(例如，一个单元区域U的第一地址)。重写次数指示出在一个单元区域U中的重新次数。在区域管理表T1、T2中，各组物理地址和重写次数按照重写次数的顺序来排列。换言之，物理地址信息按照重写次数的顺序来排列，使得处理速度(诸如写入数据)得以提高。

区域管理表T1、T2被存储在一种介质(SDRAM 203)中，该介质不同于要进行管理的闪存202。由于区域管理表T1、T2被存储在该介质中，而该介质不会因重写而消耗，所以，管理的安全性就得以保持。

用来记录访问次数的区域管理表T1、T2经常被访问。因此，当区域管理表T1、T2被存储在闪存202中时，重写次数增加，而这会引起错误。为了防止这个问题，要求有规律地改变存储区域管理表T1、T2的位置。根据本实施例，由于区域管理表T1、T2被置于不同的介质(SDRAM 203)中，所以不需要有额外的操作来保护区域管理表T1、T2，因此，操作可以很简单。

图5是一个示意图，显示了地址转换表T3的例子。地址转换表T3以对应的方式显示了逻辑地址和访问区A1的物理地址，并用来将逻辑地址转换为访问区A1的物理地址。换言之，地址转换表T3中的物理地址只是访问区A1的地址，非访问区A2的物理地址不包括在内。当在主机装置100和控制器210之间指定逻辑地址时，与该逻辑地址相对应的物理地址只是访问区A的物理地址。采用这种结构，就可以限制主机装置100对非访问区A2的访问。

在HD201和闪存202所记录的数据中加入错误校正码(errorcorrecting code，ECC)。在闪存和硬盘所记录的数据上进行ECC处理，以便在再现数据时进行错误校正。

控制器210具有命令分析器211、地址转换器212、区域管理器213、地址转换管理器214以及读写单元215。

命令分析器211对主机装置100所发送来的命令进行分析。所述命令提供例如数据写入指令、数据读取指令、数据传输、记录、信息读取指令。命令分析器211用作写探测器，用来探测来自主机装置100的写命令。

地址转换器212使用地址转换表T3将逻辑地址转换为物理地址。

区域管理器213管理区域管理表T1、T2。具体地，区域管理器213具有下述(1)到(5)的功能：

(1)确定单元，基于第一表格和写目标的物理地址确定改变所述第一表格和第二表格；

(2)改变单元，改变所述第一和第二表格；

(3)转移单元，将所述第二表格中的物理地址转移到所述第一表格中；

(4)第二转移单元，将所述第一表格中的物理地址转移到所述第二表格中；

(5)第二更新单元，更新所述第一和第二表格，以与重写次数的顺序一致。

地址转换管理器214管理地址转换表T3。地址转换管理器214用作更新第三表格的更新单元，该第三表格以对应方式显示了逻辑地址和第一表格中的物理地址。

读写单元215在硬盘201、闪存202和SDRAM 203上读写数据。读写单元215用作将数据写入所述记录介质中的写入单元以及将数据写入磁记录介质中的第二写入单元。

(信息记录装置200的操作)

下面将描述信息记录装置200的操作过程。图6是一个流程图，显示了信息记录装置200的操作过程的例子。

(1)探测写命令(步骤S11)

命令分析器211探测从主机装置100发送来的写命令。换言之，主机装置100发送写命令，以命令控制器210写数据，而命令分析器211探测所述命令。

(2)转换地址(步骤S12)

地址转换器212利用地址转换表T3将逻辑地址转换为访问区A1中的物理地址。

(3)判断是否改变访问区A1(步骤S13)

区域管理器213判断是否改变访问区A1。后面将描述其中的细节。

(4)写数据和更新区域管理表T1(步骤S14、S15)

当区域管理器213判断出不需要改变访问区A1时，将数据写入与转换后的物理地址相对应的单元区域U中(步骤S14)。

然后，区域管理器213更新区域管理表T1(步骤S15)。与写入了数据(加入了重写次数)的所述单元区域U的物理地址相对应的重写次数和由物理地址和重写次数构成的项按照重写次数的顺序进行重新排列。换言之，当在单元区域U中进行了重写时，所述单元区域U的物理地址就被移动到区域管理表T1的更靠下的部分(重写次数更大)。在这种情形中，只有区域管理表T1被重写，在闪存202的存储区中在各单元区域U之间并不发生交换。

(5)改变区域管理表T1并更新地址转换表T3(步骤S16、S17)

当区域管理器213判断出需要改变区域管理表T1时，区域管理器213就改变区域管理表T1(步骤S16)。然后，根据需要，对区域管理表T1、T2进行整理，并根据写入次数的顺序重新排列各个项。

根据区域管理表T1的变化，地址转换器管理器214对地址转换表T3进行更新(步骤S17)。执行这个过程，以便使地址转换表T3与区域管理表T1的变化相对应。

下面对区域管理表T1的变化的细节进行描述。给出下述A到C作为区域管理表T1的改变的例子。图7到8为与A到C相对应的示意图。在图7和8中，(A)和(B)分别表示变化之前和之后的区域管理表T1、T2。A.在访问区A1和非访问区A2之间交换单元区域U

作为区域管理表T1的改变的一个例子，可以考虑在访问区A1和非访问区A2之间交换一个或多个单元区域U。

(1)在这种情形中，在步骤S13中，基于转换后的物理地址和区域管理表T1来判断这个交换的必要性。例如，当与转换后的物理地址相对应的单元区域U在访问区A1中具有最大的重写次数，那么就判断为在访问区A1和非访问区A2之间进行交换是有必要的。

(2)在步骤S16中，例如，在区域管理表T1中最靠下的单元区域U1(具有最大的重写次数)被删除并被转移到区域管理表T2中。在区域管理表T2中最靠上的单元区域U2(具有最小的重写次数)被转移到区域管理表T1中。这里，在区域管理表T1、T2之间交换了单元区域U(参见图7)。单元区域U2被分配给访问区A1并变为待写入的新区域。另一方面，单元区域U1被分配给非访问区A2并变为不可写入的区域(存储器的释放)。由于区域管理表T1、T2被重写了，所以在访问区A1和非访问区A2之间交换了单元区域U1、U2。

(3)在步骤S17中，将单元区域U2的物理地址分配在地址转换表T3中，作为单元区域U1的物理地址的替代。

当在闪存202中反复重写数据时，区域管理表T1中的项(物理地址和重写次数构成的组)就被转移到更靠下的部分。当在与区域管理表T1中的最靠下的项相对应的单元区域U1中重写时，单元区域U1就与非访问区A2中具有最少重写次数的单元区域U2进行交换。换言之，单元区域U1被移动到区域管理表T2中。单元区域U2(对应着区域管理表T2中最靠上的项)被转移到访问区A1中。此外，不使用与区域管理表T2中最靠下的项相对应的单元区域U，直到由于随后单元区域U的加入而使它变成区域管理表T2中最靠上的项。

这个处理过程的结果是，在访问区A1和非访问区A2之间轮流使用各个单元区域U，使得重写次数得以均匀化。

此外，只有在与区域管理表T1中最靠下的项相对应的单元区域U中重写时，才在访问区A1和非访问区A2之间交换单元区域U。因此，交换的工作量很小，并且在闪存202中读和写数据的情况中进行这种交换，使得处理速度可以提高。

当闪存202被分成多个存储单元(bank)并且以该存储单元为基础进行交换时，这种交换一般是花时间的。根据本实施例，由于一次交换中的单元区域U很小，所以，可以在闪存202中读写数据的情况中进行这种交换。B.在访问区A1中添加单元区域U

作为区域管理表T1的变化的例子，可以考虑在访问区A1中添加一个或多个单元区域U的情况。例如，非访问区A2中的单元区域U3被添加到访问区A1中(参加图8)。这个过程的执行可以与图6所示的过程没有关系。

例如，这个添加过程可以响应于主机装置100发送来的在访问区A1中进行添加的请求来执行。具体地，作为对主机装置100所发出的写命令的响应，控制器210发出通知，说明访问区A1不够了以及在访问区A1中进行添加是可行的。对于这个通知，主机装置100要求在访问区A1中进行添加。于是，区域管理表T2中最靠上的单元区域U3就被转移到，例如，区域管理表T1中最靠上的位置上。

C.从访问区A1中删除单元区域U

作为区域管理表T1的变化的例子，可以考虑从访问区A1中删除一个或多个单元区域U。例如，去掉访问区A1中的单元区域U4，并将其转移到非访问区A2中(参见图9)。这个过程的执行可以与图6所示的过程没有关系。

例如，主机装置100要求释放访问区A1中的单元区域U4，删除操作是响应于这个要求而执行的。在这种情形中，可以任意设置单元区域U4要转移到的目的地区域。例如，可以将单元区域U4插入到一个存储单元(bank)中，其中该存储单元相对来说在非访问区A2中的同一位置或者同一个存储单元中。当设定了均匀的且有效率的位置时，在区域管理表T2中整理的工作量就会减小。

(第二实施例)

图10是一个方框图，显示了根据本发明的第二实施例所述的信息记录和再现系统20。信息记录和再现系统20具有主机装置100和信息记录装置300。

信息记录装置300具有闪存302、SDRAM 303、控制器310、主机接口(I/F)321、闪存接口(I/F)323和SDRAM接口(I/F)324。换言之，与信息记录装置200不同的是，信息记录装置300没有HD 201和硬盘接口(I/F)222。因此，闪存302不用作高速缓存。此外，SDRAM 303不作为缓冲器。由于信息记录和再现系统20除了上述不同之处外与信息记录和再现系统10基本上相同，所以这里就省略掉详细的描述。

(其它实施例)

本发明的实施例不限于上述实施例，可以对上述实施例进行扩充和修正，扩充和修正了的实施例也包括在本发明的技术范围内。

Claims (19)

1.一种信息记录装置，包括：

表格，该表格以对应的方式显示了第一区域和第二区域中的物理地址和在所述物理地址处的重写次数，所述第一区域是记录介质中的写入目的地，其中重写会导致该记录介质的消耗，所述第二区域为所述记录介质中的非写入目的地；

命令单元，配置为基于所述表格和所述写入目的地的物理地址来命令改变所述表格；

改变单元，配置为基于所述命令改变所述表格；

写入单元，配置为基于所述第一区域中的物理地址将数据写入所述记录介质中。

2.根据权利要求1所述的信息记录装置，

其中，所述表格包括第一表格和第二表格，所述第一表格以对应的方式显示了所述第一区域中的物理地址和在所述物理地址处的重写次数，所述第二表格以对应的方式显示了所述第二区域中的物理地址和在所述物理地址处的重写次数，

所述命令单元基于所述第一表格和所述写入目的地的物理地址来命令改变所述第一表格和第二表格。

3.根据权利要求2所述的信息记录装置，

其中，当所述写入目的地的物理地址处的重写次数为所述第一表格中的最大次数时，所述命令单元命令改变所述第一表格和第二表格。

4.根据权利要求2所述的信息记录装置，

其中，所述改变单元将与所述第一表格中的最大重写次数相对应的物理地址和与所述第二表格中的最小重写次数相对应的物理地址进行交换。

5.根据权利要求2所述的信息记录装置，还包括：

转移单元，配置为将所述第二表格中的物理地址转移到所述第一表格。

6.根据权利要求2所述的信息记录装置，还包括：

第二转移单元，配置为将所述第一表格中的物理地址转移到所述第二表格。

7.根据权利要求2所述的信息记录装置，还包括：

所述表格包括第三表格，所述第三表格以对应的方式显示了逻辑地址和所述第一表格中的物理地址；

地址转换单元，配置为基于所述第三表格将所述逻辑地址转换为所述写入目的地的物理地址；以及

更新单元，配置为基于所述命令更新所述第三表格。

8.根据权利要求2所述的信息记录装置，还包括：

第二更新单元，配置为用来更新所述第一和第二表格，与所述重写次数的顺序一致。

9.根据权利要求2所述的信息记录装置，

其中，所述第一和第二表格被存储在不同于所述记录介质的存储器中。

10.根据权利要求2所述的信息记录装置，还包括：

第二写入单元，配置为用来将数据写入磁记录介质中。

11.一种信息记录装置中的信息记录方法，其中所述信息记录装置包括表格，所述表格以对应的方式显示了第一区域和第二区域中的物理地址和在所述物理地址处的重写次数，所述第一区域为记录介质中的写入目的地，对诉述记录介质重写会导致该记录介质的消耗，所述第二区域为所述记录介质中的非写入目的地，所述信息记录方法包括：

基于所述表格和所述写入目的地的物理地址来命令改变所述表格；

基于所述命令改变所述表格；以及

基于所述第一区域中的物理地址将数据写入所述记录介质。

12.根据权利要求11所述的信息记录方法，

其中，所述表格包括第一表格和第二表格，所述第一表格以对应的方式显示了所述第一区域中的物理地址和在所述物理地址处的重写次数，所述第二表格以对应的方式显示了所述第二区域中的物理地址和在所述物理地址处的重写次数，

所述命令单元基于所述第一表格和所述写入目的地的物理地址来命令改变所述第一表格和第二表格。

13.根据权利要求12所述的信息记录方法，

其中，在所述改变步骤中，与所述第一表格中的最大重写次数相对应的物理地址和与所述第二表格中的最小重写次数相对应的物理地址进行交换。

14.根据权利要求12所述的信息记录方法，还包括：

将所述第二表格中的物理地址转移到所述第一表格中。

15.根据权利要求12所述的信息记录方法，还包括：

将所述第一表格中的物理地址转移到所述第二表格中。

16.根据权利要求12所述的信息记录方法，还包括：

基于第三表格将逻辑地址转换为所述写入目的地的物理地址，其中所述第三表格以对应的方式显示了所述逻辑地址和所述第一表格中的物理地址；以及

基于所述命令更新所述第三表格。

17.根据权利要求12所述的信息记录方法，还包括：

更新所述第一和第二表格，与所述重写次数的顺序一致。

18.根据权利要求12所述的信息记录方法，

其中，所述第一和第二表格被存储在不同于所述记录介质的存储器中。

19.根据权利要求12所述的信息记录方法，还包括：

将数据写入磁记录介质。

Images