CN101494086A - 快闪存储器储存装置、快闪存储器控制器及其切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种快闪存储器储存装置，此快闪存储器储存装置包括多层存储单元NAND快闪存储器、快闪存储器控制器与主机传输总线。多层存储单元NAND快闪存储器具有多个区块以储存资料，其中每一区块包括上页与下页，并且下页的写入速度快于上页。快闪存储器控制器是电性连接至多层存储单元NAND快闪存储器，并且用以控制快闪存储器储存装置的运作与执行储存模式切换方法。主机传输总线是电性连接快闪存储器控制器并且用以与主机通讯。根据本发明所提出的快闪存储器储存装置能够提供多种储存模式以满足使用者对不同资料的储存需求。

Description

快闪存储器储存装置、快闪存储器控制器及其切换方法

技术领域

本发明是有关于一种储存装置，且特别是有关于一种具多种储存模式的储存装置、快闪存储器控制器及其切换方法。

背景技术

数码相机、手机相机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对储存媒体的需求也急速增加，由于快闪存储器(Flash Memory)具有资料非易失性、省电、体积小与无机械结构等的特性，适合可携式应用，最适合使用于这类可携式由电池供电的产品上。除了可携式产品内建存储器需要之外，对于小型存储卡与随身碟等外接式产品来说，每个人可能同时拥有多个随身碟与小型存储卡，所以市场规模较那些设备更大。因此，近年快闪存储器产业成为电子产业中相当热门的一环。

一般来说，随身碟会利用一颗控制IC搭配快闪存储器，并且透过资料传输接口与个人电脑做传输，一般广泛使用的资料传输接口例如为通用串行总线(Universal Serial Bus，USB。由于USB传输接口的特性使得随身碟有随插即用及热插拔的功能，并且在目前个人电脑几乎都有USB接口下，更大幅的增加了随身碟应用面的价值。当使用者需要透过随身碟存取资料时，其不需要像更动个人电脑硬件配置一样重新开机。也就是说，当随身碟USB接头插上主机时，主机的操作系统会即时配置一个槽来做为存取随身碟的空间，由此直接可进行资料的存取。从使用者的观点来说，随身碟提供相当的便利性。此外，随身碟的结构相当轻薄短小，但可储存的容量又相当大，并且可重复读写，因此已成为现在主流的储存媒体。

随身碟中的快闪存储器依其存储单元可分为单层存储单元(Single LevelCell，SLC)NAND快闪存储器与多层存储单元(Multi Level Cell，MLC)NAND快闪存储器。由于MLC NAND快闪存储器物理特性的关系，部分的页(page)上的电荷较不稳定，并且可能会影响到邻近的页，因此造成MLC NAND快闪存储器虽容量较大，但储存可靠度较差的状况。相对的，SLC NAND快闪存储器的速度与耐用性皆较MLC NAND快闪存储器佳，但在相同的晶片大小下其储存容量较小。因此，使用者可能会针对不同资料性质的储存需求，选择不同种类的随身碟。例如，当储存较为重要的资料时，则使用者可能会考量随身碟的储存可靠度，而当储存较为不重要的资料且资料档案大时，则使用者可能会考量在牺牲一些可靠度下使用大容量的存储器。然而，对于此类使用者的需求，必须携带与使用不同种快闪存储器的多个随身碟是相当不便的。

因此，有其需要发展能够提供多种储存模式的快闪存储器储存装置。

发明内容

本发明提供一种快闪存储器储存装置，其能够提供多种储存模式以满足使用者对不同资料的储存需求。

本发明提供一种快闪存储器控制器，其能够对多层存储单元(Multi LevelCell，MLC)NAND快闪存储器执行多种储存模式，以满足使用者对不同资料的储存需求。

本发明提供一种储存模式切换方法，其能够对MLC NAND快闪存储器执行多种储存模式，以满足使用者对不同资料的储存需求。

本发明提出一种快闪存储器储存装置，此快闪存储器储存装置包括至少一个MLC NAND快闪存储器、快闪存储器控制器与主机传输总线。MLC NAND快闪存储器具有多个区块以储存资料，其中每一区块包括上页(upper pages)与下页(lower pages)并且下页的写入速度快于上页。快闪存储器控制器是电性连接至MLC NAND快闪存储器，并且用以控制快闪存储器储存装置的运作与执行储存模式切换功能。主机传输总线是电性连接快闪存储器控制器并且用以与主机通讯。

在本发明的快闪存储器储存装置中，上述的快闪存储器控制器执行储存模式切换功能将快闪存储器储存装置的储存方式切换为效能模式或空间模式。

在本发明的快闪存储器储存装置中，上述的快闪存储器控制器还包括执行储存模式切换功能将该快闪存储器储存装置的储存方式切换为一混合模式。

在本发明的快闪存储器储存装置中，上述的快闪存储器控制器执行储存模式切换功能是根据主机的应用程序所传送的指令来执行。

在本发明的快闪存储器储存装置中，上述的快闪存储器储存装置还包括选择开关用以由使用者选择欲使用的储存方式。

在本发明的快闪存储器储存装置中，上述的上页包括具有不同写入速度的多个页。

在本发明的快闪存储器储存装置中，上述的主机传输总线为通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口、IEEE 1394接口、SATA接口、PCI Express接口、记忆棒(Memory Stick，MS)接口、多媒体卡(Multi Media Card，MMC)接口、安全数字(Secure Digital，SD)接口、精巧快闪(Compact Flash，CF)接口、串行SCSI(Serial Attached SCSI，SAS)接口或整合驱动电子(IntegratedDrive Electronics，IDE)接口。

在本发明的快闪存储器储存装置中，当上述的储存方式为混合模式时，则区块可分为第一分割区与第二分割区，其中快闪存储器控制器在第一分割区中仅使用区块的下页来储存资料并且在第二分割区中使用区块的上页与下页来储存资料。

在本发明的快闪存储器储存装置中，当上述的当储存方式为效能模式时快闪存储器控制器仅使用区块的下页来储存资料。

在本发明的快闪存储器储存装置中，当上述的储存方式为空间模式时快闪存储器控制器同时使用区块的上页与下页来储存资料。

本发明提出一种快闪存储器控制器，其适用于快闪存储器储存装置，其中快闪存储器储存装置的快闪存储器为多层存储单元(Multi Level Cell，MLC)NAND快闪存储器，快闪存储器的每一区块包括上页(upper pages)与下页(lowerpages)并且下页的写入速度快于上页，此快闪存储器控制器包括微处理单元、快闪存储器接口、缓冲存储器与存储器管理模组。微处理单元是用以控制此快闪存储器控制器的整体运作。快闪存储器接口是电性连接至微处理单元并且用以存取快闪存储器。缓冲存储器是电性连接至微处理单元并且用以暂时地储存资料。存储器管理模组是电性连接至微处理单元并且用以管理快闪存储器，其中存储器管理模组执行储存模式切换功能。

在本发明的快闪存储器控制器中，上述的其中存储器管理模组执行储存模式切换功能将快闪存储器储存装置的储存方式切换为效能模式或空间模式。

在本发明的快闪存储器控制器中，上述的存储器管理模组更包括执行储存模式切换功能将快闪存储器储存装置的储存方式切换为混合模式。

在本发明的快闪存储器控制器中，上述的存储器管理模组执行储存模式切换功能是根据主机的应用程序所传送的指令来执行。

在本发明的快闪存储器控制器中，上述的快闪存储器控制器更包括选择开关电路用以侦测使用者欲使用的储存方式。

在本发明的快闪存储器控制器中，上述的上页包括具有不同写入速度的多个页。

在本发明的快闪存储器控制器中，当上述的储存方式为混合模式时，则区块可分为第一分割区与第二分割区，其中存储器管理模组在第一分割区中仅使用区块的下页来储存资料并且在第二分割区中使用区块的上页与下页来储存资料。

在本发明的快闪存储器控制器中，当上述的当储存方式为效能模式时存储器管理模组仅使用区块的下页来储存资料。

在本发明的快闪存储器控制器中，当上述的储存方式为空间模式时存储器管理模组同时使用区块的上页与下页来储存资料。

在本发明的快闪存储器控制器中，上述的快闪存储器储存装置为USB随身碟、快闪存储卡或固态硬盘。

本发明提出一种储存模式切换方法，适用于快闪存储器储存装置，其中快闪存储器储存装置的快闪存储器为多层存储单元(Multi Level Cell，MLC)NAND快闪存储器，快闪存储器的多个区块分别包括上页(upper pages)与下页(lower pages)并且下页的写入速度快于上页，此储存模式切换方法包括：切换快闪存储器储存装置的储存方式为空间模式，其中在快闪存储器中使用区块的上页与下页来储存资料；以及切换快闪存储器储存装置的储存方式为效能模式，其中在快闪存储器中仅使用区块的下页来储存资料。

在本发明的一实施例中，上述的储存模式切换方法还包括：切换快闪存储器储存装置的储存方式为混合模式，其中在快闪存储器的部分区块中仅使用下页来储存资料，并且在快闪存储器的其他区块中使用上页与下页来储存资料。

在本发明的一实施例中，上述的储存模式切换方法还包括：当储存方式切换为混合模式时，将快闪存储器的区块分为第一分割区与第二分割区，其中在第一分割区中仅使用区块的下页来储存资料并且在第二分割区中使用区块的上页与下页来储存资料。

在本发明的一实施例中，上述的储存模式切换方法还包括：在切换快闪存储器储存装置的储存方式时将快闪存储器储存装置中的现存资料暂时地储存至主机的储存媒体中，并且在切换完成之后将现存资料回存至快闪存储器储存装置。

在本发明的一实施例中，上述的储存模式切换方法还包括：在切换快闪存储器储存装置的储存方式时将目前切换区块中的现存资料暂时地储存在快闪存储器中未使用的区块中，以及在切换完成的后将现存资料回存至已切换的区块中并且更新快闪存储器储存装置的档案系统信息。

在本发明的储存模式切换方法中，上述的切换快闪存储器储存装置的储存方式是根据主机的应用程序所传送的指令来执行。

在本发明的储存模式切换方法中，上述的上页包括具有不同写入速度的多个页。

在本发明的储存模式切换方法中，上述的储存模式切换方法还包括建立一页查询表，其用以记录下页的实体地址。

本发明提出一种快闪存储器储存装置，此快闪存储器储存装置包括至少一个MLC NAND快闪存储器、快闪存储器控制器与主机传输总线。MLC NAND快闪存储器具有多个区块以储存资料，其中每一区块包括上页(upper pages)与下页(lower pages)并且下页的写入速度快于上页。快闪存储器控制器是电性连接至MLC NAND快闪存储器，并且用以控制快闪存储器储存装置仅使用至少一区块中的上页来储存资料。主机传输总线是电性连接快闪存储器控制器并且用以与主机通讯。

在本发明的快闪存储器储存装置中，上述的上页包括具有不同写入速度的多个页。

本发明所提出的快闪存储器储存装置、其快闪存储器控制器及其运作方法，可具有多种储存模式切换功能，因此能够提供多种储存模式以满足使用者对不同资料的储存需求。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是依照本发明第一实施例绘示一种具多种储存模式的储存装置的方块图。

图2是绘示MLC NAND快闪存储器程序的示意图。

图3是根据本发明实施例绘示仅使用下页的示意图。

图4是根据本发明第一实施例绘示储存模式切换方法的流程图。

图5是MLC NAND快闪存储器中页的实体地址的范例图。

图6是根据本发明另一实施例绘示快闪存储器控制器的详细方块图。

图7是绘示本发明实施例的快闪储存装置的范例示意图。

图8是根据本发明第二实施例绘示储存模式切换方法的流程图。

图9是根据本发明第三实施例绘示储存模式切换方法的流程图。

图10是根据本发明第四实施例绘示储存模式切换方法的流程图。

主要元件符号说明：

100：储存装置

120：主机传输总线

140：MLC NAND存储器

140-0、140-1、140-2、140-N：区块

160、160’：快闪存储器控制器

160a：快闪存储器接口

160b：缓冲存储器

160c：微处理单元

160d：存储器管理模组

160e：主机传输接口

160f：程序存储器

160g：错误校正模组

160h：电源管理模组

S401、S403、S405、S407：储存模式切换方法的步骤

702：USB快闪盘

704：数码相机

704a：SD卡

704b：MMC卡

704c：CF卡

704d：记忆棒

706：固态硬盘

S801、S803、S805、S807、S809：储存模式切换方法的步骤

S901、S903、S905、S907、S909、S911、S911’、S913、S915、S1017：储存模式切换方法的步骤

具体实施方式

根据本发明的快闪存储器储存系统包括多层存储单元(Multi Level Cell，MLC)NAND快闪存储器、快闪存储器控制器以及主机传输总线。其中快闪存储器控制器可执行储存模式切换功能以选择在MLC NAND快闪存储器的区块的上页(upper pages)或下页(lower pages)或其组合的多种模式下储存资料，由此满足使用者对不同资料的储存需求。以下将以数个范例配合附图详细说明本发明。

第一实施例

图1是依照本发明第一实施例绘示一种具多种储存模式的储存装置的方块图。

请参照图1，快闪存储器储存装置100包括一主机传输总线120、一多层存储单元(Multi Level Cell，MLC)NAND快闪存储器140与一快闪存储器控制器160。

主机传输总线120是电性连接于快闪存储器控制器160，并且用以与一主机200通讯。换言之，主机200可通过主机传输总线120来存取快闪存储器储存装置100。更详细来说，主机200可经由主机传输总线120将资料储存于快闪存储器储存装置100中，或者经由主机传输总线120从快闪存储器储存装置100中读取存于快闪存储器储存装置100中的资料。在本发明实施例中主机传输总线120的规格为一USB接口。但必须了解是本发明不限于此，在本发明另一实施例中主机传输总线120可以是一IEEE 1394接口、一SATA接口、一PCIExpress接口、一MS接口、一SAS接口、一MMC接口、一SD接口、一CF接口、一IDE接口或其他适合的资料传输接口。主机200可以是电脑、数码相机、摄影机、通信装置、音频播放器或视频播放器等系统。一般而言，主机100可实质地为可储存资料的任意系统。

MLC NAMD快闪存储器140是用以储存资料。MLC NAMD快闪存储器140通常实质上分割为多个实体区块(physical block)140-0至140-N，为方便说明以下将实体区块简称为区块。一般而言，在快闪存储器中区块为抹除的最小单位。亦即，每一区块含有最小数目的一并被抹除的存储单元。每一区块通常会分割为数个页(page)。页通常为程序(program)的最小单元，但要特别说明的是于有些不同的快闪存储器设计，最小的程序单位也可为一个扇区(sector)大小，即一页中有多个扇区并以一扇区为程序的最小单元。换言之，页为写入资料或读取资料的最小单元。每一页通常包括使用者资料区D与冗余区R。使用者资料区用以储存使用者的资料，而冗余区用以储存系统的资料(例如，上述的ECC code)。

为对应于磁盘驱动器的扇区(sector)大小，一般而言，使用者资料区D通常为512位元组，而冗余区R通常为16位元组。也就是，一页为一个扇区。然而，也可以多个扇区形成一页，例如一页包括4个扇区。一般而言，区块可由任意数目的页所组成，例如64页、128页、256页等。区块140-0至140-N通常会被分组为数个区域(zone)，以区域来管理存储器某种程度上是彼此独立地操作以增加操作执行的平行程度且简化管理的复杂度。

MLC NAND快闪存储器的区块的程序可分为多阶段。例如，以4层存储单元为例，区块的程序可分为2阶段。如图2所示，第一阶段是下页(lower page)的写入部分，其物理特性类似于单层存储单元(Single Level Cell，SLC)NAND快闪存储器，在完成第一阶段之后才程序上页(upper page)。在其程序的过程中下页的写入速度会快于上页。特别是，上页与下页具有耦合关系。也就是说，在程序上页时，若发生异常，可能造成下页的不稳定(即资料可能遗失)。这也是MLC NAND快闪存储器的可靠度低于SLC NAND快闪存储器的原因。类似地，在8层存储单元或16层存储单元的案例中，存储单元包括更多个页并且会以更多阶段来写入，即一个区块中会有二种或二种以上不同写入速度的页，例如可以区分为上页、中页、下页等三种不同写入速度页的类别。在此，将写入速度最快的页面称为下页，其他写入速度较慢的页面统称为上页。例如，上页包括具有不同写入速度的多个页的类别(二种或二种以上)。以另外一种方式来描述，4层存储单元中的下页与上页如以写入的速度来区分也可分别称速度较快的下页为快速页(fast pages)，速度较慢的上页为慢速页(slow pages)。此外，在不同的NAND快闪存储器设计中也可以区分为快速页、中速页(middlepages)及慢速页三种不同写入速度的页面。即MLC快闪存储器中一区块内会有不同写入速度的页，且此些页可以依写入速度分类为二种、三种或三种以上，其会依据不同的硬件设计而有所差异。

快闪存储器控制器160用以控制快闪存储器储存装置100的整体运作(例如资料的储存、读取与抹除等)。例如，快闪存储器控制器160会执行一储存模式切换功能，此功能可将快闪存储器储存装置100的储存方式变更为一效能模式或一空间模式。在本发明另一实施例中，储存方式还可变更为一混合模式。

如上所述，MLC NAND快闪存储器的区块的程序可分为多阶段。以4层存储单元为例，区块可分为上页与下页，其中下页的写入速度快于上页。在MLC NAND快闪存储器中若仅使用区块的下页来储存资料(如图3所示)，则其物理上的运作就如同SLC NAND一般。在仅使用下页的案例中，虽然可记录容量会大幅减少(以4层存储单元为例容量为原来的1/2)，但可提高资料写入速度与资料的可靠度。在此需强调，图3中所谓下页是指写入速度最快的多数个页，上页是指由写入速度较慢的多数个页。

在本发明实施例中，所谓的效能模式就是设定快闪存储器储存装置100仅使用区块中下页的储存方式来运作，以期运作效能最佳，例如当使用Ready-boost功能时需要较高的存取速度。反之，空间模式则是使用上页与下页来储存资料，以达储存容量最大。而所谓混合模式则是在部分区块上仅使用下页储存资料，且在其他区块上使用上页与下页来储存资料。在4层存储单元的案例中，假设储存装置的MLC NAND快闪存储器为8GB时，当储存方式设定为空间模式时，则可使用容量为完整的8GB，当储存方式设定为效能模式时，则因仅使用下页所以可使用容量为4GB，当储存方式设定为混合模式时则可依据使用者的需求调整区存储器的P％为效能模式且存储器的(100-P)％为空间模式，其中可使用容量如下式：

可使用容量＝MLC NAND快闪存储器容量*(1-P％÷2)，例如一原始存储器为8GB的容量，如设定为50％为效能模式、50％为空间模式时其可使用容量则变为6GB。

值得一提的是，在本发明另一实施例中，当将储存方式设定为混合模式时，则该些区块可在逻辑上分为一第一分割区(例如在操作系统中标示的C槽)与一第二分割区(例如在操作系统中标示的D槽)，其中在该第一分割区中仅使用该些区块的下页来储存资料并且在该第二分割区中使用该些区块的上页与下页来储存资料。例如以写入速度较快的第一分割区储存应用程序而第二分割区储存一般资料，由此可同时满足存取效能与储存容量的需求，此应用特别是在固态硬盘上具有相当大的价值。以下将配合图4详细描述储存模式切换方法。

上述效能模式、空间模式与混合模式是分别以仅使用下页、同时使用上页与下页、或部分仅使用下页而部分同时使用上页与下页来储存资料。然而，在本发明另一实施例中，快闪存储器控制器160还可控制快闪存储器储存装置100仅使用至少一个区块中的上页来储存资料，以达成资料储存的稳定度。

图4是根据本发明第一实施例绘示储存模式切换方法的流程图。

请参照图4，在步骤S401中快闪存储器储存装置100会接收储存模式变更指令。在本发明实施例中，储存模式的模式变更指令会透过在主机200上所安装的一应用程序来传递。具体来说，当快闪存储器储存装置100与主机200连接并运作时，使用者可借由执行安装在主机上的应用程序来下达储存模式的模式变更指令。

在步骤S403中，会依据此变更指令的内容判断欲切换的储存方式。倘若在步骤S403中判断欲切换的储存方式为空间模式时则在步骤S405中会切换储存方式为空间模式，其中空间模式即在MLC NAMD快闪存储器140中使用区块的上页与下页来储存资料。倘若在步骤S403中判断欲变更的储存方式为效能模式时则在步骤S407中会切换储存方式为效能模式，其中效能模式即在MLCNAMD快闪存储器140中仅使用区块的下页来储存资料(如图3所示)。

在本发明另一实施例中，步骤S405与S407中还包括使用低阶格式化方法来重新格式化MLC NAMD快闪存储器140。

如上所述切换储存方式为效能模式或空间模式是在快闪存储器管理上仅使用特定的页面来储存资料。在本发明另一实施例中，储存模式切换方法还包括建立一页查询表(如图5所示)以记录下页与上页在存储器中的实体地址，以供快闪存储器控制器120写入资料时使用。

请再参照图1，快闪存储器控制器160包括快闪存储器接口160a、缓冲存储器160b、微处理单元160c与存储器管理模组160d。

快闪存储器接口160a是电性连接至微处理单元160c并且用以存取MLCNAND快闪存储器140，也就是主机200欲写入至的资料会经由快闪存储器接口160a转换为MLC NAND快闪存储器140所能接受的格式。

缓冲存储器160b是电性连接至微处理单元160c并且用以暂时地储存系统资料(例如映射表)或者主机所读取或写入的资料。在本实施例中，缓冲存储器160b为静态随机存取存储器(static random access memory，SRAM)。然而，必须了解的是，本发明不限于此，动态随机存取存储器(DRAM)、磁阻式存储器(MRAM)、相变化存储器(PRAM)或其他适合的存储器也可应用于本发明。

微处理单元160c是用以控制快闪存储器控制器160的整体运作。

存储器管理模组160d是电性连接至微处理单元160c并且用以管理MLCNAND快闪存储器140，例如执行平均磨损(wear leveling)方法、坏区块管理、维护映射表(mapping table)等。在本发明实施例中，存储器管理模组160d会执行上述储存模式切换方法。

在本发明另一实施例中，快闪存储器控制器还包括主机传输接口160e、程序存储器160f、错误校正模组160g与电源管理模组160h(如图6的160’所示)。

主机传输接口160e是电性连接至微处理单元160c并且用以与主机200通讯，主机传输接口160e可以是USB接口、IEEE 1394接口、SATA接口、PCI Express接口、MS接口、MMC接口、SD接口、CF接口或IDE接口以对应快闪存储器储存装置100的主机传输总线120。

程序存储器160f是电性连接至微处理单元160c并且用以储存快闪存储器控制器所执行用以控制快闪存储器储存装置100的程序码。

错误校正模组160g是电性连接至微处理单元160c并且用以计算错误校正码(error correcting code)来检查与校正主机所读取或写入的资料。

电源管理模组160h是电性连接至微处理单元160c并且用以管理快闪存储器储存装置100的电源。

在本发明另一实施例中，快闪存储器储存装置100还包括一选择开关(未绘示)，其可由使用者切换来选择欲使用的储存方式，并且将此选择讯息传送至快闪存储器控制器以取代由主机200的应用程序所传送的变更指令。在此实施例中，快闪存储器控制器会还包括一选择开关电路用以检测使用者欲使用的储存方式。

在本实施例中，快闪存储器储存装置100为USB快闪盘702。然而，必须了解的是，本发明不限于此，储存装置还以是具有上述元件的数码相机(摄影机)704所使用的SD卡704a、MMC卡704b、CF卡704c与记忆棒(memory stick)704d以及固态硬盘706等(如图7所示)。

第二实施例

本发明第二实施例的硬件架构与快闪存储器的运作是相同于第一实施例(如图1、2、3、5、6与7)，因此在此不再重复说明。第二实施例与第一实施例所不同的之处在于第二实施例在储存模式切换方法的储存模式中还包括混合模式。

图8是根据本发明第二实施例绘示储存模式切换方法的流程图。

请参照图8，图8与所示的流程图本质上是相同于图4所示的流程图，其不同之处在于步骤S803相较于图4的步骤S403还包括判断欲变更的储存方式为混合模式。并且在步骤S809中会切换储存方式为混合模式，其中混合模式即在MLC NAMD快闪存储器140中部分区块使用下页来储存资料而其他区块使用上页与下页来储存资料。

图8中的步骤S801、S805、与S807是类似于图4的步骤S401、S405、与S407，在此不再重复说明。

第三实施例

本发明第三实施例的硬件架构与快闪存储器的运作是相同于第一实施例(如图1、2、3、5、6与7)，因此在此不再重复说明。第三实施例与第二实施例所不同的之处在于第二实施例在储存模式切换方法中还包括判断使用者是否欲保留储存装置中现存资料的机制。

图9是根据本发明第三实施例绘示储存模式切换方法的流程图。

请参照图9，在步骤S901中快闪存储器储存装置100会接收储存模式变更指令。在本发明实施例中，储存模式的模式变更指令会通过在主机200上所安装的一应用程序来传递。具体来说，当快闪存储器储存装置100与主机200连接并运作时，使用者可借由执行安装在主机上的应用程序来下达储存模式的模式变更指令。

在步骤S903中，会依据此变更指令的内容判断使用者是否要求保留快闪存储器储存装置100中现有的资料以及欲变更的储存方式。倘若在步骤S903中判断使用者不需保留现存资料时，则在步骤S905中会依据变更指令来切换储存方式为空间模式、效能模式或混合模式，其类似图8所示的步骤。

倘若在步骤S903中判断使用者要求保留资料时，则在步骤S907中会判断依据变更指令欲设定的储存模式的容量是否大于欲保留资料的档案大小。倘若在步骤S907中判断欲设定的储存模式的容量小于欲保留资料的档案大小时，则在步骤S909中会传送一错误讯息给应用程序并且在不作任何切换下结束运作。倘若在步骤S907中判断欲设定的储存模式的容量大于欲保留资料的档案大小时，则在步骤S911中会将现存资料暂时地储存至主机200的其他储存媒体(例如硬盘、随机存取存储器等)中。之后在步骤S913中会依据变更指令来切换储存方式为空间模式、效能模式或混合模式，其相同于步骤S905。最后，在步骤S915中会将现存资料回存至快闪存储器储存装置100。

第四实施例

本发明第四实施例的硬件架构与快闪存储器的运作是相同于第一实施例(如图1、2、3、5、6与7)，因此在此不再重复说明。第四实施例与第三实施例所不同的之处在于第四实施例在暂时储存现存资料时是以快闪存储器储存装置中的快闪存储器的一暂存空间来储存现存资料。

图10是根据本发明第四实施例绘示储存模式切换方法的流程图。

请参照图10，图10所示的储存模式切换方法本质上是相同于图9所示的方法，其不同的处是将欲保留的现存资料暂时地储存在快闪存储器储存装置的快闪存储器中的暂存空间(步骤S911’)。其余步骤相同于图9所示，在此不再重复说明。

在本实施例中，欲保留的现存资料暂时地储存在快闪存储器储存装置中的快闪存储器的暂存空间，而暂存空间亦是快闪存储器的其中至少一个区块。因此，当控制器160欲对区块进行切换储存方式时会先把在此区块上的现存资料暂时地储存在其他尚未使用的至少一个区块，并且在完成切换时，再将现存资料存回已切换完成的区块中，并且继续进行其他储存模式的切换。在此例子中，由于资料的储存地址会根据切换的过程而有所更动，所以在本实施例中还包括即时更新档案系统信息(例如主开机记录(master boot record，MBR)、档案配置表(file allocation table，FAT)等)的步骤(步骤S1017)，由此让系统能识别原现存资料。

必须了解的是，本发明不限于图4、图8、图9与图10所述的执行顺序。换句话说，在不违反本发明的精神下可不依照上述的步骤来执行。

综上所述，本发明提供一种具多种储存模式的快闪储存装置，由于本发明的快闪储存装置能够依据使用者的偏好提供不同的储存模式，由此满足使用者对不同资料的储存需求。例如，考量资料的重要性时则以效能模式来储存以达提升储存的可靠度，在考量资料档案的较大时，可以空间模式来储存。此外，根据本发明的快闪存储器储存装置在效能模式上除了提升储存的可靠度之外，还可提升资料的储存速度。因此，当快闪存储器储存装置需作为特定用途(例如ready-boost功能)时，可提供较佳的效能。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (30)

1.一种快闪存储器储存装置，包括：

至少一个多层存储单元NAND快闪存储器，具有多个区块以储存资料，其中每一区块包括一上页与一下页并且该下页的写入速度快于该上页；

一快闪存储器控制器，电性连接至该至少一个多层存储单元NAND快闪存储器，并且用以控制该快闪存储器储存装置的运作与执行一储存模式切换功能；以及

一主机传输总线，电性连接该快闪存储器控制器并且用以与一主机通讯。

2.如权利要求1所述的快闪存储器储存装置，其特征在于，该快闪存储器控制器执行该储存模式切换功能将该快闪存储器储存装置的储存方式切换为一效能模式或一空间模式。

3.如权利要求2所述的快闪存储器储存装置，其特征在于，该快闪存储器控制器还包括执行该储存模式切换功能将该快闪存储器储存装置的储存方式切换为一混合模式。

4.如权利要求1所述的快闪存储器储存装置，其特征在于，该快闪存储器控制器执行该储存模式切换功能是根据该主机的一应用程序所传送的指令来执行。

5.如权利要求1所述的快闪存储器储存装置，还包括一选择开关，用以由一使用者选择欲使用的该储存方式。

6.如权利要求1所述的快闪存储器储存装置，其特征在于，该上页包括具有不同写入速度的多个页。

7.如权利要求1所述的快闪存储器储存装置，其特征在于，该主机传输总线为一通用串行总线接口、一IEEE 1394接口、一SATA接口、一PCI Express接口、一记忆棒接口、一多媒体卡接口、一安全数字接口、一精巧快闪接口、一串行SCSI接口或一整合驱动电子接口。

8.如权利要求3所述的快闪存储器储存装置，其特征在于，当该储存方式为该混合模式时，则该些区块可分为一第一分割区与一第二分割区，其中该快闪存储器控制器在该第一分割区中仅使用该些区块的下页来储存资料并且在该第二分割区中使用该些区块的上页与下页来储存资料。

9.如权利要求2所述的快闪存储器储存装置，当该储存方式为该效能模式时该快闪存储器控制器仅使用该些区块的下页来储存资料。

10.如权利要求2所述的快闪存储器储存装置，当该储存方式为该空间模式时该快闪存储器控制器同时使用该些区块的上页与下页来储存资料。

11.一种快闪存储器控制器，其适用于一快闪存储器储存装置，其特征在于，该快闪存储器储存装置的快闪存储器为一多层存储单元NAND快闪存储器，该快闪存储器的每一区块包括一上页与一下页并且该下页的写入速度快于该上页，该快闪存储器控制器包括：

一微处理单元，用以控制该快闪存储器控制器的整体运作；

一快闪存储器接口，电性连接至该微处理单元并且用以存取该快闪存储器；

一缓冲存储器，电性连接至该微处理单元并且用以暂时地储存资料；以及

一存储器管理模组，电性连接至该微处理单元并且用以管理该至少一个多层存储单元NAND快闪存储器，其中该存储器管理模组执行一储存模式切换功能。

12.如权利要求11所述的快闪存储器控制器，其特征在于，该存储器管理模组执行该储存模式切换功能将该快闪存储器储存装置的储存方式切换为一效能模式或一空间模式。

13.如权利要求12所述的快闪存储器控制器，其特征在于，该存储器管理模组还包括执行该储存模式切换功能将该快闪存储器储存装置的储存方式切换为一混合模式。

14.如权利要求11所述的快闪存储器控制器，其特征在于，该存储器管理模组执行该储存模式切换功能是根据一主机的一应用程序所传送的指令来执行。

15.如权利要求11所述的快闪存储器控制器，还包括一选择开关电路，用以检测一使用者欲使用的该储存方式。

16.如权利要求11所述的快闪存储器控制器，其特征在于，该上页包括具有不同写入速度的多个页。

17.如权利要求13所述的快闪存储器控制器，其特征在于，当该储存方式为该混合模式时，则该些区块可分为一第一分割区与一第二分割区，其中该存储器管理模组在该第一分割区中仅使用该些区块的下页来储存资料并且在该第二分割区中使用该些区块的上页与下页来储存资料。

18.如权利要求12所述的快闪存储器控制器，其特征在于，当该储存方式为该效能模式时该存储器管理模组仅使用该些区块的下页来储存资料。

19.如权利要求12所述的快闪存储器控制器，其特征在于，当该储存方式为该空间模式时该存储器管理模组同时使用该些区块的上页与下页来储存资料。

20.如权利要求11所述的快闪存储器控制器，其特征在于，该快闪存储器储存装置为一USB随身盘、一快闪存储卡或一固态硬盘。

21.一种储存模式切换方法，适用于一快闪存储器储存装置，其中该快闪存储器储存装置的快闪存储器为一多层存储单元NAND快闪存储器，该快闪存储器的多个区块分别包括一上页与一下页并且该下页的写入速度快于该上页，该储存模式切换方法包括：

切换该快闪存储器储存装置的储存方式为一空间模式，其中在该快闪存储器中使用该些区块的该上页与该下页来储存资料；以及

切换该快闪存储器储存装置的储存方式为一效能模式，其中在该快闪存储器中仅使用该些区块的该下页来储存资料。

22.如权利要求21所述的储存模式切换方法，其特征在于，还包括：

切换该快闪存储器储存装置的储存方式为一混合模式，其中在该快闪存储器的部分区块中仅使用该下页来储存资料，并且在该快闪存储器的其他区块中使用该上页与该下页来储存资料。

23.如权利要求22所述的储存模式切换方法，其特征在于，还包括：

当该储存方式切换为该混合模式时，将该快闪存储器的该些区块分为一第一分割区与一第二分割区，其中在该第一分割区中仅使用该些区块的下页来储存资料并且在该第二分割区中使用该些区块的上页与下页来储存资料。

24.如权利要求21所述的储存模式切换方法，其特征在于，还包括：

在切换该快闪存储器储存装置的储存方式时将该快闪存储器储存装置中的现存资料暂时地储存至一主机的一储存媒体中，并且在切换完成之后将该现存资料回存至该快闪存储器储存装置。

25.如权利要求21所述的储存模式切换方法，其特征在于，还包括：

在切换该快闪存储器储存装置的储存方式时将目前切换区块中的现存资料暂时地储存在该快闪存储器中未使用的区块中，以及在切换完成之后将该现存资料回存至已切换的区块中并且更新该快闪存储器储存装置的一档案系统信息。

26.如权利要求21所述的储存模式切换方法，其特征在于，切换该快闪存储器储存装置的储存方式是根据一主机的一应用程序所传送的指令来执行。

27.如权利要求21所述的储存模式切换方法，其特征在于，该上页包括具有不同写入速度的多个页。

28.如权利要求21所述的储存模式切换方法，其特征在于，还包括建立一页查询表，其用以记录该些下页的实体地址。

29.一种快闪存储器储存装置，包括：

至少一个多层存储单元NAND快闪存储器，具有多个区块以储存资料，其中每一区块包括一上页与一下页并且该下页的写入速度快于该上页；

一快闪存储器控制器，电性连接至该至少一个多层存储单元NAND快闪存储器，并且用以控制该快闪存储器储存装置仅使用至少一该些区块中的上页来储存资料；以及

一主机传输总线，电性连接该快闪存储器控制器并且用以与一主机通讯。

30.如权利要求29所述的快闪存储器储存装置，其特征在于，该上页包括具有不同写入速度的多个页。

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