CN101576851A

CN101576851A - 存储单元配置方法及其所适用的存储介质

Info

Publication number: CN101576851A
Application number: CNA2008100962379A
Authority: CN
Inventors: 许峻维
Original assignee: Apacer Technology Inc
Current assignee: Apacer Technology Inc
Priority date: 2008-05-06
Filing date: 2008-05-06
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2028-05-06
Also published as: CN101576851B

Abstract

本发明为一种存储单元配置方法及其所适用的存储介质，该存储介质包含一第一存储单元、一第二存储单元以及一地址对应表，至少包含下列步骤：判断该第一存储单元及该第二存储单元是否被设定为一启动磁区，当结果为是且该启动磁区设定于该第二存储单元时，建立该第一存储单元及该第二存储单元之间的一搬移地址对应表，根据该搬移地址对应表将该第一存储单元及该第二存储单元内所存储的数据相互交换进行搬移；根据该搬移地址对应表修改该地址对应表。本发明的存储单元配置方法及其所适用的存储介质可制作成本较低且可靠度佳的存储介质。

Description

存储单元配置方法及其所适用的存储介质

技术领域

本发明涉及一种存储单元配置方法，尤其涉及一种存储单元配置方法及其所适用的存储介质。

背景技术

随着闪存工艺技术越来越成熟，使得以闪存(Flash)为存储媒介的装置越来越多，目前闪存被区分成或非闪存(NOR Flash，以下简称NOR闪存)及与非闪存(NAND Flash，以下简称NAND闪存)两种，其中以NAND闪存的每一单位尺寸(cell size)较小、生产成本较低，所以被大量应用在以USB为接口的存储卡、随身盘与MP3播放器上，此外，主要以ATA、SATA等传输接口的固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)，底层也是使用NAND闪存，使得NAND闪存的应用层面越来越广泛。

目前NAND闪存主要分成单阶单元(Single Level Cell，SLC)与多阶单元(Multi Level Cell，MLC)两种，两者主要差别在单元存储样，SLC每单元可存储一位数据，MLC每单元可存储两位数据，在容量上，MLC有着绝对的优势，且MLC的价格较为低廉，不过，每单元存储多个数据的能力，反而造成MLC在可靠性、性能、读写速度与寿命上不如SLC，由上述说明可知，MLC和SLC有其不同优势，SLC适合用于存取数据量大、对速度要求较高的存储介质，MLC适合用于存取数据量小、速度要求较低的存储介质。

目前包含多个闪存的存储介质，例如：固态硬盘，为了配置方便，一般都是只单独使用MLC或SLC，再配合平均读写演算法(Wear-LevelingAlgorithms)，使闪存间的读写更平均，然而只单独使用MLC或SLC，虽然具有某些优点，但是并无法达到同时兼顾存储介质的容量、价格、寿命及可靠度。

而且，存储介质所包含的多个闪存中，有一部分的闪存空间的被读写次数会非常频繁，例如：操作系统(OS)所在的区域，另一部分的闪存空间的被读写次数则较少，例如：存储数据的区域，将会使得被读写次数较频繁的闪存区域易损坏。

因此，如何发展一种可改善上述公知技术缺点，且能同时使用SLC及MLC并同时兼顾存储介质的容量、价格、寿命及可靠度的存储单元配置方法及其所适用的存储介质，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种存储单元配置方法及其所适用的存储介质，以解决传统存储装置仅单独使用MLC或SLC，无法达到同时兼顾存储装置的容量、价格、寿命及可靠度等缺点。

为了达到上述目的，本发明的一较广义实施例为提供一种存储单元配置方法，其适用于存储介质，该存储介质包含第一存储单元、第二存储单元以及地址对应表，至少包含下列步骤：判断第一存储单元及第二存储单元是否被设定为启动磁区，当结果为是且启动磁区设定于第二存储单元时，建立第一存储单元及第二存储单元之间的搬移地址对应表，根据搬移地址对应表将第一存储单元及第二存储单元内所存储的数据相互交换进行搬移；

根据该搬移地址对应表修改该地址对应表。

根据本发明的方案，其中地址对应表的取得方式包含下列步骤：检测存储介质的第一存储单元及第二存储单元的型号及数量；对第一存储单元及第二存储单元进行区域配置；将第一存储单元及该第二存储单元分别配置分割为数据区、系统区及预留区；建立该地址对应表。

根据本发明的方案，其中第一存储单元为单阶单元形式的与非闪存。

根据本发明的方案，其中第二存储单元为多阶单元形式的与非闪存。

根据本发明的方案，其中判断第一存储单元及第二存储单元是否被设定为启动磁区还包含下列步骤：检查第一存储单元及第二存储单元是否被写入指令；当检查结果为是时，则判断被写入的指令是否代表设定第二存储单元为启动磁区；当判断结果为是，则检查是否已建立第一存储单元与该第二存储单元之间的搬移地址对应表；当检查结果为是时，根据搬移地址对应表对第一存储单元与第二存储单元进行交互数据搬移，当检查结果为否时，先建立第一存储单元与第二存储单元之间的搬移地址对应表，再进行交互数据搬移。

根据本发明的方案，其中第一存储单元及第二存储单元间数据搬移还包含下列步骤：由搬移地址对应表中寻找与第一存储单元的第一区域进行数据交互搬移的第二存储单元的第二区域；判断数据是否已搬运完成；当结果为否时，则检查第一存储单元的第一区域中是否已经有存储数据，当结果为否时，则直接将数据写入第一存储单元的第一区域中，当结果为是时，需将第一存储单元的第一区域中所存储的数据先搬移至第二存储单元的第二区域中，再将数据写入第一存储单元的第一区域中。

为了达到上述目的，本发明另提供一种存储介质，其与计算机系统连接，至少包含：传输接口；第一存储单元；第二存储单元；芯片，其通过传输接口与计算机系统连接，且与第一存储单元及第二存储单元连接，其在第二存储单元被设定为启动磁区时，建立第一存储单元及第二存储单元之间的搬移地址对应表，并根据搬移地址对应表将第一存储单元及第二存储单元内所存储的数据相互交换进行动态搬移，且根据搬移地址对应表修改地址对应表。

根据本发明的方案，其中该计算机系统还包含传输接口，用以与该存储介质的传输接口连接。

根据本发明的方案，其中该计算机系统通过芯片来存取第一存储单元及第二存储单元的数据。

根据本发明的方案，其中芯片包含存储单元，用以存储存储单元配置固件的程序码。

根据本发明的方案，其中该地址对应表由检测该存储介质的第一存储单元及第二存储单元的型号及数量、对第一存储单元及第二存储单元进行区域配置，以及将第一存储单元及第二存储单元分别配置分割为数据区、系统区及预留区后所获得。

综上所述，本发明的存储单元配置方法及其所适用的存储介质，其通过判断第一存储单元及第二存储单元中是否被设定为一启动磁区，当结果为是且该启动磁区设定于第二存储单元时，将该第一存储单元及该第二存储单元内所存储的数据相互交换进行动态搬移，并存储一搬移地址对应表，且根据该搬移地址对应表来变更修改该地址对应表，借着第一存储单元存取速度较快、可靠度较高的优势，搭配第二存储单元价格较低的优势，达成制作成本较低且可靠度佳的存储介质。

附图说明

图1为本发明第一优选实施例的存储介质的电路结构示意图。

图2为图1所示的第一存储单元SLC0及第二存储单元MLC1～MLC3的架构示意图。

图3为图2所示的数据区的内部架构示意图。

图4为本发明第二优选实施例的存储单元配置方法的流程图。

图5为图4所示的步骤S45判断启动磁区是否被设定的细部流程图。

图6为图5所示的步骤S55的执行搬移运行的细部流程图。

其中，附图标记说明如下：

11计算机系统 111传输接口

12存储介质 121传输接口

122芯片 1221存储单元

SLC0第一存储单元 MLC1～MLC3第二存储单元

S41～S46：存储单元配置方法的流程

S51～S55：判断启动磁区是否被设定的流程

S61～S65：执行搬移运行的流程图

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其都不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明所揭示的存储单元配置方法及其所适用的存储介质，其是在存储介质内同时使用SLC及MLC两种存储单元的架构，通过SLC的寿命是MLC 10倍的特性，将安装操作系统的磁区配置在SLC上，数据槽则配置在MLC，借着SLC存取速度较快、可靠度较高的优势，搭配MLC价格较低的优势，达成制作成本较低且可靠度佳的存储介质，例如：固态硬盘(SSD)。

请参阅图1，其为本发明第一优选实施例的存储介质的电路结构示意图，如图所示，本发明的存储介质12通过一传输接口121与计算机系统11的传输接口111连接，使存储介质12与计算机系统11之间可进行连接，而本发明的存储介质12除了传输接口121外，还包含一芯片(chip)122、第一存储单元以及多个第二存储单元，其中，第一存储单元可为单阶单元(SLC)形式的与非(NAND)闪存，以下将以第一存储单元SLC0表示，而第二存储单元的数量可依照实际需求配置，在本实施例中将以3个第二存储单元为例说明，而第二存储单元可为多阶单元(MLC)形式的与非(NAND)闪存，以下将以第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3表示。

在本实施例中，芯片(chip)122主要与传输接口121以及第一存储单元SLC0、第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3连接，用以使计算机系统11可通过芯片122来读取及/或存储数据至第一存储单元SLC0、第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3内。

请再参阅图1，芯片122的内部具有一存储单元1221，可包含一闪存(Flash)及一电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)(未示出)，本发明的第二优选实施例所揭示的存储单元配置方法以固件的形式在存储介质12中执行，至于固件所包含的程序码可放置于存储单元1221所包含的闪存(Flash)或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)中，通过本发明的存储单元配置方法使数据可在第一存储单元SLC0及第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2或第二存储单元MLC3之间动态搬移，并根据搬移的程序建立一搬移地址对应表，主要将安装操作系统的磁区调整配置在第一存储单元SLC0上，数据槽则配置在第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3，由于第一存储单元SLC0可存取数据量大、存取速度也较快及寿命长的特性，可符合安装操作系统的存储器空间被读写次数会非常频繁的需求，而第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2或第二存储单元MLC3每单元可存储多个数据的特性则可用来存储数据档案，进而达成制作成本较低且可靠度佳的存储介质12，其中，上述的传输接口111及传输接口121可为但不限为ATA、SATA接口。

请参阅图2，其为图1所示的第一存储单元SLC0及第二存储单元MLC1～MLC3的架构示意图，如图所示，为了处理闪存写入前必须先做擦除(Erase before write)的特性，因此需将图1所示的第一存储单元SLC0及第二存储单元MLC1～MLC3分别分成数据区(Data block)、预留区(Reservedblock)与系统区(system block)三部分，数据区是系统可以看见的区域，即使用者真正使用的区域，预留区是用来处理写入前必须先做擦除特性的区域，系统区是用来存放一些系统信息的地方。举例而言：假设每一存储单元具有4096个区块(Block)，其中可将3960个block作为数据区，128个区块作为预留区，8个区块作为系统区，当然上述的区块数量并不以此为限，可依需求调整。

请参阅图3，其为图2所示的数据区的内部架构示意图，如图所示，图2所示的数据区又可在进行切割，每一单元称为一区域(Zone)或其他名词，举例而言；数据区有3960个区块，可切成120个区域，则每一区域就有33个区块，当然上述的每一区域所包含的区块数量并不以此为限，可依需求调整。

请参阅图4并配合图1，其中图4为本发明第二优选实施例的存储单元配置方法的流程图，以下将说明图1所示的存储介质12内部所包含的存储单元的配置运行方式，且本发明的存储单元的配置方法可以固件的方式在存储介质12中执行，首先，检测存储介质12的型号与其所包含的存储单元数量，通过存储介质12的型号可得知所包含的存储单元内部的区块(Block)数量，每个存储单元具有多少个页(Page)与每一Page容量大小的信息，举例而言：在本实施例中，固件将检测到存储介质12内部具有第一存储单元SLC0、第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3共4个存储单元，其中每一存储单元具有4096个区块，每一区块具有64个页(page)，每一个Page容量为4k，则每一存储单元的大小即是1G，如此一来就可由所有存储单元的数量得知此存储介质12的容量，即存储介质12共有四个1G的存储单元，容量即为4G，如步骤S41所示。

接着，如步骤S42所示，对所有存储单元进行区域(Zone)配置，即第一存储单元SLC0、第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3的区域(Zone)配置，举例而言，每一区域具有33个区块，每一存储单元的数据区共配置3960个区块，则第一存储单元SLC0、第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3中分别具有120个区域，编号为0～119，如图3所示。

然后，对所有存储单元进行数据区、系统区与预留区的配置，主要配置数据区，系统区与预留区大小，举例而言：在第一存储单元SLC0、第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3中分别将3960个区块分配给如图2所示的数据区，128个区块分配给如图2所示的预留区，8个区块则分配给如图2所示的系统区，如步骤S43所示。

接着，第一存储单元SLC0、第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3根据步骤S41～43所配置的区域、数据区、系统区与预留区等数据分别建立地址对应表，并存储至每一存储单元的预留区或系统区内，如步骤S44所示。

在步骤S44之后将进行如下所述的步骤S45程序，判断第一存储单元SLC0、第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3中是否有区域被设定为启动磁区，当启动磁区被设定于多个第二存储单元MLC1～MLC3其中之一或是设定于两个第二存储单元MLC1～MLC3中时，固件会将第一存储单元SLC0与原本设定为启动磁区的第二存储单元MLC1～MLC3的逻辑位置对调，即将操作系统的安装路径由第二存储单元MLC1～MLC3指向第一存储单元SLC0，并将原本存储于第二存储单元MLC1～MLC3内的数据与第一存储单元SLC0内的数据相互交换进行动态搬移，建立第一存储单元SLC0与第二存储单元MLC1～MLC3之间的搬移地址对应表，并进行数据搬移及根据该搬移地址对应表来变更修改步骤S44所建立的地址对应表，其中，搬移地址对应表及地址对应表可存储于存储单元的预留区或系统区内，如此一来即可将操作系统安装于第一存储单元SLC0的磁区上，数据则存储在第二存储单元MLC1～MLC3，借着第一存储单元SLC0存取速度较快、可靠度较高的优势，搭配第二存储单元MLC1～MLC3价格较低的优势，达成制作成本较低且可靠度佳的存储介质12。

举例而言，当启动磁区被设定于如图1所示的第二存储单元MLC3中时，固件会将第一存储单元SLC0与原本设定为启动磁区的第二存储单元MLC3的逻辑位置对调，即将操作系统的安装路径由第二存储单元MLC3指向第一存储单元SLC0，并将原本存储于第二存储单元MLC3内的数据与第一存储单元SLC0内的数据相互交换进行动态搬移，建立第一存储单元SLC0与第二存储单元MLC3之间的搬移地址对应表，并根据搬移地址对应表将原本存储于第二存储单元MLC3的数据搬移至第一存储单元SLC0内，而原本存储于第一存储单元SLC0的数据则搬移至第二存储单元MLC3内，并根据该搬移地址对应表来变更修改步骤S44所建立的地址对应表。

请参阅图5，其为图4所示的判断启动磁区是否被设定的细部流程图，首先，检查第一存储单元SLC0、第二存储单元MLC1、第二存储单元MLC2及第二存储单元MLC3中是否被写入指令，如步骤S51所示，当检查结果为是时，则判断被写入的指令是否代表设定所对应的存储单元为一启动磁区，如步骤S52所示，接着，当判断结果为是且启动磁区被设定于第二存储单元MLC1～MLC3其中之一时，以下将以启动磁区被设定于第二存储单元MLC3为例提出说明，但不以此为限，启动磁区可被设定于任何第二存储单元MLC1～MLC3中，甚至被设定跨设于两个第二存储单元MLC1～MLC3中：后续则检查是否已建立第一存储单元SLC0与第二存储单元MLC3之间的搬移地址对应表，当结果为是时，根据该搬移地址对应表对第一存储单元SLC0与第二存储单元MLC3进行交互数据搬移，如步骤S55所示；反之，当结果为否时，则需先建立第一存储单元SLC0与第二存储单元MLC3之间的搬移地址对应表，如步骤S54所示，接着，则根据该搬移地址对应表对第一存储单元SLC0与第二存储单元MLC3进行交互数据搬移，如步骤S55所示。

请参阅图6，其为图5所示的步骤S55的执行搬移运行的细部流程图，首先，由搬移地址对应表中寻找需进行数据搬移的第一存储单元SLC0的区域与第二存储单元MLC1～MLC3其中之一的区域，如步骤S61所示，举例而言：第一存储单元SLC0的区域0要对应到第二存储单元MLC3的区域50，以下将以此例提出说明；

接着，判断步骤S61所述的数据是否已搬运完成，如步骤S62所示，当结果为否时，则检查第一存储单元SLC0想要进行数据搬移的区域0中是否已经有存储数据，如步骤S63所示，当结果为否时，则直接将数据写入第一存储单元SLC0的区域0中，如步骤S64所示，反之，当结果为是时，需将第一存储单元SLC0在区域0中所存储的数据先搬移至第二存储单元MLC3的区域50中，如步骤S64所示，接着，再将数据写入第一存储单元SLC0的区域0中，如步骤S64所示。

本发明可以由所属领域的技术人员做出各种修改，然而都不脱离所附的权利要求书所想要保护的范围。

Claims

1.一种存储单元配置方法，其适用于一存储介质，该存储介质包含一第一存储单元、一第二存储单元以及一地址对应表，至少包含下列步骤：

判断该第一存储单元及该第二存储单元是否被设定为一启动磁区，当结果为是且该启动磁区设定于该第二存储单元时，建立该第一存储单元及该第二存储单元之间的一搬移地址对应表，根据该搬移地址对应表将该第一存储单元及该第二存储单元内所存储的数据相互交换进行搬移；

根据该搬移地址对应表修改该地址对应表。

2.如权利要求1所述的存储单元配置方法，其中该地址对应表的取得方式包含下列步骤：

检测该存储介质的该第一存储单元及该第二存储单元的型号及数量；

对该第一存储单元及该第二存储单元进行区域配置；

将该第一存储单元及该第二存储单元分别配置分割为一数据区、一系统区及一预留区；

建立该地址对应表。

3.如权利要求1所述的存储单元配置方法，其中该第一存储单元为一单阶单元形式的与非闪存。

4.如权利要求1所述的存储单元配置方法，其中该第二存储单元为一多阶单元形式的与非闪存。

5.如权利要求1所述的存储单元配置方法，其中判断该第一存储单元及该第二存储单元是否被设定为该启动磁区还包含下列步骤：

检查该第一存储单元及该第二存储单元是否被写入指令；

当检查结果为是时，则判断被写入的指令是否代表设定该第二存储单元为该启动磁区；

当判断结果为是，则检查是否已建立该第一存储单元与该第二存储单元之间的该搬移地址对应表；

当检查结果为是时，根据该搬移地址对应表对该第一存储单元与该第二存储单元进行交互数据搬移，当检查结果为否时，先建立该第一存储单元与该第二存储单元之间的该搬移地址对应表，再进行交互数据搬移。

6.如权利要求1所述的存储单元配置方法，其中该第一存储单元及该第二存储单元间数据搬移还包含下列步骤：

由该搬移地址对应表中寻找与该第一存储单元的一第一区域进行数据交互搬移的该第二存储单元的一第二区域；

判断数据是否已搬运完成；

当结果为否时，则检查该第一存储单元的该第一区域中是否已经有存储数据，当结果为否时，则直接将数据写入该第一存储单元的该第一区域中，当结果为是时，需将该第一存储单元的该第一区域中所存储的数据先搬移至该第二存储单元的该第二区域中，再将数据写入该第一存储单元的该第一区域中。

7.一种存储介质，其与一计算机系统连接，至少包含：

一传输接口；

一第一存储单元；

一第二存储单元；

一芯片，其通过该传输接口与该计算机系统连接，且与该第一存储单元及该第二存储单元连接，其在该第二存储单元被设定为一启动磁区时，建立该第一存储单元及该第二存储单元之间的一搬移地址对应表，并根据该搬移地址对应表将该第一存储单元及该第二存储单元内所存储的数据相互交换进行动态搬移，且根据该搬移地址对应表修改一地址对应表。

8.如权利要求7所述的存储单元配置方法，其中该计算机系统还包含一传输接口，用以与该存储介质的该传输接口连接。

9.如权利要求7所述的存储单元配置方法，其中该该计算机系统通过该芯片来存取该第一存储单元及该第二存储单元的数据。

10.如权利要求7所述的存储单元配置方法，其中该芯片包含一存储单元，用以存储一存储单元配置固件的程序码。

11.如权利要求7所述的存储单元配置方法，其中该地址对应表由检测该存储介质的该第一存储单元及该第二存储单元的型号及数量、对该第一存储单元及该第二存储单元进行区域配置，以及将该第一存储单元及该第二存储单元分别配置分割为该数据区、该系统区及该预留区后所获得。