CN101645026B - 根据错误更正码更新闪存页面的储存装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种更新闪存页面的储存装置及方法。所述储存装置包含闪存、错误更正码侦测器以及控制器。闪存的每一页面用来储存数据以及对应所述数据的错误更正码。错误更正码侦测器用来侦测每一页面之备用区段的错误更正码使使用之比特数。控制器用来于所述等页面之第一页面的错误更正码使用之比特数大于一预定值时，将所述第一页面储存的数据以及所述错误更正码储存至第二页面，其中所述第二页面的错误更正码使用之比特数小于所述预定值。本发明同时提供一种更新一闪存的数据区块的方法，本发明同时也提供一种保护一闪存储存装置存取的方法。

Description

根据错误更正码更新闪存页面的储存装置与方法

技术领域

本发明有关一种更新闪存页面的储存装置以及方法，更具体来说，是关于一种依据判读错误更正码来更新闪存页面的储存装置以及方法。

背景技术

闪存(Flash Memory)为一非挥发性(non-volatile)之内存，在电源关闭时仍可保存先前写入的资料。与其它储存媒体(如硬盘、软盘或磁带等)比较，闪存有体积小、重量轻、防震动、存取时无机械动作延迟与低耗电等特性。由于闪存的这些特性，因此近年来消费性电子产品、嵌入式系统或可携式计算机等数据储存媒体皆大量采用。

闪存主要可分两种：NOR型闪存与NAND型闪存。NOR型闪存的优点为低电压、存取快且稳定性高，因此已被大量应用于可携式电子装置及电子通讯装置，诸如个人计算机(Personal Computer，PC)、行动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistance，PDA)以及转频器(Set-top Box，STB)等。NAND型闪存是专门为数据储存用途而设计的闪存，通常应用于储存并保存大量的数据的储存媒介，如可携式记忆卡(SD Memory Card，Compact Flash Card，Memory Stick等等)。

闪存内部由若干个区块(block)所组成。每一区块包含若干个页面(page)，每一页面则可分为数据储存区段以及备用区段(spare area)，数据储存区段的数据容量可为2048个字节，用来储存使用数据，备用区段的数据容量可为64个字节，用来储存负责更正数据错误的错误更正码(Error Correction Code，ECC)。

然而，闪存本身无法原地直接更新数据(update-in-place)，也就是说，当对已写过数据位置再次写入数据时，必须先执行抹除的动作。而且NAND闪存写入单位为页，而抹除单位为区块。所以当向芯片发出写入请求时，必须先抹除一整个区块，才能把资料写入至所述区块的页。而且一般来说一个区块抹除动作需要的时间约为一个页写入动作时间的10～20倍。如果当一个抹除的单位大于写入的单位，这表示若要执行区块抹除动作，必须先将欲抹除区块中的有效页搬移至其它区块后才可进行。

再者，闪存的抹除次数(limited erase counts)有限制。这是因为当闪存在执行写入或读取运作时，由于现实中的电容皆具有漏电的现象，因此当闪存重复写入或读取超过十万次之后，就会导致所述电容所储存的电位差不足以使得漂浮柵所储存的电荷不足，进而造成所述闪存所储存的数据遗失，严重者更可能会使所述闪存开始衰减且无法执行读取的运作。也就是说，当某一区块经常被抹除而超过可用次数的话，会造成此区块写入/抹除动作错误。当一个闪存区块因为抹除次数过多，而造成无法正确读出数据时，即称此区块被写穿。

由于闪存有此种寿命限制，因此如何确保在闪存页面被写穿的情况下，仍能正确存取数据，便成为一个重要的课题。目前习知的解决方法是在存取资料之前，先判断页面之前被存取的次数，再将数据写入至使用次数较少的页面内，以确保每一页面被使用的次数较为平均。然而，使用次数越多的页面表示被写穿的机率较高，但并不一定表示下一次写入资料时一定会发生写穿的现象，相对地，使用次数越少的页面表示被写穿的机率较低，但并不一定表示下一次存取数据时一定不会发生写穿的现象。故依据使用次数决定写入页面的机制仍有其缺点，因此仍有改善之必要。

发明内容

有鉴于此，本发明是提供一种依据判读错误更正码来更新闪存的页面的储存装置以及方法，以改善先前技术之缺点。

本发明之目的是提供一种更新闪存的页面的储存装置，其包含闪存、错误更正码侦测器以及控制器。所述闪存包含若干个页面，每一页面包含储存区段以及备用区段，所述储存区段是用来储存数据，所述备用区段是用来记录所述数据对应的错误更正码。所述错误更正码侦测器用来侦测每一页面之备用区段的错误更正码使用的比特数。所述控制器耦接于所述错误更正码侦测器，用来于所述等页面的第一页面的错误更正码使用的比特数大于第一预定值时，将所述第一页面储存的数据以及所述错误更正码储存至第二页面，其中所述第二页面的错误更正码使用的比特数小于所述第一预定值。

依据本发明的实施例，所述闪存是NAND闪存。

依据本发明的实施例，所述储存装置另包含缓存器，用来暂存自所述闪存之所述等页面读取除出来的数据。所述缓存器是先进先出缓存器。

依据本发明的实施例，所述控制器用来于所述错误更正码侦测器侦测到所述等页面的第三页面的错误更正码使用的比特数大于一第二预定值时，将所述第三页面记录为写穿。其中所述第二预定值是大于所述第一预定值。所述第二页面是一未使用的数据区块。

本发明之另一目的是提供一种更新闪存区块的方法，所述闪存包含若干个页面，每一页面包含储存区段以及备用区段，所述储存区段是用来储存数据，所述备用区段是用来记录所述数据对应的错误更正码，所述方法包含：侦测每一页面之备用区段的错误更正码使用的比特数；以及当所述等页面之第一页面的错误更正码使用的比特数大于第一预定值时，将所述第一页面储存的数据以及所述错误更正码储存至第二页面，其中所述第二页面的错误更正码使用的比特数小于所述第一预定值。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1是本发明用来更新闪存的页面的储存装置的功能方块图。

图2是图1的闪存的示意图。

图3是本发明更新闪存页面的方法流程图。

具体实施方式

请参阅图1以及图2，图1是本发明用来更新闪存的页面的储存装置10的功能方块图，图2是图1的闪存20的示意图。储存装置10包含闪存20、错误更正码侦测器30、控制器40以及缓存器50。闪存20可为NAND闪存，其包含若干个区块22，每一区块22包含若干个页面24，储存区段(data area)26以及备用区段(spare area)28，储存区段26的数据容量可为2048字节，是用来储存数据。备用区段28的数据容量可为64字节，是用来记录所述数据对应的错误更正码。一般来说，每512个字节的储存区段26对应到16字节的备用区段28。当储存区段(data sector)26所储存的错误字节越多，则备用区段28所储存的错误更正码使用的比特(bit)数也越多。缓存器50可以是先进先出(First-In First-Out，FIFO)缓存器。当从闪存20读取出数据时，会先将若干个页面24储存的数据以及对应的错误更正码依序存入缓存器50，再透过错误更正码侦测器30依据错误更正码以及原先页面读取出的数据译码成为正确数据。

请一同参阅图1以及图3，图3是本发明更新闪存20页面的方法流程图。如图3所示，本发明的方法步骤如下：

步骤300：开始。

步骤302：侦测每一页面24之备用区段28的错误更正码使用的比特数。

步骤304：判断页面24的错误更正码使用的比特数是否大于第一预定值。若是，执行步骤304，若否，执行步骤308。

步骤306：判断页面24的错误更正码使用的比特数是否大于第二预定值。若是，执行步骤310，若否，执行步骤306。

步骤308：控制器40将页面24记录为写穿(worn-out)。

步骤310：将页面24的数据以及错误更正码储存至另一未使用的页面24。

步骤312：结束。

当储存装置10接收一读取指令时，控制器40会依据所述读取命令决定读取闪存20内若干个页面24的资料。接下来，若干个页面24储存的数据以及对应的错误更正码会依序存入缓存器50，再透过错误更正码侦测器30依据错误更正码将原先页面读取出的数据译码成为所要数据。同时，错误更正码侦测器30侦测每一页面24之备用区段28内错误更正码使用的比特数(步骤302)。一般来说，储存在储存区段26的512个字节的数据对应到16字节的备用区段28。如果有一第一页面的备用区段28储存的错误更正码使用的比特数大于第一预定值(步骤304)，表示所述第一页面储存数据的错误比特数过多，亦即第一页面写穿的机率较大，较佳地，第一预定值可为4个字节。接下来，控制器40会将第一页面储存的数据以及错误更正码一块储存至一第二页面，其中所述第二页面的错误更正码使用的比特数小于所述第一预定值，较佳地，所述第二页面是一未使用的页面(步骤310)。如果页面的备用区段28储存的错误更正码使用的比特数小于第一预定值，则表示页面仍属正常，可继续储存数据以及错误更正码。

如果错误更正码侦测器30判断一第三页面的错误更正码使用的比特数大于第二预定值(步骤306)，表示所述第三页面储存数据的错误比特数已达到写穿的标准，所以控制器40用来将所述第三页面记录为写穿(步骤308)。第二预定值可设定为8个字节。

相较于先前技术，本发明的储存装置是依据判读错误更正码来更新闪存的页面。由于错误更正码使用的比特数越多表示所述页面需要更正的数据越多，也表示所述页面被写穿的机会越大，因此比先前技术依据每个页面的使用次数决定是否更新页面的机制可以更加可靠地更新页面。如此一来，可以改善先前技术依据使用次数决定写入页面的缺点。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但所述较佳实施例并非用以限制本发明，所述领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种更新闪存页面的储存装置，其包含：

一闪存，包含若干个页面，每一页面包含一储存区段以及一备用区段，所述储存区段是用来储存数据，所述备用区段是用来记录所述数据对应的错误更正码；其特征在于：所述的储存装置包含：

一错误更正码侦测器，用来侦测每一页面之备用区段的错误更正码使用的比特数；以及

一控制器，耦接于所述错误更正码侦测器，用来于所述若干个页面的第一页面的错误更正码使用的比特数大于一第一预定值且小于第二预定值时，将所述第一页面储存的数据以及所述错误更正码储存至一第二页面，其中所述第二页面的错误更正码使用的比特数小于所述第一预定值。

2.根据权利要求1所述的储存装置，其特征在于：所述闪存是一NAND闪存。

3.根据权利要求1所述的储存装置，其特征在于：所述储存装置另包含一缓存器，用来暂存自所述闪存之所述若干个页面读取出来的数据。

4.根据权利要求3所述的储存装置，其特征在于：所述缓存器是一先进先出缓存器。

5.根据权利要求1所述的储存装置，其特征在于：所述控制器用来于所述错误更正码侦测器侦测到所述若干个页面的第三页面的错误更正码使用的比特数大于一第二预定值时，将所述第三页面记录为写穿。 

6.根据权利要求5所述的储存装置，其特征在于：所述第二预定值是大于所述第一预定值。

7.根据权利要求1所述的储存装置，其特征在于：所述第二页面是一未使用的数据区块。

8.一种更新一闪存的数据区块的方法，所述闪存包含若干个页面，每一页面包含一储存区段以及一备用区段，所述储存区段是用来储存数据，所述备用区段是用来记录所述数据对应的错误更正码，其特征在于：所述方法包含：

侦测每一页面之备用区段的错误更正码使用的比特数；以及

当所述若干个页面的第一页面的错误更正码使用的比特数大于一第一预定值且小于第二预定值时，将所述第一页面储存的数据以及所述错误更正码储存至一第二页面，其中所述第二页面的错误更正码使用的比特数小于所述第一预定值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述闪存是一NAND闪存。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述方法另包含：

当所述错误更正码侦测器侦测到所述若干个页面的第三页面的错误更正码使用的比特数大于一第二预定值时，将所述第三页面记录为写穿。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述第二预定值是大于所述第一预定值。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述第二页面是一未使用的数据区块。 

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