CN102033814B - 存取一闪存的方法以及相关的记忆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种存取一闪存的方法，其包含：将一数据串流写入该闪存的至少一区块的至少一个数据页中，其中该至少一个数据页中每一数据页均具有一识别码；读取对应于该至少一个数据页的至少一个识别码；以及依据该至少一个识别码来决定一特定数据页，其中该特定数据页为该闪存在断电前该数据串流最后写入的数据页。本发明还涉及一种记忆装置，其包含有一闪存以及一控制器。本发明在更新数据写入数据页的过程中，若发生断电，在等到供电回复正常后，可确保记忆装置不会发生有数据页中的数据为写入模糊的状态，因此可以避免在后续的使用上，数据页中的数据会发生读取错误的问题。

Description

存取一闪存的方法以及相关的记忆装置

技术领域

本发明涉及闪存(Flash Memory)的相关技术领域，更具体地说，涉及一种存取一闪存的方法以及相关的记忆装置及其控制器。

背景技术

近年来由于闪存的技术不断地发展，各种可携式记忆装置(例如：符合SD/MMC、CF、MS、XD标准的记忆卡)被广泛地实施于诸多应用中。因此，这些可携式记忆装置中的闪存的存取控制遂成为相当热门的议题。

请参考图1，图1是传统的存储器控制器将更新数据写入至闪存中一区块100的示意图。如图1所示，存储器控制器将更新数据自一主装置(例如一个人计算机)循序写入至区块100的数据页P1、P2、P3、P4、...中，然而，若是在存储器控制器将数据写入数据页P4的过程中发生断电的情形，则会使得数据页P4的写入不完全。因此，等到供电回复正常时，存储器控制器会从区块100中最后一个数据页Pn往回开始读取(此时数据页P5～Pn均是空白数据页)，当读到数据页P4时，若是数据页P4中的数据发生读取错误，亦即，数据页P4中的数据无法使用其错误更正码(Error Correction Code，ECC)更正回正确的数据时，存储器控制器会判断数据页P4的数据是在断电的情形下写入的，并将数据页P4的数据舍弃不用；若是数据页P4中的数据没有发生读取错误(亦即可以使用其错误更正码更正回正确的数据)，则存储器控制器会将数据页P4的数据视为正确的。

然而，在将数据写入数据页的过程中发生断电很容易造成闪存中记忆单元的电位不稳定，亦即，前述数据页P4的“写入不完全”的状态包含有明显的写入错误，或是介于写入错误与写入正确之间的写入模糊状态，若是数据页P4为写入模糊状态，则数据页P4于下一时间被读取时，在一般状态下可能会读取出正确的数据，然而，若是在大量耗电的状态下(例如闪存进行大量的读取写入)，数据页P4可能会发生读取错误的情形。换句话说，在数据页P4为写入模糊的状态下，每一次读取数据页P4可能都会有不同的结果，亦即有时候所读取的数据是正确的，而有时候所读取的数据却是错误的。因此，若是在断电后供电回复正常时，存储器控制器因为数据页P4中的数据没有发生读取错误而判断数据页P4中的数据是正确的，则很有可能在后续的使用上，数据页P4中的数据会发生读取错误而造成使用者的困扰。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种存取一闪存的方法以及相关的记忆装置及其控制器，以解决上述的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：构造一种存取一闪存的方法，包含：将一数据串流写入该闪存的至少一区块的至少一个数据页中，其中该至少一个数据页中每一数据页均具有一识别码；读取对应于该至少一个数据页的至少一个识别码；以及依据该至少一个识别码来决定一特定数据页，其中该特定数据页为该闪存在断电前该数据串流最后写入的数据页。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该多个识别码为多个写入次序码，以及该多个写入次序码纪录该数据串流写入至该多个数据页的顺序。

进一步地，上述本发明所述的方法，其中当将该数据串流写入一第一区块的数据页时，将对应该第一区块的数据页的识别码记录为K，当将该数据串流写入一第二区块的数据页时，将对应该第二区块的数据页的识别码记录为K+1或K-1。

进一步地，上述本发明所述的方法，其中依据该至少一个识别码来决定该特定数据页的步骤更包含：

选择该些写入次序码中具有最大值或最小值的一写入次序码作为一特定写入次序码；以及将对应该特定写入次序码的至少一数据页决定为该特定数据页。

进一步地，上述本发明所述的方法，其中将对应该特定写入次序码的该至少一数据页决定为该特定数据页的步骤更包含：

将对应该特定写入次序码的该些数据页中具有最大实体页地址的数据页决定为该特定数据页。

进一步地，上述本发明所述的方法，其中当将该数据串流写入一第一数据页时，将对应该第一数据页的识别码记录为K，当将该数据串流写入一第二数据页时，将对应该第二数据页的识别码记录为K+1或K-1。

进一步地，上述本发明所述的方法，另包含有：

使用该特定数据页的错误更正码来判断该特定数据页中的错误数据是否可以更正。

进一步地，上述本发明所述的方法，另包含有：

当该特定数据页中的错误数据被判断为可更正时，更正该特定数据页中的错误数据，并将更正后的数据储存至一空白区块中。

进一步地，上述本发明所述的方法，另包含有：

当该特定数据页中的错误数据被判断为可更正时，另将该区块中其它所有数据页的数据储存至该空白区块中。

进一步地，上述本发明所述的方法，其中依据该至少一个识别码来决定该特定数据页的步骤更包含：

当一第一数据页所对应的识别码异常，则将该第一数据页决定该特定数据页。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：构造一种记忆装置，包含有一闪存以及一控制器，该控制器用来将一数据串流写入该闪存的至少一区块的至少一个数据页中，其中该至少一个数据页中每一数据页均具有一识别码，该控制器读取对应于该至少一个数据页的至少一个识别码，并依据该至少一个识别码来决定一特定数据页，其中该特定数据页为该闪存在断电前该数据串流最后写入的数据页。

进一步地，上述本发明所述的记忆装置，其中该多个识别码为多个写入次序码，该多个写入次序码纪录该数据串流写入至该多个数据页的顺序。

进一步地，上述本发明所述的记忆装置，其中当将该数据串流写入一第一区块的数据页时，该控制器将对应该第一区块的数据页的识别码记录为K，当将该数据串流写入一第二区块的数据页时，该控制器将对应该第二区块的数据页的识别码记录为K+1或K-1。

进一步地，上述本发明所述的记忆装置，其中该控制器选择该些写入次序码中具有最大值或最小值的一写入次序码作为一特定写入次序码；以及该控制器将对应该特定写入次序码的至少一数据页决定为该特定数据页。

进一步地，上述本发明所述的记忆装置，其中该控制器将对应该特定写入次序码的该些数据页中具有最大实体页地址的数据页决定为该特定数据页。

进一步地，上述本发明所述的记忆装置，其中当将该数据串流写入一第一数据页时，该控制器将对应该第一数据页的识别码记录为K，当将该数据串流写入一第二数据页时，该控制器将对应该第二数据页的识别码记录为K+1或K-1。

进一步地，上述本发明所述的记忆装置，其中该控制器另使用该特定数据页的错误更正码来判断该特定数据页中的错误数据是否可以更正。

进一步地，上述本发明所述的记忆装置，当该特定数据页中的错误数据被判断为可更正时，该控制器更正该特定数据页中的错误数据并将更正后的数据储存至一空白区块中。

进一步地，上述本发明所述的记忆装置，当该特定数据页中的错误数据被判断为可更正时，该控制器另将该区块中其它所有数据页的数据储存至该空白区块中。

进一步地，上述本发明所述的记忆装置，其中当一第一数据页所对应的识别码异常，则该控制器将该第一数据页决定该特定数据页。

实施本发明的技术方案，具有以下有益效果：在更新数据写入数据页的过程中，若发生断电，在等到供电回复正常后，可确保记忆装置不会发生有数据页中的数据为写入模糊的状态，因此可以避免在后续的使用上，数据页中的数据会发生读取错误的问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是传统的存储器控制器将更新数据写入至闪存中一区块的示意图；

图2是本发明一实施例的一种记忆装置的示意图；

图3是本发明一实施例当母区块M1～M3中的一部分数据需要更新时，图2所示的存储器控制器将一数据串流自主装置写入闪存中多个暂时区块T1～T3的示意图；

图4是本发明一实施例的存取闪存的流程图；

图5是本发明另一实施例当母区块M1～M3中的一部分数据需要更新时，图2所示的存储器控制器将一数据串流自主装置写入闪存中多个暂时区块T1～T3的示意图；

图6是本发明另一实施例当母区块M1～M3中的一部分数据需要更新时，图2所示的存储器控制器将一数据串流自主装置写入闪存中多个暂时区块T1～T3的示意图。

【主要组件符号说明】

200	记忆装置
		210	存储器控制器
212	微处理器
		212C	程序代码
212M	只读存储器
		214	控制逻辑
216	缓冲存储器
		218	接口逻辑
220	闪存
		M1、M2、M3	母区块
T1、T2、T3	暂时区块
		P1、P2、P3、P4	数据页

具体实施方式

请参考图2，图2是本发明一实施例的一种记忆装置200的示意图，其中本实施例的记忆装置200优选为可携式记忆装置(例如：符合SD/MMC、CF、MS、XD标准的记忆卡)。记忆装置200包含有一闪存(Flash Memory)220以及一控制器，该控制器可为一存储器控制器210，且用来存取闪存220。依据本实施例，存储器控制器210包含一微处理器212、一只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)212M、一控制逻辑214、一缓冲存储器216、与一接口逻辑218。只读存储器212M用来储存一程序代码212C，而微处理器212则用来执行程序代码212C以控制对闪存220的存取(Access)。

于典型状况下，闪存220包含多个区块(Block)，而该控制器(例如：透过微处理器212执行程序代码212C的存储器控制器210)对闪存220进行复制、抹除、合并数据等运作是以区块为单位来进行复制、抹除、合并数据。另外，一区块可记录特定数量的数据页(Page)，其中该控制器(例如：透过微处理器212执行程序代码212C的存储器控制器210)对闪存220进行写入数据的运作是以数据页为单位来进行写入。

实作上，透过微处理器212执行程序代码212C的存储器控制器210可利用其本身内部的组件来进行诸多控制运作，例如：利用控制逻辑214来控制闪存220的存取运作(尤其是对至少一区块或至少一数据页的存取运作)、利用缓冲存储器216进行所需的缓冲处理、以及利用接口逻辑218来与一主装置(Host Device)沟通。

请同时参考图2以及图3，图3是本发明一实施例当母区块M1～M3中的一部分数据需要更新时，存储器控制器210将包含有多笔更新数据的一数据串流自主装置写入闪存220中多个暂时区块T1～T3的示意图，其中暂时区块T1～T3分别用来储存母区块M1～M3的更新数据，其中暂时区块与母区块对应至相同的逻辑地址。参考图3，首先，假设第一笔更新数据为母区块M1的更新数据，则存储器控制器210将第一笔更新数据写入至暂时区块T1的数据页P1～P3，并在数据页P1～P3中写入一识别码“0x00”，请注意到，在一实施例中，各数据页可区分为用以储存数据的数据区域(data area)以及用以储存识别数据的备用区域(spare area)，可将识别码写入备用区域。接着，假设第二笔更新数据为母区块M2的更新数据，则存储器控制器210将第二笔更新数据写入至暂时区块T2的数据页P1，并在数据页P1中写入识别码“0x01”；接着，假设第三笔更新数据为母区块M3的更新数据，则存储器控制器210将第三笔更新数据写入至暂时区块T3的数据页P1～P2，并在数据页P1～P2中写入识别码“0x02”；假设第四笔更新数据为母区块M1的更新数据，则存储器控制器210将第四笔更新数据写入至暂时区块T1的数据页P4，并在数据页P4中写入识别码“0x03”；接着，假设第五笔更新数据为母区块M2的更新数据，则存储器控制器210将第五笔更新数据写入至暂时区块T2的数据页P2，并在数据页P2中写入识别码“0x04”，此时，若是在存储器控制器210将第五笔更新数据写入至暂时区块T2的数据页P2时发生断电，则暂时区块T2的数据页P2很可能会发生写入不完全的情形。

因此，当记忆装置200恢复供电之后，存储器控制器210需要对闪存220中的数据作检查以确定自主装置写入暂时区块T1～T3的更新数据的正确性。请同时参考图3以及图4，图4为本发明一实施例的存取闪存220的流程图。需注意的是，若是有实质上相同的结果，本发明的存取闪存的方法并不以图4所示流程图的步骤为限，参考图4，流程说明如下：

首先，在步骤400，流程开始。接着，在步骤402中，存储器控制器210开始判断闪存220中区块Bi是否为一暂时区块(请注意到，在一实施例中，存储器控制器210读取区块Bi备用区域中的信息以判断区块Bi是否为一暂时区块)，若区块Bi为暂时区块，则进入步骤404，若区块Bi不为暂时区块，则进入步骤408；在步骤404中，存储器控制器210检查区块Bi中是否有数据页具有识别码(亦即图3中的“0x00”～“0x04”)，若是区块Bi中至少有一数据页具有识别码，则进入步骤406，若区块Bi中没有数据页具有识别码，则进入步骤408。在步骤406中，存储器控制器210读取区块Bi中所有具有识别码的数据页，之后流程进入步骤408。在步骤408中，存储器控制器210判断区块Bi是否为闪存220中最后一个区块，若目前区块不是闪存220中最后一个区块，则进入步骤410之后回到步骤402以判断下一区块(亦即，B_i+1)是否为一暂时区块；若区块Bi为闪存220中最后一个区块，则进入步骤412以决定一特定区块以及该特定区块中的一特定数据页，其中该特定区块为在发生断电前该数据串流最后写入的区块，且该特定数据页为在发生断电前该数据串流最后写入的数据页，在步骤412中，存储器控制器210比较所读取的多个识别码，并依据该多个识别码以决定该特定数据页。

简单来说，上述步骤402～412的目的是为了决定存储器控制器210在发生断电前将该数据串流最后写入的数据页(亦即，特定区块的特定数据页)，以图3所示的暂时区块T1～T3为例，存储器控制器210比较暂时区块T1～T3中多个数据页的多个识别码(亦即“0x00”～“0x04”)，并依据该多个识别码(“0x00”～“0x04”)来判断出哪一个数据页为该数据串流最后写入的数据页。在此实施例中，识别码为一写入次序码，因此，存储器控制器210藉由判断暂时区块T2中的数据页P2具有最大的识别码“0x04”而决定暂时区块T2中的数据页P2为更新数据最后写入的数据页(步骤412)。在另一实施例中，由于在写入某一数据页的识别码时，亦可能发生断电，而使得识别码无法被正确写入。故当记忆装置200恢复供电之后，存储器控制器210读取该数据页的识别码时发生读取错误，存储器控制器210亦得将该数据页视为在发生断电前该数据串流最后写入数据页。

在决定出该特定区块以及该特定数据页(在发生断电前该数据串流最后写入的区块以及数据页)之后，接着，于步骤414，存储器控制器210使用该特定数据页的错误更正码来判断该特定数据页中的错误数据是否可以更正(如果有任何错误数据发生的话)，当该特定数据页中的错误数据被判断为可更正时，进入步骤416且存储器控制器210依据该错误更正码来更正该特定数据页中的错误数据，并将更正后的数据以及该特定区块中其它所有数据页的数据储存至一空白区块中；当该特定数据页中的错误数据被判断为不可更正时，则不使用此特定数据页的数据或是将此特定数据页中的数据删除。

以图3所示的暂时区块T2为例，若是数据页P2中的错误数据被存储器控制器210判断为可更正时，则存储器控制器210依据数据页P2中的错误更正码来更正暂时区块T2的数据页P2中的错误数据，并将暂时区块T2的数据页P1以及更正后的数据页P2储存至一空白区块中(未绘示)；若是暂时区块T2的数据页P2中的错误数据被存储器控制器210判断为不可更正时，则存储器控制器210之后将不使用暂时区块T2的数据页P2的数据，或是甚至将数据页P2中的数据删除。

需注意的是，图3所示的暂时区块T1～T3的数据页的识别码仅为一范例说明，在本发明的其它实施例中，暂时区块T1～T3的数据页的识别码可以依据设计者的考虑而有不同的变化，以图5为例，存储器控制器210将第一笔更新数据写入至暂时区块T1的数据页P1～P3时，同时分别在数据页P1～P3中写入识别码“0x00”、“0x01”、“0x02”；接着，存储器控制器210将第二笔更新数据写入至暂时区块T2的数据页P1，并在数据页P1中写入识别码“0x03”；接着，存储器控制器210将第三笔更新数据写入至暂时区块T3的数据页P1～P2，并分别在数据页P1～P2中写入识别码“0x04”、“0x05”；接着，存储器控制器210将第四笔更新数据写入至暂时区块T1的数据页P4，并在数据页P4中写入识别码“0x06”；接着，存储器控制器210将第五笔更新数据写入至暂时区块T2的数据页P2，并在数据页P2中写入识别码“0x07”。简单来说，只要暂时区块T1～T3的数据页的多个识别码可以被用来判断哪一个数据页是该数据串流最后写入的数据页，这些设计上的变化均应隶属于本发明的范畴。

此外，在图3所示的实施例中，暂时区块T1～T3只储存主装置所传送的更新数据，然而，在本发明的其它实施例中，暂时区块T1～T3同时亦可分别用来储存母区块M1～M3中不需更新的数据。请参考图6，图6是本发明另一实施例当母区块M1～M3中的一部分数据需要更新时，存储器控制器210将包含有多笔更新数据的一数据串流自主装置写入闪存220中多个暂时区块T1～T3的示意图。此外，在本实施例中，假设母区块M1的数据页P2、P3、母区块M2的数据页P3、以及母区块M3的数据页P2～P4中的数据需要更新。参考图6，首先，假设第一笔更新数据为母区块M1的数据页P2、P3的更新数据，则存储器控制器210会先将母区块M1的数据页P1中的数据复制至暂时区块T1的数据页P1，接着，再将第一笔更新数据自该主装置写入至暂时区块T1的数据页P2、P3，并在暂时区块T1的数据页P2、P3中写入一识别码“0x00”；接着，假设第二笔更新数据为母区块M3的数据页P2～P4的更新数据，则存储器控制器210先将母区块M3的数据页P1中的数据复制至暂时区块T3的数据页P1，再将第二笔更新数据自该主装置写入至暂时区块T3的数据页P2～P4，并在数据页P2～P4中写入识别码“0x01”；接着，假设第三笔更新数据为母区块M2的数据页P3的更新数据，则存储器控制器210先将母区块M2的数据页P1、P2中的数据复制至暂时区块T2的数据页P1、P2，再将第三笔更新数据自该主装置写入至暂时区块T2的数据页P3，并在数据页P3中写入识别码“0x02”，以此类推。此时，若是在记忆装置200发生断电，则于记忆装置200的供电回复正常后，进行图4所示的步骤以决定出一特定区块(在发生断电前该数据串流最后写入的区块)以及位于该特定区块的一特定数据页(在发生断电前该数据串流最后写入的数据页)，并判断该特定数据页是否可以藉由该特定数据页的错误更正码来更正回正确的数据(步骤414)，以决定是否将更正后的数据以及该特定区块中其它所有数据页的数据储存至一空白区块中(步骤416)或是不使用该特定数据页的数据(步骤418)。

简要归纳本发明，在本发明的记忆装置中，存储器控制器将一数据串流写入一闪存的至少一区块的至少一个数据页中，其中该至少一个数据页中每一数据页均具有一识别码，之后，存储器控制器读取对应于该至少一个数据页的至少一个识别码，并依据该至少一个识别码来决定一特定数据页，其中该特定数据页为在发生断电前该数据串流最后写入的数据页，最后，当该特定数据页中的错误数据被判断为可更正时，更正该特定数据页中的错误数据，并将更正后的数据以及该区块中其它所有数据页的数据储存至一空白区块中。存储器控制器依据至少一个识别码的大小以及正确性来决定该特定数据页。例如，当一数据页的识别码发生错误时，可将该数据页决定为特定数据页，或者，当一数据页的识别码较其它数据页的识别码大(或者较其它数据页的识别码小)时，将该数据页决定为特定数据页。再者，当多个数据页的识别码相同且较其它数据页的识别码大(或者较其它数据页的识别码小)时，更进一步地依据该些数据页的实体页地址来决定何者为特定数据页，可将该些数据页中，实体页地址最大的数据页决定为特定数据页。依据本发明的存取闪存的方法以及记忆装置，可以确保万一更新数据写入数据页的过程中发生断电，等到供电回复正常后，记忆装置也不会发生有数据页中的数据为写入模糊的状态，因此可以避免在后续的使用上，数据页中的数据会发生读取错误的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种存取一闪存的方法，其特征在于，包含有：

在供电状态，将一数据串流写入该闪存的至少一区块的至少一个数据页中，其中该至少一区块为与母区块对应相同的逻辑地址的暂时区块，该至少一个数据页中每一数据页均具有一识别码，其中该识别码为写入次序码，以及该写入次序码以升序或降序的方式纪录该数据串流写入至该多个数据页的顺序；

在恢复供电后，判断闪存中某区块是否为暂时区块；

当该区块为暂时区块时，检查该区块中的数据页是否具有写入次序码；

当该区块的数据页具有写入次序码时，读取对应于该至少一个数据页的至少一个写入次序码；

选择该些写入次序码中具有最大值或最小值的一写入次序码作为一特定写入次序码；以及将对应该特定写入次序码的至少一数据页决定为该特定数据页，其中该特定数据页为该闪存在断电前该数据串流最后写入的数据页；

使用该特定数据页的错误更正码来判断该特定数据页中的错误数据是否可以更正。

2.根据权利要求1所述的存取一闪存的方法，其特征在于，其中将对应该特定写入次序码的该至少一数据页决定为该特定数据页的步骤更包含：

将对应该特定写入次序码的该些数据页中具有最大实体页地址的数据页决定为该特定数据页。

3.根据权利要求2所述的存取一闪存的方法，其特征在于，其中当将该数据串流写入一第一数据页时，将对应该第一数据页的识别码记录为K，当将该数据串流写入一第二数据页时，将对应该第二数据页的识别码记录为K+1。

4.根据权利要求1所述的存取一闪存的方法，其特征在于，另包含有：

当该特定数据页中的错误数据被判断为可更正时，更正该特定数据页中的错误数据，并将更正后的数据储存至一空白区块中。

5.根据权利要求4所述的存取一闪存的方法，其特征在于，另包含有：

当该特定数据页中的错误数据被判断为可更正时，另将该区块中其它所有数据页的数据储存至该空白区块中。

6.根据权利要求4所述的存取一闪存的方法，其特征在于，另包含有：

当特定数据页中的错误数据不能更正时，不使用特定数据页的数据。

7.根据权利要求1所述的存取一闪存的方法，其特征在于，该方法还包括：

当一第一数据页所对应的写入次序码异常，则将该第一数据页决定为该特定数据页。

8.一种按照权利要求1所述的存取一闪存的方法运行的记忆装置，其特征在于，包含有

第一模块：用于在供电状态，将一数据串流写入该闪存的至少一区块的至少一个数据页中，其中该至少一区块为与母区块对应相同的逻辑地址的暂时区块，该至少一个数据页中每一数据页均具有一识别码，其中该识别码为写入次序码，以及该写入次序码以升序或降序的方式纪录该数据串流写入至该多个数据页的顺序；

第二模块：用于在恢复供电后，判断闪存中某区块是否为暂时区块；

第三模块：用于当该区块为暂时区块时，检查该区块中的数据页是否具有写入次序码；

第四模块：用于当该区块的数据页具有写入次序码时，读取对应于该至少一个数据页的至少一个写入次序码；

第五模块：用于选择该些写入次序码中具有最大值或最小值的一写入次序码作为一特定写入次序码；以及将对应该特定写入次序码的至少一数据页决定为该特定数据页，其中该特定数据页为该闪存在断电前该数据串流最后写入的数据页；

第六模块：用于使用该特定数据页的错误更正码来判断该特定数据页中的错误数据是否可以更正。

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