CN103389941B - 存储器格式化方法、存储器控制器及存储器存储装置 - Google Patents

Abstract

一种存储器格式化方法、存储器控制器及存储器存储装置。该存储器格式化方法用于存储器存储装置。该方法包括配置逻辑区块地址以映射部分物理区块；根据逻辑区块地址的大小产生第一与第二文件系统数据；并且将第一文件系统数据存储至第一物理区块中，其中第一物理区块是映射此些逻辑区块地址之中的第一逻辑区块地址。本方法还包括：从此些物理区块中选择第二物理区块；将第二文件系统数据存储至第二物理区块中；判断是否接收到格式化指令；及当接收到格式化指令时，将第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块。

Description

存储器格式化方法、存储器控制器及存储器存储装置

技术领域

本发明涉及一种执行存储器格式化的方法及使用此方法的存储器控制器与存储器存储装置。

背景技术

数字相机、移动电话与MP3播放器在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对存储介质的需求也急速增加。由于可复写式非易失性存储器（例如，快闪存储器）具有数据非挥发性、省电、体积小，以及无机械结构等特性，所以非常适合内建于上述所举例的各种可携式电子装置中。

一般来说，可复写式非易失性存储器装置必须先经过格式化程序，才能被用来存储数据。又或者，当使用者想要将存储于可复写式非易失性存储器装置中的所有数据彻底删除，使用者会对可复写式非易失性存储器存储装置进行格式化程序。然而，随着可复写式非易失性存储器存储装置的容量越来越大，格式化所需要的时间亦随着大幅地增加。因此，实有必要研发一套能够快速地对可复写式非易失性存储器存储装置执行格式化的机制。

发明内容

本发明提供一种存储器格式化方法、存储器控制器与存储器存储装置，其有效地缩短执行格式化指令所需的时间。

本发明范例实施例提出一种存储器格式化方法，用于存储器存储装置，此存储器存储装置具有可复写式非易失性存储器模块，并且此可复写式非易失性存储器模块具有多个物理区块。本存储器格式化方法包括：配置多个逻辑区块地址以映射此些物理区块的一部分。本存储器格式化方法也包括：根据此些逻辑区块地址的大小产生第一文件系统数据与第二文件系统数据；并且将第一文件系统数据存储至此些物理区块之中的至少一第一物理区块中，其中第一物理区块映射此些逻辑区块地址之中的第一逻辑区块地址。本存储器格式化方法还包括：从此些物理区块中选择至少一第二物理区块；并且将第二文件系统数据存储至第二物理区块中。本存储器格式化方法还包括：判断是否从主机系统中接收到格式化指令；以及当从主机系统中接收到格式化指令时，将第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块。

在本发明的一实施例中，上述的存储器格式化方法还包括：将此些物理区块逻辑地至少分组为一数据区与一闲置区，其中上述将第一文件系统数据存储至少一第一物理区块中的步骤包括：从数据区的物理区块中选择至少一物理区块作为至少一第一物理区块并且将第一文件系统数据存储至此至少一第一物理区块，并且上述从此些物理区块中选择至少一第二物理区块的步骤包括：从闲置区的物理区块中选择至少一物理区块作为此至少一第二物理区块并将此至少一第二物理区块作为一隐藏区。

在本发明的一实施例中，上述的存储器格式化方法还包括：在将第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块之后，将第二物理区块从该隐藏区中移除并关联至数据区以及将第一物理区块关联至闲置区。

在本发明的一实施例中，上述的存储器格式化方法还包括：在主机系统中执行格式化应用程序；以及由格式化应用程序通过制造商指令传送格式化指令给存储器存储装置。

在本发明的一实施例中，此些逻辑区块地址是属于一个分割区，并且第一逻辑区块地址为从分割区的起始地址开始连续排列的逻辑区块地址。

在本发明的一实施例中，上述的存储器格式化方法还包括：在将第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块之后，根据此些逻辑区块地址的大小产生第三文件系统数据，从闲置区的物理区块中选择至少一第三物理区块，将第三物理区块关联至隐藏区并且将第三文件系统数据存储至第三物理区块中。

在本发明的一实施例中，上述的存储器格式化方法还包括：在将上述第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块之后，根据逻辑区块地址的大小产生第三文件系统数据，抹除上述第一物理区块并且将第三文件系统数据存储至第一物理区块中。

本发明范例实施例提出一种存储器控制器，用于控制存储器存储装置的可复写式非易失性存储器模块，其中此可复写式非易失性存储器模块具有多个物理区块。此存储器控制器包括主机接口、存储器接口与存储器管理电路。主机接口用以电性连接至主机系统。存储器接口用以电性连接至可复写式非易失性存储器模块。存储器管理电路电性连接至主机接口与存储器接口。在此，存储器管理电路配置多个逻辑区块地址以映射此些物理区块的一部分。此外，存储器管理电路根据此些逻辑区块地址的大小产生第一文件系统数据与第二文件系统数据并且将第一文件系统数据存储至此些物理区块之中的至少一第一物理区块中，其中第一物理区块映射此些逻辑区块地址之中的至少一第一逻辑区块地址。再者，存储器管理电路从此些物理区块中选择至少一第二物理区块，且将第二文件系统数据存储至第二物理区块中。另外，存储器管理电路会判断是否从主机系统中接收到格式化指令，并且当从主机系统中接收到格式化指令时，存储器管理电路将第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块。

在本发明的一实施例中，上述的存储器管理电路将此些物理区块逻辑地至少分组为数据区与闲置区，从数据区的物理区块中选择至少一物理区块作为上述至少一第一物理区块，并且从闲置区的物理区块中选择至少一物理区块作为上述至少一第二物理区块并将此至少一第二物理区块作为一隐藏区。

在本发明的一实施例中，在将第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块之后，上述的存储器管理电路将第二物理区块从该隐藏区中移除并关联至数据区以及将第一物理区块关联至闲置区。

在本发明的一实施例中，上述的格式化指令是由在主机系统中执行的格式化应用程序通过制造商指令传送给存储器存储装置。

在本发明的一实施例中，在将第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块之后，存储器管理电路根据此些逻辑区块地址的大小产生第三文件系统数据，从闲置区的物理区块中选择至少一第三物理区块，将第三物理区块关联至隐藏区并且将第三文件系统数据存储至第三物理区块中。

在本发明的一实施例中，在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，上述存储器管理电路根据这些逻辑区块地址的大小产生一第三文件系统数据，抹除该至少一第一物理区块并且将该第三文件系统数据存储至该至少一第一物理区块中。

本发明范例实施例提出一种存储器存储装置，其包括用以电性连接至一主机系统的连接器、具有多个物理区块的可复写式非易失性存储器模块及电性连接至连接器与可复写式非易失性存储器模块的存储器控制器。存储器控制器配置多个逻辑区块地址以映射此些物理区块的一部分。此外，存储器控制器根据此些逻辑区块地址的大小产生第一文件系统数据与第二文件系统数据并且将第一文件系统数据存储至此些物理区块之中的至少一第一物理区块中，其中第一物理区块映射此些逻辑区块地址之中的至少一第一逻辑区块地址。再者，存储器控制器从此些物理区块中选择至少一第二物理区块，且将第二文件系统数据存储至第二物理区块中。另外，存储器控制器会判断是否从主机系统中接收到格式化指令，并且当从主机系统中接收到格式化指令时，存储器控制器将第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块。

在本发明的一实施例中，上述存储器控制器将此些物理区块逻辑地至少分组为数据区与闲置区，从数据区的物理区块中选择至少一物理区块作为上述至少一第一物理区块，并且从闲置区的物理区块中选择至少一物理区块作为上述至少一第二物理区块并将此至少一第二物理区块作为一隐藏区。

在本发明的一实施例中，在将第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块之后，上述的存储器控制器将第二物理区块从该隐藏区中移除并关联至数据区以及将第一物理区块关联至闲置区。

在本发明的一实施例中，上述的格式化指令是由在主机系统中执行的格式化应用程序通过制造商指令传送给存储器存储装置。

在本发明的一实施例中，在将第一逻辑区块地址重新映射至第二物理区块之后，存储器控制器根据此些逻辑区块地址的大小产生第三文件系统数据，从闲置区的物理区块中选择至少一第三物理区块，将第三物理区块关联至隐藏区并且将第三文件系统数据存储至第三物理区块中。

在本发明的一实施例中，在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，上述存储器控制器根据这些逻辑区块地址的大小产生一第三文件系统数据，抹除该至少一第一物理区块并且将该第三文件系统数据存储至该至少一第一物理区块中。

基于上述，本发明范例实施例的存储器格式化方法、存储器控制器与存储器存储装置能够快速地执行格式化程序，由此有效地缩短使用者等待的时间。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是根据一范例实施例所绘示的主机系统与存储器存储装置的概要方块图。

图1B是根据本发明第一范例实施例所绘示的计算机、输入/输出装置与存储器存储装置的示意图。

图1C是根据本发明另一范例实施例所绘示的主机系统与存储器存储装置的示意图。

图2与图3是根据一范例实施例所绘示的管理物理区块的示意图。

图4为根据一范例实施例所绘示的以文件系统格式化的逻辑区块地址的范例。

图5是根据一范例实施例所绘示的建立文件系统数据的示意图。

图6是根据一范例实施例所绘示的执行格式化指令的示意图。

图7是根据另一范例实施例所绘示的重新建立文件系统数据的示意图。

图8是根据一范例实施例所绘示的存储器控制器的概要方块图。必须了解的，图8所绘示的存储器控制器仅为一个范例，本发明不限于此，

图9A与图9B是根据一范例实施例所绘示的格式化方法的流程图。

【主要元件符号说明】

100：存储器存储装置

102：连接器

104：存储器控制器

106：可复写式非易失性存储器模块

1000：主机系统

1102：微处理器

1104：存储装置

1106：随机存取存储器

1108：输入/输出装置

1110：操作系统

1120：格式化应用程序

1100：计算机

1202：鼠标

1204：键盘

1206：显示器

1208：打印机

1212：随身碟

1214：存储卡

1216：固态硬盘

1310：数字相机

1312：SD卡

1314：MMC卡

1316：记忆棒

1318：CF卡

1320：嵌入式存储装置

202：存储器管理电路

204：主机接口

206：存储器接口

208：缓冲存储器

210：电源管理电路

212：错误检查与校正电路

304(0)~304(R)：物理区块

402：数据区

404：备用区

406：系统区

408：取代区

LBA(0)~LBA(H)：逻辑区块地址

900：分割区

902：主引导磁区

904：文件配置区

906：根目录区

908：文件区

510：第一文件系统数据

520：第二文件系统数据

530：第三文件系统数据

S901、S903、S905、S907、S909、S911、S913、S915、S917：存储器格式化的步骤

具体实施方式

图1A是根据一范例实施例所绘示的主机系统与存储器存储装置的概要方块图。

请参照图1A，主机系统1000包括微处理器1102、存储装置1104、随机存取存储器1106与输入/输出装置1108。当主机系统1000开机时，微处理器1102会执行安装于存储装置1104中的操作系统1110，以使主机系统1000根据使用者的操作而提供对应的功能。例如，在本范例实施中，主机系统1000为计算机系统并且操作系统1110为视窗操作系统，并且当主机系统1000开机后，使用者可通过输入/输出装置1108操作主机系统1000以执行文件文件编辑、影音文件编辑、影音播放等功能。

存储器存储装置100是电性连接至主机系统1000，并且根据来自于主机系统1000的操作系统1110的指令执行数据的写入与读取。例如，存储器存储装置100可以是如图1B所示的随身碟1212、存储卡1214或固态硬盘（SolidStateDrive，SSD）1216等的可复写式非易失性存储器存储装置。

虽然在本范例实施例中，主机系统1000是以计算机系统来作说明，然而，在本发明另一范例实施例中主机系统1000可以是数字相机、摄影机、通信装置、音频播放器或视频播放器等系统。例如，在主机系统为数字相机（摄影机）1310时，可复写式非易失性存储器存储装置则为其所使用的安全数字(SecureDigital，SD)卡1312、多媒体存储卡(MultiMediaCard，MMC)卡1314、记忆棒（memorystick）1316、小型快闪(CompactFlash，CF)卡1318或嵌入式存储装置1320（如图1C所示）。嵌入式存储装置1320包括嵌入式多媒体卡（EmbeddedMMC，eMMC）。值得一提的是，嵌入式多媒体卡是直接电性连接于主机系统的基板上。

存储器存储装置100包括连接器102、存储器控制器104与可复写式非易失性存储器模块106。

连接器102是相容于通用串行总线(UniversalSerialBus，USB)标准的连接器。然而，必须了解的是，本发明不限于此，连接器102也可以是相容MS标准、MMC标准、CF标准、电气和电子工程师协会(InstituteofElectricalandElectronicEngineers，IEEE)1394标准、高速外围组件连接接口(PeripheralComponentInterconnectExpress，PCIExpress)标准、串行先进附件(SerialAdvancedTechnologyAttachment，SATA)标准、并行先进附件(ParallelAdvancedTechnologyAttachment，PATA)标准、SD标准、整合式驱动电子接口(IntegratedDeviceElectronics，IDE)标准或其他标准的连接器。

存储器控制器104用以执行以硬件型式或固件型式实作的多个逻辑门或控制指令，并且根据主机系统1000的指令在可复写式非易失性存储器模块106中进行数据的写入、读取与抹除等运作。特别是，存储器控制器104能够执行根据本范例实施例的格式化方法来执行来自于主机系统1000的格式化指令。具体来说，当使用者于主机系统1000中执行格式化应用程序1120，并且操作格式化应用程序1120来对存储器存储装置100执行格式化指令时，存储器控制器104会以根据本范例实施例的存储器格式化方法来响应此格式化指令。例如，应用程序1120会通过制造商指令(vendorcommand)来将格式化指令传送至存储器控制器104。稍后将配合附图详细描述本范例实施例的存储器格式化方法。

可复写式非易失性存储器模块106是电性连接至存储器控制器104，并且用以存储主机系统1000所写入的数据。可复写式非易失性存储器模块106包括多个物理区块。各物理区块分别具有多个物理页面，其中属于同一个物理区块的物理页面可被独立地写入且被同时地抹除。更详细来说，物理区块为抹除的最小单位。亦即，每一物理区块含有最小数目的一并被抹除的存储单元。物理页面为程序化的最小单元。即，物理页面为写入数据的最小单元。然而，必须了解的是，在本发明另一范例实施例中，写入数据的最小单位也可以是扇区(Sector)或其他大小。在本范例实施例中，可复写式非易失性存储器模块106为多阶存储单元(多阶记忆胞，MultiLevelCell，MLC)NAND型快闪存储器模块。然而，本发明不限于此，可复写式非易失性存储器模块106也可是单阶存储单元(单阶记忆胞，SingleLevelCell，SLC)NAND型快闪存储器模块、多阶存储单元（多阶记忆胞，TrinaryLevelCell，TLC）NAND型快闪存储器模块、其他快闪存储器模块或其他具有相同特性的存储器模块。

图2与图3是根据一范例实施例所绘示的管理物理区块的示意图。

请参照图2，在本范例实施例中，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会将可复写式非易失性存储器模块106的物理区块304(0)~304(R)逻辑地分组为数据区402、闲置区404、系统区406与取代区408，其中被分组为数据区402与闲置区404的物理区块会轮替地来存储主机系统1000所写入的数据，系统区406的物理区块是用以存储存储器存储装置100的系统数据，而取代区408的物理区块是用以取代数据区与备用区中的坏物理区块。例如，在存储器存储装置100被初始化时，物理区块304(0)~304(D)会被分组为数据区402；物理区块304(D+1)~304(N)会被分组为闲置区404；物理区块304(N+1)~304(S)会被分组为系统区406；并且物理区块304(S+1)~304(R)会被分组为取代区408。

请参照图3，为了使主机系统1000能够方便地对以轮替方式存储数据的物理区块进行存取，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会配置逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)来映射数据区402的物理区块，由此主机系统1000能够直接地依据逻辑区块地址来进行数据的写入与读取。例如，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会使用逻辑区块地址-物理区块映射表来记录逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)与数据区402的物理区块之间映射关系。

在本范例实施例中，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会根据文件系统(例如，FAT32)将逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)初始地划分为一个分割区(partition)并且将对应此分割区的文件系统数据初始地存储至数据区402的物理区块中。

例如，当逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)通过文件系统格式化成一个分割区900时，分割区900会被划分为主引导磁区902、文件配置表区904、根目录区906与文件区908(如图4所示)。属于主引导磁区902的逻辑区块地址是用以存储存储器存储装置100的可存储空间的系统信息。属于文件配置表区904的逻辑区块地址是用以存储文件配置表。文件配置表是用以记录存储数据的逻辑区块地址的登录值。例如，文件配置表区中会存储两个文件配置表，其中一个文件配置表为正常存取所使用，而另一个文件配置表为备份文件配置表。属于根目录区906的逻辑区块地址是用以存储文件描述区块(FileDescriptionBlock，FDB)，其用以记录目前存储于存储器存储装置100中的文件与目录的属性信息。例如，对应一个文件的文件描述区块会记录此文件的档名以及存储此文件的起始逻辑区块地址(即，起始丛集)；并且对应一个目录的文件描述区块会记录此目录的目录名称以及用以记录存储在此目录中的文件或目录的文件描述区块的逻辑区块地址(即，丛集)。属于文件区908的逻辑区块地址会被划分为多个丛集并且用以实际地存储文件的内容。在主机系统1000使用分割区900来存取数据时，操作系统1110会根据记录在主引导磁区902、文件配置表区904与根目录区906中的信息来将数据存储至空的地址、从已存储数据的地址上读取数据或者将所存储的数据删除。一般来说，主引导磁区902、文件配置表区904与根目录区906会被置于分割区900的最前端，例如，主引导磁区902、文件配置表区904与根目录区906会从起始逻辑地址(例如，LBA(0))开始依序被配置。在本范例实施例中，所述的文件系统数据则为记录在主引导磁区902、文件配置表区904与根目录区906中的信息。

在本范例实施例中，在存储器控制器104(例如，存储器管理电路)将逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)初始地划分为一个分割区时，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会根据逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)的大小以文件系统的逻辑产生第一文件系统数据并且将所产生的第一文件系统数据存储至分割区900中最前端的逻辑区块地址所映射的物理区块(以下称为第一物理区块)中。在此，在第一文件系统数据中，文件配置表区904与根目录区906未存储有文件的记录。也就是说，第一文件系统数据所记录的信息为对应分割区900未存储使用者数据的状态下的配置信息。

特别是，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会从闲置区404中选择至少一个物理区块(以下称为第二物理区块)作为隐藏区。特别是，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会产生一份与第一文件系统数据相同的文件系统数据副本(以下称为第二文件系统数据)并且将第二文件系统数据存储至隐藏区。例如，存储器控制器104会为第二物理区块记录特殊标记以避免存储于其中的数据被删除或修改的。

图5是根据一范例实施例所绘示的建立文件系统数据的示意图。

请参照图5，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会根据逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)的大小以文件系统的逻辑产生第一文件系统数据510并且第一文件系统数据510存储至分割区900中最前端的逻辑区块地址LBA(0)~LBA(1)所映射的物理区块304(0)~304(1)。必须了解的是，在本范例中，假设需要使用两个逻辑区块地址的存储空间来存储第一文件系统数据，然而，本发明不限于此，在本发明另一范例实施例中，存储第一文件系统数据所需的逻辑区块地址可以为1个或更多。

另外，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会从闲置区404中选择物理区块304(D+1)~304(D+2)作为隐藏区450，产生相同于第一文件系统数据510的第二文件系统数据520，并且将第二文件系统数据520存储至隐藏区450的物理区块304(D+1)~304(D+2)中。例如，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)可以根据逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)的大小以文件系统的逻辑产生第二文件系统数据520，或者通过复制第一文件系统数据510来获得第二文件系统数据520。

当使用者操作主机系统1000于分割区900上存储数据时，操作系统1110会将数据存储至文件区908的逻辑区块地址并且更新第一文件系统数据510，由此记录分割区900的存储状态。特别是，倘若使用者操作格式化应用程序1120来对存储器存储装置100下达格式化指令时，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会调整逻辑区块地址与物理区块的映射关系，由此使得操作系统1110所存取的文件系统数据变更为第二文件系统数据。特别是，由于第二文件系统数据所记录的信息为对应分割区900未存储任何数据的状态下的配置信息，因此，分割区900会被视为已格式化且未存储使用者数据的分割区。

图6是根据一范例实施例所绘示的执行格式化指令的示意图。

请参照图6，假设再如图5所示的配置下从执行于主机系统1000的格式化应用程序1120中接收到格式化指令时，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会将逻辑区块地址LBA(0)重新映射至隐藏区450的物理区块304(D+1)并且将逻辑区块地址LBA(1)重新映射至原属于隐藏区450的物理区块304(D+2)并且传送确认讯息以响应此格式化指令。例如，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)是在逻辑区块地址-物理区块映射表中将逻辑区块地址LBA(0)~LBA(1)所映射的物理区块更改为物理区块304(D+1)~304(D+2)。基此，当操作系统1110重新读取记录在第二文件系统数据的信息(即，原始主引导磁区902、文件配置表区904与根目录区906)时，其会识别分割区900为未存储使用者数据的全新分割区。并且，之后，当使用者操作主机系统1000于分割区900上存储数据时，操作系统1110会将数据存储至文件区908的逻辑区块地址并且更新第二文件系统数据520。

值得一提的是，在图6所示的范例中，逻辑区块地址LBA(0)~LBA(1)会映射至原本属于隐藏区450的物理区块304(D+1)~304(D+2)(即，物理区块304(D+1)~304(D+2)已被关联至数据区402，因此，物理区块304(D+1)~304(D+2)会从隐藏区450中移除，并且原先映射逻辑区块地址LBA(0)~LBA(1)的物理区块304(0)~304(1)会被关联至闲置区404。例如，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会对物理区块304(0)~304(1)执行抹除运作。

特别是，在本发明另一范例实施例中，在将在隐藏区450中存储第二文件系统数据520的物理区块关联至数据区402之后，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会从闲置区404中选择至少一个物理区块(以下称为第三物理区块)作为隐藏区450的物理区块，根据逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)的大小以文件系统的逻辑产生第三文件系统数据并且将第三文件系统数据存储至隐藏区。第三文件系统数据所记录的信息为对应分割区900未存储使用者数据的状态下的配置信息。

图7是根据另一范例实施例所绘示的重新建立文件系统数据的示意图。

请参照图7，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会从闲置区404中选择物理区块304(D+3)~304(D+4)并且将物理区块304(D+3)~304(D+4)关联至隐藏区450。此外，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会产生第三文件系统数据530，并且将第三文件系统数据530存储至隐藏区450的物理区块304(D+3)~304(D+4)中。例如，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)可以根据逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)的大小以文件系统的逻辑产生第三文件系统数据530，或者在第二文件系统数据520未被更新之前，通过复制第二文件系统数据520来获得第三文件系统数据530。之后，当再次从执行于主机系统1000的格式化应用程序1120接收到格式化指令时，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会将逻辑区块地址LBA(0)~LBA(1)重新映射至隐藏区450中存储文件系统数据的物理区块，由此快速地响应格式化应用程序1120所下达的格式化指令。

值得一提的，存储器控制器104(例如，存储器管理电路)会在存储器存储装置1000处于闲置状态或者从格式化应用程序1120接到请求时，执行如图7所示的运作。

基于上述，由于调整逻辑区块地址LBA(0)~LBA(1)的映射所需的时间相当短，相较于实际地对逻辑区块地址LBA(0)~LBA(1)执行格式化程序，本发明范例实施例的存储器存储装置与存储器控制器能够有效地缩短响应格式化指令的时间。

值得一提的是，在本范例实施例中，当主机系统1000执行格式化指令时，存储器控制器104会从闲置区404中提取空的物理区块(即，上述第三物理区块)来作为隐藏区450的物理区块，以存储新产生的文件系统数据。然而，在本发明另一范例实施例中，存储器控制器104也可以固定的物理区块(例如，上述第一物理区块与第二物理区块)来轮流地存储新的文件系统数据。例如，在存储器存储装置100初始化时，物理区块304(0)~304(1)会存储第一文件系统且映射至逻辑区块地址LBA(0)~LBA(1)，此外，物理区块304(D+1)~304(D+2)会存储第二文件系统数据。之后，当主机系统1000执行格式化指令时，逻辑区块地址LBA(0)~LBA(1)会被重新映射至物理区块304(D+1)~304(D+2)，并且物理区块304(0)~304(1)会抹除以存储第三文件系统数据。

图8是根据一范例实施例所绘示的存储器控制器的概要方块图。必须了解的，图8所绘示的存储器控制器仅为一个范例，本发明不限于此，

请参照图8，存储器控制器104包括存储器管理电路202、主机接口204、存储器接口206、缓冲存储器208、电源管理电路210与错误检查与校正电路212。

存储器管理电路202用以控制存储器控制器104的整体运作。具体来说，存储器管理电路202具有多个控制指令，并且在存储器存储装置100上电(poweron)时，此些控制指令会被执行以控制存储器控制器104的整体运作。例如，存储器管理电路202会执行本范例实施例的格式化机制以响应来自于格式化应用程序1120所传送的格式化指令。

在本范例实施例中，存储器管理电路202的控制指令是以固件型式来实作。例如，存储器管理电路202具有微处理器单元(未绘示)与只读存储器(未绘示)，并且此些控制指令是被烧录至此只读存储器中。当存储器存储装置100运作时，此些控制指令会由微处理器单元来执行。

在本发明另一范例实施例中，存储器管理电路202的控制指令也可以程序代码型式存储于可复写式非易失性存储器模块106的特定区域(例如，存储器模块中专用于存放系统数据的系统区)中。此外，存储器管理电路202具有微处理器单元(未绘示)、只读存储器(未绘示)及随机存取存储器(未绘示)。特别是，此只读存储器具有驱动码段，并且当存储器控制器104被致能时，微处理器单元会先执行此驱动码段来将存储于可复写式非易失性存储器模块106中的控制指令载入至存储器管理电路202的随机存取存储器中。之后，微处理器单元会运转此些控制指令。

此外，在本发明另一范例实施例中，存储器管理电路202的控制指令也可以一硬件型式来实作。例如，存储器管理电路202包括微控制器、存储器管理单元、存储器写入单元、存储器读取单元、存储器抹除单元与数据处理单元。存储器管理单元、存储器写入单元、存储器读取单元、存储器抹除单元与数据处理单元是电性连接至微控制器。其中，存储器管理单元用以管理可复写式非易失性存储器模块106的物理区块；存储器写入单元用以对可复写式非易失性存储器模块106下达写入指令以将数据存储至可复写式非易失性存储器模块106中；存储器读取单元用以对可复写式非易失性存储器模块106下达读取指令以从可复写式非易失性存储器模块106中读取数据；存储器抹除单元用以对可复写式非易失性存储器模块106下达抹除指令以将数据从可复写式非易失性存储器模块106中抹除；而数据处理单元用以处理欲存储至可复写式非易失性存储器模块106的数据以及从可复写式非易失性存储器模块106中读取的数据。

主机接口204是电性连接至存储器管理电路202并且用以接收与识别主机系统1000所传送的指令与数据。也就是说，主机系统1000所传送的指令与数据会通过主机接口204来传送至存储器管理电路202。在本范例实施例中，主机接口204为符合USB标准的接口。然而，必须了解的是本发明不限于此，主机接口204也可以是符合MS标准、MMC标准、CF标准、PATA标准、IEEE1394标准、PCIExpress标准、SATA标准、SD标准、IDE标准或其他标准的接口。

存储器接口206是电性连接至存储器管理电路202并且用以存取可复写式非易失性存储器模块106。也就是说，欲存储至可复写式非易失性存储器模块106的数据会经由存储器接口206转换为可复写式非易失性存储器模块106所能接受的格式。

缓冲存储器208是电性连接至存储器管理电路202并且用以暂存来自于主机系统1000的数据与指令或来自于可复写式非易失性存储器模块106的数据。

电源管理电路210是电性连接至存储器管理电路202并且用以控制存储器存储装置100的电源。

错误检查与校正电路212是电性连接至存储器管理电路202并且用以执行错误检查与校正程序以确保数据的正确性。具体来说，当存储器管理电路202从主机系统1000中接收到写入指令时，错误检查与校正电路256会为对应此写入指令的数据产生对应的错误检查与校正码(ErrorCheckingandCorrectingCode，ECCCode)，并且存储器管理电路202会将对应此写入指令的数据与对应的错误检查与校正码存储至可复写式非易失性存储器模块106中。之后，当存储器管理电路202从可复写式非易失性存储器模块106中读取数据时会同时读取此数据对应的错误检查与校正码，并且错误检查与校正电路256会依据此错误检查与校正码对所读取的数据执行错误检查与校正程序。

图9A与图9B是根据一范例实施例所绘示的格式化方法的流程图。必须了解的是，图9A与图9B所绘示的步骤仅为一范例，本发明不限于此。

图9A是绘示初始地建立文件系统数据的运作步骤。请参照图9A，在步骤S901中，可复写式非易失性存储器模块106的物理区块304(0)~304(R)逻辑地至少被分组为数据区与闲置区，并且多个逻辑区块地址会被配置以映射数据区的物理区块。逻辑地分组物理区块以及配置逻辑区块地址以映射数据区的物理区块的方法已配合图2与图3详细描述如上，在此不重复描述。

在步骤S903中，第一文件系统数据510会根据所配置的逻辑区块地址的大小来产生，并且被存储至数据区的物理区块之中的至少一物理区块(以下称为第一物理区块)中，其中第一物理区块是映射这些逻辑区块地址之中的特定逻辑区块地址(以下称为第一逻辑区块地址)。例如，在一范例实施例中，所配置的逻辑区块地址会排列成一个分割区并且第一逻辑区块地址为从此分割区的一起始地址开始连续排列的至少一个逻辑区块地址。

之后，在步骤S905中，至少一物理区块(以下称为第二物理区块)会从闲置区的物理区块中被选择作为隐藏区450。并且，在步骤S907中，第二文件系统数据520会被产生并且存储至隐藏区的物理区块(即，第二物理区块)。如上所述，第二文件系统数据520可根据逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)的大小以文件系统的逻辑来产生，或者通过复制第一文件系统数据510来获得。

图9B是绘示接收到格式化指令时的运作步骤。例如，当存储器存储装置100关机时，图9B的流程会被终止。

请参照图9B，在步骤S909中，是否从主机系统1000中接收到格式化指令会被判断。例如，在本范例实施例中，格式化指令是由执行于主机系统1000的格式化应用程序1120通过制造商指令来传送。

倘若未从主机系统1000中接收到格式化指令时，步骤S909会被执行。

倘若从主机系统1000中接收到格式化指令时，在步骤S911中，第一逻辑区块地址会被重新映射至第二物理区块。

并且，在步骤S913中，确认讯息会被传送给主机系统1000以响应格式化指令。

之后，在步骤S915中，第二物理区块会从隐藏区450中被移除并且第一物理区块会被关联至闲置区404。

然后，在步骤S917中，至少一物理区块(以下称为第三物理区块)会从闲置区404中被选择，第三文件系统数据530会被产生并且存储至隐藏区450的物理区块(即，第三物理区块)。之后，步骤S909会被执行。如上所述，第三文件系统数据530可根据逻辑区块地址LBA(0)~LBA(H)的大小以文件系统的逻辑来产生，或者通过复制未被更改的第二文件系统数据520来获得。

综上所述，本发明范例实施例的存储器存储装置、存储器控制器及其存储器格式化方法能够快速地执行格式化指令，有效地缩短响应主机系统所需的时间。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (21)

1.一种存储器格式化方法，用于一存储器存储装置，该存储器存储装置具有一可复写式非易失性存储器模块，该可复写式非易失性存储器模块具有多个物理区块，该存储器格式化方法包括：

配置多个逻辑区块地址以映射这些物理区块的一部分；

根据这些逻辑区块地址在初始分割区时的这些逻辑区块地址的大小产生一第一文件系统数据与一第二文件系统数据；

将该第一文件系统数据存储至这些物理区块之中的至少一第一物理区块中，其中该至少一第一物理区块映射这些逻辑区块地址之中的至少一第一逻辑区块地址，其中当数据写入至这些逻辑区块地址时，更新该第一文件系统数据；

从这些物理区块中选择至少一第二物理区块；

将该第二文件系统数据存储至该至少一第二物理区块；

判断是否从一主机系统中接收到一格式化指令；以及

当从该主机系统中接收到该格式化指令时，将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块，

其中在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之前，当数据写入至这些逻辑区块地址时，不更新该第二文件系统数据，

其中在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，当数据写入至这些逻辑区块地址时，更新该第二文件系统数据。

2.如权利要求1所述的存储器格式化方法，还包括：

将这些物理区块逻辑地至少分组为一数据区与一闲置区，

其中将该第一文件系统数据存储至这些物理区块之中的该至少一第一物理区块中的步骤包括：从该数据区的物理区块中选择至少一物理区块作为该至少一第一物理区块并且将该第一文件系统数据存储至该至少一第一物理区块，

其中从这些物理区块中选择至少一第二物理区块的步骤包括：从该闲置区的物理区块中选择至少一物理区块作为该至少一第二物理区块并将该至少一第二物理区块作为一隐藏区。

3.如权利要求2所述的存储器格式化方法，还包括：

在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，将该至少一第二物理区块从该隐藏区中移除并关联至该数据区以及将该至少一第一物理区块关联至该闲置区。

4.如权利要求1所述的存储器格式化方法，还包括：

在该主机系统中执行一格式化应用程序；以及

由该格式化应用程序通过一制造商指令传送该格式化指令给该存储器存储装置。

5.如权利要求1所述的存储器格式化方法，其中这些逻辑区块地址是属于一分割区，并且该至少一第一逻辑区块地址为从该分割区的一起始地址开始连续排列的至少一个逻辑区块地址。

6.如权利要求3所述的存储器格式化方法，还包括：

在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，根据这些逻辑区块地址的大小产生一第三文件系统数据，从该闲置区的物理区块中选择至少一第三物理区块，将该至少一第三物理区块关联至该隐藏区并且将该第三文件系统数据存储至该至少一第三物理区块中。

7.如权利要求1所述的存储器格式化方法，还包括：

在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，根据这些逻辑区块地址的大小产生一第三文件系统数据，抹除该至少一第一物理区块并且将该第三文件系统数据存储至该至少一第一物理区块中。

8.一种存储器控制器，用于控制一存储器存储装置的一可复写式非易失性存储器模块，其中该可复写式非易失性存储器模块具有多个物理区块，该存储器控制器包括：

一主机接口，用以电性连接至一主机系统；

一存储器接口，用以电性连接至该可复写式非易失性存储器模块；以及

一存储器管理电路，电性连接至该主机接口与该存储器接口，其中该存储器管理电路配置多个逻辑区块地址以映射这些物理区块的一部分，

其中该存储器管理电路根据这些逻辑区块地址在初始分割区时的这些逻辑区块地址的大小产生一第一文件系统数据与一第二文件系统数据并且将该第一文件系统数据存储至这些物理区块之中的至少一第一物理区块中，其中该至少一第一物理区块映射这些逻辑区块地址之中的至少一第一逻辑区块地址，其中当数据写入至这些逻辑区块地址时，更新该第一文件系统数据，

其中该存储器管理电路从这些物理区块中选择至少一第二物理区块，且将该第二文件系统数据存储至该至少一第二物理区块，

其中该存储器管理电路判断是否从该主机系统中接收到一格式化指令，并且当从该主机系统中接收到该格式化指令时，该存储器管理电路将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块，

其中在该存储器管理电路将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之前，当数据写入至这些逻辑区块地址时，不更新该第二文件系统数据，

其中在该存储器管理电路将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，当数据写入至这些逻辑区块地址时，更新该第二文件系统数据。

9.如权利要求8所述的存储器控制器，其中该存储器管理电路将这些物理区块逻辑地至少分组为一数据区与一闲置区，从该数据区的物理区块中选择至少一物理区块作为该至少一第一物理区块，并且从该闲置区的物理区块中选择至少一物理区块作为该至少一第二物理区块并将该至少一第二物理区块作为一隐藏区。

10.如权利要求9所述的存储器控制器，其中在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，该存储器管理电路将该至少一第二物理区块从该隐藏区中移除并关联至该数据区以及将该至少一第一物理区块关联至该闲置区。

11.如权利要求8所述的存储器控制器，其中该格式化指令是由在该主机系统中执行的一格式化应用程序通过一制造商指令传送给该存储器存储装置。

12.如权利要求8所述的存储器控制器，其中这些逻辑区块地址是属于一分割区，并且该至少一第一逻辑区块地址为从该分割区的一起始地址开始连续排列的至少一个逻辑区块地址。

13.如权利要求10所述的存储器控制器，其中在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，该存储器管理电路根据这些逻辑区块地址的大小产生一第三文件系统数据，从该闲置区的物理区块中选择至少一第三物理区块，将该至少一第三物理区块关联至该隐藏区并且将该第三文件系统数据存储至该至少一第三物理区块中。

14.如权利要求8所述的存储器控制器，其中在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，该存储器管理电路根据这些逻辑区块地址的大小产生一第三文件系统数据，抹除该至少一第一物理区块并且将该第三文件系统数据存储至该至少一第一物理区块中。

15.一种存储器存储装置，包括：

一连接器，用以电性连接至一主机系统；

一可复写式非易失性存储器模块，具有多个物理区块；以及

一存储器控制器，电性连接至该连接器与该可复写式非易失性存储器模块，

其中该存储器控制器配置多个逻辑区块地址以映射这些物理区块的一部分，

其中该存储器控制器根据这些逻辑区块地址在初始分割区时的这些逻辑区块地址的大小产生一第一文件系统数据与一第二文件系统数据并且将该第一文件系统数据存储至这些物理区块之中的至少一第一物理区块中，其中该至少一第一物理区块映射这些逻辑区块地址之中的至少一第一逻辑区块地址，其中当数据写入至这些逻辑区块地址时，更新该第一文件系统数据，

其中该存储器控制器从这些物理区块中选择至少一第二物理区块，且将该第二文件系统数据存储至该至少一第二物理区块，

其中该存储器控制器判断是否从该主机系统中接收到一格式化指令，并且当从该主机系统中接收到该格式化指令时，该存储器控制器将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块，

其中在该存储器控制器将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之前，当数据写入至这些逻辑区块地址时，不更新该第二文件系统数据，

其中在该存储器控制器将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，当数据写入至这些逻辑区块地址时，更新该第二文件系统数据。

16.如权利要求15所述的存储器存储装置，其中该存储器控制器将这些物理区块逻辑地至少分组为一数据区与一闲置区，从该数据区的物理区块中选择至少一物理区块作为该至少一第一物理区块，并且从该闲置区的物理区块中选择至少一物理区块作为该至少一第二物理区块并将该至少一第二物理区块作为一隐藏区。

17.如权利要求16所述的存储器存储装置，其中在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，该存储器控制器将该至少一第二物理区块从该隐藏区中移除并关联至该数据区以及将该至少一第一物理区块关联至该闲置区。

18.如权利要求15所述的存储器存储装置，其中该格式化指令是由在该主机系统中执行的一格式化应用程序通过一制造商指令所传送。

19.如权利要求15所述的存储器存储装置，其中这些逻辑区块地址是属于一分割区，并且该至少一第一逻辑区块地址为从该分割区的一起始地址开始连续排列的至少一个逻辑区块地址。

20.如权利要求17所述的存储器存储装置，其中在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，该存储器控制器根据这些逻辑区块地址的大小产生一第三文件系统数据，从该闲置区的物理区块中选择至少一第三物理区块，将该至少一第三物理区块关联至该隐藏区并且将该第三文件系统数据存储至该至少一第三物理区块中。

21.如权利要求15所述的存储器存储装置，其中在将该至少一第一逻辑区块地址重新映射至该至少一第二物理区块之后，该存储器控制器根据这些逻辑区块地址的大小产生一第三文件系统数据，抹除该至少一第一物理区块并且将该第三文件系统数据存储至该至少一第一物理区块中。