CN103985403A - 工作时钟切换方法、存储器控制器与存储器存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工作时钟切换方法、存储器控制器与存储器存储装置。本方法包括在存储器存储装置的运行方式进入初始状态时，将工作时钟的值设定为第一工作频率；并且在运行方式处于初始状态下，判断连续存取此可复写式非易失性存储器模块的第一连续存取时间是否大于第一设定值。本方法也包括，倘若第一连续存取时间大于第一设定值时，将工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以将运行方式切换为省电状态。本方法还包括，在运行方式处于省电状态下，将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将运行方式切换为一般状态，其中第一工作频率大于第二工作频率。

Description

工作时钟切换方法、存储器控制器与存储器存储装置

技术领域

本发明是有关于一种用于存储器存储装置的工作时钟切换方法、存储器控制器与存储器存储装置。

背景技术

数码相机、手机与MP3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(rewritablenon-volatile memory)具有数据非易失性、省电、体积小、无机械结构、读写速度快等特性，最适于可携式电子产品，例如笔记本电脑。U盘就是一种以闪速存储器作为存储介质的存储器存储装置。因此，近年闪速存储器产业成为电子产业中相当热门的一环。

在运行上，存储器存储装置内的元件(例如，存储器控制器、可复写式非易失性存储器)，会根据所设定的工作时钟来运行。一般来说，当存储器存储装置在较高时钟频率下运行时，其效能会较好，但此时所产生的热也较高。特别是，存储器存储装置在高温下可能会不稳定。因此，如何调整存储器存储装置的工作时钟，以能够在高速的存取下避免因高温所产生的不稳定，是此领域技术人员所关注的课题。

发明内容

本发明提供一种工作时钟切换方法、存储器控制器与存储器存储装置，其能够进行高速存取并且避免高温可能产生的不稳定。

本发明实施例提供一种工作时钟切换方法，其用于一存储器存储装置，此存储器存储装置具有存储器控制器与可复写式非易失性存储器模块，并且此存储器控制器与可复写式非易失性存储器模块根据工作时钟来运行。本工作频率切换方法包括：在此存储器存储装置的运行方式进入初始状态时，将此工作时钟的值设定为第一工作频率；并且在存储器存储装置的运行方式处于初始状态下，判断连续存取此可复写式非易失性存储器模块的第一连续存取时间是否大于第一设定值。本工作频率切换方法也包括：倘若第一连续存取时间大于第一设定值时，将此工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以切换此存储器存储装置的运行方式为省电状态。本工作频率切换方法还包括：在该存储器存储装置的运行方式处于省电状态下，将此工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态，其中第一工作频率大于第二工作频率。

在本发明的一实施例中，上述的在存储器存储装置的运行方式处于省电状态下，将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态的步骤包括：在存储器存储装置的运行方式处于省电状态下，判断连续未存取可复写式非易失性存储器模块的连续未存取时间是否大于第二设定值；以及倘若此连续未存取时间大于第二设定值时，将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态。

在本发明的一实施例中，上述的在存储器存储装置的运行方式处于省电状态下，将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态的步骤包括：计数存储器存储装置的运行方式处于该省电状态的运行时间；判断此运行时间是否等于预设时间；以及倘若此运行时间等于该预设时间时，将此工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态。

在本发明的一实施例中，上述的工作时钟切换方法还包括：在存储器存储装置的运行方式处于一般状态下，判断连续存取可复写式非易失性存储器模块的第二连续存取时间是否大于第三设定值；以及倘若此第二连续存取时间大于第三设定值时，将工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为省电状态。

在本发明的一实施例中，上述的工作时钟切换方法还包括：检测可复写式非易失性存储器模块的类型；以及根据可复写式非易失性存储器模块的类型设定上述第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值。

在本发明的一实施例中，上述的工作时钟切换方法还包括：配置时钟数据库以记录对应可复写式非易失性存储器模块的类型的第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值。并且，上述根据可复写式非易失性存储器模块的类型设定第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值的步骤包括：根据可复写式非易失性存储器模块的类型查询此时钟数据库以设定第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值。

在本发明的一实施例中，上述的工作时钟切换方法还包括：将此时钟数据库存储在可复写式非易失性存储器模块中。

本发明实施例提供一种存储器控制器，其配置在存储器存储装置中。此存储器控制器包括主机接口、存储器接口、电源管理电路与存储器管理电路。主机介面用以电性连接至主机系统。存储器接口用于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、存储器接口与电源管理电路，并且用于在存储器存储装置的运行方式进入初始状态时，指示电源管理电路将工作时钟的值设定为第一工作频率。此外，存储器管理电路还用于在存储器存储装置的运行方式处于初始状态下，判断连续存取此可复写式非易失性存储器模块的第一连续存取时间是否大于第一设定值。倘若第一连续存取时间大于第一设定值时，存储器管理电路指示电源管理电路将工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为省电状态。再者，存储器管理电路还用于在存储器存储装置的运行方式处于省电状态下，指示电源管理电路将该工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态，其中第一工作频率大于第二工作频率。

在本发明的一实施例中，在上述存储器存储装置的运行方式处于省电状态下，将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为该一般状态的运行中，存储器管理电路是在存储器存储装置的运行方式处于省电状态下，判断连续未存取可复写式非易失性存储器模块的连续未存取时间是否大于第二设定值。倘若连续未存取时间大于第二设定值时，存储器管理电路指示电源管理电路将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态。

在本发明的一实施例中，在存储器存储装置的运行方式处于省电状态下，将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态的运行中，存储器管理电路是计数存储器存储装置的运行方式处于该省电状态的运行时间并且判断运行时间是否等于一预设时间。倘若此运行时间等于预设时间时，存储器管理电路指示电源管理电路将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态。

在本发明的一实施例中，上述存储器管理电路还用于在存储器存储装置的运行方式处于一般状态下，判断连续存取可复写式非易失性存储器模块的第二连续存取时间是否大于第三设定值。倘若第二连续存取时间大于第三设定值时，存储器管理电路指示电源管理电路将该工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为省电状态。

在本发明的一实施例中，上述存储器管理电路还用于检测可复写式非易失性存储器模块的类型，并且根据可复写式非易失性存储器模块的类型设定上述第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值。

在本发明的一实施例中，上述的存储器管理电路还用于根据可复写式非易失性存储器模块的类型查询时钟数据库以设定上述第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值，其中此时钟数据库被配置以记录对应此可复写式非易失性存储器模块的类型的第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值。

在本发明的一实施例中，上述存储器管理电路还用于将此时钟数据库存储在可复写式非易失性存储器模块中。

本发明实施例提供一种存储器存储装置，其包括连接器、可复写式非易失性存储器模块与存储器控制器。连接器用于电性连接至主机系统，存储器控制器电性连接至连接器与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与存储器控制器根据工作时钟来运行。在此，存储器控制器用于在运行方式进入初始状态时将工作时钟的值设定为第一工作频率。此外，存储器控制器还用于在此运行方式处于初始状态下，判断连续存取上述可复写式非易失性存储器模块的第一连续存取时间是否大于第一设定值。倘若此第一连续存取时间大于第一设定值时，存储器控制器将工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以将运行方式切换为省电状态。另外，存储器控制器还用于在运行方式处于省电状态下，将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将运行方式切换为一般状态，其中第一工作频率大于第二工作频率。

在本发明的一实施例中，上述在运行方式处于省电状态下，将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将运行方式切换为一般状态的运行中，存储器控制器是在运行方式处于该省电状态下，判断连续未存取可复写式非易失性存储器模块的连续未存取时间是否大于一第二设定值。倘若连续未存取时间大于第二设定值时，存储器控制器将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以切换上述运行方式为一般状态。

在本发明的一实施例中，上述在运行方式处于省电状态下，将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将运行方式切换为一般状态的运行中，存储器控制器是计数此运行方式处于该省电状态的运行时间并且判断此运行时间是否等于预设时间。倘若此运行时间等于预设时间时，存储器控制器将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将运行方式切换为一般状态。

在本发明的一实施例中，上述存储器控制器还用于在运行方式处于一般状态下，判断连续存取可复写式非易失性存储器模块的第二连续存取时间是否大于第三设定值。倘若第二连续存取时间大于第三设定值时，存储器控制器将工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以将此运行方式切换为省电状态。

在本发明的一实施例中，上述的存储器控制器还用于检测可复写式非易失性存储器模块的类型，并且根据可复写式非易失性存储器模块的类型设定上述第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值。

在本发明的一实施例中，上述存储器控制器还用于根据可复写式非易失性存储器模块的类型查询时钟数据库以设定上述第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值，其中此时钟数据库被配置以记录对应此可复写式非易失性存储器模块的类型的第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值。

在本发明的一实施例中，上述存储器控制器还用于将此时钟数据库存储在可复写式非易失性存储器模块中。

基于上述，本发明实施例的工作时钟切换方法、存储器控制器与存储器存储装置能够在较高工作时钟下以高速来存取数据并且避免可能因高温所产生的不稳定。

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，并配合所示附图作详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明一实施例提供的主机系统与存储器存储装置的示意图；

图2是根据本发明一实施例提供的电脑、输入/输出装置与存储器存储装置的示意图；

图3是根据本发明另一实施例提供的主机系统与存储器存储装置的示意图；

图4是根据本发明一实施例提供的存储器存储装置的结构示意图；

图5是根据本发明一实施例提供的存储器控制器的结构示意图；

图6是根据本发明一实施例提供的状态机的示意图；

图7是根据本发明一实施例提供的工作时钟切换方法的流程图；

图8是根据本发明另一实施例提供的工作时钟切换方法的流程图。

附图标记说明：

1000：主机系统；

1100：电脑；

1102：微处理器；

1104：随机存取存储器；

1106：输入/输出装置；

1108：系统总线；

1110：数据传输接口；

1202：鼠标；

1204：键盘；

1206：显示器；

1208：打印机；

1212：U盘；

1214：存储卡；

1216：固态硬盘；

1310：数码相机；

1312：SD卡；

1314：MMC卡；

1316：存储棒；

1318：CF卡；

1320：嵌入式存储装置；

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；

304(0)～304(R)：实体擦除单元；

202：存储器管理电路；

206：存储器接口；

208：电源管理电路；

210：缓冲存储器；

212：错误检查与校正电路；

601：初始状态；

603：省电状态；

605：一般状态；

S701、S703、S705、S707、S709、S711、S713、S715、S717、S719：工作时钟切换方法的步骤；

S801、S803、S805、S807、S809、S811、S813、S815、S817、S819：工作时钟切换方法的步骤。

具体实施方式

一般而言，存储器存储装置(也称，存储器存储系统)包括可复写式非易失性存储器模块与控制器(也称，控制电路)。通常存储器存储装置是与主机系统一起使用，以使主机系统可将数据写入至存储器存储装置或从存储器存储装置中读取数据。

图1是根据本发明一实施例提供的主机系统与存储器存储装置的示意图。

请参照图1，主机系统1000一般包括电脑1100与输入/输出(input/output，简称为I/O)装置1106。电脑1100包括微处理器1102、随机存取存储器(randomaccess memory，简称为RAM)1104、系统总线1108与数据传输接口1110。输入/输出装置1106包括如图2的鼠标1202、键盘1204、显示器1206与打印机1208。必须了解的是，图2所示的装置非限制输入/输出装置1106，输入/输出装置1106可还包括其他装置。

在本发明实施例中，存储器存储装置100是通过数据传输接口1110与主机系统1000的其他元件电性连接。通过微处理器1102、随机存取存储器1104与输入/输出装置1106的运行可将数据写入至存储器存储装置100或从存储器存储装置100中读取数据。例如，存储器存储装置100可以是如图2所示的U盘1212、存储卡1214或固态硬盘(Solid State Drive，简称为SSD)1216等的可复写式非易失性存储器存储装置。

一般而言，主机系统1000为可实质地与存储器存储装置100配合以存储数据的任意系统。虽然在本实施例中，主机系统1000是以电脑系统来作说明，然而，在本发明另一实施例中主机系统1000可以是数码相机、摄像机、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1000为数码相机(摄像机)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码(Secure Digital，SD)卡1312、多媒体存储卡(Multi Media Card，简称为MMC卡)1314、存储棒(memory stick，简称为MS)1316、小型闪存(CompactFlash，简称为CF)卡1318或嵌入式存储装置1320(如图3所示)。嵌入式存储装置1320包括嵌入式多媒体存储卡(Embedded MMC，简称为eMMC)。值得一提的是，嵌入式多媒体存储卡是直接电性连接在主机系统的基板上。

图4是根据本发明一实施例提供的存储器存储装置的结构示意图。

请参照图4，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。

在本实施例中，连接器102是相容于通用串行总线(Universal Serial Bus，简称为USB)标准。然而，必须了解的是，本发明不限于此，连接器102也可以是符合并行高级技术附件(Parallel Advanced Technology Attachment，简称为PATA)标准、电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicEngineers，简称为IEEE)1394标准、高速外围组件互连接口(PeripheralComponent Interconnect Express，简称为PCI Express)标准、串行高级技术附件(Serial Advanced Technology Attachment，简称为SATA)标准、SD接口标准、超高速一代(Ultra High Speed-I，简称为UHS-I)接口标准、超高速二代(UltraHigh Speed-II，简称为UHS-II)接口标准、MS接口标准、MMC接口标准、eMMC接口标准、通用闪速存储器(Universal Flash Storage，简称为UFS)接口标准、CF接口标准、电子集成驱动器接口(Integrated Device Electronics，简称为IDE)标准或其他适合的标准。

存储器控制器104用以执行以硬件形式或固件形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、读取与擦除等运行。

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，并且用于存储主机系统1000所写入的数据。可复写式非易失性存储器模块106具有实体擦除单元304(0)～304(R)。例如，实体擦除单元304(0)～304(R)可属于同一个存储器晶粒(die)或者属于不同的存储器晶粒。每一实体擦除单元分别具有多数个实体程序化单元，并且属于同一个实体擦除单元的实体程序化单元可被独立地写入且被同时地擦除。例如，每一实体擦除单元是由128个实体程序化单元所组成。然而，必须了解的是，本发明不限于此，每一实体擦除单元也可由64个实体程序化单元、256个实体程序化单元或其他任意个实体程序化单元所组成。

更详细来说，实体擦除单元为擦除的最小单位。也即，每一实体擦除单元含有最小数目之一并被抹除的存储单元。实体程序化单元为程序化的最小单元。即，实体程序化单元为写入数据的最小单元。每一实体程序化单元通常包括数据比特区与冗余比特区。数据比特区包含多个实体存取地址用以存储使用者的数据，而冗余比特区用于存储系统的数据(例如，控制信息与错误更正码)。在本实施例中，每一个实体程序化单元的数据比特区中会包含4个实体存取地址，且一个实体存取地址的大小为512字节(byte)。然而，在其他实施例中，数据比特区中也可包含数目更多或更少的实体存取地址，本发明并不限制实体存取地址的大小以及个数。例如，在一实施例中，实体擦除单元为实体区块，并且实体程序化单元为实体页面或实体扇区，但本发明不以此为限。

在本实施例中，可复写式非易失性存储器模块106为多层单元(MultiLevel Cell，简称为MLC)NAND型闪速存储器模块，即一个存储单元中可存储至少2个比特数据。然而，本发明不限于此，可复写式非易失性存储器模块106也可是三层单元(Trinary Level Cell，简称为TLC)NAND型闪速存储器模块、其他闪速存储器模块或其他具有相同特性的存储器模块。

图5是根据本发明一实施例提供的存储器控制器的结构示意图。必须了解的是，图5所示的存储器控制器的结构仅为一实施例，本发明不以此为限。

请参照图1、图4和图5，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与电源管理电路208。

存储器管理电路202用于控制存储器控制器104的整体运行。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运行时，这些控制指令会被执行以进行数据的写入、读取与擦除等运行。

在本实施例中，存储器管理电路202的控制指令是以固件形式来实作。例如，存储器管理电路202具有微处理器单元(未示出)与只读存储器(未示出)，并且这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运行时，这些控制指令会由微处理器单元来执行以进行数据的写入、读取与擦除等运行。

在本发明另一实施例中，存储器管理电路202的控制指令也可以程序码形式存储在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(未示出)、只读存储器(未示出)及随机存取存储器(未示出)。特别是，此只读存储器具有驱动码，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在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这些控制指令以进行数据的写入、读取与擦除等运行。

此外，在本发明另一实施例中，存储器管理电路202的控制指令也可以一硬件形式来实作。例如，存储器管理电路202包括微控制器、存储单元管理电路、存储器写入电路、存储器读取电路、存储器擦除电路与数据处理电路。存储单元管理电路、存储器写入电路、存储器读取电路、存储器擦除电路与数据处理电路是电性连接至微控制器。其中，存储单元管理电路用于管理可复写式非易失性存储器模块106的实体擦除单元；存储器写入电路用于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写入至可复写式非易失性存储器模块106中；存储器读取电路用于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；存储器擦除电路用于对可复写式非易失性存储器模块106下达擦除指令以将数据从可复写式非易失性存储器模块106中擦除；而数据处理电路用以处理欲写入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。在本实施例中，主机接口204是相容于USB标准。然而，必须了解的是本发明不限于此，主机接口204也可以是相容于PATA标准、IEEE1394标准、PCI Express标准、SATA标准、SD标准、UHS-I接口标准、UHS-II接口标准、MS标准、MMC标准、eMMC接口标准、UFS接口标准、CF标准、IDE标准或其他适合的数据传输标准。

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，欲写入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。

电源管理电路208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。例如，电源管理电路208包括锁相回路(未示出)，用以产生用于存储器控制器104与可复写式非易失性存储器模块106的工作时钟。也就是说，存储器控制器104与可复写式非易失性存储器模块106会依据锁相回路所产生的工作时钟来作动。

在本发明一实施例中，存储器控制器104还包括缓冲存储器210以及错误检查与校正电路212。

缓冲存储器210是电性连接至存储器管理电路202并且用于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。

错误检查与校正电路212是电性连接至存储器管理电路202并且用于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212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(Error Checking andCorrecting Code，简称为ECC Code)，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写入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212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。

在本实施例中，存储器控制器104(存储器管理电路202)会根据主机系统1000的存取行为来动态地指示电源管理电路208来调整用于存储器控制器104与可复写式非易失性存储器模块106的工作时钟。

具体来说，在本实施例中，当存储器存储装置100上电时，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)会根据可复写式非易失性存储器模块106的类型将工作时钟的值设定为对应的正常工作频率(以下称为第一工作频率)，由此进入初始状态。例如，电源管理电路208会根据存储器管理电路202的指示将工作时钟设定为第一工作频率。也就是说，此时，存储器存储装置100的运行方式是处于初始状态。

特别是，在存储器存储装置100的运行方式处于初始状态下，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)会监控可复写式非易失性存储器模块106是否持续被读写。例如，在本实施例中，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)会判断主机系统1000是否连续下达读取指令或写入指令，并且当主机系统1000连续下达读取指令或写入指令时，表示可复写式非易失性存储器模块106会被连续地读写以完成这些连续下达的读取指令或写入指令。

必须了解的是，根据主机系统1000下达指令的态样来识别可复写式非易失性存储器模块106是否持续被读写，仅为一个实施例，并且本发明不限于此。例如，在本发明另一实施例中，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)亦可根据可复写式非易失性存储器模块106的闲置/忙碌状态来识别可复写式非易失性存储器模块106是否持续进行读写运行。例如，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)可计算在一段时间内，可复写式非易失性存储器模块106处于忙碌状态的比率是否超过一预定比率(例如，90％)，并且当可复写式非易失性存储器模块106处于忙碌状态的比率超过此预定比率时识别可复写式非易失性存储器模块106被连续地读写。

在可复写式非易失性存储器模块106连续被读写而运行下，存储器存储装置100的温度会因此而快速上升。特别是，此持续高温会造成存储器存储装置100的不稳定。在本实施例中，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)会判断对可复写式非易失性存储器模块106连续进行读写的时间(以下称为第一连续存取时间)是否大于一预设值(以下称为第一设定值，例如，30秒)。倘若此第一连续存取时间大于第一设定值时，存储器控制器104(例如，电源管理电路208会根据存储器管理电路202的指示)将工作时钟的值设定为较低的工作频率(以下称为第二工作频率)，由此进入省电状态。也就是说，此时，存储器存储装置100的运行方式会被切换为省电状态。由于第二工作频率小于第一工作频率，因此，当存储器存储装置100的运行方式处于省电状态下，存储器存储装置100的运行所产生的热能会较少，以致于存储器存储装置100的温度不会再升高。

在本实施例中，在存储器存储装置100的运行方式是处于省电状态下，存储器控制器104(例如，电源管理电路208会根据存储器管理电路202的指示)在适当时机将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以避免存储器存储装置100持续以低效能方式运行。在此，当工作时钟的值重新设定为第一工作频率时，存储器存储装置100的运行方式会被切换为一般状态。

具体来说，在存储器存储装置100的运行方式处于省电状态下，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)会监控可复写式非易失性存储器模块106是否持续未被读写。例如，在本实施例中，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)会判断主机系统1000是否持续未下达读取指令或写入指令，并且当主机系统1000持续未下达读取指令或写入指令时，表示可复写式非易失性存储器模块106连续未进行读写运行。

必须了解的是，根据主机系统1000下达指令的态样来识别可复写式非易失性存储器模块106是否持续未被读写，仅为一个实施例，并且本发明不限于此。例如，在本发明另一实施例中，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)也可根据可复写式非易失性存储器模块106的闲置/忙碌状态来识别可复写式非易失性存储器模块106是否持续未被读写。例如，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)可计算在一段时间内，可复写式非易失性存储器模块106处于闲置状态的比率是否超过一预定比率(例如，90％)，并且当可复写式非易失性存储器模块106处于闲置状态的比率超过此预定比率时识别可复写式非易失性存储器模块106连续未被读写。

当可复写式非易失性存储器模块106连续未被读写时，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)会判断可复写式非易失性存储器模块106未进行读写的持续时间(以下称为未连续存取时间)是否大于一预设值(以下称为第二设定值，例如，20分钟)。倘若此未连续存取时间大于第二设定值时，存储器控制器104(例如，电源管理电路208会根据存储器管理电路202的指示)将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，由此进入一般状态。也就是说，此时，存储器存储装置100的运行方式被切换为一般状态，由此以高效能方式运行。具体来说，由于存储器存储装置100的运行方式已处于省电状态并且可复写式非易失性存储器模块106连续未被读写一段时间，因此，存储器存储装置100的温度已适当下降，因此，工作时钟的值可再重新被设定为第一工作频率，以进行高效存取。

必须了解的是，根据未连续存取时间来决定是否将工作时钟重新设定为第一工作频率仅为一实施例，并且本发明不限于此。例如，在另一实施例中，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)会在切换为省电状态时开始计数一时间(以下称为运行时间)，并且当进入省电状态的运行时间达到一预设时间时，存储器控制器104(例如，电源管理电路208会根据存储器管理电路202的指示)将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，由此进入一般状态。也就是说，工作时钟在被设定为第二工作频率一段时间后就会再重新被设定回第一工作频率。

在存储器存储装置100的运行方式处于一般状态下，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)会监控可复写式非易失性存储器模块106是否持续被读写，并且当可复写式非易失性存储器模块106持续被读写时，判断对可复写式非易失性存储器模块106连续进行读写的时间(以下称为第二连续存取时间)是否大于一预设值(以下称为第三设定值，例如，30秒)。倘若此第二连续存取时间大于第三设定值时，存储器控制器104(例如，电源管理电路208会根据存储器管理电路202的指示)将工作时钟的值再设定为第二工作频率，以进入省电状态，由此使存储器存储装置100的温度不会再升高。

为了能够识别存储器存储装置100的运行方式，在本发明一实施例中，存储器控制器104(或，存储器管理电路202)会配置有一状态机(statemachine)并且根据工作时钟来更新此状态机的状态。

图6是根据本发明一实施例提供的状态机的示意图。

请参照图4和图6，当存储器存储装置100上电时，存储器控制器104会运行于第一工作频率下并且状态机会处于初始状态601。之后，倘若在初始状态601下可复写式非易失性存储器模块106持续被读写的时间超过第一设定值时，存储器控制器104会将工作时钟设定为第二工作频率并且状态机会处于省电状态603。然后，倘若在省电状态603下可复写式非易失性存储器模块106持续未被读写的时间超过第二设定值时，存储器控制器104会将工作时钟设定为第一工作频率并且状态机会处于一般状态605。再者，倘若在一般状态605下可复写式非易失性存储器模块106持续被读写的时间超过第三设定值时，存储器控制器104会将工作时钟再设定为第二工作频率并且状态机会处于省电状态603。基此，存储器存储装置100的运行方式会根据可复写式非易失性存储器模块106的存取频率在省电状态603与一般状态605之间切换，由此能够在进行高速存取下，同时防止存储器存储装置100因高温而不稳定。也就是说，在本实施例的存储器存储装置100是在无需配置温度感测器下，能够避免存储器存储装置100因高温而产生不稳定。

值得一提的是，在本实施例中，第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值是根据一时钟数据库内的信息所决定。具体来说，时钟数据库会被设置以存储对应各类型的可复写式非易失性存储器模块的时钟设定参数。例如，这些时钟设定参数包括：在初始状态中会造成温度升到一限定温度的连续读写时间、在省电状态中会可使温度下降至一适当温度的连续未读写时间、在一般状态中会造成温度升到一限定温度的连续读写时间、正常工作频率与较低工作频率。例如，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会检测可复写式非易失性存储器模块106的类型，并且根据时钟数据库中的记录以适当值来设定上述第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值。例如，在初始状态中会造成温度升到一限定温度的连续读写时间会被用来作为第一设定值；在省电状态中会可使温度下降至一适当温度的连续未读写时间会被用来作为第二设定值；在一般状态中会造成温度升到一限定温度的连续读写时间会被用来为第三设定值；正常工作频率会被用来作为第一工作频率；并且较低工作频率会被用来作为第二工作频率。

例如，此时钟数据库可设置在开卡机台中，并且当存储器存储装置100进行开卡时，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会检测可复写式非易失性存储器模块106的类型，并且从开卡机台中载入适当的值来对第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值进行设定。

此外，在另一实施例中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)也可将时钟数据库存储在可复写式非易失性存储器模块106中(例如，系统区的实体擦除单元中)，并且每当存储器存储装置100上电时，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会根据可复写式非易失性存储器模块106的类型从时钟数据库载入对应的值来对第一工作频率、第二工作频率、第一设定值、第二设定值与第三设定值进行设定。特别是，在此实施例中，由于时钟数据库是被存储在可复写式非易失性存储器模块106中，因此时钟设定参数可根据使用者的需求而再动态地调整。

图7是根据本发明一实施例提供的工作时钟切换方法的流程图。

请参照图6和图7，在步骤S701中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会检测可复写式非易失性存储器模块106的类型。

在步骤S703中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会决定对应可复写式非易失性存储器模块106的第一工作频率(例如，正常工作频率)与第二工作频率(例如，较低工作频率)。并且，在步骤S705中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会决定对应可复写式非易失性存储器模块106的第一设定值、第二设定值与第三设定值。必须了解的是，尽管在本实施例中是以第一工作频率与第二工作频率来轮流作为工作时钟，但本发明不限于此。在本发明另一实施例中，更多不同的工作频率可被设定，以用于更多不同的环境。类似地，尽管在本实施例中是以第一设定值、第二设定值与第三设定值来作为切换不同状态的门限值，但本发明不限于此。在本发明另一实施例中，更多不同之门限值可被设定，以用于更多不同的状态。

之后，在步骤S707中，在该存储器存储装置的运行方式进入初始状态时，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会将该工作时钟的值设定为第一工作频率。并且，在步骤S709中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会在存储器存储装置100的运行方式处于初始状态下，判断连续存取可复写式非易失性存储器模块106的第一连续存取时间是否大于第一设定值。倘若第一连续存取时间不大于第一设定值时，则步骤S709会被反复执行。

倘若第一连续存取时间大于第一设定值时，在步骤S711中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会将工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以切换存储器存储装置100的运行方式为省电状态。

之后，在步骤S713中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会在存储器存储装置100的运行方式处于省电状态下，判断连续未存取可复写式非易失性存储器模块106的连续未存取时间是否大于第二设定值。倘若连续未存取可复写式非易失性存储器模块106的连续未存取时间不大于第二设定值时，则步骤S713会被反复执行。

倘若连续未存取可复写式非易失性存储器模块106的连续未存取时间大于第二设定值时，在步骤S715中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态。

之后，在步骤S717中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会在存储器存储装置100的运行方式处于一般状态下，判断连续存取可复写式非易失性存储器模块106的第二连续存取时间是否大于第三设定值。倘若第二连续存取时间不大于第三设定值时，则步骤S717会被反复执行。

倘若第二连续存取时间大于第三设定值时，在步骤S719中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会将工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为省电状态。

基此，图7所述的流程会在步骤S713、S715、S717、S719之间运行直到存储器存储装置100关机为止。

图8是根据本发明另一实施例提供的工作时钟切换方法的流程图。

请参照图8，在步骤S801中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会检测可复写式非易失性存储器模块106的类型。

在步骤S803中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会决定对应可复写式非易失性存储器模块106的第一工作频率(例如，正常工作频率)与第二工作频率(例如，较低工作频率)。并且，在步骤S805中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会决定对应可复写式非易失性存储器模块106的第一设定值、第二设定值与第三设定值。

之后，在步骤S807中，在该存储器存储装置的运行方式进入初始状态时，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会将该工作时钟的值设定为第一工作频率。并且，在步骤S809中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会在存储器存储装置100的运行方式处于初始状态下，判断连续存取可复写式非易失性存储器模块106的第一连续存取时间是否大于第一设定值。倘若第一连续存取时间不大于第一设定值时，则步骤S809会被反复执行。

倘若第一连续存取时间大于第一设定值时，在步骤S811中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会将工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以切换存储器存储装置100的运行方式为省电状态。

之后，在步骤S813中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会计算存储器存储装置100的运行方式处于省电状态的运行时间并判断此运行时间是否大于第二设定值。倘若此运行时间不大于第二设定值时，则步骤S813会被反复执行。

倘若此运行时间大于第二设定值时，在步骤S815中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会将工作时钟的值重新设定为第一工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为一般状态。

之后，在步骤S817中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会在存储器存储装置100的运行方式处于一般状态下，判断连续存取可复写式非易失性存储器模块106的第二连续存取时间是否大于第三设定值。倘若第二连续存取时间不大于第三设定值时，则步骤S817会被反复执行。

倘若第二连续存取时间大于第三设定值时，在步骤S819中，存储器控制器104(或存储器管理电路202)会将工作时钟的值重新设定为第二工作频率，以将存储器存储装置的运行方式切换为省电状态。

基此，图8所述的流程会在步骤S813、S815、S817、S819之间运行直到存储器存储装置100关机为止。

综上所述，本发明实施例的工作时钟切换方法、存储器控制器与存储器存储装置能够根据可复写式非易失性存储器模块被存取的态样来动态地调整工作时钟，由此能够以高速存取可复写式非易失性存储器模块并且避免存储器存储装置因高温而不稳定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种工作时钟切换方法，其特征在于，用于一存储器存储装置，该存储器存储装置具有一存储器控制器与一可复写式非易失性存储器模块，并且该存储器控制器与该可复写式非易失性存储器模块根据一工作时钟来运行，该工作频率切换方法包括：

在该存储器存储装置的一运行方式进入一初始状态时，将该工作时钟的值设定为一第一工作频率；

在该存储器存储装置的运行方式处于该初始状态下，判断连续存取该可复写式非易失性存储器模块的一第一连续存取时间是否大于一第一设定值；

倘若该第一连续存取时间大于该第一设定值时，将该工作时钟的值重新设定为一第二工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为一省电状态；以及

在该存储器存储装置的运行方式处于该省电状态下，将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为一一般状态；

其中该第一工作频率大于该第二工作频率。

2.根据权利要求1所述的工作时钟切换方法，其特征在于，上述在该存储器存储装置的运行方式处于该省电状态下，将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为该一般状态的步骤包括：

在该存储器存储装置的运行方式处于该省电状态下，判断连续未存取该可复写式非易失性存储器模块的一连续未存取时间是否大于一第二设定值；以及

倘若该连续未存取时间大于该第二设定值时，将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为该一般状态。

3.根据权利要求1所述的工作时钟切换方法，其特征在于，上述在该存储器存储装置的运行方式处于该省电状态下，将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为该一般状态的步骤包括：

计数该存储器存储装置的运行方式处于该省电状态的一运行时间；

判断该运行时间是否等于一预设时间；以及

倘若该运行时间等于该预设时间时，将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为该一般状态。

4.根据权利要求1所述的工作时钟切换方法，其特征在于，还包括：

在该存储器存储装置的运行方式处于该一般状态下，判断连续存取该可复写式非易失性存储器模块的一第二连续存取时间是否大于一第三设定值；以及

倘若该第二连续存取时间大于该第三设定值时，将该工作时钟的值重新设定为该第二工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为该省电状态。

5.根据权利要求1所述的工作时钟切换方法，其特征在于，还包括：

检测该可复写式非易失性存储器模块的一类型；以及

根据该可复写式非易失性存储器模块的类型设定该第一工作频率、该第二工作频率、该第一设定值、该第二设定值与该第三设定值。

6.根据权利要求5所述的工作时钟切换方法，其特征在于，还包括：

配置一时钟数据库以记录对应该可复写式非易失性存储器模块的类型的该第一工作频率、该第二工作频率、该第一设定值、该第二设定值与该第三设定值；

其中上述根据该可复写式非易失性存储器模块的类型设定该第一工作频率、该第二工作频率、该第一设定值、该第二设定值与该第三设定值的步骤包括：

根据该可复写式非易失性存储器模块的类型查询该时钟数据库以设定该第一工作频率、该第二工作频率、该第一设定值、该第二设定值与该第三设定值。

7.根据权利要求6所述的工作时钟切换方法，其特征在于，还包括：

将该时钟数据库存储在该可复写式非易失性存储器模块中。

8.一种存储器控制器，其特征在于，配置在一存储器存储装置中，该存储器控制器包括：

一主机接口，用于电性连接至一主机系统；

一存储器接口，用于电性连接至一可复写式非易失性存储器模块；

一电源管理电路；以及

一存储器管理电路，电性连接至该主机接口、该存储器接口与该电源管理电路，并且用于在该存储器存储装置的一运行方式进入一初始状态时，指示该电源管理电路将该工作时钟的值设定为一第一工作频率；

其中该存储器管理电路还用于在该存储器存储装置的运行方式处于该初始状态下，判断连续存取该可复写式非易失性存储器模块的一第一连续存取时间是否大于一第一设定值；

其中倘若该第一连续存取时间大于该第一设定值时，该存储器管理电路指示该电源管理电路将该工作时钟的值重新设定为一第二工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为一省电状态；

其中该存储器管理电路还用于在该存储器存储装置的运行方式处于该省电状态下，指示该电源管理电路将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为一一般状态；

其中该第一工作频率大于该第二工作频率。

9.根据权利要求8所述的存储器控制器，其特征在于，在上述该存储器存储装置的运行方式处于该省电状态下，将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为该一般状态的运行中，该存储器管理电路是在该存储器存储装置的运行方式处于该省电状态下，判断连续未存取该可复写式非易失性存储器模块的一连续未存取时间是否大于一第二设定值；

其中倘若该连续未存取时间大于该第二设定值时，该存储器管理电路指示该电源管理电路将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为该一般状态。

10.根据权利要求8所述的存储器控制器，其特征在于，上述在该存储器存储装置的运行方式处于该省电状态下，将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为该一般状态的运行中，该存储器管理电路是计数该存储器存储装置的运行方式处于该省电状态的一运行时间并且判断该运行时间是否等于一预设时间；

其中倘若该运行时间等于该预设时间时，该存储器管理电路指示该电源管理电路将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为该一般状态。

11.根据权利要求8所述的存储器控制器，其特征在于，该存储器管理电路还用于在该存储器存储装置的运行方式处于该一般状态下，判断连续存取该可复写式非易失性存储器模块的一第二连续存取时间是否大于一第三设定值；

其中倘若该第二连续存取时间大于该第三设定值时，该存储器管理电路指示该电源管理电路将该工作时钟的值重新设定为该第二工作频率，以将该存储器存储装置的运行方式切换为该省电状态。

12.根据权利要求8所述的存储器控制器，其特征在于，该存储器管理电路还用于检测该可复写式非易失性存储器模块的一类型，并且根据该可复写式非易失性存储器模块的类型设定该第一工作频率、该第二工作频率、该第一设定值、该第二设定值与该第三设定值。

13.根据权利要求12所述的存储器控制器，其特征在于，该存储器管理电路还用于根据该可复写式非易失性存储器模块的类型查询一时钟数据库以设定该第一工作频率、该第二工作频率、该第一设定值、该第二设定值与该第三设定值，其中该时钟数据库被配置以记录对应该可复写式非易失性存储器模块的类型的该第一工作频率、该第二工作频率、该第一设定值、该第二设定值与该第三设定值。

14.根据权利要求13所述的存储器控制器，其特征在于，该存储器管理电路还用于将该时钟数据库存储在该可复写式非易失性存储器模块中。

15.一种存储器存储装置，其特征在于，包括：

一连接器，用于电性连接至一主机系统；

一可复写式非易失性存储器模块；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，其中该可复写式非易失性存储器模块与该存储器控制器根据一工作时钟来运行；

其中该存储器控制器用于在一运行方式进入一初始状态时将该工作时钟的值设定为一第一工作频率；

其中该存储器控制器还用于在该运行方式处于该初始状态下，判断连续存取该可复写式非易失性存储器模块的一第一连续存取时间是否大于一第一设定值；

其中倘若该第一连续存取时间大于该第一设定值时，该存储器控制器将该工作时钟的值重新设定为一第二工作频率，以将该运行方式切换为一省电状态；

其中该存储器控制器还用于在该运行方式处于该省电状态下，将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该运行方式切换为一一般状态；

其中该第一工作频率大于该第二工作频率。

16.根据权利要求15所述的存储器存储装置，其特征在于，在上述该运行方式处于该省电状态下，将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该运行方式切换为该一般状态的运行中，该存储器控制器是在该运行方式处于该省电状态下，判断连续未存取该可复写式非易失性存储器模块的一连续未存取时间是否大于一第二设定值；

其中倘若该连续未存取时间大于该第二设定值时，该存储器控制器将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该运行方式切换为该一般状态。

17.根据权利要求15所述的存储器存储装置，其特征在于，上述在该运行方式处于该省电状态下，将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该运行方式切换为该一般状态的运行中，该存储器控制器是计数该运行方式处于该省电状态的一运行时间并且判断该运行时间是否等于一预设时间；

其中倘若该运行时间等于该预设时间时，该存储器控制器将该工作时钟的值重新设定为该第一工作频率，以将该运行方式切换为该一般状态。

18.根据权利要求15所述的存储器存储装置，其特征在于，该存储器控制器还用于在该运行方式处于该一般状态下，判断连续存取该可复写式非易失性存储器模块的一第二连续存取时间是否大于一第三设定值；

其中倘若该第二连续存取时间大于该第三设定值时，该存储器控制器将该工作时钟的值重新设定为该第二工作频率，以将该运行方式切换为该省电状态。

19.根据权利要求15所述的存储器存储装置，其特征在于，该存储器控制器还用于检测该可复写式非易失性存储器模块的一类型，并且根据该可复写式非易失性存储器模块的类型设定该第一工作频率、该第二工作频率、该第一设定值、该第二设定值与该第三设定值。

20.根据权利要求19所述的存储器存储装置，其特征在于，该存储器控制器还用于根据该可复写式非易失性存储器模块的类型查询一时钟数据库以设定该第一工作频率、该第二工作频率、该第一设定值、该第二设定值与该第三设定值，其中该时钟数据库被配置以记录对应该可复写式非易失性存储器模块的类型的该第一工作频率、该第二工作频率、该第一设定值、该第二设定值与该第三设定值。

21.根据权利要求20所述的存储器存储装置，其特征在于，该存储器控制器还用于将该时钟数据库存储在该可复写式非易失性存储器模块中。