CN109388582A - 数据储存装置以及其数据抹除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数据储存装置以及其数据抹除方法。该数据储存装置包括一快闪存储器以及一控制器。快闪存储器包括多个区块，并且每一上述区块包括多个页面。控制器用以接收由一主机所传送的一抹除信号，以致使上述快闪存储器对上述区块中的至少一第一区块进行一数据抹除动作，其中上述抹除信号包含一既定值，其中在上述数据抹除动作中，上述控制器抹除上述第一区块中的每一页面，并且将上述抹除信号中所包含的上述既定值写入上述第一区块的一特定页面。

Description

数据储存装置以及其数据抹除方法
本申请是申请人于2014年3月3日提交的、申请号为“201410074377.1”的、发明名称为“数据储存装置以及其数据抹除方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明是关于一种数据储存装置，特别是关于可加速数据抹除的工作时间的数据储存装置。
背景技术
快闪存储器为一种可以被电抹除并且重新写入的非易失性存储器，并且主要是应用在存储卡、USB随身碟、eMMC以及固态硬盘(Solid-State Disk)中，借以作为一般的储存与电脑装置和数码产品间的数据的转运。
快闪存储器包括众多的存储区块(block)，并且每一存储区块具有多个用以储存数据的储存页面(page)。快闪存储器是以存储区块为单元进行抹除，而以储存页面为单位进行写入。当快闪存储器接收到将区块全部抹除的命令时，快闪存储器会逐一对每一区块中的每一页面进行抹除的动作。然而，对每一页面进行处理的时间较长，因此造成使用者在进行数据抹除上的不便。
发明内容
本发明所提供的数据储存装置以及数据抹除方法，可借由修改映射表减少数据抹除的时间。本发明提供一种数据储存装置。数据储存装置包括一快闪存储器以及一控制器。快闪存储器包括多个区块，并且每一区块包括多个页面。控制器用以接收一抹除信号，以致使快闪存储器对上述区块中的至少一第一区块进行一数据抹除动作，其中当快闪存储器对上述第一区块进行数据抹除动作后，第一区块中的一特定页面被存入一既定值，并且第一区块中特定页面外的其它页面皆被抹除。另外，当快闪存储器进行数据抹除动作后，映射表所记录的第一区块中每一页面的逻辑地址是分别映射至所属的第一区块中的特定页面的实体地址。在本发明的一实施例中，抹除信号是由一硬件开关所产生的。另外，抹除信号亦可为一清除命令或者一强化抹除命令。
本发明另提供一种数据抹除方法，适用于一数据储存装置，其中数据储存装置包括一快闪存储器，快闪存储器包括多个区块。数据抹除方法包括：根据一抹除信号，将区块中的一第一区块的多个页面的数据抹除；当第一区块的所有页面的数据都被抹除后，将一既定值写入第一区块中的多个页面中的一特定页面；以及当既定值写入特定页面后，修改映射表，以将第一区块中每一页面的逻辑地址映射至特定页面的实体地址，其中数据抹除方法更包括依序对第一区块的其它区块相应地重复执行抹除数据、写入既定值以及修改映射表的步骤，直到快闪存储器中的所有区块皆被执行过为止。
本发明还提供了一种数据储存装置，该数据储存装置包括一快闪存储器以及一控制器。快闪存储器包括多个区块，并且每一上述区块包括多个页面。控制器用以接收由一主机所传送的一抹除信号，以致使上述快闪存储器对上述区块中的至少一第一区块进行一数据抹除动作，其中上述抹除信号包含一既定值，其中在上述数据抹除动作中，上述控制器抹除上述第一区块中的每一页面，并且将上述抹除信号中所包含的上述既定值写入上述第一区块的一特定页面。
在一实施例中，上述第一区块中上述特定页面外的其它页面皆为抹除状态，其中每上述区块中的每一上述页面分别具有一逻辑地址以及一实体地址，并且上述数据储存装置更包括至少一映射表，用以储存上述区块中每一上述页面的上述逻辑地址以及上述实体地址的对应关系。
在一实施例中，当上述快闪存储器进行上述数据抹除动作后，上述映射表所记录的上述第一区块中的每一上述页面的逻辑地址是分别映射至所属的上述第一区块中的上述特定页面的上述实体地址，其中上述主机根据自上述第一区块中任一上述页面的上述逻辑地址所读取到的上述既定值，判断上述数据抹除动作已成功执行完毕。
在一实施例中，上述抹除信号是由一硬件开关所产生的。
在一实施例中，上述抹除信号为一清除命令。
在一实施例中，上述抹除信号为一强化抹除命令。
在一实施例中，上述既定值是用以判断上述数据抹除动作是否执行完毕。
在一实施例中，上述既定值为0x21。
本发明还提供了一种数据抹除方法，适用于一数据储存装置，其中上述数据储存装置包括一快闪存储器，上述快闪存储器包括多个区块，并且上述数据抹除方法包括：根据一抹除信号，将上述区块中的一第一区块的多个页面的数据抹除，其中上述抹除信号包含一既定值；以及抹除上述区块中上述多个页面的每一者，并且将上述抹除信号中所包含的上述既定值写入上述第一区块中的上述多个页面中的一特定页面。
在一个实施例中，上述第一区块中的每一页面具有一逻辑地址以及一实体地址，并且上述数据储存装置更包括至少一映射表，用以储存上述第一区块中每一页面的上述逻辑地址以及上述实体地址的对应关系。
在一个实施例中，该方法还包括：当上述既定值写入上述特定页面后，修改上述映射表，以将上述第一区块中每一页面的上述逻辑地址映射至上述特定页面的上述实体地址；以及根据自上述第一区块中任一上述页面的上述逻辑地址所读取到的上述既定值，判断上述数据抹除动作已成功执行完毕。
在一个实施例中，该方法还包括依序对上述第一区块的其它区块相应地重复执行上述数据抹除、写入上述既定值以及修改上述映射表的步骤，直到上述快闪存储器中的所有区块皆被执行过上述数据抹除、写入上述既定值以及修改上述映射表的步骤为止。
在一个实施例中，上述抹除信号是由一硬件开关所产生的。
在一个实施例中，上述抹除信号为一清除命令。
在一个实施例中，上述抹除信号为一强化抹除命令。
在一个实施例中，更包括根据上述既定值判断上述数据抹除动作是否执行完毕。
在一个实施例中，上述既定值为0x21。
附图说明
图1为本发明所提供的一电子系统的方块图。
图2为本发明所提供的实体页面的示意图。
图3为本发明所提供的一映射表的示意图。
图4为本发明所提供的一数据抹除方法的流程图。
【附图标记说明】
100 电子系统；
120 主机；
140 数据储存装置；
160 控制器；
162 运算单元；
164 永久存储器；
180 快闪存储器；
FPage0-FPage255 实体页面；
HPage0-HPage255 逻辑页面；
S400-S408 步骤。
具体实施方式
以下将详细讨论本发明各种实施例的装置及使用方法。然而值得注意的是，本发明所提供的许多可行的发明概念可实施在各种特定范围中。这些特定实施例仅用于举例说明本发明的装置及使用方法，但非用于限定本发明的范围。
图1是本发明的一种实施例的电子系统的方块图。电子系统100包括一主机120以及一数据储存装置140。数据储存装置140包括一快闪存储器180以及一控制器160，且可根据主机110所下达的命令操作。控制器160包括一运算单元162以及一永久存储器(如，只读存储器ROM)164。永久存储器164与所载的程序码、数据组成固件(firmware)，由运算单元162执行，使控制器160基于该固件控制该快闪存储器180。快闪存储器180包括多个区块，并且每一区块包括多个页面。
另外，每一区块中的每一页面分别具有一逻辑地址以及一实体地址，并且数据储存装置140更包括至少一映射表，用以储存每一区块中每一页面的逻辑地址以及实体地址的对应关系。举例而言，映射表可储存于永久存储器164中。另外，映射表可包括至少一区块映射表以及多个页面映射表。举例而言，控制器160可借由逻辑地址计算出逻辑地址所相应的逻辑区块以及逻辑页面，并且根据区块映射表，获得相应于逻辑区块的实体区块。接着，根据相应于逻辑区块的页面映射表，获得相应于逻辑页面的实体页面，但本发明不限于此。可借由查表找出相应于逻辑地址的页面的实体地址皆为本发明的范畴。
在本发明的一实施例中，控制器160用以接收一抹除信号，以致使快闪存储器180对至少一区块依序进行一数据抹除动作。值得注意的是，抹除信号可为一清除命令(purgecommand)或者规定于ATA规范书(Working Draft Project American National T13/2015-D Standard)中的强化抹除命令(enhanced erase command)，但本发明不限于此。在本发明的另一实施例中，抹除信号亦可是由一硬件开关所产生的信号。在本发明的一实施例中，抹除信号更可包括一既定值，用以写入快闪存储器180中。举例而言，既定值可为0x21，但本发明不限于此。
在数据抹除动作中，控制器160根据抹除信号抹除(erase)区块中每一页面的数据，并且将一既定值写入区块中的一特定页面，如图2所示。值得注意的是，特定页面可为区块中的第一个页面，或者其他任一页面，本发明不限于此。图2为本发明所提供的实体页面的示意图，其中图2为一第一区块中的实体页面FPage0-FPage255。在图2中，第一区块中除了特定页面FPage0被写入既定值0x21外，其它页面FPage1-FPage255皆被抹除，呈现抹除状态，数值为0xFF，但本发明不限于此。
在本发明的其它实施例中，控制器160根据抹除信号抹除(erase)区块中每一页面的数据后，可将既定值写入区块中的多个特定页面。举例而言，控制器160可将既定值写入每一区块中的偶数页面、奇数页面、第一个以及最后一个页面等，本发明不限于此。
当快闪存储器180进行数据抹除动作后，控制器160修改映射表，将映射表所记录的特定页面外的其它页面的逻辑地址分别映射至所属的区块中的特定页面的实体地址。换言之，区块中的所有页面的逻辑地址，皆是映射至特定页面的实体地址，如图3所示。图3为本发明所提供的一映射表的示意图，其中图3是所有区块中的一第一区块的页面映射表。在图3中，第一区块中的所有页面的逻辑地址HPage0-HPage255皆映射至特定页面的实体地址FPage0，但本发明不限于此。举例而言，区块中的页面数量可大于或者小于256。
另外，控制器160接收到抹除信号后，先将快闪存储器180中的第一区块的数据抹除，并将既定值写入第一区块中的一特定页面。接着，控制器160修改映射表，将映射表所记录的第一区块中所有页面的逻辑地址皆映射至第一区块中特定页面的实体地址。接着，控制器160再将快闪存储器180中的第二区块的数据抹除，并将既定值写入第二区块中的一特定页面。在既定值写入第二区块中的特定页面后，控制器160修改映射表，将映射表所记录的第二区块中所有页面的逻辑地址皆映射至第二区块中特定页面的实体地址。依此类推，直到快闪存储器180中的所有区块中的数据皆被抹除，每一区块中的特定页面皆被写入既定值，并且所有区块中的页面的逻辑地址皆映射至所属区块的特定页面的实体地址为止。
换言之，在当快闪存储器180进行数据抹除动作后，每一区块中的特定页面皆被存入一既定值，并且每一区块中特定页面外的其它页面皆被抹除。另外，映射表所记录的每一区块中每一页面的逻辑地址皆是分别映射至所属的区块中的特定页面的实体地址。因此，主机120可对快闪存储器180进行读取，并根据所读取的既定值，判断数据抹除动作已成功执行完毕。换言之，当主机120读取快闪存储器180时，每一区块中的每一页面的数据皆为既定值，但实际上，快闪存储器仅需对每一区块中的特定页面进行写入，大幅降低了数据抹除动作所需的工作时间。
图4为本发明所提供的一数据抹除方法的流程图，适用于图1所示的数据储存装置140。流程开始于步骤S400。
在步骤S400中，数据储存装置140判断是否接收到一抹除信号。若是，流程进行至步骤S402。若否，数据储存装置200继续判断是否接收到一抹除信号。值得注意的是，抹除信号可为一清除命令(purge command)或者规定于ATA规范书(Working Draft ProjectAmerican National T13/2015-D Standard)中的强化抹除命令(enhanced erasecommand)，但本发明不限于此。在本发明的另一实施例中，抹除信号亦可是由一硬件开关所产生的信号。
在步骤S402中，控制器160将快闪存储器180中的一区块中所有多个页面的数据抹除。换言之，控制器160开始依序对快闪存储器中的区块进行数据抹除动作。
接着，在步骤S404中，控制器160致使快闪存储器180将一既定值写入在步骤S402中已被抹除的区块中的一特定页面。在本发明的一实施例中，抹除信号更可包括一既定值，用以写入快闪存储器180中。举例而言，既定值可为0x21，但本发明不限于此。
接着，在步骤S406中，控制器160修改映射表，以将在步骤S402中已被抹除的区块中的所有页面的逻辑地址映射至特定页面的实体地址。举例而言，每一区块中的每一页面分别具有一逻辑地址以及一实体地址，并且数据储存装置140更包括至少一映射表，用以储存每一区块中每一页面的逻辑地址以及实体地址的对应关系。映射表可包括至少一区块映射表以及多个页面映射表。控制器160可借由逻辑地址计算出逻辑地址所相应的逻辑区块以及逻辑页面，并且根据区块映射表，获得相应于逻辑区块的实体区块。接着，根据相应于逻辑区块的页面映射表，获得相应于逻辑页面的实体页面，但本发明不限于此。可借由查表找出相应于逻辑地址的页面的实体地址皆为本发明的范畴。
接着，在步骤S408中，控制器160或者主机120判断快闪存储器180中的所有区块是否皆被抹除并写入既定值。若否，流程回到步骤S402，控制器160接着对下一个区块进行抹除。否则流程结束于步骤S408。
在当快闪存储器180进行数据抹除动作后，每一区块中的特定页面被存入一既定值，并且每一区块中特定页面外的其它页面皆被抹除。另外，映射表所记录的每一区块中每一页面的逻辑地址皆是分别映射至所属的区块中的特定页面的实体地址。因此，主机120可对快闪存储器180进行读取，并根据所读取的既定值，判断数据抹除动作已成功执行完毕。换言之，当主机120读取快闪存储器180时，每一区块中的每一页面的数据皆为既定值，但实际上，快闪存储器仅需对每一区块中的特定页面进行写入，大幅降低了数据抹除动作所需的工作时间。
本发明的方法，或特定型态或其部分，可以以程序码的型态存在。程序码可储存于实体媒体，如软盘、光碟片、硬盘、或是任何其他机器可读取(如电脑可读取)储存媒体，亦或不限于外在形式的电脑程序产品，其中，当程序码被机器，如电脑载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。程序码也可通过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序码被机器，如电脑接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理单元实作时，程序码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。
惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (17)

1.一种数据储存装置，包括：
一快闪存储器，包括多个区块，并且每一上述区块包括多个页面；以及
一控制器，用以接收由一主机所传送的一抹除信号，以致使上述快闪存储器对上述区块中的至少一第一区块进行一数据抹除动作，其中上述抹除信号包含一既定值，其中在上述数据抹除动作中，上述控制器抹除上述第一区块中的每一页面，并且将上述抹除信号中所包含的上述既定值写入上述第一区块的一特定页面。
2.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于，上述第一区块中上述特定页面外的其它页面皆为抹除状态，其中每上述区块中的每一上述页面分别具有一逻辑地址以及一实体地址，并且上述数据储存装置更包括至少一映射表，用以储存上述区块中每一上述页面的上述逻辑地址以及上述实体地址的对应关系。
3.如权利要求2所述的数据储存装置，其特征在于，当上述快闪存储器进行上述数据抹除动作后，上述映射表所记录的上述第一区块中的每一上述页面的逻辑地址是分别映射至所属的上述第一区块中的上述特定页面的上述实体地址，其中上述主机根据自上述第一区块中任一上述页面的上述逻辑地址所读取到的上述既定值，判断上述数据抹除动作已成功执行完毕。
4.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于，上述抹除信号是由一硬件开关所产生的。
5.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于，上述抹除信号为一清除命令。
6.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于，上述抹除信号为一强化抹除命令。
7.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于，上述既定值是用以判断上述数据抹除动作是否执行完毕。
8.如权利要求7所述的数据储存装置，其特征在于，上述既定值为0x21。
9.一种数据抹除方法，适用于一数据储存装置，其中上述数据储存装置包括一快闪存储器，上述快闪存储器包括多个区块，并且上述数据抹除方法包括：
根据一抹除信号，将上述区块中的一第一区块的多个页面的数据抹除，其中上述抹除信号包含一既定值；以及
抹除上述区块中上述多个页面的每一者，并且将上述抹除信号中所包含的上述既定值写入上述第一区块中的上述多个页面中的一特定页面。
10.如权利要求9所述的数据抹除方法，其特征在于，上述第一区块中的每一页面具有一逻辑地址以及一实体地址，并且上述数据储存装置更包括至少一映射表，用以储存上述第一区块中每一页面的上述逻辑地址以及上述实体地址的对应关系。
11.如权利要求10所述的数据抹除方法，更包括：
当上述既定值写入上述特定页面后，修改上述映射表，以将上述第一区块中每一页面的上述逻辑地址映射至上述特定页面的上述实体地址；以及
根据自上述第一区块中任一上述页面的上述逻辑地址所读取到的上述既定值，判断上述数据抹除动作已成功执行完毕。
12.如权利要求9所述的数据抹除方法，其特征在于，更包括依序对上述第一区块的其它区块相应地重复执行上述数据抹除、写入上述既定值以及修改上述映射表的步骤，直到上述快闪存储器中的所有区块皆被执行过上述数据抹除、写入上述既定值以及修改上述映射表的步骤为止。
13.如权利要求9所述的数据抹除方法，其特征在于，上述抹除信号是由一硬件开关所产生的。
14.如权利要求9所述的数据抹除方法，其特征在于，上述抹除信号为一清除命令。
15.如权利要求9所述的数据抹除方法，其特征在于，上述抹除信号为一强化抹除命令。
16.如权利要求9所述的数据抹除方法，其特征在于，更包括根据上述既定值判断上述数据抹除动作是否执行完毕。
17.如权利要求9所述的数据抹除方法，其特征在于，上述既定值为0x21。
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