CN1567252A - 动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法及其相关装置 - Google Patents

Abstract

一种动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法及其相关装置，该方法将存储器中的每一个存储页重新规划成多个存储区及至少一冗余区，该冗余区间隔连结于各存储区之间或该冗余区安插连结于任一存储区最末存储地址之后，且根据原始状态信息而于各冗余区内预先写入存储区块及存储页的系统信息，以让快闪存储器读取装置每次读取数据时仅需加载一存储区加上一相关联冗余区存储容量大小的缓冲数据区块。

Description

动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法及其相关装置

(1)技术领域

本发明有关一种动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法及其相关装置，尤指一种在快闪存储器内规划存储区及冗余区，及缩小读取装置加载数据缓冲区块容量的调整方法及其相关装置。

(2)背景技术

快闪存储器广泛使用于数字相机、电视游乐器主机、随身碟等数字设备中，随着半导体制程的进步演进，快闪存储器储卡的存储容量也可以获得提升，对于可记录的文件及数据容量空间也相对变大，例如：图1显示目前市面上可以购买到的三星半导体公司所出产的快闪存储器1，共有1G位的存储空间，相当于128M字节的存储空间，具有1024个存储区块(blocks)11，而每个存储区块具有64存储页(pages)12，每一存储页12大小为2K+64字节(1K＝1024)，其中存储区121容量为2K字节，而每一存储区121后端则固定配置有一64字节大小的冗余区122，以作为快闪存储器1整体系统信息的储存区域，而这些系统信息包含该存储区块11中的存储区121损坏与否的状态参数或标记，以让随身碟在读取快闪存储器1或使用者读、写快闪存储器1信息时作为可使用区域的参考。

然而，以上述快闪存储器1的存储区121及冗余区122的结构，并无法利用目前现有的快闪存储器控制器来读取数据，原因在于现有快闪存储器控制器内的缓冲器(buffer)容量大小无法匹配运作，因此IC设计厂会重新设计控制器以匹配运作新的快闪存储器结构。举例而言，现有控制器具有一对528字节的乒乓缓冲器(共有1056字节)，是用以存取每一存储区为512字节以及16字节的冗余区的存储器结构，并无法容纳如图1的存储区121加上冗余区122的容量，即2112字节(2K+64字节)大小的容量，必需另行开发新的快闪存储器控制器来搭配上述的快闪存储器1的利用，而必需耗费大量的开发成本及时间，例如：快闪存储器控制器内的先进先出(FIFO)控制线路及缓冲器等硬件皆必需加大容量，例如加大缓冲器为一对2K+64字节的乒乓缓冲器(共有2112字节)，并重新撰写固件程序，使其可以存取每一存储页为2K字节以及64字节的冗余区的存储页结构，因此导致产品上市的时程延滞及产品价格昂贵等缺点及问题的发生，并且产生新、旧快闪存储器控制器的硬件及存储器产品间无法兼容使用的困扰。

(3)发明内容

本发明的主要目的在于提供一种动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，包含多个存储区及至少一冗余区分割规划在一存储页中，该冗余区间隔连结于各存储区之间，以让随身碟每次读取存储区内的数据只需读取至多一存储区加上冗余区的容量大小的缓冲数据，可以通用随身碟的缓冲器或硬件线路，可缩短产品研发时程及降低产品研发成本。

本发明的另一目的在于提供一种动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，包含多个存储区及至少一冗余区分割规划在一存储页中，该冗余区连结于任一存储区末端存储地址之后，以让随身碟每次读取存储区内的数据只需读取至多一存储区加上冗余区的容量大小的缓冲数据，可以通用随身碟的缓冲器或硬件线路，可减少产品研发工时、人力及降低产品研发成本。

本发明的又一目的在于提供一种USB随身碟，包含：快闪存储器以及控制器，控制器中则包含只读存储器，预先烧录有固件；随机存取存储器；缓冲单元；微处理器，耦接只读存储器、随机存取存储器及缓冲单元；串行接口引擎；以及USB实体层电路，用以耦接于该缓冲单元及该微处理器；串行接口引擎，耦接于该缓冲单元；USB实体层电路，耦接于该串行接口引擎，用以传收符合USB规格的电气传输信号；以及直接存储器存取引擎，耦接于该缓冲单元以及该快闪存储器，用以存取该快闪存储器；其中微处理器及固件协同运作以分多次丛发存取该快闪存储器的一存储页。

(4)附图说明

为使对本发明有进一步的了解，以下列举若干实施例并配合附图进行详细说明，其中：

图1是现有存储器的存储页的快闪存储器内部规划结构图；

图2为本发明第一实施例的存储器动态调整规划结构图；

图3为图2中的存储页放大图；

图4为本发明第一实施例的动态调整非挥发性存储器的冗余区的流程图；

图5为本发明的较佳应用例图；

图6为本发明第二实施例的存储器动态调整规划结构图；

图7为本发明第二实施例的动态调整非挥发性存储器的冗余区的流程图；

图8为本发明第三实施例的存储器动态调整规划结构图；

图9为本发明第三实施例的动态调整非挥发性存储器的冗余区的流程图；以及

图10显示根据本发明的可动态调整非挥发性存储器的冗余区的随身碟的一

具体实施例方块图。

(5)具体实施方式

首先请参阅图2及图3，显示本发明的动态调整非挥发性存储器的冗余区的一具体实施例，其中，图2显示一存储器100内部的规划结构，于此实施例中，首先将目前市面上可以购买到的三星半导体公司所出产的128M字节的快闪存储器的状态字节读取出来，再将快闪存储器重新规划成：存储器100包括有1024个存储区块10，每个存储区块10包含64个存储页20(如图2所示)，该每一存储页20内部，规划分割形成多个存储区21及至少一个冗余区22，在图2及图3所列举的第一实施例中，该冗余区22数量为四个，以每个存储页20为2112(＝2K+64)个字节为例，每一个存储区21的存储容量为512个字节，每一个冗余区22的存储容量为16个字节；同理可推，如该规划分割的存储区21数量为八个，冗余区22数量为八个时，则每一个存储区21的存储容量为256个字节，每一冗余区22的存储容量则为8个字节；上述的冗余区22可间隔连结于各存储区21之间，即连结于一存储区21最末存储地址及另一存储区21起始存储地址之间；最后再将原先读取出来的状态字节重新写入各个冗余区22；之后，以具有一对528字节的乒乓缓冲器的控制器为例，每次欲存取2112字节大小的存储页20时，控制器便会分解成连续地(丛发)存取512+16字节四次，在存取效能上也相当不错；这样，只要藉由更新快闪存储器控制器内部的固件，便可藉由具有一对528字节的乒乓缓冲器的控制器读取2112字节大小的存储页20规格，甚至将来也可以读取更大存储页的规格。

上述图2及图3中所示的存储器100中的每一存储页20的存储区21提供作为一般数据信息储存用，根据原始状态信息(未示)为冗余区22产生系统数据，该系统数据如存储器100中的每一个存储区块10中的存储页20的损坏状态，即存储器100出厂前的测试数据，其中以每个存储页20为2112字节为例，原始状态信息(未示)可位在第2048位移地址上；而每一个冗余区22中至少有一个状态字节221，  以记录此一信息，状态字节221藉由此一状态字节221被读出，可以让存储器100的各存储区块10及存储区20的状态揭示出来。

请再配合图4所示，为本发明动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法流程图，包含步骤200～220，其中：

(200)扫描每一存储区块的原始状态信息。

(210)将存储器中的每一个存储区块的每一存储页内部规划分割成多个存储区及多个冗余区，其中各冗余区间隔连结各存储区之间。

(220)根据原始状态信息更新各冗余区的一状态信息。

请再参阅图5所示，为本发明动态调整非挥发性存储器的冗余区的一较佳应用例图，其中，显示如图2及图3所示的一存储页20于一随身碟300内的数据读取方式，该随身碟300内具有一数据存取控制芯片310及两个缓冲器320，每一个缓冲器320具有528个字节的存储容量，该随身碟300于读取一存储页20内的数据内容时，是依每次一个存储区21及一个冗余区22读取数据至一缓冲器320内，而分四次将数据依序读入缓冲器320内，再由随身碟300的存取控制芯片310将数据传送至个人计算机400或其它载体(图未显示)；换言之，本发明每次加载重新规划后的一个存储区21及其相关的冗余区22至随身碟300的缓冲器320内，使得同一个存储页分多次进行丛发(burst)存取。

请再配合图6所示，为本发明动态调整非挥发性存储器的冗余区的另一具体实施例，显示一存储页22内的规划情形，该存储页20内规划分割若干个存储区21’及至少一个冗余区22’，每一存储区21’的存储容量为512个字节，而该冗余区22’的存储容量为64个字节，该冗余区22’是安插连结于其中一个存储区21’的最末存储地址之后，如在图6中是显示连结于第二个存储区21’之后，  即第三存储区21’之前，其余第一个存储区21’与第二个存储区21’间相互紧邻连结，且第三存储区21’与第四存储区21’相互紧邻连结，相同地，该存储区21’提供一般数据存储储存功能，而冗余区22’具有多个状态字节221’用以指明存储器100的状态，供存取控制芯片进行辨识。

请再参阅图7显示相关于图6所示实施例的流程图，包括步骤400～430，其中：

(400)扫描每一存储区块的原始状态信息。

(410)将存储器中的每一个存储区块的每一存储页重新规划成多个存储区及至少一冗余区。

(420)将冗余区安插连结于任一存储区最末存储地址之后，其中其余存储区间相互紧邻连结。

(430)根据原始状态信息更新冗余区的内容。

如上述图6及图7所示，本发明动态调整非挥发性存储器的冗余区的具体实施例，存储页20在于如同图5所示的随身碟300进行数据读取时，则将数据分成五次，即读取顺序为存储区21’-＞存储区21’-＞冗余区22’-＞存储区21’-＞存储区21’，亦可达到以较小的缓冲器的控制器进行存取较大存储页的功效。

请再配合图8所示，为本发明动态调整非挥发性存储器的冗余区的又一具体实施例，其中，将存储页20规划成多个存储区21及冗余区22，该存储区21相互紧邻连结于存储区10的前端，而冗余区22连结于最后一个存储区21的最末存储地址之后，且各冗余区22也是呈相互邻连结的结构，相同地，该存储区21提供一般数据存储储存功能，而各冗余区22则提供存储器100系统数据储存功能。

请再参阅图9所示，为本发明动态调整非挥发性存储器的冗余区的再一具体实施例的流程图，包括步骤500～540，其中：

(500)扫描每一存储区块的原始状态信息。

(510)将存储器中的每一个存储区块的每一存储页重新规划成多个存储区及多个冗余区。

(520)各存储区相互紧邻连结。

(530)冗余区连结于最末一个存储区的最末存储地址之后，且各冗余区相互紧邻连结。

(540)根据原始状态信息更新冗余区的内容。

如上述图8及图9所示，本发明动态调整非挥发性存储器的冗余区的实施例，该存储页20在进行数据读取时，则将数据分成四次，即每次读取一个存储区21及一个冗余区22，即读取顺序为存储区21+冗余区22-＞存储区21+冗余区22-＞存储区21+冗余区22-＞存储区21+冗余区22，即每次加载随身碟内的数据容量为512+16＝528个字节，亦可达到以较小的缓冲器的控制器进行存取较大存储页的功效。

图10显示根据本发明的可动态调整非挥发性存储器的冗余区的随身碟600的一具体实施例方块图，随身碟600包含数据存取控制芯片620、电子可擦去可编程只读存储器640及快闪存储器660；数据存取控制芯片620耦接电子可擦去可编程只读存储器640及快闪存储器660，电子可擦去可编程只读存储器640储存随身碟600的基本数据，于随身碟600通电激活时加载该基本数据，而数据存取控制芯片620则负责存取快闪存储器660的内容。数据存取控制芯片620包含微处理器622、只读存储器624、随机存取存储器626、两个528字节缓冲器628、630、串行接口引擎632、USB实体层电路634、错误更正码(error correction code，简称ECC)单元636、以及直接存储器存取(directmemory access，简称DMA)引擎638；只读存储器624内烧录有供微处理器622运作的固件，微处理器622耦接只读存储器624、随机存取存储器626以及两个528字节缓冲器628、630，并协调其间的运作；两个528字节缓冲器628、630形成双缓冲的结构，以乒乓缓冲存取快闪存储器660的内容，双缓冲器628、630耦接串行接口引擎632以及错误更正码单元636；串行接口引擎632进一步耦接USB实体层电路634，以产生符合USB规格的电气传输信号；错误更正码单元636则耦接直接存储器存取引擎638，以对快闪存储器660进行直接存储器存取；只读存储器624内所烧录的固件，搭配两个528字节缓冲器628、630的硬件结构，可以图3所揭示的存取方式，实现以较小、较低成本的乒乓缓冲结构，高效能的存取方式存取具有较大存储页的快闪存储器660。此具体实施例中，以528字节缓冲器的硬件结构可以分多次存取存储页为(2K+64)字节的快闪存储器；或者，可以更进一步以256字节缓冲器的硬件结构，分更多次方式丛发存取，而减少控制芯片内缓冲器的总门数。

因此，本发明的快闪存储器控制器可以存取新规格的快闪存储器100，可以不需要重新设计快闪存储器控制器的硬件，而只需更新快闪存储器控制器的固件及驱动程序即可，可大幅节省硬件的开发人力、工时及成本。

纵上所述，本发明提供一种动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，该非挥发性存储器具有多个存储区块，各存储区块具有多个存储页，包含下列步骤：读取各存储区块的原始状态信息；将该各存储区块中的各存储页分别地重新规划成多个存储区及多个冗余区；以及根据该原始状态信息更新各冗余区的一状态信息。

本发明提供一种USB随身碟，包含：快闪存储器以及控制器，控制器中则包含只读存储器，预先烧录有固件；随机存取存储器；缓冲单元；微处理器，耦接只读存储器、随机存取存储器、及缓冲单元；串行接口引擎；以及USB实体层电路，用以耦接于该缓冲单元及该微处理器；串行接口引擎，耦接于该缓冲单元  USB实体层电路，耦接于该串行接口引擎，用以传收符合USB规格的电气传输信号；以及直接存储器存取引擎，耦接于该缓冲单元以及该快闪存储器，用以存取该快闪存储器；其中微处理器及固件协同运作以分多次丛发存取该快闪存储器的一存储页。

以上所描述的说明及附图是为便于阐明本发明的技术内容及技术手段所揭示的较佳实施例，并不因而拘限其范畴。凡是一切针对本发明的技术手段、装置细部的修饰、变更，或者是组件的等效替代、置换，当不脱离本发明的发明精神及范畴，其范围将由以下的权利要求来界定。

Claims (28)

1.一种动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，该非挥发性存储器具有多个存储区块，各存储区块具有多个存储页，其步骤包含：

读取各存储区块的一原始状态信息；

将该各存储区块中的各存储页分别地重新规划成多个存储区及多个冗余区；以及

根据该原始状态信息更新各冗余区的一状态信息。

2.如权利要求1所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，该重新规划步骤是将各冗余区间隔连结于各存储区之间。

3.如权利要求1所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，该非挥发性存储器的读取是以存储区的大小为单位。

4.如权利要求1所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，进一步包含以多次存取多个存储区的方式存取其中一存储页的步骤。

5.如权利要求1所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，该非挥发性存储器是为一快闪存储器。

6.如权利要求1所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，该重新规划步骤是将该各存储页的该些冗余区连结于该各存储页的这些存储区的一最末存储地址之后，且这些存储区是相互紧邻连结。

7.如权利要求1所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，各存储页具有四个存储区及四个冗余区。

8.一种用以耦接一快闪存储器的USB控制器，该控制器包含：

一只读存储器，预先烧录有一固件；

一随机存取存储器；

一缓冲单元；

一微处理器，耦接该只读存储器、该随机存取存储器、及该缓冲单元；

一串行接口引擎，耦接于该缓冲单元；

一USB实体层电路，耦接于该串行接口引擎，用以传收一符合USB规格的电气传输信号；以及

一直接存储器存取引擎，耦接于该缓冲单元以及该快闪存储器，用以存取该快闪存储器，

其中该微处理器藉由该固件运作以分多次丛发存取该快闪存储器的一存储页。

9.如权利要求8所述的用以耦接快闪存储器的USB控制器，其特征在于，还包含一错误更正码单元，耦接于该直接存储器存取引擎以及该缓冲器之间，用以进行错误更正。

10.如权利要求8所述的用以耦接快闪存储器的USB控制器，其特征在于，该缓冲单元是为一对缓冲器，用以乒乓缓冲存取该快闪存储器的内容。

11.一种USB随身碟，包含：

一快闪存储器，

一控制器，该控制器包含：

一只读存储器，预先烧录有一固件；

一随机存取存储器；

一缓冲单元；

一微处理器，耦接该只读存储器、该随机存取存储器、及该缓冲单元；

一串行接口引擎，耦接于该缓冲单元；

一USB实体层电路，耦接于该串行接口引擎，用以传收一符合USB规格的电气传输信号；以及

一直接存储器存取引擎，耦接于该缓冲单元以及该快闪存储器，用以对该快闪存储器进行存取；

其中该微处理器藉由该固件运作以分多次丛发存取该快闪存储器的一存储页。

12.如权利要求11所述的USB随身碟，其特征在于，该非挥发性存储器具有多个存储区块，各存储区块具有多个存储页。

13.如权利要求11所述的USB随身碟，其特征在于，还包含一错误更正码单元，耦接于该直接存储器存取引擎以及该缓冲器之间，用以进行错误更正。

14.如权利要求11所述的USB随身碟，其特征在于，还包含一电子可擦去可编程只读存储器，耦接于该控制器，用以储存一基本设定数据。

15.如权利要求11所述的USB随身碟，其特征在于，该缓冲单元是为一对缓冲器，用以乒乓缓冲存取该快闪存储器的内容。

16.如权利要求12所述的USB随身碟，其特征在于，各存储区之后具有一相关的冗余区。

17.如权利要求12所述的USB随身碟，其特征在于，各存储页具有多个存储区，各存储区具有一相关的冗余区。

18.如权利要求17所述的USB随身碟，其特征在于，各冗余区具有一状态字节。

19.如权利要求14所述的USB随身碟，其特征在于，该控制器于通电激活时，将该基本设定数据从电子可擦去可编程只读存储器加载至该控制器中。

20.如权利要求15所述的USB随身碟，其特征在于，该缓冲器的大小是小于该存储页的大小。

21.如权利要求15所述的USB随身碟，其特征在于，该缓冲器的大小是为该存储页的四分之一。

22.一种动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，该非挥发性存储器具有多个存储区块，各存储区块具有多个存储页，其步骤是包含：

将各存储页规划成多个存储区及多个冗余区；

将各冗余区间隔连结于各存储区之间；以及

将一存储器系统信息写入各冗余区中。

23.如权利要求22所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，各冗余区是间隔连结于各存储区之间。

24.如权利要求22所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，该非挥发性存储器的读取是以存储区的一大小为单位。

25.如权利要求22所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，进一步包含以多次存取多个存储区的方式存取其中一存储页的步骤。

26.如权利要求22所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，该非挥发性存储器是为一快闪存储器。

27.如权利要求22所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，各存储页的这些冗余区连结于该各存储页的这些存储区的一最末存储地址之后，且这些存储区是相互紧邻连结。

28.如权利要求22所述的动态调整非挥发性存储器的冗余区的方法，其特征在于，各存储页具有四个存储区及四个冗余区。

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