CN1889189A - 支持分区的闪存存贮器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持分区的闪存存贮器件，包括界面单元、控制器和存储模块，界面单元一端用于与外界主机连接，另一端连接控制器，控制器与存储模块通过总线连接，控制器支持对存储模块进行分区操作，可将存储模块的总存储区分成若干个分存储区，各分存储区均可单独进行读、写、擦除、加密操作或设置属性。根据本发明，人们可以将闪存存贮器件的存储空间分成若干个不同大小的区域，也可以为每个区域设置不同的属性，不会互相影响。

Description

支持分区的闪存存贮器件

技术领域

本发明涉及存储技术，尤其是指一种支持分区的闪存存贮器件。

背景技术

闪存存贮器件是以闪存器件为存储介质，拥有各种数据通讯接口的存贮器件，如常见的拥有SD/MMC/MS接口的闪存卡、拥有USB接口的U盘等。这些闪存存贮器件因其体积小、容量大、抗震性能好，被广泛应用于数码相机、PDA、MP3播放器等各种数码存储设备中。

一般来说，闪存存贮器件包括界面单元、控制器和存储模块。

界面单元与主机相连，一般为界面连接器，其接口信号定义根据不同的应用可以符合不同的规范，可以是SD、MMC、USB等等。控制器和界面单元一起，完成数据的传送和配置，状态的报告，也完成对存储模块的操作，如读，写，擦和备份的命令。存储模块由一个或几个闪存器件组成，用于接收和储存数据。

一般来说，存储模块的容量决定闪存存贮器件的容量。对现有技术的闪存存贮器件，不管其存储模块采用一个或多个闪存器件，都是作为一个存储区处理。对用户来说，看到的就只是一个存储区，能用的也只是一个存储区，属性的设置也是针对这个存储区。

随着闪存器件容量的增加，1G(1GByte＝1000MByte)、2G的存贮器件已成为市场上的主流，4G、8G容量的存贮器件也显现出大势所趋。面对日益增长的容量空间，许多用户和厂商希望对存储空间进行分区，分别用于存放不同的数据信息。也会要求每个区域的属性可分别设置，不互相影响。这样可以更有效地利用存储空间。也就是说，人们要求闪存存贮器件内的存储空间可像硬盘一样被任意分区。

如：PDA开发商往往需要把一些应用程序预置于PDA中，比如PDA中自带的游戏、字典、mp3播放器、地址簿等程序，这些预置的程序不能让客户擅自改写。此外，PDA中还需要有大量可供用户读写的存储空间，用于存储用户的备忘录、数据、mp3歌曲等个人专用信息。所以，这两部分存储空间不能互相影响，预置程序的空间需要加密不能让客户获悉，留给客户的存储空间又能完全开放，由用户随意读写。

现行的做法是PDA开发商把预置的程序放在PDA内置的存储芯片，而把用户的个人信息存放于外接的存储卡中，用户可以很方便地通过更换存储卡来更新个人信息。这种方法有效地解决了两个存储空间的隔离，但是这种方法所需的内置存储芯片增加了PDA的成本。

随着大容量闪存卡的出现，有人提出把预置程序空间也移到存储卡中，这样可以节省PDA的内置存储芯片，降低PDA的成本。也就是说，把存储卡的存储空间分成两个区域，分别用于存放商家的应用程序和用户的个人信息，且对这两个区域的读、写、加密等操作不能互相影响。显然，目前技术上的闪存卡还不能做到一部分被加密，一部分开放，所以还不能满足这种应用。

另外，闪存存贮器件以其小体积，易携带等特点越来越受消费者青睐，人们经常会用这些器件来备份数据。为了使备份的数据更容易方便快捷地查找，人们往往把各种数据分门别类存放。所以人们希望对闪存存贮器件的操作也能像硬盘一样可以分区，可以对每个区分别设置属性，以方便为存储的数据设置不同的访问权限，显然，目前技术上的闪存存贮器件还不能满足这种需求。

发明内容

本发明提供了一种以闪存器件作为存储介质、具有普通闪存存贮器件外形特征和接口信号定义、并可支持分区操作的存贮器件。

一种支持分区的闪存存贮器件，包括界面单元、控制器和存储模块，界面单元一端用于与外界主机连接，另一端连接控制器，控制器与存储模块通过总线连接，所述的控制器支持对存储模块进行分区操作，可将存储模块的总存储区分成若干个分存储区，各分存储区均可单独进行读、写、擦除、加密操作或设置属性。

所述的控制器完成对存储模块的分区操作，包括以下步骤：

1)控制器为存储模块的总存储区分配地址，按地址顺序划分成若干个分存储区，控制器分别格式化每个分存储区，并针对每个分存储区创建一个寄存器组作为该分存储区的配置文件，寄存器组的每一个字节分别用于表示分存储区的名字、起始地址、分区大小、分区文件格式等信息；

2)控制器记忆每个分存储区对应的配置文件的存放地址，并在其中一个分存储区对应的配置文件中设置标志位，把该分存储区定义为默认存储区；

3)控制器为除默认存储区以外的其它分存储区设置一个切换到该分存储区操作的条件，该条件可以是由主机发送的一个或几个命令的组合，主机发送的命令格式根据闪存存贮器件应用的类型符合相对应的规范；

4)对闪存存贮器件重新上电，控制器首先导入默认存储区的配置文件，接收并判断主机发送的命令，如果接收的命令符合与闪存存贮器件类型对应的规范，则在默认存储区完成命令指示；如果接收的命令和顺序符合切换到某一分存储区的条件，则根据记录的配置文件存放的位置重新调用该分存储区的配置文件，在该分存储区完成命令指示；如果为复位命令，则重新调用默认存储区的配置文件。

所述的界面单元采用界面连接器或金手指，其接口信号定义根据闪存存贮器件应用的类型符合相对应的规范。

根据本发明，人们可以将闪存存贮器件的存储空间分成若干个不同大小的区域，也可以为每个区域设置不同的属性，不会互相影响。

若不对本发明闪存存贮器件进行分区，即为现有技术上的闪存存贮器件，所以本发明所述闪存可完全替代现有技术上的闪存存贮器件，具有更为广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意框图；

图2为本发明存储模块存储区分为3个分区时控制器实现分区操作的流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种支持分区的闪存存贮器件，具有普通闪存存贮器件的外形特征和接口信号定义，包括界面单元A、控制器B和存储模块C。

界面单元A一端用于与外界主机连接，另一端连接控制器B，界面单元A通常采用界面连接器或金手指。其接口信号定义根据不同的应用可以符合不同的规范，如果是SD存储卡，则为符合SD规范的界面单元；如果是MMC存储卡，则为符合MMC规范的界面单元；如果是USB存贮器件，则为符合USB规范的界面单元，以此类推。

控制器B与存储模块C通过总线连接，控制器B和界面单元A一起，除了完成闪存的数据传送和配置，状态报告，界面功能及其兼容性，对存储模块的操作等，还具有支持对存储模块C进行分区操作的功能，可将存储模块C的总存储区分成若干个区域，各区域均可单独进行读、写、擦除、加密操作或设置属性。该控制器B通常可以(但不限于)是一个单芯片的集成电路。

存储模块C用于接收和储存数据，通常可用一个或多个闪存器件(至少一个)。存储模块C的容量大小决定了该存贮器件的容量大小。

控制器B完成对存储模块C的分区操作，包括以下步骤：

1)控制器B为存储模块C的总存储区分配地址，按地址顺序划分成N个(N≥2)分存储区，分别为存储区1，存储区2....存储区N。存储区的大小数量根据用户要求或实际需求决定；

2)控制器B分别格式化每个分存储区，并针对每个分存储区创建一个寄存器组作为该分存储区的配置文件，寄存器组的每一个字节分别用于表示分存储区的名字、起始地址、分区大小、分区文件格式等信息，针对N个存储区制成N个配置文件；

3)控制器B记忆每个配置文件的存放位置，并在其中一个分存储区对应的配置文件中设置标志位，把该分存储区定义为默认存储区；

4)控制器B为除默认存储区以外的其它分存储区设置一个切换到该分存储区操作的条件，如果满足条件，控制器B则转到该分存储区操作，该条件可以是由主机发送的一个或几个命令的组合，主机发送的命令根据闪存存贮器件应用的类型符合相应的规范；

5)重新上电后，控制器B首先导入默认存储区的配置文件，接收并判断主机发送的命令，如果接收的命令和顺序符合标准规范，则在默认存储区完成命令指示；如果接收的命令和顺序符合切换到某一分存储区的条件，则根据记录的配置文件存放的位置重新调用该分存储区的配置文件，在该分存储区完成命令指示；如果为复位命令，则重新调用默认存储区的配置文件。

本发明以将一张FLASH存储卡分3个(N＝3)存储区来说明控制器的分区操作过程，首先要对该FLASH存储卡进行配置，该过程也通过控制器实现，其步骤如下：

1)把FLASH存储卡的总存储区按地址顺序划分成3个区域，分别为存储区1，存储区2，存储区3；

2)控制器格式化每个存储区，并把每个区域的起始地址、大小、文件格式等信息写入FLASH存储卡的CSD文件，制成三个不同的CSD文件，CSD文件为FLASH存储卡规范中定义的专门用于存放FLASH存储卡信息的寄存器组，本发明所要创建的配置文件可利用该文件中的保留字节；

3)控制器记录这三个CSD文件存放的地址，并在存储区1的配置文件中设置标志位，把存储区1定义为默认存储区；

4)控制器设切换到存储区2的特定命令和序列，该特殊命令和序列需符合FLASH存储卡规范；

5)控制器设切换到存储区3的特定命令和序列，该特殊命令和序列需符合FLASH存储卡规范；

控制器响应主机的读写命令，完成分区操作的流程如图2：

1)重新上电后，控制器自动调用存储区1的CSD文件。

2)FLASH存储卡接收主机发送的命令，控制器首先判断该命令是否为复位命令，如果不是，再判断是否为符合切换到存储区2的条件的特定命令和序列，如果也不是，再判断该命令是否为符合切换到存储区3的条件的特定命令和序列，如果也不是，则响应命令，在存储区1完成命令指示。

3)如果该命令是复位命令，控制器则重新调用存储区1的CSD文件，等待接收下一个主机发送的命令，按2)的流程再判断；

4)如果该命令为符合切换到存储区2的条件的特定命令和序列，控制器则重新调用存储区2的CSD文件，等待接收下一个主机发送的命令，判断是否为复位命令或存储区切换命令，若是，按2)的流程再判断，若否，则在存储区2完成命令指示。

5)如果该命令为符合切换到存储区3的条件的特定命令和序列，控制器则重新调用存储区3的CSD文件，等待接收下一个主机发送的命令，判断是否为复位命令或存储区切换命令，若是，按2)的流程再判断，若否，则在存储区3完成命令指示。

当N为其它值时，为每个存储区制定配置文件，并为除划分后的默认存储区以外的每个存储区设定一个特定的鉴别命令和序列，分区流程图类似。

当把本发明所述的存贮器件应用成一张存储卡，并把该存储卡的存储空间一分为二，存储区1作为个人用户信息存放区，存储区2作为PDA商家预置程序的存储区。商家在出厂之前，利用特定的主机发送切换到存储区2的特定鉴别命令和序列，在存储区2完成程序的预制和修改，还可予以加密。出厂后，当该存储卡一般使用时，普通用户因为不知道进入存储区2的特定命令和序列，所以只能访问存储区1，其读、写、擦、加密等操作都不会影响到存储区2。当厂家需要对其预制程序进行修改或升级时，只需再用特定主机发送符合切换到存储区2的特定命令和序列，就可以在存储区2完成操作。所以，该存储卡很好地解决了前述将应用程序预置于存储卡，降低PDA等设备成本的想法，为类似的应用提出了一种很好的解决方案。

在存贮器件初始化之时，根据用户的分区操作，在为该存贮器件格式化的同时，制定每个存储区的配置文件。并为用户需要设置权限的区域预先设定一个特定的鉴别命令和序列。当普通用户访问该存贮器件时，因为不能发送进入限制区域的特定命令和序列，所以只能访问一般的存储区，不会影响到那些限制区。当用户要访问经过权限设定的存储区时，必须先经过身份鉴定，经过身份鉴定后主机发送切换到该存储区的特定命令和序列，此后该用户才可以被允许访问到该区域。所以，该存贮器件可以在同一个闪存存贮器件中分区存储不同权限的信息。

如果不对本发明所述的闪存存贮器件进行分区，即为现有技术上的闪存存贮器件，所以本发明所述的支持分区的闪存存贮器件能完全替代现有技术上的闪存存贮器件，且能满足上文所述的一些特殊应用，具有更为广泛的应用前景。

Claims (3)

1.一种支持分区的闪存存贮器件，包括界面单元(A)、控制器(B)和存储模块(C)，界面单元(A)一端用于与外界主机连接，另一端连接控制器(B)，控制器(B)与存储模块(C)通过总线连接，其特征在于：所述的控制器(B)支持对存储模块(C)进行分区操作，可将存储模块(C)的总存储区分成若干个分存储区，各分存储区均可单独进行读、写、擦除、加密操作或设置属性。

2.如权利要求1所述的支持分区的闪存存贮器件，其特征在于：所述的控制器(B)完成对存储模块(C)的分区操作，包括以下步骤：

1)控制器(B)为存储模块(C)的总存储区分配地址，按地址顺序划分成若干个分存储区，控制器(B)分别格式化每个分存储区，并针对每个分存储区创建一个寄存器组作为该分存储区的配置文件，寄存器组的每一个字节分别用于表示分存储区的名字、起始地址、分区大小、分区文件格式等信息；

2)控制器(B)记忆每个分存储区对应的配置文件的存放地址，并在其中一个分存储区对应的配置文件中设置标志位，把该分存储区定义为默认存储区；

3)控制器(B)为除默认存储区以外的其它分存储区设置一个切换到该分存储区操作的条件，该条件可以是由主机发送的一个或几个命令的组合，主机发送的命令格式根据闪存存贮器件应用的类型符合相对应的规范；

4)对闪存存贮器件重新上电，控制器(B)首先导入默认存储区的配置文件，接收并判断主机发送的命令，如果接收的命令符合与闪存存贮器件类型对应的规范，则在默认存储区完成命令指示；如果接收的命令和顺序符合切换到某一分存储区的条件，则根据记录的配置文件存放的位置重新调用该分存储区的配置文件，在该分存储区完成命令指示；如果为复位命令，则重新调用默认存储区的配置文件。

3.如权利要求1所述的支持分区的闪存存贮器件，其特征在于：所述的界面单元(A)采用界面连接器或金手指，其接口信号定义根据闪存存贮器件应用的类型符合相对应的规范。

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