DE10238566A1

DE10238566A1 - Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem und Management und Zugriffsverfahren darauf

Info

Publication number: DE10238566A1
Application number: DE10238566A
Authority: DE
Inventors: Chun-Hung Lin; Chih-Hung Wang; Chun-Hao Kuo
Original assignee: Solid State System Co Ltd
Current assignee: Solid State System Co Ltd
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2003-03-20
Also published as: FR2828567A1; TW539946B; JP2003058419A; US20050169053A1; FR2846460A1; GB2381897B; US7117332B2; FR2828567B1; US6718430B2; US7237057B2; GB0218354D0; US20030033471A1; GB2381897A; US20040024957A1

Abstract

Ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem und ein Management und Zugriffs-Verfahren darauf werden vorgeschlagen. Das Fenster-basierende Flashspeicher-Speichersystem schließt ein Fenster-basierendes Gebiet und ein redundantes reserviertes Gebiet ein, wobei das Fenster-basierende Gebiet verwendet wird, eine Anzahl an Fenstern zu speichern, wobei jedes Fenster einer Anzahl an physikalischen Blöcken zugeordnet ist. Das redundante reservierte Gebiet schließt einen Bereich für dynamische Verknüpfungen, einen Fensterinformations-Bereich, einen Informationsbereich für dynamische Verknüpfungen und einen Urladeinformations-Bereich ein, wobei der Bereich für dynamische Verknüpfungen eine Vielzahl an dynamischen Zuweisungsblöcken einschließt, wobei jeder irgendeinem Fenster zuordenbar ist. Der Fensterinformations-Bereich wird verwendet, um einen spezifischen Satz an Fensterinformationen zu speichern, der einem gewissen Fenster innerhalb eines spezifischen Datenspeicherplatz-Bereichs gewidmet ist. Der Informationsbereich für dynamische Verknüpfungen wird verwendet, um den Zuweisungsstatus der dynamischen Zuweisungsblöcke zu den Fenstern aufzuzeichnen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft das Gebiet einer Massenspeichervorrichtung und insbesondere ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem und ein Managementverfahren und ein Zugriffsverfahren darauf.

2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Das Flashspeicher-Speichersystem setzt sich typischerweise aus zwei Hauptkomponenten zusammen: eine Flashspeicher-Einheit und eine Zugriffssteuerung; wobei die Flashspeicher- Einheit für Datenspeicherung eingesetzt wird, während die Zugriffssteuerung verwendet wird, sowohl den Zugriffvorgang von der CPU an den Flashspeicher zu steuern als auch den Datenspeicherplatz des Flashspeichers zu verwalten. Die Zugriffssteuerung setzt sich typischerweise aus einem Mikroprozessor, einer ROM-Einheit, einer SRAM-Einheit, einer Flashspeicher-Schnittstelle und einer CPU-Schnittstelle zusammen; wobei die ROM-Einheit verwendet wird, den Programmcode zu speichern, der auf dem Mikroprozessor läuft; die SRAM- Einheit verwendet wird, um Fenster-betreffende Informationen zu speichern und dient ebenfalls als ein Datenzwischenspeicher zwischen dem Flashspeicher und der CPU; die CPU-Schnittstelle verwendet wird, der Zugriffssteuerung zu ermöglichen, mit der CPU zu kommunizieren und die Flashspeicher-Schnittstelle verwendet wird, der Zugriffssteuerung zu ermöglichen, Zugriff auf die in dem Flashspeicher gespeicherten Daten zu erlangen.
Der Datenspeicherplatz des Flashspeichers ist in eine Vielzahl an Blöcken aufgeteilt und die meisten Blöcke sind in eine Anzahl an Untergruppen kategorisiert, die als Fenster bezeichnet werden. Wir verwenden einige spezifische Blöcke, um die betreffenden Informationen von jedem Fenster aufzuzeichnen (hier nachfolgend als Fensterinformationen bezeichnet). Um die SRAM- Kosten zu verringern, ist es allgemein üblich, alle Fensterinformationen in dem Flashspeicher zu speichern und nur ein Teil der Fensterinformationen, der für den Fensterbetrieb notwendig ist, wird in das SRAM geladen.
Wenn es gewünscht wird, einen Lese-/Schreib-Vorgang auf einem bestimmten Fenster auszuführen, ist es notwendig, zuerst die zugeordneten Fensterinformationen dieses Fensters in das SRAM zu laden. In dem Falle eines plötzlichen Stromausfalls würden jedoch einige neuerlich aktualisierte Fensterinformationen, die gegenwärtig in dem SRAM gespeichert sind, verloren gehen und daher speichert der Flashspeicher weiterhin die alte Version der Fensterinformationen. In dem nächsten Vorgang des gleichen Fensters, wenn der Strom wieder in den Normalzustand zurück gekehrt ist, wird folglich die ältere Version der Fensterinformationen in das SRAM geladen werden, was zu der Verwendung von inkorrekten Fensterinformationen führt.
Wenn überdies ein Lese-/Schreib-Vorgang auf einem bestimmten Sektor des aktiven Fensters ausgeführt werden soll, würde dies viele Phasen von Vorgängen einbeziehen. Wenn zwei Sektor existieren, um darauf zugegriffen zu werden, besteht das gegenwärtig verwendete Verfahren darin, den Lese-/Schreib-Vorgang auf den ersten Sektor auszuführen, bis alle Phasen abgeschlossen sind und dann mit dem Lese-/Schreib-Vorgang auf dem nächsten Sektor fortzufahren. Dieses sequentielle Zugriffsverfahren ist zweifelsfrei von geringer Effizienz. Eine herkömmliche Lösung dieses Problems besteht darin, zwei oder mehrere Flashspeicherbänke zu verwenden, um einen abwechselnden Lese-/Schreib-Vorgang durchzuführen, um zu helfen, die Zugriffsgeschwindigkeit zu steigern. Ein Nachteil dieser Lösung ist jedoch, dass sie in der Funktionalität eingeschränkt ist und den Nachteil eines allzu großen Stromverbrauchs innehaben würde.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Fenster-basierendes Flashspeicher- Speichersystem und ein Management und ein Zugriffsverfahren darauf bereitzustellen, das eine zuverlässigere Weise zum Laden von Fensterinformationen bereitstellen kann und helfen kann, eine Zugriffleistung durch parallelen pipeline-artigen Betrieb bei dem Lesen/Schreiben einer Anzahl an Sektoren zu steigern.
Das erfindungsgemäße Fenster-basierende Flashspeicher-Speichersystem schließt ein Fenster- basierendes Gebiet und ein redundantes reserviertes Gebiet ein, wobei das Fenster-basierende Gebiet verwendet wird, eine Anzahl an Fenstern zu speichern, wobei jedes Fenster einer Anzahl an physikalischen Blöcken zugeordnet ist. Das redundante reservierte Gebiet schließt einen Bereich für dynamische Verknüpfungen, einen Fensterinformations-Bereich, einen Informationsbereich für dynamische Verknüpfungen und einen Urladeinformations-Bereich ein; wobei der Bereich für dynamische Verknüpfungen eine Vielzahl an dynamischen Zuweisungsblöcken einschließt, wobei jeder irgendeinem Fenster zuordenbar ist. Der Fensterinformations-Bereich schließt ebenfalls eine Vielzahl an Fensterinformations-Blöcken ein, die verwendet werden, einen spezifischen Satz an Fensterinformationen zu speichern, der einem bestimmten Fenster zugeordnet ist. Der Informationsbereich für dynamische Verknüpfungen wird verwendet, um den Zuweisungsstatus der dynamischen Zuweisungsblöcke zu den Fenstern aufzuzeichnen.
Die Erfindung schlägt ferner ein Management-Verfahren für das Fenster-basierende Flashspeicher-Speichersystem vor. Das Fenster-basierende Flashspeicher-Speichersystem schließt eine Flashspeicher-Einheit mit einer Vielzahl an Fensterinformations-Blöcken ein, wobei jeder verwendet wird, eine Vielzahl an Sätzen an Fensterinformationen zu speichern, wobei jeder Satz an Fensterinformationen einem Fenster zugeordnet ist. Durch dieses Management- Verfahren ist der erste Schritt bei dem Start des Fenster-basierenden Flashspeicher- Speichersystems, eine Untergruppe der Fensterinformations-Blöcke auszuwählen und aus den ausgewählten Fensterinformations-Blöcken wird ein Satz an Fensterinformationen ausgewählt und der gewählte Satz an Fensterinformationen wird in eine SRAM-Einheit geladen. Dann wird der Satz an Fensterinformationen, der einem Nutzer-gewählten Fenster zugeordnet ist, in einen aktiven Fenstervariablen-Bereich von dem SRAM gesetzt und wenn ein anderes Fenster zum aktiven Fenster geschaltet wird, wird der gegenwärtige Satz an Fensterinformationen, der in dem aktiven Fenstervariablen-Bereich gespeichert ist, in ein reserviertes Fenster in dem SRAM verschoben. In dem Fall, dass ein Nutzer-gewähltes Fenster nicht irgendeinem in dem SRAM gespeicherten Satz an Fensterinformation zugeordnet ist, wird einer der Sätze an Fensterinformationen ausgewählt und eine Sicherung davon in den Flashspeicher kopiert und die Sicherungskopie des Satzes an Fensterinformationen wird durch einen der Sätze an Fensterinformationen ersetzt, die in dem Fensterinformations-Block gespeichert sind, der dem Nutzer-gewählten Fenster entspricht, um das Nutzer-gewählte Fenster als das aktive Fenster zu setzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung basiert das Überprüfen, ob der Satz an Fensterinformationen, der in den Flashspeicher geladen ist, korrekt ist, auf dem Schreibblock- Anzeiger und dem Ersatzblock-Anzeiger.
Außerdem basiert der vorhergehende Überprüfungsschritt ob des Inhalts des Satzes an Fensterinformationen auf den Kriterien: (1) Prüfen, dass ein Fehlerkorrekturcode in den Fensterinformationen korrekt ist; (2) Prüfen, dass ein Prüfsummencode in den Fensterinformationen korrekt ist; (3) Prüfen, dass der Ersatzblock ein gelöschter Block ist; (4) Prüfen, dass der Inhalt einer logischen Blocknummer, ein Zykluszähler und der letzte zugegriffene Sektor in dem Schreibblock mit dem Inhalt des Schreibblock-Anzeigers übereinstimmen; und (5) Prüfen, dass der Inhalt eines Phasenregel-Flags in dem Schreibblock ungleich dem Wert ist, der verwendet wird, um den ersten freien Sektor in dem Fensterinformations-Block anzuzeigen.
Wenn der Inhalt des Satzes an Fensterinformationen inkorrekt ist, führt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung den Schritt von Durchsuchen der vorhergehenden Sätze an Fensterinformationen aus, die in den Fensterinformations-Blöcken gespeichert sind, für den letzten verwendbaren Satz an Fensterinformationen aus, wobei der verwendbare Satz an Fensterinformationen der Satz an Fensterinformationen ist; der den korrigierbaren Fehlerkorrekturcode und den korrekten Prüfsummencode in den Fensterinformationen enthält.
Eine andere bevorzuge Ausführungsform der Erfindung führt den Schritt zum Finden aller Blöcke aus, die zu dem Fenster in dem Flashspeicher gehören, um den Satz an Fensterinformationen zu erneut bilden.
Die Erfindung schlägt zudem weiterhin ein Zugriffsverfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem vor, das eine Flashspeicher-Einheit einschließt, die ein Fenster- basierendes Gebiet und ein redundantes reserviertes Gebiet aufweist, und die eine Vielzahl an Zwischenspeicher-Bereichen einschließt. In dem Fensterinformations-Bereich des redundanten reservierten Bereichs ist jeder Satz an Fensterinformationen einem spezifischen Fenster mit einer Anzahl an physikalischen Blöcken zugeordnet. Bei diesem erfindungsgemäßen Zugriffverfahren besteht der erste Schritt darin, den Satz an Fensterinformationen eines Nutzer-gewählten Fensters in ein SRAM zu laden und dann einen angeforderten Sektor zu finden, der durch eine Datenzugriffs-anfordernde Komponente angefordert wird, und dann den angeforderten Sektor aus dem Flashspeicher in einen der Zwischenspeicher-Bereiche zu laden. Als nächstes wird der angeforderte Sektor, der gegenwärtig in einen der Zwischenspeicher-Bereiche geladen ist, an die Datenzugriffs-anfordernde Komponente übermittelt. Die vorhergehenden zwei Schritte von Übermitteln aller angeforderten Sektoren an die Datenzugriffs-anfordernde Komponente werden in einer parallelen pipeline-artigen Weise durchgeführt.
Die Erfindung schlägt überdies ein anderes Zugriffsverfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem vor, das eine Flashspeicher-Einheit einschließt, die ein Fenster- basierendes Gebiet und ein redundantes reserviertes Gebiet aufweist und die eine Vielzahl an Zwischenspeicher-Bereichen einschließt. In dem Fensterinformations-Bereich des redundanten Gebiets ist jede Fensterinformation einem spezifischen Fenster mit einer Anzahl an physikalischen Blöcken zugeordnet. Bei diesem erfindungsgemäßen Zugriffsverfahren besteht der erste Schritt darin, den Schreibsektor, der in den Flashspeicher zu schreiben ist, an einen der Zwischenspeicherbereiche zu übertragen und dann die Adresse des Schreibsektors in dem Flashspeicher zu berechnen. Dann wird überprüft, ob der vorhergehende Lesevorgang auf den Flashspeicher korrekt ist, und dann wird ein Schreibfreigabe-Signal an den Flashspeicher herausgegeben und dann wird der Schreibsektor an den Flashspeicher übertragen. Die vorhergehenden zwei Schritte von Übertragen aller angeforderten Sektoren an die Datenzugriffsanfordernde Komponente werden in einer parallelen pipeline-artigen Weise durchgeführt.
Zusammenfassend ist die Erfindung durch die Verwendung des redundanten reservierten Gebiets, um die betreffenden Fensterinformationen von jedem Fenster zu speichern, als auch die Verwendung eines schnellen Aufbauverfahrens, eines normalen Aufbauverfahrens und eines Block-Zu-Block-Such-Aufbauverfahrens, um zu helfen, die benötigten Fensterinformationen aufzubauen, um das Fenster-basierende Flashspeicher-Speichersystem schnell zu initialisieren, gekennzeichnet. Die Erfindung setzt überdies ebenfalls parallelen pipeline-artigen Betrieb ein, um die Leistung bei Lese-/Schreib-Vorgängen zu steigern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung kann durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen umfassender verstanden werden, wobei:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm ist, das die Datenstruktur des Flashspeichers in dem erfindungsgemäßen Fenster-basierenden Flashspeicher-Speichersystem zeigt;
Fig. 2 ein schematisches Diagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform der Datenstruktur des redundanten Bereichs im Datenblock oder Schreibblock zeigt;
Fig. 3 ein schematisches Diagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform der Datenstruktur des Schreibblock-Anzeigers oder Ersatzblock-Anzeigers zeigt;
Fig. 4 ein Flussdiagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das von jedem Modul in dem Fenster-basierenden Flashspeicher-Speichersystem der Erfindung während eines Lese-/Schreibvorgangs ausgeführt wird;
Fig. 5 ein schematisches Diagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform der Architektur des aktiven Fensters und des reservierten Fensters in dem SRAM zeigt;
Fig. 6 ein Flussdiagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das durch die Erfindung, wenn Fensterinformationen in das SRAM geladen werden, ausgeführt wird;
Fig. 7 ein Flussdiagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das durch das Fenster-Lese-/Schreib-Modul während eines Schreibvorgangs ausgeführt wird;
Fig. 8 ein schematisches Diagram ist, das ein herkömmliches Verfahren um Lesen von Daten aus Sektoren zeigt;
Fig. 9 ein Flussdiagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das durch die Erfindung zum Lesen von Daten von einer Anzahl an Sektoren durch einen parallelen pipeline-artigen Vorgang ausgeführt wird;
Fig. 10 ein Flussdiagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das durch die Erfindung zum Lesen von Daten durch einen parallelen pipeline-artigen Vorgang ausgeführt wird;
Fig. 11 ein Flussdiagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das durch die Erfindung zum Schreiben von Daten in den Flashspeicher durch einen parallelen pipeline-artigen Vorgang ausgeführt wird; und
Fig. 12 ein Flussdiagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das durch die Erfindung zum Schreiben von Daten durch einen parallelen pipeline-artigen Vorgang ausgeführt wird.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das die Datenstruktur des Datenspeicherplatzes der Flashspeicher-Einheit in dem erfindungsgemäßen Fenster-basierenden Flashspeicher- Speichersystem zeigt. Der Datenspeicherplatz des Flashspeichers ist wie gezeigt in eine Anzahl an Blöcken untergeteilt und diese Blöcke sind in zwei Gruppen angeordnet, die ein Fenster- basierendes Gebiet 120 und ein redundantes reserviertes Gebiet 121 einschließen.
Das Fenster-basierende Gebiet 120 schließt eine Anzahl an Fensterbereichen ein, die von #0 bis #15 durchnumeriert sind und jeder von diesen ist mit Ausnahme des letzten Fensterblocks #15, der nicht exakt 512 Blöcke umfassen muss, in 512 Blöcke untergeteilt. Das redundante reservierte Gebiet 121 ist in vier Bereiche unterteilt: einen Bereich für dynamische Verknüpfungen 101, einen Fensterinformations-Bereich 102, einen Informationsbereich für dynamische Verknüpfungen 103 und eine Urladeinformations-Bereich 104. Der Bereich für dynamische Verknüpfungen 101 schließt eine Anzahl an Blöcken ein, die für die Benutzung durch jedes Fenster zugeordnet sind. In dem Fensterinformations-Bereich 102 sind zwei Blöcke für jedes Fenster zugeordnet, um ihre Fensterinformationen aufzuzeichnen. Der Bereich für dynamische Verknüpfungen 103 wird verwendet, um den Zuweisungsstatus der Blöcke des Bereichs für dynamische Verknüpfungen 101 aufzuzeichnen. Der Urladeinformations-Bereich 104 wird verwendet, um die Positionen des Bereichs für dynamische Verknüpfungen 101, des Fensterinformations-Bereichs 102 und des Informationsbereichs für dynamische Verknüpfungen 103 als auch die Gesamtzahl an logischen Sektoren in dem Fenster-basierenden Flashspeicher- Speichersystem und so weiter aufzuzeichnen.
Das physikalische Format 105 stellt, wie in Fig. 1 gezeigt, das Zugriffschema dar, das von der Zugriffssteuerung eingesetzt wird, um Zugriff auf den Flashspeicher zu erlangen und das logische Format 106 stellt das Zugriffsschema dar, das von der CPU eingesetzt wird, um Zugriff auf das Fenster-basierende Flashspeicher-Speichersystem zu erlangen. Der Datenspeicherplatz des Flashspeichers ist in insgesamt 8192 physikalische Blöcke unterteilt, wobei jeder physikalische Block aus 32 Sektoren zusammengesetzt ist. In dem physikalischen Format 105 sind diese physikalischen Blöcke 107 von 0 bis 8191 durchnumeriert und ihre relativen Blöcke 108 sind durch 512 Blöcke in eine Vielzahl an Untergruppen zusammengefasst. Mit Ausnahme von Fenster #15 sind die zugeordneten Blöcke eines jeden Fensters von 0 bis 511 durchnumeriert und die relativen Blöcke in dem redundanten reservierten Gebiet 121 sind von 512 bis 703 durchnumeriert. Das logische Format 106 schließt eine Anzahl an logischen Blöcken 110 (die von 0 bis 7999 durchnumeriert sind) oder eine Anzahl an logischen relativen Blöcken 109 (die durch 512 Blöcke in eine Vielzahl an Untergruppen zusammengefasst sind) ein. Mit Ausnahme von Fenster #15 sind die zugeordneten logischen Blöcke eines jeden Fensters von 0 bis 511 durchnumeriert. Da jeder logische Block aus 32 logischen Sektoren zusammengesetzt ist, sind die logischen Sektoren 112 von 0 bis 255999 durchnumeriert. Die relativen logischen Sektoren 111 sind durch 16384 Sektoren in eine Vielzahl an Untergruppen zusammengefasst. Mit Ausnahme von Fenster #15 sind die zugeordneten logischen Blöcke eines jeden Fensters von 0 bis 16383 durchnumeriert. Es kann in Fig. 1 erkannt werden, dass das logische Adressierungsverfahren der CPU nicht in der Lage sein würde, Zugriff auf das redundante reservierte Gebiet 121 zu erlangen.
Jedes Fenster schließt drei Arten von Blöcken ein: Datenblöcke, Schreibböcke und Ersatzblöcke. Wenn es gewünscht wird, einen Schreibvorgang auf den vorherigen Datenblock auszuführen, wird der Schreibvorgang zuerst an den Schreibblock gerichtet und wenn der Schreibblock voll ist und eine anderer Schreibvorgang beabsichtigt wird, dann wird der Schreibblock den vorherigen Datenblock ersetzen und der vorherige Datenblock wird in einen Ersatzblock gelöscht, der dann verwendet werden kann, als ein Schreibblock für einen anderen Schreibvorgang zu dienen.
Wie in Fig. 1 gezeigt schließt Fenster 0 insgesamt 512 Datenblöcke in Fenster #0 100 als auch einen Schreiblock und einen Ersatzblock ein, die dem Bereich für dynamische Verknüpfungen 101 zugeordnet sind. Die Fensterinformationen von jedem Fenster schließen eine Datenblock- Zu-Logischen-Block-Abbildungstabelle, den Schreibblock-Anzeiger und den Ersatzblock- Anzeiger ein. In dem Fall eines Fensters mit 512 Datenblöcken, einem Schreibblock und einem Ersatzblock ist die Verwendung zweier Sektoren notwendig, um alle Fensterinformationen dieses Fensters aufzuzeichnen. Diese zwei Sektoren werden verwendet, um die Abbildungsbeziehungen zwischen den 512 Datenblöcken und den logischen Blöcken in ihrem Nutzerdaten-Bereich aufzuzeichnen und werden ferner verwendet, um die Schreiblock-Anzeiger und die Ersatzblock-Anzeiger in ihrem redundanten Bereich aufzuzeichnen.
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform der Datenstruktur des redundanten Bereichs in dem Datenblock oder Schreibblock zeigt.
Die relative logische Blocknummer 201 wird wie gezeigt verwendet, um die relative logische Blocknummer festzuhalten, die auf diesen Block abgebildet ist. Die Fensternummer 202 wird verwendet, um das Fenster anzuzeigen, das diesem Block zugeordnet ist. Der Zykluszähler 203 wird verwendet, um anzuzeigen, ob Daten von alter Version oder neuer aktualisierter Version sind und er wird in solch einer Weise betrieben, dass während jedem Schreibvorgang der Inhalt des Zykluszählers des Schreibblocks gleich dem Zykluszähler des Schreibblocks um eins erhöht gesetzt wird. Das Phasenregel-Flag 204 wird verwendet, um die Position des Sektors festzuhalten, der verwendet wird, die Fensterinformationen des gegenwärtig aktiven Fensters zu sichern und dessen Wert verwendet werden kann, um anzuzeigen, ob der vorherige Sicherungsvorgang der Fensterinformationen erfolgreich ist. Der Prüfsummencode 205 wird verwendet, um den Prüfsummencode der vorhergehenden Daten festzuhalten. Das Datenfehler- Flag 206 wird verwendet, um anzuzeigen, ob die Daten, die in dem Nutzerdaten-Bereich in dem Sektor gespeichert sind, korrekt sind oder nicht. Der Fehlerkorrekturcode 208 wird verwendet, um den Fehlerkorrekturcode für den Nutzerdaten-Bereich in dem Sektor zu speichern.
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform der Datenstruktur des Schreibblock-Anzeigers oder Ersatzblock-Anzeigers zeigt.
Die relative Blocknummer 301 wird wie gezeigt verwendet, um die relative logische Blocknummer festzuhalten, die auf diesen Block abgebildet ist. Die relative logische Sektornummer 302 wird verwendet, um anzuzeigen, ob der Block ein Ersatzblock ist (wenn ihr Wert 0xFFFF ist), oder um die Position des Sektors anzuzeigen, welcher der Letzte in den Schreibblock geschriebene ist. Die Fensternummer 303 wird verwendet, um das Fenster anzuzeigen, das diesem Block zugeordnet ist. Der Schreibblock-Zykluszähler 304 wird verwendet, den gegenwärtigen Wert des Zykluszählers des Schreibblocks festzuhalten. Der Prüfsummencode 305 wird verwendet, um den Prüfsummencode unter Ausschluss von Blockfehler-Flag und dem Fehlerkorrekturcode zu speichern. Der Fensterinformations- Zykluszähler 306 kann verwendet werden, um anzuzeigen, welcher Fensterinformations-Block die neusten Daten enthält. Das Blockfehler-Flag 307 wird verwendet, um anzuzeigen, ob der Block ungültig ist. Der Fehlerkorrekturcode 308 wird verwendet, um den Fehlerkorrekturcode für den Nutzerdaten-Bereich in dem Sektor zu speichern.
Der Zugriffsvorgang auf den Flashspeicher wird durch drei Module ausgeführt: ein Fenster- Aufbaumodul, ein Fenster-Lese-/Schreib-Modul und ein Flashspeicher-Zugriffsmodul. Das Fenster-Aufbaumodul ist verantwortlich, die Fensterinformationen eines Nutzer-gewählten Fensters in das SRAM zu laden. Das Fenster-Lese-/Schreib-Modul wird verwendet, zu bestimmen, auf welchen Block in dem Flashspeicher in Reaktion auf die Anforderung der CPU zuzugreifen sein wird. Das Flashspeicher-Zugriffsmodul ist in der Lage, direkte Lese-, Schreib-, Lösch- und Statusprüfvorgänge an dem Flashspeicher in Reaktion auf Anforderungen von anderen Modulen auszuführen. Dies kann helfen, die Betriebskomplexität der anderen Module zu vereinfachen. Zum Beispiel zeigt das Flussdiagramm von Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens, das durch jedes in dem Flashspeicher-Speichersystem der Erfindung während eines Lese-/Schreib-Vorgangs ausgeführt wird. Wie gezeigt, besteht der erste Schritt 401 darin, das Fenster-Aufbaumodul auszuführen, der zweite Schritt 402 besteht darin, das Fenster-Lese-/Schreib-Modul auszuführen, und der dritte Schritt 403 besteht darin, zu prüfen, ob auf alle angeforderten Sektoren zugegriffen wurde; wenn NEIN, kehrt das Verfahren zu dem Schritt 401 zurück; und wenn JA, endet das Verfahren. Während diesem Verfahren ist der Aufruf des Flashspeicher-Zugriffsmoduls ist in dem ersten Unterschritt des Schritts 401 und dem dritten Unterschritt des Schritts 402 enthalten.
Bei der Ausführung des Fenster-Aufbaumoduls ist das primäre Anliegen, alle Fenster, die in dem SRAM gespeichert sind, effektiv zu verwalten. Um die Umschaltzeit zwischen unterschiedlichen Fenstern in dem Flashspeicher und dem SRAM zu verringern, ist es notwendig, mindestens zwei Sätze an Fensterinformationen zu laden, die zweien Fenstern zugeordnet sind, die geschaltet werden. Obwohl das Laden einer größeren Anzahl an Sätzen an Fensterinformationen die Schaltzeit verringern würde, würde dies die SRAM-Kosten unerwünschterweise erhöhen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden drei Sätze an Fensterinformationen geladen, die den dem Fenster #0 zugeordneten Satz an Fensterinformationen einschließen sollten, da Fenster #0 funktionelle mit dem DOS-Dateisystem-Betrieb in Verbindung steht.
Die Fensterinformationen, die von dem Flashspeicher in das SRAM geladen werden, schließen der Schreibblock-Anzeiger und Ersatzblock-Anzeiger (hier nachfolgend als Fenstervariablen bezeichnet) ein. Auf diese Fenstervariablen würden während des Betriebs des Fenster- basierenden Flashspeicher-Speichersystems häufig zugegriffen werden und daher, um die Softwareprogramm-Komplexität zu reduzieren und die Betriebseffizienz des Programmcodes zu steigern, ist es üblich, diesen Fenstervariablen feste Positionen zuzuweisen. Zum Beispiel sind die SRAM-Adressen 400-459, wie in Fig. 5 gezeigt, als ein reservierter Fenstervariablen-Bereich 501 für die Zuweisung der Fenstervariablen 503 des reservierten Fensters #0, der Fenstervariablen 504 des reservierten Fensters #1 und der Fenstervariablen SOS des reservierten Fensters #2 festgelegt.
Wenn es gewünscht wird, zu dem Fenster #0 als das Aktive zu schalten, da das Fenster #0 gegenwärtig ein reserviertes Fenster ist, ist es notwendig, die 20-Byte Fenstervariablen von den Adressen 400-419 zu den Adressen 20-39 zu verschieben, welche die Positionen in dem aktiven Fenstervariablen-Bereich 502 sind, in dem die Fenstervariable 1 bis Fenstervariable 20 zugeordnet sind. Dieser Vorgang sorgt dafür, dass Fenster #0 das aktive Fenster wird. Nachfolgend, wenn gewünscht wird, zu Fenster #2 als das aktive Fenster zu schalten, ist es notwendig, zuerst die Fenstervariablen des Fensters #0 (die gegenwärtig in dem aktiven Fenstervariablen-Bereich 502 gespeichert sind) zurück an ihre ursprünglichen Positionen zu verschieben und dann die Fenstervariablen des reservierten Fensters #2 zu dem aktiven Fenstervariablen-Bereich 502 zu verschieben, was dafür sorgt, dass Fenster #2 das aktive Fenster wird. Das Schalten zwischen den Fenstern erfordert für die Programmierung nur das Verschieben der Fenstervariablen 1-20, so dass es helfen kann, die Komplexität des benötigten Programmcodes zu reduzieren und somit die gesamte Betriebseffizienz des Fenstersystems zu steigern.
Wenn das Nutzer-gewählte Fenster nicht ein reserviertes ist, ist es notwendig, zuerst das aktive Fenster zurück in den reservierten Fensterbereich zu verschieben und dann ein reserviertes Fenster zu wählen und eine Sicherungskopie von ihm in dem Flashspeicher zu machen und schließlich die Fenstervariablen des Nutzer-gewählten Fensters in den aktiven Fenstervariablen- Bereich 502 zu laden. Dieses Sicherungsschema würde offensichtlich nicht garantieren, dass die nächste Verwendung der Fensterinformationen in dem Flashspeicher normal sein würde. Daher besteht dafür eine Notwendigkeit für eine Lösung, die es ermöglicht, einen korrekten Satz an Fensterinformationen in den SRAM bei der nächsten Verwendung der Fensterinformationen in dem Flashspeicher zu laden.
Die Erfindung stellt drei Weisen bereit, das vorstehend erwähnte Problem zu lösen: (A) ein schnelles Aufbauverfahren, (B) ein normales Aufbauverfahren und (C) ein Block-Zu-Block- Such-Aufbauverfahren.

(A) schnelles Aufbauverfahren

Dieses Verfahren ist in der Lage, schnell zu entscheiden, ob der gegenwärtige Satz an Fensterinformationen, der in dem Flashspeicher gespeichert ist, korrekt ist, basierend auf den folgenden Kriterien:

1. der Fehlerkorrekturcode in dem Fensterinformations-Sektor ist korrekt;
2. der Prüfsummencode in dem Fensterinformations-Sektor ist korrekt;
3. das Ersatzblock, der durch den Ersatzblock-Anzeiger angezeigt wird, ist ein Block, der zuvor gelöst wurde;
4. der Schreibblock, der durch den Schreibblock-Anzeiger angezeigt wird, enthält eine logische Blocknummer, einen Zykluszähler und Informationen über den letzten beschriebenen Sektor, die mit den Daten übereinstimmen, die in dem Schreibeblock- Anzeiger festgehalten sind; und
5. der Schreibblock, der durch den Schreibblock-Anzeiger angezeigt wird, enthält ein Phasenregel-Flag-Wert, der ungleich zu der Adresse des ersten Banksektors in dem Fenster betreffenden Fensterinformations-Block ist.

Da die meisten Fensterinformationen normal sind, ist es in der Praxis möglich, den zugeordneten Satz an Fensterinformationen direkt in das SRAM zu laden und dieses schnelle Aufbauverfahren zu verwenden, um zu überprüfen, ob der Inhalt des geladenen Satzes an Fensterinformationen normal ist. Wenn anormal, kann eines der anderen zwei beiden Verfahren verwendet werden, um den Satz an Fensterinformationen korrekt in das SRAM zu laden.

(B) normales Aufbauverfahren

Wenn das vorherige schnelle Aufbau-Verfahren nicht anwendbar ist, kann statt dessen das normale Aufbau-Verfahren verwendet werden, das alle vorherig geladene Sätze an Fensterinformationen durchsucht, um den letzten verwendbaren Satz an Fensterinformationen zu finden. Da die Datenblock-Zu-logischen-Block-Abbildungstabelle in dem Satz an Fenster- informationen die Informationen über die Positionen aller zugeordneten Datenblöcke des Fensters enthält und der Schreibblock-Anzeiger und der Ersatzblock-Anzeiger die Informationen über die Positionen aller zugeordneten Schreibblöcke und Ersatzblöcke des Fensters enthalten, können alle zugeordneten Blöcke dieses Fensters gefunden werden, um zu helfen, einen korrekten Satz an Fensterinformationen aufzubauen und diesen Satz an Fensterinformationen in das SRAM zu laden.
Der vorstehend erwähnte verwendbare Satz an Fensterinformationen sollte die folgenden Kriterien erfüllen:

1. die Daten, die in der Datenblock-Zu-logischen-Block-Abbildungstabelle des Satzes an Fensterinformationen enthalten sind, sollten keinen unkorrigierbaren Fehlerkorrekturcode enthalten; und
2. der Prüfsummencode, der in dem Schreibblock-Anzeiger und Ersatzblock-Anzeiger des Satzes an Fensterinformationen enthalten ist, ist korrekt;

(C) Block-Zu-Block-Such-Aufbauverfahren

Ein alternatives Verfahren zu dem schnellen Aufbau-Verfahren ist das Block-Zu-Block-Such- Aufbauverfahren, das alle wahrscheinliche Blöcke durchsucht, um jene Blöcke zurück zu finden, die zu dem Fenster gehören, und somit einen neuen Satz an Fensterinformationen aufbaut. Da die Blöcke eines Fensters nicht untereinander mit den Blöcken eines anderen Fensters austauschbar sind, kann das Suchverfahren nur durch den Fensternummern-Bereich und alle Blöcke geführt werden, die dynamisch zugeordnet wurden. Wenn ein Ersatzblock innerhalb des Bereichs für dynamische Verknüpfungen angeordnet ist, würde es schwierig sein, zu unterscheiden, zu welchem Fenster dieser Ersatzblock gehört. Daher ist es nur notwendig, zuerst alle Datenblöcke und Schreibblöcke zu finden, die diesem Fenster zugeordnet sind, und dann einen neuen Ersatzblock erneut zuzuordnen. Dies ermöglicht den Aufbau eines normalen Satzes an Fensterinformationen, der dann in das SRAM geladen wird.
Fig. 6 ist ein Flussdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform der detaillierten Verfahrensschritte zeigt, die durch Schritt 401 durchgeführt werden, der das in Fig. 4 gezeigte Fenster-Aufbaumodul zum Laden von Fensterinformationen in das SRAM ausführt. In diesem Verfahren, besteht der erste Schritt 601 darin, zu überprüfen, ob das Nutzer-gewählte Fenster das gegenwärtig aktive Fenster ist, wenn JA wird der Fenstervorgang an das gegenwärtig aktive Fenster gerichtet, während wenn NEIN, das Verfahren zu dem nächsten Schritt 602 geht, in dem das gegenwärtig aktive Fenster zurück zu der reservierten Fensterposition verschoben wird. Das Verfahren geht dann zu dem Schritt 603, in dem überprüft wird, ob das Nutzer-Gewählte Fenster eines der reservierten Fenster ist; wenn JA, geht das Verfahren zu Schritt 609, in dem das Nutzer-gewählte Fenster als das aktive Fenster geschaltet wird; während wenn NEIN, das Verfahren zu dem Schritt 604 geht, in dem eines der reservierten Fenster gewählt wird und eine Sicherung davon in dem Flashspeicher kopiert wird. Das Verfahren geht dann zu dem Schritt 605, in dem das schnelle Aufbauverfahren verwendet wird, um den Satz an Fensterinformationen des Nutzer-gewählten Fensters in das SRAM zu laden. Wenn das Laden erfolgreich ist, springt das Verfahren zum Ende; während wenn fehlgeschlagen, geht das Verfahren zu dem nächsten Schritt 606, in dem statt dessen das normale Aufbau-Verfahren verwendet wird. Wenn die Verwendung des normalen Aufbau-Verfahrens erfolgreich ist, springt das Verfahren zum Ende, während, wenn fehlgeschlagen, geht das Verfahren zu dem nächsten Schritt 607, in dem das Block-Zu-Block-Such-Aufbauverfahren eingesetzt wird, die erforderlichen Fensterinformationen aufzubauen und eine Sicherung davon in den Flashspeicher zu kopieren. In den Endschritt 609 werden die Fensterinformationen in den aktiven Fensterbereich von dem SRAM geladen, um zu veranlassen, dass das Nutzer-gewählte Fenster als das aktive Fenster geschaltet wird.
Fig. 7 ist ein Flussdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform der detaillierten Verfahrenschritte zeigt, die durch den in Fig. 4 gezeigten Schritt 402 zum Ausführen des Lese-/Schreib-Moduls durchgeführt werden. Der erste Schritt 701 besteht darin, zu entscheiden, ob der Schreibvorgang an den ursprünglichen Schreibblock gerichtet ist; wenn JA, geht das Verfahren zu dem Schritt 702; während, wenn NEIN, das Verfahren zu dem Schritt 705 geht. In dem Schritt 702 wird entschieden, ob der Überschreibvorgang stattfindet; wenn JA, geht das Verfahren zu dem Schritt 703; während, wenn NEIN, das Verfahren zu dem Schritt 707 geht. In dem Schritt 707 wird überprüft, ob ein Vor-Schreibvorgang auszuführen ist. In dem Schritt 703 wird der ursprüngliche Schreibblock gesäubert; und dann geht das Verfahren zu dem Schritt 704, in dem der Ersatzblock dem ursprünglichen Schreibblock zugeordnet wird und das Verfahren kehrt dann zu dem Schritt 701 zurück.
In dem Schritt 701, wenn das Ergebnis NEIN ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 705, in dem der ursprüngliche Schreibblock gesäubert wird, und dann geht das Verfahren zu dem Schritt 706, in dem der Ersatzblock dem gegenwärtig zugegriffenen Schreibblock zugeordnet wird; und dann geht das Verfahren zu dem Schritt 707, in dem überprüft wird, ob ein Vor-Schreibvorgang auszuführen ist; wenn NEIN, geht das Verfahren zu dem Schritt 709; während, wenn JA, das Verfahren zu dem Schritt 708 geht, in dem ein Vor-Schreibvorgang ausgeführt wird; und das Verfahren geht dann zu dem Schritt 709.
In dem Schritt 709 wird ein Schreibvorgang ausgeführt, um Daten in die Schreibblöcke zu schreiben. Dieser Schreibvorgang wird fortgeführt, bis der gegenwärtige Schreibblock voll ist oder die geschriebenen Daten vollständig sind. Das Verfahren geht dann zu dem Schritt 710, in dem überprüft wird, ob alle Daten des Nutzer-gewählten Fensters geschrieben wurden; wenn NEIN, geht das Verfahren zu dem Schritt 701 zurück; anderenfalls endet das Verfahren.
Das in Schritt 703 und Schritt 705 ausgeführte Säubern des ursprünglichen Schreibblocks schließt folgende Unterschritte ein:

1. Füllen jedes leeren Sektors in dem Schreibblock mit den Daten in dem Datenblock;
2. Ändern des Schreibblocks zu einem Datenblock (d. h. aktualisieren des Inhalts der Datenblock-Zu-logischen-Block-Abbildungstabelle in den Fensterinformationen); und
3. Löschen des ursprünglichen Datenblocks, um ihn in einen Ersatzblock zuzuwandeln.

Der Vor-Schreibvorgang, der in Schritt 707 ausgeführt wird, wird verwendet, um die Sektordaten in die Datenblöcke zu verschieben, die nicht von der CPU in die Schreibblöcke geschrieben werden.
Der in Fig. 4 gezeigte Schritt 402 zum Ausführen des Fenster-Lese-/Schreib-Moduls schließt einen relativ einfachen Lesevorgang mit ein, der zuerst überprüft, ob die angeforderten Daten in den Schreibblöcken gespeichert sind; wenn JA, wird ein Lesevorgang auf den Schreibblock ausgeführt, um die gewünschten Daten zu Lesen; während, wenn NEIN, wird angezeigt, dass die angeforderten Daten in den Datenblöcken gespeichert sind.
Ein paralleler pipeline-artiger Betrieb wird verwendet, um den Lese-/Schreib-Vorgang auszuführen, um die Zugriffsgeschwindigkeit zu steigern. Die Umsetzung dieses parallelen pipeline-artigen Betriebs sollte folgende Systemvoraussetzungen erfüllen:

1. mindestens zwei unabhängige Zwischenspeicher in einer Hardware-Konfiguration, wobei, wenn ein Zwischenspeicher für die Kommunikation mit der CPU verwendet wird, der andere Zwischenspeicher in der Lage ist, gleichzeitig einen Zugriffsvorgang auf den Flashspeicher auszuführen; und
2. mindestens zwei aufeinander folgende Sektoren in dem Nutzer-gewählten Fenster, auf die von der CPU zugegriffen wird.

Der Daten-Lesevorgang der CPU von einem Sektor in dem Flashspeicher schließt drei Phasen ein. In der ersten Phase berechnet der Mikroprozessor, wo die Adresse des Sektors in dem Flashspeicher angeordnet ist, der die von der CPU angeforderten Daten speichert. In der zweiten Phase gibt der Mikroprozessor eine Leseanforderung an den Flashspeicher heraus, wartet dann, bis der Flashspeicher bereit ist und holt dann die angeforderten Daten von dem Flashspeicher und setzt diese in den Zwischenspeicher. Während dieser Phase wird ebenfalls eine Fehlerkorrektur durchgeführt, um irgendwelche notwendigen Korrekturen an den Daten auszuführen. In der dritten Phase wird ein Fertig-Signal an die CPU ausgegeben, um die CPU zu benachrichtigen, dass der Zwischenspeicher bereit ist, Daten zu übertragen, indem der CPU ermöglicht wird, die angeforderten Daten von dem Sektor in dem Zwischenspeicher zu holen.
Angenommen, die erste Vorgangs-Phase benötigt 25 ms (Mikrosekunden), um abgeschlossen zu sein, die zweite Vorgangs-Phase benötigt 65 ms, um abgeschlossen zu sein und die dritte Vorgangs-Phase benötigt 100 ms, um abgeschlossen zu sein. Dann benötigt der Lesevorgang an jedem Sektor insgesamt 190 ms. Wie in Fig. 8 für den Lesevorgang 801 auf den ersten Sektor gezeigt, benötigt er 190 ms, um angeschlossen zu sein und für den nachfolgenden Lesevorgang 802 auf den gleichen Sektor, werden ebenfalls 190 ms benötigt, um abgeschlossen zu sein. Daher, wenn es insgesamt n zu lesende Sektoren gibt, wird der Gesamt-Lesevorgang auf diese n Sektoren 190.n ms benötigen, um abgeschlossen zu sein.
Fig. 9 ist ein Flussdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das durch die Erfindung zum Lesen von Daten von einer Anzahl an Sektoren durch einen parallelen pipeline-artigen Betrieb ausgeführt wird. Der Lesevorgang 901 auf den ersten Sektor benötigt drei Phasen und 190 ms, um abgeschlossen zu sein. In der bevorzugten Ausführungsform, besteht die Phase 1 darin, einen angeforderten Sektor zu finden, der durch eine Datenzugriffsanfordernde Komponente angefordert wird, und besteht die Phase 2 darin, den angeforderten Sektor von dem Flashspeicher in einen der Zwischenspeicher-Bereiche zu laden, und besteht die Phasen 3 darin, den angeforderten Sektor an die Datenzugriffs-anfordernde Komponente zu übertragen, der in den Zwischenspeicher-Bereich geladen ist. Nachdem der Lesevorgang 901 mit der zweiten Phase 902 fortgeführt wird, wird die erste Phase 903 des Lesevorgangs auf den zweiten Sektor begonnen und nachdem der Lesevorgang 901 mit der dritten Phase 904 fortgeführt wird, werden die zweite Phase 905 und die dritte Phase 906 des Lesevorgangs auf den zweiten Sektor nacheinander begonnen. Als ein Ergebnis benötigt der Gesamt-Lesevorgang 907 auf den zweiten Sektor nur 100 ms (d. h. die Gesamtzeit der dritten Phase). Ferner, nachdem der Lesevorgang 907 auf den zweiten Sektor mit der dritten Phase 908 fortgeführt wird, werden die zweite Phase 909 des Lesevorgangs auf Sektor 3 und die erste Phase 910 des Lesevorgangs auf Sektor 4 nacheinander begonnen. Als ein Ergebnis benötigt der Gesamt-Lesevorgang auf Sektor 3 ebenfalls nur 100 ms. Daher kann gefolgert werden, dass für n Sektoren der Gesamt-Lesevorgang auf diese n Sektoren 190+100.(n-1) ms benötigt, um abgeschlossen zu sein.
Fig. 10 ist ein Flussdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das durch die Erfindung zum Ausführen eines Lesevorgangs durch einen parallelen pipeline-artigen Betrieb ausgeführt wird. Der erste Schritt 1001 besteht wie gezeigt drin, die erste Phase fortzuführen, um die Adresse des Sektors zu berechnen, auf den zuzugreifen ist. In dem nächsten Schritt 1002 wird die zweite Phase begonnen, aber nur die erste Hälfte des Verfahrens wird ausgeführt; und der nächste Schritt 1003 besteht darin, die Adresse des nächsten Sektors zu berechnen, auf den zuzugreifen ist. In dem nächsten Schritt 1004 wird die zweite Hälfte des Verfahrens der zweiten Phase ausgeführt, um die zweite Verfahrensphase anzuschließen. In den nächsten Schritt 1005 wird die CPU überprüft, um zu erkennen, ob sie alle Daten von dem vorhergehenden Sektor in dem Zwischenspeicher empfangen hat (wenn der gegenwärtige Sektor der erste Sektor ist, wird dieser Schritt ignoriert) und die CPU wird dann benachrichtigt, die Daten von diesem Sektor in dem Zwischenspeicher zu empfangen. In dem nächsten Schritt 1006 wird überprüft, um zu erkennen, ob weiterhin verbleibende zu lesende Daten vorhanden sind; wenn JA, geht das Verfahren zu dem Schritt 1002 zurück; während, wenn NEIN, das Verfahren zu dem nächsten Schritt 1007 geht, wobei die CPU fortschreitet, Daten von dem Zwischenspeicher zu empfangen, bis alle Daten empfangen sind. Das Verfahren endet dann.
Der Daten-Schreibvorgang der CPU von einem Sektor in das Flashspeicher-Speichersystem schließt ebenfalls drei Phasen ein. In der ersten Phase gibt der Mikroprozessor eine Anfrage an die CPU für eine Datenübertragung heraus, um die CPU zu veranlassen, einen Sektor an Daten an den Zwischenspeicher zu übertragen. In der zweiten Phase berechnet der Mikroprozessor die Adresse des Sektors, in dem die Daten hinein zu schreiben sind. In der dritten Phase wird der vorhergehende Schreibvorgang überprüft, um zu erkennen, ob alle Daten korrekt geschrieben wurden und dann wird eine Schreibanforderung herausgegeben, um Daten in den Flashspeicher zu schreiben.
Fig. 11 ist ein Flussdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das durch die Erfindung zum Schreiben von Daten an einen Flashspeicher durch ein paralleles pipeline-artiges Betrieb ausgeführt wird. In der bevorzugten Ausführungsform wird der Schreibvorgang in drei Phasen aufgeteilt. Die Phase 1 besteht darin, um einen Schreib-Sektor zu übertragen, der in den Flashspeicher in einen der Zwischenspeicher-Bereiche zu schreiben ist. Die Phase 2 besteht darin, um die Adresse des Schreib-Sektors in dem Flashspeicher zu berechnen. Die Phase 3 besteht darin, um zu überprüfen, ob der vorhergehende Schreibvorgang auf den Flashspeicher korrekt ist und dann den Schreib-Sektor in den Zwischenspeicher-Bereich an den Flashspeicher zu übertragen. In der bevorzugen Ausführungsform wird überdies der Schreibvorgang in Phase 1 von Sektor 1 (1101) mit der Phase 2 von Sektor 1 (1102) fortgeführt, bevor die Phase 1 (1101) endet und die Phase 2 (1102) ende, bevor die Phase 1 (1101) ebenfalls endet. Während des Schreibvorgangs in Phase 1 von Sektor 2 (1103), werden die Phase 3 von Sektor 1 (1104) und die Phase 2 von Sektor 2 (1105) nacheinander begonnen. Die Phase 2 von Sektor 2 (1105) endet zuerst und dann enden die Phase 3 von Sektor 1 (1104) und die Phase 1 von Sektor 2 (1103) nacheinander. Allen anderen Phasen, um den Schreibvorgang zu beenden, werden gestartet und enden nacheinander wie dies. Schließlich wird die Phase 3 von dem letzten Sektor (1109) gestartet und dann individuell beendet.
Fig. 12 ist ein Flussdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeigt, das durch die Erfindung zum Schreiben von Daten durch einen parallelen pipeline-artigen Betrieb ausgeführt wird, das die detaillierten Unterschritte in dem Schritt 709 des Flussdiagramms von Fig. 7 zeigt. Zu Beginn des Flussdiagramms von Fig. 7 werden die Daten in dem ersten Sektor an den Zwischenspeicher übertragen. In dem Flussdiagramm von Fig. 12 besteht der erste Schritt 1201 darin, die Adresse des Sektors zu berechnen, auf den in dem Flashspeicher zuzugreifen ist. Der nächste Schritt 1202 besteht darin, zu warten, bis die CPU einen Zwischenspeicher füllt. Und dann wird überprüft, ob verbleibende Daten vorhanden sind, die nicht in den Zwischenspeicher versetzt wurden; wenn JA, fährt die CPU fort, die Daten von einem nächsten Sektor an den Zwischenspeicher zu übertragen. In dem nächsten Schritt 1203 wird überprüft, ob der vorhergehende Schreibvorgang korrekt ausgeführt wurde (wenn der gegenwärtige Sektor der erste Sektor ist, wird dieser Schritt ignoriert) und dann werden ein sequentielles Eingabe-Signal und ein Adress-Signal ausgegeben, um zu veranlassen, dass die Daten in dem Zwischenspeicher an den Flashspeicher übertragen werden. Der nächste Schritt 1204 besteht dann darin, die Adresse eines nächsten Sektors in dem Flashspeicher zu berechnen, auf den nachfolgend zu dem vorhergehenden Sektor zuzugreifen ist. Der nächste Schritt 1205 besteht dann darin, auf dem Abschluss der Datenübertragung von dem Zwischenspeicher an den Flashspeicher zu warten und dann ein Schreibfreigabe-Signal an den Flashspeicher herauszugeben. In dem nächsten Schritt 1206 wird überprüft, ob der Schreibblock voll ist; wenn JA, springt das Verfahren zu dem Schritt 1208; während, wenn NEIN, das Verfahren zu dem nächsten Schritt 1207 geht. In dem Schritt 1207 wird überprüft, ob alle Daten übertragen wurden; wenn NEIN kehrt das Verfahren zu dem Schritt 1202 zurück; während, wenn JA, das Verfahren zu dem Schritt 1208 geht. In dem Schritt 1208 wird überprüft, ob der vorhergehende Schreibvorgang korrekt ausgeführt wurde und dann wird das Verfahren beendet.
Während des parallelen pipeline-artigen Betriebs, wenn der Schreibvorgang scheitert, korrekt ausgeführt zu werden, werden die folgenden Unterschritte ausgeführt:

1. Anhalten des parallelen pipeline-artigen Betriebs;
2. Auffinden eines verwendbaren Ersatzblocks;
3. Verschieben der verwendbaren Sektoren in dem fehlgeschlagenen Block in den Ersatzblock;
4. Setzen des Blockfehler-Flags des fehlgeschlagenen Blocks und Ersetzen des fehlgeschlagenen Blocks durch den Ersatzblock, der durch Schritt (2) erhalten wird; und
5. erneut Wiederaufnehmen des parallelen pipeline-artigen Betriebs.

Zusammenfassend weist die Erfindung folgende Vorteile auf. Die Erfindung nutzt drei Verfahren, d. h. ein schnelles Aufbauverfahren, normales Aufbauverfahren und Block-Zu-Block- Such-Aufbauverfahren um Fensterinformationen in das SRAM zu laden und nutzt parallelen pipeline-artigen Betrieb, um die Leistung von Lese-/Schreib-Vorgängen in solch einer Weise zu steigern, dass der Zugriffsvorgang auf den nächsten Sektor gestartet wird, wenn der Zugriffsvorgang auf den gegenwärtigen Sektor zur Hälfte abgeschlossen ist.
Der Erfindung ist unter Verwendung exemplarischer bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Es soll jedoch verstanden werden, dass der Schutzbereich der Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Es ist im Gegensatz beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen abzudecken. Der Schutzbereich der Ansprüche sollte die breiteste Interpretation gewähren, um alle solche Modifikationen und ähnliche Anordnungen zu umfassen.

Claims

1. Management-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem mit einer Flashspeicher-Einheit, die einen Fensterinformations-Bereich einschließt, das in eine Anzahl an Fensterinformations-Blöcke aufgeteilt ist, wobei jeder Fensterinformations-Block verwendet wird, eine Anzahl an Sätzen an Fensterinformationen zu speichern, wobei jeder Satz an Fensterinformationen einem Fenster zugeordnet ist;
wobei das Management-Verfahren die Schritte umfasst:

1. Auswählen einer Untergruppe an Fensterinformations-Blöcken bei Start des Fenster- basierenden Flashspeicher-Speichersystems; und Auswählen eines Satzes an Fensterinformationen von den ausgewählten Fensterinformations-Blöcken und Laden des ausgewählten Satzes an Fensterinformationen in eine SRAM-Einheit;

2. Setzen eines Teils des ausgewählten Satzes an Fensterinformationen, der einem Nutzergewählten Fenster zugeordnet ist, in einen Variablenbereich eines aktiven Fensters von dem SRAM;

3. wenn das Nutzer-gewählte Fenster nicht das aktive Fenster ist, Verschieben des Teils des Satzes an Fensterinformationen, der in dem Variablenbereich des aktiven Fensters gespeichert ist, in einen Variablenbereich eines reservierten Fensters in dem SRAM; und

4. in dem Fall, dass das Nutzer-gewählte Fenster nicht irgendwelchen Sätzen an Fensterinformationen, die in dem SRAM gespeichert sind, zugeordnet ist, Auswählen eines der vorhergehenden Sätze an Fensterinformationen und Kopieren einer Sicherung davon in den Flashspeicher und Ersetzen der Sicherungskopie des Satzes an Fensterinformationen durch einen ausgewählten der Sätze an Fensterinformationen, die in dem Fensterinformations-Block gespeichert sind, der dem Nutzer-gewählten Fenster entspricht, um das Nutzer-gewählte Fenster als aktives Fenster zu setzen.

2. Management-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 1, wobei die Sätze an Fensterinformationen, die in das SRAM geladen werden, einen Satz an Fensterinformationen einschließen, der Fenster #0 entspricht.

3. Management-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 1, wobei jeder Satz an Fensterinformationen einschließt:
eine Datenblock-Zu-logischen-Block-Abbildungstabelle, die die Abbildungsbeziehungen zwischen einer Vielzahl an physikalischen Datenblöcken und einer Vielzahl an logischen Datenblöcken speichert;
einen Schreibblock-Anzeiger, dessen Inhalt verwendet wird, um den Status des Schreibblocks anzuzeigen, das gegenwärtig durch das Fenster verwendet wird, das dem Satz an Fensterinformationen zugeordnet ist; und
einen Ersatzblock-Anzeiger, dessen Inhalt verwendet wird, um den Status eines Ersatzblocks anzuzeigen, der gegenwärtig durch das Fenster verwendet wird, das dem Satz an Fensterinformationen zugeordnet ist.

4. Management-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 3, wobei das Laden der Sätze an Fensterinformationen in das SRAM die Unterschritte einschließt:

- nachdem die Sätze an Fensterinformationen geladen wurden, Überprüfen, ob der entsprechende Satz an Fensterinformationen basierend auf den Inhalten der Schreibblock- Anzeiger und der Ersatzblock-Anzeiger korrekt ist; und

- wenn der Satz an Fensterinformationen inkorrekt ist, dann Korrigieren des Inhalts des Satzes an Fensterinformationen basierend auf den Daten, die in dem Flashspeicher gespeichert sind; und dann Laden des korrigierten Satzes an Fensterinformationen in das SRAM.

5. Management-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 4, wobei das Überprüfen, ob der Satz an Fensterinformationen korrekt ist, die Unterschritte einschließt:

- Prüfen, dass ein Fehlerkorrekturcode in den Fensterinformationen korrekt ist;

- Prüfen, dass ein Prüfsummencode in den Fensterinformationen korrekt ist;

- Prüfen, dass der Ersatzblock ein gelöschter Block ist;

- Prüfen, dass die Inhalte einer logischen Blocknummer, eines Zykluszählers und eines zuletzt zugegriffenen Sektor übereinstimmend mit den Inhalten des Schreibblock- Anzeigers sind; und

- Prüfen, dass der Inhalt eines Phasenregel-Flags ungleich eines Werts ist, der verwendet wird, um den ersten leeren Sektor in dem Fensterinformations-Block anzuzeigen.

6. Management-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 4, wobei der Schritt des Korrigierens des Inhalts des Satzes an Fensterinformationen basierend auf den Daten, die in dem Flashspeicher gespeichert sind, den folgenden Unterschritt einschließt:

- Suchen aller Blöcke, die zu dem Fenster gehören, um den Satz an Fensterinformationen durch einen letzten verwendbaren Satz an Fensterinformationen wieder aufzubauen; wobei der verwendbare Satz an Fensterinformationen der Satz an Fensterinformationen ist, der einen korrigierbaren Fehlerkorrekturcode der Datenblock-Zu-logischen-Block- Abbildungstabelle enthält und einen korrekten Prüfsummencode in dem Schreibblock- Anzeiger und dem Ersatzblock-Anzeiger enthält.

7. Management-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 4, wobei der Schritt des Korrigierens des Inhalts des Satzes an Fensterinformationen basierend auf den Daten, die in dem Flashspeicher gespeichert sind, den folgenden Unterschritt einschließt:

- Auffinden alle Blöcke, die zu dem Fenster in dem Flashspeicher gehören und wieder Aufbauen des Satzes an Fensterinformationen.

8. Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem, umfassend:
ein Fenster-basierendes Gebiet, das in eine Anzahl an Fensterbereiche unterteilt ist, wobei jeder Fensterbereich eine Vielzahl an physikalischen Blöcken aufweist; und
ein redundantes reserviertes Gebiet, das einschließt:
einen Bereich für dynamische Verknüpfungen mit einer Vielzahl an dynamischen Zuweisungsblöcken, von denen jeder verwendet wird, um einen der Fenster zugeordnet zu sein;
einen Fensterinformations-Bereich, der einem der Fenster zugeordnet ist und verwendet wird, um den Satz an Fensterinformationen des zugeordneten Fensters zu speichern;
einen Informationsbereich für dynamische Verknüpfungen, der verwendet wird, um den Zuweisungsstatus der dynamischen Zuweisungsblöcke des Bereichs für dynamische Verknüpfungen aufzuzeichnen; und
einen Urladeinformations-Bereich.

9. Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 8, wobei der Urladeinformations-Bereich verwendet wird, die Adressen des Bereichs für dynamische Verknüpfungen des Fensterinformations-Bereichs und des Informationsbereichs für dynamische Verknüpfungen aufzuzeichnen.

10. Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 8, wobei der Urladeinformations-Bereich verwendet wird, die Gesamtzahl an logischen Sektoren des Fenster-basierenden Flashspeicher-Speichersystems aufzuzeichnen.

11. Zugriffs-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem, das eine Flashspeicher-Einheit einschließt, die ein Fenster-basierendes Gebiet und ein redundantes reserviertes Gebiet aufweist, die ein Fensterinformations-Bereich enthalten und eine Vielzahl an Zwischenspeicher-Bereichen einschließen, wobei der Fensterinformations-Bereich einer Vielzahl an Fenstern zugeordnet ist, wobei jedes Fenster eine Anzahl an physikalischen Blöcken aufweist und einem spezifischen Satz an Fensterinformationen zugeordnet ist; wobei jeder der physikalischen Blöcke eine Anzahl an Sektoren enthält;
wobei das Zugriffs-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem die Schritte einschließt:

(1) Laden des Satzes an Fensterinformationen eines Nutzer-gewählten Fensters in ein SRAM;

(2) Auffinden eines angeforderten Sektors, der durch eine Datenzugriffs-anfordernde Komponente angefordert wird, und dann Laden des angeforderten Sektors von dem Flashspeicher in einen der Zwischenspeicher-Bereiche;

(3) Übertragen des angeforderten Sektors, der in den Zwischenspeicher-Bereich geladen ist, an die Datenzugriffs-anfordernde Komponente; und

(4) Ausführen des Schritts (2) bis zu dem Schritt (3) für alle angeforderten Sektoren durch einen parallelen pipeline-artigen Betrieb.

12. Zugriffs-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 11, wobei, während irgendeiner der Zwischenspeicher-Bereiche momentan Daten an die Datenzugriffs-anfordernde Komponente überträgt, ein anderer der Zwischenspeicher- Bereiche in der Lage ist, gleichzeitig Zugriff auf den Flashspeicher zu erlangen.

13. Zugriffs-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 11, das, wenn der angeforderte Sektor in den Zwischenspeicher-Bereich geladen ist, ferner den Schritt umfasst:

- Ausführen eines Überprüfungs- und Fehlerkorrektur-Verfahrens auf den angeforderten Sektor mittels eines Fehlerkorrekturcodes.

14. Zugriffs-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 11, wobei der Schritt (2) ferner den Unterschritt umfasst:

- Berechnen der Adresse des angeforderten Sektors.

15. Zugriffs-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem, das eine Flashspeicher-Einheit einschließt, die ein Fenster-basierendes Gebiet und ein redundantes reserviertes Gebiet aufweist, die ein Fensterinformations-Bereich enthalten und eine Vielzahl an Zwischenspeicher-Bereichen einschließen, wobei der Fensterinformations-Bereich einer Vielzahl an Fenstern zugeordnet ist, wobei jedes Fenster ein Anzahl an physikalischen Blöcken aufweist und einem spezifischen Satz an Fensterinformationen zugeordnet ist, wobei jeder der physikalischen Blöcke eine Anzahl an Sektoren enthält;
wobei das Zugriffs-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem die Schritte umfasst:

1. Überragen eines Schreibsektors, der in den Flashspeicher zu schreiben ist, an einen der Zwischenspeicher-Bereiche und dann Berechnen der Adresse des Schreibsektors in dem Flashspeicher;

2. Überprüfen, ob der vorhergehende Schreibvorgang auf den Flashspeicher korrekt ist, und dann Übertragen des Schreibsektors an den Flashspeicher; und

3. Ausführen des Schritts (1) bis zu dem Schritt (2) durch parallelen pipeline-artigen Betrieb.

16. Zugriffs-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem gemäß Anspruch 15, wobei, während irgendeiner der Zwischenspeicher-Bereiche momentan den Schreibsektor empfängt, ein andere der Zwischenspeicher-Bereiche in der Lage ist, gleichzeitig Zugriff auf den Flashspeicher zu erlangen.

17. Zugriffs-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem, das eine Flashspeicher-Einheit einschließt, die ein Fenster-basierendes Gebiet und ein redundantes reserviertes Gebiet aufweist, die ein Fensterinformations-Bereich enthalten und eine Vielzahl an Zwischenspeicher-Bereichen einschließen, wobei der Fensterinformations-Bereich einer Vielzahl an Fenstern zugeordnet ist, wobei jedes Fenster ein Anzahl an physikalischen Blöcken aufweist und einem spezifischen Satz an Fensterinformationen zugeordnet ist, wobei jeder der physikalischen Blöcke eine Anzahl an Sektoren enthält, wobei das Zugriffs- Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem drei Phasen einschließt:
Phase 1: Auffinden eines angeforderten Sektors, der durch eine Datenzugriffsanfordernde Komponente angefordert ist;
Phase 2: Laden des angeforderten Sektors von dem Flashspeicher in einen der Zwischenspeicher-Bereiche; und
Phase 3: Übertragen des angeforderten Sektors, der in den Zwischenspeicher-Bereich geladen ist, an die Datenzugriffs-anfordernde Komponente;
wobei die drei Phasen aller angeforderten Sektoren durch einen parallelen pipelineartigen Betrieb ausgeführt werden;
wobei während einer Dauer des Ausführens der Phase 2 eines ersten angeforderten Sektors die Phase 1 eines zweiten angeforderten Sektors ausgeführt wird;
wobei während einer Dauer des Ausführens der Phase 3 eines ersten angeforderten Sektors die Phase 2 eines zweiten angeforderten Sektors ausgeführt wird und während einer Dauer des Ausführens der Phase 2 des zweiten angeforderten Sektors die Phase 1 eines dritten angeforderten Sektors ausgeführt wird.

18. Zugriffs-Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem, das eine Flashspeicher-Einheit einschließt, die ein Fenster-basierendes Gebiet und ein redundantes reserviertes Gebiet aufweist, die ein Fensterinformations-Bereich enthalten und eine Vielzahl an Zwischenspeicher-Bereichen einschließen, wobei der Fensterinformations-Bereich einer Vielzahl an Fenstern zugeordnet ist, wobei jedes Fenster ein Anzahl an physikalischen Blöcken aufweist und einem spezifischen Satz an Fensterinformationen zugeordnet ist, wobei jeder der physikalischen Blöcke eine Anzahl an Sektoren enthält, wobei das Zugriffs- Verfahren für ein Fenster-basierendes Flashspeicher-Speichersystem drei Phasen einschließt:
Phase 1: Übertragen eines Schreibsektors, der in den Flashspeicher zu schreiben ist, an einen der Zwischenspeicher-Bereiche;
Phase 2: Berechnen der Adresse des Schreibblocks in dem Flashspeicher; und
Phase 3: Überprüfen, ob der vorhergehende Schreibvorgang auf den Flashspeicher korrekt ist, und dann Übertragen des Schreibsektors in den Zwischenspeicher- Bereich an den Flashspeicher;
wobei die drei Phasen aller Schreibsektoren durch einen parallelen pipeline-artigen Betrieb ausgeführt werden;
wobei die Phase 2 des ersten Schreibsektors während einer Dauer der Phase 1 des ersten Schreibsektors ausgeführt wird, wobei die Phase 3 des ersten Schreibsektors während einer Dauer der Phase 1 des zweiten Schreibsektors ausgeführt wird, wobei die Phase 2 des zweiten Schreibsektors während einer Dauer der Phase 3 des ersten Schreibsektors ausgeführt wird und die Phase 3 des letzten Schreibsektors wird gestartet und dann individuell beendet.