DE69527594T2

DE69527594T2 - Flashspeicherkarte

Info

Publication number: DE69527594T2
Application number: DE69527594T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Shinohara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2015-11-09
Also published as: US5905993A; EP0712067A3; DE69527594D1; EP0712067A2; JPH08137634A; EP0712067B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Flashspeicherplatte. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Flashspeicherplatte und/ oder eine Flashspeicherplattenkarte, die mit einem als externes Speichermedium verwendeten Flashspeicher für eine Informationsverarbeitungseinrichtung ausgerüstet ist.
Eine bekannte Flashspeicherplatte und/oder Flashspeicherplattenkarte wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 10 bis 14 beschrieben. Fig. 10 ist eine Zeichnung, die die gesamte Konfiguration der bekannten Flashspeicherplattenkarte darstellt.
Fig. 11 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration einer Adreßumwandlungstabelle der bekannten Flashspeicherplattenkarte darstellt. Fig. 12 ist eine Zeichnung, die ein Adressierungssystem der bekannten Flashspeicherplattenkarte darstellt. Fig. 13 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration eines Flashspeichers der bekannten Flashspeicherplattenkarte darstellt. Fig. 14 ist eine Zeichnung, die eine Änderung des Inhalts der Adreßumwandlungstabelle der bekannten Flashspeicherplattenkarte darstellt.
In Fig. 10 umfaßt eine bekannte Flashspeicherplattenkarte 1 eine Flashspeicherplattensteuerschaltung 3 mit einer Vielzahl von Registern zum Empfangen und Übertragen von Zylinder-, Kopf- und Sektornummern oder Befehlen von und zu einer Hosteinrichtung 2 wie beispielsweise ein Computer oder dergleichen, eine MPU zum Steuern der gesamten Karte, eine logische/physikalische-Sektoradressen-Umwandlungstabelle 5 mit 1 MBit SRAM (Static Random Access Memory), ein Flashspeicherfeld 6 mit zum Beispiel 20 MBytes, und einen Sektorpuffer 7 mit einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff bzw. RAM.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, ist die logische/physikalische- Sektoradressen-Umwandlungstabelle S zum Umwandeln von logischen Sektoradressen (LSA) in physikalische Sektoradressen (PSA) des Flashspeicherfelds 6 ausgelegt.
Das Flashspeicherfeld 6, welches ein elektrisch wiederbeschreibbarer nichtflüchtiger Speicher ist, erfordert während des Neuschreibens von Daten eine Löschoperation, die mehr Zeit als Lese- und Schreiboperationen benötigt. Das Flashspeicherfeld 6 löscht Daten in Blöcken von mehreren Kilobytes oder mehreren zehn Kilobytes oder Chips. Diese Einheit ist größer als die Sektorgröße (512 Bytes), welches die Einheit des Datentransfers einer Festplatteneinrichtung ist.
Folglich verwendet die Flashspeicherkarte 1, welche die Festplatteneinrichtung unter Verwendung des Flashspeicherfelds 6 emuliert, d. h. eine Pseudooperation durchführt, vorwiegend das Verfahren des Anzeigens nur eines Flags bzw. Kennzeichenbits, welches anzeigt, daß der alte Sektor ungültig ist, ohne Daten des alten Sektors zu löschen, in Antwort auf einen Befehl zum Aktualisieren von Daten in Einheiten von Sektoren, welcher Befehl von der Hosteinrichtung 2 ausgegeben wird, und Schreibens von Aktualisierungsdaten in einen Reservebereich des Flashspeicherfelds 6.
Bei diesem Verfahren wird, da sich die Entsprechung zwischen der durch die Hosteinrichtung 2 spezifizierten Sektoreinheitsadresse (logische Sektoradresse: LSA) und der Adresse (physikalische Sektoradresse: PSA) des Flashspeichers 6, wo Aktualisierungsdaten tatsächlich geschrieben werden, jedesmal ändert, wenn Daten aktualisiert werden, die in Fig. 11 gezeigte logische/physikalische-Sektoradressen-Umwandlungstabelle 5 verwendet.
Wie bei dem Zugriff auf die Festplatteneinrichtung wird auf die Flashspeicherkarte 1 von der Hosteinrichtung 2 durch Spezifizieren einer Zylindernummer, einer Kopfnummer und einer Sektornummer in vier Registern der Flashplattensteuerschaltung 3 zugegriffen, wie in Fig. 12 gezeigt. Zwei Register werden für höhere und niedrigere Zylindernummern verwendet. Die Zylindernummer, die Kopfnummer und die Sektornummer werden dann in eine logische Sektoradresse umgewandelt. Diese Adreßumwandlung wird auf der Grundlage der folgenden Gleichung (1) durchgeführt:
LSA = (X · HpC + H) · SpH + S - 1 ... (1)
worin C die Zylindernummer ist, HpC die Anzahl von Köpfen pro Zylinder ist, H die Kopfnummer ist, SpH die Anzahl von Sektoren pro Kopf ist, und S die Sektornummer ist.
Die MPU 4 wandelt die logische Sektoradresse (LSA) in die physikalische Sektoradresse (PSA) unter Bezugnahme auf die logische/physikalische-Sektoradressen-Umwandlungstabelle 5 um. Die physikalische Sektoradresse wird für Operationen des Lesens und Schreibens von Daten verwendet.
Nachstehend wird die Aktualisierung eines Inhalts, zum Beispiel des Inhalts der logischen Sektoradresse L1, des Flashspeichers 6 beschrieben. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, hat der Flashspeicher 6 einen Datenbereich mit physikalischen Sektoradressen von P0, P1, P2 bis PX, und einen Reservebereich mit physikalischen Sektoradressen beginnend mit PY. In dem Flashspeicher 6 werden die logischen Sektoradressen L0 bis L2 gegenwärtig verwendet (Daten sind tatsächlich gespeichert).
Die MPU 4 liest zunächst den Inhalt der gegenwärtigen logischen Sektoradresse L2 (der physikalischen Sektoradresse P2), bestätigt, daß die gelesenen Daten wirksam sind, und setzt dann ein Sektor-Ungültig-Flag (Markierung Δ). Die MPU 4 prüft dann den Inhalt der physikalischen Sektoradresse PY des Reservebereichs, bestätigt, daß der Sektor ein Reservesektor bzw. freier Sektor ist, und schreibt sodann Aktualisierungsdaten in denselben.
Der Inhalt der der logischen Sektoradresse L2 der logische/physikalische-Sektoradressen-Umwandlungstabelle 5 entsprechenden physikalischen Sektoradresse wird von 2 nach Y konvertiert, wie in Fig. 14 gezeigt.
Auf diese Art und Weise wird, da sich die Entsprechung zwischen der durch die Hosteinrichtung 2 spezifizierten Sektoreinheitsadresse (LSA) und der Adresse (PSA) des Flashspeichers 6, wo Daten tatsächlich geschrieben werden, jedesmal ändert, wenn Daten aktualisiert werden, die logische/physikalische-Sektoradressen-Umwandlungstabelle 5 verwendet. In einer einfachen Schreiboperation addiert die MPU 4 die logische/physikalische-Sektoradressen-Umwandlungstabelle 5, um zu bewirken, daß die logische Sektoradresse der physikalischen Sektoradresse entspricht.
Obwohl SRAM wegen der Gesichtspunkte der Neuschreibfrequenz und schnellen Geschwindigkeit für die logische/physikalische- Sektoradressen-Umwandlungstabelle 5 verwendet wird, ist die Umwandlungstabelle 5 in Einheiten von Sektoren (512 Bytes) ausgestaltet, wodurch ein Problem dahingehend verursacht wird, daß die Größe des SRAM für die Umwandlungstabelle mit zunehmender Kartenkapazität ansteigt.
In einem Beispiel, in dem die Flashplattenkarte 1 20 MBytes aufweist, ist die Anzahl von Sektoren 40 k, und sind 16 Stellen (2 Bytes) zur binären Darstellung der 40 k Sektoren erforderlich. Die Größe des SPAM für die Umwandlungstabelle beträgt folglich 80 KBytes, so daß schließlich SRAM mit 1 MBits (128 Bytes) benötigt werden.
Die vorstehende bekannte Flashplattenkarte 1 umfaßt die logische/physikalische-Sektoradressen-Umwandlungstabelle 5, welche in Einheiten von Sektoren ausgebildet ist, und folglich das Problem dahingehend hat, daß die Größe der Umwandlungstabelle mit zunehmender Kapazität der Karte ansteigt.
Obwohl das SRAM zum Speichern der großen Umwandlungstabelle verwendet wird, ist das SRAM flüchtig und hat folglich ein Problem in Bezug auf die Notwendigkeit des Aufbauens der Tabelle jedesmal dann, wenn die Leistungsversorgung eingeschaltet wird.
Aus der Druckschrift EP-A-557 736 ist eine Flashspeicherplatte bekannt mit einer Tabelle zum Umwandeln einer logischen Blockadresse in eine physikalische Blockadresse, um einen blocklöschbaren Block zu adressieren; ferner sind mit Alloc [0 ...] bezeichnete Identifikationen bzw. ID's innerhalb eines Blocks gespeichert, um den Zugriff auf einen Datenbereich zu erlauben, wo immer dieser gespeichert ist; die Daten sind jedoch nicht in Sektoren, sondern von variabler Länge.
Ferner offenbart die Druckschrift GB-A-2251323 eine Plattenemulation für einen nichtflüchtigen Halbleiterspeicher.
Ferner offenbart die Druckschrift WO9420906 ein Flashdateisystem. Diese Druckschrift offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Patentanspruch 1.
Die Erfindung erfolgte zum Lösen der vorstehenden Probleme, und die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Flashspeicherplatte bereitzustellen, welche eine Verringerung der Größe einer Adreßumwandlungstabelle, eine Verringerung der Neuschreibfrequenz der Adreßumwandlungstabelle und eine Erhöhung der Lebensdauer durch Vergleichmäßigen der Häufigkeit des Löschens in jeweiligen Löschblöcken eines Flashspeichers erlaubt.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Flashspeicherplatte wie in Patentanspruch 1 definiert gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es ist somit möglich, die Größe der Adreßumwandlungstabelle und die Neuschreibfrequenz bzw. -häufigkeit der Inhalte in der Adreßumwandlungstabelle zu verringern.
Bei einer Flashspeicherplatte gemäß der Erfindung wird die logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle in dem Flashspeicher gespeichert. Die Flashspeicherplattenkarte kann folglich zu geringen Kosten hergestellt werden, so daß keine Notwendigkeit besteht, die Tabelle jedesmal aufzubauen, wenn die Leistungsversorgung eingeschaltet wird.
Bei einer Flashspeicherplatte gemäß der Erfindung werden Informationen in Bezug auf eine Löschcharakteristik in jedem physikalischen Block des Flashspeichers gespeichert. Es ist folglich möglich, die Verschlechterung in Löschblöcken zu vergleichmäßigen, wodurch die Lebensdauer erhöht und eine hohe Zuverlässigkeit verwirklicht wird.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellt;
Fig. 2 ist eine Zeichnung, die eine logische/physikalische- Blockadressen-Umwandlungstabelle in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 3 ist eine Zeichnung, die eine Konfiguration von logischen und physikalischen Blöcken in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 4 ist eine Zeichnung, die ein Adressierungssystem in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Leseoperation in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Schreibvorgang in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 7 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration eines Flashspeichers in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 8 ist eine Zeichnung, die eine Änderung des Inhalts einer logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 9 ist eine Zeichnung, die eine Konfiguration von logischen und physikalischen Blöcken in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
Fig. 10 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration einer privat bekannten, aber unveröffentlichten Flashspeicherplattenkarte darstellt;
Fig. 11 ist eine Zeichnung, die eine logische/physikalische- Sektoradressen-Umwandlungstabelle der privat bekannten, aber unveröffentlichten Flashspeicherplattenkarte darstellt;
Fig. 12 ist eine Zeichnung, die ein Adressierungssystem der privat bekannten, aber unveröffentlichten Flashspeicherplattenkarte darstellt;
Fig. 13 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration eines Flashspeichers der privat bekannten, aber unveröffentlichten Flashspeicherplattenkarte darstellt; und
Fig. 14 ist eine Zeichnung, die eine Änderung des Inhalts der logische/physikalische-Sektoradressen-Umwandlungstabelle der privat bekannten, aber unveröffentlichten Flashspeicherplattenkarte darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Erstes Ausführungsbeispiel

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 8 beschrieben. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Konfiguration eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellt. Fig. 2 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration einer logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle des ersten Ausführungsbeispiels darstellt. Fig. 3 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration eines physikalischen Blocks des ersten Ausführungsbeispiels darstellt. Fig. 4 ist eine Zeichnung, die ein Adressierungssystem des ersten Ausführungsbeispiels darstellt. Fig. 5 und 6 sind Ablaufdiagramme, die jeweils Lese- und Schreiboperationen darstellen. Fig. 7 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration des Flashspeichers des ersten Ausführungsbeispiels darstellt. Fig. 8 ist eine Zeichnung, die eine Änderung des Inhalts der logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle des ersten Ausführungsbeispiels darstellt. In diesen Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen dieselben oder äquivalente Abschnitte.
In Fig. 1 umfaßt eine Flashspeicherplattenkarte 1A eine Flashspeicherplattensteuerschaltung 3, eine karteninterne Mikroprozessoreinheit (MPU) 4, eine logische/physikalische- Blockadressen-Umwandlungstabelle 5A, auf welche während Lese- und Schreiboperationen durch die MPU 4 Bezug genommen wird, ein Flashspeicherfeld 6, und einen Sektorpuffer 7 mit RAM. Die logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle 5A ist in einem Abschnitt des Flashspeicherfelds 6 gespeichert. Die logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle 5A kann in einem anderen Flashspeicher gespeichert sein. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Hosteinrichtung zum Zugreifen auf die Flashspeicherplattenkarte lA als einem externen Speichermedium.
Die in Fig. 2 gezeigte logische/physikalische-Blockadressen- Umwandlungstabelle 5a ist zum Umwandeln von logischen Blockadressen (LBA) in physikalische Blockadressen (PBA) des Flashspeichers 6 ausgelegt. Logische und physikalische Blöcke haben dieselbe Größe wie die eines Löschblocks.
In Fig. 3 umfaßt ein physikalischer Block eine Blockidentifikation und eine vorbestimmte Anzahl von Sektoren, wobei jeder dieser Sektoren eine Sektoridentifikation und einen Datenbereich umfaßt. Fig. 3 zeigt den Zustand, in dem Sektoradressen von 1 bis m verwendet werden. Oben in dem physikalischen Block ist der Blockidentifikationsbereich zum Speichern einer logischen Blocknummer (logischen Blockadresse) entsprechend diesem physikalischen Block, von Blockstatusinformationen, die den Zustand des verwendeten physikalischen Blocks angeben, von Daten wie beispielsweise die Häufigkeit des Löschens des physikalischen Blocks usw. bereitgestellt. Sektordaten und Sektoridentifikationsdaten jedes Sektors sind auf den Blockidentifikationsbereich folgend zusammen gespeichert. Die Sektoridentifikationsdaten beinhalten Informationen wie beispielsweise die Sektornummer (die Sektoradresse), welche die Position des betroffenen Sektors in dem physikalischen Block angeben, ein Sektor-Ungültig-Flag, das anzeigt, ob Daten des Sektors wirksam oder ungültig sind, ein Sektor-in-Verwendung- Flag, das anzeigt, ob der Sektor verwendet wird oder nicht, usw.
Wie bei dem Zugriff auf eine (nicht gezeigte) Festplatteneinrichtung werden bei dem Zugriff auf die Flashspeicherplattenkarte 1A von der Hosteinrichtung 2, wie in Fig. 4 gezeigt, die Zylindernummer, die Kopfnummer und die Sektornummer für die Operation des Lesens oder Schreibens von Daten in einen Sektor oder aus einem Sektor mit einer Größe von 512 Bytes, welches die Einheit des Datentransfers ist, spezifiziert.
Bei der Flashspeicherplattenkarte 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Zylinder-, Kopf- und Sektoradressen, die durch die Hosteinrichtung 2 spezifiziert wurden, wie bei der bekannten Plattenkarte auf der Grundlage der Gleichung (1) in eine logische Sektoradresse (LSA) konvertiert.
Das Adressierungssystem wird dann auf der Grundlage der nachstehenden Gleichung (2) konvertiert, um eine logische Blockadresse (LBA) eines Blocks mit derselben Größe wie die des Löschblocks des Flashspeichers 6 in der Karte und eine Sektoradresse (SA) in dem logischen Block zu spezifizieren. In Gleichung (2) entspricht LBA dem Quotienten, und entspricht SA dem Rest. Falls die Größe des Löschblocks (logischen Blocks) 64 KBytes beträgt, ist im Hinblick auf die Blockidentifikation, die Sektoridentifikation, Reservesektoren usw. die mögliche Anzahl von Sektoren pro Block 100 (50 KBytes).
LBA = LSA ÷ (Anzahl von Sektoren pro Block) ... (2)
Bei dem Zugriff auf den Flashspeicher 6 in der Karte ermittelt die MPU 4 die physikalische Blockadresse (PBA) unter Bezugnahme auf die in Fig. 2 gezeigte logische/physikalische- Blockadressen-Umwandlungstabelle 5A und wird die Lese- oder Schreiboperation auf einem Sektor in dem physikalischen Block unter Verwendung der Sektoradresse (SA) in dem logischen Block durchgeführt (Schritte 10 bis 14, Schritte 30 bis 34).
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann bei der Flashspeicherplattenkarte 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, da die logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle 5A verwendet und der Flashspeicher 6 für jede Löschblockgröße gesteuert wird, die Größe der Adreßumwandlungstabelle verringert werden. Zum Beispiel ist für den 20 MBytes großen Flashspeicher 6 dann, wenn die Größe des Löschblocks (logischen Blocks) 64 KBytes beträgt, die Anzahl von logischen Blocks 320, und ist die ausreichende Größe der Adreßumwandlungstabelle 5A 1 KByte, auch dann, wenn ein Block unter Verwendung von 2 Bytes angezeigt wird. Da die bekannte Adreßumwandlungstabelle 5 128 KBytes (1 MBits) erfordert, ist die Größe der Umwandlungstabelle 5A in diesem Ausführungsbeispiel 1/128 der der bekannten Umwandlungstabelle.
In der Leseoperation entscheidet dann, wenn das Sektor-Ungültig-Flag in der Sektoridentifikation zurückgesetzt ist, die MPU 4, daß der Sektor wirksam ist, und liest dann Sektordaten (Schritte 15 und 16). Andererseits entscheidet die MPU 4 dann, wenn das Sektor-Ungültig-Flag gesetzt ist, daß der Sektor ungültig ist, und setzt einen Sektoradreßzeiger PP auf einen Sektor (m + 1) neben einem Sektor m. Bereiche, welche zu Beginn Reservesektoren sind, werden aufeinanderfolgend wiedergewonnen, um nach einem wirksamen Sektor zu suchen und dessen Sektordaten zu lesen (Schritte 17 bis 21). In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen m die letzte logische Sektornummer in dem Block. In Fig. 3 muß dem Punkt Aufmerksamkeit geschenkt werden, daß ein Sektor die Sektoridentifikation und Sektordaten in zwei Stufen umfaßt.
In der Schreiboperation entscheidet dann, wenn das Sektor-in- Verwendung-Flag in der Sektoridentifikation zurückgesetzt ist, die MPU 4, daß der Sektor nicht verwendet wird, und speichert die Sektoridentifikation und die Sektordaten (Schritte 35 und 36). Andererseits entscheidet die MPU 4 dann, wenn das Sektor-in-Verwendung-Flag ist, daß der Sektor verwendet wird, und führt eine Aktualisierungsoperation wie nachstehend beschrieben durch.
Nachstehend wird ein Beispiel beschrieben, in dem der Inhalt des Sektors 2 aktualisiert wird. Die MPU 4 liest den Inhalt der gegenwärtigen Sektoridentifikation 2, bestätigt, daß die Daten wirksam sind, und setzt dann das Sektor-Ungültig-Flag. Die MPU 4 prüft dann den Inhalt einer Adresse neben dem letzten Sektor m in diesem Block, bestätigt, daß der Sektor ein Reservesektor ist, und schreibt dann eine neue Sektoridentifikation und die Daten des Sektors 2 (Schritte 39 bis 42). Wenn der Sektor der Adresse neben dem letzten Sektor m kein Reservesektor ist, wird der Sektoradreßzeiger aktualisiert, und wird dieselbe Verarbeitung wie vorstehend beschrieben wiederholt (Schritt S4).
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist in dem ersten Ausführungsbeispiel ein Reservesektorbereich in jedem der physikalischen Blocks bereitgestellt, so daß dann, wenn Daten eines Sektors in dem physikalischen Block aktualisiert werden, die Daten in den Reservesektor in demselben physikalischen Block geschrieben werden, wodurch die Notwendigkeit des Aktualisierens der logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle 5A jedesmal dann, wenn ein Sektorinhalt aktualisiert wird, in Entfall gebracht wird. Da der Flashspeicher billiger als der SRAM und nichtflüchtig ist, erfordert er keine Rekonstruktion der Tabelle jedesmal dann, wenn die Leistungsversorgung eingeschaltet wird, und kann er als ein Speicher zum Speichern der Adreßumwandlungstabelle 5A verwendet werden.
Nachstehend wird der Betriebsablauf, wenn die Aktualisierung von Sektordaten in demselben physikalischen Block so fortschreitet, daß kein Reservesektor übrigbleibt, beschrieben.
In diesem Fall werden m wirksame Sektoren in dem physikalischen Block an einen anderen Reserveblock in dem anfänglichen (gelöschten) Zustand transferiert. Der Inhalt der physikalischen Blockadresse entsprechend der entsprechenden logischen Blockadresse in der logische/physikalische-Blockadressen- Umwandlungstabelle 5A wird auf physikalische Blockadresse dieses Reserveblocks geändert. Nachdem die Sektordaten vollständig in den Reserveblock transferiert ist, werden Daten über die Häufigkeit des Löschens, die in die Blockidentifikation des alten physikalischen Blocks geschrieben wurden, gesichert, und wird dann der alte Block gelöscht. Wenn die Häufigkeit des Löschens um 1 inkrementiert und in den Blockidentifkationsbereich geschrieben ist, wird der alte physikalische Block zu einem neuen Reserveblock.
Das heißt, daß dann, wenn der Sektoradreßzeiger PP gleich M (die letzte physikalische Sektor-Nummer in dem Block) ist (Schritt 43), entscheidet die MPU 4, daß es keinen Reservesektor in dem physikalischen Block gibt. Zum Beispiel werden wie in Fig. 7 gezeigt dann, wenn es keinen Reservesektor an einer physikalischen Blockadresse 3 gibt, m effektive Sektoren in dem physikalischen Block in einen Reserveblock an einer physikalischen Blockadresse 8 in dem anfänglichen (gelöschten) Zustand transferiert. Das heißt, daß die Sektoridentifikation und Sektordaten, welche die gegenwärtigen Aktualisierungsdaten sind, an der entsprechenden Sektoradresse in dem Reserveblock geschrieben und dann alle effektiven Sektoren an der physikalischen Blockadresse 3 in die entsprechenden Sektoradressen in dem physikalischen Block 8 kopiert werden (Schritte 45 und 46).
Zu dieser Zeit wird der Inhalt der physikalischen Blockadresse entsprechend der logischen Blockadresse 3 in der logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle 5A auf die physikalische Blockadresse 8 des Reserveblocks geändert (Schritt 47). Nachdem die Sektordaten vollständig in den Reserveblock transferiert sind, werden Daten über die Häufigkeit des Löschens, die in die Blockidentifikation des alten physikalischen Blocks 3 geschrieben sind, gesichert, und wird dann der alte physikalische Block gelöscht. Wenn die Häufigkeit des Löschens um Eins inkrementiert und in den Blockidentifikationsbereich geschrieben ist, wird der alte physikalische Block 3 zu einem neuen Reserveblock (Schritt 48).
Wenn die Notwendigkeit auftritt, Daten neu in den Reserveblock zu transferieren, werden die Häufigkeiten des Löschens in den Blockidentifikationsbereichen jeweiliger Reserveblöcke geprüft und so gesteuert, daß die Verschlechterungsgrade der jeweiligen Blöcke gleichmäßig werden, wodurch eine Erhöhung der Häufigkeit des Neuschreibens (der Lebensdauer) als Karte sowie die Realisierung einer Karte mit hoher Zuverlässigkeit möglich wird.

Zweites Ausführungsbeispiel

In dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel werden die Sektoridentifikation und Sektordaten jedes der Sektoren zusammen gespeichert, wie in Fig. 3 gezeigt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel jedoch können ein Sektoridentifikationsbereich und ein Sektordatenbereich getrennt gespeichert werden, wie in Fig. 9 gezeigt.

Drittes Ausführungsbeispiel

In dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel wird die Häufigkeit des Löschens als ein Parameter, der eine Löschcharakteristik anzeigt, in die Blockidentifikation geschrieben. In dem dritten Ausführungsbeispiel jedoch wird die Zeit, die für das Blocklöschen erforderlich ist, oder die Anzahl von Löschimpulsen entsprechend der Zeit als ein eine Löschcharakteristik anzeigender Parameter verwendet. Somit können die Verschlechterungsgrade jeweiliger Blöcke weiter vergleichmäßigt werden.
Es wird eine Flashspeicherplattenkarte bereitgestellt mit einer MPU zum Umwandeln der Zylinder-, Kopf- und Sektornummern, welche von einer Hosteinrichtung zugeführt werden, in eine logische Blockadresse (LBA) und eine Sektoradresse in dem Block, Ermitteln einer physikalischen Blockadresse (PBA) mit derselben Größe wie die eines Löschblocks aus der logischen Blockadresse in Bezug auf eine in dem Flashspeicher gespeicherte logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle, und Zugreifen auf den Flashspeicher auf der Grundlage der physikalischen Bockadresse.
Die Flashspeicherplattenkarte ermöglicht eine Verringerung der Größe der Adreßumwandlungstabelle, kann zu geringen Kosten hergestellt werden, und besitzt keine Notwendigkeit des Aufbauens der Tabelle jedesmal dann, wenn die Leistungsversorgung eingeschaltet wird.

Claims

1. Flashspeicherplatte, umfassend:

einen elektrisch wiederbeschreibbaren nichtflüchtigen Hauptflashspeicher (6), der in Blöcke aufgeteilt ist zum Speichern von Daten in Sektoren gleichmäßiger Größe innerhalb der Speicherblöcke, wobei jeder Speicherblock eine physikalische Blockadresse (PBA), die sich auf den Ort des Speicherblocks in dem Hauptspeicher (6) bezieht, und eine logische Blockadresse (LBA), die sich auf Inhalte des Speicherblocks bezieht, hat und einzelne Speicherblöcke als eine Löschblockeinheit gelöscht werden; und

eine Zugriffeinrichtung (3, 4, 5A) zum Umwandeln einer der Zugriffeinrichtung von außerhalb der Flashspeicherplatte zugeführten Adresse in eine logische Blockadresse eines Speicherblocks und eine Sektoradresse in diesem Speicherblock, zum Umwandeln der logischen Blockadresse in eine physikalische Blockadresse, und zum Zugreifen auf den Flashspeicher auf der Grundlage der physikalischen Blockadresse und der Sektoradresse,

dadurch gekennzeichnet, daß

die von außerhalb zugeführte Adresse eine Zylindernummer, eine Kopfnummer und eine Sektornummer ist, die in die logische Blockadresse und die Sektoradresse in diesem Speicherblock umgewandelt werden;

jeder Block Reservesektoren aufweist und mit jedem in einem Sektor innerhalb des Blocks gespeicherten Datum eine entsprechende Sektoridentifikation gespeichert wird, welche die Position eines Sektors innerhalb des Blocks angibt;

die Zugriffeinrichtung (3, 4, 5A) ferner derart angeordnet ist, daß Sektordaten innerhalb des Blocks durch Schreiben neuer Sektordaten mit der entsprechenden Sektoridentifikation in einen Reservesektor eines Blocks aktualisiert werden, und dann, wenn kein Reservesektor verfügbar ist, alle effektiven Sektoren des Blocks und der neue Sektor in einen anderen Block, welcher sich in dem gelöschten Zustand befindet, neu geschrieben werden und der alte Block gelöscht wird.

2. Flashspeicherplatte nach Anspruch 1, bei der die Zugriffeinrichtung (3, 4, 5A) eine logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle (5A) zum Umwandeln von logischen Blockadressen in physikalische Blockadressen durch Bezugnehmen auf die logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle aufweist.

3. Flashspeicherplatte nach Anspruch 2, bei der die Zugriffeinrichtung (3, 4, 5A) eine Flashspeicherplatten-Steuerschaltung (3) zum Umwandeln der Zylindernummer, der Kopfnummer und der Sektornummer in eine logische Sektoradresse und einen Mikroprozessor (4) zum Umwandeln der logischen Sektoradresse in die logische Blockadresse und die Sektoradresse aufweist.

4. Flashspeicherplatte nach Anspruch 3, bei der dann, wenn die logische Sektoradresse LSA ist, die Zylindernummer C ist, jeder Zylinder HpC Köpfe hat, die Kopfnummer H ist, jeder Kopf SpH Sektoren hat, und die Sektornummer S ist, LSA = (C · HpC + H) · SpH + S - 1 ist.

5. Flashspeicherplatte nach Anspruch 3, bei der dann, wenn die logische Blockadresse LBA ist, die logische Sektoradresse LSA ist, und jeder Block SpB Sektoren hat,

LBA = LSA/SpB

ist und jeder Rest einer Sektoradresse SA innerhalb eines Speicherblocks entspricht.

6. Flashspeicherplatte nach Anspruch 2, bei der die logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle (5A) logische Blockadressen und physikalische Blockadressen in einer Eins-zu-eins-Entsprechung speichert.

7. Flashspeicherplatte nach Anspruch 6, bei der die logische/physikalische-Blockadressen-Umwandlungstabelle (5A) in einem zweiten elektrisch wiederbeschreibbaren nichtflüchtigen Flashspeicher gespeichert ist.

8. Flashspeicherplatte nach Anspruch 7, bei der der zweite elektrisch wiederbeschreibbare nichtflüchtige Flashspeicher einen Teil des elektrisch wiederbeschreibbaren nichtflüchtigen Hauptflashspeichers (6) umfaßt.

9. Flashspeicherplatte nach Anspruch 7, bei der der zweite elektrisch wiederbeschreibbare nichtflüchtige Flashspeicher von dem elektrisch wiederbeschreibbaren nichtflüchtigen Hauptflashspeicher getrennt ist.

10. Flashspeicherplatte nach Anspruch 7, bei der jeder Speicherblock einen Blockidentifikationsbereich zum Speichern der logischen Blockadresse des Speicherblocks und zumindest eines Sektors aufweist.

11. Flashspeicherplatte nach Anspruch 10, bei der jeder Sektor einen Sektoridentifikationsbereich zum Speichern eines Sektor- Ungültig-Flags, eines Sektor-in-Verwendung-Flags und der Sektoradresse sowie einen Sektordatenbereich zum Speichern von Daten aufweist.

12. Flashspeicherplatte nach Anspruch 11, bei der jeder Sektoridentifikationsbereich zu einem Sektordatenbereich in einem Speicherblock benachbart ist.

13. Flashspeicherplatte nach Anspruch 11, bei der alle Sektoridentifikationsbereiche in einem Speicherblock sequentiell zusammen in einem Speicherblock angeordnet sind.

14. Flashspeicherplatte nach Anspruch 11, bei der alle Sektordatenbereiche in einem Speicherblock sequentiell zusammen in einem Speicherblock angeordnet sind.

15. Flashspeicherplatte nach Anspruch 10, bei der der Blockidentifikationsbereich ferner eine Löschcharakteristik speichert.

16. Flashspeicherplatte nach Anspruch 15, bei der die Löschcharakteristik Löschzyklen des Speicherblocks umfaßt.

17. Flashspeicherplatte nach Anspruch 15, bei der die Löschcharakteristik eine Löschzeit des Speicherblocks umfaßt.

18. Flashspeicherplatte nach Anspruch 15, bei der die Löschcharakteristik Impulse umfaßt, die zum Löschen des Speicherblocks erforderlich sind.

19. Flashspeicherplatte nach Anspruch 1, ausgelegt zur Verwendung mit konventionellen Speicherzugriffsignalen, die eine Speicheradresse eines Festplattenspeichers hinsichtlich einer Zylindernummer, einer Kopfnummer und einer Sektornummer des Festplattenspeichers angeben, wobei jeder Sektor eine feste Speicherkapazität hat.