TW201234177A - Data access method, and memory controller and memory storage apparatus using the same - Google Patents

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201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 法，且特別是有關於 可複寫式非揮發性記 本發明疋有關於一種資料存取方 一種用於透過多個執行緒模組的存取 料存取方法及使用此方法的記憶體控制 憶體模組的資料名 記憶體儲存裝置。 使得增來:成=式 非揮發性 5己憶體(rewritable non-volatile

y王口口，狀，萆圮型電腦。固態硬 就是-種以快閃記憶體作為儲存媒體的儲存褒置。因此 近年快閃記憶體產業成為電子產業中相t朗的一環。 可複寫式非揮發性記憶體儲存裝置具有多個實體區塊 (physical bloCk)，且每—實體區塊具有多個實體頁面 (physicai page) ’ Μ在實醜塊中寫人資料時㈣依據實 體頁面的順序依序地寫H此外，已被寫人資料之每 體頁面並S先被抹除後才能再次用於寫人資料。特別是， 實體區塊η為抹除之最小單位，並且實體頁面為程式化(亦稱 寫入)的最小單元。因此，在快閃記憶體儲存系统的管理 中，實體區塊會被區分為資料區與閒置區。 資料區的實體區塊是用以儲存主機系統所儲存之資 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.d〇c/ti 來Ϊ ’記憶體管理電路會將主機系統所存取的邏 址轉換為邏輯區塊的邏輯頁面並且將邏輯區塊的 =j映^貝料^的實體區塊的實體頁面。也就是 2)?如’記憶體管理電路會使用邏輯區塊-實體區塊映 輯區塊與資料區的實體區塊的映射關係，其 頁面是依序的對應所映射之實體區塊 呈實體區塊是用以輪替#料區中的實體區塊。 德:，已寫入資料的實體區塊必須被抹除 用μ再★用於寫人#料，而閒的實體區塊是被設計 :寫入更新貧料以替換原先映射邏輯區塊的實體區塊。 ==在隱區中的實體區塊為空或可使㈣區塊，即無 5己錄資料或標記為已沒用的無效資料。 由於資料區的實體區塊與閒置區的實體區塊是以輪替 =來以儲存主機系統所寫人的資料。為了能夠讓主機系 —丨貞·存㈣輪㈣式儲存㈣的實魏塊，可複 寫式非揮發性賴贿存㈣纽供邏龍塊並且將主機 糸統所存取之邏財純崎叙此㈣無塊内之邏輯 頁面。具體來說，可複寫式非揮發性記憶體儲存裝置會將 主機所存取的賴存取健㈣至縣的雜區塊，並且 透過在邏輯區塊-實體區塊映射表(logical blockphysical block mapping table)中記錄與更新邏輯區塊與資料區的實 S. 5 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 體區塊之_映射關縣反映實魏塊的 機僅需依據邏輯存取位址進行存取，而 統:依據，區塊-實體區塊映射表在所映射 上進行貧料的讀取或寫人。 Μ㈣塊 具體來說’當主機系統欲將資料儲存於—邏 址時’快閃記.it雜射、統的控制電路 邏輯區塊’從間置區中提取-實體區 新貝料日寫人至從閒置區中提取的實體區塊（亦忠 體區塊），以替換原先映射此邏輯區塊 ;二 區塊。之後，當主二= 存編須進 之邏輯區塊的有效資料合併(即體區塊 都合併至-個實體區塊中㈣於此私區塊的資料 例如，在資料合併過程中，可複 儲，置:將母實體區塊内的有效資料複製到子實= 塊，並且將此邏輯區塊重新映射至子實體區塊(即，此 體區塊將被_至資_。料， & 置會將原本資料區的母實體區塊進行抹除並= 至閒置區。 隨著-個邏輯區塊的容量越來越大 狀更長的時間來進行上述St 併私w订下-個寫人指令。此外，當記憶體儲存裝 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n

置僅被配置一個資料匯流排來連接控制電路與可複寫式非 揮發性S己憶體模組並且多個執行緒模組被配置來存取此可 複寫式非揮發性記憶體模組時，由於此些執行緒模組是共 用-個資料匯流排來傳輸資料，因此使得執行寫人指令的 =需時間更長。例如’倘若以f景方式處理㈣的存取的 背f執行緒觀正在執行上述資料合併程相s人資料並 且前景執行緒模組接收到主機系統的寫入指令時，前景執 打，模組必縣待背景執行緒歡完成㈣合併程序之後 才能執行此g人指令。制是，前純行緒觀在執行此 寫入指令之前可能亦需先執行資料合併程序，因此，執行 =入指令所需的時間會變的相當長，使得前景執行緒模 ，.且‘、、'法即時回應主機系統，而造成逾時(time㈣問題。 【發明内容】 ，發明提供—㈣料存取方法、記憶體控制器與記憶 裳置’其能夠在以多執行緒存取非揮發性記憶體模 ，、且的架構下避免逾時問題。 _實施例提出—種#料存取方法，用於透過 二粗執行緒模組在—可複寫式非揮發性記,_模組上存取 此可複g式雜發性記憶雜組具有多個實體區塊 ^體區塊具有依序排列的多個實體頁面，此些執 組包括第—執行緒模組與第二執行緒模組，第二執 r F =組執仃T寫人指令以將多個頁面資料寫人至此些實 °°之中的第—實體區塊中。本資料存取方法包括指派

S 7 201234177 10-0036 36499twf.doc/n 一存取執行權給此第二執行緒模組並且藉由此第執 模組將上述頁面資料之中預定數量的頁面資上= 匯流排寫入至第二實體區塊的預定數量之實體頁面中，其 中第一執行緒模組在將預定數量的頁面資料經由資料匯流 排寫入至第二貫體區塊之後釋放此存取執行權並且此預定 數里〗於任一貫體區塊所具有的頁面數。本資料存取方法 也匕括在第一執行緒模組釋放此存取執行權之後，判斷是 否接收到應由第一執行緒模組所執行之存取指令。本資料 存取方法還包括，當判斷接收到應由第一執行緒模組所執 /于=存，扣々時，指派此存取執行權給第—執行緒模組並 且藉由第一執行緒模組在此些實體區塊之中的第一實俨區 =執行此存取指令，其中第—執行緒模組在執行此^ 才曰々之後釋放此存取執行權。 在本發明之—實施例中，上述之資料存取方法更包 —執行_轉放存取執行權之後，指派上述存 述頁：執行緒模組並且藉由第二執行緒模纽將上 中的另—預定數量的頁面資料經由上述資料 广排寫人至第二實體區塊的另__預定數 :，其中第二執行緒模組在將預定數量的頁面資 料匯流排寫人至第二實體區塊之後釋放此存取由貝 括：實關巾’以之資料耗方法更包 取執行權給第二執行緒模組 執仃緒模組將此些頁面資料之中的另-預定數 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 料經由貧料匯流排寫入至第二實體區塊的另一預定數量的 實體頁面中，其中第二執行緒模組在將頁面資料經由資料 匯流排寫入至第二實體區塊之後釋放此存取執行權。 在本發明之一實施例十，上述之資料存取方法更包 括：配置多铺輯區塊以映射至少部分的實體區塊；將此 些邏輯區額分為-第—分魏與H龍；藉由第 -執行緒模組獨立地存取映射第—分割區之^1輯區塊的實 體區塊；以及藉由第二執行緒模域立地存取映射分 副區之邏輯區塊的實魏塊’其中第—實體區塊映射第一 分割區之邏輯區塊的其中之―，並且第二實體區塊映射第 一分割區之邏輯區塊的其中之一。 在本發明之-實施例中，上述之㈣麵方法 括：，由第-執行緒處理第—指令；以及藉 =模組處理第二指令，其中當第―指令及第二指令皆帝 令第―指令優先於第高並且上述存取指令i 本發明範例實施例提出一種資料存 多個執行緒模組在可複寫式非揮==且=過 料’此可複寫式非揮發性記憶體模组具有多個貧 :每产區塊具有依序排列的多個實體頁面，==並 啫广括第一執行緒模組與第二執行緒模組，第：執;: 區塊之中的第二實趙區塊些實體 些頁面資料之中尚未被寫人的頁面資料的數目=== ^1- 9 201234177 1"ϋ^υ-2υΐ〇-〇〇36 36499twf.d〇c/n 汉門檻值。本資料存取方法還包括，當判斷此些頁面資料 之中尚未被寫入的頁面資料的數目小於此預設門檻值時， 則指派此存取執行權給第二執行緒模組並且藉由第二執行 緒模、、且將此些頁面貢料之中尚未被寫入的頁面資料經由資 ^匯^_排寫人至第二實體區塊中。本資料存取方法亦包 ^酬此些頁面資料之中尚未被寫人的頁面資料的數 -tr此預針m值時，則判斷是否接收到應由第一執 订緒核、，且所執行之存取指令。本 模^由此=給第—執行緒模組並且藉由此第一執行緒 匯流排在此些實體區塊之中的第-實體區 指令二=:執::第一執行緒模組在執行此存取 指派施例中，上述之資料存取方法更包括 .组將藉由第二執行绪模 r八至第，區 第二執行緒模組在將預定數量的頁面中 t實體區塊之後釋放此存取執行權。：此 預設門插值的步驟是在第二執行緒小於 之後被執行。 、釋放此存取執行權 在本發明之—實施射，當第— 行緒模組皆需被執行時，第一執行緒模組是== 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 行，並且第二執行緒模組是以背景模式執行。 本發明範例實施例提出一種記憶體控制器，用於控 可複寫式非揮發性記憶體模組，其中此可複寫式 記憶體模組具有多個實體區塊，並且每一實體區塊具 序排列的乡個實體頁面。本雜餘繼包括記憶體介、 與記憶體管理電路。記憶體介面用以_至可複寫式非 發性記憶龍組。記減管理電路輕接至記題介面，並 且用以執行-寫人指令以將多個頁面資料寫人至此些實 區塊之中的第二實舰塊中。在此’記憶體管理電路包括 第-執行緒模組、第二執行緒模組以及_至此第一執 緒模組與第二執行緒模組的資源分配模組。 ^指派存取執行權給第二執行緒模組並料二執行= ^此些頁面資料之中的預定數量的頁面資料經由一資料 ^排寫人至第二實體區塊的預定數量的實體頁面中，、且 組在將預缝量的頁面㈣經由資料匯流 以二實體區塊之後釋放此存取執行權並且 到、於任-實顏塊有的頁錢。 :模組釋放此存取執行權之後，資源分配模二= 由第—執行緒模組所執行之存取指令。並且，當判 ，收到應由第-執行__執行之存取指令時，此資 執ί=組指派此存取執行權給第-執行緒模組並且第-組經由資料匯流排在此些實體區塊之中的第一實 存取指令之後釋纽錄執=第執⑽触在執行此 11 201234177 10-0036 36499twf.doc/n hi本發明之—貫施例t，在第—執行緒模組釋放上述 ^執，之後，上述之資源分配指派此存取執行^ 中口 =執行緒模組並且第二執行緒模組將此些頁面資料之 ί 頁面資料經由上述資料匯流排寫入至 弟-實體區塊的另-預定數量的實體頁面中，盆 將此預定數量的頁面資料經由此資料匯流_ 第一Λ體區塊之後釋放此存取執行權。 ·'' 行铁it發明之—實施例中’當判斷未接收到應由第一執 ^^所執行之存取指令時，上述之資源分配模組指派 ^權給第二執行緒模組並且第二執行緒模組將此些 流排的：一預定數量的頁面資料經由上述資料匯 龙=入至苐二實體區塊的另一預定數量的實體頁面中， 料組在將此預定數量的頁面資料經由此資 匯々,L排寫入至第二實體區塊之後釋放此存取執行權。 多個、之—實闕巾’上叙記賴管理電路配置 二==射至少部分的上述實體區塊並且將此些 U刀為第-分割區與第二分割區。在此，第 二轉第一分之邏輯區塊的實體區 輯祕一執仃緒模組獨立地存取映射第二分割區之邏 塊，其中第-實體區塊映射第-分割區之 之邏輯區塊的其=_:並且第二實體區塊映射第二分割區 可複例提出—種記憶_]器，用於控制 寫式非揮發性記憶體模組，其中此可複寫式非揮發性 12 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n s己憶體模組具有多個貫體區塊’並且每一實體區塊具有依 序排列的多個實體頁面。本記憶體控制器包括記憶體介面 與圮憶體官理電路。記憶體介面用以耦接至可複寫式非揮 發性記憶體模組。記憶體管理電路耦接至記憶體介面，並 且用以執行一寫入指令以將多個頁面資料寫入至此些實體 區塊之中的第二實體區塊中。在此，記憶體管理電路包括 第一執行緒模組、第二執行緒模組以及耦接至此第一執行 緒模組與第二執行賴組的資源分配模組0 #源分配模組 判斷此些頁面資料之中尚未被寫人的f面資料的數目是否 小於一預設門檻值。並且，當判斷此些頁面資料之中尚未 被寫入的1面資料的數目小於預設門難時，資源分配模 組指派此存取執行權給第二執行緒模組並a第二執行緒模 組f此些頁面資料之中尚未被寫人的頁面資料經由此資料 排寫入至第二實體區塊中。另外，當判斷此些頁面資 之中尚未被寫人的頁面資料的數目非小於預設門 ^資t配模組會判斷是否接收到應由第—執行緒模組 槿也^取指令。並且，當判斷接收到應由第—執行緒 =3 存取指令時，資源分配模組指派此存取Μ 排订緒核組並且第—執行緒模組經由此資料匯流 人，盆體區塊之中的第·"實體區塊上執行此存取指 ‘執;亍權第一執行緒I组在執行此存取指令之後釋放此存 取執 ^ π弟一執行緒模組並且第二執行緒模組將此些頁

S 13 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 面資料之中的預定數量的頁面資料經由一資料匯流排寫入 至第二實體區塊的預定數量的實體頁面中，其中第二執行 緒模組在將預定數量的頁面資料經由資料匯流排寫入至第 二實體區塊之後釋放此存取執行權。此外，資源分配模組 在第二執行緒模組釋放此存取執行權之後，判斷此些頁面 貧料之中尚未被寫入的頁面資料的數目是否小於上述預設 門播值。 在本發明之-實施例中，上述第一執行緒模組用以處 理第一扣令，並且第二執行緒模組用以處理第二指令，其 中當第-指令及第二指令皆需被處理時，第—指令優先於 第二指令。並且，上述之存取指令屬於第—指令。、 本發明範例實施例提出—種記憶體儲存展置， 上述:複寫式非揮發性記憶體池與上述記憶體控制器括 土於上述，本發明範例實施例的資料存取 體控制器與記憶體儲存裝置A 27 5己憶 取非揮發性記憶體模組可多執行緒存 【實施方式】 [第一範例實施例] 範例實施例繪示 主機系統與 圖1A是根據本發明第一 記憶體儲存裝置。 請參照圖1A，主機系統 1000 一般包括電腦1100與輸 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 入/輸出（input/output，I/O)裝置1106。電腦1100包括微處 理器 1102、隨機存取記憶體(random access memory, RAM) 1104、系統匯流排ii〇8與資料傳輸介面ul〇。輸入/輸出 裝置1106包括如圖1B的滑鼠1202、鍵盤12〇4、顯示器12〇6 與印表機1208。必須瞭解的是，圖1B所示的裝置非限制輸 入/輸出裝置1106,輸入/輸出裝置1106可更包括其他裝置。 在本發明實施例中，記憶體儲存裝置1〇〇是透過資料 Φ 傳輸介面1H0與主機系統1000的其他元件耦接。藉由微 處理器1102、隨機存取記憶體1104與輸入/輸出裝置11〇6 的運作可將寅料寫入至記憶體儲存裝置1 〇〇或從記憶體儲 存裝置100中讀取資料。例如，記憶體儲存裝置1〇〇可以 是如圖1B所示的隨身碟1212、記憶卡1214或固態硬碟 (Solid State Ddve, SSD)1216等的非揮發性記憶體儲存裝 置。 一般而言，主機系統1000可實質地為可儲存資料的任 意系統。雖然在本範例實施例中，主機系統1000是以電腦 • 系統來作說明，然而，在本發明另一範例實施例中主機系 統1000可以是數位相機、攝影機、通信裝置、音訊播放器 或視訊播放器等系統。例如，在主機系統為數位相機(攝影 機)1310時，非揮發性記憶體儲存裝置則為其所使用的

卡 1312、MMC 卡 1314、記憶棒(memory stick)1316、CF 卡1318或嵌入式儲存裝置1320(如圖ic所示卜嵌入式儲 存裝置1320包括嵌入式多媒體卡（Embedded eMMC)。值得-提的是，獻式多媒體卡是直接搞接於主 15 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 機系統的基板上。 圖2是繪示圖1A所示的記憶體儲存裝置的概要方塊 圖。 5月參如圖2 ’ s己憶體儲存裝置1〇〇包括連接写102、 記憶體控制器104與可複寫式非揮發性記憶體模組1〇6。 在本範例實施例中，連接器102為安全數位(Secure Digital，SD)介面連接器。然而，必須瞭解的是，本發明不 限於此，連接器102亦可以是通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)連接器、電氣和電子工程師協會(難㈣〇f

Electrical and Electronic Engineers，IEEE) 1394 連接 p、高 (Peripheral Component Interconnect Express，PCI Express)連接器、序列先進附件（se制

Advaneed Teehnobgy Attachment，SATA)連接器、記情樁 (Memory Stick, MS)介面連接器、多媒體儲存 Mecha Card，MMC)介面連接器、小型快閃(c〇mpact服啦 CF)介面連㈣、整合式_電子介面伽聊㈣以心 Electronics，IDE)連接器或其他適合的連接器。 s己憶體控制器104用以執行以硬體型式或拿刃體型式實 作的夕個邏輯閑或控制齡，並且根據主機系統 1000的指 々在可複料非揮發性記㈣ 入、讀取與抹除等運作。 貝叶幻馬 可複寫式非揮發性記憶體模@ 1G6是麵接至記憶體控 104 ’並且用以儲存主機系統觸〇所寫入之資料。特 別疋’可複寫式非揮發性記憶體模组1〇6是經由單一資料 201234177 PSPD-2010-0036 36499tw£doc/n 匯流排106a耦接至記憶體控制器i〇4。 可複寫式非揮發性記憶體模組106具有實體區塊 310(0)〜310(R)。每一實體區塊分別具有複數個實體頁面， 其中屬於同一個實體區塊之實體頁面可被獨立地寫入且被 同時地抹除。例如，每一實體區塊是由128個實體頁面所 組成。然而’必須瞭解的是’本發明不限於此，每一實體 區塊是可由64個實體頁面、256個實體頁面或其他任意個 實體頁面所組成。 ® 更詳細來說，實體區塊為抹除之最小單位。亦即，每 一實體區塊含有最小數目之一併被抹除之記憶胞。實體頁 面為程式化的最小單位。即，實體頁面為寫入資料的最小 單位。然而’必須瞭解的是，在本發明另一範例實施例中， 寫入資料的最小單位亦可以是扇區(Sector)或其他大小。每 一實體頁面通常包括資料位元區D與冗餘位元區R。資料 位元區D用以儲存使用者的資料，而冗餘位元區R用以儲 存系統的資料（例如，錯誤檢查與校正碼）。 • 在本範例實施例中，可複寫式非揮發性記憶體模組 106為多階記憶胞(Multi Level Cell, MLC)NAND快閃記憶 體模組。然而，本發明不限於此，可複寫式非揮發性記憶 體模組106亦可是單階記憶胞（Single Level Cell, SLC)NAND快閃記憶體模組、其他快閃記憶體模組或其他 具有相同特性的記憶體模組。 圖3與圖4是根據本發明第一範例實施例所繪示的管 理實體區塊的示意圖。 5 17 201234177 FSF D-2010-0036 36499twf.doc/n 請參照圖3，記憶體控制器104會將實體區塊 310(0)〜310(R)邏輯地分組為資料區502、閒置區5〇4、系 統區506與取代區508。 邏輯上屬於資料區502與閒置區504的實體區塊是用 以儲存資料。具體來說，資料區502是已儲存資料的實體 區塊’而閒置區504的實體區塊是用以替換資料區502的 實體區塊。因此，閒置區504的實體區塊為空或可使用的 實體區塊’即無記錄資料或標記為已沒用的無效資料。也 就是說’在閒置區504中的實體區塊已被執行抹除運作， 或者當閒置區504中的實體區塊被提取用於儲存資料之前 所長:取之貫體區塊會被執行抹除運作。因此，閒置區504 的實體區塊為可被使用的實體區塊。 邏輯上屬於系統區506的實體區塊是用以記錄系統資 料，其中此系統資料包括關於可複寫式非揮發性記憶體模 組的製造商與型號、可複寫式非揮發性記憶體模組的實體 區塊數、每一實體區塊的實體頁面數等。 一邏輯上屬於取代區508中的實體區塊是用以取代壞實 體區塊。例如，非揮發性記憶體模組1〇6於出廠時會預留 4/〇的實體區塊作為更換使用。也就是說，當資料區5〇2、 閒，區504與系統區506中的實體區塊損毁時，預留於取 代區508中的實體區塊會被用來取代損壞的實體區塊。因 此’偶若取代區中仍存有正常之實體區塊且發生實體 J塊^毁時’記憶體控制器1(H會從取代區娜中提取正 私的Λ體區塊來更換損毁的實體區塊。倘若取代區5〇8.中 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 無正常之實體區塊且發生實體區塊損毀時，則記憶體控制 器1〇4會將整個記憶體儲存裝置100宣告為寫入保護(write protect)狀態，而無法再寫入資料。 、特別是’資料區502 '閒置區5〇4、系統區5〇6與取 代區通之實體區塊的數量會依據不同的記憶體規格而有 所不同。此外，必須瞭解的是，在記憶體儲存裝置削的 運作期間，實體區塊關聯至資料區5〇2、閒置區5〇4、系统 φ 區506與取代區的分組關係會動態地變動。例如，當 閒置區504中的實體區塊損壞而被取代區的實體區塊取代 時，則原本取代區508的實體區塊會被關聯至閒置區5〇4。 —請參照圖4，如上所述，資料區5〇2與閒置區5〇4的 實體區塊是以輪：#方式來儲存主機纽1GGG所寫入之資 料。在本範例實施例中，記憶體控制器1〇4會配置邏輯區 塊510(0)〜510(H)以映射以上述輪替方式來儲存資料之實 體區塊。特別是，記憶體控制器1〇4會將邏輯區塊 510(0)〜510(H)劃分為包含邏輯區塊51〇(〇)〜51〇(L)的第一 _ 分割區610與包含邏輯區塊510(L+1)〜510(H)的第二分割 區 620。 在此’第一分割區610是用以提供給主機系統1000 識別與一般存取的分割區。例如，當記憶體儲存裝置1〇〇 耦接至主機系統1000時，在信號交換(handshaking)之後主 機系統1000就會識別記憶體儲存裝置1〇〇為大容量儲存類 別並且可存取空間為第一分割區610。 例如，記憶體控制器1〇4會將邏輯區塊51〇(〇)〜51〇(L) 201234177 rsrL>-2Ul0-0036 36499twf.doc/n 的邏輯頁面映射至主機系統1000所存取的邏輯存取位址 710(0)〜710(M)，以利主機系統1〇〇〇來存取資料。例如， §己憶體控制裔104會初始地將第一分割區邏輯區塊 510(0)〜510(L)映射至屬於資料區5〇2的實體區塊。具體來 說，當記憶體儲存裝置1〇〇被完成製造時，邏輯區塊 510(0)〜510(L)分別地映射至資料區502的實體區塊 310(0)〜310(L)。也就是說’ 一個邏輯區塊會映射資料區 中的一個實體區塊。在此，記憶體控制器1〇4會建立邏輯 區塊-實體區塊映射表(logical block_physical bl〇ck咖咖叩 table)，以記錄邏輯區塊與實體區塊之間的映射關係。也就 是說，記憶體控制器104會將主機系統1000欲存取的邏輯 存取位址轉換成對應之邏輯區塊的邏輯頁面’由此透過查 詢邏輯區塊-實體區塊映射表於實體頁面中存取資料。 第二分割區620是屬於特定應用之儲存區。例如，在 本發明一範例實例中，第二分割區620是用於存放經過複 雜之加解密機制（例如，符合聯邦資訊處理標準（F^eral

Information Processing Standards，FIPS) 140-2 的第三等級戋更 高等級或者符合EMV EL的第三等級或更高等級的加l 機制)所加密的安全資料，並且主機系統1〇〇〇僅能透過& 定溝通軟體與身份識別才能存取儲存於第二分割區62〇的 資料。也就是說，當記憶體儲存裝置1〇〇耦接至主機系統 1000時，主機系統1〇〇〇的槽案系統無法識別出第二^叫 區620的存在。例如，第二分割區62〇的儲存空間;^為 智慧卡(smart card)應用程式的資料儲存區，其中主機系統 201234177 PSPD-2010-003 6 36499twf.doc/n 1000必須使用此智慧卡應用裎式且通過身份認證後方可 存取第二分割區620中的安全資料。 圖5〜圖7是根據本發明第一範例實施例所繪示的寫 入資料的範例。在此，是以寫入資料至第一分割區61〇的 邏輯區塊為例來進行說明，然而，其運作方式亦適用於寫 入資料至第二分割區620的邏輯區塊。 請同時參照圖5〜圖7，例如，在邏輯區塊51〇(〇)是映 射至貫體區塊310(0)的狀態下，當記憶體控制器1〇4從主 機系統1000中接收到寫入指令而欲寫入資料至屬於邏輯 區塊510(0)的邏輯頁面時，記憶體控制器1〇4會依據邏輯 ^塊-實體區塊映射表識別邏輯區塊训⑼目前是映射至 實體區塊310(0)並且從間置區5〇4中提取實體區塊 310(D+1)作為替換實體區塊來輪替實體區塊⑼。缺 而，當記憶體控制器、1〇4將新資料寫入至子實體區塊 310(D+1)的同時，記憶體控制器1〇4不 的所有有效資料搬移至實體區塊释;而抹= _ . ^ 31〇(〇)。具體來說’記憶體控制器104會將實體 欲寫人實體頁面之前的有效資料(即，實體區 ()的第0實體頁面與第】實體頁面中的資 圖5，二31。_)的第G實體頁面與第1實體頁面中、(如 且將新資料寫人至實體區塊的第 即體頁面中(如圖6所示）。此時，記憶體控制器H)4 可= 。因為實體區塊31〇(〇)中的有效資料有 才呆作(例如，寫入指令）中變成無效， 因此立刻 *-ι 21 201234177 1-^0-2010-0036 36499twf.doc/n 將實體區塊310(0)中的其他有效資料 == = ;謂的搬移。此外，資料二: 寫入至實體區塊_實體頁面，因此，記憶體控制器⑽ 僅會先搬移欲寫人f體;^之前的纽資料(即 體區塊3H)⑼的第〇實體頁面與第〇實體頁面 且暫不搬移其餘有效資料(即，儲存在實體 5〜(K-1)實體頁面中資料）。 、乐

…在本範例實施例中，暫時地維持此等暫態_的運作 稱為開啟(open)母子區塊’並且原實體區塊(例如，上述 體區塊310(0))稱為母實體區塊而替換實體區塊(例如，上 述與實體區塊310(D+1))稱為子實體區塊。

之後，當需要將實體區塊31〇(〇)與實體區塊31〇(D+1) 的資料合併(merge)時，記憶體控制器1〇4會將實體區塊 310(0)與貝體區塊31〇(D+l)的資料整併至一個實體區塊， 由此提升實體區塊的使用效率。在此，合併母子區塊的運 作稱為資料合併程序或關閉(close)母子區塊。例如’如圖 7所示，當進行關閉母子區塊時，記憶體控制器1〇4會將 實體區塊310(0)中剩餘的有效資料（即，實體區塊31〇(〇) 的第5〜(K-1)實體頁面中的資料）複製至替換實體區塊 31〇(D+l)的第5實體頁面〜第(K-1)實體頁面中，然後對實 體區塊310(0)執行抹除操作並將抹除後之實體區塊31〇(〇) 關聯至閒置區504，同時，將實體區塊310(D+1)關聯至資 料£ 502。也就疋§兌，§己憶體控制器1〇4會在邏輯區塊_實 體區塊映射表中將邏輯區塊510(0)重新映射至實體區塊 22 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 置區的實體區塊 310(D+1)。此外，在本範例實施例中，記憶體控制哭 會建立閒置區實魏塊表(未繪示)來記錄目前被關聯至閒 值得-提的是’閒置區504中實體區塊的 的，基此，在s己憶體儲存裝置1〇〇運作期間，開啟之 區塊的組數亦會受到限制。因此，當記憶體儲存襄置刚 接收到來自於主機系統麵的寫入指令時，倘若已開

子區塊^組數達到上限時，記憶體控制器綱需關閉至少 -組目前⑽啟之母子區驗才可執行此寫入指令。 例如，在記憶體儲存裝置100為SD記憶卡的例子中， ^啟之母子區塊的组數的上限—般是設定為i。例如， 當在如圖6所示的狀態下並且記憶體控制器104從主機系 統麵巾f收到寫人指令聽S人資料至屬於邏輯區塊 510(1)的邏輯存取位址時，記憶體控制器1〇4必須先關閉 母子區塊(如圖7所示），並且之後，再㈣置區5〇4提取 一個實體區塊來開啟母子區塊(如圖5〜6所示）以完成資料 寫入。 。。圖8疋根據本發明第一範例實施例所緣示的記憶體控 制器的概要方塊圖。 請參照圖8 ’記憶體控制器104包括記憶體管理電路 202、主機介面2〇4與記憶體介面。 ，记憶體管理電路2〇2用以控制記憶體控制器1〇4的整 ^運作。具體來說’記憶體管理電路202具有多個控制指 7，並且在記憶體儲存裝置100運作時，此些控制指令會 23 201234177 PSPD-2010.0036 36499twf.doc/n 抹除等運作。 T _寫入、讀取與 θ、，本範例實施例中’言己憶體管理電路2〇2的控 :以勒體型式來實作。例如’記憶體管理二; 處理器單元(未繪示)與唯讀記憶體 /八有破 :=被燒錄至此唯讀記憶體中。當^體ϋΓΐ: 2 ’此些控制指令會由微處理器單元來執行以進 枓的寫入、讀取與抹除等運作。 、 =發明另-範例實施例中，記憶體管理電路2〇2的 控制才曰令亦可以程式碼型式儲存於可複寫式非揮發性記憶 體，組106的特定區域(例如，記憶體模組中專用於存放^ 統資料的系統區）中。此外，記憶體管理電路2〇2具有微處 理器單元(未㈣）、唯讀記憶體(讀示)及隨機存取記憶^ (二未繪示）。特別是，此唯讀記憶體具有驅動碼段，並且當 屺憶體控制器104被致能時，微處理器單元會先執行此驅 動碼段來將儲存於可複寫式非揮發性記憶體模組1〇6中之 控制指令載入至記憶體管理電路202的隨機存取記憶體 中。之後，微處理器單元會運轉此些控制指令以執行資料 的寫入、讀取與抹除等運作《此外，在本發明另—範例實 施例中，記憶體管理電路202的控制指令亦可以一硬體型 式來實作。 24 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 主機介面204是耦接至記憶體管理電路2〇2並且用以 接收與識別主機系統1000所傳送的指令與資料。也就是 說’主機系統1000所傳送的指令與資料會透過主機介面 204來傳送至記憶體管理電路2〇2。在本範例實施例中，主 機介面204是對應連接器102為SD介面。。然而，必須 瞭解的是本發明不限於此，主機介面2〇4亦可以是USB介

面、PATA 介面、IEEE 1394 介面、PCI Express 介面、SATA φ 介面、MS介面、MMC介面、CF介面、IDE介面或其他 適合的資料傳輸介面。 記憶體介面206是耦接至記憶體管理電路2〇2並且用 以存取可複寫式非揮發性記憶體模組1〇6。也就是說，欲 寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組1〇6的資料會經由記 憶體介面206轉換為可複寫式非揮發性記憶體模組1〇6所 能接受的格式。 在本發明一範例實施例中，記憶體控制器1〇4還包括 緩衝記憶體252。緩衝記憶體252是轉接至記憶體管理電 • 路202並且用以暫存來自於主機系統1000的資料與指令或 來自於可複寫式非揮發性記憶體模組106的資料了 ^ 在本發明一範例實施例中，記憶體控制器104還包括 電源管理電路254。電源管理電路254是輕接至記憶體管 理電路202並且用以控制記憶體儲存裳置1〇〇的電源。 在本發明一範例實施例中，記憶體控制器104還包括 錯誤檢查與校正電路256。錯誤檢查與校正電路256是耦 接至記憶體管理電路2〇2並且用以執行錯誤檢查斑校正程

•V 25 201234177 PSPD-201〇-〇〇36 36499twf.doc/n 序以確保資料的正雜。具體來說，#記憶體管理電路2〇2 ^主機系統麵中接收到寫入指令時，錯誤檢查與校正電 2%會為對應此寫入指令的f料產生對應的錯誤檢查與 (Error Checking and Correcting Code, ECC Code) » ϋ 且記憶體管理電路2〇2會將對應此寫入指令的資料血對應 的錯，查與校正瑪寫人至可複寫式非揮發性記憶體模= 。之後，當記憶體管理電路202從可複寫式非揮發 性記憶體模組觸中讀取資料時會同時讀取此資料對應的

錯誤，查與权正碼’並且錯誤檢查與校正電路Μ6會依據 =錯决k查與校正碼對所讀取的資料執行錯誤檢查與校正 程序。 —在本範例實施例中，記憶體管理電路2〇2包括第一執 仃緒模組282、第二執行緒模組284與資源分配模組施。 第一執行緒模組282與第二執行緒模組284是透過記 隐體介面206與資料匯流排！ 〇6a來存取可複寫式非揮發性 3己憶體模組1G6。例如，本範例實施例中，第—執行緒模

組282用以獨立地管理與存取第一分割區61〇，並且第二 執1 亍，模組284用以獨立地管理與存取第二分割區62(^ 也就疋說，在本範例實施例中，第一執行緒模組282僅能 存取第一分割區610而無法存取第二分割區620，並第二 執仃緒模組284僅能存取第二分割區620而無法存取第一 分割區610。 值得一提的是，在本發明範例實施例中，第一執行緒 模組282與第二執行緒模組284是共同地使用資料區5〇2 26 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 與閒置區504的實體區塊來寫入欲儲存於第一分割區6川 與第二分割區620之邏輯區塊的資料。因此，第— 核組282與第二執行緒模組284是使用相同的記憶體管理 規則(例如，如圖3〜7所示)來存取可複寫式非揮發; 體模組106的實體區塊。 然而，在本發明另-範例實施例中，第一執行緒模組 282與第二執行緒模組284亦可個別使用不同的記憶體管 理規則來存取可複寫式非揮發性記憶體模組1〇6的士體區 塊、。例如，可複寫式非揮發性記憶體模組1〇6的實體區二 會被區分為獨立指派給第—執行緒模組282的實體區塊與 獨立指派給第二執行緒模組2料的實體區塊，基此，第一 執行緒模組282與第二執行緒模組284就可根據本身的管 理規則來分組實體區塊以映射邏輯區塊。 例々在本發明範例實施例中，第一執行緒模組282 相對於第二執行緒模組284，是用以處理具有較嚴格的資 料處理時限要求的資料類型的指令（在此，稱為第一指 泰 々）例如第執行緒模組282用以執行是來自於主機系 、先1000的屬於安全數位卡(Secure Digital Card)指令或 MMCCM^Media Card)卡指令的存取指令，以將欲儲存 至第一分割區610的資料寫入至實體區塊或從第一分割區 =的邏輯區塊所映射之實體區塊中讀取資料。在本範例 中’第一執行緒模組Μ2肖以執行優先等級較高的 ，式‘令的模組’亦即當多卫的主機系統1Q⑻同時在處理 多個程式時’第—執行賴組Μ2在處理的程式或指令， a 27 201234177 PSPD-2010-003 6 36499twf.doc/n 會成為目前使用中的程式，亦即成為以前景(f〇regr〇und)模 式執行之模組。 例如，在本發明範例實施例中，第二執行緒模組284 相對於第一執行緒模組282，是用以處理具有較寬鬆的資 料處理時限要求的資料類型的指令(在此，稱為^二指 々）例如，弟一執行緒模組284是用以處理屬於智慧卡 (=mart Card)指令或 USB (Universal Serial Bus)指令的存取

指令。在本範例實施例中第二執行緒模組284用以執行優 先等級較低的程式指令的模組，亦即當多工的主機系統 1000同時在處理多個程式時，第二執行緒模組2料在處理 的程式或齡’是處於非制巾的程式，亦即成為以背景 _kgr_d)模式執行之模組。其中，在另一範例實施例 中’主機系統1GGG上的作業程式，只會將例如特定裝置的 控制權交予第-執行緒模組，而第二執行緒模組對此特定 裝置的控制權則會自動被釋放。

;體來說’當主_統誦透過特定智慧卡應用牙 式傳达的指令·應用程式協定資料單） (Command-Application Pr〇t〇c〇1 以仏咖，C Ap 給記 3d’記憶體管理電路2G2會識別出此智！ 订緒模組284會以背景方式來執行Μ 〜、卡扣7也就疋5兄，當第二執行緒模組284執行指令時 記憶體管理電路2G2仍會透過主機介面204接收來自^ 機系統誦的指令。例如，當第二執行緒模組284執^ 入指令以將資料寫入至映射第二分割區二 28 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 實體區塊時，記憶體管理電路2〇2仍可從主機系統1〇〇〇 中接收用以存取第一分割區610的存取指令。 資源分配模組286用以指派可複寫式非揮發性記憶體 模組106的存取執行權給第一執行緒模組282與第二執行 緒模組284。具體來說，第一執行緒模組282與第二執行 緒模組284都必須透過記憶體介面2〇6與資料匯流排1〇如 來存取可複寫式非揮發性記憶體模組1〇6，因此，為了使 • 存取通道(即，記憶體介面2〇6與資料匯流排106a)能夠輪 替地傳送第二執行緒模組282與第二執行緒模組284所下 達的指令，資齡配模組286被配置以協調存取通道的使 用權。例如’資源指派單元1〇46為即時作業系統(偏 Operation System，RTOS)。然而，必須瞭解的是，本 不限於此。 值知一提的是，在本範例實施例中，當記憶體管理電 路202接收到欲存取第一分割區61〇的存取指令，第一執 模組282必髓速完成此麵齡’㈣會發生逾時 ς題。如上所述’當第二執行緒模組284以背景方式執行 f入指令時，記憶體管理電路搬仍可能從主機系統刚 =收到欲存取第-分割區⑽的存取指令。縣第一執行 二模組282等待第二執行緒模组a% $成寫入指令後再執 仃所接收到的存取指令時，記憶體儲存裝置1〇〇可能 生逾時問題。 例如’在記憶體儲存裝置1〇〇為SD記憶卡的例子中， 仃寫入指令的時間必須小於，毫秒_liseeGnd，㈣， *«·«· 29 201234177 PSPD-2010.Q036 36499twf.doc/n 而執行讀取指令的時間必須小於i5〇 執行上述資料合併程序需耗 。:、、、' 而，一般來說’ 行緒模組282等待15() ' H如，假設第一執 令時進行㈣合併料以執行寫入指 ，250ms。再者，假設第—執行緒模組2 = : ^ 亦必定超過15Gmse π成此讀取指令的時間

為避免上述逾時問題，在本發明範 二執行緒模組284欲以背f方式例中，弟 入至•舻〜 執寫指令以將資料寫 第二二"二：，貧源分配模組286會指派存取執行權給 ίΐϊΐϋί ΐ二並且在第二執行緒模組284完成預定 /實體頁面的寫入時，資源分配模組286會要求第二 284釋放存取執行權並且判斷是否將存取執i 權才曰，底給第一執行緒模組282。

具體，說，可複寫式非揮發性記憶體模組1〇6是以實 體頁面為單元來寫入資料，因此，第二執行緒模組284會 將欲寫入的資料分成多個頁面資料並且以每-頁面資料^ 分批地被傳送至可複寫式非揮發性記憶體模組1〇6中。^ 且，在第二執行緒模組284傳送預定數量之頁面資料至可 複寫式非揮發性記憶體模組1〇6之後，資源分配模組286 會立刻要求第二執行緒模組284釋放存取執行權並且確認 記憶體儲存裝置丨00是否接收到應由第一執行模組282所 30 201234177 PSPD'2〇1〇'°036 36499twf.doc/n 的存取指令。特別是’當接收到應由第-偏-f 派3的^取指令，資源分配模組286會將存取丁執^權Ϊ 景方式所執行之寫入指令。之後，在第以背 指令完成此存取指令並且釋放存取 制莫=8t配餘Μ0會再將棘執行權指派給第二執行 將、一，以使第二執打緒模組m繼續執行寫入指令 數4的1面資㈣送給可複寫式非揮發性記憶 一才06。在本範例實施例中，預定數量為1，但必項瞭 解的是，本發明不限於此，預定數量可以是小於一個^ 區塊所具有的實體頁面的數目（即，頁面數)的任意數。、 t由於第二執行緒模組284是以背景方式來處理的寫入 指令，因此，延遲第二執行緒模組284執行寫入指令的時 間將不會造成記憶體儲存裝置100的逾時。 圖9疋根據本發明第一範例實施例所繪示之資料存取 方法的流程圖’其繪示當第二執行緒模組284以背景方式 來執行寫入指令以將多筆頁面資料寫入至實體區塊（以下 稱為第一實體區塊)時存取資料的步驟。 請參照圖9，首先，在步驟S9〇l中，將存取執行權指 派給第二執行緒模組284。 之後’在步驟S903中，藉由第二執行緒模組284將 此些頁面資料之中預定數量的頁面資料經由資料匯流排 106a依序地寫入至第二實體區塊的預定數量之實體頁面 中並且在寫入此預定數量之頁面資料之後使第二執行緒模 2 31 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.d〇c/n 組284釋放存取執行權。 然後，在步驟上 行緒模組282所執行之存取指^斷是否接收到應由第1 it若未接收到應由第—執行緒模組282所執杆 2時：則在步驟_中， 執C存取 的頁面資料是否皆已被寫人。 巧弟—貫體區塊 2右欲寫入至第二實體區塊的頁面資料之 未被寫=的頁面資料時，執行步驟S9(H。 有還 B主，Γ奴寫入至第二實體區塊的頁面資料皆已被窝入 時，結束圖9的流程。 铍寫入 偶若接收到應由第一執行緒模組282職行之存 :上二_卜將存取執行權指派給第-‘ ΓΓ 在步驟S9n中，藉由第一執行緒模組 2，射之實體區塊(以下稱為第—實體區塊)上執行此 子取私令並且在執行此存取指令之後使第一執行緒 =2釋放存取執行權。之後，步驟S9〇7會被執行。 [第二範例實施例] 本發明第二範例實施例的記憶體儲存裝置與主機系 統本質上是相同於第一範例實施例的記憶體儲存裝置與主 機統’其中差異僅在於第二範例實施例的記憶體控制器 =貧源分配模組更會根據第二執行緒模組的執行狀況來決 定存取執行權的指派。以下將利用第一範例實例的圖式與 乡考編號來說明第二範例實施例與第一範例實施例的差異 之處。 八 32 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 在第二範例實施射，當第二執行緒模组284欲以背 行寫人指令以將頁Μ料寫人至實體區塊時，資 i 撕會指派存取執行權給第二執行緒模組 特別疋，貧源分配模組286會 區塊的頁面資料之中尚未 貝枓的數目疋否小於一預設門檻值。 倘若尚未被寫入之頁面資料的數 組286會指派存取執行權給二執= 杈、、且284，並且在將此些尚未被寫入之 體區塊後再釋放存取執行權。 ，‘、·、 檻值寫^之頁面㈣的數目非小於此預設門 ί模組配模组m會指派存取執行權給第二執行 組撕完成^286會在第二執行緒模 284㈣的寫入時要求第二執行緒模組 第勃"I裙订權’並且判斷是否將存取執行權指派給 弟一執行緒模組282。。 緒模尚^ Ϊ 一執行緒模組282在等待第二執行 不會造成逾時問題時，資源分配模組 ，it接存執行權給第二執行緒模組284,直到第二 根棱印284凡成寫入指令為止。在此，預設門檻值是 ▲十二Γ -儲存裝置1G。能夠承受之最大延遲時間來估 ’第—執行緒模組284需於25〇咖内回應主機系 、、、 的寫入指令並且執行此寫入指令需耗費150ms

S 33 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 時，則最大延麟間為lGGms。倘若假設第二執行緒模組 284寫入-個頁面資料需要2ms時，則此預設門植值會被 設定為50。基此’可避免頻繁地指派_放存取執行權。 圖10疋根據本發明第二範例實施例所繪示的資料存 取方法的流程圖，躲示當第二執行緒模組284以背景方 式來執行寫人指令以將多筆頁㈣料寫人至實體區塊(以 下稱為第二貫體區塊)時存取資料的步驟。

請參關10，首先，在步驟Sl〇〇1中，將存取執行權 指派給第二執行緒模組284。 之後，在步驟S1003巾，藉由第二執行緒模組284系 此些頁面資料之中的預定數量之頁面資料經由資料匯流去 l〇6a依序地寫人至第二實體區塊的預定數量之實體頁茂 士並且在寫人此頁面資料之後使第二執行緒模組284釋方 存取執行權。 、，後，在步驟81〇〇5卜判斷是否接收到應由第 行緒杈組282所執行之存取指令。

1若未接收到應由第—執行緒模組撕所執行之存写 面二：步驟_7中’判斷欲寫入至第二實體區$ 的頁面貝料疋否皆已被寫入。 倘右欲寫入至第二實體區塊 Λ抖的數目是否小於最小門檻值。 ^^ ^ f ^ 9 # ^ ^ ^ ^ Π ^ 34 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 倘若還未被寫人的W面資料 時，則在步驟S1011 _ ’蔣左兩说_數目小於最J門松值 模組284。然後，在步驟Sl〇订，指派給第/二執行緒 2 84將還未被寫入的頁面f ’藉由第二執行緒模組 寫入至第二實體區塊並且在料匯流排腕依序地 執行緒模組撕釋放存取執^此些頁面資料之後使第二 倘若欲寫入至第二實妒p·抬 時，結束圖的流程。塊的頁面資料皆已被寫入 組中，觸接㈣應由第一執行緒模 n扣仃子取心令時，則在步驟Sl015中，將存取 給執行緒模組282 °並且，在步驟 第- 體& 282在映射之實體區塊(以下稱為 此存取指令並且在執行此存取指令 之後使第-執行緒模組282釋放存 si〇〇7會被執行。 帛 <俊步驟 ;綜上所述，在以多個執行緒來存取可複寫式 冗憶體模_架構下，本發明範例實施例的資料存ς方 法三記憶體控制n與記憶體儲存裝置能_免等候一 執行緒因等候第二執行緒而造成的逾時問題。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限— 本發明’任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不^二 本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，故本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S 35 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 【圖式簡單說明】 圖1A是根據本發明第一範例實施例繪示主機系統與 記憶體儲存裝置。 圖1Β是根據本發明範例實施例所繪示的電腦、輸入/ 輸出裝置與記憶體儲存装置的示意圖。 圖1C是根據本發明另一範例實施例所繪示的主機系 統與§己憶體儲存裝置的示意圖。 圖2是繪示圖ία所示的記憶體儲存裝置的概要方塊 圖。 · 圖3與圖4是根據本發明第一範例實施例所繪示的管 理實體區塊的示意圖。 圖5〜圖7是根據本發明第一範例實施例所繪示的寫 入貧料的蛇例。 圖8是根據本發明第一範例實施例所繪示的記憶體控 制器的概要方塊圖。 圖9是根據本發明第一範例實施例所繪示之資料存取 方法的流程圖。 籲 圖10是根據本發明第二範例實施例所繪示的資料存 取方法的流程圖。 【主要元件符號說明】 1000 .主機系統 1100 :電腦 1102 :微處理器 36 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 1104 :隨機存取記憶體 1106 :輸入/輸出裝置 1108 :系統匯流排 1110 :資料傳輸介面 1202 :滑鼠 1204 :鍵盤 1206 :顯示器 1208 :印表機 ® 1212 :隨身碟 1214 :記憶卡 1216 :固態硬碟 1310 :數位相機 1312 : SD 卡 1314 : MMC 卡 1316 :記憶棒 1318 : CF 卡 • mo:嵌入式儲存裝置 100 :記憶體儲存裝置 102 :連接器 104 :記憶體控制器 106 :可複寫式非揮發性記憶體模組 106a:資料匯流排 310(0)〜310(R):實體區塊 502 .糸統區 μ. 37 201234177 PSPD-2010-003 6 36499twf.doc/n 504 :資料區 506 :閒置區 508 :取代區 510(0)〜510(H):邏輯區塊 610 :第一分割區 620 :第二分割區 710(0)〜710(M):邏輯存取位址 202 :記憶體管理電路 204 :主機介面 206 :記憶體介面 252 :缓衝記憶體 254 :電源管理電路 256 :錯誤檢查與校正電路 282 :第一執行緒模組 284 :第二執行緒模組 286 :資源分配模組 S901、S903、S905、S907、S909、S911 :資料存取的 步驟 S10(H、S1003、S1005、S1007、S1009、S1011、S1013、 S1015、S1017 :資料存取的步驟 38

Claims (1)

1. 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 七、申請專利範圍： 可複存取方法，用於透過多個執行緒模組在〆 ^揮發性記憶體模組具有多個實體區塊，每 二依ίΓ㈣多個實體頁面，該些執行緒模組包括 =組:行-寫入指蝴多個頁面資料寫入：： 3的；第二實體區塊中’該㈣存取方法㈣： 第二=二 ==:緒r並且藉由該 緒模組在:i實體頁面中，其中該第二執行 由該資料匯二:*面貝料之中的該預定數量的頁面資料經 行權並且至該第二實體區塊之後釋放該存取執 2並且小於任—該些實體區塊所具有的頁面 祕ίίί:執行緒釋賴存取執簡之後，判斷是 =接收到應由該第-執行緒模組所執行的-存取指^!= 取指I日^斷5!^到應由該第""執行緒模組所執行的該存 以-存取執行權給該第一執行緒模組並且 之中的-第-實體區塊上執行該存取指令，其;;= 订緒桓組在執行該存取指令之後釋放該存取執行權第 S' 39 201234177 ^U-2O10-0036 36499twf.doc/n 括 2·如申請專利範圍第1項所述之資料存取方法，更包 在該第一執行緒模組釋放該存取執行權之後，指派該 存取執行權給該第二執行賴組並且藉由該第二執行绪模 頁面資料之中的另—預定數量的頁面資料經由該 ^匯流排寫人第二實舰塊⑽些實體頁面之中的 數量的實體頁面中，其中該第二執行緒模組在將 :二頁面貝料之中的該另一預定數量的頁面資料經由該 ;匯流排寫人·第二實體區塊之後釋放财取執行權。' 括：3·如巾請專利範圍第丨項所述之資料存取方法，更包 存取未接收到應由該第―執行緒模組所執行之該 且择’職派該存取執行權給.二執行緒模組並 數C 緒模刪些頁面資料之中的另-預定 的料經由該資料匯:ί”人至該第二實體區塊 該第-I *之中的另—預疋數I的實體頁面中，其中 量C莫組在將該些頁面資料之中的該另-預定數 資料匯流排寫入至該第二實體區塊之 4·如申請專利範圍第i項所述之資料存取方法更包 配置多個邏輯區塊以映射至少 區 將兮此少丨刀的該些實體區塊； :將。亥些邏輯區塊劃分為—第—分割區與—第二分害, 201234177 Fi>PD-2〇10-0036 36499twf.doc/n 藉由該第一執行緒模組獨立地存取映射該第、宝 區之該些邏輯區塊的該些實體區塊；以及 刀^ 藉由該第二執行緒模組獨立地存取映射該第-八室, 區之該些邏輯區塊的該些實體區.塊， 刀。J 其中該第-實體區塊映射該第-分割區之該 區塊的其中之-’並且該第二實體區塊映射該第二二 之該些邏輯區塊的其中之一。 刀口 .5.如申請專利範圍第丨項所述之資料存取方法，更包 括· 藉由該第一執行緒模組處理一第一指令；以及 藉由5亥第一執行緒模組處理一第二指令， -指===該第二指令皆需被處理時，該第 其中该存取指令屬於該第一指令。 ㈣® 存取方法’用於透過多個執行緒模組在一 =i 記憶體模組上存取資料，該可複寫式非 憶體模組具有多個實體區塊，每—該些實體區塊 二抽2 ?列的多個實體頁面，該些執行緒模組包括一第 與—第二執行緒模組，並城第二執行緒模 ’且士订f入指令以將多個頁面資料寫入至該些實體區塊 之的f一實體區塊中’該資料存取方法包括： 判斷该些頁面資料之中尚未被寫人的頁面資料的數 目疋1小於一預設門檻值； 富岁】斷°亥二頁面資料之中尚未被寫入的頁面資料的 41 201234177 ^SFL»-^u 10-0036 36499twf.doc/n 數目小於該預設門檻值時， 執行緒模組並且藉由該第曰派該存取執行權給該第二 中尚未被寫入的頁面資料:3=::頁面資料之 實體區塊中； 茨貝科匯流排寫入至該第二 當判斷該些頁面資料之中 數目非小於該預設門襤值時° 入的頁面資料的 一執行緒模組所執行之_存取^^疋否接收到應由該第 取指雜行之該存 中的-第-實體區塊上執行該===之 緒模，在執行該存取指令之後釋放該存取執:權，亍 括：7.如申請專利範圍第6項所述之資料存取方法，更包 第二^該 緒模組在將該預定數量的頁面資料經由該資料^二^ 至該第二實體區塊之後釋放該存取執行權， ’’’’ 其中域判_些頁面資料之+尚未 資料的數目是否小於該預設門魏的步驟面 緒模組釋放該存取執行權之後被執行。抑弟一執仃 8·如申請專利範圍帛7項戶斤述之資料存取方法，更包 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 括 在該第一執行緒模級釋 存取執行縣該第二存取執賴之後’指派該 組將該些頁面資料之巾的另由該第二執行緒模 資料匯流排寫入頁面資料經由該 ，一狀數量的實體頁面中，其中該第二3d :該些頁面資料之中的該預定數量的另一頁面資 】料匯流排寫入至該第二實體區塊之後釋放該存二 括：9.如申請專利第7賴述之㈣存取方法，更包 當判斷未接收到應由該第—執行緒模組所執該 存取指令時，指派該存取執 _ ^ ，由轉—執行緒模組將該些頁面資料之中的另 置的頁面㈣經由該龍隨排g 的兮此杳躺百=丄 土乂币—只體區塊中 μ二實體頁面之中的另一預定數量的實體頁面中盆 j二執行緒池在將該些頁面資料之中_預定數量的 另一頁面讀經由該:紐匯流排寫人至該帛 後釋放該存取執行權。 3體£塊之 10.如申料職圍第7 述之㈣存取方法 包括： 配置多個邏輯區塊以映射至少部分的該 區將該些邏輯區塊劃分為一第一分割區與—第:分割 #·ν . 43 201234177 PSFD-2010-0036 36499twf.doc/n 藉由該第一執行緒模組獨 區之該些邏輯區塊的該此 地存取映射該第—分 藉由該第二執行緒模二及 區之該些邏輯區塊的該些實體區塊存取映射該第二分割 其中該第-實體區塊映射該’ 區塊的其中之一，並且該第二每^刀割區之該些邏輯 之該些邏輯區塊的其中之一。貝髖區塊映射該第二分割區 11.如申請專利範圍第 包括： 6項所述之資料存取方法，更

   被執行時，該第-執行緒模;^是以緒模組皆需 該第二執行賴組是以-背景模式^域行’並且 12. -種記憶體控㈣，用於控制—可複 其中該可複寫式非揮發性記憶體模組具有 :會硖苜並且每—該些實體區塊具有依序排列的多 個實體頁面，§亥記憶體控制器包括：

   體模面心_至該爾式非揮發性記憶 了記憶體管理電路’轉接至該記憶體介面，其中該記 憶體官理電路用以執行—寫人指令以將多個頁面資料寫入 至該些實體區塊之中的一第二實體區塊中， 其中該記憶體管理電路包括一第一執行緒模組、一第 二執行緒模組以及耦接至該第一執行緒模組與該第二執行 緒模組的一資源分配模組， 44 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 其中該資料指派電路用以指派—存取執行權給 二執打緒模組並且該第二執行緒模組將該些頁面資料之 的-預定數量的頁面資料經由一資料匯流排寫入 實體區塊中的該些實體頁面之中的一預定數量的實體 中，其中該第二執行緒模組在將該預定數量面 ㈣資料匯流排寫入至該第二實體區塊之後釋; g權並且_定數量小於任—該些實體區塊所具有的頁面 在該第二執行緒模組釋放該存取執 ===接收到應-第-執行緒二= 取指= 執行之該存 鈾耔祕抬知杜 模、、且晶派該存取執行權給該第一 些實趙區塊之中Ϊί ^執ί緒模組經由該㈣匯流排在該 中二執其 行權。 做4存取指令之後概該存取執 二圍第/2項所述之記憶體控制器， 嘗馮二 Μ 執行緒模組釋放該存取執行權之後， 貧源分配模組指派該存取執行權給 ^仃^後違 :第Ϊ執行緒模組將該些頁面資料‘中的另:預定 頁面資料經由該資料in Μ力預疋數里的 實體頁面之中的另一預二數：=該第二實體區塊的該些 執行緒模組在將該體頁面中，其中該第二 -貝面貝枓之中的該另一預定數量的頁 5 45 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 面資料經由該資料匯、户M亩 該存取執行權。L排寫入至該第二實體區塊之後釋敌 立中圍第12項所述之記憶體控制器， 之該存取指令時，則哕資、爲八弟執订>、者杈組所執行 里、頁面貝料經由該資料匯流排寫入至 體頁面中’其，該第二執行緒模 菌一實體4經由該資料匯流排寫入至該 第-貫體£塊之後釋放該存取執行權。 1主4 15. 如申請專利範圍第12項 其中該記憶體管理電路配置多^二、1益’ 少部分的該4b實體區媸#日Μ 、輯區塊以映射至 分割區與獻將轉邏魅關分為-第- 區之該些邏輯區塊的H實H地存取映射該第—分割 區之存取映射該第二分割 其中該第一實體區塊映射該第— 區塊的其中之-，並且該第二實體第區塊;^區之該些邏輯 之該些邏輯區塊的其中之一。紅塊映射該第二分割區 16. 如申請專利範圍第12項所述 中當該第-執行緒模組及該第二執 1 ’盗’其 吼仃緒榼組皆需被執行 46 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n ，，該第-歸緒驗是以―前景㈣ 執行緒模組是以一背景模式執行。 並^弟一 Π· 一種記憶體控制器，用於控制 性記憶體模組，其中該可複寫式非脉式非揮發 多個杏邦# 非揮發性記憶體模組具有 夕個貝體&塊’並且母-該些實體區塊具有依 個實體頁面，該記憶體控制器包括： 、夕 一記憶體介面，用_接至料 體模組；以及 、开评A i生U己憶 -記憶體管㈣路，_至該記髓介面， 憶體管^路用以執行-寫人指令以將多個頁面資^寫= 至《亥些貝體區塊之中的一第二實體區塊中， 其中該記憶體管理電路包括—第—執行緒模組、 -^緒模组以及耦接至該第_執行緒模組與該第 緒模組的一資源分配模组， 丁 其中該資源分配模組判斷該些頁面資料之 寫入的頁面資料的數目是否小於一預設門檻值，°破 其中當判斷該些頁面資料之中尚未^入的頁面次 料的數目小於該賴門M值時，_魏分轉 貝 權給該第二t行緒模組並且該第二執行緒 Μ二頁面賁料之中尚未被寫入的頁面 排寫入至該第二實體區塊中， 貝枓匯流 其中當判斷該些頁面資料之中尚未被寫入的頁面資 ，的數目翻、於該預設門檻值時，麟#齡配模組判斷 疋否接收到應由該第一執行緒模組所執行之一存取指令， S 47 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 其中當判斷接收到應由該第一執行緒模組所執行之 該存取指令時，該資源分配模組指派該存取執行權給該第 一執行緒模組並且該第一執行緒模組經由該資料匯流排在 °亥些貝體區塊之中的一第一實體區塊上執行該存取指令， 其中該第一執行緒模組在執行該存取指令之後釋放該 執行權。 _ 18.如申請專利範圍第17項所述之記憶體控制器，其 中該資源分配模組指派一存取執行權給該第二執行緒模組 並且該第二執行緒模組將該些頁面資料之中的一預定數量 的頁面資料經由一資料匯流排寫入至該第二實體區塊中二 該些實體頁面之中的-預定數量的實體頁面中，其中該第 一執行緒模組在將該預定數量的頁面資料經由該資料匯产 排寫入至該第二實體區塊之後釋放該存取執行權， 叫 其中該資齡模組在該第二執行賴組釋放該 =行權之，’判斷該些頁面資料之中尚未被寫入的頁面 貝料的數目是否小於該預設門檻值。 i9m專利範圍第18項所述之記憶體控制器，发 執行緒模組釋放該存取執行權之後，該資齡 =模j派該存取執行權給該第二執行賴組並且該第二 執仃緒模組將該些頁面資料之中的另一預处 頁面入至該第二實體區塊中的該些實體 量的實體頁面中，其中該第二執行 料之中的該另-預定數量的頁面資 U心流排寫人至該第二實體區塊之後釋放 48 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 取執行權。 20,如申請專利範圍第18項 其中當判斷未接❹m由該第制器， 之該存取齡時，該㈣麵·組所執行 苐-執行緒模組並且該第二執 =仃核給該 ，中’其中該第二執行緒模組在 ，定數量的另一頁面資料經 匯中 第二實體區塊之後釋放該存取執行權。—寫入至該 2Λ如/料魏㈣18項所狀記憶體控制器， ^中該記憶體管理電路配置多個邏輯區塊以^ >、口 p刀的該些實體區塊並且將該些邏輯 分割區與一第二分割區， -】刀為一弟一 其中該第一執行緒模組獨立地存取映射該第—八 區之該些邏輯區塊的該些實體區塊， 刀。， 其中該第二執行緒模組獨立地存取映射該第二分 區之該些邏輯區塊的該些實體區塊， 刀。 。其中該第一實體區塊映射該第一分割區之該些邏輯 區塊的其中之一，並且該第二實體區塊映射該第二分割區 之δ亥些邏輯區塊的其令之一。 > ^2.如申請專利範圍第17項所述之記憶體控制器，其 中該第一執行緒模組用以處理一第〆指令，並且該第°二^ 行緒模組用以處理一第二指令， 49 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n •i二U曰7及5亥第二指令皆需被處理時’該第 一指令優先於該第二指令， 其中該存取指令屬於該第一指令。 23. —種記憶體儲存裝置，包^ : 换揮發性記憶體模組，具有多個實體區 /、母“二只體區塊具有依序排列的多個實體頁 W，以及 -記憶麵制n r記憶體模組，該記憶體控制器=二;== 及複Ϊ式非揮發性記憶體模組的-記憶體介面以 及麵接至該6己憶體介面的一記憶體管理電路， 其中該記憶體管理電路用以執行一寫入指令 :頁面貧枓寫入至該些實體區塊之中的一第二實體區塊 其中該記憶體管理電路包括—第—執行緒模組、 -執仃緒模組以及_至該第—執行緒 緒模組的一資源分配模組， 哀弟一執仃 其中θ貝料指派電路用以指派—存取執行權給 二執行緒模組並且該第二執行緒模組將該些頁面資= 的-預定數量的頁面資料經由—資料匯流排寫— 實體區塊中的該些實體頁面之中的—預定數量的^二 令’其t該第二執行緒模組在將該預定數量的二次面 由該資料匯流排寫入至該第二實體區塊之後釋=料經 行權並且該預定數量小於任一該些實體區塊所息=子取執 >、有的頁面 50 201234177 PSPD-201〇-〇〇36 36499twf.doc/n 數； 在該第二執行緒模組釋放該 分配模組判斷是否接收到應由該 仃權之後，該資源 一存取指令；以及 一執行緒模組所執行之 當判斷接收到應由該第一勃 取指令時，則該資源分配模組指H模組所執行之該存 執行緒模組並且該第-執行緒行權給該第一 些實體區塊之中的—第―實體區塊3該=匯流排在該 :r執行緒一存取= :二Π=23項所述之記憶體儲存裝置， 該第二上執行緒模組並且 實體頁面之中的二實體區塊的該些 ^模組在將該些頁面資料之十的該另一職量A 面Μ料經由該資斜匯治妯诠、 月疋敎里的頁 該存取執行權。㈨‘，，、至該第二實醜塊之後釋放 盆中Hi專利乾圍第23項所述之記憶體儲存裝置， 之該未接收到應由該第-執行緒模組所執行 兮^ —執二日，’職㈣分賴組指派該躲執行權給 第:執行緒模組將該些頁面資料 里的頁面資料經由該資料匯流排寫入至 S 51 201234177 ΐ"^υ-2υ10-0036 36499twf.doc/n 該第二實體區塊的該些實體頁面之中的另一預定數量的實 體頁面中，其中該第二執行緒模組在將該些頁面資料之中 的該另一預定數量的頁面資料經由該資料匯流排寫入至該 第二實體區塊之後釋放該存取執行權。 26. 如申請專利範圍第23項所述之記憶體儲存裝置， 其中該記憶體管理電路配置多個邏輯區塊以映射至 少部分的該些實體區塊並且將該些邏輯區塊劃分為一第一 分割區與一第二分割區， 其中該第一執行緒模組獨立地存取映射該第一分割 區之該些缝輯區塊的該些實體區塊’ 其中該第二執行緒模組獨立地存取映射該第二分割 區之該些缝輯區塊的該些貫體區塊^ 其中該第一實體區塊映射該第一分割區之該些邏輯 區塊的其中之一，並且該第二實體區塊映射該第二分割區 之該些邏輯區塊的其中之一。 27. 如申請專利範圍第23項所述之記憶體儲存裝 置，其中當該第一執行緒模組及該第二執行緒模組皆需被 執行時，該第一執行緒模組是以一前景模式執行，並且該 第二執行緒模組是以一背景模式執行。 28. —種記憶體儲存裝置，包括： 一可複寫式非揮發性記憶體模組，具有多個實體區 塊，其中每一該些實體區塊具有依序排列的多個實體頁 面；以及 一記憶體控制器，耦接至該連接器與該可複寫式非揮 52 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n = 該記憶體控制器包括-主機介面、用以 式非揮發性記憶體模組的一記憶體介面以 耦接至.亥5己憶體介面的一記憶體管理電路， 個頁憶體管理電路用以執行—寫人指令以將多 中 4寫人至該些實體區塊之中的—第二實體區塊 绪模組的-資源該4 一執行緒模组與該第二執行 其中該資源分配模組判斷 寫入 該些頁面資料上:===_組將 排寫入至該第二實體區塊中，頁面貝科經由該資料匯流 料的數目之中尚未被寫入的頁面資 是否r峨由該第一執:绪模组 其中當判斷接收到應㈣m—^仃之-存取指令， 該存取指令時，該_分轉㈣執^緒模組所執行之 -執行緒模組並且該第—執:5亥存取執行權給該第 該些實體區塊之中的一第=、、’且經由該資料匯流排在 其執行緒模組在執行該二取 53 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 執行權》 29.如申請專利範圍第28項所述之記憶 置，其中该貪源分配模組指派一存取執行權給二二: 緒模組並且該第二執行緒模組將該些頁面資料之二一= 定數量的頁面資料經由―資料匯流排寫， =該些實體頁面之中的-預定數量的實體3體; ^亥第二執行緒模組在將該預定數量的頁面資料 ς 料匯流排寫人至該第二實舰塊之後釋朗存取執^貝 :中該資源分轉組⑽第二執行緒模 ，霍之後’判斷該些頁面資料之中尚未被寫：::子 貧料的數目是否小於該預設門檻值。 ..... 置乂0中專:範圍第29項所述之記憶體儲存裝 資源ϋ Ϊ 放該存取執行權之後，該 驾^ 該存取執行權給該第二執行緒模組並且 頁組將該些頁面資料之中的另一預定數量的 另一預定數量的實體頁面中，其中該第 講模組在將該些頁面資料之中的該 2=:;資料匯流排寫入至該第二實體區= 申請專利範圍第29項所述之記憶體儲存裝置， 之該;到八應由該第:執行緒模組所執行 第二勃〜寸Μ貝源分配模組指派該存取執行權給該 一執仃緒触並且料二執行雜組將該些頁面資料之 54 201234177 PSPD-2010-0036 36499twf.doc/n 中的另一 預疋數置的貝面—貝料經由該資料陧说徘寫入 第二實體區塊中的該些實體頁面之中的另—預定數量 f 體頁面中，其中該第二執行緒模組在將該些頁面資^、貫 的該另一預定數量的頁面資料經由該資料匯流排寫’^ 第二實體區塊之後釋放該存取執行權。 ‘”、入至#亥 32.如申請專利範圍f 29項所述之記憶體儲 其中該記憶體管理電路配置多個邏輯區塊以映^ ， 少部分的該些實體區塊並且將該些邏輯區塊 、射至 分割區與一第二分割區， -刀”、、一第一 其中該第一執行緒模組獨立地存取映射該八 區之該些邏輯區塊的該些實體區塊， X 分割 其中該第二執行緒模組獨立地存取映 區之該些邏輯區塊的該些實體區塊， W —为割 其中該第一實體區塊映射該第一分 區塊的其中之―，並且該第二實體區塊映射 ^邏輯 之該些邏輯區塊的其中之一。 第一分割區 t如巾請專利範圍第28項所述之記 置/、中該第一執行緒模組用以處理一第一二—啫存羞 第二執行緒模組用以處理一第二指令， ㈢7，並且該 其中當該第一指令及該第-j t人t匕^ 一指令優先於該第二』^ ”需被處理時，該第 其中該存取指令屬於該第一指令。 S 55