TW201337553A - 資料寫入方法、記憶體控制器與記憶體儲存裝置 - Google Patents

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Abstract

一種資料寫入方法，用於將資料寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組的實體區塊。本方法包括設定對應此實體區塊的每一實體頁面的危險距離；並且將安全寫入旗標設定為作動狀態，以回應安全寫入指令。本方法亦包括，當接收到寫入指令及其更新資料時，判斷安全寫入旗標是否被設定為作動狀態；若否，則將更新資料寫入至此實體區塊的預定實體頁面中；以及若是，則將更新資料寫入至此實體區塊的安全實體頁面中，並且將安全寫入旗標重新設定為非作動狀態，其中安全實體頁面與預定實體頁面之間的距離等於對應此預定實體頁面的危險距離。

Description

資料寫入方法、記憶體控制器與記憶體儲存裝置
本發明是有關於一種資料寫入方法，且特別是有關於用於可複寫式非揮發性記憶體模組的資料寫入方法及使用此方法的記憶體控制器與記憶體儲存裝置。
數位相機、手機與MP3在這幾年來的成長十分迅速，使得消費者對儲存媒體的需求也急速增加。由於可複寫式非揮發性記憶體(rewritable non-volatile memory)具有資料非揮發性、省電、體積小、無機械結構、讀寫速度快等特性，最適於可攜式電子產品，例如筆記型電腦。固態硬碟就是一種以快閃記憶體作為儲存媒體的儲存裝置。因此，近年快閃記憶體產業成為電子產業中相當熱門的一環。
隨著半導體製程技術的發展，多階記憶胞(Multi Level Cell,MLC)反及(NAND)快閃記憶體模組已廣泛的被使用。由於MLC NAND快閃記憶體物理特性，在程式化部分的實體頁面(physical page)時電荷會較不穩定並且鄰近的實體頁面可能會受到影響。例如，以4階NAND快閃記憶體模組為例，每一個實體區塊具有多個實體頁面並且此些實體頁面可被區分為多個下實體頁面與分別地對應此些下實體頁面的多個上實體頁面，其中一個上實體頁面會對應一個下實體頁面。也就是說，位於相同之字元線上的記憶胞會構成一個實體頁面組，並且此實體頁面組包括一個下實體頁面與一個上實體頁面。資料寫入至下實體頁面的速度大於資料寫入至上實體頁面的速度，因此，下實體頁面亦稱為快速實體頁面且上實體頁面亦稱為慢速實體頁面。特別是，在程式化上實體頁面期間發生程式化錯誤時，儲存於對應此上實體頁面的下實體頁面中的資料亦可能會遺失。因此，相對於單階記憶胞(Single Level Cell，SLC)NAND快閃記憶體模組來說，MLC NAND快閃記憶體模組雖容量較大，但儲存可靠度較差。
特別是，在一些應用中，資料的可靠度是必須被確保的。例如，在將智慧卡與MLC NAND快閃記憶體模組以擴增智慧卡的儲存容量的應用中，倘若智慧卡對一個檔案進行更新失敗而造成儲存於其他位址的檔案亦遺失時，將造成智慧卡的可靠性受到質疑，而無法被使用者信任。
因此，有需要發展能夠增加MLC NAND快閃記憶體模組之可靠度的資料寫入方法。
本發明提供一種資料寫入方法與記憶體控制器，其能夠有效地提升寫入資料至可複寫式非揮發性記憶體模組的可靠度。
本發明提供一種記憶體儲存裝置，其能夠可靠地儲存資料。
基此，本發明一範例實施例提出一種資料寫入方法，用於將資料寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組的實體區塊，此實體區塊具有多個實體頁面組，每一實體頁面組具有多個實體頁面，每一實體頁面組的實體頁面包括一個下實體頁面與一個上實體頁面，寫入資料至下實體頁面的速度快於寫入資料至上實體頁面的速度。本資料寫入方法包括設定對應每一實體頁面組的每一實體頁面的危險距離。此外，本資料寫入方法也包括接收安全寫入指令並且將安全寫入旗標設定為作動狀態，以回應該安全寫入指令。本資料寫入方法亦包括接收寫入指令與對應此寫入指令的更新資料；識別此些實體頁面組的實體頁面之中的預定實體頁面；並且判斷上述安全寫入旗標是否被設定為作動狀態。本資料寫入方法還包括，倘若上述安全寫入旗標被設定為作動狀態時，將更新資料寫入至此實體區塊的實體頁面之中的安全實體頁面中，以回應此寫入指令，並且將上述安全寫入旗標重新設定為非作動狀態，其中在此實體區塊中上述安全實體頁面與預定實體頁面之間的距離等於對應此預定實體頁面的危險距離。本資料寫入方法更包括，倘若此安全寫入旗標非被設定為作動狀態時，將更新資料寫入至此預定實體頁面中，以回應此寫入指令。
在本發明之一實施例中，上述之實體頁面組包括第一實體頁面組、第二實體頁面組、第三實體頁面組、第四實體頁面組、第五實體頁面組、第六實體頁面組與第七實體頁面組，此外，上述之設定對應每一實體頁面組的每一實體頁面的危險距離的步驟包括：將第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第一實體頁面組的下實體頁面與第一實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與第一實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第二實體頁面組的下實體頁面與第二實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與第二實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第三實體頁面組的下實體頁面與第三實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第三實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第四實體頁面組的下實體頁面與第四實體頁面組的下實體頁面之間的距離；以及將第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第四實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
在本發明之一實施例中，上述之實體頁面組包括第五實體頁面組、第六實體頁面組、第七實體頁面組、第八實體頁面組與第九實體頁面組。並且，上述之設定對應每一實體頁面組的每一實體頁面的危險距離的步驟包括：將第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與第五實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第九實體頁面組的下實體頁面與第五實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第六實體頁面組的下實體頁面之間的距離；以及將第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第九實體頁面組的下實體頁面與第六實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
在本發明之一實施例中，上述之實體頁面組包括第一實體頁面組、第二實體頁面組、第三實體頁面組與第四實體頁面組。並且上述之設定對應每一實體頁面組的每一實體頁面的危險距離的步驟包括：將第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0；將第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2；將第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0；將第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1；將第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0；將第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2；將第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0；以及將第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
在本發明之一實施例中，上述之實體頁面組更包括第五實體頁面組與第六實體頁面組。並且，上述之設定對應每一實體頁面組的每一實體頁面的危險距離的步驟包括：將第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0；將第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2；將第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為3；以及將第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
在本發明之一實施例中，上述之資料寫入方法更包括：建立危險距離表，並且在危險距離表中記錄對應每一實體頁面組的每一實體頁面的危險距離。
此外，本發明另一範例實施例提出一種記憶體控制器，用於控制可複寫式非揮發性記憶體模組，其中此可複寫式非揮發性記憶體模組具有多個實體區塊，每一實體區塊具有多個實體頁面組，每一實體頁面組具有多個實體頁面，每一實體頁面組的實體頁面包括一個下實體頁面與一個上實體頁面，寫入資料至下實體頁面的速度快於寫入資料至上實體頁面的速度。本記憶體控制器包括主機介面、記憶體介面與記憶體管理電路。主機介面用以耦接至主機系統。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主機介面與記憶體介面，並且用以設定對應此些實體區塊的實體頁面組的每一實體頁面的危險距離。此外，記憶體管理電路接收安全寫入指令並且將安全寫入旗標設定為作動狀態，以回應此安全寫入指令。另外，記憶體管理電路接收寫入指令與對應此寫入指令的更新資料，並且識別此些實體區塊之中的一個目標實體區塊的實體頁面組的實體頁面之中的一個預定實體頁面。再者，記憶體管理電路判斷安全寫入旗標是否被設定為作動狀態。倘若安全寫入旗標被設定為作動狀態時，記憶體管理電路將更新資料寫入至此目標實體區塊的實體頁面組的實體頁面之中的一個安全實體頁面中，以回應此寫入指令，並且將安全寫入旗標重新設定為非作動狀態，其中在此目標實體區塊中上述安全實體頁面與預定實體頁面之間的距離等於對應預定實體頁面的危險距離。倘若安全寫入旗標非被設定為作動狀態時，記憶體管理電路將此更新資料寫入至預定實體頁面中，以回應此寫入指令。
在本發明之一實施例中，上述之目標實體區塊的實體頁面組包括第一實體頁面組、第二實體頁面組、第三實體頁面組、第四實體頁面組、第五實體頁面組、第六實體頁面組與第七實體頁面組。並且上述之記憶體管理電路將第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第一實體頁面組的下實體頁面與第一實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與第一實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第二實體頁面組的下實體頁面與第二實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與第二實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第三實體頁面組的下實體頁面與第三實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第三實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第四實體頁面組的下實體頁面與第四實體頁面組的下實體頁面之間的距離；以及將第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第四實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
在本發明之一實施例中，上述之目標實體區塊的實體頁面組包括第五實體頁面組、第六實體頁面組、第七實體頁面組、第八實體頁面組與第九實體頁面組。並且上述記憶體管理電路將第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與第五實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第九實體頁面組的下實體頁面與第五實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第六實體頁面組的下實體頁面之間的距離；以及將第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第九實體頁面組的下實體頁面與第六實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
在本發明之一實施例中，上述之目標實體區塊的實體頁面組包括第一實體頁面組、第二實體頁面組、第三實體頁面組與第四實體頁面組。並且，上述之記憶體管理電路將第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1，將第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，並且將第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
在本發明之一實施例中，上述之目標實體區塊的實體頁面組更包括第五實體頁面組與第六實體頁面組。並且，上述之記憶體管理電路將第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為3，並且將第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
在本發明之一實施例中，上述之記憶體管理電路更用以建立危險距離表，並且在危險距離表中記錄對應此些實體區塊的實體頁面組的每一實體頁面的危險距離。
再者，本發明另一範例實施例提出一種記憶體儲存裝置，其包括可複寫式非揮發性記憶體模組，用以耦接至主機系統的連接器以及記憶體控制器。可複寫式非揮發性記憶體模組具有多個實體區塊，其中每一實體區塊具有多個實體頁面組，每一實體頁面組具有多個實體頁面，每一實體頁面組的實體頁面包括一個下實體頁面與一個上實體頁面，且寫入資料至下實體頁面的速度快於寫入資料至上實體頁面的速度。記憶體控制器耦接至可複寫式非揮發性記憶體模組與連接器，用以設定對應此些實體區塊的實體頁面組的每一實體頁面的危險距離。此外，記憶體控制器接收安全寫入指令並且將安全寫入旗標設定為作動狀態，以回應此安全寫入指令。另外，記憶體控制器接收寫入指令與對應此寫入指令的更新資料，並且識別此些實體區塊之中的一個目標實體區塊的實體頁面組的實體頁面之中的一個預定實體頁面。再者，記憶體控制器判斷安全寫入旗標是否被設定為作動狀態。倘若安全寫入旗標被設定為作動狀態時，記憶體控制器將更新資料寫入至此目標實體區塊的實體頁面組的實體頁面之中的一個安全實體頁面中，以回應此寫入指令，並且將安全寫入旗標重新設定為非作動狀態，其中在此目標實體區塊中上述安全實體頁面與預定實體頁面之間的距離等於對應預定實體頁面的危險距離。倘若安全寫入旗標非被設定為作動狀態時，記憶體控制器將此更新資料寫入至預定實體頁面中，以回應此寫入指令。
在本發明之一實施例中，上述之目標實體區塊的實體頁面組包括第一實體頁面組、第二實體頁面組、第三實體頁面組、第四實體頁面組、第五實體頁面組、第六實體頁面組與第七實體頁面組。並且上述之記憶體控制器將第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第一實體頁面組的下實體頁面與第一實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與第一實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第二實體頁面組的下實體頁面與第二實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與第二實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第三實體頁面組的下實體頁面與第三實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第三實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第四實體頁面組的下實體頁面與第四實體頁面組的下實體頁面之間的距離；以及將第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第四實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
在本發明之一實施例中，上述之目標實體區塊的實體頁面組包括第五實體頁面組、第六實體頁面組、第七實體頁面組、第八實體頁面組與第九實體頁面組。並且上述記憶體控制器將第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與第五實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第九實體頁面組的下實體頁面與第五實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第六實體頁面組的下實體頁面之間的距離；以及將第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第九實體頁面組的下實體頁面與第六實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
在本發明之一實施例中，上述之目標實體區塊的實體頁面組包括第一實體頁面組、第二實體頁面組、第三實體頁面組與第四實體頁面組。並且，上述之記憶體控制器將第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1，將第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，並且將第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
在本發明之一實施例中，上述之目標實體區塊的實體頁面組更包括第五實體頁面組與第六實體頁面組。並且，上述之記憶體控制器將第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為3，並且將第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
在本發明之一實施例中，上述之記憶體控制器更用以建立危險距離表，並且在危險距離表中記錄對應此些實體區塊的實體頁面組的每一實體頁面的危險距離。
基於上述，本發明範例實施例的資料寫入方法、記憶體控制器與記憶體儲存裝置能夠可靠地執行資料的寫入，由此避免因程式化錯誤而遺失資料。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
一般而言，記憶體儲存裝置(亦稱，記憶體儲存系統)包括可複寫式非揮發性記憶體模組與控制器(亦稱，控制電路)。通常記憶體儲存裝置是與主機系統一起使用，以使主機系統可將資料寫入至記憶體儲存裝置或從記憶體儲存裝置中讀取資料。
圖1A是根據本發明範例實施例繪示使用記憶體儲存裝置的主機系統。
請參照圖1A，主機系統1000一般包括電腦1100與輸入/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1108、資料傳輸介面1110與內建式儲存裝置1112。輸入/輸出裝置1106包括如圖1B的滑鼠1202、鍵盤1204、顯示器1206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100是透過資料傳輸介面1110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、輸入/輸出裝置1106與安裝於內建式儲存裝置1112中之應用程式1112a的運作可將資料寫入至記憶體儲存裝置100或從記憶體儲存裝置100中讀取資料。例如，記憶體儲存裝置100可以是如圖1B所示的隨身碟1212、記憶卡1214或固態硬碟(Solid State Drive，SSD)1216等的可複寫式非揮發性記憶體儲存裝置。
一般而言，主機系統1000可實質地為可與記憶體儲存裝置100配合以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，可複寫式非揮發性記憶體儲存裝置則為其所使用的SD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1C所示)。嵌入式儲存裝置1320包括嵌入式多媒體卡(Embedded MMC，eMMC)。值得一提的是，嵌入式多媒體卡是直接耦接於主機系統的基板上。
圖2是繪示圖1A所示的記憶體儲存裝置的概要方塊圖。
請參照圖2，記憶體儲存裝置100包括連接器102、記憶體控制器104與可複寫式非揮發性記憶體模組106。
在本範例實施例中，連接器102是相容於安全數位(Secure Digital，SD)介面標準。然而，必須瞭解的是，本發明不限於此，連接器102亦可以是符合電氣和電子工程師協會(Institute of Electrical and Electronic Engineers，IEEE) 1394標準、平行先進附件(Parallel Advanced Technology Attachment，PATA)標準、高速周邊零件連接介面(Peripheral Component Interconnect Express，PCI Express)標準、通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)標準、序列先進附件(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)標準、記憶棒(Memory Stick，MS)介面標準、多媒體儲存卡(Multi Media Card，MMC)介面標準、小型快閃(Compact Flash，CF)介面標準、整合式驅動電子介面(Integrated Device Electronics，IDE)標準或其他適合的標準。
記憶體控制器104用以執行以硬體型式或韌體型式實作的多個邏輯閘或控制指令，並且根據主機系統1000的指令在可複寫式非揮發性記憶體模組106中進行資料的寫入、讀取、抹除與合併等運作。
可複寫式非揮發性記憶體模組106是耦接至記憶體控制器104，並且具有多個實體區塊以儲存主機系統1000所寫入之資料。在本範例實施例中，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。
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元。即，實體頁面為更新資料的最小單元。然而，必須瞭解的是，在本發明另一範例實施例中，更新資料的最小單位亦可以是實體扇區或其他大小。每一實體頁面通常包括資料位元區與冗餘位元區。資料位元區用以儲存使用者的資料，而冗餘位元區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亦可是複數階記憶胞(Trinary Level Cell,TLC)NAND型快閃記憶體模組或其他具有相同特性的記憶體模組。
圖3是根據一範例實施例所繪示之記憶體控制器的概要方塊圖。必須瞭解的是，圖3所繪示之記憶體控制器僅為一個範例，本發明不限於此。
請參照圖3，記憶體控制器104包括記憶體管理電路302、主機介面304、記憶體介面306、緩衝記憶體308、電源管理電路310、錯誤檢查與校正電路312。
記憶體管理電路302用以控制記憶體控制器104的整體運作。具體來說，記憶體管理電路302具有多個控制指令，並且在記憶體儲存裝置100運作時，此些控制指令會被執行以進行資料的寫入、讀取與抹除等運作。
在本範例實施例中，記憶體管理電路302的控制指令是以韌體型式來實作。例如，記憶體管理電路302具有微處理器單元(未繪示)與唯讀記憶體(未繪示)，並且此些控制指令是被燒錄至此唯讀記憶體中。當記憶體儲存裝置100運作時，此些控制指令會由微處理器單元來執行以進行資料的寫入、讀取與抹除等運作。
在本發明另一範例實施例中，記憶體管理電路302的控制指令亦可以程式碼型式儲存於可複寫式非揮發性記憶體模組106的特定區域(例如，記憶體模組中專用於存放系統資料的系統區)中。此外，記憶體管理電路302具有微處理器單元(未繪示)、唯讀記憶體(未繪示)及隨機存取記憶體(未繪示)。特別是，此唯讀記憶體具有驅動碼，並且當記憶體控制器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106中之控制指令載入至記憶體管理電路302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進行資料的寫入、讀取與抹除等運作。
此外，在本發明另一範例實施例中，記憶體管理電路302的控制指令亦可以一硬體型式來實作。例如，記憶體管理電路302包括微控制器、記憶體管理單元、記憶體寫入單元、記憶體讀取單元、記憶體抹除單元與資料處理單元。記憶體管理單元、記憶體寫入單元、記憶體讀取單元、記憶體抹除單元與資料處理單元是耦接至微控制器。其中，記憶體管理單元用以管理可複寫式非揮發性記憶體模組106的實體區塊；記憶體寫入單元用以對可複寫式非揮發性記憶體模組106下達寫入指令以將資料寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組106中；記憶體讀取單元用以對可複寫式非揮發性記憶體模組106下達讀取指令以從可複寫式非揮發性記憶體模組106中讀取資料；記憶體抹除單元用以對可複寫式非揮發性記憶體模組106下達抹除指令以將資料從可複寫式非揮發性記憶體模組106中抹除；而資料處理單元用以處理欲寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組106的資料以及從可複寫式非揮發性記憶體模組106中讀取的資料。
主機介面304是耦接至記憶體管理電路302並且用以接收與識別主機系統1000所傳送的指令與資料。在本範例實施例中，主機介面304是相容於SD標準。然而，必須瞭解的是本發明不限於此，主機介面304亦可以是相容於PATA標準、IEEE 1394標準、PCI Express標準、USB標準、SATA標準、MS標準、MMC標準、CF標準、IDE標準或其他適合的資料傳輸標準。
記憶體介面306是耦接至記憶體管理電路302並且用以存取可複寫式非揮發性記憶體模組106。也就是說，欲寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組106的資料會經由記憶體介面306轉換為可複寫式非揮發性記憶體模組106所能接受的格式。
緩衝記憶體308是耦接至記憶體管理電路302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。例如，緩衝記憶體302可以是靜態隨機存取記憶體、動態隨機存取記憶體等。
電源管理電路310是耦接至記憶體管理電路302並且用以控制記憶體儲存裝置100的電源。
錯誤檢查與校正電路312是耦接至記憶體管理電路302並且用以執行一錯誤校正程序以確保資料的正確性。具體來說，當主機介面304從主機系統1000中接收到主機寫入指令時，錯誤檢查與校正電路會為對應此主機寫入指令的寫入資料(亦稱為更新資料)產生對應的錯誤檢查與校正碼(Error Checking and Correcting Code,ECC Code)，並且記憶體管理電路302會將此更新資料與對應的錯誤校正碼寫入至可複寫式非揮發性記憶體模組106中。之後，當記憶體管理電路302從可複寫式非揮發性記憶體模組106中讀取資料時會同時讀取此資料對應的錯誤校正碼，並且錯誤檢查與校正電路312會依據此錯誤校正碼對所讀取的資料執行錯誤校正程序。
圖4A與圖4B是根據一範例實施例所繪示管理可複寫式非揮發性記憶體模組之實體區塊的示意圖。
請參照圖4A，可複寫式非揮發性記憶體模組106具有實體區塊410(0)~410(N)，並且記憶體控制器104的記憶體管理電路302會將實體區塊410(0)~410(N)邏輯地分組為(或指派至)資料區(data area)502、閒置區(spare area)504、系統區(system area)506與取代區(replacement area)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來自於主機系統1000的資料。具體來說，資料區502的實體區塊(亦稱為資料實體區塊)是被視為已儲存資料的實體區塊，而閒置區504的實體區塊(亦稱為閒置實體區塊)是用以寫入新資料的實體區塊。例如，當從主機系統1000接收到寫入指令與欲寫入之資料時，記憶體管理電路302會從閒置區504中提取實體區塊，整理欲寫入之資料並且將資料寫入至所提取的實體區塊中。再例如，當對某一邏輯區塊執行資料合併程序時，記憶體管理電路302會從閒置區504中提取實體區塊作為對應此邏輯區塊的新資料實體區塊，從可複寫式非揮發性記憶體模組106中讀取屬於此邏輯區塊的有效資料，整理此些有效資料，將整理後的有效資料寫入至新資料實體區塊中，並且將此邏輯區塊重新映射至新資料實體區塊。特別是，在完成資料合併程序後，記憶體管理電路302會將儲存無效資料的資料實體區塊重新關聯(或回收)至閒置區504，以作為下次寫入新資料之用。例如，記憶體管理電路302會在實體區塊被關聯至閒置區504時對此實體區塊執行抹除運作或者當實體區塊從閒置區504中被提取時對此實體區塊執行抹除運作，以使得從閒置區504中所提取的實體區塊為可用於寫入資料的空實體區塊。
邏輯上屬於系統區506的實體區塊是用以記錄系統資料。例如，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。
邏輯上屬於取代區508中的實體區塊是用於壞實體區塊取代程序，以取代損壞的實體區塊。具體來說，倘若取代區508中仍存有正常之實體區塊並且資料區502的實體區塊損壞時，記憶體管理電路302會從取代區508中提取正常的實體區塊來更換損壞的實體區塊。
基於上述，在記憶體儲存裝置100的運作中，資料區502、閒置區504、系統區506與取代區508的實體區塊會動態地變動。例如，用以輪替儲存資料的實體區塊會變動地屬於資料區502或閒置區504。
值得一提的是，在本範例實施例中，記憶體管理電路302是以每一實體區塊為單位來進行管理。然而，本發明不限於此，在另一範例實施例中，記憶體管理電路302亦可將實體區塊分組為多個實體單元，並且以實體單元為單位來進行管理。例如，每一實體單元可由同一記憶體晶粒(die)或不同記憶體晶粒中的至少一個實體區塊所組成。
請參照圖4B，記憶體管理電路302會配置邏輯區塊610(0)~610(H)以映射資料區502的實體區塊，其中每一邏輯區塊具有多個邏輯頁面並且此些邏輯頁面是映射對應之資料實體區塊的實體頁面。例如，在記憶體儲存裝置100被格式化時，邏輯區塊610(0)~610(H)會初始地映射資料區502的實體區塊410(0)~410(F-1)。
在本發明範例實施例中，記憶體管理電路302會維護邏輯區塊-實體區塊映射表(logical block-physical block mapping table)以記錄邏輯區塊610(0)~610(H)與資料區502的實體區塊之間的映射關係。此外，主機系統1000是以邏輯存取位址為單位來存取資料。例如，一個邏輯存取位址為一個邏輯扇區(Sector)。當主機系統1000存取資料時，記憶體管理電路302會將對應記憶體儲存裝置100的邏輯存取位址710(0)~710(K)轉換成對應之邏輯頁面內的位址。例如，當主機系統1000欲存取某一邏輯存取位址時，記憶體管理電路302會將主機系統1000所存取的邏輯存取位址轉換為以對應的邏輯區塊、邏輯頁面與邏輯偏移(offset)所構成的多維位址，並且透過邏輯區塊-實體區塊映射表於對應的實體頁面中存取資料。在此，偏移是用以定位在一個邏輯頁面(或實體頁面)中的一個邏輯(或實體)位址，其是定義為此邏輯(或實體)位址與此邏輯頁面(或實體頁面)的起始位址之間的距離，其中此邏輯(或實體)位址亦稱為邏輯(實體)偏移位址。
圖5~圖7是根據一範例實施例所繪示的使用子實體區塊來寫入更新資料的範例。
請同時參照圖5~圖7，例如，在邏輯區塊610(0)是映射至實體區塊410(0)的映射狀態下，當記憶體控制器104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610(0)的邏輯頁面時，記憶體管理電路302會依據邏輯區塊-實體區塊映射表識別邏輯區塊610(0)目前是映射至實體區塊410(0)並且從閒置區504中提取實體區塊410(F)來輪替實體區塊410(0)。然而，當新資料寫入至實體區塊410(F)的同時，記憶體控制器104不會立刻將實體區塊410(0)中的所有有效資料搬移至實體區塊410(F)而抹除實體區塊410(0)。具體來說，記憶體管理電路302會從實體區塊410(0)中讀取欲寫入實體頁面之前的有效資料(即，實體區塊410(0)的第0實體頁面與第1實體頁面中的資料)，將實體區塊410(0)中欲寫入實體頁面之前的有效資料寫入至實體區塊410(F)的第0實體頁面與第1實體頁面中(如圖5所示)，並且將新資料寫入至實體區塊410(F)的第2~4個實體頁面中(如圖6所示)。此時，記憶體管理電路302即完成寫入的運作。因為實體區塊410(0)中的有效資料有可能在下個操作(例如，寫入指令)中變成無效，因此立刻將實體區塊410(0)中的有效資料搬移至實體區塊410(F)可能會造成無謂的搬移。此外，資料必須依序地寫入至實體區塊內的實體頁面，即，實體頁面需根據其編號依序被程式化。例如，倘若僅對第2實體頁面程式化而未對第0與1實體頁面程式化時，之後，第0與1實體頁面則無法再被程式化。因此，記憶體管理電路302僅會先搬移欲寫入實體頁面之前的有效資料(即，儲存在實體區塊410(0)的第0實體頁面與第1實體頁面中資料)，並且暫不搬移其餘有效資料(即，儲存在實體區塊410(0)的第5~K實體頁面中資料)。
在本範例實施例中，暫時地維持此等暫態關係的運作稱為開啟(open)母子區塊，並且原實體區塊(例如，上述實體區塊410(0))稱為母實體區塊而用以替換母實體區塊的實體區塊(例如，上述與實體區塊410(F))稱為子實體區塊。
之後，當需要將實體區塊410(0)與實體區塊410(F)的資料合併(merge)時，記憶體管理電路302會將實體區塊410(0)與實體區塊410(F)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，記憶體管理電路302會從實體區塊410(0)中讀取剩餘的有效資料(即，實體區塊410(0)的第5～K實體頁面中的資料)，將實體區塊410(0)中剩餘的有效資料寫入至實體區塊410(F)的第5實體頁面～第K實體頁面中，對實體區塊410(0)執行抹除操作，將抹除後之實體區塊410(0)關聯至閒置區504並且將實體區塊410(F)關聯至資料區502。也就是說，記憶體管理電路302會在邏輯區塊-實體區塊映射表中將邏輯區塊610(0)重新映射至實體區塊410(F)。
此外，在本範例實施例中，記憶體管理電路302會建立閒置區實體區塊表(未繪示)來記錄目前被關聯至閒置區504的實體區塊。值得一提的是，閒置區504中實體區塊的數目是有限的，基此，在記憶體儲存裝置100運作期間，已開啟之母子區塊組的數目亦會受到限制。因此，當記憶體儲存裝置100接收到來自於主機系統1000的寫入指令時，倘若已開啟母子區塊組的數目達到上限時，記憶體管理電路302需關閉至少一組目前已開啟之母子區塊組後才可執行此寫入指令。
除了上述使用子實體區塊來寫入更新資料外，在本範例實施例中，記憶體管理電路302更會從閒置區504中提取至少一實體區塊作為混亂(Random)實體區塊，以寫入更新資料。
圖8是根據第一範例實施例所繪示之使用混亂實體區塊寫入資料的範例示意圖。
請參照圖8，假設實體區塊410(S-1)被提取作為混亂實體區塊並且在圖6所示的儲存狀態下主機系統1000欲寫入更新資料至邏輯區塊610(0)的第1邏輯頁面時，記憶體管理電路302會將此更新資料寫入至混亂實體區塊中第一個空的實體頁面(例如，實體區塊410(S-1)的第0實體頁面)中。
在本範例實施例中，當目前所使用之混亂實體區塊已被寫滿時，記憶體管理電路302會再從閒置區504中提取另一個實體區塊作為新的混亂實體區塊，直到作為混亂實體區塊的實體區塊的數目達到預設值為止。具體來說，閒置區504的實體區塊是有限的，因此，作為混亂實體區塊之實體區塊的數目亦會受到限制。當作為混亂實體區塊的實體區塊的數目達到預設值時，記憶體管理電路302會執行上述資料合併程序，對所儲存之資料皆為無效資料的混亂實體區塊執行抹除運作並且將已抹除之實體區塊關聯至閒置區504。由此，在執行下一個寫入指令時，記憶體管理電路302就可再從閒置區504提取空的實體區塊作為混亂實體區塊。
值得一提的是，儘管圖8是以當主機系統1000欲更新之邏輯頁面的資料已被寫入至子實體區塊時，將此更新資料會寫入至混亂實體區塊的例子來作說明，但混亂實體區塊的使用方式不限於此。例如，在本發明另一範例實施例中，記憶體管理電路302亦可直接將來自於主機系統1000的更新資料直接地先寫入至混亂實體區塊，並且之後，將屬於同一個邏輯區塊的有效資料合併至從閒置區504所提取的一個空實體區塊中。
如上所述，可複寫式非揮發性記憶體模組106為MLC NAND型快閃記憶體模組。具體來說，MLC NAND型快閃記憶體模組的每個記憶胞可儲存2個位元資料(即，"11"、"10"、"00"與"01")。基此，對MLC NAND型記憶胞快閃記憶體模組的寫入可區分為2個階段。第一階段是下實體頁面(lower physical page)的寫入，並且第二階段為上實體頁面(upper physical page)的寫入(如圖9A所示)，其中下實體頁面的寫入速度會快於上實體頁面並且在下實體頁面未被程式化時，無法僅對上實體頁面進行程式化。因此，MLC NAND型快閃記憶體模組的每一個實體區塊的實體頁面可被區分為慢速實體頁面(即，上實體頁面)與快速實體頁面(即，下實體頁面)。特別是，相較於上實體頁面來說，下實體頁面的儲存可靠度較高。類似地，在TLC NAND型快閃記憶體模組中，記憶胞可儲存3個位元資料並且每一個實體區塊的實體頁面可被區分為慢速實體頁面(即，上實體頁面)、中速實體頁面(即，中實體頁面)與快速實體頁面(即，下實體頁面)。在此，將寫入速度最快的實體頁面稱為下實體頁面，其他寫入速度較慢的實體頁面統稱為上實體頁面(即，上實體頁面與中實體頁面)。
圖9B是根據一範例實施例所繪示之實體區塊之實體頁面的範例示意圖，其繪示MLC NAND型快閃記憶體模組之實體區塊的實體頁面配置。
請參照圖9B，實體區塊具有127個實體頁面並且此些實體頁面可分組為依序排列的實體頁面組900(0)~900(63)，其中每一個實體頁面組是由一個上實體頁面與一個下實體頁面所組成。例如，實體頁面組900(0)(即，第一實體頁面組)是由第0實體頁面與第4實體頁面所組成；實體頁面組900(1)(即，第二實體頁面組)是由第1實體頁面與第5實體頁面所組成；實體頁面組900(2)(即，第三實體頁面組)是由第2實體頁面與第8實體頁面所組成；實體頁面組900(3)(即，第四實體頁面組)是由第3實體頁面與第9實體頁面所組成；實體頁面組900(4)(即，第五實體頁面組)是由第6實體頁面與第12實體頁面所組成；實體頁面組900(5)(即，第六實體頁面組)是由第7實體頁面與第13實體頁面所組成；實體頁面組900(6)(即，第七實體頁面組)是由第10實體頁面與第16實體頁面所組成；實體頁面組900(7)(即，第八實體頁面組)是由第11實體頁面與第17實體頁面所組成；實體頁面組900(8)(即，第九實體頁面組)是由第14實體頁面與第20實體頁面所組成；...以此類推。
值得一提的是，一個實體頁面組的實體頁面是由同一組記憶胞所組成，並且上實體頁面是在下實體頁面完成程式化之後才會被程式化(如圖9A所示)，因此，倘若在上實體頁面上發生程式化錯誤時，已儲存於下實體頁面上的資料可能會因此遺失。
為了避免已儲存於下實體頁面之資料因上實體頁面的程式化錯誤而遺失，在本範例實施例中，每當應用程式1112a對一個檔案開始進行更新或寫入時，記憶體管理電路302會根據邏輯區塊-實體區塊映射表及其實體頁面映射資訊識別下一個可寫入位址(以下稱為預定實體頁面)，判斷對應此預定實體頁面的危險距離，根據此危險距離選擇另一個實體頁面(以下稱為安全實體頁面)並且將更新資料寫入至安全實體頁面中。之後，當應用程式1112a繼續傳送屬於同一檔案的接續更新資料時，記憶體管理電路302會在接續安全實體頁面的實體頁面中來繼續寫入後續的更新。具體來說，當對一個檔案開始進行更新或寫入時，記憶體管理電路202會根據對應的危險距離，跳過部分的實體頁面來進行程式化，由此避免當發生程式化錯誤時遺失先前已儲存的檔案。
例如，記憶體管理電路202會建立危險距離表以記錄對應每一個實體頁面的危險距離。例如，記憶體管理電路202會將危險距離表記錄在系統區506的實體區塊中，並且當記憶體儲存裝置100啟動時記憶體管理電路202會將危險距離表載入至緩衝記憶體308，以利快速地查詢。
圖10是根據本範例實施例所繪示之對應一個實體區塊之實體頁面的危險距離表的範例示意圖。
請參照圖10，危險距離表2000包括實體頁面編號欄位、安全實體頁面編號欄位與危險距離欄位。
實體頁面編號欄位是記錄實體頁面的編號，並且安全實體頁面編號欄位記錄對應實體頁面編號欄位之實體頁面的安全實體頁面。例如，當欲對第0實體頁面進行程式化時，由於此實體區塊未儲存資料，因此，直接可對第0實體頁面進行程式化，而不會因程式化錯誤而影響已被寫入之資料。再例如，當欲對第4實體頁面進行程式化時，由於第0實體頁面可能已儲存資料，因此，若將資料寫入至第6實體頁面，才不會因程式化錯誤而影響先前已被寫入之資料。也就是說，當在一個實體頁面所對應之安全實體頁面中寫入資料時，先前儲存在此實體頁面之前的實體頁面中的資料可以確保不會因程式化錯誤而遺失。必須瞭解的是，每個實體頁面所對應之安全實體頁面會根據不同的可複寫式非揮發性記憶體模組而有所不同，並且圖10僅為一個範例。
危險距離欄位是記錄對應實體頁面編號欄位之實體頁面與其安全實體頁面之間的距離。在此，所謂的距離是指根據兩個實體頁面之編號所計算的差值。例如，第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離會被設定為0；第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離會被設定為2；第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離會被設定為0；第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離會被設定為1；第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離會被設定為0；第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離會被設定為2；第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離會被設定為0；第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離會被設定為1；第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離會被設定為0；第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離會被設定為2；第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離會被設定為3；第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離會被設定為1；...以此類推。
在本範例實施例中，每當應用程式1112a欲開始更新儲存於記憶體儲存裝置100中的檔案或者寫入新檔案至記憶體儲存裝置100中時，應用程式1112a會傳送一個安全寫入指令給記憶體儲存裝置100。特別是，記憶體管理電路302會根據此安全寫入指令在緩衝記憶體308中記錄一個安全寫入旗標(flag)並且將此安全寫入旗標設定為作動狀態。例如，記憶體管理電路302會將此安全寫入旗標的值設定為’1’，以表示作動狀態，但必須瞭解的是，本發明不限於此。之後，當在安全寫入指令之後接收到的第一個寫入指令及資料(亦稱為更新資料)時，記憶體管理電路302會根據危險距離表2000跳過對應之危險距離將更新資料寫入至對應的安全實體頁面中，並且將所記錄此安全寫入旗標設定為非作動狀態(例如，將此安全寫入旗標的值設定為’0’)。之後，若在未接收到安全寫入指令下繼續接收到寫入指令時，記憶體管理電路302會在接續此安全實體頁面之後的實體頁面中繼續寫入資料。具體來說，倘若應用程式1112a未傳送安全寫入指令而繼續傳送寫入指令時，表示所接收之更新資料是屬於同一個檔案，並且當發生程式化錯誤時，主機系統1000會重新寫入此檔案。因此，記憶體管理電路302可直接將後續資料寫入至後續的實體頁面，而無須考量先前已儲存之資料會因程式化錯誤而遺失的問題。
圖11是根據本範例實施例之資料寫入方法所繪示之設定危險距離的流程圖。
請參照圖11，在步驟S1101中，記憶體管理電路302會根據可複寫式非揮發性記憶體模組106的配置資訊來設定對應每一實體頁面組的每一實體頁面的安全實體頁面。
之後，在步驟S1103中，記憶體管理電路302會根據對應每一實體頁面的安全實體頁面計算每一實體頁面的危險距離。例如，如圖10所示，記憶體管理電路202會將第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第一實體頁面組的下實體頁面與第一實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與第一實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第二實體頁面組的下實體頁面與第二實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與該第二實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第三實體頁面組的下實體頁面與第三實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第三實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第四實體頁面組的下實體頁面與第四實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第七實體頁面組的下實體頁面與第四實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為第五實體頁面組的下實體頁面與該第五實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第九實體頁面組的下實體頁面與該第五實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第七實體頁面組的下實體頁面與第六實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為第九實體頁面組的下實體頁面與第六實體頁面組的上實體頁面之間的距離；...以此類推。
圖12是根據本範例實施例之資料寫入方法所繪示之執行寫入指令的流程圖。
請參照圖12，在步驟S1201中，記憶體管理電路302會從主機系統1000中接收一寫入指令及對應此寫入指令的更新資料，並且在步驟S1203中，記憶體管理電路302會判斷從主機系統1000中所接收的寫入指令為安全寫入指令或一般寫入指令。
倘若從主機系統1000所接收的寫入指令為安全寫入指令時，在步驟S1205中，記憶體管理電路302會將安全寫入旗標設定為作動狀態，以回應此安全寫入指令。
倘若從主機系統1000所接收的寫入指令為一般寫入指令時，在步驟S1207中，記憶體管理電路302會識別欲寫入此更新資料的預定實體頁面。
具體來說，在步驟S1207中，記憶體管理電路302會根據邏輯區塊-實體區塊映射表識別欲寫入此更新資料的目標實體區塊，例如，如圖5~7所示之子實體區塊或如圖8所示的混亂實體區塊。並且，根據目前實體區塊的實體頁面映射資訊識別可用於寫入此更新資料的實體頁面(即，預定實體頁面)。
之後，在步驟S1209中，記憶體管理電路302會判斷安全寫入旗標是否被設定為作動狀態。
倘若安全寫入旗標非被設定為作動狀態(即，被設定為非作動狀態)時，在步驟S1211中，記憶體管理電路302會將更新資料寫入至所識別的預定實體頁面中，以回應此一般寫入指令。
倘若該安全寫入旗標被設定為作動狀態時，在步驟S1213中，記憶體管理電路302會根據預定實體頁面的危險距離決定安全實體頁面。例如，記憶體管理電路302會將預定實體頁面的頁面編號加上預定實體頁面的危險距離來獲得安全實體頁面。
之後，在步驟S1215中，記憶體管理電路302會將更新資料寫入至安全實體頁面中，以回應此一般寫入指令，並且將安全寫入旗標重新設定為非作動狀態。
綜上所述，根據本發明範例實施例的資料寫入方法、記憶體控制器與記憶體儲存裝置，當開始對一個檔案的進行寫入或更新時，一個安全實體頁面會根據原先設定之欲寫入實體頁面的危險距離來決定並且屬於此檔案的資料會從此安全實體頁面開始被寫入，由此可有效地避免當發生程式化錯誤時，遺失已儲存在實體區塊中屬於其他檔案的資料。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，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。
1000．．．主機系統
1100．．．電腦
1102．．．微處理器
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
1112．．．內建式儲存裝置
1112a．．．應用程式
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
1320．．．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
302．．．記憶體管理電路
304．．．主機介面
306．．．記憶體介面
308．．．緩衝記憶體
310．．．電源管理電路
312．．．錯誤檢查與校正電路
502．．．資料區
504．．．閒置區
506．．．系統區
508．．．取代區
410(0)~410(N)．．．實體區塊
610(0)~610(H)．．．邏輯區塊
710(0)~710(K)．．．邏輯存取位址
900(0)~900(63)．．．實體頁面組
2000．．．危險距離表
S1101、S1102．．．設定實體頁面的危險距離的步驟
S1201、S1203、S1205、S1207、S1209、S1211、S1213、S1215．．．執行寫入指令的步驟
圖1A是根據本發明範例實施例繪示使用儲存裝置的主機系統。
圖1B是根據本發明第一範例實施例所繪示的電腦、輸入/輸出裝置與記憶體儲存裝置的示意圖。
圖1C是根據本發明另一範例實施例所繪示的主機系統與記憶體儲存裝置的示意圖。
圖2是繪示圖1A所示的記憶體儲存裝置的概要方塊圖。
圖3是根據一範例實施例所繪示之記憶體控制器的概要方塊圖。
圖4A與圖4B是根據一範例實施例所繪示管理可複寫式非揮發性記憶體模組之實體區塊的示意圖。
圖5~圖7是根據一範例實施例所繪示的使用子實體區塊來寫入更新資料的範例。
圖8是根據第一範例實施例所繪示之使用混亂實體區塊寫入資料的範例示意圖。
圖9A是根據本發明實施例繪示MLC NAND型快閃記憶體模組之兩階段程式的示意圖。
圖9B是根據一範例實施例所繪示之實體區塊之實體頁面的範例示意圖。
圖10是根據本範例實施例所繪示之對應一個實體區塊之實體頁面的危險距離表的範例示意圖。
圖11是根據本範例實施例之資料寫入方法所繪示之設定危險距離的流程圖。
圖12是根據本範例實施例之資料寫入方法所繪示之執行寫入指令的流程圖。
S1201、S1203、S1205、S1207、S1209、S1211、S1213、S1215．．．執行寫入指令的步驟

Claims (18)

  1. 一種資料寫入方法，用於將資料寫入至一可複寫式非揮發性記憶體模組的一實體區塊，該實體區塊具有多個實體頁面組，每一所述實體頁面組具有多個實體頁面，每一所述實體頁面組的實體頁面包括一下實體頁面與一上實體頁面，寫入資料至所述下實體頁面的速度快於寫入資料至所述上實體頁面的速度，該資料寫入方法包括：設定對應每一所述實體頁面組的每一所述實體頁面的危險距離；接收一安全寫入指令並且將一安全寫入旗標設定為一作動狀態，以回應該安全寫入指令；接收一寫入指令與對應該寫入指令的一更新資料；識別該些實體頁面組的實體頁面之中的一預定實體頁面；判斷該安全寫入旗標是否被設定為該作動狀態；倘若該安全寫入旗標被設定為該作動狀態時，將該更新資料寫入至該些實體頁面組的該些實體頁面之中的一安全實體頁面中，以回應該寫入指令，並且將該安全寫入旗標重新設定為一非作動狀態，其中在該實體區塊中該安全實體頁面與該預定實體頁面之間的一距離等於對應該預定實體頁面的該危險距離；以及倘若該安全寫入旗標非被設定為該作動狀態時，將該更新資料寫入至該些實體頁面之中的該預定實體頁面中，以回應該寫入指令。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之資料寫入方法，其中所述實體頁面組包括一第一實體頁面組、一第二實體頁面組、一第三實體頁面組、一第四實體頁面組、一第五實體頁面組、一第六實體頁面組與一第七實體頁面組，其中設定對應每一所述實體頁面組的每一所述實體頁面的危險距離的步驟包括：將該第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第一實體頁面組的下實體頁面與該第一實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將該第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第五實體頁面組的下實體頁面與該第一實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將該第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第二實體頁面組的下實體頁面與該第二實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將該第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第五實體頁面組的下實體頁面與該第二實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將該第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第三實體頁面組的下實體頁面與該第三實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將該第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第七實體頁面組的下實體頁面與該第三實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將該第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第四實體頁面組的下實體頁面與該第四實體頁面組的下實體頁面之間的距離；以及將該第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第七實體頁面組的下實體頁面與該第四實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之資料寫入方法，其中所述實體頁面組包括一第五實體頁面組、一第六實體頁面組、一第七實體頁面組、一第八實體頁面組與一第九實體頁面組，其中設定對應每一所述實體頁面組的每一所述實體頁面的危險距離的步驟包括：將該第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第五實體頁面組的下實體頁面與該第五實體頁面組的下實體頁面之間的距離；將該第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第九實體頁面組的下實體頁面與該第五實體頁面組的上實體頁面之間的距離；將該第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第七實體頁面組的下實體頁面與該第六實體頁面組的下實體頁面之間的距離；以及將該第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第九實體頁面組的下實體頁面與該第六實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之資料寫入方法，其中所述實體頁面組包括一第一實體頁面組、一第二實體頁面組、一第三實體頁面組與一第四實體頁面組，其中設定對應每一所述實體頁面組的每一所述實體頁面的危險距離的步驟包括：將該第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0；將該第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2；將該第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0；將該第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1；將該第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0；將該第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2；將該第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0；以及將該第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之資料寫入方法，其中所述實體頁面組更包括一第五實體頁面組與一第六實體頁面組，其中設定對應每一所述實體頁面組的每一所述實體頁面的危險距離的步驟包括：將該第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0；將該第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2；將該第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為3；以及將該第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之資料寫入方法，更包括：建立一危險距離表，並且在該危險距離表中記錄對應每一所述實體頁面組的每一所述實體頁面的危險距離。
  7. 一種記憶體控制器，用於控制一可複寫式非揮發性記憶體模組，其中該可複寫式非揮發性記憶體模組具有多個實體區塊，每一所述實體區塊具有多個實體頁面組，每一所述實體頁面組具有多個實體頁面，每一所述實體頁面組的實體頁面包括一下實體頁面與一上實體頁面，寫入資料至所述下實體頁面的速度快於寫入資料至所述上實體頁面的速度，該記憶體控制器包括：一主機介面，用以耦接至一主機系統；一記憶體介面，用以耦接至該可複寫式非揮發性記憶體模組；以及一記憶體管理電路，耦接至該主機介面與該記憶體介面，並且用以設定對應該些實體區塊的實體頁面組的每一所述實體頁面的危險距離，其中該記憶體管理電路接收一安全寫入指令並且將一安全寫入旗標設定為一作動狀態，以回應該安全寫入指令，其中該記憶體管理電路接收一寫入指令與對應該寫入指令的一更新資料，並且識別該些實體區塊之中的一目標實體區塊的實體頁面組的實體頁面之中的一預定實體頁面，其中該記憶體管理電路判斷該安全寫入旗標是否被設定為該作動狀態，其中倘若該安全寫入旗標被設定為該作動狀態時，該記憶體管理電路將該更新資料寫入至該目標實體區塊的實體頁面組的實體頁面之中的一安全實體頁面中，以回應該寫入指令，並且將該安全寫入旗標重新設定為一非作動狀態，其中倘若該安全寫入旗標非被設定為該作動狀態時，該記憶體管理電路將該更新資料寫入至該預定實體頁面中，以回應該寫入指令，其中在該目標實體區塊中該安全實體頁面與該預定實體頁面之間的一距離等於對應該預定實體頁面的該危險距離。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之記憶體控制器，其中該目標實體區塊的實體頁面組包括一第一實體頁面組、一第二實體頁面組、一第三實體頁面組、一第四實體頁面組、一第五實體頁面組、一第六實體頁面組與一第七實體頁面組，其中該記憶體管理電路將該第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第一實體頁面組的下實體頁面與該第一實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體管理電路將該第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第五實體頁面組的下實體頁面與該第一實體頁面組的上實體頁面之間的距離，其中該記憶體管理電路將該第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第二實體頁面組的下實體頁面與該第二實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體管理電路將該第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第五實體頁面組的下實體頁面與該第二實體頁面組的上實體頁面之間的距離，其中該記憶體管理電路將該第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第三實體頁面組的下實體頁面與該第三實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體管理電路將該第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第七實體頁面組的下實體頁面與該第三實體頁面組的上實體頁面之間的距離，其中該記憶體管理電路將該第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第四實體頁面組的下實體頁面與該第四實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體管理電路將該第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第七實體頁面組的下實體頁面與該第四實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之記憶體控制器，其中該目標實體區塊的實體頁面組包括一第五實體頁面組、一第六實體頁面組、一第七實體頁面組、一第八實體頁面組與一第九實體頁面組，其中該記憶體管理電路將該第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第五實體頁面組的下實體頁面與該第五實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體管理電路將該第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第九實體頁面組的下實體頁面與該第五實體頁面組的上實體頁面之間的距離，其中該記憶體管理電路將該第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第七實體頁面組的下實體頁面與該第六實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體管理電路將該第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第九實體頁面組的下實體頁面與該第六實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之記憶體控制器，其中該目標實體區塊的實體頁面組包括一第一實體頁面組、一第二實體頁面組、一第三實體頁面組與一第四實體頁面組，其中該記憶體管理電路將該第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將該第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將該第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將該第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1，將該第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將該第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將該第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，並且將該第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之記憶體控制器，其中該目標實體區塊的實體頁面組更包括一第五實體頁面組與一第六實體頁面組，其中該記憶體管理電路將該第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將該第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將該第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為3，並且將該第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之記憶體控制器，其中該記憶體管理電路更用以建立一危險距離表，並且在該危險距離表中記錄對應該些實體區塊的實體頁面組的每一所述實體頁面的危險距離。
  13. 一種記憶體儲存裝置，包括：一可複寫式非揮發性記憶體模組，具有多個實體區塊，其中每一所述實體區塊具有多個實體頁面組，每一所述實體頁面組具有多個實體頁面，每一所述實體頁面組的實體頁面包括一下實體頁面與一上實體頁面，寫入資料至所述下實體頁面的速度快於寫入資料至所述上實體頁面的速度；一連接器，用以耦接至一主機系統；以及一記憶體控制器，耦接至該可複寫式非揮發性記憶體模組與該連接器，用以設定對應該些實體區塊的實體頁面組的每一所述實體頁面的危險距離，其中該記憶體控制器接收一安全寫入指令並且將一安全寫入旗標設定為一作動狀態，以回應該安全寫入指令，其中該記憶體控制器接收一寫入指令與對應該寫入指令的一更新資料，並且識別該些實體區塊之中的一目標實體區塊的實體頁面組的實體頁面之中的一預定實體頁面，其中該記憶體控制器判斷該安全寫入旗標是否被設定為該作動狀態，其中倘若該安全寫入旗標被設定為該作動狀態時，該記憶體控制器將該更新資料寫入至該目標實體區塊的實體頁面組的實體頁面之中的一安全實體頁面中，以回應該寫入指令，並且將該安全寫入旗標重新設定為一非作動狀態，其中倘若該安全寫入旗標非被設定為該作動狀態時，該記憶體控制器將該更新資料寫入至該預定實體頁面中，以回應該寫入指令，其中在該目標實體區塊中該安全實體頁面與該預定實體頁面之間的一距離等於對應該預定實體頁面的該危險距離。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之記憶體儲存裝置，其中該目標實體區塊的實體頁面組包括一第一實體頁面組、一第二實體頁面組、一第三實體頁面組、一第四實體頁面組、一第五實體頁面組、一第六實體頁面組與一第七實體頁面組，其中該記憶體控制器將該第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第一實體頁面組的下實體頁面與該第一實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體控制器將該第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第五實體頁面組的下實體頁面與該第一實體頁面組的上實體頁面之間的距離，其中該記憶體控制器將該第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第二實體頁面組的下實體頁面與該第二實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體控制器將該第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第五實體頁面組的下實體頁面與該第二實體頁面組的上實體頁面之間的距離，其中該記憶體控制器將該第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第三實體頁面組的下實體頁面與該第三實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體控制器將該第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第七實體頁面組的下實體頁面與該第三實體頁面組的上實體頁面之間的距離，其中該記憶體控制器將該第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第四實體頁面組的下實體頁面與該第四實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體控制器將該第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第七實體頁面組的下實體頁面與該第四實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之記憶體儲存裝置，其中該目標實體區塊的實體頁面組包括一第五實體頁面組、一第六實體頁面組、一第七實體頁面組、一第八實體頁面組與一第九實體頁面組，其中該記憶體控制器將該第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第五實體頁面組的下實體頁面與該第五實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體控制器將該第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第九實體頁面組的下實體頁面與該第五實體頁面組的上實體頁面之間的距離，其中該記憶體控制器將該第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為該第七實體頁面組的下實體頁面與該第六實體頁面組的下實體頁面之間的距離，其中該記憶體控制器將該第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為該第九實體頁面組的下實體頁面與該第六實體頁面組的上實體頁面之間的距離。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之記憶體儲存裝置，其中該目標實體區塊的實體頁面組包括一第一實體頁面組、一第二實體頁面組、一第三實體頁面組與一第四實體頁面組，其中該記憶體控制器將該第一實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將該第一實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將該第二實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將該第二實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1，將該第三實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將該第三實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將該第四實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，並且將該第四實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之記憶體儲存裝置，其中該目標實體區塊的實體頁面組更包括一第五實體頁面組與一第六實體頁面組，其中該記憶體控制器將該第五實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為0，將該第五實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為2，將該第六實體頁面組的下實體頁面的危險距離設定為3，並且將該第六實體頁面組的上實體頁面的危險距離設定為1。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之記憶體儲存裝置，其中該記憶體控制器更用以建立一危險距離表，並且在該危險距離表中記錄對應該些實體區塊的實體頁面組的每一所述實體頁面的危險距離。
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