TWI338856B - A flash memory storing device and a data storing method thereof - Google Patents

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    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
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    • G06F12/023Free address space management
    • G06F12/0238Memory management in non-volatile memory, e.g. resistive RAM or ferroelectric memory
    • G06F12/0246Memory management in non-volatile memory, e.g. resistive RAM or ferroelectric memory in block erasable memory, e.g. flash memory

Description

1338856 九、發明說明: [發明所屬之技術領域】 2發明係錢—種儲存裝置,尤指—種可判斷主機之 二:令’分別經由不同的資料處理方式以加速快間記 憶體處理速度的快閃記憶體儲存裝置及其資料儲存方法。 【先前技術】 目别市面上的資料處理废罟,立 度相當的快速,但由於主機的資』機%之資料處理速 於主機的貝科在寫入快閃記憶體的儲 ::二時,由於讀取 '複製及搬移資料方式的不同將 記憶體的儲存速度’從而造成整個資料處理裝置 之效月&。 請參閱第5 Α~ 6Ε Ha 之資料針n S所不’係為一種習用之快閃記憶體 法。如第5A所示,當主機系統提供-寫入資 =二1制第—筆隨機f料寫入快閃記憶趙之使用 入於* Hi’管理單元係先將該第-筆資料寫 入於-空白之隨機储存區塊之頁區塊 筆二寫 再搬移複製# F 〜、.上. V如乐Μ所不), 頁區塊内Γ Μ ^ MM效資料至隨機儲存區塊之相對 塊資料,二所示h再抹除使用區塊内之所有頁區 隨機儲存^換使用區塊與隨機儲存區塊之位址,使原 == 為使用區塊(如第5D所示),以繼續於 轉換後的使用區塊内寫入資料。 而如第6A圖所示,者主她么 準備將-跨區塊統所提供的寫入資料命令 、·錢‘貝料寫入快閃記憶體之第一使用 1338856 區塊,並欲繼續寫入第二使用區塊 , 塊遭遇-已寫入資料之頁區塊,則如第二所第、,使用區 2 δ亥第一使用區塊之頁區塊n内的部份連續θ性資料 =棟之頁區塊1内,移複製第二使 用k塊内之有效資料至連續 〜 r , _ 促存區塊之相對頁區塊4内 (如第6C'6D所示),抹除第 内 資料,同時更拖笼你m 吏用£塊内之所有頁區塊 更換第—使用區塊與連續性儲存 ,連續性儲存區塊轉換為使用區塊(如 位址以 繼續寫入資料。 V不)以 惟’上述主機所傳送以寫入快閃記憶體的資料 料並Γ可能是連續性資料,依上述習用之資料 P,未對該詩進行判定,在資料處理過程中, 輸入隨機或連續性資料’皆必須完成-個寫入、搬 ^ 抹除及區塊位址轉換的動作,而經不斷的區塊抹 :過程’不但將縮短快閃記憶體的使用壽命,且由於資料 处理過程的重複,將使得快閃記憶體的處理速度無法提升。 有鑑於此’為了改善上述之缺點’使快閃記憶體儲存 裝置及其貝料儲存方法不僅能減少快閃記憶體區塊抹除之 '、k長决閃s己憶體的使用壽命,且可減少資料處理 的%序以加速快閃記憶體的處理速度,發明人積多年的 經驗及不斷的研發改進,遂有本發明之產生。 【發明内容】 本發明之主要目的在提供一種快閃記憶體儲存裝置及 6 -貝料儲存方法,藉由以一微 令係為隨機或達續性資料寫入,::::主機之寫入命 速度。 4處理的私序,以加速快閃記憶體的處理 本發明之次要目的在提供一種 其資料錯存方法,藉由二種不同的資處:=存裝置及 將隨機或連續性資料寫入於不同道,以分別 俾能減少重覆之搬#制 、A «己體的區塊内, ㈣再^ 抹除及區塊位址轉換的動作, 以延長快閃記憶體的使用壽命。 為達上述發明之目的,本發明所設之—種 健存裝置之資料儲存方法,包括下列步驟:a接收1機系 :=二資料命令;b.以一微處理單元依據主機寫 _斷主機之寫入命令係為隨機或連續性資 以及C.提供一快閃記憶體控制單元 資 料或連續性資料分別寫入至少一快閃記憶體内。機貝 實施時’當微處理單元判斷主機所傳送之資料係為隨 機貢㈣’包枯下列步驟:3‘使一第一筆將寫入一使用區塊 之資料複製至-空白之隨機儲存區塊之頁區塊中,並使一 轉換表(mapping table)連結指向該頁區塊。b將一第二筆 貧料寫入隨機儲存區塊之下一個頁區塊内,並使轉換表連 結指向寫入該第二筆資料之頁區塊;c於隨機儲存區塊寫滿 依序排列之資料後’抹除該隨機儲存區塊内之頁區塊,以 產生新的空白ik機儲存區塊,以供新增之資料繼續複製至 該隨機儲存區塊之頁g塊尹。 實施時,當微處理單元匈斷 續性資粗拄u N斲主機所傳送之資料係為連 只庄貝枓時’包括下列步驟:a传一 -^ ~ ^ a r- ^ .使弟一筆連續性資料寫入 第=區塊’並繼續寫入一第二使 ==區塊時,若遭遇—已寫入資料之頁區塊,則將 連續性用區塊内的部份連續性資料寫至-空白之 塊内;C·將一第二筆連續性資料繼續 份有將第二使用區塊之部 續性資料之下-個頁區塊内=塊内,該第二筆連 «產生新的空白連續性储= 第-使用區塊内之資料, ^發明所設之一種快閃記憶體儲存裝 二:閃記憶體,該控制器包括-主機控制界面 處;,:控制單元、-緩衝記憶體管理單元以及一微 處理早兀。該主機控制界面係 :送之隨機或連續性資料;該快_:控=:: 制界面及至少-快閃記憶體,供控制主機資料 ^子取,錢衝記憶體管理單元係與主機 記憶體控制單元連接,根总挪 . Γ1 Π: 緩衝記憶體對於主機所傳 “ Λ 該微處理單元係分別與主機控制界面、 :閃,己憶體控制單元、緩衝記憶體管理單元及至少— M/R⑽連接,供_該主制傳送之資㈣為隨機或 丄现»56 丄现»56 入 連續性資料’以分別將該資料經快間記憶體控制單元寫 至少一快閃記憶體内 為便於對本發明能有更深入的瞭解,茲詳述於後: 【貫施方式】 叫參閱第1圖所示’其為本發明快閃記憶體儲存裝置i 之較佳實施例,包括-控制器2及至少—快閃記憶體3,該 控制器2包括-主機控制界面21、一快閃記憶體控制單元 緩衝6己憶體官理單元23、一緩衝記憶體24、至少一 隨機存取記憶體/唯讀記憶體(RAM/R〇M) 25以及 理單元26。 該主機控制界面21係、以一聰接頭連接一主機4,供 f收主機4所傳送之隨機或連續性資料,所述的主機控制 ,面21亦、可以ΙΕΕΕ1394接頭或其他相類似功 主機4連接。 該快閃記憶體控制單元22係分別連接主機控制界面 2】及至少-快閃記憶體3’供控制主機4資料之存取。 3該緩衝記憶歸理單元23係與主機㈣界面2i及快 閃6己fe體控制單元2 2連接,供營理一 』 主機4所傳送資料之存取。 ’·、己思-24對於 而該微處料元26係分職主齡料 憶體控制單元22、緩衝記憶體管理單元23及至少I :AM:R〇M(25)連接,以藉由主機4所提供之寫八資料大 小’判斷該主機4所傳送之資料係為隨機或連續性資料, 9 1338856 :二^料以不同之處理方式,經快閃記憶體控制單 =至少一快閃記憶體3内。實施時, 可藉由主機4之檔案配置表(fat表)所提供之 續性資料u/判斷主機4所傳送之資料係為隨機或連 心’以刀別寫入至少一快閃記憶體3内。 ,參閱第2圖所示’其為本發明快閃 之貧料儲存方法之較佳實施例,包括下列步驟存裝置 接收主機系統所提供之寫入資料命令。 微處理單元_主機之寫人命令 續性資料寫入。 艰機次連 决閃記憶體控制單元,以將隨 性資料分別寫入至少一快閃記憶體内。“ 於步驟b中,該微處 寫入資料大小,以判餅㈣ 係措由主機4所提供之 續性資料。實施時⑷ 所傳送之資料料隨機或連 之檔案配置表(FAT表二:處理單元26亦可藉由主機4 主機4所傳送之資料。作供之資料大小資訊,以判斷

當主機4之一宜λ人A 成-筆隨機資料或連續:; = =’於步驟C已完 命令將繼續執行,同樣g人動作’而下-個寫入 不同處理方式進行欠的㈣大0丨斷及以 請參閱第3A~ 3D圖^ 所傳送之資_為隨機;^當微處理單元26判斷主㈣ 機貝枓時,快閃記憶體控制單元2 2以 ^J〇〇J〇 下列步驟將資料寫入快閃記億體3之各區塊内。 (a)如第3Α、3Β圖所示,使一第一筆將寫入並覆蓋於使 用區塊之頁區塊a之資料複製至一空白之隨機儲存 區塊之頁區域1中,並使-轉換表(mapping州e) 連結指向該頁區塊I之位址。 (b)如第3C圖所示,當微處理單元26判斷主機斗所傳 ,之第二筆資料亦為隨機資料時,快閃記憶體控制 早7L 22將該第二筆資料寫入於隨機健存區塊之頁區 塊2内’並使轉換表連結指向寫入該第二筆資料之 頁區塊2之位址。 ()如第3D圖所不’當主機4繼續傳送多筆隨機資料 時’隨機儲存區塊之頁區塊i至頁區塊N將寫滿依 序排列之資料;此時,該隨機儲存區塊内之資料被 抹除’以產生新的空白隨機儲存區塊,而主機4所 傳送的第N+1筆資料繼續複製至空白隨機儲存區塊 之頁區塊1中’直到主機4所傳送之資料係為連續 性資料為止。 、 =閱第4A]E圖所示,當微處理單元%判斷主機斗 以下列牛貝㈣為連續性資料時,快閃記憶體控制單元22 :下列步驟將資料寫入快閃記憶體3之各區塊内。 (a)如第4A圖所示,士祕/ & ,主機4所傳送的第一筆連續性資料 使用區塊中已寫入資料之頁區塊η之後方頁 ^塊n+1開始·^ 罵入寫滿弟一使用區塊後,將繼續 11 J338S56 寫入第二使用區塊内。 (b)如第4B圖所示,資料欲寫入第二使用區塊時若遭 遇一已寫入資料之頁區塊,第一筆連續性資料將未 寫入該第二使用區塊内的部份連續性資料寫至一办 白之連續性儲存區塊之頁區塊1内。 (c )如第4C圖所示,以連續性儲存區塊取代第一使用區 塊,同時抹除原該第一使用區塊内之資料,以產生 新的空白連續性儲存區塊。 (d )如第4D圖所示,當微處理單元判斷主機4所傳送之 第二筆資料亦為連續性資料時,第二筆連續性資料 將繼續寫入於第一筆連續性資料的後方之頁區塊2 及頁區塊3内。

而當微處理單元判斷主機所傳送之資料不為連續性 資料時’第二使用區塊内之部份有$丈資料被複製至 該連續性儲存區去鬼内已寫入該第二筆連續性資料之 頁區塊3之下一個頁區塊4内。 最後’如$ 4E圖所示,再以連續性儲存區塊取代第 二使用區塊,以供下—筆連續性資料寫人,同時抹 除原該第二使用區塊内之資料,以產生新的空白連 續性儲存區塊。 因此’本發明具有以下之優點: 、本發明藉由-微處理單元判斷主機之寫入命令 係為隨機或連續性資料寫入,以經由不同的處理 12 1338856 方式分別寫入快閃記憶體内,可有效減少習用技 術僅能提供單一處理方式,而必須針對每一寫入 命令進行重覆搬移複製、抹除及區塊位址轉換的 動作,此減少肓料處理的程序,以加速彳夬閃記憶 體的處理速度。 2 本發明可提供二種不同的資料處理管道,以減少 快閃圮憶體區塊之抹除次數,以延長快閃記憶體 的使用壽命。 、”丁、上所述’依上文所揭示之内容,本發明確可達到發 月預,月目的’提供-種不僅能減少區塊抹除之頻率,以 延長快閃記憶體的使用壽命,且可減少資料處理的程序, ^加逮快間記憶體的處理速度之快閃記憶體儲存裝置及其 資料儲存方法,極具產掌上去丨丨 ^ 菜上利用之仏值,荄依法提出發明 專利申請。 以上所述乃是本發明之具體實施例及所運用之技術手 段,根據本文的揭露或教導可衍生推導出許 正,若依本發明之構想所作 之等效改變,其所產生之作用 仍未超出說明書及圖式所涵蓋 ,^卜 由盍之貫貝精神時,均應視為在 本創作之技術範驚之内,合先陳明。 【圖式簡單說明】 第1圖係、為本發明快閃 塊示意圖。 己匕體儲存裝置之貫施例之方 第2圖係為本發明伊 °己憶體儲存裝置之資料儲存方 1338856 法之實施例之流程圖。 第3A 3DSI係為本發明之實施例處理隨機資料時 作乔意圖。 第4A 4E圖係為本發明之實施例處理連續性資料卞〜 動作禾意圖。 〜 第5 A 5D圖係為習用快閃記憶體處理隨機資料時之 作示意圖。 第6 A- 6E圖係為習用快閃記憶體處理連續性資料 動作示意圖。 ''之 【主要元件符號說明】 快閃記憶體儲存裝置1 控制器2 主機控制界面 21快閃記憶體控制單元22 緩衝記憶體管理單元23緩衝記憶體24 隨機存取記憶體/唯讀記憶體25 微處理單元 26快閃記憶體3

主機4

Claims (1)

1338856 十、申請專利範圍: 1、—種快閃記憶體儲存裝置之資料儲存方法,包括: a.接收-主機系統所提供之寫入資料命令; b,以-微處理單元判斷主機之寫入命令係為隨機或 連續性資料寫入;以及 2 曰、决閃。己憶體控制單元,以將隨機資料戒連續 性資料分別寫入至少一快閃記憶體内。 、::料利範圍第1項所述之資料儲存方法,其中,該 3 主播理早兀係错由主機所提供之寫入資料大小,以利斷 機所傳送之資料係為隨機或連續性資料。 請專利範圍第1項所述之資料儲存方法,盆中,該 之資料大小m =表)所提供 連續性資料。 J斬主機所傳运之肓料係為隨機或 4 微I::利:圍第1項所述之資料儲存方法,其中,當 括下列IS 所傳送之資料係為隨機資料時,包 白之(I::;筆將寫入—使用區塊之資料複製至-空 _〇=區塊之頁區塊中,並使—轉換表一名 連Ά指向該頁區塊。 歹專利範圍第4項所述之資料儲存方法,更包括下 a 將-第二筆資料寫入隨機儲存區塊之下—個頁 15 5 區塊内,並使轉換表連結指向寫入該第二筆資料 之頁區塊; ' Cb) 於隨機儲存區塊寫滿依序排狀資料後,抹除該 隨機储存區塊内之頁區塊,以產生新的空白隨機 :存區塊,以供新增之資料繼續複製至該隨機儲 存區塊之頁區塊中。 β專利犯圍第】項所述之資料儲存方法,其中,杂 時,機所傳送之Μ係為連續性^ 匕括下列步驟: 使一第一筆連續性資料寫入一第一使 用區塊,並繼續寫入一第二使用區塊 内; (b) (c) (d)
於寫入第二使用區塊時,若遭遇一已寫 入貝料之頁區塊,則將未寫入該第二使 用區塊内的部份連續性資料寫至一空 白之連續性儲存區塊之頁區塊内; ^第二筆連續性資料繼續寫入於該 第一筆連續性資料的後方; 將第二使用區塊之部份有效資料複製 至。玄連續性儲存區塊内已寫入該第二 筆連續性資料之下_個頁區塊内;以及 '乂連續性儲存區塊取代第二使用區 鬼同時抹除原該第二使用區塊内之資 1338856 料,以產生新的空白連續性儲存區塊。 7、如申請專利範圍第6項所述之資料儲存方法,更包括下 列步驟: 以連續性儲存區塊取代第一使吊區塊,同時抹除原 該第一使用區塊内之資料,以產生新的空白連續性儲存 區塊。 裡恍閃記憶體儲存裝 記憶體’該控制器包括: -主機控制界面,係連接一主機,供接收主機所傳 送之隨機或連續性資料; 一快閃記憶體控制單元,係分別連接主機控制界面 及至少一快閃記憶體,供控制主機資料之存取; 記憶體管理單元’係與主機控制界面 兄憶體控制單元連接,供管 傳送資料之存I; Μ ⑽料於主機所 體㈣;處理單元,係分別與主機控制界面、快閃記憶 工制早凡、緩衝記憶體管理單元及至少一隨 憶體/唯讀記憶體(RAM/RC)m) ° 值这★次、〉迷接供判斷該主機所 、貝料係為隨機或連續性資料,以分# # γ & 快閃記憶體控制罝-仓 貝卄以刀別將该貧料經 如申請專利範固第=入至少一快閃記憶體内。 理單元娜之儲存裝置,其巾,該微處 所傳送之資料传供之寫入資料大小,以判斷主機 貝枓係為隨機或連續性資料。 17 9 1338856 10、如申請專利範圍第8項所述之儲存裝置,其中,該微 處理單元係藉由主機之檔案配置表(FAT表)所提供之 資料大小資訊,以判斷主機所傳送之資料係為隨機或連 續性資料。
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