TWI437430B - 動態切換分割區方法、記憶卡控制器與記憶卡儲存系統及電腦程式產品 - Google Patents

動態切換分割區方法、記憶卡控制器與記憶卡儲存系統及電腦程式產品 Download PDF

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Description

動態切換分割區方法、記憶卡控制器與記憶卡儲存系 統及電腦程式產品
本發明是有關於一種用於記憶卡的動態切換分割區方法及使用此方法記憶卡控制器與記憶卡儲存系統。
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具有資料非揮發性、省電、體積小與無機械結構等的特性，適合可攜式應用，最適合使用於這類可攜式由電池供電的產品上。記憶卡就是一種以NAND型快閃記憶體作為儲存媒體的儲存裝置。由於記憶卡體積小容量大，所以已廣泛用於個人重要資料的儲存。
由於以NAND型快閃記憶體作為儲存媒體的儲存裝置體積相當小，因此遺失的風險亦相對增加。為了避免儲存於此類儲存裝置中的重要資料因儲存裝置的遺失而被未經授權者讀取，目前已發展出許多加密或認證技術來保護儲存於此類儲存裝置中的資料。例如，以隨身碟為例，隨身碟的記憶體可劃分為一般分割區與安全分割區，其中使用者必須通過身份驗證(例如，密碼或指紋的比對)後才可存取儲存於安全分割區中的資料。基此，使用者可依據目前存取的需求選擇使用一般分割區或者通過身份驗證來使用安全分割區。然而，依據記憶卡(例如，安全數位(secure digital,SD)記憶卡、多媒體儲存卡(Multi Media Card, MMC))的規範，記憶卡是無法支援多分割區(即，記憶卡的儲存空間無法劃分為多個分割區來提供給主機系統存取)。基此，記憶卡的儲存空間僅能被格式化成單一分割區並且以整個分割區為單位來設定為不具資料保護功能或者具備資料保護功能。因此，為了保護某些特定資料，記憶卡的使用者必須將整個記憶卡設定為具備資料保護功能，使得每次使用記憶卡都需通過身份驗證，而造成使用上的不便。基此，如何在記憶卡中實現動態切換分割區的機制是此領域技術人員所致力的目標。
本發明提供一種動態切換分割區方法，其能夠動態地切換於記憶卡中所劃分之多個分割區。
本發明提供一種記憶卡儲存系統，其能夠動態地切換於記憶卡中所劃分之多個分割區。
本發明提供一種記憶卡控制器，其能夠動態地切換於記憶卡中所劃分之多個分割區。
本發明範例實施例提出一種動態切換分割區方法，用於一記憶卡，其中此記憶卡具有一記憶卡控制器與多個實體區塊。本動態切換分割區方法包括由記憶卡控制器配置多個邏輯區塊以映射至少部分的實體區塊，並且將此些邏輯區塊至少劃分為第一分割區與第二分割區。本動態切換分割區方法也包括由記憶卡控制器將對應記憶卡的卡規格資料(Card Specific Data,CSD)設定為對應第一分割區的第 一預設值；並且當記憶卡耦接至主機系統時，由此主機系統向記憶卡控制器請求此卡規格資料以獲取第一預設值，並且根據第一預設值存取第一分割區。本動態切換分割區方法還包括當主機系統中傳送一切換指令給記憶卡控制器時，由記憶卡控制器接收切換指令並且不傳送對應切換指令的回應訊息給主機系統。本動態切換分割區也方法包括由記憶卡控制器根據切換指令將記憶卡的卡規格資料設定為對應第二分割區的第二預設值，並且由主機系統以不斷電方式重置記憶卡。本動態切換分割區方法更包括在以不斷電方式重置記憶卡之後，由主機系統向記憶卡控制器重新請求卡規格資料以獲取第二預設值，並且根據第二預設值存取第二分割區。
在本發明之一實施例中，上述之動態切換分割區方法，更包括當記憶卡斷電且重新耦接至主機系統時由記憶卡控制器將對應記憶卡的卡規格資料設定為第一預設值。
在本發明之一實施例中，上述之動態切換分割區方法，更包括在從主機系統中接收切換指令之後由記憶卡控制器在記憶卡的隨機存取記體中記錄一切換旗標。
在本發明之一實施例中，上述之動態切換分割區方法更包括判斷隨機記憶體中是否存有切換旗標，其中根據切換指令將對應記憶卡的卡規格資料設定為第二預設值的步驟是在當隨機記憶體中存有切換旗標時被執行。
在本發明之一實施例中，上述之動態切換分割區方法更包括由記憶卡控制器執行一驗證程序以驗證主機系統並 且判斷主機系統是否通過驗證程序，其中在記憶卡的隨機存取記體中記錄切換旗標的步驟是在當主機系統通過驗證程序時被執行。
在本發明之一實施例中，上述之動態切換分割區方法更包括由記憶卡控制器計時一預設時期，並且判斷在預設時期中是否從主機系統中接收到任何指令。並且，當在預設時期中未從主機系統接收到任何指令時，由記憶卡控制器將記憶卡的卡規格資料設定為對應第一分割區的第一預設值。
本發明範例實施例提出一種動態切換分割區方法，用於一記憶卡，其中記憶卡具有記憶卡控制器與多個實體區塊。本動態切換分割區方法包括由記憶卡控制器配置多個邏輯區塊以映射至少部分的實體區塊，並且將此些邏輯區塊至少劃分為第一分割區與第二分割區。本動態切換分割區方法也包括由記憶卡控制器將對應記憶卡的卡規格資料設定為對應第一分割區的第一預設值；並且當記憶卡耦接至主機系統時，由主機系統向記憶卡控制器請求卡規格資料以獲取第一預設值，並且根據第一預設值存取第一分割區。本動態切換分割區方法還包括由主機系統中傳送切換指令給記憶卡控制器以及由記憶卡控制器接收切換指令並且傳送對應切換指令的一回應訊息給主機系統。本動態切換分割區方法也包括由記憶卡控制器根據切換指令將記憶卡的卡規格資料設定為對應第二分割區的第二預設值。本動態切換分割區方法更包括由主機系統根據回應訊息向記 憶卡控制器重新請求卡規格資料以獲取第二預設值，並且根據第二預設值存取第二分割區。
本發明範例實施例提出一種記憶卡儲存系統，用以執行上述動態切換分割區方法，其包括上述主機系統與一記憶卡。此記憶卡包括連接器、記憶體模組與上述記憶卡控制器。連接器用以耦接至主機系統，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，並且每一實體區塊的實體頁面可獨立地被寫入且同時地被抹除。
本發明範例實施例提出一種記憶卡控制器，用於控制一記憶卡的一記憶體模組，其中此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並且每一實體區塊的實體頁面可獨立地被寫入且同時地被抹除。本記憶卡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，並且記憶體介面用以耦接至記憶體模組。記憶體管理電路耦接至此主機介面與此記憶體介面，並且用以配置多個邏輯區塊以映射至少部分的實體區塊及將邏輯區塊至少劃分為第一分割區與第二分割區。記憶體管理電路還用以將對應記憶卡的卡規格資料設定為對應第一分割區的第一預設值。此外，記憶體管理電路也用以從主機系統中接收一切換指令，並且不傳送對應切換指令的一回應訊息給主機系統。再者，記憶體管理電路更用以根據切換指令將記憶卡的卡規格資料設定為對應第二分割區的第二預設值。
本發明範例實施例提出一種記憶卡控制器，用於控制 一記憶卡的一記憶體模組，其中此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並且每一實體區塊的實體頁面可獨立地被寫入且同時地被抹除。本記憶卡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，並且記憶體介面用以耦接至記憶體模組。記憶體管理電路耦接至此主機介面與此記憶體介面，並且用以配置多個邏輯區塊以映射至少部分的實體區塊以及將此些邏輯區塊至少劃分為第一分割區與第二分割區。記憶體管理電路也用以將對應記憶卡的卡規格資料設定為對應第一分割區的第一預設值。記憶體管理電路還用以從主機系統中接收一切換指令並且傳送對應此切換指令的回應訊息給主機系統。此外，記憶體管理電路更用以根據切換指令將記憶卡的卡規格資料設定為對應第二分割區的第二預設值。
本發明範例實施例提出一種電腦程式產品，其包括至少一程式指令，此至少一程式指令用以被載入至一電腦系統來對一記憶卡執行一動態切換分割區方法。此動態切換分割區方法包括傳送切換指令給記憶卡；判斷是否從記憶卡中接收到對應切換指令的回應訊息；以及當未接受到對應此切換指令的回應訊息時，以一不斷電方式重置記憶卡。
基於上述，本發明範例實施例能夠將記憶卡的儲存空間劃分為多個分割區並且依據主機系統的請求動態地切換分割區。
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。
[第一範例實施例]
圖1A是根據本發明第一範例實施例所繪示之使用記憶卡的主機系統。
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以及資料傳輸介面1110。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，記憶卡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與輸入/輸出裝置1106的處理可將資料寫入至記憶體卡100或從記憶體卡100中讀取資料。
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，主機系統為數位相機(攝影 機)1310，而記憶卡為SD卡1312、MMC卡1314、記憶棒(memory stick)1316、CF卡1318或嵌入式多媒體卡(Embedded MMC,eMMC)1320(如圖1C所示)。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所示的記憶卡的概要方塊圖。
請參照圖2，記憶卡100包括連接器102、記憶卡控制器104與記憶體模組106。
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亦可以是記憶棒(Memory Stick,MS)介面連接器、多媒體儲存卡(Multi Media Card,MMC)介面連接器、小型快閃(Compact Flash,CF)介面連接器或其他適合的連接器。
記憶卡控制器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的指令在記憶體模組106中進行資料的寫入、讀取與抹除等記憶體管理與存取運作。特別是，記憶卡控制器104用以執行根據本範例實施例的動態切換分割區運作。
記憶體模組106是耦接至記憶卡控制器104，並且用以儲存主機系統1000所寫入之資料。記憶體模組106包括實體區塊304(0)~304(R)。各實體區塊分別具有複數個頁面，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，實體頁面為寫入資料的最小單元。
在本範例實施例中，記憶體模組106為可複寫式非揮發性記憶體模組。例如，記憶體模組106為多層記憶胞(Multi Level Cell,MLC)NAND型快閃記憶體模組。然而，本發明不限於此，記憶體模組106亦可是單層記憶胞(Single Level Cell,SLC)NAND型快閃記憶體模組、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是根據本發明第一範例實施例所繪示之記憶卡控制器的概要方塊圖。
請參照圖3，記憶卡控制器104包括記憶體管理電路202、主機介面204與記憶體介面206。
記憶體管理電路202用以控制記憶卡控制器104的整體運作。具體來說，記憶體管理電路202具有多個控制指令，並且在記憶卡100運作時，此些控制指令會被執行記憶體管理與存取運作以及動態切換分割區運作來控制記憶體模組106。根據本範例實施例的動態切換分割區運作以及記憶體管理與存取運作將於以下配合圖式作詳細說明。
在本範例實施例中，記憶體管理電路202的控制指令是以韌體型式來實作。例如，記憶體管理電路202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。當記憶卡100運作時，此些控制指令會由微處理器單元來執行以完成根據本發明實施例的動態切換分割區運作以及記憶體管理與存取運 作。
在本發明另一範例實施例中，記憶體管理電路202的控制指令亦可以程式碼型式儲存於記憶體模組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202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段，並且當記憶卡控制器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記憶體模組106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本發明範例實施例的動態切換分割區運作以及記憶體管理與存取運作。此外，在本發明另一範例實施例中，記憶體管理電路202的控制指令亦可以一硬體型式來實作。
主機介面204是耦接至記憶體管理電路202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202。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204亦可以是MS介面、MMC介面、CF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202並且用以存取記憶體模組106。也就是說，欲寫入至記憶體模組106的資料會經由記憶體介面206轉換為記憶體模組106 所能接受的格式。
在本發明一範例實施例中，記憶卡控制器104還包括隨機存取記憶體252。隨機存取記憶體252是耦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記憶體模組106的資料。例如，隨機存取記憶體252為靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory,SRAM)、動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)或其他適合的隨機存取記憶體。
在本發明一範例實施例中，記憶卡控制器104還包括電源管理電路254。電源管理電路254是耦接至記憶體管理電路202並且用以控制記憶卡100的電源。
在本發明一範例實施例中，記憶卡控制器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202並且用以執行一錯誤檢查與校正程序以確保資料的正確性。具體來說，當記憶體管理電路202從主機系統1000中接收到寫入指令時，錯誤檢查與校正電路256會為對應此寫入指令的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202會將對應此寫入指令的資料與對應的錯誤檢查與校正碼寫入至記憶體模組106中。之後，當記憶體管理電路202從記憶體模組106中讀取資料時會同時讀取此資料對應的錯誤檢查與校正碼，並且錯誤檢查與校正電路256會依據此錯誤檢查與校正碼對所讀取的資料執行錯誤校正程序。
圖4與圖5是根據本發明第一範例實施例所繪示之管理記憶體模組的範例示意圖。
必須瞭解的是，在此描述記憶體模組106之實體區塊的運作時，以“提取”、“交換”、“分組”、“輪替”等詞來操作實體區塊是邏輯上的概念。也就是說，記憶體模組106之實體區塊的實際位置並未更動，而是邏輯上對記憶體模組106的實體區塊進行操作。
請參照圖4，記憶體管理電路202會將記憶體模組106的實體區塊304(0)~304(R)邏輯地分組為資料區402、備用區404、系統區406與取代區408。
資料區402與備用區404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402是已儲存資料的實體區塊，而備用區404的實體區塊是用以替換資料區402的實體區塊。因此，備用區404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，在備用區中的實體區塊已被執行抹除運作，或者當備用區中的實體區塊被提取用於儲存資料之前所提取之實體區塊會被執行抹除運作。因此，備用區的實體區塊為可被使用的實體區塊。
邏輯上屬於系統區406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記憶體模組的製造商與型號、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408中的實體區塊是替代實體區 塊。例如，記憶體模組106於出廠時會預留4%的實體區塊作為更換使用。也就是說，當資料區402、備用區404與系統區406中的實體區塊損毀時，預留於取代區408中的實體區塊是用以取代損壞的實體區塊(即，壞實體區塊(bad block))。因此，倘若取代區408中仍存有正常之實體區塊且發生實體區塊損毀時，記憶體管理電路202會從取代區408中提取正常的實體區塊來更換損毀的實體區塊。倘若取代區408中無正常之實體區塊且發生實體區塊損毀時，則記憶體管理電路202會將記憶卡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402、備用區404、系統區406與取代區408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，在記憶卡100的運作中，實體區塊關聯至資料區402、備用區404、系統區406與取代區408的分組關係會動態地變動。例如，當備用區中的實體區塊損壞而被屬於取代區的實體區塊取代時，則此原本取代區的實體區塊會被關聯至備用區。
請參照圖5，如上所述，資料區402與備用區404的實體區塊是以輪替方式來儲存主機系統1000所寫入之資料。在本範例實施例中，記憶體管理電路202配置邏輯存取位址給主機系統1000以利於在以上述輪替方式來儲存資料之實體區塊中存取資料。特別是，為了配合記憶體模組106的抹除單位(即，實體區塊)來管理所寫入的資料，記憶體管理電路202會將所配置的邏輯位存取位址分組為 邏輯區塊510(0)~510(H)，並且將邏輯區塊510(0)~510(H)映射至資料區402的實體區塊。例如，當記憶卡100被初始化(例如，格式化)時，邏輯區塊510(0)~510(H)分別地映射至資料區402的實體區塊304(0)~304(D)。也就是說，一個邏輯區塊會映射資料區402中的一個實體區塊。在此，記憶體管理電路202會建立邏輯區塊-實體區塊映射表(logical block-physical block mapping table)，以記錄邏輯區塊與實體區塊之間的映射關係。
在本範例實施例中，記憶體管理電路202會將邏輯區塊510(0)~510(H)分割為多個分割區，並且根據主機系統1000的請求動態地提供對應其中一個分割區的資訊以供主機系統1000來存取此分割區。
圖6是根據本發明第一範例實施例所繪示之分割邏輯區塊的範例示意圖。
請參照圖6，記憶體管理電路202將邏輯區塊510(0)~510(H)分割為第一分割區602與第二分割區604，其中第一分割區602是由邏輯區塊510(0)~510(K)所組成，而第二分割區604是由邏輯區塊510(K+1)~510(H)所組成。
在本範例實施例中，記憶體管理電路202會為第一分割區602設定一組第一預設值以作為卡規格資料(Card Specific Data,CSD)。具體來說，在記憶卡規範中定義CSD暫存器來記錄記憶卡100的卡規格資料，並且當記憶卡100耦接至主機系統1000時主機系統1000會從記憶卡100的CSD暫存器中取得卡規格資料並且根據所取得之卡規格 資料來存取記憶卡100的儲存空間。在此，CSD暫存器包括BLOCk_LEN欄位、C_SIZE欄位與C_SIZE_MULT欄位來定義記憶卡的容量。例如，在本範例實施例中第一分割區602的容量為2GB(GigaByte)，因此，在對應第一分割區602的第一預設值中BLOCK_LEN欄位、C_SIZE欄位與C_SIZE_MULT欄位會分別地被設定為1024、4095與7。基此，當主機系統1000依據第一預設值來存取記憶卡100時，主機系統1000可存取第一分割區602且其可使用儲存空間為2GB。
類似地，記憶體管理電路202會為第二分割區604設定一組第二預設值作為CSD。例如，在本範例實施例中第二分割區604的容量為32MB(MegaByte)，因此，在對應第二分割區604的第二預設值中BLOCK_LEN欄位、C_SIZE欄位與C_SIZE_MULT欄位會分別地被設定為512、2000與3。基此，當主機系統1000依據第二預設值來存取記憶卡100時，主機系統1000可存取第二分割區604且其可使用儲存空間為32MB。
如上所述，在記憶卡規範中一個記憶卡僅支援一個分割區。在本範例實施例中，記憶體管理電路202會預設地將對應第一分割區602的第一預設值作為記憶卡100的CSD，以使得每當記憶卡100被耦接至主機系統1000時主機系統1000會從CSD暫存器中取得此第一預設值並且根據第一預設值存取第一分割區602。此外，記憶體管理電路202會根據來自於主機系統1000的切換指令以將對應第 二分割區604的第二預設值作為記憶卡100的CSD以使得主機系統1000所存取之分割區動態地被切換為第二分割區604。
具體來說，在記憶卡100被耦接至主機系統1000且主機系統1000所存取之分割區為第一分割區602的狀態下，當主機系統1000傳送切換指令給記憶卡100時，記憶體管理電路202會識別出此切換指令並且不傳送回應訊息給主機系統1000。
此外，記憶體管理電路202會根據此切換指令在隨機存取記憶體252中記錄一個切換旗標。特別是，在主機系統1000未收到對應此切換指令之回應訊息的情況下，主機系統1000會以不斷電方式重置(reset)記憶卡100。在記憶卡被重置後，記憶體管理電路202會根據隨機存取記憶體252中的切換旗標將CSD暫存器中的CSD設定為第二預設值。之後，當主機系統1000從CSD暫存器中重新取得對應記憶卡100的CSD時，主機系統1000會取得對應第二分割區604的第二預設值並且根據所取得之第二預設值存取第二分割區604。
具體來說，在主機系統1000重置記憶卡100後，主機系統100會透過許多指令來取得記憶卡100的相關資訊。例如，以SD記憶卡規格為例，主機系統1000首先會下達ACMD41指令來確認記憶卡100是否為忙碌和確認電壓範圍。接著，主機系統1000會下達CMD2指令並且記憶卡控制器104會回傳CID資訊以回應CMD2指令。然後，主機 系統1000會下達CMD3指令並且記憶卡控制器104會回傳記憶卡的相對位置(related card address，RCA)。
也就是說，在本範例實施例中，此切換指令是特別設定給主機系統1000與記憶卡100的記憶體管理電路202來識別進行分割區切換的機制。在接收到此切換指令的情況下，記憶體管理電路202不會傳送回應訊息給主機系統1000並且會更改CSD暫存器中的CSD。另外，在未收到對應此切換指令之回應訊息下，主機系統1000會以不斷電方式重置記憶卡100並從CSD暫存器中重新取得對應記憶卡100的CSD。
特別是，當記憶卡100被斷電並重新耦接至主機系統1000時，由於記錄於隨機存取記憶體252中的切換旗標因斷電而被清除，因此，記憶體管理電路202會判斷隨機存取記憶體252中無存有此切換旗標並且預設地將CSD暫存器中的CSD設定為第一預設值。基此，當主機系統1000從CSD暫存器中取得CSD時，主機系統1000會取得對應第一分割區602的第一預設值並且根據所取得之第一預設值存取第一分割區602。
此外，在本發明另一範例實施例中，在記憶體管理電路202依據切換旗標將CSD暫存器中的CSD設定為第二預設值的狀態下，記憶體管理電路202會計時一預設時期，並且判斷在此預設時期期間是否從主機系統1000中接收到任何指令。特別是，倘若在此預設時期期間未從主機系統1000中接收到任何指令時，記憶體管理電路202會將 CSD暫存器中的CSD設定為第一預設值。之後，當主機系統1000欲存取記憶卡100時，記憶體管理電路202會傳送存取錯誤訊息給主機系統1000以使主機系統1000重新讀取CSD而存取第一分割區602。
例如，在本發明範例實施例中，當主機系統1000傳送切換指令至記憶卡100時，記憶體管理電路202會執行驗證程序以驗證主機系統1000是否有權存取第二分割區604。例如，記憶體管理電路202會要求主機系統1000傳送使用者密碼並且將所接收之使用者密碼與預先設定密碼(例如，此預先設定密碼是儲存於系統區中)進行比對。並且，僅當主機系統1000通過此驗證程序(即，使用者密碼符合預先設定密碼)時，記憶體管理電路202才在隨機存取記憶體252中記錄上述切換旗標。必須瞭解的是，在此，驗證程序不限於密碼比對，在本發明另一範例實施例中，亦可利用生物特徵資訊來執行上述驗證程序。
圖7是根據本發明第一範例實施例所繪示之動態切換分割區方法的部分流程圖，並且圖8是根據圖7所繪示之主機系統與記憶卡之間的資訊流示意圖。
請同時參照圖7與圖8，當記憶卡100被耦接至主機系統1000時，在步驟S701中記憶體管理電路202會將記憶卡100的CSD設定為第一預設值CSD1(如圖8的資料流S801所示)。之後，在步驟S703中主機系統1000向記憶卡100傳送請求指令以取得CSD(如圖8的資料流S803所示)，並且在步驟S705中記憶體管理電路202將第一預設 值CSD1傳送給主機系統1000(如圖8的資料流S805所示)。此時，主機系統1000根據所接收之CSD(即，第一預設值CSD1)來存取記憶卡100的第一分割區602。
圖9是根據本發明第一範例實施例所繪示之動態切換分割區方法的另一部分流程圖，並且圖10是根據圖9所繪示之主機系統與記憶卡之間的資訊流示意圖。。
請同時參照圖9與圖10，在主機系統1000根據所取得之第一預設值來存取記憶卡100的第一分割區602的狀態下，當主機系統1000傳送切換指令SC給記憶卡100(如圖10的資料流S1001所示)時，在步驟S707中記憶體管理電路202透過主機介面204接收切換指令並且不傳送回應訊息給主機系統1000，並且在步驟S709中記憶體管理電路202會執行驗證程序並且判斷主機系統1000是否通過驗證程序。
倘若主機系統1000未通過驗證程序時，則圖9所示的流程會被結束。
倘若主機系統1000通過驗證程序時，則在步驟S711中記憶體管理電路202會在隨機存取記憶體252中記錄切換旗標SF(如圖10的資料流S1003所示)。之後，在步驟S713中主機系統1000會傳送重置指令RC給記憶卡100並以不斷電方式重置記憶卡100(如圖10的資料流S1005所示)。記憶卡100被重置之後，在步驟S715中記憶體管理電路202會判斷隨機存取記憶體252中是否存有切換旗標。
倘若隨機存取記憶體252中存有切換旗標時，則在步驟S717中記憶體管理電路202會將記憶卡100的CSD設定為第二預設值CSD2(如圖10的資料流S1007所示)。之後，在步驟S719中主機系統1000會傳送請求指令以重新取得CSD(如圖10的資料流S1009所示)，並且在步驟S721中記憶體管理電路202將第二預設值CSD2傳送給主機系統1000(如圖10的資料流S1011所示)。此時，主機系統1000根據所接收之CSD(即，第二預設值CSD2)來存取記憶卡100的第二分割區604。
倘若隨機存取記憶體252中無存有切換旗標時，則圖9所示的流程會被結束。
值得一提的是，本發明另提供一種電腦程式產品，其中此電腦程式產品是由數個程式指令所組成。特別是，在將此些程式指令載入電腦系統並執行之後，即可完成上述傳送切換指令SC給記憶卡100並且在未收到對應切換指令SC的回應訊息下傳送重置指令RC以重置記憶卡100的運作。
此外，上述電腦程式產品可儲存於電腦可讀記錄媒體上，其中電腦可讀記錄媒體可以是任何資料儲存裝置，之後可藉由電腦系統讀取。例如，電腦可讀記錄媒體為唯讀記憶體(read-only memory,ROM)、隨機存取記憶體(random-access memory,RAM)、CD-ROM、磁帶、軟碟、光學資料儲存裝置以及載波(例如，透過網際網路的資料傳輸)。
綜合上述，在本範例實施例中，當主機系統1000傳送切換指令給記憶卡時，記憶體管理電路不會傳送回應訊息給主機系統1000。基此，主機系統1000會在未收到回應訊息下以不斷電方式重置記憶卡100並重新取得CSD，由此動態地切換至另一分割區。
[第二範例實施例]
第二範例實施例的記憶卡與主機系統本質上是相同於第一範例實施例的記憶卡與主機系統，在此，僅針對差異部分進行描述。以下將利用第一範例實施例的圖1A、1B與圖3~6來描述第二範例實施例。
在第二範例實施例中，在記憶卡100被耦接至主機系統1000且主機系統1000所存取之分割區為第一分割區602的狀態下，當主機系統1000傳送切換指令給記憶卡1O0時，記憶體管理電路202會傳送回應訊息給主機系統1000並且根據切換指令將CSD暫存器中的CSD設定為第二預設值。特別是，在主機系統1000收到對應切換指令之回應訊息的情況下，主機系統1000會從CSD暫存器中重新取得CSD。此時，主機系統1000會獲取對應第二分割區604的第二預設值並且根據所獲取之第二預設值存取第二分割區604。也就是說，在第二範例實施例中，此切換指令是特別設定給主機系統1000與記憶卡100的記憶體管理電路202來識別進行分割區切換的機制。在接收到此切換指令的情況下，記憶體管理電路202會傳送回應訊息給主機系統1000並且更改CSD暫存器中的CSD。另外，在收到對 應此切換指令之回應訊息下，主機系統1000會在一段時間後從CSD暫存器中重新取得對應記憶卡100的CSD。
在第二範例實施例中，當記憶卡100耦接至主機系統1000時，上述圖7所示的流程亦會被執行以初始地存取第一分割區602。此外，圖11是根據本發明第二範例實施例所繪示之動態切換分割區方法的另一部分流程圖，並且圖12根據圖11所繪示的資訊流示意圖。
請同時參照圖11與12，在主機系統1000根據所接收之第一預設值來存取記憶卡100的第一分割區602的狀態下，當主機系統1000傳送切換指令SC給記憶卡100(如圖12的資料流S1201所示)時，在步驟S1101中記憶體管理電路202透過主機介面204接收切換指令並且傳送回應訊息RS給主機系統1000(如圖12的資料流S1203所示)。並且，在步驟S1103中記憶體管理電路202會執行驗證程序並且判斷主機系統1000是否通過驗證程序。
倘若主機系統1000通過驗證程序時，則在步驟S1105中記憶體管理電路202會將記憶卡100的CSD設定為第二預設值CSD2(如圖12的資料流S1205所示)。之後，在步驟S1107中主機系統1000會根據回應訊息RS向記憶卡100傳送請求指令以重新取得CSD(如圖12的資料流S1207所示)，並且在步驟S1109中記憶體管理電路202將第二預設值CSD2傳送給主機系統1000(如圖12的資料流S1209所示)。此時，主機系統1000根據所接收之CSD(即，第二預設值CSD2)來存取記憶卡100的第二分割區604。
倘若主機系統1000未通過驗證程序時，則步驟圖11所示的流程會被結束。
在本範例實施例中，當主機系統1000傳送切換指令給記憶卡時，記憶體管理電路會傳送回應訊息給主機系統1000。基此，主機系統1000會根據回應訊息而重新讀取CSD，由此動態地切換至另一分割區。
綜上所述，在本發明範例實施例中，記憶卡的儲存空間能夠被劃分為多個分割區並且此些分割區能夠被動態地切換以使主機系統能夠存取不同的分割區。此外，藉由驗證程序，能夠僅使通過驗證的主機系統存取特定分割區，由此避免需保護的資料被未經授權者存取。
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。
1100‧‧‧電腦
1106‧‧‧輸入/輸出(input/output,I/O)裝置
1102‧‧‧微處理器
1104‧‧‧隨機存取記憶體(random access memory,RAM)
1108‧‧‧系統匯流排
1110‧‧‧資料傳輸介面
1310‧‧‧數位相機
1312‧‧‧SD卡
1314‧‧‧MMC卡
1316‧‧‧記憶棒(memory stick)
1318‧‧‧CF卡
1320‧‧‧嵌入式多媒體卡(Embedded MMC,eMMC)
100‧‧‧記憶卡
102‧‧‧連接器
104‧‧‧記憶卡控制器
106‧‧‧記憶體模組
202‧‧‧記憶體管理電路
204‧‧‧主機介面
206‧‧‧記憶體介面
252‧‧‧隨機存取記憶體
254‧‧‧電源管理電路
256‧‧‧錯誤檢查與校正電路
304(0)~304(R)‧‧‧實體區塊
402‧‧‧資料區
404‧‧‧備用區
406‧‧‧系統區
408‧‧‧取代區
510(0)~510(H)‧‧‧邏輯區塊
602‧‧‧第一分割區
604‧‧‧第二分割區
S701、S703、S705、S707、S709、S711、S713、S715、S717、S719、S721‧‧‧動態切換分割區的步驟
S801、S803、S805、S1001、S1003、S1005、S1007、S1009、S1011‧‧‧資料流
S1101、S1103、S1105、S1107、S1109‧‧‧動態切換分割區的步驟
S1201、S1203、S1205、S1207、S1209‧‧‧資料流
圖1A是根據本發明第一範例實施例所繪示之使用記憶卡的主機系統。
圖1B是根據本發明範例實施例所繪示的電腦、輸入/輸出裝置與記憶卡的示意圖。
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卡的示意圖。
圖2是繪示圖1A所示的記憶卡的概要方塊圖。
圖3是根據本發明第一範例實施例所繪示之記憶卡控制器的概要方塊圖。
圖4與圖5是根據本發明第一範例實施例所繪示之管理記憶體模組的範例示意圖。
圖6是根據本發明第一範例實施例所繪示之分割邏輯區塊的範例示意圖。
圖7是根據本發明第一範例實施例所繪示之動態切換分割區方法的部分流程圖。
圖8是根據圖7所繪示之主機系統與記憶卡之間的資訊流示意圖。
圖9是根據本發明第一範例實施例所繪示之動態切換分割區方法的另一部分流程圖。
圖10是根據圖9所繪示之主機系統與記憶卡之間的資訊流示意圖。。
圖11是根據本發明第二範例實施例所繪示之動態切換分割區方法的另一部分流程圖。
圖12是根據圖11所繪示之主機系統與記憶卡之間的資訊流示意圖。
S707、S709、S711、S713、S715、S717、S719、S721‧‧‧動態切換分割區的步驟

Claims (15)

  1. 一種動態切換分割區方法，用於一記憶卡，其中該記憶卡具有一記憶卡控制器與多個實體區塊，該動態切換分割區方法包括：由該記憶卡控制器配置多個邏輯區塊以映射至少部分的該些實體區塊；由該記憶卡控制器將該些邏輯區塊至少劃分為一第一分割區與一第二分割區；由該記憶卡控制器將對應該記憶卡的一卡規格資料(Card Specific Data,CSD)設定為對應該第一分割區的一第一預設值；當該記憶卡耦接至一主機系統時，由該主機系統從該記憶卡中請求該卡規格資料以取得該第一預設值，並且根據該第一預設值存取該第一分割區；當該主機系統中傳送一切換指令給該記憶卡控制器時，由該記憶卡控制器接收該切換指令並且不傳送對應該切換指令的一回應訊息給該主機系統；由該記憶卡控制器根據該切換指令將該記憶卡的該卡規格資料設定為對應該第二分割區的一第二預設值；由該主機系統重置該記憶卡；以及在重置該記憶卡之後，由該主機系統從該記憶卡中重新請求該卡規格資料以取得該第二預設值，並且根據該第二預設值存取該第二分割區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之動態切換分割區方 法，更包括：當該記憶卡斷電且重新耦接至該主機系統時由該記憶卡控制器將對應該記憶卡的該卡規格資料設定為該第一預設值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之動態切換分割區方法，更包括：在從該主機系統中接收該切換指令之後由該記憶卡控制器在該記憶卡的一隨機存取記體中記錄一切換旗標。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之動態切換分割區方法，更包括判斷該隨機記憶體中是否存有該切換旗標，其中根據該切換指令將對應該記憶卡的該卡規格資料設定為該第二預設值的步驟是在當該隨機記憶體中存有該切換旗標時被執行。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之動態切換分割區方法，更包括：由該記憶卡控制器執行一驗證程序以驗證該主機系統；以及由該記憶卡控制器判斷該主機系統是否通過該驗證程序，其中在該記憶卡的該隨機存取記體中記錄該切換旗標的步驟是在當該主機系統通過該驗證程序時被執行。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之動態切換分割區方法，更包括：由該記憶卡控制器計時一預設時期； 判斷在該預設時期中是否從該主機系統中接收到任何指令；以及當在該預設時期中未從該主機系統中接收到任何指令時，由該記憶卡控制器將該記憶卡的該卡規格資料設定為對應該第一分割區的該第一預設值。
  7. 一種動態切換分割區方法，用於一記憶卡，其中該記憶卡具有一記憶卡控制器與多個實體區塊，該動態切換分割區方法包括：由該記憶卡控制器配置多個邏輯區塊以映射至少部分的該些實體區塊；由該記憶卡控制器將該些邏輯區塊至少劃分為一第一分割區與一第二分割區；由該記憶卡控制器將對應該記憶卡的一卡規格資料(Card Specific Data,CSD)設定為對應該第一分割區的一第一預設值；當該記憶卡耦接至一主機系統時，由該主機系統請求對應該記憶卡的該卡規格資料以從該記憶卡中取得該第一預設值，其中該主機系統根據該第一預設值識別與存取該第一分割區；由該主機系統中傳送一切換指令給該記憶卡控制器；由該記憶卡控制器接收該切換指令並且傳送對應該切換指令的一回應訊息給該主機系統；由該記憶卡控制器將對應該記憶卡的該卡規格資料設定為對應該第二分割區的一第二預設值以回應該切換指 令；以及由該主機系統重新請求對應該記憶卡的該卡規格資料以從該記憶卡中取得該第二預設值以回應該回應訊息，其中該主機系統根據該第二預設值識別與存取該第二分割區。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之動態切換分割區方法，更包括：當該記憶卡斷電且重新耦接至該主機系統時由該記憶卡控制器將對應該記憶卡的該卡規格資料設定為該第一預設值。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之動態切換分割區方法，更包括：由該記憶卡控制器執行一驗證程序以驗證該主機系統；以及由該記憶卡控制器判斷該主機系統是否通過該驗證程序，其中根據該切換指令將該記憶卡的該卡規格資料設定為對應該第二分割區的該第二預設值的步驟是在當該主機系統通過該驗證程序時被執行。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之動態切換分割區方法，更包括：由該記憶卡控制器計時一預設時期；判斷在該預設時期中是否從該主機系統接收到任何指令；以及 當在該預設時期中未從該主機系統接收到任何指令時，由該記憶卡控制器將該記憶卡的該卡規格資料設定為對應該第一分割區的該第一預設值。
  11. 一種記憶卡儲存系統，包括：一主機系統；以及一記憶卡，其中該記憶卡包括：一連接器，用以耦接至該主機系統；一記憶體模組，具有多個實體區塊，每一實體區塊具有多個實體頁面，並且每一實體區塊的該些實體頁面可獨立地被寫入且同時地被抹除；以及一記憶卡控制器，耦接至該記憶體模組與該連接器，用以執行至少下列程序：配置多個邏輯區塊以映射至少部分的該些實體區塊；將該些邏輯區塊至少劃分為一第一分割區與一第二分割區；將對應該記憶卡的一卡規格資料(Card Specific Data,CSD)設定為對應該第一分割區的一第一預設值，其中該主機系統從該記憶卡中請求該卡規格資料以取得該第一預設值，並且根據該第一預設值存取該第一分割區；從該主機系統中接收一切換指令，並且不傳送對應該切換指令的一回應訊息給該主機系統，其中該主機系統重置該記憶卡；以及 根據該切換指令將該記憶卡的該卡規格資料設定為對應該第二分割區的一第二預設值，其中在重置該記憶卡之後該主機系統從該記憶卡中重新請求該卡規格資料以取得該第二預設值，並且根據該第二預設值存取該第二分割區。
  12. 一種記憶卡儲存系統，包括：一主機系統；以及一記憶卡，其中該記憶卡包括：一連接器，用以耦接至該主機系統；一記憶體模組，具有多個實體區塊，每一實體區塊具有多個實體頁面，並且每一實體區塊的該些實體頁面可獨立地被寫入且同時地被抹除；以及一記憶卡控制器，耦接至該記憶體模組與該連接器，用以執行至少下列程序：配置多個邏輯區塊以映射至少部分的該些實體區塊；將該些邏輯區塊至少劃分為一第一分割區與一第二分割區；將對應該記憶卡的一卡規格資料(Card Specific Data,CSD)設定為對應該第一分割區的一第一預設值，其中該主機系統從該記憶卡中請求對應該記憶卡的該卡規格資料以取得該第一預設值，並且根據該第一預設值識別與存取該第一分割區；從該主機系統中接收一切換指令，並且傳送 對應該切換指令的一回應訊息給該主機系統；以及根據該切換指令將對應該記憶卡的該卡規格資料設定為對應該第二分割區的一第二預設值以回應該切換指令，其中該主機系統根據重新請求對應該記憶卡的該卡規格資料以從該記憶卡中取得該第二預設值以回應該回應訊息，並且根據該第二預設值識別與存取該第二分割區。
  13. 一種記憶卡控制器，用於控制一記憶卡的一記憶體模組，其中該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並且該些實體頁面可獨立地被寫入且同時地被抹除，該記憶卡控制器包括：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，其中該記憶體管理電路用以執行至少下列程序：配置多個邏輯區塊以映射至少部分的該些實體區塊；將該些邏輯區塊至少劃分為一第一分割區與一第二分割區；將對應該記憶卡的一卡規格資料(Card Specific Data,CSD)設定為對應該第一分割區的一第一預設值；從該主機系統中接收一切換指令，並且不傳送對應該切換指令的一回應訊息給該主機系統；以及 根據該切換指令將該記憶卡的該卡規格資料設定為對應該第二分割區的一第二預設值。
  14. 一種記憶卡控制器，用於控制一記憶卡的一記憶體模組，該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並且該些實體頁面可獨立地被寫入且同時地被抹除，該記憶卡控制器包括：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，其中該記憶體管理電路用以執行至少下列程序：配置多個邏輯區塊以映射至少部分的該些實體區塊；將該些邏輯區塊至少劃分為一第一分割區與一第二分割區；將對應該記憶卡的一卡規格資料(Card Specific Data,CSD)設定為對應該第一分割區的一第一預設值；從該主機系統中接收一切換指令並且傳送對應該切換指令的一回應訊息給該主機系統；以及將對應該記憶卡的該卡規格資料設定為對應該第二分割區的一第二預設值以回應該切換指令，其中該主機系統根據該回應訊息從該記憶卡中重新請求對應該記憶卡的該卡規格資料以從該記憶卡中取得該第二預設值以回應該回應訊息，並且根據該第二預設值識別與存取該第二分割區。
  15. 一種電腦程式產品，經由一電腦系統來載入執行：第1程式指令，使一微處理器傳送一切換指令給一記 憶卡；第2程式指令，使該微處理器判斷是否從該記憶卡中接收到對應該切換指令的一回應訊息；以及第3程式指令，使該微處理器當未接收到對應該切換指令的回應訊息時，重置該記憶卡。
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