TWI437494B - 記憶卡、包含該記憶卡的記憶體系統以及其操作方法 - Google Patents

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    • G06F2212/2022—Flash memory

Description

記憶卡、包含該記憶卡的記憶體系統以及其操作方法
本文揭露之本發明是關於記憶卡裝置，且更特定言之，是關於記憶卡、包括記憶卡之記憶體系統以及操作記憶卡之方法。
快閃記憶體裝置為不需要電源來保持記憶體晶片中之資訊的非揮發性記憶體裝置。雖然快閃記憶體裝置可能慢於用作個人電腦(PC)之主記憶體的動態隨機存取記憶體(DRAM)，但與硬碟機(HDD)相比，快閃記憶體具有相對快速之讀取速度且較不易受到由撞擊造成之損壞。由於此等特徵，快閃記憶體廣泛用作電池操作裝置之儲存裝置。快閃記憶體之另一特徵在於其實質上不受諸如高壓以及浸沒在沸水中的不利條件之影響。
在快閃記憶體裝置中，可電擦除以及重新寫入資料。不同於電可擦除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)，快閃記憶體裝置相對廉價。因此，快閃記憶體主要用於需要大容量非揮發性固態儲存裝置之處。在諸如數位音樂播放器、數位相機以及蜂巢式電話之裝置中使用快閃記憶體。使用快閃記憶體之裝置的另一實例為廣泛用於儲存通用資料以及在電腦之間傳輸資料之目的的通用串列匯流排(USB)驅動器。
近來，包括快閃記憶體之安全數位(SD)卡以及多媒體卡(MMC)使用廣泛。MMC為相對低價之資料儲存以 及通信媒體。MMC經設計以覆蓋寬廣範圍的諸如智慧電話、相機、個人數位助理(PDA)、數位記錄器、MP3播放器以及傳呼器之應用。MMC之特徵的實例包括以低價獲得之高行動性以及高效能。此等特徵包括低功率消耗以及在記憶卡介面處之廣泛資料處理。
本發明之例示性實施例提供用於在電子裝置中之記憶卡中儲存啟動資料之方法。
本發明之例示性實施例亦提供用於存取儲存啟動資料之記憶卡之方法。
本發明之例示性實施例提供包括快閃記憶體(包括用於儲存啟動資料之啟動區域以及用於儲存使用者資料之使用者區域)以及控制器(用於回應於自外部輸入之命令而存取啟動區域以及使用者區域中之一者)之記憶卡裝置。
在一些例示性實施例中，使用者區域可包括用於儲存主啟動檔案之主啟動記錄區域、由主啟動檔案指定且儲存分割啟動資訊之分割啟動記錄區域以及由檔案啟動資訊指定之檔案配置表區域。
在一些例示性實施例中，啟動區域之邏輯位址可與使用者區域之一部分的邏輯位址相同。
在一些例示性實施例中，啟動區域之起始邏輯位址可與主啟動記錄區域之起始邏輯位址相同。
在一些例示性實施例中，控制器可在自外部輸入之命令為用於存取啟動區域之命令時產生用於存取啟動區域的 邏輯位址。
在一些例示性實施例中，控制器可在自外部輸入之命令為用於存取使用者區域之命令時產生用於存取使用者區域的邏輯位址。
在一些例示性實施例中，記憶卡可為內建式記憶卡。
在本發明之一些例示性實施例中，記憶卡系統包括主機以及由主機存取之記憶卡。記憶卡包括快閃記憶體，所述快閃記憶體包括用於儲存啟動資料之啟動區域以及用於儲存使用者資料之使用者區域；以及用於回應於自主機輸入之命令而存取啟動區域或使用者區域之控制器。
在一些例示性實施例中，使用者區域可包括用於儲存主啟動檔案之主啟動記錄區域、由主啟動檔案指定且儲存分割啟動資訊之分割啟動記錄區域以及由檔案啟動資訊指定之檔案配置表區域。
在一些例示性實施例中，控制器可在自外部輸入之命令為用於存取啟動區域之命令時產生用於存取啟動區域的邏輯位址。
在一些例示性實施例中，控制器可在自外部輸入之命令為用於存取使用者區域之命令時產生用於存取使用者區域的邏輯位址。
本發明之一些例示性實施例是關於用於控制用於存取包括快閃記憶體之記憶卡的主機之方法，所述快閃記憶體包括用於儲存啟動資料之啟動區域以及用於儲存使用者資料之使用者區域。方法包括將記憶卡設定為轉移狀態，將 記憶卡設定為啟動模式以及向記憶卡傳輸寫入命令、待於啟動區域上寫入的資料以及位址。
在一些例示性實施例中，方法可更包括在寫入命令之傳輸之後將記憶卡設定為正常模式。
在一些例示性實施例中，方法可更包括向記憶卡傳輸用於存取啟動區域之讀取命令以及讀取位址。
本發明之一些例示性實施例是關於用於操作回應於自主機輸入之命令而操作之記憶卡之方法。記憶卡包括快閃記憶體，快閃記憶體包括用於儲存啟動資料之啟動區域以及用於儲存使用者資料之使用者區域。方法包括自主機接收存取命令以及位址以及在存取命令為用於存取啟動區域之命令時提供對啟動區域之存取。
在一些例示性實施例中，提供對啟動區域之存取可包括在存取命令為用於存取啟動區域之命令時將位址轉換為啟動區域之邏輯位址以及執行對啟動區域之存取。
在一些例示性實施例中，方法可更包括在存取命令為用於存取使用者區域之命令時將位址轉換為使用者區域之邏輯位址以及提供對使用者區域之存取。
在一些例示性實施例中，存取命令可包括針對快閃記憶體之寫入命令或讀取命令。
在一些例示性實施例中，存取命令可包括用於存取啟動區域之啟動模式設定命令、寫入命令或讀取命令。
在一些例示性實施例中，存取命令可包括用於存取使用者區域之正常模式設定命令、針對快閃記憶體的寫入命 令或讀取命令。
包括隨附圖式以提供對本發明之例示性實施例的進一步理解，且經併入並組成本說明書之部分。
下文將參看隨附圖式較為詳細地描述本發明之例示性實施例。然而，本發明可能以不同形式而具體化，且不應被解釋為限於本文所陳述之實施例。
圖1為根據本發明之例示性實施例之記憶體系統的方塊圖。參看圖1，記憶體裝置包括記憶體控制器200以及快閃記憶體300。快閃記憶體300在記憶體控制器200之控制下操作。快閃記憶體300可為諸如NAND快閃記憶體裝置、NOR快閃記憶體裝置、相變隨機存取記憶體裝置及/或磁性隨機存取記憶體裝置之非揮發性記憶體裝置。
記憶體控制器200根據主機100之請求而控制快閃記憶體300。記憶體控制器200包括主機介面210、記憶體介面220、控制器230以及錯誤控制碼(ECC)控制器240。主機介面210提供與主機100之介面，且記憶體介面220提供與快閃記憶體300之介面。控制器230可為用於控制記憶體控制器200之總體操作的處理器。主機100以及記憶體控制器200經組態以經由諸如周邊組件互連(PCI)及/或USB之各種通信介面與彼此通信。又，在包括記憶體控制器200以及快閃記憶體300之記憶體裝置被嵌埋於主機100中之情況下，記憶體控制器200可直接連接至主機100。
記憶體控制器200以及快閃記憶體300經組態以經由熟知的NAND/NOR介面與彼此通信。包括記憶體控制器200以及快閃記憶體300之記憶體系統可為諸如快閃記憶卡、智慧卡、SD卡或MMC之記憶卡。
ECC控制器240經組態以產生針對待儲存於快閃記憶體300中之資料的ECC資料。ECC資料是用於偵測且/或校正錯誤。ECC控制器240偵測並校正自快閃記憶體300讀取之資料的錯誤。
本發明之例示性實施例的快閃記憶體300包括用於儲存啟動資料之啟動區域以及用於儲存使用者資料之使用者區域。本發明之例示性實施例之控制器230根據自主機100輸入之命令而存取啟動區域或使用者區域。
圖2為說明根據本發明之例示性實施例之快閃記憶體的結構之視圖。
參看圖2，快閃記憶體300包括啟動區域310以及使用者區域。使用者區域包括主啟動記錄(MBR)區域320、分割啟動記錄(PBR)區域321、檔案配置表(FAT)區域322以及資料區域323。
如此項技術中所熟知，主啟動檔案位於硬碟機(HDD)之第零區段。同樣，將儲存於快閃記憶體300中之主啟動檔案儲存於快閃記憶體300之自0x0000開始的邏輯位址中。MBR區域320內之主啟動檔案指定PBR區域321之起始邏輯位址。PBR區域321內之分割啟動資料指定FAT區域322之起始邏輯位址。使用除MBR區域320、PBR 區域321以及FAT區域322外的資料區域323來指定使用者資料。
根據本發明之例示性實施例之快閃記憶體300包括用於指定啟動代碼之啟動區域310以及使用者區域。可藉由來自主機100之啟動檔案請求命令或預定存取命令來存取快閃記憶體300之啟動區域310。在此例示性實施例中，快閃記憶體300之啟動區域310的起始邏輯位址為0x00000，其與MBR區域320之起始邏輯位址相同。然而，啟動區域310與MBR區域320在快閃記憶體300中實際儲存之實體位址彼此不同。在例示性實施例中，啟動區域310之起始邏輯位址可經設計以具有不為0x00000之特定邏輯位址。
圖3為說明在由主機100存取快閃記憶體300時記憶體控制器200之操作模式的概念圖。當電源接通且主機100自記憶體控制器200請求啟動代碼時，將記憶體控制器200之操作模式設定為啟動模式。記憶體控制器200回應於來自主機100之啟動代碼而讀取儲存於快閃記憶體300之啟動區域310中的啟動代碼映像，且將啟動代碼映像傳輸至主機100。
在完全執行主機100之啟動操作之後，將用於初始化快閃記憶體300之命令CMD0傳輸至記憶體控制器200，且將記憶體控制器200之操作模式設定為正常模式。
記憶體控制器200在正常模式期間回應於自主機100輸入之讀取/寫入命令而存取快閃記憶體300之使用者區 域。
在主機100需要存取快閃記憶體300之啟動區域310的情況下，主機100向記憶體控制器200傳輸模式改變命令CMD6。在接收到模式改變命令CMD6時，記憶體控制器200將操作模式改變為啟動模式且接著回應於自主機100輸入之讀取/寫入命令而存取啟動區域310。
在主機100意欲停止對快閃記憶體300之啟動區域310的存取之情況下，主機100向記憶體控制器200傳輸模式改變命令CMD6。記憶體控制器200回應於模式改變命令CMD6將操作模式改變為正常模式，且接著回應於自主機100輸入之讀取/寫入命令而存取快閃記憶體300之使用者區域。
可根據上文描述之機制來存取儲存於快閃記憶體300中之啟動代碼。
圖4為說明根據本發明之例示性實施例之用於允許主機100在快閃記憶體300的啟動區域310上寫入啟動代碼之控制序列之流程圖。
參看圖4，主機100傳輸用於將記憶卡設定為轉移狀態之命令(步驟410)。記憶體控制器200回應於主機100之命令而進行自待用狀態至轉移狀態之轉變。
主機100傳輸用於將記憶體控制器200設定為啟動模式之命令(步驟420)。用於設定啟動模式之命令的實例包括(例如)如圖3所說明之啟動代碼請求命令以及模式改變命令CMD6。回應於來自主機100之命令將記憶體控制 器200設定為啟動模式。
主機100向記憶體控制器200傳輸關於寫入於啟動區域310上之啟動代碼的區塊長度之資訊以及區塊之數目(步驟430)。
主機100向記憶體控制器200傳輸寫入命令、啟動代碼以及位址以在啟動區域310上寫入啟動代碼(步驟440)。記憶體控制器200回應於自主機100接收的關於啟動代碼之區塊長度之資訊、區塊之數目、寫入命令、啟動代碼以及位址而在快閃記憶體300之啟動區域310上寫入啟動代碼。
當記憶體控制器200完成在快閃記憶體300之啟動區域310上寫入啟動代碼時，主機100向記憶體控制器200傳輸用於將記憶體控制器200之操作模式設定為正常模式的命令(步驟450)。經由以上過程，主機100可在快閃記憶體300之啟動區域310上寫入啟動代碼。
圖5為說明根據本發明之例示性實施例之用於允許主機100讀取儲存於快閃記憶體300的啟動區域310中之啟動代碼之控制序列的流程圖。
參看圖5，主機100傳輸用於將記憶卡設定為轉移狀態之命令(步驟510)。記憶體控制器200回應於主機100之命令而進行自待用狀態至轉移狀態之轉變。
主機100傳輸用於將記憶體控制器200設定為啟動模式之命令(步驟520)。用於設定啟動模式之命令的實例包括圖3所說明之啟動代碼請求命令以及模式改變命令 CMD6。回應於來自主機100之命令將記憶體控制器200設定為啟動模式。
主機100向記憶體控制器200傳輸關於待自啟動區域310讀取之啟動代碼的區塊長度之資訊以及區塊之數目(步驟530)。
主機100向記憶體控制器200傳輸讀取命令、啟動代碼以及位址以自啟動區域310讀取啟動代碼(步驟540)。記憶體控制器200回應於自主機100接收的關於啟動代碼之區塊長度之資訊、區塊之數目、讀取命令以及位址而自快閃記憶體300之啟動區域310讀取啟動代碼。
當記憶體控制器200完成自快閃記憶體之啟動區域310讀取啟動代碼時，主機100向記憶體控制器200傳輸用於將記憶體控制器200之操作模式設定為正常模式的命令(步驟550)。經由以上過程，主機100可自快閃記憶體300之啟動區域310讀取啟動代碼。
用於允許主機100自快閃記憶體300之啟動區域310讀取啟動代碼之方法不限於圖5中所說明之方法。舉例而言，可回應於圖3中所說明的主機100之啟動代碼請求而向主機100傳輸啟動區域310之整個啟動代碼。
圖6為說明根據本發明之例示性實施例之在圖1中所說明之記憶體控制器200的操作序列之流程圖。
參看圖6，記憶體控制器200自主機100接收讀取/寫入命令(步驟610)。在將記憶體控制器200之操作模式設定為正常模式(步驟620，是)時，記憶體控制器200將 連同讀取/寫入命令輸入之位址轉換為使用者區域之邏輯位址(步驟630)。在將記憶體控制器200之操作模式設定為啟動模式(步驟620，否)時，記憶體控制器200將連同讀取/寫入命令輸入之位址轉換為啟動區域310之邏輯位址(步驟640)。
記憶體控制器200回應於自主機100輸入之讀取/寫入命令而向快閃記憶體300之由經轉換邏輯位址指定的位置寫入資料或自快閃記憶體300之由經轉換邏輯位址表示的位置讀取資料(步驟650)。
根據圖6所說明之方法，記憶體控制器200可在正常模式期間回應於自主機100輸入之讀取/寫入命令而向快閃記憶體300之使用者區域寫入資料或自快閃記憶體300之使用者區域讀取資料。又，記憶體控制器200可在啟動模式期間回應於自主機100輸入之讀取/寫入命令而向快閃記憶體300之啟動區域寫入資料或自快閃記憶體300之啟動區域讀取資料。
根據本發明之例示性實施例，將啟動資料儲存於電子裝置中之記憶卡中。又，當主機請求對儲存於記憶卡中之啟動資料/使用者資料的存取時，可在記憶體控制器之控制下存取啟動資料/使用者資料。因此，可藉由使用內建式記憶卡啟動電子裝置。
本發明之範疇不限於以上例示性實施例。
100‧‧‧主機
200‧‧‧記憶體控制器
210‧‧‧主機介面
220‧‧‧記憶體介面
230‧‧‧控制器
240‧‧‧錯誤控制碼(ECC)控制器
300‧‧‧快閃記憶體
310‧‧‧啟動區域
320‧‧‧主啟動記錄(MBR)區域
321‧‧‧分割啟動記錄(PBR)區域
322‧‧‧檔案配置表(FAT)區域
323‧‧‧資料區域
410‧‧‧步驟
420‧‧‧步驟
430‧‧‧步驟
440‧‧‧步驟
450‧‧‧步驟
510‧‧‧步驟
520‧‧‧步驟
530‧‧‧步驟
540‧‧‧步驟
550‧‧‧步驟
610‧‧‧步驟
620‧‧‧步驟
630‧‧‧步驟
640‧‧‧步驟
650‧‧‧步驟
CMD0‧‧‧命令
CMD6‧‧‧模式改變命令
圖1為根據本發明之例示性實施例之記憶體系統的方 塊圖。
圖2為說明根據本發明之例示性實施例之快閃記憶體的結構之視圖。
圖3為說明在由主機存取快閃記憶體時記憶體控制器之操作模式的概念圖。
圖4為說明根據本發明之例示性實施例之用於允許主機在快閃記憶體的啟動區域上寫入啟動代碼之控制序列之流程圖。
圖5為說明根據本發明之例示性實施例之用於允許主機讀取儲存於快閃記憶體的啟動區域中之啟動代碼之控制序列之流程圖。
圖6為說明根據本發明之例示性實施例之在圖1中所說明之記憶體控制器的操作序列之流程圖。
100‧‧‧主機
200‧‧‧記憶體控制器
210‧‧‧主機介面
220‧‧‧記憶體介面
230‧‧‧控制器
240‧‧‧錯誤控制碼(ECC)控制器
300‧‧‧快閃記憶體

Claims (20)

  1. 一種記憶卡裝置，其包含：快閃記憶體，其包括為主機儲存啟動資料之啟動區域，以及儲存包括主啟動檔案的使用者資料之使用者區域；以及控制器，其依據操作模式將所述主機所接收的邏輯位址轉換成兩種不同的實體位址的其中之一者，所述操作模式可以是用來存取所述啟動區域的啟動模式或是用來存取所述使用者區域的正常模式，所述控制器在所述兩種不同的實體位址之第一者處存取所述啟動區域，以回應來自所述主機的啟動檔案請求命令，且在所述操作模式處於所述啟動模式時傳送所述啟動資料給所述主機，以及在所述兩種不同的實體位址之第二者處存取所述使用者區域，以回應由所述主機發佈的操作命令，且在所述操作模式處於所述正常模式時傳送所述使用者資料給所述主機。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之記憶卡裝置，其中所述使用者區域包含：儲存所述主啟動檔案之主啟動記錄區域；由所述主啟動檔案指定且儲存分割啟動資訊之分割啟動記錄區域；以及由所述啟動資料指定之檔案配置表區域。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之記憶卡裝置，其中所述啟動區域之起始邏輯位址與所述使用者區域之部分的起 始邏輯位址相同。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之記憶卡裝置，其中所述啟動區域之起始邏輯位址與所述主啟動記錄區域之起始邏輯位址相同。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之記憶卡裝置，其中所述控制器在所述外部命令為用於存取所述啟動區域之命令時產生用於存取所述啟動區域的邏輯位址。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之記憶卡裝置，其中所述控制器在所述外部命令為用於存取所述使用者區域之命令時產生用於存取所述使用者區域的邏輯位址。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之記憶卡裝置，其中所述記憶卡裝置整合於電子裝置中。
  8. 一種記憶卡系統，其包含：主機；以及記憶卡，其由所述主機存取，所述記憶卡包含：快閃記憶體，其包為所述主機括儲存啟動資料之啟動區域以及儲存使用者資料之使用者區域；以及控制器，其依據操作模式將所述主機所接收的邏輯位址轉換成兩種不同的實體位址的其中之一者，所述操作模式可以是用來存取所述啟動區域的啟動模式或是用來存取所述使用者區域的正常模式，所述控制器在所述兩種不同的實體位址之第一者處存取所述啟動區域，以回應來自所述主機的啟動檔案請求命令，且在所述操作模式處於所述啟動模式時傳送所述啟動資料給所述主 機，以及在所述兩種不同的實體位址之第二者處存取所述使用者區域，以回應由所述主機發佈的操作命令，且在所述操作模式處於所述正常模式時傳送所述使用者資料給所述主機。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之記憶卡系統，其中所述使用者區域包含：儲存所述主啟動檔案之主啟動記錄區域；由所述主啟動檔案指定且儲存分割啟動資訊之分割啟動記錄區域；以及由所述啟動資料指定之檔案配置表區域。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之記憶卡系統，其中所述控制器在所述外部命令為用於存取所述啟動區域之命令時產生用於存取所述啟動區域的邏輯位址。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之記憶卡系統，其中所述控制器在所述外部命令為用於存取所述使用者區域之命令時產生用於存取所述使用者區域的邏輯位址。
  12. 一種用於控制存取包含快閃記憶體之記憶卡的主機之方法，所述快閃記憶體包括為所述主機儲存啟動資料之啟動區域以及儲存包括主啟動檔案的使用者資料之使用者區域，所述方法包含：自所述主機接收邏輯位址；依據操作模式將所接收的所述邏輯位址轉換成兩種不同的實體位址的其中之一者，所述操作模式可以是用來存取所述啟動區域的啟動模式或是用來存取所述使用 者區域的正常模式；自所述主機接收啟動檔案請求命令；在所述兩種不同的實體位址之第一者處存取所述啟動區域，以回應來自所述主機的啟動檔案請求命令，且在所述操作模式處於所述啟動模式時傳送所述啟動資料給所述主機；以及在所述兩種不同的實體位址之第二者處存取所述使用者區域，以回應由所述主機發佈的操作命令，且在所述操作模式處於所述正常模式時傳送所述使用者資料給所述主機。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之用於控制存取包含快閃記憶體之記憶卡的主機之方法，其中在所述正常模式期間由所述主機發佈的所述操作命令包含寫入命令。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之用於控制存取包含快閃記憶體之記憶卡的主機之方法，其中自所述主機接收的啟動檔案請求命令包含讀取命令以及讀取位址，且自所述主機接收的所述邏輯位址是一讀取位址。
  15. 一種用於操作回應於自主機接收之命令而操作之記憶卡之方法，所述記憶卡包含快閃記憶體，所述快閃記憶體包括為所述主機儲存啟動資料之啟動區域以及儲存包括主啟動檔案的使用者資料之使用者區域，所述方法包含：自所述主機接收存取命令以及邏輯位址；依據操作模式將所接收的所述邏輯位址轉換成兩種不同的實體位址的其中之一者，所述操作模式可以是用 來存取所述啟動區域的啟動模式或是用來存取所述使用者區域的正常模式，其依據所接收的所述存取命令來設定；在所述存取命令是用於存取所述使用者區域的命令時，在所述正常模式期間，許可在所述兩種不同的實體位址之第一者處對所述使用者區域之存取；以及在所述存取命令為用於存取所述啟動區域之命令時，在所述啟動模式期間，許可在所述兩種不同的實體位址之第二者處對所述啟動區域之存取。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之用於操作回應於自主機接收之命令而操作之記憶卡之方法，其中所述兩種不同的實體位址之第二者是所述啟動區域之起始邏輯位址。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之用於操作回應於自主機接收之命令而操作之記憶卡之方法，其中所述兩種不同的實體位址之第一者是所述使用者區域之起始邏輯位址。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之用於操作回應於自主機接收之命令而操作之記憶卡之方法，其中所述存取命令包含針對所述快閃記憶體之寫入命令或讀取命令中之一者。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之用於操作回應於自主機接收之命令而操作之記憶卡之方法，其中所述存取命令包含用於存取所述啟動區域之啟動模式設定命令、所述寫入命令或所述讀取命令中之一者。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之用於操作回應於自主機接收之命令而操作之記憶卡之方法，其中所述存取命令包含用於存取所述使用者區域之正常模式設定命令、針對所述快閃記憶體的所述寫入命令或所述讀取命令中之一者。
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