TWI482161B - 資料儲存裝置及其電壓偵測及資料保護方法 - Google Patents

Description

資料儲存裝置及其電壓偵測及資料保護方法

本發明係關於一種記憶體裝置之電壓偵測及資料保護方法；特別係關於一種根據供應電壓進行電壓保護的方法。

快閃記憶體為一種普遍的非揮發性資料儲存裝置，係以電性方式抹除與程式化。以非及閘型的快閃記憶體(即NAND FLASH)為例，常用作記憶卡(memory card)、通用序列匯流排閃存裝置(USB flash device)、固態硬碟(SSD)、嵌入式快閃記憶體模組(eMMC)…等使用。

快閃記憶體(如，NAND FLASH)的儲存陣列包括複數個區塊(blocks)，其中浮置閘極電晶體可用以構成快閃記憶體。浮置閘極電晶體中之浮置閘極，可捕捉的電荷以儲存資料。然而，儲存於浮置閘極之電荷會由於快閃記憶體之操作以及各種環境參數，自浮置閘極流失，造成資料讀取或者寫入的錯誤。

本發明提供一種資料儲存裝置包括一快閃記憶體、一電壓判斷裝置以及一控制器。快閃記憶體用以儲存資料。電壓判斷裝置用以偵測資料儲存裝置所接收的一供應電 壓。控制器用以接收來自一主機用以致使控制器對快閃記憶體進行寫入之一寫入命令，以及當供應電壓超過一既定範圍時，執行一限制模式，其中在限制模式中，控制器禁能所有自主機接收的寫入命令。在另一實施例中，控制器更用以接收來自主機用以致使控制器對快閃記憶體進行讀取之一讀取命令，以及在限制模式中，控制器禁能所有自主機接收的讀取命令。

另外，當供應電壓超過既定範圍時，控制器更用以產生一警告訊號，並將警告訊號傳送至主機，以表示禁止對快閃記憶體進行存取之資訊。在一實施例中，控制器更用以每隔一既定週期，讀取電壓判斷裝置以獲得相應於當下之供應電壓。控制器更用以當所讀取之供應電壓超過既定範圍時，啟動限制模式，並且用以當所讀取之供應電壓在既定範圍內時，關閉限制模式。

本發明亦提供一種電壓偵測及資料保護方法，適用於具有一快閃記憶體之一資料儲存裝置。存取方法包括：判斷資料儲存裝置所接收之一供應電壓是否超過一既定範圍；以及當供應電壓超過既定範圍時，開啟一限制模式，以禁能所有自一主機接收用以對快閃記憶體進行寫入的至少一寫入命令。在另一實施例中，電壓偵測及資料保護方法更包括在限制模式中，禁能所有自主機接收用以對快閃記憶體進行讀取的至少一讀取命令。在另一實施例中，電壓偵測及資料保護方法更包括每隔一既定週期，讀取一電壓判斷裝置以獲得相應於當下之供應電壓；當供應電壓超過既定範圍時，產生一警告訊號；以及將警告訊號傳送至主機，以表示禁止對快閃記憶體進行存 取之資訊，其中當所讀取之供應電壓在既定範圍內時，關閉限制模式。

100‧‧‧電子系統

120‧‧‧主機

140‧‧‧資料儲存裝置

160‧‧‧控制器

162‧‧‧運算單元

164‧‧‧永久記憶體

165‧‧‧隨機存取記憶體

180‧‧‧快閃記憶體

190‧‧‧電壓判斷裝置

S200~S212‧‧‧步驟

第1圖係本發明之一種實施例之電子系統之方塊圖。

第2圖係本發明之一種實施例之電壓偵測及資料保護方法之流程圖。

以下將詳細討論本發明各種實施例之裝置及使用方法。然而值得注意的是，本發明所提供之許多可行的發明概念可實施在各種特定範圍中。這些特定實施例僅用於舉例說明本發明之裝置及使用方法，但非用於限定本發明之範圍。

第1圖係本發明之一種實施例之電子系統之方塊圖。電子系統100包括一主機120以及一資料儲存裝置140。資料儲存裝置140包括一控制器160、一快閃記憶體180以及一電壓判斷裝置190，且可根據主機120所下達的命令操作。控制器160包括一運算單元162、一永久記憶體(如，唯讀記憶體ROM)164以及一隨機存取記憶體165。永久記憶體164與所載之程式碼、資料組成韌體(firmware)，由運算單元162執行，使控制器160基於該韌體控制該快閃記憶體180。舉例而言，控制器160可根據主機120之命令執行對快閃記憶體180進行存取，以及自動執行本發明所揭露之電壓偵測及資料保護方法。快閃記憶體180具有複數區塊，每一區塊具有複數頁面。值得注意的是，在其他實施例中，控制器160更可包括一計時裝置(未圖 示)，計算時間，但本發明不限於此。舉例而言，控制器160亦可根據所接收或者自己產生之時脈計算時間。電壓判斷裝置190用以偵測供應電壓VDD，以產生隨著供應電壓VDD變化之電壓參數。值得注意的是，在本實施例中，電壓判斷裝置190系用以偵測提供至快閃記憶體180之供應電壓VDD。換言之，快閃記憶體180的電源係由供應電壓VDD所提供的，並且快閃記憶體180係藉由供應電壓VDD對資料進行存取，但本發明不限於此。在其他實施例中，電壓判斷裝置190亦可以偵測提供至控制器160之供應電壓VDD。換言之，控制器160的電源係由供應電壓VDD所提供的，並且控制器160係藉由供應電壓VDD致使快閃記憶體180對資料進行存取。在本發明之另一實施例中，電壓判斷裝置190亦可同時分別偵測提供至快閃記憶體180以及控制器160之供應電壓VDD，其中快閃記憶體180以及控制器160之供應電壓VDD可為不同之電壓源，並具有不同之既定範圍。

另外，快閃記憶體180更用以儲存相應於電壓值之至少一既定範圍的參數，其中相應於電壓值之既定範圍系快閃記憶體180可正常對資料進行讀寫的電壓範圍，但本發明不限於此。在另一實施例中，相應於電壓值之既定範圍系控制器160可正常致使快閃記憶體180對資料進行讀寫的電壓範圍。在其他實施例中，快閃記憶體180更包括相應於電壓之複數組既定範圍的參數，其中控制器160可根據使用者所輸入之一金鑰或者一識別碼，選取複數組既定範圍中之一既定範圍，以作為電壓偵測及資料保護方法的既定範圍。本領域之技術人員可根據 本發明之揭示，根據不同之快閃記憶體的資料在不同供應電壓VDD下寫入或者讀取資料的錯誤率，設計既定範圍。值得注意的是，在一實施例中，不同的廠商或者客戶具有不同之金鑰或者識別碼。

在一實施例中，控制器160可根據供應電壓VDD啟動一限制模式，以禁能主機120對快閃記憶體180進行寫入或者讀取。舉例而言，控制器160係用以接收來自主機120之讀取命令或者寫入命令，並當供應電壓VDD超過一既定範圍時執行一限制模式，其中讀取命令係用以致使控制器160對快閃記憶體180中之資料進行讀取，寫入命令係用以致使控制器160對快閃記憶體180中之資料進行寫入。在限制模式中，控制器160禁能所有自主機120所接收的寫入命令，但本發明不限於此。在另一實施例中，在限制模式中，控制器160更用以禁能(忽略)所有自主機120所接收的讀取命令。在一實施例中，當供應電壓VDD超過(高於或者低於)既定範圍時，控制器160更用以產生一警告訊號，並將警告訊號傳送至主機120，以表示禁止對快閃記憶體180進行存取之資訊，但本發明不限於此。在另一實施例中，當控制器160系在限制模式中接收到寫入命令或者讀取命令時，產生警告訊號，並將警告訊號傳送至主機120，以表示禁止對快閃記憶體180進行存取之資訊。舉例而言，控制器160可在供應電壓VDD超過既定範圍時(即在限制模式中)，啟動Write Protect Mode(Pull WP)以禁止資料寫入快閃記憶體180中。另外，控制器160亦可在供應電壓VDD超過既定範圍時(即在限制模式中)，忽略來自主機之讀取命令。

另外，在其他實施例中，寫入之電壓的既定範圍亦可不同於讀取之電壓的既定範圍。舉例而言，在一實施例中，限制模式可包括一讀取限制模式以及一寫入限制模式，並且讀取限制模式與寫入限制模式具有不同之供應電壓VDD的既定範圍。換言之，讀取限制模式與寫入限制模式可根據當下之供應電壓VDD，在不同的時間點啟動。讀取限制模式系用以禁能主機120對快閃記憶體180進行讀取。寫入限制模式系用以禁能主機120對快閃記憶體180進行寫入。

詳細而言，控制器160系用以每隔一既定週期，讀取電壓判斷裝置190以獲得相應於當下之供應電壓，並判斷當下之供應電壓是否超過既定範圍，並當當下之供應電壓超過既定範圍時，啟動限制模式。在具有分開之讀取限制模式與寫入限制模式的實施例中，控制器160系用以每隔一既定週期，讀取電壓判斷裝置190以獲得相應於當下之供應電壓VDD，並判斷當下之供應電壓VDD是否超過讀取限制模式所相應之既定範圍及/或超過寫入限制模式的既定範圍，並當當下之供應電壓VDD超過讀取限制模式所相應之既定範圍及/或超過寫入限制模式的既定範圍時，分別啟動寫入限制模式及/或讀取限制模式。另外，在限制模式中，控制器160仍然繼續每隔一既定週期，讀取電壓判斷裝置190以獲得相應於當下之供應電壓VDD，並判斷當下之供應電壓VDD是否超過既定範圍，並當當下之供應電壓VDD未超過既定範圍時，關閉限制模式。在另一實施例中，電壓判斷裝置190更包括一電壓比較器(未圖示)，用以藉由硬體電路比較所接收之供應電壓VDD以及既定範圍的 最高電壓值與最低電壓值，並當供應電壓VDD超過既定範圍的最高電壓值或者最低電壓值時，產生一判斷訊號，並將判斷訊號提供至控制器160。當控制器160接收到相應於供應電壓VDD超過既定範圍的最高電壓值或者最低電壓值的判斷訊號時，控制器160啟動限制模式。反之，當控制器160接收到相應於供應電壓VDD未超過既定範圍的最高電壓值或者最低電壓值的判斷訊號時，控制器160關閉限制模式。

第2圖係本發明之一種實施例之電壓偵測及資料保護方法之流程圖。電壓偵測及資料保護方法適用於第1圖所示之資料儲存裝置140。流程開始於步驟S200。

在步驟S200中，控制器160讀取電壓判斷裝置190以獲得當下之供應電壓VDD。

接著，在步驟S202中，控制器160判斷當下之供應電壓VDD是否超過既定範圍。當供應電壓VDD超過既定範圍時，流程進行至步驟S204。當供應電壓VDD未超過既定範圍時，流程進行至步驟S208。本領域之技術人員可根據本發明之揭示，根據不同之快閃記憶體的資料在不同供應電壓VDD下寫入或者讀取資料的錯誤率，設計既定範圍。

接著，在步驟S204中，控制器160判斷限制模式是否已啟動。當限制模式已啟動時，流程進行至步驟S208。當限制模式未啟動時，流程進行至步驟S206。

接著，在步驟S206中，控制器160開啟限制模式，以禁能所有自主機120接收用以對快閃記憶體180進行寫入的寫入命令。值得注意的是，在另一實施例之限制模式中，當供 應電壓VDD超過既定範圍時，控制器160更用以禁能所有自主機120接收用以對快閃記憶體180進行讀取的讀取命令。在一實施例中，當供應電壓VDD超過既定範圍時，控制器160更用以產生一警告訊號，並將警告訊號傳送至主機120，以表示禁止對快閃記憶體180進行存取之資訊，但本發明不限於此。在另一實施例中，當控制器160系在限制模式中接收到寫入命令或者讀取命令時，產生警告訊號，並將警告訊號傳送至主機120，以表示禁止對快閃記憶體180進行存取之資訊。舉例而言，控制器160可在供應電壓VDD超過既定範圍時(即在限制模式中)，啟動Write Protect Mode(Pull WP)以禁止資料寫入快閃記憶體180中。另外，控制器160亦可在供應電壓VDD超過既定範圍時(即在限制模式中)，忽略來自主機之讀取命令。

在步驟S208中，控制器160判斷限制模式是否已啟動。當限制模式已啟動時，流程進行至步驟S210。當限制模式未啟動時，流程進行至步驟S212。

在步驟S210中，控制器160關閉限制模式。

接著，在步驟S212中，控制器160判斷是否超過一既定時間。當超過既定時間時，流程會到步驟S200，控制器160讀取電壓判斷裝置190以獲得相應於當下之供應電壓VDD。當未超過既定時間時，控制器160繼續判斷是否超過既定時間。

由上述可知，資料儲存裝置140以及電壓偵測及資料保護方法可根據目前之供應電壓VDD對主機120進行限制存取。

本發明之方法，或特定型態或其部份，可以以程 式碼的型態存在。程式碼可儲存於實體媒體，如軟碟、光碟片、硬碟、或是任何其他機器可讀取(如電腦可讀取)儲存媒體，亦或不限於外在形式之電腦程式產品，其中，當程式碼被機器，如電腦載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。程式碼也可透過一些傳送媒體，如電線或電纜、光纖、或是任何傳輸型態進行傳送，其中，當程式碼被機器，如電腦接收、載入且執行時，此機器變成用以參與本發明之裝置。當在一般用途處理單元實作時，程式碼結合處理單元提供一操作類似於應用特定邏輯電路之獨特裝置。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

100‧‧‧電子系統

120‧‧‧主機

140‧‧‧資料儲存裝置

160‧‧‧控制器

162‧‧‧運算單元

164‧‧‧永久記憶體

165‧‧‧隨機存取記憶體

180‧‧‧快閃記憶體

190‧‧‧電壓判斷裝置

Claims (10)

1. 一種資料儲存裝置，包括：一快閃記憶體，用以儲存資料；一電壓判斷裝置，用以偵測上述資料儲存裝置所接收的一供應電壓；以及一控制器，用以接收來自一主機用以致使上述控制器對上述快閃記憶體進行寫入之一寫入命令，以及當上述供應電壓超過一第一既定範圍時，執行一限制模式，其中在上述限制模式中，上述控制器禁能所有自上述主機接收的上述寫入命令，並且上述控制器更用以根據使用者所輸入之一金鑰或者一辨識碼選取複數組既定範圍中之一者以作為上述第一既定範圍。
2. 根據申請專利範圍第1項之資料儲存裝置，其中上述控制器更用以接收來自上述主機用以致使上述控制器對上述快閃記憶體進行讀取之一讀取命令，以及在上述限制模式中，上述控制器禁能所有自上述主機接收的上述讀取命令。
3. 根據申請專利範圍第1項之資料儲存裝置，其中當上述供應電壓超過上述第一既定範圍時，上述控制器更用以產生一警告訊號，並將上述警告訊號傳送至上述主機，以表示禁止對上述快閃記憶體進行存取之資訊。
4. 根據申請專利範圍第1項之資料儲存裝置，其中上述控制器更用以每隔一既定週期，讀取上述電壓判斷裝置以獲得相應於當下之上述供應電壓。
5. 根據申請專利範圍第4項之資料儲存裝置，其中上述控制器 更用以當所讀取之上述供應電壓超過上述第一既定範圍時，啟動上述限制模式，並且用以當所讀取之上述供應電壓在上述既定範圍內時，關閉上述限制模式。
6. 一種電壓偵測及資料保護方法，適用於具有一快閃記憶體之一資料儲存裝置，存取方法包括：根據使用者所輸入之一金鑰或者一識別碼，自複數組既定範圍中選取一者以作為一第一既定範圍；判斷上述資料儲存裝置所接收之一供應電壓是否超過上述第一既定範圍；以及當上述供應電壓超過上述第一既定範圍時，開啟一限制模式，以禁能所有自一主機接收用以對上述快閃記憶體進行寫入的至少一寫入命令。
7. 根據申請專利範圍第6項之電壓偵測及資料保護方法，更包括在上述限制模式中，禁能所有自上述主機接收用以對上述快閃記憶體進行讀取的至少一讀取命令。
8. 根據申請專利範圍第6項之電壓偵測及資料保護方法，更包括每隔一既定週期，讀取一電壓判斷裝置以獲得相應於當下之上述供應電壓。
9. 根據申請專利範圍第6項之電壓偵測及資料保護方法，更包括：當上述供應電壓超過上述第一既定範圍時，產生一警告訊號；以及將上述警告訊號傳送至上述主機，以表示禁止對上述快閃記憶體進行存取之資訊。
10. 根據申請專利範圍第6項之電壓偵測及資料保護方法，其中當所讀取之上述供應電壓在上述第一既定範圍內時，關閉上述限制模式。