TWI541816B - 行車記錄器、快閃記憶體裝置及其管理方法 - Google Patents

行車記錄器、快閃記憶體裝置及其管理方法 Download PDF

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行車記錄器、快閃記憶體裝置及其管理方法
本發明是有關於一種快閃記憶體裝置、行車記錄器以及快閃記憶體裝置的管理方法，且特別是有關於一種可評估其快閃記憶體之健康情形的快閃記憶體裝置、行車記錄器以及快閃記憶體裝置的管理方法。
在一般快閃記憶體裝置中，因快閃記憶體主要是靠高壓電場將電子注入或拉出其浮動閘極(floating gate)來進行操作，但這些過程對快閃記憶體胞(flash memory cell)都是屬於破壞性的操作。為此，習知一般採用快閃記憶體的程式化抹除(program erase；PE)次數作為判定快閃記憶體之耐受度的指標。大多數的快閃記憶體裝置都面臨產品耐受度(壽命)不足的問題。這問題牽涉到快閃記憶體本身的特性、軟體對快閃記憶體管理的架構與方法以及使用者的習慣與環境...等等。這些因素都影響著快閃記憶體裝置壽命。也因此，對使用者或系統提供資訊，以預估快閃記憶體裝置是否已快達到壽命極限或即將毀損，而讓使用者或使用系統可以事先知道並且採取必要的預防措施即是一個十分重要的課題。
本發明提供一種快閃記憶體裝置、具有快閃記憶體裝 置的行車記錄器以及管理快閃記憶體裝置的方法。快閃記憶體裝置的控制器會檢查一區塊個數是否大於預設值時，以決定是否重新配置資料區及備用區所具有的實體區塊的數目。藉此，可評估快閃記憶體裝置的健康程度，並可於快閃記憶體裝置即將損毀前即時地通知使用者。
本發明提出一種快閃記憶體裝置，其包括快閃記憶體以及控制器。快閃記憶體具有多個實體區塊，而每一實體區塊具有多個用以儲存資料的快閃記憶體胞。上述的多個實體區塊至少區分為資料區以及備用區(spare area)。資料區及備用區各至少包括上述一實體區塊。備用區的實體區塊用以替換資料區的實體區塊。控制器耦接於快閃記憶體，用以控制快閃記憶體裝置的操作。控制器並用以當對快閃記憶體進行讀取、程式化或抹除動作時，檢查區塊個數，上述的區塊個數為資料區的實體區塊已被備用區的實體區塊所替換的個數，或為或為備用區的實體區塊已用來替換資料區之實體區塊的個數。其中當上述的區塊個數大於預設值時，控制器重新配置資料區及備用區所具有的實體區塊的數目。
本發明提出一種行車記錄器，其包括影像裝置以及上述的快閃記憶體裝置。影像裝置用以產生視訊資料。快閃記憶體裝置耦接影像裝置，並包括上述的快閃記憶體及控制器。快閃記憶體的每一實體區塊具有多個用以儲存視訊資料的快閃記憶體胞。
本發明提出一種用以管理上述快閃記憶體裝置的管 理方法。上述的快閃記憶體裝置的管理方法包括：將上述多個實體區塊至少區分為一資料區以及一備用區。其中資料區及備用區各至少包括上述一實體區塊。備用區的實體區塊用以替換資料區的實體區塊。上述的快閃記憶體裝置的管理方法還包括：當對快閃記憶體進行讀取、程式化或抹除動作時，藉由控制器檢查一區塊個數，而上述區塊個數為資料區的實體區塊已被備用區的實體區塊所替換的個數，或為備用區的實體區塊已用來替換資料區之實體區塊的個數。上述的快閃記憶體裝置的管理方法更包括：當控制器檢查出上述的個數大於預設值時，重新配置資料區及備用區所具有的實體區塊的數目。
基於上述，本發明藉由快閃記憶體裝置的控制器檢查區塊個數是否大於預設值時，以決定是否重新配置資料區及備用區所具有的實體區塊的數目。藉此，可評估快閃記憶體裝置的健康程度，並可於快閃記憶體裝置即將損毀前即時地通知使用者。
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。
請參考圖1及圖2，圖1為本發明一實施例之快閃記憶體裝置100的功能方塊圖。圖2為圖1之實體區塊140的示意圖。快閃記憶體裝置100包括快閃記憶體110以及控制器150。快閃記憶體110具有多個實體區塊140，而每 一實體區塊140具有多個用以儲存資料的快閃記憶體胞142。控制器150可對快閃記憶體胞142進行讀取、抹除及程式化(亦稱寫入)操作。
每一實體區塊140還可區分為多個實體頁面(physical page)，每個實體頁面具有多個用以儲存資料的快閃記憶體胞142。此外，已被寫入資料之實體頁面必需先被抹除後才能再次用於寫入資料，而實體區塊為抹除之最小單位，實體頁面則為程式化的最小單元。在快閃記憶體110中，上述的多個實體區塊140至少區分為資料區120以及備用區(spare area)130。資料區120及備用區130各至少包括上述多個實體區塊140的至少一實體區塊140。
資料區120的實體區塊140是用以儲存資料。具體來說，當控制器150存取快閃記憶體110時，控制器150會將所要存取的邏輯存取位址轉換為邏輯區塊的邏輯頁面，並且將邏輯區塊的邏輯頁面映射至資料區120的實體區塊140的實體頁面。
備用區130的實體區塊140是用以替換資料區120中的實體區塊140。具體來說，已寫入資料的實體區塊140必須被抹除後才可再次用於寫入資料，因此，備用區130的實體區塊140是被設計用於寫入更新資料以替換映射邏輯區塊的實體區塊140。基此，在備用區130中的實體區塊140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，而可替換資料區120的實體區塊140。
控制器150耦接於快閃記憶體110，用以控制快閃記 憶體裝置100的操作。控制器150並用以當對快閃記憶體110進行讀取、程式化或抹除動作時，檢查區塊個數V1是否大於預設值TH1。在本發明一實施例中，上述區塊個數V1為資料區120的實體區塊已被備用區130的實體區塊所替換的個數；而在另一實施例中，上述區塊個數V1為備用區130的實體區塊已用來替換資料區120之實體區塊的數目。此外，上述的預設值TH1可依據實際需要彈性地設定。
進一步地說，每當有任一在備用區130中的實體區塊140被用來替換資料區120的實體區塊140時，控制器150會累加1至上述的區塊個數V1，而當區塊個數V1大於預設值TH1時，控制器150則重新配置資料區120及備用區130所具有的實體區塊140的數目。一般來說，當控制器150重新配置資料區120及備用區130所具有的實體區塊140的數目時，控制器150會減少資料區120的實體區塊140的數目，並增加或維持備用區130的實體區塊140的數目。
請參考圖3，圖3為本發明一實施例之快閃記憶體裝置的管理方法的流程圖。在步驟S310，快閃記憶體110的實體區塊140會至少被區分為資料區120以及備用區130。在步驟S320中，當對快閃記憶體110進行讀取、程式化或抹除動作時，控制器150會檢查區塊個數V1。在步驟S330中，控制器150會判斷區塊個數V1是否大於預設值TH1。倘若為否，則回到步驟S320；而倘若為是，則進 行步驟S340。在步驟S340中，控制器150重新配置資料區120及備用區130所具有的實體區塊140的數目。
在本發明其他實施例中，控制器150還可依據快閃記憶體110的不同參數，來判斷是否重新配置資料區120及備用區130所具有的實體區塊140的數目。在本發明一實施例中，控制器150會依據所計算的健康值H來判斷是否重新配置資料區120及備用區130所具有的實體區塊140的數目。健康值H的計算方式和計算時所需參考的參數可依實際需要作調整，而在本發明一實施例中，上述的健康值H可以下面方程式表示： 其中，上述方程式中的各參數的說明如後：V1為上述的區塊個數，亦即為資料區120的實體區塊140已被備用區130的實體區塊140所替換的個數或為備用區130的實體區塊已用來替換資料區120之實體區塊的數目；V2為快閃記憶體110發生無法恢復讀取錯誤(read uncorrected ECC error)的累計次數；V3為快閃記憶體裝置100被啟動(power on/off)的總次數；V4為快閃記憶體110發生抹除錯誤或程式化錯誤(Erase or program fail)的累計次數；V5為快閃記憶體110發生再嘗試讀取(read retry)的累計次數； V6為最常被更新資料的實體區塊140的資料更新次數；V7為快閃記憶體110的錯誤位元(error bit)之總數；W1、W2、W3、W4、W5、W6和W7分別為V1、V2、V3、V4、V5、V6和V7的比重值，其可依實際需求調整，而(W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7)等於1；M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7則分別為V1、V2、V3、V4、V5、V6和V7的預設最大值。
控制器150會判斷快閃記憶體110的健康值H是否小於預設健康臨界值TH2，並於健康值H小於上述預設健康臨界值TH2時，重新配置資料區120及備用區130所具有的實體區塊140的數目。
請參考圖4，圖4為本發明一實施例之快閃記憶體裝置的管理方法的流程圖。在步驟S410，快閃記憶體裝置100被啟動。在步驟S420，控制器150讀取參數，其中所讀取的參數可包括上述的參數V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7。此外，為真實地反應步驟S410中快閃記憶體裝置100的啟動，控制器150在步驟S420中會累加1至快閃記憶體裝置100被啟動的總次數V3。在步驟S430，控制器150會判斷是否對快閃記憶體110進行讀取、程式化或抹除動作。當控制器150判斷出有對快閃記憶體110進行讀取、程式化或抹除動作時，控制器150會依據所進行的動作，更新相關的參數，並計算健康值H(步 驟S440)。此外，在步驟S450中，控制器150會判斷健康值H是否小於上述的預設健康臨界值TH2。倘若為否，則回到步驟S430；而倘若為是，則進行步驟S460，此時控制器150即重新配置資料區120及備用區130所具有的實體區塊140的數目。
必須瞭解的是，在本發明一實施例中，當控制器150重新配置資料區120及備用區130所具有的實體區塊140的數目之後，上述的參數M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、W1、W2、W3、W4、W5、W6和W7可重新設定以因應不同的需要及狀況。如此，即可使得快閃記憶體裝置100在應用上更為彈性。
在本發明一實施例中，上述的快閃記憶體裝置100的功能可進一步地擴充，而成為一個行車記錄器。請參考圖5，圖5為本發明一實施例之行車記錄器500的功能方塊圖。行車記錄器500具有快閃記憶體110以及控制器550，其中控制器550具有控制器150的所有功能。控制器150與控制器550具有相同功能的部分可參照上述的說明，故在此即不再贅述。
此外，在本發明一實施例中，行車記錄器500還具有影像裝置560，用以提供視訊資料SIMG至控制器550，以使控制器550將視訊資料SIMG寫入至快閃記憶體110的資料區120。影像裝置560例如是一台數位錄影機，用以拍攝行車時車輛附近的影像。
再者，在本發明一實施例中，行車記錄器500可具有 螢幕570，其耦接於控制器550，用以當控制器550檢查出上述的區塊個數V1大於上述預設值TH1時，顯示一警示訊息SAL，以即時地提醒車輛駕駛員。此外，在本發明一實施例中，當健康值H小於上述的預設健康臨界值TH2時，螢幕570亦可顯示警示訊息以提醒車輛駕駛員。
另外，在本發明一實施例中，行車記錄器500可具有麥克風580，用以提供聲訊SAU至控制器550，而控制器550將聲訊SAU轉換成聲訊資料SAUD後，再將聲訊資料SAUD寫入至快閃記憶體110的資料區120。
綜上所述，本發明的快閃記憶體裝置、行車記錄器以及快閃記憶體裝置的管理方法藉由快閃記憶體裝置的控制器，檢查一區塊個數是否大於預設值時，以決定是否重新配置資料區及備用區所具有的實體區塊的數目。藉此，可評估快閃記憶體裝置的健康程度，並可於快閃記憶體裝置即將損毀前即時地通知使用者。
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。
100、500‧‧‧快閃記憶體裝置
110‧‧‧快閃記憶體
120‧‧‧資料區
130‧‧‧備用區
140‧‧‧實體區塊
142‧‧‧記憶體胞
150、550‧‧‧控制器
S310~S340‧‧‧快閃記憶體裝置的管理方法之流程步驟
S410~S460‧‧‧快閃記憶體裝置的管理方法之流程步驟
560‧‧‧影像裝置
570‧‧‧螢幕
580‧‧‧麥克風
SIMG‧‧‧視訊資料
SAL‧‧‧警示訊息
SAU‧‧‧聲訊
SAUD‧‧‧聲訊資料
圖1為本發明一實施例之快閃記憶體裝置的功能方塊圖。
圖2為圖1之實體區塊的示意圖。
圖3為本發明一實施例之快閃記憶體裝置的管理方法的流程圖。
圖4為本發明一實施例之快閃記憶體裝置的管理方法的流程圖。
圖5為本發明一實施例之行車記錄器的功能方塊圖。
S310~S340‧‧‧快閃記憶體裝置的管理方法之流程步驟

Claims (8)

  1. 一種快閃記憶體裝置，包括：一快閃記憶體，具有多個實體區塊，其中該些實體區塊至少區分為一資料區以及一備用區(spare area)，該資料區及該備用區各至少包括一該實體區塊，而該備用區的實體區塊用以替換該資料區的實體區塊；以及一控制器，耦接於該快閃記憶體，用以控制該快閃記憶體裝置的操作，並當對該快閃記憶體進行讀取、程式化或抹除動作時，檢查一區塊個數，而該區塊個數為該資料區的實體區塊已被該備用區的實體區塊所替換的個數或為該備用區的實體區塊已用來替換該資料區之實體區塊的個數，該控制器依據對應該快閃記憶體的操作的多個參數及其比重值計算一健康值，並依據該健康值判斷實體區塊的健康程度，其中該健康值等於 ，其中V1為該區塊個數，V2為該快閃記憶體發生無法恢復讀取錯誤的累計次數，V3為該快閃記憶體裝置被啟動的總次數，V4為該快閃記憶體發生抹除錯誤或程式化錯誤的累計次數，V5為該快閃記憶體發生再嘗試讀取的累計次數，V6為最常被更新資料的實體區塊的資料更新次數， V7為該快閃記憶體的錯誤位元之總數，(W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7)等於1，而M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7分別為V1、V2、V3、V4、V5、V6和V7的預設最大值，該控制器會判斷該健康值是否小於一預設健康臨界值，並於該健康值小於該預設健康臨界值時，重新配置該資料區及該備用區所具有的實體區塊的數目；其中當該個數大於一預設值時，該控制器重新配置該資料區及該備用區所具有的實體區塊的數目。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之快閃記憶體裝置，更包括一螢幕，耦接於該控制器，用以當該控制器檢查出該區塊個數大於該預設值時，顯示一警示訊息。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之快閃記憶體裝置，更包括一影像裝置，用以提供一視訊資料至該控制器，而該控制器將該視訊資料寫入至該快閃記憶體的該資料區。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之快閃記憶體裝置，更包括一麥克風，用以提供一聲訊至該控制器，而該控制器將該聲訊轉換成一聲訊資料後，將該聲訊資料寫入至該快閃記憶體的該資料區。
  5. 一種行車記錄器，包括：一影像裝置，用以產生一視訊資料；以及一快閃記憶體裝置，耦接該影像裝置，該快閃記憶體裝置包括： 一快閃記憶體，具有多個實體區塊，而每一實體區塊具有多個用以儲存該視訊資料的快閃記憶體胞，其中該些實體區塊至少區分為一資料區以及一備用區(spare area)，該資料區及該備用區各至少包括一該實體區塊，而該備用區的實體區塊用以替換該資料區的實體區塊；以及一控制器，耦接於該快閃記憶體，用以控制該快閃記憶體裝置的操作，並當對該快閃記憶體進行讀取、程式化或抹除動作時，檢查一區塊個數，而該區塊個數為該資料區的實體區塊已被該備用區的實體區塊所替換的個數或為該備用區的實體區塊已用來替換該資料區之實體區塊的個數，該控制器依據對應該快閃記憶體的操作的多個參數及其比重值計算一健康值，並依據該健康值判斷實體區塊的健康程度，其中該健康值等於 ，其中V1為該區塊個數，V2為該快閃記憶體發生無法恢復讀取錯誤的累計次數，V3為該快閃記憶體裝置被啟動的總次數，V4為該快閃記憶體發生抹除錯誤或程式化錯誤的累計次數，V5為該快閃記憶體發生再嘗試讀取的累計次數，V6為最常被更新資料的實體區塊的資料更新次數，V7為該快閃記憶體的錯誤位元之總數， (W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7)等於1，而M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7分別為V1、V2、V3、V4、V5、V6和V7的預設最大值，該控制器會判斷該健康值是否小於一預設健康臨界值，並於該健康值小於該預設健康臨界值時，重新配置該資料區及該備用區所具有的實體區塊的數目；其中當該控制器檢查出該區塊個數大於該預設值時，該控制器重新配置該資料區及該備用區所具有的實體區塊的數目。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之行車記錄器，更包括一螢幕，耦接於該控制器，用以當該控制器檢查出該區塊個數大於該預設值時，顯示一警示訊息。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之行車記錄器，更包括一麥克風，用以提供一聲訊至該控制器，而該控制器將該聲訊轉換成一聲訊資料後，將該聲訊資料寫入至該快閃記憶體的該資料區。
  8. 一種快閃記憶體裝置的管理方法，其中該快閃記憶體裝置具有一快閃記憶體以及一控制器，而該快閃記憶體具有多個實體區塊，而每一實體區塊具有多個用以儲存資料的快閃記憶體胞，該快閃記憶體裝置的管理方法包括：將該些實體區塊至少區分為一資料區以及一備用區(spare area)，其中該資料區及該備用區各至少包括至少一該實體區塊，而該備用區的實體區塊用以替換該資料區的 實體區塊；當對該快閃記憶體進行讀取、程式化或抹除動作時，藉由該控制器檢查一區塊個數，而該區塊個數為該資料區的實體區塊已被該備用區的實體區塊所替換的個數或為該備用區的實體區塊已用來替換該資料區之實體區塊的個數；藉由該控制器計算一健康值，該健康值等於 ，其中V1為該區塊個數，V2為該快閃記憶體發生無法恢復讀取錯誤的累計次數，V3為該快閃記憶體裝置被啟動的總次數，V4為該快閃記憶體發生抹除錯誤或程式化錯誤的累計次數，V5為該快閃記憶體發生再嘗試讀取的累計次數，V6為最常被更新資料的實體區塊的資料更新次數，V7為該快閃記憶體的錯誤位元之總數，(W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7)等於1，而M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7分別為V1、V2、V3、V4、V5、V6和V7的預設最大值；當該控制器會判斷該健康值是否小於一預設健康臨界值，並於該健康值小於該預設健康臨界值時，重新配置該資料區及該備用區所具有的實體區塊的數目；以及當該控制器檢查出該區塊個數大於一預設值時，重新 配置該資料區及該備用區所具有的實體區塊的數目。
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