[發(fā)明專利]增強(qiáng)型主機(jī)接口

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680034856.4
• 申請日: 2006-08-01
• 公開（公告）號: CN101288045A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 艾倫·韋爾什·辛克萊
• 申請（專利權(quán)）人: 桑迪士克股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 劉國偉

技術(shù)領(lǐng)域

無

背景技術(shù)

本申請案涉及例如半導(dǎo)體快閃存儲器的可重新編程的非易失性存儲器系統(tǒng)的操作，且更具體地說，涉及主機(jī)裝置與存儲器之間的接口的管理。本文引用的所有專利、專利申請案、文章和其它出版物、文檔和事物(包含上文在“相關(guān)申請案的交叉參考”下引用的所有申請案)出于所有目的在此以全文引用的方式并入本文中。

在早一代商業(yè)快閃存儲器系統(tǒng)中，將矩形存儲器單元陣列劃分為大量單元群組，每一者存儲標(biāo)準(zhǔn)磁盤驅(qū)動器扇區(qū)的數(shù)據(jù)量，即512個字節(jié)。每個群組中還通常包含例如16個字節(jié)的額外數(shù)據(jù)量，以存儲錯誤校正碼(ECC)和可能的與用戶數(shù)據(jù)和/或其中存儲用戶數(shù)據(jù)的存儲器單元群組相關(guān)的其它開銷數(shù)據(jù)。每個此群組中的存儲器單元是可共同擦除的最小數(shù)目的存儲器單元。也就是說，擦除單位有效地是存儲一個數(shù)據(jù)扇區(qū)和所包含的任何開銷數(shù)據(jù)的大量存儲器單元。此類型的存儲器系統(tǒng)的實(shí)例描述于第5,602,987號和第6,426,893號美國專利中。需要在用數(shù)據(jù)對其再編程之前擦除存儲器單元是快閃存儲器的特性。

最常見以存儲器卡或快閃驅(qū)動器的形式提供快閃存儲器系統(tǒng)，所述存儲器卡或快閃驅(qū)動器與例如個人計算機(jī)、相機(jī)等多種主機(jī)可移除地連接，但也可嵌入在這些主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。當(dāng)向存儲器寫入數(shù)據(jù)時，主機(jī)通常向存儲器系統(tǒng)的連續(xù)虛擬地址空間內(nèi)的扇區(qū)、群集或其它數(shù)據(jù)單位指派唯一的邏輯地址。類似于磁盤操作系統(tǒng)(DOS)，主機(jī)向存儲器系統(tǒng)的邏輯地址空間內(nèi)的地址寫入數(shù)據(jù)以及從其讀取數(shù)據(jù)。存儲器系統(tǒng)內(nèi)的控制器將從主機(jī)接收的邏輯地址轉(zhuǎn)譯為實(shí)際存儲數(shù)據(jù)的存儲器陣列內(nèi)的物理地址，且接著跟蹤這些地址轉(zhuǎn)譯。存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲容量至少與在為存儲器系統(tǒng)界定的整個邏輯地址空間上可尋址的數(shù)據(jù)量一樣大。

在較晚的幾代快閃存儲器系統(tǒng)中，擦除單位的大小增加到足夠的存儲器單元的區(qū)塊以存儲多個數(shù)據(jù)扇區(qū)。盡管與存儲器系統(tǒng)連接的主機(jī)系統(tǒng)可以例如扇區(qū)的較小的最小單位來編程和讀取數(shù)據(jù)，但大量扇區(qū)存儲在快閃存儲器的單個擦除單位中。常見的是區(qū)塊內(nèi)的一些數(shù)據(jù)扇區(qū)在主機(jī)更新或替換邏輯數(shù)據(jù)扇區(qū)時變過時。由于必須在可對區(qū)塊中存儲的任何數(shù)據(jù)進(jìn)行覆寫之前擦除整個區(qū)塊，因此新的或更新的數(shù)據(jù)通常存儲在已經(jīng)擦除且具有用于數(shù)據(jù)的剩余容量的另一區(qū)塊中。此過程清空了帶有占據(jù)存儲器內(nèi)有價值的空間的過時數(shù)據(jù)的原始區(qū)塊。但如果其中保留有任何有效數(shù)據(jù)，那么無法擦除所述區(qū)塊。

因此，為了更好地利用存儲器的存儲容量，常常合并或收集有效部分區(qū)塊數(shù)據(jù)量，這通過以下方式完成：將數(shù)據(jù)復(fù)制到經(jīng)擦除的區(qū)塊中使得這些復(fù)制的數(shù)據(jù)所來自的區(qū)塊接著可經(jīng)擦除且其整個存儲容量可再使用。還期望對數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制以便按區(qū)塊內(nèi)數(shù)據(jù)扇區(qū)的邏輯地址的次序?qū)ζ溥M(jìn)行分組，因?yàn)檫@增加讀取數(shù)據(jù)并將讀取的數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)的速度。如果這種數(shù)據(jù)復(fù)制的發(fā)生過于頻繁，那么存儲器系統(tǒng)的操作性能可能降級。在存儲器的存儲容量幾乎與主機(jī)通過系統(tǒng)的邏輯地址空間可尋址的數(shù)據(jù)量沒有差別的情況(典型情況)下，這尤其影響存儲器系統(tǒng)的操作。在此情況下，在可執(zhí)行主機(jī)編程命令之前可能需要進(jìn)行數(shù)據(jù)合并或收集。因此編程時間增加。

在連續(xù)幾代存儲器系統(tǒng)中，區(qū)塊的大小逐漸增加，以便增加給定半導(dǎo)體面積中可存儲的數(shù)據(jù)位的數(shù)目。存儲256個數(shù)據(jù)扇區(qū)和更多數(shù)據(jù)扇區(qū)的區(qū)塊變得常見。另外，常常將不同陣列或子陣列的兩個、四個或更多區(qū)塊邏輯上鏈接在一起成為元區(qū)塊，以便增加數(shù)據(jù)編程和讀取時的并行性程度。與這種大容量操作單位一起出現(xiàn)的是有效地對其進(jìn)行操作的挑戰(zhàn)。

隨著新的革新允許較大的存儲器容量和速度，通常需要提供使用此類革新但仍與不使用此類革新的產(chǎn)品兼容的產(chǎn)品。這意味著新產(chǎn)品可利用技術(shù)革新但仍向后兼容，使得其可與使用較老技術(shù)的產(chǎn)品一起使用。這種向后兼容性對于可在具有多種不同技術(shù)的多種配置中使用的便攜式產(chǎn)品來說尤其重要。此便攜式產(chǎn)品的一個實(shí)例是可移除快閃存儲器卡。

發(fā)明內(nèi)容

一種存儲器系統(tǒng)包含與主機(jī)通信的接口層以及將數(shù)據(jù)存儲在存儲器陣列中的后端。在所述接口層與所述后端之間，轉(zhuǎn)譯層根據(jù)主機(jī)使用的不同協(xié)議將由所述接口層接收的數(shù)據(jù)和命令轉(zhuǎn)換為后端可理解的格式。因此，轉(zhuǎn)譯層允許常用的后端與使用多種協(xié)議的多種主機(jī)一起使用。這對于可移除存儲器卡中的存儲器系統(tǒng)來說是尤其有用的。轉(zhuǎn)譯層含有一個或一個以上協(xié)議適配器。協(xié)議適配器根據(jù)主機(jī)所使用的協(xié)議接收來自主機(jī)的通信(命令和數(shù)據(jù))，且作為響應(yīng)為后端轉(zhuǎn)換所述數(shù)據(jù)和命令。協(xié)議適配器還可對主機(jī)產(chǎn)生信號，其中這些信號是主機(jī)協(xié)議的一部分。