[發明專利]非易失性存儲器的寫入方法及使用此方法的控制器

有效

• 申請號: 200710184911.4
• 申請日: 2007-10-29
• 公開（公告）號: CN101425338A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 葉志剛;朱健華;傅家驛
• 申請（專利權）人: 群聯電子股份有限公司
• 主分類號: G11C16/10
• 分類號: G11C16/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 蒲邁文

技術領域

本發明涉及一種數據寫入方法，且特別是涉及一種用于非易失性存儲器的寫入方法以及使用此方法的控制器。

背景技術

數字相機、手機相機與MP3在這幾年來的成長十分迅速，使得消費者對存儲媒體的需求也急速增加，由于閃速存儲器(Flash?Memory)具有數據非易失性、省電、體積小與無機械結構等的特性，適合便攜式應用，最適合使用于這類便攜式由電池供電的產品上。除了便攜式產品內建存儲器需要之外，對于小型存儲卡與隨身盤等外接式產品來說，每個人可能同時擁有多個隨身盤與小型存儲卡，所以市場規模比那些設備更大。因此，近年閃速存儲器產業成為電子產業中相當熱門的一環。

圖1A、1B、1C與1D根據已知技術示出了非易失性存儲器100及其運作的詳細方塊圖。

請參考圖1A，在此范例中，為了有效率地程序(即寫入與擦除)非易失性存儲器100，非易失性存儲器100的區塊會在邏輯上分組為系統區102、數據區104與備用區106。一般來說，非易失性存儲器100中數據區104的區塊會占90％以上。

系統區102的區塊用以記錄系統數據，系統數據例如是關于非易失性存儲器100的區域數、每一區域的區塊數、每一區塊的頁數、邏輯物理對映表等。

數據區104的區塊用以存儲使用者的數據，一般來說就是主機(未示出)所操作的邏輯區塊地址所對應的區塊。

備用區106是放置用以替換數據區104的區塊的區塊，因此備用區106中的區塊為空的區塊，即無記錄數據或標記為已沒用的無效數據。具體來說，由于若要對已寫過數據位置再次寫入數據時，必須先執行擦除的操作。然而，閃速存儲器寫入單位為頁，而擦除單位為區塊。一個擦除的單位大于寫入的單位，這表示若要執行區塊擦除操作，必須先將要擦除區塊中的有效頁復制至其它區塊后才可進行。因此，當要在數據區104中已寫過數據位置的區塊M中寫入新數據時，一般會在備用區106中提取一區塊S，然后將區塊M中的有效數據復制至區塊S且將新數據寫入區塊S后，將區塊M擦除后關聯為備用區106同時將區塊S關聯為數據區104(如圖1A所示)。

一般來說，為了更有效率地使用非易失性存儲器100，區塊在邏輯上還分為一替換區塊108與一瞬時區塊110。

請參考圖1B，替換區塊108用來預備替換數據區104中要寫入數據的區塊。更詳細地說，當上述從備用區106中提取一區塊(例如區塊C)來取代數據區104的區塊(例如區塊M)時，會將新數據寫入至區塊C，但不會立刻將區塊M中的有效數據搬移至區塊C而擦除區塊M。這是因為，區塊M中的有效數據有可能在下個操作中變成無效，因此立刻將區塊M中的有效數據搬移至物理區塊C會造成無謂的搬移。因此在此范例中，會將寫入新數據的區塊C暫時地關聯為替換區塊，并且在邏輯區塊地址與物理區塊地址的對映上會記錄多個物理區塊地址對應到一個邏輯區塊地址的情況，也就是區塊M與區塊C的內容整合起來才是所對映邏輯區塊的內容，由此提升區塊的使用效率。之后，當需要將區塊M與區塊C的內容真正合并時，一般有兩種做法，一則是將區塊M中有效數據復制至區塊C，然后將區塊M擦除關聯為備用區106，同時，將區塊C關聯為數據區104，由此完成合并(如圖1B所示)。另一種方法，則是從備用區106中提取一空白區塊S，并且將區塊M與區塊C的有效數據復制于此區塊S中，并且將區塊M與區塊C擦除后關聯為備用區106而將此區塊S關聯為數據區104，由此完成合并(如圖1C所示)。

瞬時區塊110的功能與替換區塊108類似。在使用多層存儲單元(MultiLevel?Cell，多層存儲單元)與非閃速存儲器的例子中，多層存儲單元與非閃速存儲器1頁中可包括4個扇區，即1頁中有4個512?bytes的扇區，共2K?bytes。如上所述，閃速存儲器在寫入時以頁為單位，因此在使用多層存儲單元與非閃速存儲器的情況下每次必須程序4個扇區，由此當寫入小量數據時會造成資源的浪費。瞬時區塊110用以暫時存放此類少量數據。具體來說，如上所述當要寫入替換區塊108(例如區塊C)的數據為不滿一個頁的小量數據時，會從備用區106中提取一區塊T，然后將此小量數據寫入至區塊T并且將區塊T關聯為瞬時區塊110。之后，當后續寫入的數據量足夠寫入一頁時再將此些數據寫入至區塊C，然后再將區塊T擦除并且關聯為備用區106(如圖1D所示)。