[發明專利]數據存取整合方法及其系統

有效

• 申請號: 200710305929.5
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101196850A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 鐘健平;陳佳欣;劉名哲
• 申請（專利權）人: 祥碩科技股份有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳晨;鄭特強

技術領域

本發明涉及一種數據存取整合方法，尤其涉及應用于快閃存儲器(FlashMemory)的數據存取整合方法。

背景技術

眾所周知，在存儲器的應用中，連續存取永遠比隨機存取的效率高出許多，此特性在快閃存儲器的應用上尤其顯著。舉例來說，在讀取時，若隨機讀取需要25μs的讀取時延(latency)，則連續讀取可縮減至25ns的讀取時延。另外，又由于快閃存儲器的寫入與讀取都需要以一個頁為單位(通常為2K～4K至8K字節(Byte))，故連續讀取或寫入以頁為單位的數據將有助于提升快閃存儲器的應用效率。再則快閃存儲器在第一次寫入時必須要經過區塊擦除(Block?Erase)的動作，亦即，擦除(Erase)動作是以一個區塊(Block)(約為64個頁)為單位。通常一頁的寫入時延(page?program)為200μs，而擦除的時延為1.5ms。由此可見在快閃存儲器的應用中連續存取的重要性。

舉例來說，已知主機端與快閃存儲器之間利用高級技術配件(AdvancedTechnology?Attachment，簡稱ATA)總線來進行快閃存儲器內的數據讀寫動作。根據ATA總線的規格，主機進行存取動作時，每次只能夠發出一個讀取或者寫入的命令，而且每次數據讀取命令或者數據寫入命令的數據傳遞是以一個扇區(Sector，256字(Word)＝512字節＝0.5KB)為單位。也就是說，當主機發出一個數據讀取命令至快閃存儲器之后，除非快閃存儲器響應主機讀取數據或者響應讀取失敗時，主機才可以再次發出下一個數據讀取命令或者數據寫入命令至快閃存儲器。同理，當主機發出一個數據寫入命令至快閃存儲器之后，除非快閃存儲器響應寫入成功或者響應讀取失敗時，主機才可以再次發出下一個數據讀取命令或者數據寫入命令至快閃存儲器。

因此，已知快閃存儲器中的控制器一次只能接受一個命令(數據讀取或數據寫入的命令)，在完成這個命令前無法預知到下一個命令到底是什么。請參見圖1，其為主機(Host)端對快閃存儲器依序所發出的數據讀取命令或數據寫入命令(或稱之為數據存取命令)列表。所以在圖1中，假設主機端總共對快閃存儲器控制器依序發出了11個數據讀取或數據寫入命令，傳統的快閃存儲器只能按部就班地依序執行11次讀取或寫入的動作，因此，快閃存儲器控制器一次能夠處理多少的數據量，都只能被動地由主機端來決定。

由圖1可知，主機每次發出的命令包括：命令類型(Command?Type)、邏輯塊地址(Logic?Block?Addressing，LBA)、扇區數目(Sector?Count)。另外，假設快閃存儲器一頁的數據量為2K字節。以下將計算主機連續執行11次數據讀取命令或者數據寫入命令時所花費的時間。

(一)當主機發出第一個命令，讀取由LBA0開始的2個扇區的數據(共1KB＜1頁)，此時快閃存儲器需要一個隨機讀取時延(25μs)。

(二)當主機發出第二個命令，寫入由LBA20開始的1個扇區(0.5KB)的數據，此時，快閃存儲器需要一個區塊擦除時間(1.5ms)加上一個寫入時延(200μs)。

(三)當主機發出第三個命令，讀取由LBA2開始的2個扇區的數據(共1KB＜1頁)，此時，快閃存儲器需要一個隨機讀取時延(25μs)。

(四)當主機發出第四個命令，寫入由LBA22開始的1個扇區(0.5KB)的數據，此時，快閃存儲器需要一個寫入時延(200μs)。

(五)當主機發出第五個命令，讀取由LBA10開始的3個扇區的數據(共1.5KB＜1頁)，此時，快閃存儲器需要一個隨機讀取時延(25μs)。

(六)當主機發出第六個命令，讀取由LBA13開始的5個扇區的數據(共2.5KB＞1頁)，此時，快閃存儲器需要一個隨機讀取時延(25μs)以及連續讀取時延(25ns)。

(七)當主機發出第七個命令，寫入由LBA23開始的5個扇區(2.5KB＞1頁)的數據，此時，快閃存儲器需要二個寫入時延(400μs)。

(八)當主機發出第八個命令，寫入由LBA28開始的2個扇區的數據，此時，快閃存儲器需要一個寫入時延(200μs)。

(九)當主機發出第九個命令，讀取由LBA18開始的2個扇區的數據(共1KB＜I頁)，此時，快閃存儲器需要一個隨機讀取時延(25μs)。

(十)當主機發出第十個命令，寫入由LBA30開始的2個扇區的數據，此時，快閃存儲器需要一個寫入時延(200μs)。