[發明專利]數據儲存裝置與方法

有效

• 申請號: 200910179611.6
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN101673243A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 張博;柴紅剛;陳亮
• 申請（專利權）人: 威盛電子股份有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇;王 璐

技術領域

本發明有關于一種數據儲存裝置以及所使用的數據儲存方法。

背景技術

除了盤式硬盤、光盤等，現今已發展出其他數據儲存技術。以固態式硬盤(Solid?State?Disc，SSD)為例，其中利用NANDFlash(NAND快閃存儲器)作為數據儲存單元，并搭配一存儲器控制單元控制NAND快閃存儲器的讀寫。固態式硬盤常被用來取代傳統的盤式硬盤技術。

圖1圖解一以NAND快閃存儲器作為數據儲存單元的數據儲存裝置100。數據儲存裝置100包括NAND快閃存儲器101和存儲器控制單元102，其中NAND快閃存儲器101具有多個區塊(blocks，編號為block₁、block₂、...、block_n)。這些區塊各自包括多個頁(pages)，例如，區塊block₁即包括多個頁page(1)、page(2)、...、page(m)。

主機(host，未繪示)通過該存儲器控制單元102對該NAND快閃存儲器101進行讀寫。于讀/寫操作中，主機端程序所使用的地址信息稱為“邏輯地址”，需先轉換為“物理地址”才能對應至NAND快閃存儲器101所提供的物理空間。數據儲存裝置100通常需要另行提供空間儲存上述邏輯-物理地址映射。一般而言，所有的邏輯-物理地址映射關系構成一邏輯-物理地址映射表(稱為mapping?table)；該邏輯-物理地址映射表的內容通常由數據儲存裝置100的存儲器控制單元102決定。

在以NAND快閃存儲器為數據存儲單元的數據儲存裝置的應用中，上述邏輯地址、物理地址通常以“頁(page)”為單位運作。寫入操作可令圖1所示的NAND快閃存儲器101的物理空間以“頁”為單位被填寫，例如，寫入數據至圖1所示的物理空間-頁page(1)。然而，NAND快閃存儲器有一特性：使用過的物理空間必須經過一擦除動作后才能再被寫入數據。因此，若寫入動作為覆寫(overwrite)一邏輯地址，數據并非覆寫至該邏輯地址原本對應的物理空間，存儲器控制單元102必須重新配置一閑置的物理空間給該邏輯地址使用。因此，邏輯地址覆寫操作需要修改關于該邏輯地址的邏輯-物理地址映射。至于該邏輯地址先前所對應的物理地址則視為無效物理地址，其上數據亦被視為無效(dirty)。

至于NAND快閃存儲器儲存空間的擦除則通常以“區塊(block)”為單位，本技術領域通常稱此以區塊為單位進行擦除以釋放出可寫入區塊(free?block)的技術為垃圾收集(garbagecollection)。舉例說明，垃圾收集會選定一區塊(block)，例如block₁來釋放；在釋放該區塊前，必須先將該區塊內的有效數據拷貝至其他區塊，例如block₂，再將該區塊擦除，使其為可寫入區塊。

上述NAND快閃存儲器101的寫入規則在文件安全性管理上有極大的漏洞。例如，覆寫動作所產生的無效物理地址的數據其實并未被擦除，而由于覆寫后邏輯地址映射至新的物理地址，該無效物理地址上的無效數據則失去了與邏輯地址的映射關系，造成主機端無法追蹤這些無效數據。經時間累積，這些無效數據可能散落在NAND快閃存儲器101的多個不同的區塊，這些無效數據極有可能被有心人士恢復，對于安全性要求較高的文件數據來說，這是較大的安全隱患。此外，垃圾收集時，可能發生釋放的區塊仍存在重要數據的狀況。例如，普通垃圾收集釋放區塊時，對區塊上的有效數據僅進行普通擦除，然而，普通擦除并不能保證其上已無效的重要數據不會被有心人士恢復。因此，本技術領域需要發展新的技術，以提高數據安全性。

發明內容

本發明提供一種數據儲存裝置，其中包括一存儲器控制單元與一第一存儲器、一第二存儲器以及一第三存儲器。第一存儲器的儲存空間由多個物理地址區分。第二存儲器儲存一邏輯-物理地址映射表。第三存儲器儲存至少一關鍵邏輯地址。存儲器控制單元耦接于一主機與上述第一存儲器、第二存儲器和第三存儲器之間，并于一寫入操作下自該主機接收一邏輯地址與一寫入數據。該存儲器控制單元更包括：一安全性模塊以及一邏輯-物理地址配置模塊。安全性模塊負責判斷該邏輯地址是否屬于上述關鍵邏輯地址之一，如果是，則依據該邏輯地址查詢該第二存儲器，以得到一關鍵物理地址。在該安全性模塊查詢到該關鍵物理地址后，邏輯-物理地址配置模塊配置閑置的一物理地址給該邏輯地址以儲存上述寫入數據，并據以更新該第二存儲器中所儲存的上述邏輯-物理地址映射表。