[發明專利]區塊管理與數據寫入方法、閃存儲存系統與控制器

有效

• 申請號: 201010001540.3
• 申請日: 2010-01-08
• 公開（公告）號: CN102122233A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 葉志剛
• 申請（專利權）人: 群聯電子股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 史新宏

技術領域

本發明是有關于一種用于閃存的區塊管理與數據寫入方法以及使用此方法的閃存儲存系統與閃存控制器。

背景技術

數字相機、手機與MP3在這幾年來的成長十分迅速，使得消費者對儲存媒體的需求也急速增加。由于閃存(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，適合可攜式應用，最適合使用于這類可攜式由電池供電的產品上。固態硬盤就是一種以NAND閃存作為儲存媒體的儲存裝置。由于閃存體積小容量大，所以已廣泛用于個人重要數據的儲存。因此，近年閃存產業成為電子產業中相當熱門的一環。

一般來說，閃存是由多個物理區塊所組成。閃存儲存系統的控制器會將物理區塊分組為多個物理單元，并且將此些物理單元邏輯地分組為數據區(data?area)與備用區(spare?area)來管理。屬于數據區的物理單元是用以儲存由主機寫入指令所寫入的有效數據，而屬于備用區的物理單元是用以在執行主機寫入指令時替換數據區的物理單元。為了能夠讓主機能夠順利地存取以輪替方式儲存數據的物理單元，閃存儲存系統會提供邏輯單元以利主機系統進行存取。也就是說，閃存儲存系統會建立邏輯單元-物理單元映射表(logical?unit-physical?unit?mapping?table)，并且在此表中記錄與更新邏輯單元與數據區的物理單元之間的映射關系來反映物理單元的輪替。具體來說，當閃存儲存系統接受到主機系統的主機寫入指令而欲將數據寫入至一邏輯單元時，閃存儲存系統會從備用區中提取一個物理單元；將在此邏輯單元原始所映射的物理單元中的有效舊數據與欲寫入的新數據寫入至從備用區中所提取的物理單元；將此邏輯單元原始所映射的物理單元進行抹除操作并關聯至備用區；并且在邏輯單元-物理單元映射表中將此邏輯單元重新映射至已寫入新數據的物理單元(即，此已寫入新數據的物理單元以被關聯至數據區)。基此，主機系統僅需要依據邏輯單元來進行存取，而閃存儲存系統會依據邏輯單元-物理單元映射表在所映射的物理單元上執行數據的讀取或寫入。

然而，在閃存制程上的進步而使得每一物理區塊的設計容量會越來越大的同時，亦造成上述搬移有效舊數據的時間會相對地增加而降低系統的效能。特別是，在當快閃儲存系統用作為安裝計算機操作系統的儲存媒體時，操作系統會經常性地存取儲存于特定邏輯單元中的數據(例如，文件配置表(FileAllocation?Table，FAT)。頻繁存取此類小文件的數據會使得執行上述搬移有效舊數據的時間更長。此外，頻繁地存取此類小文件的數據會使得閃存儲存系統的控制器需頻繁地整理有效數據以釋放儲存無效有效數據的物理單元。因此，如何提升此類數據存取的效率是本領域技術人員所致力的目標。

發明內容

本發明提供一種區塊管理與數據寫入方法，其能夠有效地縮短執行主機寫入指令所需的時間。

本發明提供一種閃存控制器，其能夠有效地縮短執行主機寫入指令所需的時間。

本發明提供一種閃存儲存系統，其能夠有效地縮短執行主機寫入指令所需的時間。

本發明范例實施例提出一種區塊管理方法，用于管理一閃存芯片的多個物理區塊。本區塊管理方法包括將物理區塊分組為多個物理單元，將部分的物理單元分組為一數據區與一備用區，并且配置多個邏輯單元，其中每一邏輯單元映射數據區的物理單元的其中之一。本區塊管理方法也包括將邏輯單元分組為多個邏輯單元群，并且將另一部分的物理單元配置為此些邏輯單元群的多個全域混亂物理單元，其中每一全域混亂物理單元對應此些邏輯單元群的其中之一。本區塊管理方法還包括提取上述物理單元的至少其中之一作為全域混亂物理單元的全域混亂替換物理單元。