[發明專利]數據寫入方法、存儲器控制器與存儲器儲存裝置

有效

• 申請號: 201110002440.7
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN102592670A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 陳慶聰;蔡來福
• 申請（專利權）人: 群聯電子股份有限公司
• 主分類號: G11C16/06
• 分類號: G11C16/06;G11C16/02
• 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數據寫入方法，且特別是有關于一種用于寫入更新數據至非易失性存儲器模塊的數據寫入方法及使用此方法的存儲器控制器與存儲器儲存裝置。

背景技術

數字相機、手機與MP3在這幾年來的成長十分迅速，使得消費者對數字內容的儲存需求也急速增加。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，適合使用者隨身攜帶作為數字文件傳遞與交換的儲存媒體。

基于閃存的物理特性，在閃存存儲單元僅能進行單向的編程(即，存儲單元中的位僅能從1編程為0)，因此在閃存的存儲單元中寫入數據時必須先將存儲單元中先前所儲存的數據抹除后方能重新寫入新數據。

在閃存儲存系統的設計上，一般來說，閃存儲存系統的閃存物理區塊會分組為多個物理區塊(即，每一物理區塊是由一個或多個物理區塊所組成)，該物理區塊中具有至少一閃存存儲單元(flash?memory?cell)，每一存儲單元是由至少一晶體管所組成，如MOSFET或其它晶體管或邏輯電路，各該存儲單元可儲存至少一個位，并且此些物理區塊會分組為數據區(data?area)與閑置區(free?area)。歸類為數據區的物理區塊中會儲存由寫入指令所寫入的數據，而閑置區中的物理區塊是用以在執行寫入指令時替換數據區中的物理區塊，來寫入數據。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區塊，閃存儲存系統會提供邏輯區塊以映射此些物理區塊。具體來說，閃存儲存系統會將主機所存取的邏輯存取地址轉換至對應的邏輯區塊，并且通過在邏輯區塊-物理區塊對映表(logical?unit-physical?unit?mapping?table)中記錄與更新邏輯區塊與數據區的物理區塊之間的對映關系來反映物理區塊的輪替，所以主機僅需依據邏輯存取地址進行存取，而閃存儲存系統會依據邏輯區塊-物理區塊對映表對所對映的物理區塊進行數據的讀取或寫入。

具體來說，當主機欲將數據儲存于一邏輯區塊時，閃存儲存裝置會從閑置區中提取一物理區塊并且將新數據會寫入至從閑置區中提取的物理區塊(亦稱為子物理區塊)，以替換原先映射此邏輯區塊的物理區塊(亦稱為母物理區塊)。之后，在適當時機，閃存儲存裝置會進行數據合并程序，以將母物理區塊和子物理區塊中的有效數據合并(即，將屬于此邏輯區塊的數據都合并至一個物理區塊中)。例如，閃存儲存裝置會將母物理區塊內的有效數據復制到子物理區塊，將此邏輯區塊重新映射至子物理區塊(即，此子物理區塊將被關聯至數據區)，并且將原本數據區的母物理區塊進行抹除并關聯至閑置區。

基于上述閃存儲存系統的運作架構下，當主機對同一個邏輯區塊內相同的邏輯頁面反復地進行數據更新時，閃存儲存裝置必須反復地執行數據合并與數據抹除。因此，執行寫入指令所需的時間會增加，而影響閃存儲存裝置的存取效能。

發明內容

本發明提供一種數據寫入方法、存儲器控制器與存儲器儲存系統，其能夠有效地縮短執行寫入指令的時間，由此提升寫入數據的速度。

本發明提出一種數據寫入方法，用于寫入數據至一可復寫式非易失性存儲器模塊，其中此可復寫式非易失性存儲器模塊具有多個物理區塊，每一物理區塊具有根據一順序排列的多個物理頁面。本數據寫入方法包括將此些物理區塊至少分組為一數據區與一閑置區，并且配置多個邏輯區塊以映射數據區的物理區塊，其中每一邏輯區塊具有多個邏輯頁面。本數據寫入方法亦包括接收多筆更新數據，其中此些更新數據屬于此些邏輯頁面之中的多個連續的邏輯頁面，此些連續的邏輯頁面屬于第一邏輯區塊并且此第一邏輯頁面映射第一物理區塊。本數據寫入方法也包括判斷閑置區中任一物理區塊是否已被提取作為對應此第一物理區塊的子物理區塊。本數據寫入方法還包括，當閑置區的第二物理區塊已被提取作為對應第一物理區塊的子物理區塊時，判斷在此第二物理區塊中對應此些連續的邏輯頁面的物理頁面的至少其中一部分是否已儲存數據。本數據寫入方法還包括，當在第二物理區塊中對應此些連續的邏輯頁面的物理頁面的至少其中一部分已儲存數據時，執行第二寫入程序。在此，第二寫入程序包括：將儲存于第二物理區塊中的數據區分為第一數據與第二數據；從閑置區中提取第三物理區塊；將此些更新數據以及此第二數據寫入至第三物理區塊中；將第三物理區塊作為對應第一物理區塊的子物理區塊；以及對第二物理區塊執行抹除操作，其中，第一數據是儲存于第二物理區塊中對應此些連續的邏輯頁面的物理頁面中的數據并且二數據是儲存于第二物理區塊中非對應此些連續的邏輯頁面的物理頁面中的數據。