[發(fā)明專利]非易失性存儲裝置及其操作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310046028.4
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103064641B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張博;修宸
• 申請（專利權(quán)）人: 威盛電子股份有限公司
• 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(wù)所 11105
• 代理人: 史新宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種存儲裝置或儲存裝置，特別是涉及一種非易失性存儲裝置及其操作方法。

背景技術(shù)

一般固態(tài)硬盤(solid?state?disk/drive,S?SD)或快閃存儲器(Flash?memory)在使用時，需要使用映射表（mapping?table）來記錄邏輯地址至實體地址的映射關(guān)系。主機（host）通常是依據(jù)頁面映射(Page?Mapping)、區(qū)塊映射(Block?Mapping)、置換區(qū)塊(Replacement?Block)或日志區(qū)塊(Log?Block)等模式對固態(tài)硬盤(solid?state?disk/drive,SSD)或快閃存儲器(Flash?memory)內(nèi)的數(shù)據(jù)進行存取。

盡管不同模式對應(yīng)的映射表所存儲的內(nèi)容各不相同，但當(dāng)固態(tài)硬盤或快閃存儲器接收主機（host）的存取指令時，固態(tài)硬盤或快閃存儲器均須依據(jù)映射表而將該存取指令的邏輯地址轉(zhuǎn)換為固態(tài)硬盤或快閃存儲器中快閃存儲器（FLASH?memory）的實體地址，然后對轉(zhuǎn)換獲得的實體地址所指的實體頁執(zhí)行該存取指令。

在不斷執(zhí)行主機的眾多存取指令的過程中，邏輯地址與實體地址的對應(yīng)關(guān)系可能會被對應(yīng)地改變，因此映射表的內(nèi)容可能會被不斷地更新。通常映射表被儲存在動態(tài)隨機存取存儲器（dynamic?random?access?memory,DRAM）中，以便加快存取速度。當(dāng)固態(tài)硬盤進行正常斷電程序時，映射表會被保存于固態(tài)硬盤內(nèi)的快閃存儲器（FLASH?memory）中，以確保不會因為斷電（power-off）而佚失了映射表的內(nèi)容。當(dāng)供電給固態(tài)硬盤時，固態(tài)硬盤會進行初始化程序。于初始化程序中，固態(tài)硬盤從快閃存儲器讀出映射表，以及將該映射表寫回動態(tài)隨機存取存儲器。

然而，當(dāng)固態(tài)硬盤發(fā)生非正常斷電事件時，由于映射表來不及寫入快閃存儲器中，以至于佚失了映射表的內(nèi)容。當(dāng)發(fā)生非正常斷電后再重新供電給固態(tài)硬盤時，由于映射表的內(nèi)容已經(jīng)佚失，傳統(tǒng)固態(tài)硬盤于初始化程序中需要重建整個映射表。在重建映射表的過程中，固態(tài)硬盤需要掃描固態(tài)硬盤內(nèi)所有快閃存儲器芯片，掃描快閃存儲器芯片內(nèi)所有實體塊（physical?block），甚至掃描實體塊內(nèi)所有實體頁（physical?page），以便重建整個映射表。傳統(tǒng)固態(tài)硬盤需要等整個映射表重建完成后，才會結(jié)束初始化程序并進入正常操作模式。

固態(tài)硬盤的存儲容量越多，映射表的內(nèi)容也越多，使得需要花費更多的時間重建整個映射表。一些大容量的固態(tài)硬盤甚至需要花費超過30分鐘來重建整個映射表。因此，當(dāng)發(fā)生非正常斷電后再重新供電給固態(tài)硬盤時，傳統(tǒng)固態(tài)硬盤需要花費大量時間重建整個映射表與執(zhí)行初始化程序，造成主機的存取指令需要被滯后較長的時間才能被響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種非易失性存儲(non-volatile?memory,NVM)裝置及其操作方法，以在發(fā)生非正常斷電（power-off）后再重新上電（power-on）時可以加速非易失性存儲裝置的啟動速度。

本發(fā)明實施例提出一種非易失性存儲裝置的操作方法。此操作方法包括：將多個邏輯地址（logical?address）分群為多個邏輯地址群組；依據(jù)這些邏輯地址群組，將在該非易失性存儲裝置的主存儲器內(nèi)的映射表（mapping?table）分割為多個子映射表；當(dāng)該非易失性存儲裝置處理主機（host）的存取指令時，由該非易失性存儲裝置依據(jù)該存取指令的邏輯地址而從這些子映射表中選擇至少一個對應(yīng)子映射表；若所述至少一個對應(yīng)子映射表為需重建，則重建所述至少一個對應(yīng)子映射表；以及依據(jù)重建后的所述至少一個對應(yīng)子映射表，轉(zhuǎn)換該存取指令的邏輯地址以存取該非易失性存儲裝置中的非易失性儲存單元。

本發(fā)明實施例提出一種非易失性存儲裝置，包括主存儲器、非易失性儲存單元以及控制器。控制器耦接至主存儲器與非易失性儲存單元。控制器將多個邏輯地址分群為多個邏輯地址群組，且依據(jù)這些邏輯地址群組，將在主存儲器內(nèi)的映射表分割為多個子映射表。當(dāng)控制器處理主機的存取指令時，控制器依據(jù)該存取指令的邏輯地址而從這些子映射表中選擇至少一個對應(yīng)子映射表。若所述至少一個對應(yīng)子映射表為需重建，則控制器重建所述至少一個對應(yīng)子映射表，并依據(jù)重建后的所述至少一個對應(yīng)子映射表，轉(zhuǎn)換存取指令的邏輯地址以存取非易失性儲存單元。