專利名稱：用于閃存的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法及其控制器與儲(chǔ)存系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種用于閃存的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，且特別是有關(guān)于一種能夠依據(jù)閃 存的使用率來(lái)選擇不同物理地址來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法及使用此方法的閃存控制器 與閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于閃存(Flash Memory)具有數(shù)據(jù)非易失性、省電、體積小與無(wú)機(jī)械結(jié)構(gòu)等的特 性，最適合使用于由電池供電的可攜式電子產(chǎn)品上。例如，固態(tài)硬盤就是一種以NAND閃存 作為儲(chǔ)存媒體的儲(chǔ)存裝置，并且已廣泛配置于筆記本型計(jì)算機(jī)中作為主要的儲(chǔ)存裝置。在目前NAND型閃存技術(shù)中，NAND型閃存可根據(jù)每一存儲(chǔ)單元中可儲(chǔ)存的位數(shù)區(qū) 分為單層存儲(chǔ)單元(Single Level Cell, SLC)NAND型閃存與多層存儲(chǔ)單元(Multi Level Cell，MLC)NAND型閃存。具體來(lái)說(shuō)，在對(duì)SLC NAND型閃存的存儲(chǔ)單元進(jìn)行編程(program)時(shí) 僅能執(zhí)行單階的編程，因此每一存儲(chǔ)單元僅能儲(chǔ)存一個(gè)位。而MLC NAND型閃存的物理區(qū)塊 的程序化可分為多階段。例如，以2層存儲(chǔ)單元為例，物理區(qū)塊的程序化可分為2階段。第 一階段是下頁(yè)面(lower page)的寫入部分，其物理特性類似于單層存儲(chǔ)單元(SingleLevel Cell，SLC)NAND閃存，在完成第一階段之后才會(huì)編程上頁(yè)面(upper page)，其中下頁(yè)面的寫 入速度會(huì)快于上頁(yè)面。因此，每一物理區(qū)塊的頁(yè)面可區(qū)分為慢速頁(yè)面(即，上頁(yè)面)與快速 頁(yè)面(即，下頁(yè)面)。類似地，在8層存儲(chǔ)單元或16層存儲(chǔ)單元的案例中，存儲(chǔ)單元會(huì)包括更多個(gè)頁(yè)面 并且會(huì)以更多階段來(lái)寫入。在此，將寫入速度最快的頁(yè)面稱為下頁(yè)面，其它寫入速度較慢的 頁(yè)面統(tǒng)稱為上頁(yè)面。例如，上頁(yè)面包括具有不同寫入速度的多個(gè)頁(yè)面。此外，在其它實(shí)施例 中，上頁(yè)面也可為寫入速度最慢的頁(yè)面，或者寫入速度最慢與部份寫入速度快于寫入速度 最慢頁(yè)面的頁(yè)面。例如，在4層存儲(chǔ)單元中，下頁(yè)面為寫入速度最快與寫入速度次快的頁(yè) 面，上頁(yè)面則為寫入速度最慢與寫入速度次慢的頁(yè)面。相較于MLC NAND型閃存來(lái)說(shuō)，SLC NAND型閃存的存取速度較快。但MLCNAND型 閃存的儲(chǔ)存容量較大且成本較低。因此，如何增加MLC NAND型閃存的存取速度以提升閃存 儲(chǔ)存裝置的效能是本領(lǐng)域技術(shù)人員所致力的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，其能夠有效地提升閃存儲(chǔ)存裝置的效能。本發(fā)明提供一種閃存控制器，其所執(zhí)行的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法能夠有效地提升閃存儲(chǔ)存 裝置的效能。本發(fā)明提供一種閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)，其所執(zhí)行的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法能夠有效地提升閃存儲(chǔ) 存裝置的效能。本發(fā)明范例實(shí)施例提出一種數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，用于在一閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中 此閃存芯片具有多個(gè)物理地址，此些物理地址包括至少一快速物理地址與至少一慢速物理地址并且寫入數(shù)據(jù)至快速物理地址的速度快于寫入數(shù)據(jù)至慢速物理地址的速度。本數(shù)據(jù) 儲(chǔ)存方法包括配置多個(gè)邏輯地址，其中每一該多個(gè)邏輯地址映射該多個(gè)物理地址的其中之 一。本數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法也包括監(jiān)控物理地址的使用率以及判斷使用率是否大于使用率門坎 值。本數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法也包括當(dāng)使用率不大于使用率門坎值時(shí)，使用一快速模式在閃存芯片 中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中在快速模式中僅使用物理地址的快速物理地址來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。本發(fā)明范例實(shí)施例提出一種閃存控制器，用于在一閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中此 閃存芯片具有多個(gè)物理地址，此些物理地址包括至少一快速物理地址與至少一慢速物理地 址并且寫入數(shù)據(jù)至快速物理地址的速度快于寫入數(shù)據(jù)至慢速物理地址的速度。本閃存控制 器包括微處理器單元、閃存接口單元、主機(jī)接口單元以及存儲(chǔ)器管理單元。閃存接口單元電 性連接至微處理器單元，用以電性連接至閃存芯片。主機(jī)接口單元電性連接至微處理器單 元，用以電性連接至一主機(jī)系統(tǒng)。存儲(chǔ)器管理單元電性連接至微處理器單元，用以配置多個(gè) 邏輯地址，其中每一邏輯地址映射此些物理地址的其中之一。在此，存儲(chǔ)器管理單元監(jiān)控此 些物理地址的一使用率，并且判斷此使用率是否大于一使用率門坎值。并且，當(dāng)使用率不大 于使用率門坎值時(shí)存儲(chǔ)器管理單元使用一快速模式在閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中在快速模 式中存儲(chǔ)器管理單元僅使用此些物理地址的快速物理地址來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。本發(fā)明范例實(shí)施例提出一種閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)，其包括閃存芯片、連接器與閃存控制 器。閃存芯片具有多個(gè)物理地址，此些物理地址包括至少一快速物理地址與至少一慢速物 理地址并且寫入數(shù)據(jù)至快速物理地址的速度快于寫入數(shù)據(jù)至慢速物理地址的速度。連接器 用以電性連接至一主機(jī)系統(tǒng)。閃存控制器電性連接至閃存芯片與連接器，用以配置多個(gè)邏 輯地址，其中每一邏輯地址映射此些物理地址的其中之一。在此，閃存控制器監(jiān)控此些物理 地址的一使用率，并且判斷此使用率是否大于一使用率門坎值。并且，當(dāng)此使用率不大于使 用率門坎值時(shí)，閃存控制器使用一快速模式在閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中在此快速模式中 閃存控制器僅使用此些物理地址的快速物理地址來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)?；谏鲜?，本發(fā)明范例實(shí)施例能夠依據(jù)物理地址的使用率來(lái)判斷僅使用快速物理 地址或者使用快速物理地址與慢速物理地址來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，由此提升閃存儲(chǔ)存裝置的效能。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式 作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖IA是根據(jù)本發(fā)明第一范例實(shí)施例繪示使用閃存儲(chǔ)存裝置的主機(jī)系統(tǒng)。圖IB是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例所繪示的計(jì)算機(jī)、輸入/輸出裝置與閃存儲(chǔ)存裝置 的示意圖。圖IC是根據(jù)本發(fā)明另一范例實(shí)施例所繪示的主機(jī)系統(tǒng)與閃存儲(chǔ)存裝置的示意 圖。圖2是繪示圖IA所示的閃存儲(chǔ)存裝置100的概要方塊圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明另一范例實(shí)施例所繪示的閃存控制器的概要方塊圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例所繪示的閃存芯片的方塊圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例所繪示的邏輯地址與物理地址的映射示意圖。圖6與圖7是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例繪示邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表的范例。
圖8與圖9是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例繪示邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表的另一范例。
圖IO b百圖11是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例繪示邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表的另一范例。
圖12與圖13是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例繪示邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表的另一范例。
圖14是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例所繪示的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法的流程圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例所繪示的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法的另一流程圖。
[主要元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明]
1000主機(jī)系統(tǒng)1 100計(jì)算機(jī)
1 102微處理器1 104隨機(jī)存取存儲(chǔ)器
1106輸入／輸出裝置1108系統(tǒng)總線
1110數(shù)據(jù)傳輸接亡11202鼠標(biāo)
1204鍵盤1206顯示器
1208打印機(jī)1212隨身碟
1214存儲(chǔ)卡1216固態(tài)硬盤
1310數(shù)字相機(jī)1312SD卡
1314MM(卡t316存儲(chǔ)棒
1318CF卡t320嵌入式儲(chǔ)存裝置
100閃存儲(chǔ)存裝置102連接器
104閃存控制器106閃存芯片
122一(o)一122(N)物理單元202微處理器單元
204存儲(chǔ)器管理單元206主機(jī)接口單元
208閃存接口單元252緩沖存儲(chǔ)器
254電源管理單元256錯(cuò)誤校正單元
302系統(tǒng)區(qū)304儲(chǔ)存區(qū)
304a．?dāng)?shù)據(jù)區(qū)304b備用區(qū)
306取代區(qū)LBA(o)一LBA(H)邏輯存取地址
LA(o)一u(L)邏輯地址PA(o)一PA(K)物理地址
420邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表430物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表
S1401、S1403、S1405、S1405-1、S1405-3、S1405-5、S1407、S150I、S1503數(shù)據(jù)儲(chǔ)存步驟具體實(shí)施方式
．陡而言，閃存儲(chǔ)存裝置(亦稱，閃存儲(chǔ)存系統(tǒng))包括閃存芯片與控制器(亦稱，控制電路)。通常閃存儲(chǔ)存裝置會(huì)與主機(jī)系統(tǒng)一起使用，以使主機(jī)系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)寫入至閃存儲(chǔ)存裝置或從閃存儲(chǔ)存裝置中讀取數(shù)據(jù)。另外，亦有閃存儲(chǔ)存裝置是包括嵌入式閃存與可執(zhí)行于主機(jī)系統(tǒng)上以實(shí)質(zhì)地作為此嵌入式閃存的控制器的軟件。
圖IA是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例所繪示的使用閃存儲(chǔ)存裝置的主機(jī)系統(tǒng)。請(qǐng)參照?qǐng)D1A，主機(jī)系統(tǒng)1000包括計(jì)算機(jī)1100與輸入/輸出(input/output，I/ 0)裝置1106。計(jì)算機(jī)1100包括微處理器1102、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(randomaccess memory, RAM) 1104、系統(tǒng)總線1108以及數(shù)據(jù)傳輸接口 1110。輸入/輸出裝置1106包括如圖IB所示 的鼠標(biāo)1202、鍵盤1204、顯示器1206與打印機(jī)1208。必須了解的是，圖IB所示的裝置非限 制輸入/輸出裝置1106，輸入/輸出裝置1106可還包括其它裝置。在本發(fā)明實(shí)施例中，閃存儲(chǔ)存裝置100是通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸接口 1110與主機(jī)系統(tǒng)1000 的其它元件電性連接。通過(guò)微處理器1102、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器1104與輸入/輸出裝置1106 的處理主機(jī)系統(tǒng)1000可將數(shù)據(jù)寫入至閃存儲(chǔ)存裝置100或從閃存儲(chǔ)存裝置100中讀取數(shù) 據(jù)。例如，閃存儲(chǔ)存裝置100可以是如圖IB所示的隨身碟1212、存儲(chǔ)卡1214或固態(tài)硬盤 (Solid State Drive, SSD)1216。一般而言，主機(jī)系統(tǒng)1000為可儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的任意系統(tǒng)。雖然在本范例實(shí)施例中，主 機(jī)系統(tǒng)1000是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)作說(shuō)明，然而，在本發(fā)明另一范例實(shí)施例中，主機(jī)系統(tǒng)1000 亦可以是數(shù)字相機(jī)、攝影機(jī)、通信裝置、音頻播放器或視頻播放器等系統(tǒng)。例如，在主機(jī)系統(tǒng) 為數(shù)字相機(jī)1310時(shí)，閃存儲(chǔ)存裝置則為其所使用的SD卡1312、MMC卡1314、存儲(chǔ)棒(memory stick) 1316、或CF卡1318或嵌入式儲(chǔ)存裝置1320(如圖IC所示)。嵌入式儲(chǔ)存裝置1320 包括嵌入式多媒體卡(Embedded MMC, eMMC)。值得一提的是，嵌入式多媒體卡是直接電性 連接于主機(jī)系統(tǒng)的基板上。圖2是繪示圖IA所示的閃存儲(chǔ)存裝置100的概要方塊圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2，閃存儲(chǔ)存裝置100包括連接器102、閃存控制器104與閃存芯片106。連接器102是電性連接至閃存控制器104并且用以電性連接至主機(jī)系統(tǒng) 1000。在本范例實(shí)施例中，連接器102為序列先進(jìn)附件(Serial AdvancedTechnology Attachment, SATA)連接器。然而，必須了解的是本發(fā)明不限于此，連接器102亦可以是通 用序列總線(Universal Serial Bus, USB)連接器、電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(Institute of Electrical and ElectronicEngineers, IEEE) 1394 連接器、高速外圍零件連接接口 (PeripheralComponent Interconnect Express, PCI Express)連接器、安全數(shù)字(secure digital, SD)接口連接器、存儲(chǔ)棒(Memory Stick, MS)接口連接器、多媒體儲(chǔ)存卡(Multi Media Card, MMC)接口連接器、小型快閃(Compact Flash, CF)接口連接器、集成式驅(qū)動(dòng)電 子接口 antegrated Device Electronics, IDE)連接器或其它適合的連接器。閃存控制器104會(huì)執(zhí)行以硬件形式或固件形式實(shí)作的多個(gè)邏輯門或控制指令，并 且根據(jù)主機(jī)系統(tǒng)1000的指令在閃存芯片106中進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入、讀取與抹除等運(yùn)作。閃存 控制器104包括微處理器單元202、存儲(chǔ)器管理單元204、主機(jī)接口單元206、閃存接口單元 208。微處理器單元202為閃存控制器104的主控單元，用以與存儲(chǔ)器管理單元204、主 機(jī)接口單元206與閃存接口單元208等協(xié)同合作以進(jìn)行閃存儲(chǔ)存裝置100的各種運(yùn)作。存儲(chǔ)器管理單元204是電性連接至微處理器單元202，用以執(zhí)行根據(jù)本范例實(shí)施 例的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存機(jī)制與區(qū)塊管理機(jī)制，存儲(chǔ)器管理單元204的運(yùn)作將于以下配合圖式作詳細(xì) 說(shuō)明。在本范例實(shí)施例中，存儲(chǔ)器管理單元204是以一固件形式實(shí)作在閃存控制器104中。例如，將包括多個(gè)控制指令的存儲(chǔ)器管理單元204燒錄至一程序存儲(chǔ)器(例如，只讀存 儲(chǔ)器(Read Only Memory, ROM))中并且將此程序存儲(chǔ)器嵌入在閃存控制器104中，當(dāng)閃存 儲(chǔ)存裝置100運(yùn)作時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204的多個(gè)控制指令會(huì)由微處理器單元202來(lái)執(zhí)行 以完成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)寫入機(jī)制與區(qū)塊管理機(jī)制。在本發(fā)明另一范例實(shí)施例中，存儲(chǔ)器管理單元204的控制指令亦可以程序碼形式 儲(chǔ)存于閃存芯片106的特定區(qū)域(例如，閃存芯片中專用于存放系統(tǒng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)區(qū))中。同 樣地，當(dāng)閃存儲(chǔ)存裝置100運(yùn)作時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204的多個(gè)控制指令會(huì)由微處理器單元 202來(lái)執(zhí)行。此外，在本發(fā)明另一范例實(shí)施例中，存儲(chǔ)器管理單元204亦可以一硬件形式實(shí) 作在閃存控制器104中。主機(jī)接口單元206是電性連接至微處理器單元202并且用以接收與識(shí)別主機(jī)系統(tǒng) 1000所傳送的指令與數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，主機(jī)系統(tǒng)1000所傳送的指令與數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)主機(jī)接 口單元206來(lái)傳送至微處理器單元202。在本范例實(shí)施例中，主機(jī)接口單元206是對(duì)應(yīng)連 接器204為SATA接口。然而，必須了解的是本發(fā)明不限于此，主機(jī)接口單元210亦可以是 PATA 接口、USB 接口、IEEE1394 接口、PCI Express 接口、SD 接口、MS 接口、MMC 接口、CF 接 口、IDE接口或其它適合的數(shù)據(jù)傳輸接口。閃存接口單元208是電性連接至微處理器單元202并且用以存取閃存芯片106。 也就是說(shuō)，欲寫入至閃存芯片106的數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)由閃存接口單元208轉(zhuǎn)換為閃存芯片106所 能接受的格式。在本發(fā)明另一范例實(shí)施例中，閃存控制器亦可還包括其它功能模塊。圖3是根據(jù) 本發(fā)明另一范例實(shí)施例所繪示的閃存控制器的概要方塊圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3，除了微處理器單元202、存儲(chǔ)器管理單元204、主機(jī)接口單元206與閃 存接口單元208之外，閃存控制器104'還包括緩沖存儲(chǔ)器252、電源管理單元2M與錯(cuò)誤 校正單元256。緩沖存儲(chǔ)器252是電性連接至微處理器單元202并且用以暫存來(lái)自于主機(jī)系統(tǒng) 1000的數(shù)據(jù)與指令或來(lái)自于閃存芯片106的數(shù)據(jù)。電源管理單元2M是電性連接至微處理器單元202并且用以控制閃存儲(chǔ)存裝置 100的電源。錯(cuò)誤校正單元256是電性連接至微處理器單元202并且用以執(zhí)行一錯(cuò)誤校正程序 以確保數(shù)據(jù)的正確性。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)存儲(chǔ)器管理單元204從主機(jī)系統(tǒng)1000中接收到主機(jī)寫 入指令時(shí)，錯(cuò)誤校正單元256會(huì)為對(duì)應(yīng)此主機(jī)寫入指令的寫入數(shù)據(jù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤檢查與 校正碼(Error Checking andCorrecting Code, ECC Code)，并且存儲(chǔ)器管理單元 204 會(huì)將 此寫入數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤校正碼寫入至閃存芯片106中。之后，當(dāng)存儲(chǔ)器管理單元204從 閃存芯片106中讀取數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)同時(shí)讀取此數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤校正碼，并且錯(cuò)誤校正單元256 會(huì)依據(jù)此錯(cuò)誤校正碼對(duì)所讀取的數(shù)據(jù)執(zhí)行錯(cuò)誤校正程序。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D2，閃存芯片106是電性連接至閃存控制器104并且用以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。閃 存芯片106具有物理單元122-(0) 122-(N)。在本范例實(shí)施例中物理單元是由多個(gè)物理 區(qū)塊所組成。然而，本發(fā)明不限于此，物理單元亦可僅由1個(gè)物理區(qū)塊所組成。物理區(qū)塊為 抹除的最小單位。亦即，每一物理區(qū)塊含有最小數(shù)目之一并被抹除的存儲(chǔ)單元。每一物理 區(qū)塊具有數(shù)個(gè)物理地址。在本范例實(shí)施例中，物理地址為物理頁(yè)面，但本發(fā)明不限于此。物理頁(yè)面為可編程的最小單元。換言之，物理頁(yè)面為寫入數(shù)據(jù)或讀取數(shù)據(jù)的最小單元。每一 物理頁(yè)面通常包括使用者數(shù)據(jù)區(qū)與冗余區(qū)。使用者數(shù)據(jù)區(qū)用以儲(chǔ)存使用者的數(shù)據(jù)，而冗余 區(qū)用以儲(chǔ)存系統(tǒng)的數(shù)據(jù)(例如，錯(cuò)誤檢查與校正碼)。在本范例實(shí)施例中，閃存芯片106為 多層存儲(chǔ)單元閃存芯片。圖4是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例所繪示的閃存芯片的方塊圖。必須了解的是，在此 描述閃存的物理區(qū)塊的運(yùn)作時(shí)，以“提取”、“交換”、“分組”、“輪替”等詞來(lái)操作物理區(qū)塊是 邏輯上的概念。也就是說(shuō)，閃存的物理區(qū)塊的實(shí)際位置并未更動(dòng)，而是邏輯上對(duì)閃存的物理 區(qū)塊進(jìn)行操作。請(qǐng)參照?qǐng)D4，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)將物理單元122-(0) 122-(N)邏輯地分組為 系統(tǒng)區(qū)(system area) 302、儲(chǔ)存區(qū)(storage area) 304 與取代區(qū)(replacement area) 306。邏輯上屬于系統(tǒng)區(qū)302的物理單元122-(0) 122_(S)是用以記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)，此 系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括關(guān)于閃存芯片的制造商與型號(hào)、每一閃存芯片的區(qū)域數(shù)、每一區(qū)域的物理單 元的數(shù)目、每一物理單元的物理頁(yè)面數(shù)等。邏輯上屬于儲(chǔ)存區(qū)304的物理單元122-(S+1) 122-(A)是用以主機(jī)系統(tǒng)1000 所寫入的數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，閃存儲(chǔ)存裝置100會(huì)使用分組為儲(chǔ)存區(qū)304的物理單元來(lái)實(shí)際 地儲(chǔ)存主機(jī)系統(tǒng)1000所寫入的數(shù)據(jù)。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)存區(qū)304的物理單元122-(S+1) 122-(A)更分組為數(shù)據(jù)區(qū)30 與備用區(qū)304b，其中數(shù)據(jù)區(qū)30 的物理單元122-(S+1) 122-(D)是已被使用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的物理單元，而備用區(qū)304b的物理單元122-(D+1) 122-(A)是未被使用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的物理單元。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)存儲(chǔ)器管理單元204從備用區(qū) 304b提取物理單元來(lái)寫入數(shù)據(jù)時(shí)，所提取的物理單元會(huì)被關(guān)聯(lián)為數(shù)據(jù)區(qū)30 ，并且當(dāng)關(guān)聯(lián) 為數(shù)據(jù)區(qū)30 的物理單元被執(zhí)行抹除運(yùn)作后已抹除的物理單元會(huì)被關(guān)聯(lián)為備用區(qū)304b。邏輯上屬于取代區(qū)306中的物理單元122-(A+1) 122-(N)是替代物理單元。例 如，閃存芯片106于出廠時(shí)會(huì)預(yù)留4%的物理區(qū)塊作為更換使用。也就是說(shuō)，當(dāng)系統(tǒng)區(qū)302 與儲(chǔ)存區(qū)304中的物理單元的物理區(qū)塊損毀時(shí)，預(yù)留于取代區(qū)306中的物理單元的物理區(qū) 塊可用以取代損壞的物理區(qū)塊(即，壞物理區(qū)塊(bad block))。因此，倘若取代區(qū)306中仍 存有可用的物理區(qū)塊且發(fā)生物理區(qū)塊損毀時(shí)，存儲(chǔ)器管理模塊204會(huì)從取代區(qū)306中提取 可用的物理區(qū)塊來(lái)更換損毀的物理區(qū)塊。倘若取代區(qū)306中無(wú)可用的物理區(qū)塊且發(fā)生物理 區(qū)塊損毀時(shí)，則閃存儲(chǔ)存裝置100將會(huì)被宣告為寫入保護(hù)(write protect)，而無(wú)法再寫入 數(shù)據(jù)。必須了解的是，在閃存儲(chǔ)存裝置100的運(yùn)作中，物理單元122-(0) 122_(N)被分 組為系統(tǒng)區(qū)302、數(shù)據(jù)區(qū)30 、備用區(qū)304b與取代區(qū)306的映射關(guān)系會(huì)動(dòng)態(tài)地變動(dòng)。也就 是說(shuō)，當(dāng)存儲(chǔ)器管理單元204將數(shù)據(jù)寫入至原本屬于備用區(qū)304b的物理單元(例如，物理 單元122-Φ+2))后，此物理單元會(huì)被關(guān)聯(lián)為數(shù)據(jù)區(qū)30如?；蛘?，當(dāng)數(shù)據(jù)區(qū)30 (或備用區(qū) 304b)中的物理單元損壞時(shí)而被取代區(qū)306的物理區(qū)塊取代時(shí)，則原本取代區(qū)306的物理單 元會(huì)被關(guān)聯(lián)為數(shù)據(jù)區(qū)30 (或備用區(qū)304b)。圖5是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例所繪示的邏輯地址與物理地址的映射示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D5，由于閃存儲(chǔ)存裝置100是以輪替地使用儲(chǔ)存區(qū)304的物理單元來(lái)儲(chǔ)存 主機(jī)系統(tǒng)1000欲儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，因此存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)提供邏輯存取地址LBA(O) 邏 輯存取地址LBA(H)給主機(jī)系統(tǒng)1000以進(jìn)行數(shù)據(jù)存取。
在此，邏輯存取地址可以是扇區(qū)(sector)、叢集(cluster)等。特別是，在本范例 實(shí)施例中，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)將邏輯存取地址LBA(O) 邏輯存取地址LBA(H)分組為 邏輯地址LA(O) 邏輯地址LA (L)，并且將邏輯地址LA(O) 邏輯地址LA (L)映射至儲(chǔ)存區(qū) 304的物理區(qū)塊的物理地址PA(0) 物理地址PA(K)，其中每一邏輯地址是映射其中一個(gè)物 理地址。例如，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)使用一運(yùn)算規(guī)則來(lái)設(shè)定每一邏輯存取地址所映射的 邏輯地址。在本范例實(shí)施例中，每一邏輯地址是由4個(gè)邏輯存取地址所組成，例如，邏輯存取 地址LBA(O) LBA(3)是屬于邏輯地址LA(O)；邏輯存取地址LBA(4) LBA(7)是屬于邏 輯地址LA(I)；邏輯存取地址LBA(S) LBA(Il)是屬于邏輯地址UU2)...等。在本范例 實(shí)施例中，邏輯地址為邏輯頁(yè)面，也就是說(shuō)，一個(gè)邏輯地址包含4個(gè)邏輯存取地址。但本發(fā) 明不限于此，在本發(fā)明另一范例實(shí)施例中，邏輯地址亦可是由8個(gè)邏輯存取地址所組成或 是由16個(gè)邏輯存取地址所組成。此外，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)維護(hù)邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地址儲(chǔ)存狀 態(tài)表來(lái)記錄邏輯地址與物理地址之間的映射關(guān)系。也就是說(shuō)，當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)1000欲在邏輯存 取地址中存取數(shù)據(jù)時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)確認(rèn)此邏輯存取地址所屬的邏輯地址，并且 在此邏輯地址所映射的物理地址中來(lái)存取數(shù)據(jù)。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)存儲(chǔ)器管理單元204開(kāi)始使用物理單元122-(D+1)來(lái)儲(chǔ)存主機(jī)系統(tǒng) 1000欲寫入的數(shù)據(jù)時(shí)，不管主機(jī)系統(tǒng)1000是寫入那個(gè)邏輯地址，存儲(chǔ)器管理單元會(huì)將數(shù)據(jù) 依序地寫入至物理單元122-(D+1)的物理地址；而當(dāng)存儲(chǔ)器管理單元204開(kāi)始使用物理單 元122-0+ 來(lái)儲(chǔ)存主機(jī)系統(tǒng)1000欲寫入的數(shù)據(jù)時(shí)，不管主機(jī)系統(tǒng)1000是寫入那個(gè)邏輯 地址，存儲(chǔ)器管理單元會(huì)將數(shù)據(jù)依序地寫入至物理單元122-(D+2)的物理地址中。也就是 說(shuō)，當(dāng)寫入主機(jī)系統(tǒng)1000欲寫入的數(shù)據(jù)時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)依序地使用一個(gè)物理單 元內(nèi)的物理地址來(lái)寫入數(shù)據(jù)，并且當(dāng)此物理單元內(nèi)的物理地址被使用完后才會(huì)再選擇另一 個(gè)無(wú)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的物理單元(即，從備用區(qū)304b中提取一個(gè)物理單元)，并且在新選擇的物理 單元的物理地址中繼續(xù)依序地寫入數(shù)據(jù)。在本范例實(shí)施例中，在存儲(chǔ)器管理單元204將數(shù) 據(jù)寫入至物理地址后，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)更新邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地址 儲(chǔ)存狀態(tài)表以正確地記錄邏輯地址與物理地址的映射關(guān)系。值得一提的是，在本發(fā)明一范例實(shí)施例中，在存儲(chǔ)器管理單元204中還包括一可 寫入物理地址指針(Available Physical Address Pointer)，用以指示目前可寫入物理地 址?；?，當(dāng)閃存控制器104執(zhí)行來(lái)自于主機(jī)系統(tǒng)1000的主機(jī)寫入指令來(lái)寫入數(shù)據(jù)時(shí)，存 儲(chǔ)器管理單元204可依據(jù)可寫入物理地址指針的標(biāo)記依序地將數(shù)據(jù)寫入至閃存芯片106的 物理地址中。此外，在本發(fā)明范例實(shí)施例中，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)在物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表來(lái) 記錄每一物理地址的儲(chǔ)存狀態(tài)。例如，當(dāng)存儲(chǔ)器管理單元204將主機(jī)系統(tǒng)1000欲寫入的數(shù) 據(jù)寫入至物理地址并且更新邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表中的映射 關(guān)系時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)在物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表中將被寫入的邏輯地址新映射的物 理地址的儲(chǔ)存狀態(tài)標(biāo)記為“有效數(shù)據(jù)”，同時(shí)若被寫入的邏輯地址原始映射的物理地址的儲(chǔ) 存狀態(tài)為“有效數(shù)據(jù)”時(shí)則會(huì)將被寫入的邏輯地址原始映射的物理地址的儲(chǔ)存狀態(tài)標(biāo)記為 “無(wú)效數(shù)據(jù)”。此外，在物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表中未儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的物理地址的儲(chǔ)存狀態(tài)會(huì)被標(biāo)記為“無(wú)數(shù)據(jù)”。在此，未儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的物理地址是指未曾被用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)或者其所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù) 已被抹除的物理地址。以下將以數(shù)個(gè)范例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明存儲(chǔ)器管理單元204維護(hù)邏輯地址轉(zhuǎn) 物理地址映射表與物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表的運(yùn)作。圖6與圖7是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例繪示邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地址 儲(chǔ)存狀態(tài)表的范例。在本范例實(shí)施例中，邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表420具有索引字段與 物理地址字段來(lái)記錄每一邏輯地址所映射的物理地址；并且物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表430具有 索引字段、邏輯地址字段與儲(chǔ)存狀態(tài)區(qū)位以記錄每一物理地址所映射的邏輯地址以及儲(chǔ)存 狀態(tài)。請(qǐng)參照?qǐng)D6與圖7，在此范例中假設(shè)閃存儲(chǔ)存裝置100為全新且未曾被用來(lái)儲(chǔ)存 數(shù)據(jù)。例如，在邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表420中邏輯地址LA(O) 邏輯地址LA(L)是分 別地映射物理地址PA (0) 物理地址PA (L)。另外，在物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表430中，物理地 址PA(O) 物理地址PA (L)是映射邏輯地址LA(O) 邏輯地址LA (L)，物理地址PA (L+1) 物理地址PA(K)的映射關(guān)系被標(biāo)示為空值(例如，“NULL”)，并且物理地址PA(O) 物理 地址PA(L)的儲(chǔ)存狀態(tài)是被標(biāo)記為“無(wú)數(shù)據(jù)”。另外，此時(shí)可寫入物理指針是指向物理地址 PA (L+1)ο圖8與圖9是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例繪示邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地址 儲(chǔ)存狀態(tài)表的另一范例。請(qǐng)參照?qǐng)D8與圖9，倘若在圖6與圖7所示的狀態(tài)下主機(jī)系統(tǒng)1000欲寫入的數(shù)據(jù)是 屬于邏輯地址LA(I)時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)依據(jù)可寫入物理地址指針將主機(jī)系統(tǒng)1000 欲寫入的數(shù)據(jù)寫入至物理地址PA(L+1)中，并且將可寫入物理地址指針改為指向物理地址 PA(L+2)。此時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)在邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表420中將邏輯地址 LA(I)的映射更新為物理地址PA(L+1)。另外，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)在物理地址儲(chǔ)存狀態(tài) 表430中將物理地址PA (L+1)的映射更新為邏輯地址LA(I)，并且將物理地址PA (L+1)的儲(chǔ) 存狀態(tài)更改為“有效數(shù)據(jù)”。在此，由于邏輯地址LA(I)原始所映射的物理地址PA(I)是被 標(biāo)記為“無(wú)數(shù)據(jù)”，因此物理地址PA(I)的儲(chǔ)存狀態(tài)不會(huì)被改變。圖10與圖11是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例繪示邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地 址儲(chǔ)存狀態(tài)表的另一范例。請(qǐng)參照?qǐng)D10與圖11，倘若在圖8與圖9的狀態(tài)下主機(jī)系統(tǒng)1000欲寫入的數(shù)據(jù) 是屬于邏輯地址LA (1 )時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)依據(jù)可寫入物理地址指針將主機(jī)系統(tǒng) 1000欲寫入的數(shù)據(jù)寫入至物理地址PA(L+2)中，并且將可寫入物理地址指針改為指向物理 地址PA(L+3)。此時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)在邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表420中將邏輯 地址LA(U9)的映射更新為物理地址PA(L+2)。另外，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)在物理地址 儲(chǔ)存狀態(tài)表430中將物理頁(yè)地址PA(L+2)的映射更新為邏輯地址LA(U9)，并且將物理地 址PA(L+》的儲(chǔ)存狀態(tài)更改為“有效數(shù)據(jù)”。在此，由于邏輯地址LA(129)原始所映射的物 理地址PA(129)是被標(biāo)記為“無(wú)數(shù)據(jù)”，因此物理地址PA(1 )的儲(chǔ)存狀態(tài)不會(huì)被改變。圖12與圖13是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例繪示邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表與物理地 址儲(chǔ)存狀態(tài)表的另一范例。請(qǐng)參照?qǐng)D12與圖13，倘若在圖10與圖11的狀態(tài)下主機(jī)系統(tǒng)1000欲寫入的數(shù)據(jù) 是屬于邏輯頁(yè)地址LA(I)時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)依據(jù)可寫入物理地址指針將主機(jī)系統(tǒng)1000欲寫入的數(shù)據(jù)寫入至物理地址PA(L+3)中，并且將可寫入物理地址指針改為指向物理 地址PA(L+4)。此時(shí)，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)在邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表420中將邏輯 地址LA(I)的映射更新為物理地址PA(L+3)。另外，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)在物理地址儲(chǔ) 存狀態(tài)表430中將物理頁(yè)地址PA(L+3)的映射更新為邏輯頁(yè)地址LA(I)，并且將物理地址 PA(L+3)的儲(chǔ)存狀態(tài)更改為“有效數(shù)據(jù)”。此外，由于邏輯地址LA(I)原始所映射的物理地 址PA(L+1)是被標(biāo)記為“有效數(shù)據(jù)”，因此存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)將物理地址PA (L+1)的儲(chǔ) 存狀態(tài)更改為“無(wú)效數(shù)據(jù)”。特別是，當(dāng)之后存儲(chǔ)器管理單元204對(duì)標(biāo)記為無(wú)效數(shù)據(jù)的物理 地址執(zhí)行抹除運(yùn)作時(shí)，此些物理地址的儲(chǔ)存狀態(tài)會(huì)被更新為“無(wú)數(shù)據(jù)”。值得一提的是，在主機(jī)系統(tǒng)1000的操作系統(tǒng)的文件管理機(jī)制中操作系統(tǒng)是通過(guò) 文件配置表來(lái)管理儲(chǔ)存于儲(chǔ)存裝置中的數(shù)據(jù)。特別是，在操作系統(tǒng)執(zhí)行數(shù)據(jù)的刪除運(yùn)作的 例子中，操作系統(tǒng)僅會(huì)于文件配置表中注記欲刪除的邏輯地址中的數(shù)據(jù)已為無(wú)效，即完成 刪除數(shù)據(jù)的運(yùn)作，而不會(huì)實(shí)際地將所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除。之后，當(dāng)操作系統(tǒng)欲在此些邏輯 地址中寫入數(shù)據(jù)時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)將數(shù)據(jù)直接寫入。在本范例實(shí)施例中，存儲(chǔ)器管理單元204 會(huì)從主機(jī)系統(tǒng)1000中接收刪除記錄，其中此刪除記錄中會(huì)記載哪些邏輯地址中的數(shù)據(jù)已 被刪除的信息。在此，對(duì)于主機(jī)系統(tǒng)1000的操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)已被刪除的邏輯 地址被稱為已刪除邏輯地址。特別是，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)依據(jù)此刪除記錄來(lái)在物理地 址儲(chǔ)存狀態(tài)表430中將已刪除邏輯地址所映射的物理地址標(biāo)記為“無(wú)效數(shù)據(jù)”。例如，在本范例實(shí)施例中，主機(jī)系統(tǒng)1000的操作系統(tǒng)為微軟窗口操作系統(tǒng)7，并且 微軟窗口操作系統(tǒng)7是通過(guò)整理(trim)指令來(lái)傳送刪除記錄，而主機(jī)接口單元206與存儲(chǔ) 器管理單元204可支持與識(shí)別此整理指令。值得一提的是，本發(fā)明不限于此，任何可傳送刪 除記錄的指令都可應(yīng)用于本發(fā)明。在本范例實(shí)施例中，閃存芯片106為2層存儲(chǔ)單元閃存芯片，并且物理單元 122-(0) 122-(N)的物理地址PA(O) PA(K)依據(jù)其存取速度可區(qū)快速物理地址(亦 稱為快速頁(yè)面)與慢速物理地址(亦稱為慢速頁(yè)面)。例如，物理地址PA(O)、PA O)、 PA (4) · · · PA (K-I)為快速物理地址，而物理地址PA(I)、PA (3)、PA⑶…PA (K)為慢速物理 地址，其中K為奇整數(shù)。然而，必須了解的是，在本發(fā)明另一范例實(shí)施例中，閃存芯片106 亦可為3層存儲(chǔ)單元閃存芯片、4層存儲(chǔ)單元閃存芯片或其它多層存儲(chǔ)單元閃存芯片。特 別是，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)監(jiān)控物理地址的使用率，并且依據(jù)所監(jiān)控的使用率來(lái)判斷使 用快速模式或一般模式以在閃存芯片106中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中在快速模式中存儲(chǔ)器管理單元 204僅使用快速物理地址來(lái)儲(chǔ)存主機(jī)系統(tǒng)1000欲寫入的數(shù)據(jù)，而在一般模式中存儲(chǔ)器管理 單元204會(huì)使用快速物理地址與慢速物理地址來(lái)儲(chǔ)存主機(jī)系統(tǒng)1000欲寫入的數(shù)據(jù)。也就是 說(shuō)，在一般模式中閃存芯片106的快速物理地址與慢速物理地址都會(huì)被提供來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)， 而在快速模式中僅快速物理地址會(huì)被提供來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。因此，在快速模式下的寫入速度會(huì) 高于在一般模式下的寫入速度。具體來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)計(jì)算在物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表430中被標(biāo)記為“有 效數(shù)據(jù)”的物理地址占所有物理地址的比例作為使用率，并且當(dāng)此使用率大于使用率門坎 值時(shí)存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)使用一般模式來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，而當(dāng)此使用率不大于使用率門坎值 時(shí)存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)使用快速模式來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。在此，使用率門坎值是被設(shè)定為50%， 但本發(fā)明不限于此。
圖14是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例所繪示的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法的流程圖。請(qǐng)參照?qǐng)D14，當(dāng)閃存儲(chǔ)存裝置100從主機(jī)系統(tǒng)1000中接收到主機(jī)寫入指令與欲寫 入的數(shù)據(jù)時(shí)，在步驟S1401中存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)判斷目前物理地址的使用率是否大于 使用率門坎值。倘若目前物理地址的使用率大于使用率門坎值時(shí)，則在步驟S1403中存儲(chǔ)器管理 單元204會(huì)使用一般模式將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至可寫入物理地址指針?biāo)赶虻奈锢淼刂分?。也就?說(shuō)，無(wú)論可寫入物理地址指針目前所指向的物理地址為快速物理地址或慢速物理地址，存 儲(chǔ)器管理單元204都會(huì)將數(shù)據(jù)寫入至可寫入物理地址指針?biāo)赶虻奈锢淼刂分小Ｌ热裟壳拔锢淼刂返氖褂寐什淮笥谑褂寐书T坎值時(shí)，則在步驟S 1405中存儲(chǔ)器 管理單元204會(huì)使用快速模式將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至可寫入物理地址指針?biāo)赶虻奈锢淼刂贰＞唧w 來(lái)說(shuō)，在步驟S1405-1中存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)判斷可寫入物理地址指針目前所指向的物 理地址是否為快速物理地址，并且倘若可寫入物理地址指針?biāo)赶虻奈锢淼刂窞榭焖傥锢?地址，則在步驟S1405-3中存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)將數(shù)據(jù)寫入至可寫入物理地址指針?biāo)?向的物理地址中。倘若可寫入物理地址指針目前所指向的物理地址不為快速物理地址時(shí)， 則在步驟S1405-5中存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)將可寫入物理地址指針改為指向下一個(gè)物理地 址并且步驟S1405-1會(huì)被執(zhí)行。例如，在本發(fā)明一范例實(shí)施例中，存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)依 據(jù)一物理地址查詢表或一表達(dá)式來(lái)判斷每一物理地址是否屬于快速物理地址。接著，在步驟S1407中存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)更新邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表420 與物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表430。在此，存儲(chǔ)器管理單元204更新邏輯地址轉(zhuǎn)物理地址映射表 420與物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表430的方法已配合圖6 圖13描述如上，在此不重復(fù)描述。圖15是根據(jù)本發(fā)明范例實(shí)施例所繪示的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法的另一流程圖，其中繪示 當(dāng)閃存儲(chǔ)存裝置100從主機(jī)系統(tǒng)1000中接收到刪除記錄時(shí)存儲(chǔ)器管理單元204更新物理 地址儲(chǔ)存狀態(tài)表430的步驟。請(qǐng)參照?qǐng)D15，在步驟S1501中存儲(chǔ)器管理單元204會(huì)識(shí)別刪除記錄中已刪除邏輯 地址所映射的物理地址。之后，在步驟S1503中在物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表430中將已刪除邏 輯地址所映射的物理地址的儲(chǔ)存狀態(tài)標(biāo)記為“無(wú)效數(shù)據(jù)”。綜上所述，本發(fā)明范例實(shí)施例的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法能夠依據(jù)閃存的物理地址的使用率 來(lái)使用快速模式或一般模式來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。特別是，在快速模式中，數(shù)據(jù)寫入速度可有效地被 提升。此外，在本范例實(shí)施例的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法中使用物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表來(lái)監(jiān)控每一物理 地址所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)的有效性，由此減少無(wú)效數(shù)據(jù)的搬移而提升閃存儲(chǔ)存裝置的效能。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明 的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，用于在一閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中該閃存芯片具有多個(gè)物理 地址，該多個(gè)物理地址包括至少一快速物理地址與至少一慢速物理地址并且寫入數(shù)據(jù)至該 至少一快速物理地址的速度快于寫入數(shù)據(jù)至該至少一慢速物理地址的速度，該數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方 法包括配置多個(gè)邏輯地址，其中每一該多個(gè)邏輯地址映射該多個(gè)物理地址的其中之一；監(jiān)控該多個(gè)物理地址的一使用率；判斷該使用率是否大于一使用率門坎值；以及當(dāng)該使用率不大于該使用率門坎值時(shí)，使用一快速模式在該閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其 中在該快速模式中僅使用該多個(gè)物理地址的快速物理地址來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，還包括當(dāng)該使用率大于該使用率門坎值時(shí)，使用一正常模式在該閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中 在該正常模式中使用該多個(gè)物理地址的快速物理地址與慢速物理地址來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，其中該使用率為在該多個(gè)物理地址之中儲(chǔ)存 有有效數(shù)據(jù)的物理地址占所有該多個(gè)物理地址的一比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，其中該使用率門坎值為50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，其中監(jiān)控該多個(gè)物理地址的使用率的步驟包括建立一物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表，以記錄該多個(gè)物理地址的狀態(tài)；當(dāng)一主機(jī)系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)至該多個(gè)邏輯地址時(shí)，在該物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表中將該多個(gè)邏 輯地址新映射的物理地址標(biāo)記為有效數(shù)據(jù)并且將該多個(gè)邏輯地址原始映射的物理地址標(biāo) 記為無(wú)效數(shù)據(jù)或無(wú)數(shù)據(jù)；以及依據(jù)該物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表計(jì)算該多個(gè)物理地址的使用率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，其中監(jiān)控該多個(gè)物理地址的使用率的步驟還 包括識(shí)別該多個(gè)邏輯地址之中的至少一已刪除邏輯地址；以及在該物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表中將該至少一已刪除邏輯地址所映射的物理地址標(biāo)記為無(wú) 效數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，其中識(shí)別該多個(gè)邏輯地址之中的該至少一已 刪除邏輯地址的步驟包括從該主機(jī)系統(tǒng)中獲取至少一刪除記錄，其中該至少一刪除記錄包括關(guān)于該多個(gè)邏輯地 址之中該至少一已刪除邏輯地址的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，其中從該主機(jī)系統(tǒng)中獲取該至少一刪除記錄 的步驟包括從該主機(jī)系統(tǒng)中接收至少一整理指令；以及識(shí)別該至少一整理指令以獲取該至少一刪除記錄。
9.一種閃存控制器，用于在一閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中該閃存芯片具有多個(gè)物理地 址，該多個(gè)物理地址包括至少一快速物理地址與至少一慢速物理地址并且寫入數(shù)據(jù)至該至 少一快速物理地址的速度快于寫入數(shù)據(jù)至該至少一慢速物理地址的速度，該閃存控制器包 括一微處理器單元；一閃存接口單元，電性連接至該微處理器單元，用以電性連接至該閃存芯片； 一主機(jī)接口單元，電性連接至該微處理器單元，用以電性連接至一主機(jī)系統(tǒng)；以及 一存儲(chǔ)器管理單元，電性連接至該微處理器單元，用以配置多個(gè)邏輯地址，其中每一該 多個(gè)邏輯地址映射該多個(gè)物理地址的其中之一，其中該存儲(chǔ)器管理單元監(jiān)控該多個(gè)物理地址的一使用率，并且判斷該使用率是否大于 一使用率門坎值，其中當(dāng)該使用率不大于該使用率門坎值時(shí)，該存儲(chǔ)器管理單元使用一快速模式在該閃 存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中在該快速模式中該存儲(chǔ)器管理單元僅使用該多個(gè)物理地址的快速 物理地址來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的閃存控制器，其中當(dāng)該使用率大于該使用率門坎值時(shí)，該存 儲(chǔ)器管理單元使用一正常模式在該閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中在該正常模式中該存儲(chǔ)器管 理單元使用該多個(gè)物理地址的快速物理地址與慢速物理地址來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的閃存控制器，其中該使用率為在該多個(gè)物理地址之中儲(chǔ)存 有有效數(shù)據(jù)的物理地址占所有該多個(gè)物理地址的一比例。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閃存控制器，其中該使用率門坎值為50%。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的閃存控制器，其中該存儲(chǔ)器管理單元建立一物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表以記錄該多個(gè)物理地址的狀態(tài)， 其中當(dāng)該主機(jī)系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)至該多個(gè)邏輯地址時(shí)，該存儲(chǔ)器管理單元在該物理地址儲(chǔ) 存狀態(tài)表中將該多個(gè)邏輯地址新映射的物理地址標(biāo)記為有效數(shù)據(jù)并且將該多個(gè)邏輯地址 原始映射的物理地址標(biāo)記為無(wú)效數(shù)據(jù)或無(wú)數(shù)據(jù)，其中該存儲(chǔ)器管理單元依據(jù)該物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表計(jì)算該多個(gè)物理地址的使用率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的閃存控制器，其中該存儲(chǔ)器管理單元識(shí)別該多個(gè)邏輯地址 之中的至少一已刪除邏輯地址，并且在該物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表中將該至少一已刪除邏輯地 址所映射的物理地址標(biāo)記為無(wú)效數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的閃存控制器，其中該存儲(chǔ)器管理單元經(jīng)由該主機(jī)接口單元 從該主機(jī)系統(tǒng)中獲取至少一刪除記錄，其中該至少一刪除記錄包括關(guān)于該多個(gè)邏輯地址之 中該至少一已刪除邏輯地址的信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的閃存控制器，其中該主機(jī)接口單元從該主機(jī)系統(tǒng)中接收至 少一整理指令，并且該存儲(chǔ)器管理單元識(shí)別該至少一整理指令以獲取該至少一刪除記錄。
17.—種閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)，包括一閃存芯片，具有多個(gè)物理地址，該多個(gè)物理地址包括至少一快速物理地址與至少一 慢速物理地址并且寫入數(shù)據(jù)至該至少一快速物理地址的速度快于寫入數(shù)據(jù)至該至少一慢 速物理地址的速度；一連接器，用以電性連接至一主機(jī)系統(tǒng)；以及一閃存控制器，電性連接至該閃存芯片與該連接器，用以配置多個(gè)邏輯地址，其中每一 該多個(gè)邏輯地址映射該多個(gè)物理地址的其中之一，其中該閃存控制器監(jiān)控該多個(gè)物理地址的一使用率，并且判斷該使用率是否大于一使 用率門坎值，其中當(dāng)該使用率不大于該使用率門坎值時(shí)，該閃存控制器使用一快速模式在該閃存芯 片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中在該快速模式中該閃存控制器僅使用該多個(gè)物理地址的快速物理地址 來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中當(dāng)該使用率大于該使用率門坎值時(shí)， 該閃存控制器使用一正常模式在該閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，其中在該正常模式中該閃存控制 器使用該多個(gè)物理地址的快速物理地址與慢速物理地址來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中該使用率為在該多個(gè)物理地址之中儲(chǔ) 存有有效數(shù)據(jù)的物理地址占所有該多個(gè)物理地址的一比例。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中該使用率門坎值為50%。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中該閃存控制器建立一物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表以記錄該多個(gè)物理地址的狀態(tài)，其中當(dāng)該主機(jī)系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)至該多個(gè)邏輯地址時(shí)，該閃存控制器在該物理地址儲(chǔ)存狀 態(tài)表中將該多個(gè)邏輯地址新映射的物理地址標(biāo)記為有效數(shù)據(jù)并且將該多個(gè)邏輯地址原始 映射的物理地址標(biāo)記為無(wú)效數(shù)據(jù)或無(wú)數(shù)據(jù)，其中該閃存控制器依據(jù)該物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表計(jì)算該多個(gè)物理地址的使用率。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中該閃存控制器識(shí)別該多個(gè)邏輯地址之 中的至少一已刪除邏輯地址，并且在該物理地址儲(chǔ)存狀態(tài)表中將該至少一已刪除邏輯地址 所映射的物理地址標(biāo)記為無(wú)效數(shù)據(jù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中該閃存控制器經(jīng)由該連接器從該主機(jī) 系統(tǒng)中獲取至少一刪除記錄，其中該至少一刪除記錄包括關(guān)于該多個(gè)邏輯地址之中該至少 一已刪除邏輯地址的信息。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的閃存儲(chǔ)存系統(tǒng)，其中該閃存控制器從該主機(jī)系統(tǒng)中接收至 少一整理指令，并且該閃存控制器識(shí)別該至少一整理指令以獲取該至少一刪除記錄。
全文摘要
一種數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法，用于在閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，此閃存芯片具有多個(gè)物理地址，此些物理地址包括多個(gè)快速物理地址與多個(gè)慢速物理地址。本數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方法包括監(jiān)控物理地址的使用率；當(dāng)使用率不大于使用率門坎值時(shí)，僅使用物理地址的快速物理地址來(lái)在閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)；以及當(dāng)使用率大于使用率門坎值時(shí)，使用物理地址的快速物理地址與慢速物理地址來(lái)在閃存芯片中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)?；耍捎行У靥嵘陂W存芯片中寫入數(shù)據(jù)的速度。
文檔編號(hào)G06F12/02GK102087632SQ20091024719
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者葉志剛, 蘇永隆 申請(qǐng)人:群聯(lián)電子股份有限公司