專利名稱：穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)及控制其數(shù)據(jù)存取的方法，更具體地，涉及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)和在不穩(wěn)定的環(huán)境中控制數(shù)據(jù)存取的方法。
背景技術(shù)：
使用如光盤、^ 茲盤和帶以及半導(dǎo)體存儲器的各種類型的數(shù)據(jù)寫入介質(zhì)的設(shè)備已知為數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。目前存在非易失性存儲設(shè)備(即，當(dāng)施加到存儲設(shè)備的電力丟失時保留存儲的數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備)的大量選擇。在這些設(shè)備中，
硬盤驅(qū)動器(HDD )由于其高存儲容量而已經(jīng)被廣泛用作計算機的存儲設(shè)備。便攜式或更小版本的HDD也已流行用于移動和手持主機(如便攜式導(dǎo)航系統(tǒng)、移動電話、MP3播放器、PDA)以及數(shù)字相機等中。
HDD通過磁化覆蓋在盤上的鐵磁材料來記錄數(shù)據(jù)，并通過檢測材料的磁性來讀取數(shù)據(jù)。HDD具有軸，該軸持有一個或多個通常被稱為磁盤片(platter)的圓盤，數(shù)據(jù)記錄在該圓盤上。磁盤片以極高的速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)磁盤片轉(zhuǎn)過被布置在非常接近磁表面的讀寫頭時，數(shù)據(jù)被寫入其中。讀寫頭被安裝在公共臂上以檢測和修改緊接在其下的材料的磁性。在磁盤片旋轉(zhuǎn)時，
致動臂在大致沿半徑跨越磁盤片的弧線上移動頭，在磁盤片旋轉(zhuǎn)時，允許每個頭訪問磁盤片的幾乎整個表面。使用伺服馬達(dá)來移動臂。每個磁盤片的磁表面被分為許多個小的微米大小的磁區(qū)域，每個磁區(qū)域被用來編碼單個二進(jìn)制單位的信息。
由于從HDD讀取數(shù)據(jù)/向HDD寫入數(shù)據(jù)涉及的在精確的電子控制下的各種機械運動，如果HDD在不穩(wěn)定的環(huán)境中操作，則有可能發(fā)生錯誤的數(shù)據(jù)讀取/寫入。如來自顛簸的運輸或當(dāng)主機設(shè)備落下時來自地面的碰撞的振動或震動可能導(dǎo)致HDD的組件出故障。當(dāng)該剩余振動的頻率具有接近伺服器的采樣頻率的值時，也可能由致動器的機械共振引起振動。該振動不能被檢測，因而不能被伺服器校正。如果在致動器和頭元件振動的狀態(tài)下將數(shù)據(jù)寫入到磁盤，則有可能發(fā)生錯誤的偏軌(off-track)讀取或?qū)懭?。例如，如果在寫入期間發(fā)生偏軌，則另 一個磁軌中的數(shù)據(jù)可能被覆蓋。
為防止該偏軌發(fā)生，已開發(fā)了各種方法。 一種方法是在HDD中設(shè)置加速度傳感器以檢測振動和震動。在這種方法中，如果加速度傳感器檢測到振動或震動，則停止寫入。但是，這種方法劣化了 HDD的性能。而且，如果在沒有振動時將噪聲引入傳感器的輸出信號，則基于引入噪聲的信號進(jìn)行補償，導(dǎo)致將頭移動到錯誤位置。這種在其中安裝傳感器以檢測振動的現(xiàn)有技術(shù)的HDD可能會遇到這樣的問題，并且數(shù)據(jù)不能被準(zhǔn)確地讀取/寫入。
不穩(wěn)定情況還有大量其它原因。頭上或磁盤片上的灰塵或其它污染源可能？ 1起錯誤的數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭?。每個數(shù)據(jù)區(qū)域的小尺寸致使其由于熱效應(yīng)而易于丟失磁狀態(tài)。由于缺少空氣流通或圍繞熱組件而引起的高溫或不穩(wěn)定的電源可能引起伺服器、致動臂和讀寫頭組件的故障。
可以通過使用具有震動吸收或振動阻尼特征的安裝結(jié)構(gòu)來稍微移除HDD振動。使用不同的存儲設(shè)備來補足HDD的使用以避開振動或其它的HDD操作問題也已被應(yīng)用。例如，美國專利6，877,074公開了在移動使用期間當(dāng)主機PC被設(shè)置為掛起或休眠模式時，使用MARM代替HDD。因為MRAM沒有移動部分，所以MARM能夠比硬盤驅(qū)動器(HDD )經(jīng)受住更高的振動級別。電源控制器保持給MARM提供電力，而在掛起模式操作期間停止給HDD提供電力。
阻止HDD數(shù)據(jù)被誤讀取的其它方式包括當(dāng)遇到不穩(wěn)定的操作情況時，物理地停止讀取頭組件的4幾制。
在傾向于不穩(wěn)定條件的操作環(huán)境中，也可以考慮混合硬盤驅(qū)動器(HHD)的使用。HHD是一種HDD,其中在正常使用期間，另一個非易失性存儲設(shè)備(如閃存)被用作緩沖器來高速緩沖數(shù)據(jù)。通過將這種大的緩沖器用于非易失性數(shù)據(jù)存儲，硬盤驅(qū)動器的運動組件(如磁盤片)大部分時間處于靜止。在此期間，用戶必須寫入到硬盤驅(qū)動器的任何數(shù)據(jù)改為寫入到緩沖器。例如，當(dāng)操作文本文檔或通過因特網(wǎng)瀏覽時，任何暫時保存文件或瀏覽器的磁盤高速緩存將被保存到緩沖器，而不是被寫入到硬盤驅(qū)動器。第二種情況是當(dāng)用戶必須從硬盤驅(qū)動器訪問還沒有在緩沖器中存儲的數(shù)據(jù)時。在這種情況下，磁盤片必須轉(zhuǎn)動以訪問文件并將其放置到緩沖器上，隨之磁盤片將返回到停止?fàn)顟B(tài)。因為混合驅(qū)動器使用非易失性閃存，所以與易失性存儲(如RAM)相反，即使在突然的電力故障時緩沖器也可以保持所有的數(shù)據(jù)，甚至可以將啟動(boot-up)數(shù)據(jù)存儲到緩沖器。
盡管HDD的使用具有上述優(yōu)點，仍然需要能夠保持要寫入非易失性存儲設(shè)備的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)和方法，包括檢測不穩(wěn)定的存儲器存取條件。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種操作存儲系統(tǒng)的方法，包括發(fā)出第一命令以將第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備；如果寫入條件不穩(wěn)定則將第 一數(shù)據(jù)寫入到第二非易失性存儲設(shè)備；從第二非易失性存儲設(shè)備取回第一數(shù)據(jù)；以及在穩(wěn)定的寫入條件期間將第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備。該方法還可以包括在預(yù)設(shè)時間段的空閑期滿之前，發(fā)出第二命令以將第二數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備；以及在穩(wěn)定的寫入條件期間，在一次寫入操作中將第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備。該方法還包括通過將第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)存儲在緩沖器中來合并第 一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。該方法還包括在寫入到HDD之前，確定是否將第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)寫入到HDD的相同磁軌。
優(yōu)選地，第 一非易失性存儲設(shè)備具有比第二非易失性存儲設(shè)備更慢的平均存取時間和更高的容量。第一非易失性存儲設(shè)備可以是HDD,而第二非易失性可以是閃存?；蛘撸谝环且资源鎯υO(shè)備是HDD、 SSD、 PRAM、RRAM、 MRAM或MLC型存儲器之一，而第二非易失性存儲設(shè)備是SSD、PRAM、 RRAM、 MRAM、 SLC型存儲器或閃存之一。
寫入第 一數(shù)據(jù)的第 一命令可以從具有處理器的主機發(fā)出，其中主機是手持處理設(shè)備、移動蜂窩設(shè)備、MP3播放器、DSC、 PC或游戲控制臺之一。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，確定數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的操作條件是否穩(wěn)定的步驟包括使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的振動、溫度或電壓傳感設(shè)備中的一個或多個。
根據(jù)本發(fā)明的至少另 一個實施例，確定數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的操作條件是否穩(wěn)定的步驟包括使用在控制器和存儲設(shè)備之間通信的存儲器存取狀態(tài)信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種操作存儲系統(tǒng)的方法，包括發(fā)出第一命令以將第 一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備；如果預(yù)定的重試條件存在，則將第一數(shù)據(jù)寫入到第二非易失性存儲設(shè)備；以及在穩(wěn)定的寫入條件期間，從第二非易失性存儲設(shè)備取回第一數(shù)據(jù)并將第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備，其中預(yù)定的重試條件是大于75的多次重試。
根據(jù)本實施例的方法還可以包括發(fā)出第二命令以將第二數(shù)據(jù)寫入到第
一非易失性存儲設(shè)備；在穩(wěn)定的寫入條件期間，在一次寫入操作中將第一數(shù) 據(jù)和第二數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備，其中第一非易失性存儲設(shè)備是
HDD,而第二非易失性存儲設(shè)備是閃存。該方法還可以包括在寫入到HDD 之前，確定是否將第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)寫入HDD的相同磁軌；以及通過將 第 一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)存儲在緩沖器中來合并第 一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種操作存儲系統(tǒng)的方法，包括 發(fā)出第一命令以將第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備；如果寫入條件不 穩(wěn)定，則將第一數(shù)據(jù)寫入到第二非易失性存儲設(shè)備；發(fā)出第二命令以將第二 數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備；從第二非易失性存儲設(shè)備取回數(shù)據(jù)；確 定重試發(fā)生和命令發(fā)生之間的比率；并且如果比率超過預(yù)設(shè)值，則將第二數(shù) 據(jù)寫入到第二非易失性存儲設(shè)備，而如果比率沒有超過，則將第二數(shù)據(jù)寫入 到第一非易失性存儲設(shè)備，其中預(yù)設(shè)比率值是5或更大。
同樣提供了一種數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，包括第一非易失性存儲設(shè)備；第二非 易失性存儲設(shè)備；以及具有控制器的主機，該控制器發(fā)出第一命令以將第一 數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備，如果寫入條件不穩(wěn)定則將第一數(shù)據(jù)寫入 到第二非易失性存儲設(shè)備，并在穩(wěn)定的寫入條件期間，從第二非易失性存儲 設(shè)備取回第 一數(shù)據(jù)以寫入到第 一 非易失性存儲設(shè)備。主機還可以使控制器發(fā) 出第二命令以將第二數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備，并在穩(wěn)定的寫入操 作期間，在一次操作中將第 一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè) 備，其中主機是手持處理設(shè)備、移動蜂窩設(shè)備、MP3播放器、DSC、 PC或 游戲控制臺之一。
優(yōu)選地，基于傳感器輸出或存儲器存取狀態(tài)信號之一確定存儲器存取條
件是否被分析為穩(wěn)定，其中存儲器存取狀態(tài)信號是預(yù)定的重試值、空閑、存 取命令之一或其任何組合。


以下將參照附圖更詳細(xì)描述本發(fā)明的各優(yōu)選實施例
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性存儲系統(tǒng)的配置的框圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的操作存儲系統(tǒng)的方法的流程圖3示出了操作數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的示例性方法的流程處理，其中"空閑" 狀態(tài)信號被用作分析操作條件是穩(wěn)定的；
圖4示出了操作數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的示例性方法的流程處理，其中"重試" 狀態(tài)信號被用作分析操作條件是穩(wěn)定的；以及
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的操作數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的另一個實施例方法的流 程處理。
具體實施方法
參考附圖，以下將提供本發(fā)明的示例性實施例的具體描述。當(dāng)本發(fā)明可 以應(yīng)用于在不穩(wěn)定的環(huán)境中操作的任何數(shù)據(jù)存儲設(shè)備時，首先描述了一個說 明性的實施例，其移動頭以在記錄介質(zhì)上讀取/寫入數(shù)據(jù)；更具體地，用混合 硬盤驅(qū)動器(HHD),數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的一個例子，來描述本實施例。圖l是 示意性地示出HHD 320的配置的框圖。如圖1所示，HHD 320包括控制 器321，其被配置為具有控制到包括硬盤HD 330的各種數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的數(shù) 據(jù)讀取/寫入的能力；存儲器322,其可以被用于存儲由控制器可執(zhí)行的代碼 以配合和影響數(shù)據(jù)讀取/寫入；以及非易失性高速緩沖存儲器NVC 340。為 了從HD 330讀取或向HD 330寫入數(shù)據(jù)，控制器321控制驅(qū)動單元323以 驅(qū)動HD 330的(各)讀寫頭。要被讀取或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)通過讀/寫R/W單元 324傳輸?？刂破?21還包括主機接口 (未示出)以連接主機310。主機310 可以是使用持久數(shù)據(jù)存儲的任何設(shè)備(如個人計算機PC、膝上型電腦、數(shù) 字視頻錄像機DVR)或手持移動電子設(shè)備(如移動電話、PDA、數(shù)字相機、 MP3播放器等)。主機310發(fā)出命令以經(jīng)由控制器321的主機接口從HHD320 中的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備讀取或向其寫入數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，當(dāng)存在不穩(wěn)定的操作條件時，其可以是振 動、高溫、不穩(wěn)定提供的電壓條件中的任何一個，控制器321使原本想要被 寫入到HD 330的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)而寫入到NVC 340。在該模式期間，NVC 340因 此也被用于暫時緩沖數(shù)據(jù)，直到操作條件返回到穩(wěn)定。然后，在NVC 340 緩沖的數(shù)據(jù)被取回并寫入到HD 330。
根據(jù)本發(fā)明的替代實施例，如果在不穩(wěn)定條件期間，其中用于寫入數(shù)據(jù) 的第一命令從主機310發(fā)出，且數(shù)據(jù)已被寫入到NVC 340作為暫時存儲，
10并且主機310發(fā)出了另一個寫入數(shù)據(jù)的命令，則當(dāng)NVC 340用作暫時緩沖 器時第二數(shù)據(jù)也^C寫入其中。當(dāng)不穩(wěn)定的條件不再存在時，第一和第二數(shù)據(jù) 被取回并寫入到HD330。根據(jù)本實施例，閃存翻譯層(FTL)被安裝在存儲 器322中或控制器321中。FTL被用于翻譯數(shù)據(jù)存儲位置信息，例如，HD330 的扇區(qū)/磁軌信息和NVC 340的分頁信息。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，在 一次寫入操作中第一和第二數(shù)據(jù)都被寫入到HD 330中。根據(jù)該實施例，優(yōu) 選的是第一和第二數(shù)據(jù)在NVC 340中被合并。而且，優(yōu)選的是在寫入到HD 330之前，確定第一和第二數(shù)據(jù)要被寫入的HD 330的柱面(cylinder)和磁 軌。如果第一和第二數(shù)據(jù)要被寫入到相同的磁軌，則合并的第一和第二數(shù)據(jù) 在一次操作中被寫入到HD 330。
雖然以用作高速緩沖存儲器和暫時緩沖器的NVC 340來解釋本發(fā)明的
本實施例，但是要理解的是，與NVC340不同的分開的非易失性存儲設(shè)備可 以被用于用作暫時緩沖器。在這樣的實施例中，HD 330不需要由NVC服務(wù)， 并基本上作為不具有高速緩存特征的簡單的硬盤驅(qū)動器HDD來操作。
盡管上述實施例可應(yīng)用于移動頭來讀/寫在記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)的存儲設(shè) 備，本發(fā)明還可應(yīng)用于在不穩(wěn)定環(huán)境中操作的任何數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。根據(jù)本發(fā) 明的至少一個實施例，當(dāng)?shù)谝环且资源鎯ζ鹘?jīng)歷不穩(wěn)定條件時，要被寫入 到第 一非易失性存儲器的數(shù)據(jù)被暫時寫入到用作數(shù)據(jù)緩沖器的第二非易失 性存儲器。當(dāng)不穩(wěn)定條件不再存在時，從緩沖器取回數(shù)據(jù)并寫入到第一非易 失性存儲器。使用非易失性存儲設(shè)備作為緩沖器確保即使提供給數(shù)據(jù)存儲裝 置的電源丟失，數(shù)據(jù)也將被保留。優(yōu)選地，在相同的操作條件下，用作緩沖 器的第二非易失性存儲器具有優(yōu)于第一非易失性存儲器的特性的操作特性， 即，在數(shù)據(jù)不能被安全地寫入到第一非易失性存儲器的操作條件期間，數(shù)據(jù) 可以被安全地寫入到第二非易失性存儲器。更優(yōu)選地，第一非易失性存儲設(shè) 備具有比第二非易失性存儲設(shè)備更慢的平均存取時間和更高的容量。在圖1 中示出的示例性實施例，第一非易失性存儲設(shè)備是HDD,而第二非易失性 存儲設(shè)備(緩沖器)是閃存。
在替代實施例中，第一非易失性存儲設(shè)備是HDD、 SSD(固態(tài)盤)、PRAM
(相位改變RAM )、 RRAM (電阻性RAM )、 MRAM (磁阻性RAM)或者
MLC(多層單元)型存儲器之一，而第二非易失性存儲設(shè)備是SSD、 PRAM、
RRAM、 MRAM、 SLC (單層單元)型存儲器或閃存之一。圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的操作存儲系統(tǒng)的方法的流程 圖。主機發(fā)出第一命令以將第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備(步驟 200)。確定操作條件是否穩(wěn)定(步驟210)。如果認(rèn)為操作條件穩(wěn)定，則第一 數(shù)據(jù)被寫入到第一非易失性存儲設(shè)備(步驟220);如果不是，則第一數(shù)據(jù)被 寫入到第二非易失性存儲設(shè)備(步驟230)。監(jiān)控操作條件(步驟240),并 且當(dāng)確定穩(wěn)定的寫入條件存在時，第一數(shù)據(jù)被從第二非易失性存儲設(shè)備取回 (步驟250)并寫入到第一非易失性存儲設(shè)備(步驟260)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，確定數(shù)據(jù)存儲裝置的操作條件是否穩(wěn)定的步 驟包括使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的振動、溫度、電壓傳感設(shè)備中的一個或多 個。例如，使用加速度傳感器來檢測振動或震動，使用自動調(diào)溫器來檢測高 溫，以及分壓電3各來纟企測電壓下降。
根據(jù)本發(fā)明的至少另外一個實施例，確定數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的操作條件是否 穩(wěn)定的步驟包括使用在控制器和存儲器設(shè)備間通信的存儲器存取狀態(tài)信號。 作為例子，當(dāng)寫入到HDD的數(shù)據(jù)被處理的同時HDD正經(jīng)歷震動狀況(如 當(dāng)主機摔落時)時，HDD應(yīng)該報告錯誤狀況(如DAM和ECC錯誤)，并且 從控制器發(fā)出的HDD存取命令組可包括多個"重試"，以在宣告超時或?qū)懭?錯誤前寫入到HDD。根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例，監(jiān)控磁盤驅(qū)動存取狀 態(tài)信號，如"重試"的次數(shù)、"空閑"、"磁盤存取命令"周期或其任何組合， 且基于磁盤驅(qū)動存取狀態(tài)信號的一個或更多個來分析操作條件是否穩(wěn)定。
圖3示出了操作數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的示例性方法的流程處理，其中空閑狀態(tài) 信號被用作分析操作條件是否穩(wěn)定。主機發(fā)出第一命令以將第一數(shù)據(jù)寫入到 第一非易失性存儲設(shè)備(步驟3000)。基于狀態(tài)信號"空閑"的持續(xù)時間確 定操作條件是否被分析為穩(wěn)定(步驟3010)。如果認(rèn)為操作條件穩(wěn)定，則第 一數(shù)據(jù)被寫入到第一非易失性存儲設(shè)備(步驟3020);如果不是，則第一數(shù) 據(jù)被寫入到第二非易失性存儲設(shè)備(步驟3030 )。監(jiān)控HDD維持"空閑" 的持續(xù)時間。如果主機在HDD保持"空閑"(步驟3045 )的預(yù)設(shè)時間(如5 秒)期滿前、發(fā)出第二命令以將第二數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備(步 驟3040),則第一數(shù)據(jù)從第二非易失性存儲設(shè)備被取回，并且第一和第二數(shù) 據(jù)被合并(步驟3050)。數(shù)據(jù)合并可以在第二非易失性存儲設(shè)備中或用作緩 沖器的分開的存儲器設(shè)備中執(zhí)行。然后，在一次寫入操作中將合并的第一數(shù) 據(jù)和第二數(shù)據(jù)存儲在第一非易失性存儲設(shè)備中(步驟3060)。圖4是示出了操作數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的示例性方法的流程處理，其中"寫入驗證"例程(如"重 試"狀態(tài)信號的使用)用于分析操作條件是否穩(wěn)定。主機發(fā)出第一命令以將
第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備(步驟400)。基于狀態(tài)信號"重試" 周期的計數(shù)來確定操作條件是否被分析為是穩(wěn)定的(步驟410 )。如果操作條 件被認(rèn)為是穩(wěn)定的，則第一數(shù)據(jù)被寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備(步驟420 ); 如果不是，則第一數(shù)據(jù)被寫入到第二非易失性存儲設(shè)備(步驟430)。"重試" 請求的周期次數(shù)被計數(shù)(步驟440 )。大于75次重試的計數(shù)可以被分析為是 不穩(wěn)定的操作條件。100次重試的計數(shù)也可以被用作不穩(wěn)定條件的確定的預(yù) 設(shè)持續(xù)時間。如果主機發(fā)出第二命令以將第二數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲 設(shè)備(步驟450)、并且操作條件被分析為是穩(wěn)定的(步驟460),則從第二 非易失性存儲設(shè)備取回第一數(shù)據(jù)，且第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)可以被合并(步驟 470 )。數(shù)據(jù)合并可以在第二非易失性存儲設(shè)備或用作緩沖器的分開的存儲器 設(shè)備中執(zhí)行。然后，在一次寫入操作中將合并的第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)存儲到 第 一非易失性存儲設(shè)備(步驟480 )。如果發(fā)出了將第二數(shù)據(jù)寫入到第 一非易 失性存儲設(shè)備的第二命令，并且基于預(yù)設(shè)的重試計數(shù)寫入條件仍被分析為是 不穩(wěn)定的，則第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)而被寫入到第二非易失性存儲設(shè)備(步驟490)。
根據(jù)本發(fā)明的操作存儲系統(tǒng)的另一個實施例，重試發(fā)生和磁盤存取命令 發(fā)生之間的比率被用作分析操作條件是否穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)。圖5示出了該示例性 方法的流程處理。主機發(fā)出第一命令以將第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲 設(shè)備(步驟500)。確定操作條件是否被分析為是穩(wěn)定的(步驟510)。如果 認(rèn)為操作條件是穩(wěn)定的，則第一數(shù)據(jù)被寫入到第一非易失性存儲設(shè)備(步驟 520 );如果不是，則第一數(shù)據(jù)被寫入到第二非易失性存儲設(shè)備(步驟530 )。 重試發(fā)生的次數(shù)和磁盤存取命令發(fā)生的次數(shù)被計數(shù)，并確定發(fā)生的兩個次數(shù) 之間的比率(步驟540)。例如，5次或更多的重試發(fā)生與1次磁盤存取命令 發(fā)生的比率可以被分析為是不穩(wěn)定的操作條件。如果主機發(fā)出第二命令以將 第二數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備(步驟550 )、且操作條件被分析為是 穩(wěn)定的(步驟560 ),則從第二非易失性存儲設(shè)備取回第一數(shù)據(jù)(步驟570 ), 然后，在一次寫入操作中將第 一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)存儲在第 一非易失性存儲設(shè) 備中(步驟590)。根據(jù)替代實施例，在將第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)寫入到第一非 易失性存儲設(shè)備之前，確定第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)是否被寫入到第一非易失性 存儲設(shè)備的相同磁軌(步驟580 )。如果是，第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)被合并。數(shù)據(jù)合并可以在第二非易失性存儲設(shè)備或用作緩沖器的分開的存儲器設(shè)備中 執(zhí)行。如果發(fā)出了將第二數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備的第二命令、且 基于預(yù)設(shè)的比率寫入條件仍然被分析為是不穩(wěn)定的，則第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)而被寫入
到第二非易失性存儲設(shè)備(步驟595 )。
盡管對于本發(fā)明的各示例性實施例描述了本發(fā)明，要理解的是本發(fā)明不 限于到目前為止所描述的實施例。盡管一個實施例是移動頭以讀/寫記錄介質(zhì) 上的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲裝置，但是本發(fā)明可以被應(yīng)用于在不穩(wěn)定的環(huán)境中操作 的任何數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，如使用閃存作為大規(guī)模存儲介質(zhì)。盡管存儲器寫入驗 證例程和存取狀態(tài)信號(如"空閑"和"重試")已被具體描述為用于分析 穩(wěn)定的存儲器存取條件的標(biāo)準(zhǔn)，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解的是，任何包 括用于閃存的遞增步驟脈沖程序(ISPP)的其它寫入驗證程序和其它存儲器 存取狀態(tài)信號，可以被用作分析穩(wěn)定的存儲器存取條件的標(biāo)準(zhǔn)。因此，本發(fā) 明的范圍不應(yīng)參考以上描述來確定，而應(yīng)參考權(quán)利要求書及其等效的全部范 圍來確定。
相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求在35 USC§119下于2008年1月16日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局 (KIPO)提交的韓國專利申請No. 10-2008-0004899的優(yōu)先權(quán)，在此通過引 用并入其全部公開內(nèi)容。
權(quán)利要求
1、一種操作存儲系統(tǒng)的方法，包括發(fā)出第一命令以將第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備；如果寫入條件不穩(wěn)定，則將所述第一數(shù)據(jù)寫入到第二非易失性存儲設(shè)備；從所述第二非易失性存儲設(shè)備取回所述第一數(shù)據(jù)；以及在穩(wěn)定的寫入條件期間，將所述第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中基于空閑條件的預(yù)設(shè)持續(xù)時間分析 穩(wěn)定的寫入條件。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括在預(yù)設(shè)時間段的空閑期滿前，發(fā)出第二命令以將第二數(shù)據(jù)寫入到第一非 易失性存儲設(shè)備；以及在穩(wěn)定的寫入條件期間，在一次寫入操作中將所述第一數(shù)據(jù)和所述第二 數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括通過將所述第一數(shù)據(jù)和所述第二 數(shù)據(jù)存儲在緩沖器中來合并第 一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述第一非易失性存儲設(shè)備具有比 第二非易失性存儲設(shè)備更慢的平均存取時間和更高的容量。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一非易失性存儲設(shè)備是HDD, 而第二存儲設(shè)備是閃存。
7、 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括在寫入到HDD之前，確定是否 將第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)寫入到HDD的相同；茲軌。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一非易失性存儲設(shè)備是HDD、 SSD、 PRAM、 RRAM、 MRAM或MLC型存儲器之一，而所述第二非易失 性存儲設(shè)備是SSD、 PRAM、 RRAM、 MRAM、 SLC型存儲器或閃存之一。
9、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中用于寫入第一數(shù)據(jù)的所述第一命令 從具有處理器的主機發(fā)出。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述主機是手持處理設(shè)備、移動蜂 窩設(shè)備、MP3播放器、DSC、 PC或游戲控制臺之一。
11、 一種操作存儲系統(tǒng)的方法，包括發(fā)出第 一命令以將第 一數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備； 如果預(yù)定的重試條件存在，則將所述第 一數(shù)據(jù)寫入到第二非易失性存儲 設(shè)備；以及在穩(wěn)定的寫入條件期間，從所述第二非易失性存儲設(shè)備取回所述第一數(shù) 據(jù)并將該第 一數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，還包括發(fā)出第二命令以將第二數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備；以及 在穩(wěn)定的寫入條件期間，在一次寫入操作中將所述第一數(shù)據(jù)和所述第二 數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備。
13、 如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一非易失性存儲設(shè)備是 HDD，而所述第二非易失性存儲設(shè)備是閃存。
14、 如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在寫入到HDD之前，確定該 第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)是否被寫入到HDD的相同磁軌。
15、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一非易失性存儲設(shè)備是 HDD、 SSD、 PRAM、 RRAM或MRAM之一，而所述第二非易失性存儲設(shè) 備是SSD、 PRAM、 RRAM、 MRAM或閃存之一。
16、 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括通過將第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)存 儲在緩沖器中來合并第 一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。
17、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一非易失性存儲設(shè)備具有 比第二非易失性存儲設(shè)備更慢的平均存取時間和更高的容量。
18、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述預(yù)定的重試條件是大于75 的多次重試。
19、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中預(yù)定的重試條件是為100次重試 的計數(shù)。
20、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中用于寫入第一數(shù)據(jù)的所述第一命 令從具有處理器的主機發(fā)出，并且該主機是手持處理設(shè)備、移動蜂窩設(shè)備、 MP3插-》文器、DSC、 PC或游戲控制臺之一。
21、 一種操作存儲系統(tǒng)的方法，包括發(fā)出第 一命令以將第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備;如果寫入條 件不穩(wěn)定，則將所述第一數(shù)據(jù)寫入到第二非易失性存儲設(shè)備；發(fā)出第二命令以將第二數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備；從第二非易失性存儲設(shè)備取回數(shù)據(jù)；確定重試發(fā)生和命令發(fā)生之間的比率；以及如果該比率超過預(yù)定值，則 將第二數(shù)據(jù)寫入到第二非易失性存儲設(shè)備，而如果該比率沒有超過預(yù)定值， 則將第二數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備。
22、 如權(quán)利要求21所述的方法，其中在穩(wěn)定的寫入條件期間，在一次 寫入操作中將所述第 一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備。
23、 如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第一非易失性存儲設(shè)備是 HDD,而所述第二非易失性存儲設(shè)備是閃存。
24、 如權(quán)利要求23所述的方法，還包括在寫入到HDD之前，確定該 第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)是否被寫入到HDD的相同磁軌。
25、 如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述預(yù)設(shè)比率值是5或更大。
26、 一種操作存儲系統(tǒng)的方法，包括發(fā)出第 一命令以將第 一數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備； 檢查寫入條件是否穩(wěn)定；如果寫入條件不穩(wěn)定，則將第一數(shù)據(jù)寫入到第二非易失性存儲設(shè)備； 發(fā)出第二命令以將第二數(shù)據(jù)寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備； 從所述第二非易失性存儲設(shè)備取回所述第一數(shù)據(jù)；以及 在穩(wěn)定的寫入條件期間，在一次寫入操作中將所述第 一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù) 寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備。
27、 如權(quán)利要求26所述的方法，其中基于傳感器輸出或存儲器存取狀 態(tài)信號之一確定寫入條件是否穩(wěn)定。
28、 如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述存儲器存期狀態(tài)信號是重試 的預(yù)定值、空閑、存取命令之一或其任何組合。
29、 如權(quán)利要求26所述的方法，還包括通過將所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù) 據(jù)存儲在緩沖器中來合并第 一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。
30、 如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第一非易失性存儲設(shè)備是 HDD，而所述第二存儲設(shè)備是閃存。
31、 如一又利要求30所述的方法，還包括在寫入到HDD之前，確定該 第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)是否被寫入到HDD的相同磁軌。
32、 如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第一非易失性存儲設(shè)備具有比第二存儲設(shè)備更慢的平均存取時間和更高的容量。
33、 如權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第一非易失性存儲設(shè)備是 HDD、 SSD、 PRAM、 RRAM或MRAM之一，而所述第二非易失性存儲設(shè) 備是SSD、 PRAM、 RRAM、 MRAM或閃存之一。
34、 一種數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，包括第一非易失性存儲設(shè)備； 第二非易失性存儲設(shè)備；以及具有控制器的主機，該控制器發(fā)出第 一命令以將第 一數(shù)據(jù)寫入到第 一非 易失性存儲設(shè)備，如果寫入條件不穩(wěn)定則將所述第一數(shù)據(jù)寫入到第二非易失 性存儲設(shè)備，并在穩(wěn)定的寫入條件期間從所述第二非易失性存儲設(shè)備取回所 述第 一數(shù)據(jù)以寫入到第 一非易失性存儲設(shè)備。
35、 如權(quán)利要求34所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其中所述控制器還發(fā)出第二 命令以將第二數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備，并在穩(wěn)定的寫入條件期 間，在一次寫入搡作中將所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)寫入到所述第一非易 失性存儲設(shè)備。
36、 如權(quán)利要求34所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其中所述第一非易失性存儲 設(shè)備是HDD，而所述第二存儲設(shè)備是閃存。
37、 如權(quán)利要求34所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其中所述第一非易失性存儲 設(shè)備具有比第二非易失性存儲設(shè)備更慢的平均存取時間和更高的容量。
38、 如權(quán)利要求34所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其中所述第一非易失性存儲 設(shè)備是HDD、 SSD、 PRAM、 RRAM或MRAM之一，而所述第二非易失性 存儲設(shè)備是SSD、 PRAM、 RRAM、 MRAM或閃存之一。
39、 如權(quán)利要求34所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其中所述主機是手持處理設(shè) 備、移動蜂窩設(shè)備、MP3播放器、DSC、 PC或游戲控制控制臺之一。
40、 如權(quán)利要求34所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其中基于傳感器輸出或存儲 器存取狀態(tài)信號之一確定寫入條件是否穩(wěn)定。
41、 如權(quán)利要求40所述的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其中所述存儲器存取狀態(tài)信 號是重試的預(yù)定值、空閑、存取命令之一或其任何組合。
全文摘要
一種操作存儲系統(tǒng)的方法，包括發(fā)出第一命令以將第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備；如果寫入條件不穩(wěn)定，則將第一數(shù)據(jù)寫入到第二非易失性存儲設(shè)備；從第二非易失性存儲設(shè)備取回第一數(shù)據(jù)；以及在穩(wěn)定寫入條件期間將第一數(shù)據(jù)寫入到第一非易失性存儲設(shè)備，其中基于傳感器輸出或存儲器存取狀態(tài)信號之一確定寫入條件是否穩(wěn)定，并且其中存儲器存取狀態(tài)信號是重試的預(yù)定值、空閑、存取命令之一或其任何組合。
文檔編號G11B20/10GK101488354SQ20081013391
公開日2009年7月22日 申請日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者張埈豪, 權(quán)五松, 李俊范, 高恩珠 申請人:三星電子株式會社