数据储存装置以及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种数据储存装置以及其操作方法，其中非挥发式存储器的垃圾回收为分段进行，以穿插执行一主机下达的主机指令。垃圾回收的有效数据复制(swap)阶段、目的区块的映射表F2H更新阶段、与映射表H2F更新阶段可一同或单独进行分段。

【技术实现步骤摘要】
数据储存装置以及其操作方法
本专利技术有关于数据储存装置，特别有关于其中垃圾回收(garbagecollection)技术。
技术介绍
数据储存装置所采用的非挥发性存储器有多种形式─例如，快闪存储器(flashmemory)、磁阻式随机存取存储器(MagnetoresistiveRAM)、铁电随机存取存储器(FerroelectricRAM)、电阻式随机存取存储器(ResistiveRAM)、自旋转移力矩随机存取存储器(SpinTransferTorque-RAM，STT-RAM)…等，用于长时间数据保存。在非挥发性存储器上储存数据时，往往藉由垃圾回收程序来回收不具有有效数据的区块，使该区块经抺写之后可以重新用来储存数据。随着时间的演进，非挥发性存储器的区块的物理结构愈来愈复杂，数据的储存能力也愈来愈巨大，因此，如何在不拖累系统资源的前提下，如何有效率地执行垃圾回收程序成为一项重要课题。
技术实现思路
根据本专利技术一种实施方式提供的一数据储存装置包括一非挥发式存储器以及一微控制器。该非挥发式存储器包括多个物理区块。该微控制器自这些物理区块中选择一来源区块(sourceblocks)以及一目的区块(destinationblock)，进行垃圾回收(garbagecollection)，将上述来源区块的有效数据分段地收集至上述目的区块。该微控制器于该些有效数据复制至该目的区块的分段间，执行一主机下达的一指令。根据本专利技术另一种实施方式提供的一数据储存装置包括一非挥发式存储器以及一微控制器。该非挥发式存储器包括多个物理区块。该微控制器自这些物理区块中选择一来源区块以及一目的区块，并进行一垃圾回收以将上述来源区块的多个有效数据复制至该目的区块，并分段地更新该目的区块的一映射表F2H。该微控制器于更新该目的区块的该映射表F2H的分段间，执行一主机下达的一指令。根据本专利技术另一种实施方式提供的一数据储存装置包括一非挥发式存储器以及一微控制器。该微控制器进行一垃圾回收以将这些物理区块的一来源区块的多个有效数据复制至这些物理区块的一目的区块，其中，该微控制器以该目的区块的一尾端为起点，分段地反向扫描该目的区块以更新一映射表H2F。该映射表H2F记录多个数据的多个逻辑地址与多个物理地址的一映射关系。该微控制器于反向扫描该目的区块以更新该映射表H2F的分段间，执行一主机下达的一指令。根据本专利技术另一种实施方式提供的一数据储存装置操作方法包括：自一非挥发式存储器的多个物理区块选择一来源区块以及一目的区块；进行一垃圾回收以将上述来源区块的多个有效数据分段地复制至该目的区块；且于该些有效数据复制至该目的区块的分段间，执行一主机下达的一指令。根据本专利技术另一种实施方式提供的一数据储存装置操作方法包括：自一非挥发式存储器的多个物理区块选择一来源区块以及一目的区块；进行一垃圾回收以将上述来源区块的多个有效数据复制至该目的区块，并分段地更新该目的区块的一映射表F2H；且于更新该目的区块之该映射表F2H的分段间，执行一主机下达的一指令。根据本专利技术另一种实施方式提供的一数据储存装置操作方法包括：自一非挥发式存储器的多个物理区块选择一来源区块以及一目的区块；进行一垃圾回收以将该来源区块的多个有效数据复制至这些物理区块的一目的区块，并以该目的区块的一尾端为起点，分段地反向扫描该目的区块以更新一映射表H2F，该映射表H2F记录多个数据的多个逻辑地址与多个物理地址的一映射关系；且于反向扫描该目的区块以更新该映射表H2F的分段间，执行一主机下达的一指令。下文特举实施例，并配合附图，详细说明本
技术实现思路
。附图说明图1图解一快闪存储器(Flashmemory)100的储存空间规划；图2图解垃圾回收的概念；图3以方块图图解根据本专利技术一种实施方式实现的一数据储存装置300；图4为流程图，根据本专利技术一种实施方式说明本专利技术垃圾回收的分段设计；图5根据一种实施方式细述步骤S402；图6根据一种实施方式细述步骤S404；图7根据一种实施方式细述步骤S408；图8举例说明映射表H2F的可靠度；图9举例说明目的区块GC_D的映射表F2H的可靠度；图10还举另一例说明映射表H2F的可靠度；以及图11还举另一例说明映射表H2F的可靠度。符号说明100～快闪存储器；200～主机；300～数据储存装置；302～控制单元；304～动态随机存取存储器；310～线上烧录区块池；312～系统资讯区块池；314～闲置区块池；316～数据区块池；320～微控制器；322～随机存取记忆空间；324～只读存储器；A1、A2～数据；Active_Blk～主动区块；B～数据；BLK#1、BLK#2、BLK#Z～物理区块；GC_D～垃圾回收之目的区块；S1、S2～来源区块；Sf～最末来源区块；S402…S408、S502…S512、S602…S620、S702…S720～步骤；tb～分段点；*p～复制尾端指标。具体实施方式以下叙述列举本专利技术的多种实施例。以下叙述介绍本专利技术的基本概念，且并非意图限制本
技术实现思路
。实际专利技术范围应依照申请专利范围界定。非挥发性存储器可以是快闪存储器(Flashmemory)、磁阻式随机存取存储器(MagnetoresistiveRAM)、铁电随机存取存储器(FerroelectricRAM)、电阻式存储器(ResistiveRAM，RRAM)、自旋转移力矩随机存取存储器(SpinTransferTorque-RAM，STT-RAM)等具有长时间数据保存的存储器装置。以下特别以快闪存储器(Flashmemory)为例进行讨论。图1图解了一快闪存储器(Flashmemory)100的物理储存空间规划，系划分为多个物理区块(physicalblocks)BLK#1、BLK#2…BLK#Z等，Z为正整数。各物理区块包括多个物理页(physicalpages)，例如：256个物理页。每一物理页包括一个可储存预设长度的数据的数据区，例如：可储存16KB长度的数据区；除此之外，每一物理页还具有一个备用区，并利用此备用区来储存元数据(metadata)。多个物理页，例如三个，可被同一条字元线(wordline)所存取或管理。每一物理页的数据区可划分为多个储存单元，例如：每一储存单元4KB。每一储存单元可储存一个4KB大小的数据，并将逻辑区块地址(LogicalBlockAddress，LBA)(例如：LBA#0)储存于备用区；或者，每一储存单元最多可储存8个512B大小的数据，并将其LBA(例如：LBA#0～LBA#7)储存于备用区。为了简化说明，在本专利技术中每一储存单元可储存一个4KB大小的数据。数据所对应的LBA(由主机所分配)以及数据储存于快闪存储器100的位置/地址(物理地址)之间的映射关系可以记录至一个映射表H2F，以进行数据的管理。映射表H2F较佳是以LBA为索引依序建立，但不以此为限，映射表H2F也可以依数据储存至快闪存储器的先后顺序来建立。除了映射表H2F之外，使用者可建立其他类型的映射表以管理快闪存储器100所储存的数据，并作为映射表H2F重建的依据。例如，映射表F2H记录数据储存于快闪存储器100的位置/地址以及数据所对应的LBA之间的映射关系，并较佳以物理页或物理页的单元为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据储存装置，包括：一非挥发式存储器，包括多个物理区块；以及一微控制器，自这些物理区块中选择一来源区块以及一目的区块，并进行一垃圾回收以将上述来源区块的多个有效数据分段地复制至该目的区块；其中，该微控制器于该些有效数据复制至该目的区块的分段间，执行一主机下达的一指令。

【技术特征摘要】
2017.03.07 TW 1061073571.一种数据储存装置，包括：一非挥发式存储器，包括多个物理区块；以及一微控制器，自这些物理区块中选择一来源区块以及一目的区块，并进行一垃圾回收以将上述来源区块的多个有效数据分段地复制至该目的区块；其中，该微控制器于该些有效数据复制至该目的区块的分段间，执行一主机下达的一指令。2.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于：该微控制器判断该来源区块里尚未被复制的这些有效数据。3.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于：该微控制器依据一复制尾端来判断该来源区块里尚未被复制的这些有效数据。4.如权利要求1所述的数据储存装置，其特征在于，分段条件与一预设的时间长度或这些有效数据的一复制量相关。5.一种数据储存装置，包括：一非挥发式存储器，包括多个物理区块；以及一微控制器，自这些物理区块中选择一来源区块以及一目的区块，并进行一垃圾回收以将上述来源区块的多个有效数据复制至该目的区块，并分段地更新该目的区块的一映射表F2H，其中，该微控制器于更新该目的区块的该映射表F2H的分段间，执行一主机下达的一指令。6.如权利要求5所述的数据储存装置，其特征在于：该微控制器在对这些物理区块的一主动区块做区块关闭时，还重新更新该目的区块的该映射表F2H。7.如权利要求5所述的数据储存装置，其特征在于，分段条件与一预设的时间长度或该映射表F2H的一更新量相关。8.一种数据储存装置，包括：一非挥发式存储器，包括多个物理区块；以及一微控制器，进行一垃圾回收以将这些物理区块的一来源区块的多个有效数据复制至这些物理区块之一目的区块，其中，该微控制器以该目的区块的一尾端为起点，分段地反向扫描该目的区块以更新一映射表H2F，该映射表H2F记录多个数据的多个逻辑地址与多个物理地址的一映射关系，该微控制器于反向扫描该目的区块以更新该映射表H2F的分段间，执行一主机下达的一指令。9.如权利要求8所述的数据储存装置，其特征在于，该来源区块里尚未被复制的这些有效数据于该映射表H2F的映射资讯优先于反向扫描该目的区块所获得的相关映射资讯。10.如权利要求8所述的数据储存装置，其特征在于，该微控制器还依据一复制尾端来判断该来源区块里尚未被复制的这些有效数据。11.如权利要求10所述的数据储存装置，其特征在于：该微控制器建立一扫描点以反向扫描该目的区块；且该微控制器在该映射表H2F中关于该扫描点上数据的映射资讯于该复制尾端之前时，修正该映射表H2F关于该扫描点上数据的映射资讯指向该目的区块的该扫描点。12.如权利要求8所述的数据储存装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鼎鑫，沈扬智，
申请(专利权)人：慧荣科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71