用于管理存储装置中的分区的方法和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于重新分配存储器分区空间的大容量存储存储器系统和方法。所述存储系统包含：存储器控制器，其具有微处理器，所述微处理器适合于经由逻辑接口从主机系统接收数据；第一存储器分区，其具有系统区和数据区；以及第二存储器分区，其具有系统区和数据区；其中所述存储器控制器通过使用所述系统区和所述数据区的虚拟区块地址使得所述系统区和所述数据区看似邻接所述主机系统，来将存储器空间从所述第二存储器分区重新分配到已满或已经达到阈值的所述第一存储器分区。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及存储器存储装置，且更明确地说，涉及管理存储装置中的分区。技术背景常规计算机系统通常包含若干功能组件。这些组件可包含中央处理单元(CPU)、主 存储器、输入/输出(I/O)装置和大容量存储装置。在常规系统中，主存储器经由系统 总线或本地存储器总线耦合到CPU。主存储器用于提供对在执行时间存储在主存储器中 的数据和/或程序信息的CPU存取。通常，主存储器由随机存取存储器(RAM)电路组 成。具有CPU和主存储器的计算机系统常被称为主机系统。大容量存储装置通常用于保存数据。 一般来说，存储在大容量存储装置中的程序在 由CPU执行之前被复制到主存储器。常见的大容量存储装置包含软盘、硬盘、光盘和磁 带驱动器。另外，可使用快闪存储器来为主机系统提供非易失性存储。主机系统经由接口与快闪存储器(在整个本说明书中，还可互换地称为快闪装置、 快闪或快闪卡)介接。快闪存储器通常包含用于存储信息的非易失性存储器单元 阵列。快闪存储器系统最常以存储卡或快闪驱动器的形式提供，所述存储卡或快闪驱动 器可移除地与多种主机(例如个人计算机、相机或类似物)连接，但还可嵌入在此类主 机系统内。快闪存储器控制器通常控制存储器阵列的操作。存储器控制器包含微处理器、某一 非易失性只读存储器(ROM)、易失性随机存取存储器(RAM)和一个或一个以上 特殊电路，例如错误校正码电路(ECC)，其在数据穿过存储器控制器时，从所述数据 计算ECC。在早一代的商业快闪存储器系统中，将矩形存储器单元阵列分成大量的单元组，每 个单元组存储标准磁盘驱动器扇区的数据量，即512个字节。额外数据量(例如16个字 节)也通常包含在每个组中，以存储错误校正码(ECC)和可能其它与用户数据且/或与 存储有其的存储器单元组相关的开销数据。每个这种组中的存储器单元是可一起擦除的最小数目的存储器单元。S卩，擦除单位实际上是存储一个数据扇区和其所包含的任何开 销数据的存储器单元的数目。这种类型的存储器系统的实例在第5,602,987号和第 6,426,893号美国专利中描述。快闪存储器的特征是在用数据对存储器单元进行重新编程 之前，需要擦除所述存储器单元。当经由逻辑接口将数据写入到快闪存储器时，主机通常将唯一逻辑地址分派给存储 器系统的连续虚拟地址空间内的扇区、群集或其它数据单位。主机通常维护文件系统， 并将文件数据分配给逻辑群集，其中群集大小通常是固定的。将快闪装置分成多个逻辑 扇区，且主机对由多个逻辑扇区组成的群集内的空间进行分配。群集是逻辑地址的细分， 且将群集映射表示为文件分配表(FAT)。 FAT通常存储在存储装置本身上。与磁盘操作系统(DOS)类似，主机将数据写入到存储器系统的逻辑地址空间内的 地址，且从所述地址读取数据。存储器系统内的控制器将从主机接收到的逻辑地址转换 成存储器阵列内的物理地址，其中数据实际被存储，且接着跟踪这些地址转换。通常，存储器装置(例如，快闪存储器)由主机系统进行分区。通常，两个分区共 享一个驱动器，且每个分区的大小由主机系统设置。如果在任一给定时间一个分区变满 且其它分区尚有更多空间，那么对分派给每个分区的空间量进行重新分配是有用的。在 常规系统中，主机通过将驱动器重新格式化来执行此功能。此过程涉及在重新格式化之 前复制所有来自所述驱动器的数据，且接着将空间重新分配给每个分区。此过程烦琐且 耗时，且因此是不合需要的。因此，需要一种有效地管理分区以最佳使用存储器存储空间的方法和系统。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，提供一种大容量存储存储器系统。所述系统包含可重新编 程的非易失性存储器单元，所述存储器单元布置在多个存储器单元区块中，其可一起擦 除，且一起连接在多个串联串中，以界定用于存储数据的存储器单元行，其中将所述存 储器单元分成至少两个存储器分区，且每个存储器分区都具有系统区和数据区；以及控制器，其包含微处理器，所述微处理器适合于经由逻辑接口从主机系统接收数据；其中 所述控制器通过使用映射表，将存储器空间从具有未用存储空间的第二存储器分区重新 分配给已满或已达到阈值的第一存储器分区，其中所述映射表针对系统区和数据区使用 虚拟区块地址，使得系统区和数据区看似邻接主机系统；以及真实逻辑区块地址，其将虚拟区块地址映射到实际逻辑区块地址。在本专利技术的另一方面，大容量存储存储器系统包含具有微处理器的控制器，所述 微处理器适合于经由逻辑接口从主机系统接收数据；第一存储器分区，其具有系统区和 数据区；以及第二存储器分区，其具有系统区和数据区；其中所述控制器通过针对系统 区和数据区使用虚拟区块地址，使得系统区和数据区看似邻接主机系统，来将存储器空 间从具有未用存储空间的第二存储器分区重新分配给已满或已达到阈值的第一存储器分 区。在又一方面，提供一种用于在具有系统区和数据区的第一存储器分区与具有系统区 和数据区的第二存储器分区之间动态地重新分配数据存储空间的方法。所述方法包含 确定所述第一存储器分区是否己满和/或已达到阈值；确定所述第二存储器分区是否具有 可分配给己满和/或已达到阈值的第一存储器分区的未占用存储空间；以及将某一未占用 空间从所述第二存储器分区分派到所述第一存储器分区，其中存储器控制器分派所述未 占用空间。已经提供了此简要
技术实现思路
，使得可快速理解本专利技术的性质。参考结合附图的本发 明的优选实施例的以下具体实施方式，可获得对本专利技术的更完整的理解。 附图说明现将参考优选实施例的图式描述本专利技术的前述特征和其它特征。在图式中，相同组 件具有相同参考标号。所说明的实施例意在说明，而不是限制本专利技术。图式包含以下图 图1A展示使用快闪装置的主机系统的框图； 图1B展示图1A的主机系统的结构；图1C展示根据本专利技术一个方面而使用的快闪装置的存储器控制器的框图； 图1D展示快闪存储器系统的示范性物理存储器组织； 图1E展示图1D的物理存储器的一部分的展开图；图1F展示主机与可重新编程的存储器系统之间的常规逻辑地址接口； 图2A展示说明存储装置中的两个存储器分区的框图；图2B展示图2A中所示的一个分区的系统区布局的框图；图2C展示根据本专利技术一个方面的经重新分配的存储器分区的主机系统的视图；图2D展示根据本专利技术一个方面的经重新分配的存储器分区的实际布局；图3展示根据本专利技术一个方面的用于重新分配大容量存储装置中的存储器空间的全过程流程图；图4A到图4F展示根据本专利技术一个方面的存储器分区重新分配的实例。具体实施方式 为了有助于理解优选实施例，将描述主机系统/快闪装置的一般结构和操作。接着， 将参考一般结构来描述优选实施例的具体结构和操作。 主机系统图1A展示可利用本专利技术的通用计算机系统(主机系统)100。系统100的组件包含 计算机160，各种输入/输出(I/O)装置，例如鼠标170、键盘165、监视器120和打 印机125。图1B展示计算机系统100的抽象表示。组件130意在表示多个输入装置，例如允许 用户与计算机系统100交互的鼠标和键盘。类似地，输出135表示一个或一个以上输出 装置，例如监视器120和打印机125。计算机系统100包含连接到系统总线155的中央处理单元(CPU)(或微处理器) 175。主存储器145 (例如，随机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大容量存储存储器系统，其包括：　　　　可重新编程的非易失性存储器单元，所述存储器单元被布置在多个存储器单元区块中，其可一起擦除且一起连接在多个串联串中，以界定用于存储数据的存储器单元行，其中将所述存储器单元分成至少两个存储器分区，且每个存储器分区具有系统区和数据区；以及　　　　控制器，其包含适合于经由逻辑接口从主机系统接收数据的微处理器；其中所述控制器通过使用映射表，将存储器空间从具有未用空间的第二存储器分区重新分配给已满或已达到阈值的第一存储器分区，其中所述映射表使用所述系统区和所述数据区的虚拟区块地址，使得所述系统区和所述数据区看似邻接所述主机系统；以及真实逻辑区块地址，其将所述虚拟区块地址映射到实际逻辑区块地址。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-6-29 11/170,2211.一种大容量存储存储器系统，其包括可重新编程的非易失性存储器单元，所述存储器单元被布置在多个存储器单元区块中，其可一起擦除且一起连接在多个串联串中，以界定用于存储数据的存储器单元行，其中将所述存储器单元分成至少两个存储器分区，且每个存储器分区具有系统区和数据区；以及控制器，其包含适合于经由逻辑接口从主机系统接收数据的微处理器；其中所述控制器通过使用映射表，将存储器空间从具有未用空间的第二存储器分区重新分配给已满或已达到阈值的第一存储器分区，其中所述映射表使用所述系统区和所述数据区的虚拟区块地址，使得所述系统区和所述数据区看似邻接所述主机系统；以及真实逻辑区块地址，其将所述虚拟区块地址映射到实际逻辑区块地址。2. 根据权利要求l所述的大容量存储系统，其中所述第一存储器分区和所述第二存储 器分区的每个系统区都包含用于存储文件分配表(FAT)的空间，其中所述FAT 区基于是将数据空间添加到分区还是从分区减去数据空间而扩展或收縮。3. 根据权利要求2所述的大容量存储系统，其中第一存储器分区和第二存储器分区的 所述FAT区足够大以容纳所述整个大容量存储系统的FAT条目。4. 根据权利要求1所述的大容量存储系统，其中当所述大容量存储系统被初始化时， 虚拟地址和真实逻辑地址对于所述第一存储器分区和所述第二存储器分区是相同 的。5. 根据权利要求l所述的大容量存储系统，其中当空余存储器空间从所述第二存储器 分区分配到所述第一存储器分区时，调整存储器分区的FAT条目。6. 根据权利要求1所述的大容量存储系统，其中当空余存储器空间从所述第二存储器 分区分配到所述第一存储器分区时，调整目录中的文件名称条目。7. 根据权利要求l所述的大容量存储系统，其中所述大容量存储系统是快闪装置。8. —种大容量存储存储器系统，其包括控制器，其包含适合于经由逻辑接口从主机系统接收数据的微处理器； 第一存储器分区，其具有系统区和数据区；以及第二存储器分区，其具有系统区和数据区；其中所述控制器通过使用所述系统区 和所述数据区的虚拟区块地址使得所述系统区和所述数据区看似邻接所述主机系 统，来将存储器空间从具有未用存储空间的所述第二存储器分区重新分配到已满或9. 根据权利要求8所述的大容量存储系统，其中所述第一存储器分区和所述第二存储 器分区的每个系统区包含用于存储文件分配表(FAT)的空间，其中所述FAT区 基于是将数据区添加到分区还是从分区减去数据区而扩展或收縮。10. 根据权利要求9所述的大容量存储系统，其中所述第一存储器分区和所述第二存储 器分区的所述FAT区足够大以容纳所述整个大容量存储系统的FAT条目。11. 根据权利要求8所述的大容量存储系统，其中当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特C张，迈克尔霍尔茨曼，法施德萨伯特沙吉，保罗麦卡沃伊，巴赫曼卡瓦米，
申请(专利权)人：桑迪士克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]