存储器装置、存储器控制方法和程序制造方法及图纸

这里公开一种存储器装置，其包括：非易失性存储器，配置来允许以簇为单位向其写入数据和从其读取数据，并且允许以多个扇区组成的块为单位从其删除数据；控制电路，配置来控制对所述非易失性存储器的访问操作；管理区域；用户数据区域；以及高速缓冲存储器区域；所述管理区域包括逻辑／物理表、以及所述高速缓冲存储器区域中的物理块的地址。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及存储器装置、存储器控制方法和程序。更具体地，本专利技术涉及具有如闪存的非易失存储器的存储器装置、以及用于该存储器装置的存储器控制方法和程序。
技术介绍
存在多种存储器装置，其每个包含闪存并且用作如个人计算机、数字静态相机、数字摄像机、以及音频记录器的设备使用的外部存储设备。闪存是允许数据随机地以簇为单位写入到其并且从其读取的存储器。数据不是随机地而是以块为单位从闪存删除。闪存中的存储单元通过重复的数据更新而劣化。由于此原因，对闪存的更新操作的次数是有限的。也就是说，避免集中在相同簇上的访问，以便延长闪存的寿命。当位于与给定物理地址相关联的逻辑地址的数据要被更新时，更新数据不被写入相同的物理块，而是写入新删除状态的另一个物理块(即，空闲块)。使得在数据更新前分配给所述的逻辑地址的物理地址与在更新后分配给该逻辑地址的物理地址不同。通过使用内部存储的地址转换表的闪存实现了该特征，所述地址转换表表示逻辑和物理地址之间对应的关系。当存储器装置附接到主机设备时，从闪存读取该地址转换表，加载到主机设备或存储器装置的工作存储器，并且在其中更新。在普通的存储器装置中，即使少数扇区的数据更新也涉及在整个物理块中重写数据。对块的访问耗时并且促使其中的存储单元的劣化。为了最小化该缺点，闪存中的每个块被划分为报头区域和数据区域。要写入到数据区域的数据记录的起始地址和记录长度被写入相应的报头区域，并且数据区域中的数据记录提供有链接信息区域和标记区域。因此数据以数据记录为单位被写入和更新。当当前块变为耗尽的时，取回有效的数据记录并且转移到空闲块，并且删除从其取回记录的块。该技术说明性地在日本专利公开No.Hei-->11-73363(以下称为专利文献1)中公开。
技术实现思路
由如上面概述的报头区域和数据区域组成的每个块形成的闪存因而具有为每个块建立的报头区域、链接信息区域、以及标记区域。上面的专利文献1中的技术趋于减小容纳数据的存储器容量，并且不利于存储器的有效使用。为了克服上述技术的缺点，本申请人提出了在日本专利公开No.2006-48227(以下称为专利文献2)中公开的数据处理系统。该数据处理系统包括提供逻辑/物理表，其中逻辑块的地址、物理块的地址、以及物理块的结束簇数目相互关联。在操作中，如果基于写入指令要写入的数据的起始簇数目SC高于逻辑/物理表中的物理块的结束簇数目EC，那么数据被添加到物理块而不执行普通的物理块更新(即，写入新的数据到新的物理块并且复制原始物理块)。在上面的专利文献2中提出的数据处理系统减少了删除闪存的次数，并且有效地在闪存中更新数据而不显著地减小闪存容量，由此减轻了存储器单元的劣化并且加速地存储器中数据的访问。上面的数据处理系统具有许多特性。在使用非易失性存储器作为其记录介质的系统的存储器装置中的数据不能被覆盖。数据以不同于删除数据的单位的单位被写入(即，写入单位小于删除单位)。数据可以被添加到非易失性存储器的每个块内。利用FAT(文件分配表)文件系统的存储器装置要求与写入文件数据并行地更新如FAT和目录条目的管理信息。除了用于用户的数据区域外，保持管理信息的记录设备在存储器内具有用于存储管理信息的区域。每次从主机设备执行文件数据写入，在闪存中更新管理信息。包含高速缓冲存储器块的存储器装置在每个高速缓冲存储器块内以簇为单位保持数据。逻辑和物理地址之间的对应在高速缓冲存储器块中固定(即，逻辑地址以从物理地址的开头开始的升序分配)。在这些情况下，上述数据处理系统需要在文件数据的写入操作期间对超过指定逻辑边界(即，以多个扇区为单位的逻辑空间大小)的连续的逻辑地址执行写回(write-back)，即使更新大小小于簇大小。该写回操作导致能够缩短产品寿命的块删除。写回还包括碎片(garbage)收集和数据擦除，这能-->够导致写入性能的下降。如FAT和目录条目的管理信息结合文件数据的写入被更新。因为要写入的文件的大小小于指定逻辑边界，该指定逻辑边界组成以多个扇区为单位的逻辑空间，所以访问集中在相同的逻辑地址空间。这导致频繁的数据覆盖。由于这些原因，无论何时数据被写到曾经被写的逻辑空间，上述数据处理系统被强迫对高速缓冲存储器块执行写回操作。写回触发器阻止缩短产品寿命的删除。写回还包括碎片收集和数据擦除，这可能导致写入性能的下降。因为非易失性存储器(NAND型闪存)中的数据不能被覆盖并且因为以块为单位删除数据，所以无论何时发生数据更新，逻辑/物理表都必须在存储器装置内部保持一致。这意味着写入数据需要以块为单位保存在别处，而不管要更新的数据的大小。此外，不同于更新数据的数据需要通过数据的碎片收集从原始块复制。在更新后，出现包含不需要的数据并且需要被删除的块。关于这一点，每块能被删除的可允许的次数是有限的。本申请人然后提出了一种旨在克服上述缺点的存储器装置和存储器控制方法(在日本专利公开No.2007-156633中，以下称为专利文献3)。提出的装置和方法被设计来抑制写回操作，从而阻止碎片收集和数据擦除，并且最小化写入性能的降低。尽管如此，提出的装置和方法具有以下缺点：根据上述技术，如果写入数据已经停止没有达到指定逻辑边界，那么数据被保存到称为OD高速缓冲存储器的高速缓冲存储器块。管理信息以允许逻辑空间(逻辑空间A)的开头和末尾在OD高速缓冲存储器中识别的方式注册。因为只有一个逻辑空间可以被注册，所以如果在相同的块中发生写入到不同的逻辑空间B，则必须执行写回。尽管该问题可以通过增大管理信息的大小来避免，但这花费更长时间来保存膨胀的管理信息，并且保存管理信息的处理需要被更频繁地执行。这导致当写回操作不发生时写入性能的下降。本专利技术已经根据上面的情况做出，并且提供一种存储器装置、存储器控制方法和程序，用于可靠地减小写回操作的频率，从而阻止当写回操作不发生时写入性能的下降。在执行本专利技术中并且根据本专利技术的一个实施例，提供了一种存储器装置，包括：非易失性存储器，配置来允许以簇为单位向其写入数据和从其读取数据，并且允许以多个扇区组成的块为单位从其删除数据；以及控制电路，配-->置来控制对非易失性存储器的访问操作；其中该非易失性存储器包括：管理区域，其中记录管理信息；用户数据区域，其中记录来自用户的数据；以及高速缓冲存储器区域，其中暂时保持要被写入用户数据区域和从用户数据区域读取的数据；其中管理区域包括逻辑/物理表，其与分配给逻辑块的物理块的地址相关联地存储用户数据区域中的逻辑块的地址，以及对应于逻辑/物理表中的物理块的地址的高速缓冲存储器区域中的物理块的地址；并且其中，一旦写入大小小于在用户数据区域中的用户块中以多个扇区为单位组成逻辑空间大小的指定的逻辑大小，控制电路就在写入部分管理信息到保持数据的高速缓冲存储器块的同时，保存数据到适当选择的高速缓冲存储器块。优选地，控制电路可以在维持用于保存管理信息的非易失性存储器的大小的同时，将数据保存在高速缓冲存储器块中的多个逻辑空间中。优选地，根据高速缓冲存储器块中的管理信息，控制电路可以确定额外的数据是否可以写入选择的高速缓冲存储器块，并且如果发现可以写入额外的数据到高速缓冲存储器块，那么在向其添加写入数据之前写入额外的管理信息到高速缓冲存储器块。优选地，如果发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器装置，包括：　非易失性存储器，配置来允许以簇为单位向其写入数据和从其读取数据，并且允许以由多个扇区组成的块为单位从其删除数据；以及　控制电路，配置来控制对所述非易失性存储器的访问操作；　其中该非易失性存储器包括：　管理区域，其中记录管理信息；　用户数据区域，其中记录来自用户的数据；以及　高速缓冲存储器区域，其中暂时保持要写入所述用户数据区域和从所述用户数据区域读取的数据；　所述管理区域包括逻辑／物理表，其与分配给所述逻辑块的物理块的地址相关联地存储所述用户数据区域中的逻辑块的地址，以及对应于所述逻辑／物理表中的所述物理块的地址的所述高速缓冲存储器区域中的物理块的地址；并且　一旦写入其大小小于在所述用户数据区域中的用户块中以多个扇区为单位组成的逻辑空间大小的指定的逻辑大小的数据，所述控制电路就在写入部分管理信息到保持所述数据的高速缓冲存储器块的同时，保存所述数据到适当选择的高速缓冲存储器块。

【技术特征摘要】
JP 2007-9-12 237181/071.一种存储器装置，包括：非易失性存储器，配置来允许以簇为单位向其写入数据和从其读取数据，并且允许以由多个扇区组成的块为单位从其删除数据；以及控制电路，配置来控制对所述非易失性存储器的访问操作；其中该非易失性存储器包括：管理区域，其中记录管理信息；用户数据区域，其中记录来自用户的数据；以及高速缓冲存储器区域，其中暂时保持要写入所述用户数据区域和从所述用户数据区域读取的数据；所述管理区域包括逻辑/物理表，其与分配给所述逻辑块的物理块的地址相关联地存储所述用户数据区域中的逻辑块的地址，以及对应于所述逻辑/物理表中的所述物理块的地址的所述高速缓冲存储器区域中的物理块的地址；并且一旦写入其大小小于在所述用户数据区域中的用户块中以多个扇区为单位组成的逻辑空间大小的指定的逻辑大小的数据，所述控制电路就在写入部分管理信息到保持所述数据的高速缓冲存储器块的同时，保存所述数据到适当选择的高速缓冲存储器块。2.如权利要求1所述的存储器装置，其中所述控制电路在维持用于保存所述管理信息的所述非易失性存储器的大小的同时，将所述数据保存在所述高速缓冲存储器块中的多个逻辑空间中。3.如权利要求1所述的存储器装置，其中所述控制电路根据高速缓冲存储器块中的所述管理信息，确定额外的数据是否可以写入选择的高速缓冲存储器块，如果发现可以写入额外的数据到所述高速缓冲存储器块，那么在向其添加写入数据之前写入额外的管理信息到所述高速缓冲存储器块。4.如权利要求3所述的存储器装置，其中，如果发现可以写入额外的数据到所述高速缓冲存储器块，那么在写入额外的管理信息到所述高速缓冲存储器块和向其添加写入数据之前，所述控制电路更新所述管理区域中的所述管理信息。5.如权利要求3所述的存储器装置，其中，所述控制电路确定额外的数据是否可以写入选择的高速缓冲存储器块，如果发现不能写入额外的数据到高速缓冲存储器块，那么确定在所述高速缓冲存储器块中注册的多个逻辑空间的数目是否大于预定的数目；并且如果发现所述多个逻辑空间的数目小于所述预定的数目，那么所述控制电路复制保存在所述高速缓冲存储器块中的有效数据到新的高速缓冲存储器块，并且在复制到所述新的高速缓冲存储器块后添加关于状态的管理信息。6.如权利要求5所述的存储器装置，其中，如果在所述高速缓冲存储器块中存在多个管理信息项，那么所述控制电路使最近写入的管理信息项有效。7.如权利要求5所述的存储器装置，其中所述控制电路在向所述新的高速缓冲存储器块添加写入数据之前，写入额外的管理信息到所述新的高速缓冲存储器块。8.一种用于非易失性存储器的存储器控制方法，所述非易失性存储器配置来允许以簇为单位向其写入数据和从其读取数据，并且允许以多个扇区组成的块为单位从其删除数据，所述非易失性存储器包括管理区域、用户数据区域以及高速缓冲存储器区域，所述存储器管理方法包括以下步骤：记录逻辑/...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子畅宏，中西健一，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]