存储装置以及平均使用一快闪式存储器的区块的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种存储装置以及平均使用一快闪式存储器的区块的方法。该快闪式存储器包含一快闪式存储器控制器。该快闪式存储器控制器用以通过下列方式来处理平均磨损：将频繁更新的数据分配于抹除次数较少的区块中，并将较少更新的数据分配于频繁抹除的区块中，以使区块抹除次数达到动态均匀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种存储装置以及平均使用一快闪式存储器(flash memory)的 区块的方法。更具体说，本专利技术是关于一种用以平均使用一快闪式存储器的区块的 快闪式存储器控制器及其方法。
技术介绍
可携式存储器广泛应用于诸多应用中。然而，有几种固有的性质限制了其应用 领域。以快闪式存储器为例，其基本存取单位表示为区块(block)，且具有数据 的区块(表示为已写入区块)无法直接被覆写新数据，而是需先被抹除。换言之， 仅有空白/被抹除区块方可被写入数据。若欲写入新数据至具有第一逻辑地址的已 写入区块，则即将写入的新数据将被写入一备用区块，且该第一逻辑地址被重新分 配给具有该新数据的备用区块。然后，该已写入的区块被抹除成为一备用区块。上 述操作被称为热区变化(hot-zone change)，其中热区是指在一次操作中所要 变换的区块数量，且将被重写的已写入区块的热区与将要接收新数据的备用区块的 热区是相等的。此外， 一快闪式存储器的各区块皆具有抹除次数限制。举例而言， 一区块可被 抹除几万次，随后该区块便不能再进一步抹除及写入新数据，即该区块自此失效。 当快闪式存储器开始出现失效的区块时，其只能被读取或者完全无法使用，无论其 是否具有任何其它良好的区块。 一般而言，单电平单元(single-levd-cell)快闪式存储器的抹除限制次数是十万次，而多电平单元(multi-level-cell)快闪式存储器 的抹除限制次数则仅为一万次。已知的快闪式存储器包含各种数量的区块，例如1024个区块、2048个区块等 等。己知的的区块管理技术是将快闪式存储器的所有区块划分成若干平均具有这些 区块的管理单元。各该管理单元具有二种区域 一种是数据区域，另一种则为备用 区域。数据区域用以对应于由一主机所分配的逻辑地址，该逻辑地址可通过CHS (Cylinder/Head/Sector)模式或LBA (logical block address)模式进行分配。备用区域则用以提供备用区块，以于将要写入新数据至快闪式存储器时替换已写入的区 块。因管理单元具有备用区域，故可以理解，各该管理单元的容量是大于管理单元 所对应的逻辑地址的容量。显而易见地，当主机频繁且过度存取某些特定逻辑地址时，对应于这些特定逻 辑地址的区块以及用于替换的备用区块的抹除次数将过度增加，致使各区块的抹除 次数不均匀。因此，存储器产业中需要一种用以管理数据区块及备用区块的使用、借以平均 使用各区块的方式。本产业中亦需要一种可降低成本地管理数据区块及备用区块的 解决方案。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种存储装置以及平均使用一快闪式存储器的区 块的方法。该快闪式存储器包含一快闪式存储器控制器。该快闪式存储器控制器用以通过下列方式来处理平均磨损(wear-leveling):将频繁更新的数据分配于抹除 次数较少的区块中，并将较少更新的数据分配于频繁抹除的区块中，以使区块抹除 次数达到动态均匀。为达上述目的，该快闪式存储器控制器包含一权重计算模块(wdght calculation module)，用以计算数据区块与备用区块间的热区变化。该快闪式存储器控制器亦 包含一备用区域监视模块(spare region monitor module)，用以监视备用区块的使 用次数及序列并提供一使用数值。当该使用数值与该权重不一致时，该快闪式存储 器控制器便开始处理平均磨损。附图说明下面将配合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细的说明，以便该
具有 通常知识者可更清楚了解本创作的目的，以及本创作的技术手段及实施态样，其中； 图1是本专利技术的一控制器1的方块图； 图2是本专利技术的一记录序列的图式； 图3a-3d是该记录序列的操作的图标；图4是本专利技术一实施例的用以平均使用一快闪式存储器的区块的流程图；以及 图5是图4所示步骤402的另一实施例的流程图。具体实施例方式本专利技术提供一种，即所谓 的平均磨损方法。本专利技术是用以将频繁更新的数据分配于抹除次数较少的区块中， 并将较少更新的数据分配于频繁抹除的区块中，以使区块抹除次数达到动态均匀。 本专利技术提供一种动态更新备用区块的使用、从而低成本地达成平均磨损的方法。图1例示本专利技术的一控制器1的方块图。控制器1包含于一存储装置中，该存 储装置包含一快闪式存储器，该快闪式存储器自控制器1接收控制信号。该快闪式 存储器包含一数据区域及一备用区域，该数据区域具有多个数据区块，而该备用区 域具有多个备用区块。控制器1用以建立一记录序列，以记录这些备用区块的一预 定的抹除/写入序列、以及记录这些备用区块的一已抹除/已写入序列，并根据该记 录序列激活一平均磨损程序。控制器1包含一权重计算模块11、 一备用区域监视模块12、 一激活模块13、 一非热区选择模块14、以及一区块变化模块15。权重计算模块11用以计算激活平均磨损的紧迫程度，并产生一权重101。对 权重计算模块ll的一实例详述如下。首先， 一原始权重是备用区域容量的倍数。 举例而言，若备用区域的容量是32个区块，则原始权重可是32、 64、或32的其 它倍数。于该快闪式存储器使用后，权重计算模块11开始计算数据区块与备用区 块间的热区变化，当每次计算的热区与较大区块数量相关，即意味着各区块被均匀 地使用，权重计算模块11便增大权重101以确保延迟激活平均磨损。反之，权重 计算模块11会减小该权重，以确保提早激活平均磨损。于延迟激活平均磨损情形 中，将呈现出较大热区，此意味着每次变化中应用数据区域及备用区域中更大数量 的数据区块改变，并使区块更均匀地得到使用。而于提早激活平均磨损的情形中， 则呈现出较小热区，此使快闪式存储器的区块使用较不均匀，故需要提早激活平均 磨损。备用区域监视模块12用以监视备用区块的使用，其监视备用区块的使用频率 及顺序，并产生一使用数值102及一重用(reuse)数值103。更具体说，备用区域 监视模块12用以建立该记录序列，根据预定的抹除/写入序列而依序写入数据至这 些备用区块，并根据已抹除/已写入序列而产生一使用数值及一重用数值。使用数值102代表备用区块被存取的频率，而重用数值103代表一特定备用区 块的重复使用次数。亦即，使用数值102包含关于已抹除/已写入序列中任一备用 区块的一重复率的信息，而重用数值103包含关于已抹除/已写入序列中一特定备 用区块的重用次数的信息。重用数值102随后提供至权重计算模块11以更新权重 101，从而确保延迟激活或提早激活平均磨损。然后，当使用数值102所含信息表 示重复率小于一参考值时，权重计算模块11调高权重101。重用数值103则提供 至激活模块13。备用区域监视模块12建立一记录序列，以记录备用区块的一预定 的抹除/写入序列以及备用区块的一己抹除/已写入序列。该记录序列的容量大于备用区块的数量。于使用快闪式存储器之前，该已抹除/已写入序列是空白。备用区 域监视模块12依序记录已抹除/已写入备用区块至该记录序列，并当备用区域监视 模块12的容量已满时清除该记录序列中最早的己抹除/已写入备用区块。参见图2，其例示记录序列21。记录序列21包含预定的抹除/写入序列211及 已抹除/已写入序列212。预定的抹除/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以平均使用一快闪式存储器的区块的方法，该快闪式存储器包含一数据区域以及一备用区域，该数据区域具有多个数据区块，该备用区域具有多个备用区块，该方法包含下列步骤：　建立一记录序列，以记录这些备用区块的一预定的抹除／写入序列，以及这些备用区块的一已抹除／已写入序列；　根据该预定的抹除／写入序列，依序写入数据至这些备用区块；　根据一预定的规则，检查该已抹除／已写入序列的这些备用区块；以及　以至少一数据区块，替换符合该预定的规则的这些备用区块。

【技术特征摘要】
US 2007-7-25 60/951,794;US 2008-1-11 11/972,6581.一种用以平均使用一快闪式存储器的区块的方法，该快闪式存储器包含一数据区域以及一备用区域，该数据区域具有多个数据区块，该备用区域具有多个备用区块，该方法包含下列步骤建立一记录序列，以记录这些备用区块的一预定的抹除/写入序列，以及这些备用区块的一已抹除/已写入序列；根据该预定的抹除/写入序列，依序写入数据至这些备用区块；根据一预定的规则，检查该已抹除/已写入序列的这些备用区块；以及以至少一数据区块，替换符合该预定的规则的这些备用区块。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于该记录序列具有一容量，该方法还 包含下列步骤依序记录该己抹除/已写入备用区块至该记录序列；以及 自该记录序列中，清除最早的已抹除/已写入备用区块。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于这些数据区块具有对应的多个逻辑 地址，该方法还包含下列步骤连结一逻辑地址至一符合这些预定规则的这些备用区块，该逻辑地址对应这些 已取代数据区块其中之一。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于该预定的抹除/写入序列具有一长 度、 一置入标示，位于该预定的抹除/写入序列的一尾端、 一移出标示，位于该预 定的抹除/写入序列的一首端，该依序写入数据至这些备用区块的步骤，包含下列 步骤自该预定的抹除/写入序列中，提供至少一备用区块，以根据该写入数据的容 量，进行数据写入；移动该移出标示至该用以进行数据写入的至少一备用区块之后； 移动已抹除的至少一数据区块至该备用区域，作为至少一备用区块；以及 移动该置入标示，以维持该预定的抹除/写入序列的该长度。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于该预定的抹除/写入序列的该长度， 适可容纳该备用区域内的所有这些备用区块。6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于该预定的规则是一阈值，该替换步骤包含当该检查步骤的该结果，代表位于该已抹除/已写入序列内的任何备用区 块的一重复率等于该阈值时，以一数据区块替换该备用区块。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于该阈值是可调整，且执行该检查步 骤后，该方法还包含下列步骤当位于该己抹除/已写入序列内的任何备用区块的该重复率，小于一参考值时， 增加该阈值。8. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于该预定的规则是一阈值，该替换步 骤包含当该检查步骤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许鸿荣，张孝德，
申请(专利权)人：慧荣科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]