硅储存媒体及其控制器、控制方法技术

本发明专利技术是关于一种硅储存媒体、硅储存媒体控制器及其控制方法、资料框架为格式的储存媒体。该硅储存媒体控制器，能充分利用储存空间，由增加关联对照表缓冲区以及定址对照模块，以包括系统端记录的前置描述元的资料框架，提供硅储存体控制器依据上述对照码产生系统存取位址与资料框架之间的关联对照表，藉以在进行存取作业时，迅速判断所对应资料框架实际储存位置，以进行后续读取或更新作业。在前置描述元中，除“资料框架”的对照码、起始位址、以及标示框架资料长度之外，更可包括压缩演算法区别码、参照资料表的指标等资讯，提供硅储存媒体控制器具有压缩／解压缩功能时作为建立关联对照表的依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种硅储存媒体控制器，特别是涉及一种以可变长度资料框架为基础的硅储存媒体控制器。具体的说，本专利技术是有关于一种硅储存媒体、硅储存媒体控制器及其控制方法、资料框架为格式的储存媒体(SILICON STORAGE MEDIA AND CONTROLLER THEREOF，CONTROLLING METHODTHEREOF，AND DATA FRAME BASED STORAGE MEDIA)。
技术介绍
目前采用硅芯片制成的记忆体作为硅储存媒体已日渐普及，大部份均是通过一控制器连接系统端介面，将资讯写入记忆体，或自记忆体读取并传输至系统端。其中硅储存媒体因具备耗电低、可靠度高、容量大、存取速度快等特点，而广泛的应用于各种可携式数字电子装置，例如数字相机、数字随身听、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等产品，使用量迅速成长。硅储存媒体亦因而衍生出多种不同的型态，目前主要有Compact Flash Card(CF)、Memory Stick Card(MS)、Secure DigitalCard(SD)、Smart Media Card(SM)等多种形式。此外，在个人计算机的应用领域，可轻易通过通用序列汇流排(Universal Serial Bus，USB)介面安装使用的USB随身碟亦在近年演变成备受欢迎的新兴产品。上述多种采用硅芯片制成的记忆体作为硅储存媒体的可携式储存装置，其储存容量均受限于所采用内建的记忆体量。其内部控制器仅具备连接系统端介面，接受系统所下达的指令，并且据以存取记忆体的内容。因此，上述可携式储存装置的主要成本为硅芯片记忆体。故为达降低成本的目的，主要的课题为充分发挥记忆体有限的容量。现有习知的硅储存媒体控制器，是以直接记录原始资料至记忆体中为主，其对照方式均是以记忆体进行读取或写入作业的最低单位容量即“记忆页”(page)为基础，并且利用该记忆页容量的“冗余区间”(redundantarea)，记录逻辑位址对照码，修正码等资讯。单一区段的容量，通常以储存装置最常采用的单位容量528位元为主，相当于一个单位磁区(sector)的容量；另亦提供单一记忆页容量达2048位元组(字节)、冗余区容量达64位元组的新式记忆体，但是控制器仍是以相同的方式进行管理，意即在单一记忆页中记录对应的逻辑位址对照码，亦未有导入资料压缩/解压缩的功能。请参阅图1A所示，是现有习知的硅储存媒体的内部架构方块图。该硅储存媒体100是由控制器110与一个或多个记忆体120构成，控制器110内部具有微处理器114，通过系统介面112与存取硅储存媒体的系统沟通传输指令与资料，将资料暂存于资料缓冲区116后，通过记忆体介面118写入记忆体120；或者是自记忆体120读取资料并将资料暂存于资料缓冲区116后，通过系统介面112传回要求读取资料的系统端。系统端传入的原始资料在记录至记忆体中时，除原始资料以外，须同时记录资料区块状态属性旗标(status flag)、错误修正码(errorcorrection code)、逻辑定址记录(logic address)等相关控制用资讯(即信息，以下均称为资讯)。在此定义相关控制用资讯各位元，其中资料区块状态属性旗标用以标示一记忆体区块记忆体放的资料所属状态是为“抹写后”(erased)、“使用中”、或“区块不良”(bad)。若为抹写后，则可用于记录更新的资料并且将旗标变更为“使用中”。若在写入过程发现区块内记录资料所用的记忆体不良而无法正确保存资料时，则将此区块标示为“区块不良”。标示为“使用中”的资料区块在所存放的资料更新并转移到其它“抹写后”区块之后，即可经过抹写作业而还原为“抹写后”状态。错误修正码通过特定的演算法，依原始资料产生出数个位元组的错误修正码。在根据检验错误修正码而侦测出记录原始资料的记忆单元发生错误时，可以据以修正错误，并将正确的资料传回系统端。微控制器发现记录原始资料的记忆单元发生错误时，会随即将正确的资料转移复制到其它“抹写后”资料区块，并且将故障的资料区块标示为“区块不良”。逻辑定址记录原始资料存放于记忆体时，微处理器必须配合记忆体适用的实体定址方式进行适当的规划、配置与利用。因而其配置顺序与系统端存取时所采用的逻辑定址顺序有相当大的差异。因而在控制器内部即需具备定址转换电路或定址转换控制流程，并依据记忆体空间规划作业方式，产生一个在系统端传入的逻辑定址与记忆体端的实体定址之间的转换对照表。为了在系统端关闭记忆卡电源以后仍旧能持续保留此种对照系，因此必须同时保存原始资料以及其对应的逻辑定址记录。如上所述，兹以应用较广泛的NAND闪存(快闪记忆体)为例，描述记忆体中资料区块的记录格式，如图1B所示。以储存单位为528位元的NAND闪存为例，即是以其中512位元组作为记录原始资料的储存空间，其余16位元组(称为控制资讯记录区)则用于记录前述的控制资讯。一般在存放所有必要的控制的资讯之后，控制资讯记录区通常尚有部分保留空间并未加以使用。综上所述，上述现有习知的硅储存媒体控制器的架构与记录资料的结构中，原始资料未经压缩处理，直接储存至记忆体中规划的位置，使得该种硅储存媒体仅能以增加记忆体硬件的方式才得以提高存储量，而无法经由如压缩等方式产生记忆卡储存容量提升之感。且传统的硅储存媒体是以“记忆页”为读写存取的单位，即便增加压缩机制，亦因为读写存取的单位过小而使压缩效能不佳，另外，有关对照指标与错误侦测修正码等控制资讯虽然均注记在各“记忆页”保留的冗余区段中，但是其中尚有若干空间未加以利用。另外其关联对照表是以长度固定的原始资料对应至记忆体“记忆页”的关系而建立。换句话说，从读取、写入与更新资料，直到更新关联对照表的种种作业过程，都是以长度固定的原始资料为基准。但是此种固定长度的储存架构，却无法在具备压缩机制的硅储存媒体中以既有的关联对照表进行资料的读写对应。由此可见，上述现有的硅储存媒体、硅储存媒体控制器及其控制方法在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决硅储存媒体、硅储存媒体控制器及其控制方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。有鉴于上述现有的硅储存媒体、硅储存媒体控制器及其控制方法存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的硅储存媒体、硅储存媒体控制器及其控制方法、资料框架为格式的储存媒体，能够改进一般现有的硅储存媒体、硅储存媒体控制器及其控制方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有的硅储存媒体控制器存在的缺陷，而提供一种新型结构的硅储存媒体控制器，所要解决的技术问题是使其中以较大的存取单位，如记忆区块，作为资料框架的资料记录格式与对照模式，同时在控制器增设一“关联对照表缓冲区”(translation table buffer)，以记录关联对照表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅储存媒体，适用于与一系统之间资料的读取与写入，其特征在于其包括：一记忆体，包括多数个记忆区块，每一该些记忆区块包括以一资料框架为单位的储存资料，该资料框架包括一前置描述元、复数个磁区资料以及一错误检查码，其中该前置描述元位于该 资料框架的最前端；以及一控制单元，其包括：一关联对照表缓冲区；以及一定址对照模块，其中当该控制单元更新该资料框架时，亦更新该关联对照表缓冲区，并将一对照关系记录于该前置描述元，该定址对照模块记录一原始资料的位 址，依据该系统下达的一读写存取指令位址搜寻该关联对照表缓冲区，取得对应的该记忆区块，并自对应的该记忆区块中读取所包含的该资料框架。

【技术特征摘要】
1.一种硅储存媒体，适用于与一系统之间资料的读取与写入，其特征在于其包括一记忆体，包括多数个记忆区块，每一该些记忆区块包括以一资料框架为单位的储存资料，该资料框架包括一前置描述元、复数个磁区资料以及一错误检查码，其中该前置描述元位于该资料框架的最前端；以及一控制单元，其包括一关联对照表缓冲区；以及一定址对照模块，其中当该控制单元更新该资料框架时，亦更新该关联对照表缓冲区，并将一对照关系记录于该前置描述元，该定址对照模块记录一原始资料的位址，依据该系统下达的一读写存取指令位址搜寻该关联对照表缓冲区，取得对应的该记忆区块，并自对应的该记忆区块中读取所包含的该资料框架。2.根据权利要求1所述的硅储存媒体，其特征在于其中所述的控制单元更包括一系统端介面，是该系统与该控制单元之间资料交换管道；一第一系统端资料缓冲区，用来暂存资料；一微处理器，是用来执行读取、写入与抹写的相关作业；一第一资料端资料缓冲区，用来暂存资料；以及一记忆体介面，是该些记忆体与该控制单元之间的资料交换管道。3.根据权利要求1所述的硅储存媒体，其特征在于其中所述的控制单元更包括一资料压缩/解压缩模块。4.根据权利要求3所述的硅储存媒体，其特征在于其中所述的控制单元更包括一第二系统端资料缓冲区及一第二记忆体资料缓冲区，作为该资料压缩/解压缩模块分别与该系统端介面及该记忆体介面之间的资料暂存。5.一种硅储存媒体控制器，适用于依照一系统下的一存取指令控制与至少一记忆体之间的资料存取，其特征在于该硅储存媒体控制器包括一系统端介面，是该系统与该硅储存媒体控制器之间资料交换管道；一第一系统端资料缓冲区，用来暂存资料；一微处理器，是用来执行读取、写入与抹写的相关作业；一关联对照表缓冲区，以记录一关联对照表作为资料存取参考；一定址对照模块，以作为该系统端下达的该存取指令的依据，取得对应的该记忆体的一记忆区块位址，并读取该资料框架进行资料传回系统或更新作业；一第一资料端资料缓冲区，用来暂存资料；以及一记忆体介面，是该些记忆体与该硅储存媒体控制器之间的资料交换管道。6.根据权利要求5所述的硅储存媒体控制器，其特征在于其更包括一资料压缩/解压缩模块。7.根据权利要求6所述的硅储存媒体控制器，其特征在于其更包括一第二系统端资料缓冲区及一第二记忆体资料缓冲区，作为该资料压缩/解压缩模块分别与该系统端介面及该记忆体介面之间的资料暂存。8.一种硅储存媒体控制方法，包括一控制单元与至少一用以记录资料框架的记忆体，其特征在于该硅储存媒体控制方法包括以下步骤根据读取该资料框架时所取得的一前置描述元，建立一关联对照表；根据该关联对照表，决定该资料框架所对应的一原始资料的容量与储存位置，其中，该前置描述元位于该资料框架的最前端，且该资料框架的资料储存量是依据该储存媒体的基本抹写单位而定。9.根据权利要求8所述的硅储存媒体控制方法，其特征在于其中所述的前置描述元包括一记忆区块状态；一对应原始资料的资料框架的记忆体起始位址；以及一原始资料长度。10.根据权利要求9所述的硅储存媒体控制方法，其特征在于其中所述的关联对照表是由复数个对照记录元所组成，而每一该些对照记录元储存的资讯包括一记忆区块状态；一对应原始资料的资料框架的记忆体起始位址；一原始资料长度；前一资料框架的对照记录元位址；以及下一资料框架的对照记录元位址。11.根据权利要求10所述的硅储存媒体控制方法，其特征在于其中当该原始资料是经压缩而以该资料框架格式储存于该抹写单位中，则该前置描述元与该对照记录元储存的资讯更包括一压缩演算法指标；以及一参数表指标，其中，压缩该原始资料时所用的演算法种类是根据该压缩演算法指标而得，且压缩该原始资料时所用的参数是由该参数表指标而得。12.根据权利要求8所述的硅储存媒体控制方法，其特征在于其中所述的关联对照表的建立更包括建立一未使用区块串列连结表；建立一使用区块串列连结表；以及视存取状况更新该未使用区块串列连结表与该使用区块串列连结表。13.根据权利要求12所述的硅储存媒体控制方法，其特征在于其中所述的建立该未使用区块串列连结表的步骤包括a、循序搜寻该些记忆区块；b、当找到一个未使用的记忆区块，且当该未使用区块串列连结表为空时，则设定此未使用的记忆区块为该未使用区块串列连结表的一起始区...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢祥安，
申请(专利权)人：万国电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]