用于快闪存储器的区块管理方法及其存储系统与控制器技术方案

用于快闪存储器的区块管理方法及其存储系统与控制器。该区块管理方法，用于管理快闪存储器存储系统的多个快闪存储器实体区块。此区块管理方法包括将快闪存储器实体区块分组为多个实体单元，并且将实体单元逻辑地分组为一数据区、一备用区与一取代区。此区块管理方法也包括在数据区与备用区之间执行第一实体单元交换，以及在备用区与取代区之间执行第二实体单元交换。因此，根据此区块管理方法可有效地平均使用快闪存储器实体区块，进而延长快闪存储器存储系统的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于快闪存储器的区决管理方法，且特别涉及一种能够平均快闪存储器实体区块的磨损的区块管理方法及使用此方法的快闪存储器存储系统与快闪存储 器控制器。
技术介绍
数字相机、手机相机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对存储介质 的需求也急速增加。由于快闪存储器(Flash Memory)具有数据非易失性、省电、体积小与 无机械结构等的特性，适合可携式应用，最适合使用于这类可携式由电池供电的产品上。存 储卡就是一种以NAND快闪存储器作为存储介质的存储装置。由于存储卡体积小容量大且 携带方便，所以已广泛用于个人重要数据的存储。因此，近年快闪存储器产业成为电子产业 中相当热门的一环。 —般来说，快闪存储器存储系统的快闪存储器实体区块会分组为多个实体单元并 且这些实体单元会分组为数据区(data area)与备用区(sparearea)。归类为数据区的实 体单元中会存储由写入指令所写入的有效数据，而备用区中的实体单元是用以在执行写入 指令时替换数据区中的实体单元。具体来说，当快闪存储器存储系统接受到主机的写入指 令而欲对数据区的实体单元进行写入时，快闪存储器存储系统会从备用区中提取一实体单 元并且将在数据区中欲写入的实体单元中的有效旧数据与欲写入的新数据写入至从备用 区中提取的实体单元并且将已写入新数据的实体单元关联为数据区，并且将原本数据区的 实体单元进行擦除并关联为备用区。为了能够让主机能够顺利地存取以轮替方式存储数 据的实体单元，快闪存储器存储系统会提供逻辑单元给主机。也就是说，快闪存储器存储 系统会通过在逻辑地址_实体地址映射表(logical address-physical address m即ping table)中记录与更新逻辑单元与数据区的实体单元之间的映射关系来反映实体单元的轮 替，所以主机仅需要针对所提供逻辑单元进行写入而快闪存储器存储系统会依据逻辑地 址_实体地址映射表对所映射的实体单元进行读取或写入数据。 然而，组成实体单元的实体区块的擦除次数是有限的(例如实体区块擦除一万次 后就会损坏)。倘若一个实体单元仅被程序化(programming) —次，而后未被再程序化时， 则此实体单元中的实体区块的磨损是相对地低，反之，如果一个实体单元被重复地程序化 与擦除时，则此实体单元中的实体区块的磨损就会相对地高。因此，所谓的磨损就是每一实 体单元被程序化或擦除的次数。 当实体区块磨损程度过高而导致损毁时，系统会将损毁的实体区块放置于坏区块 区而不会再使用，并且从取代区中提取新的实体区块来取代。然而，取代区中的新实体区块 都是未被使用的，因此当实体单元中的其中一个实体区块损坏而以取代区中的实体区块来 取代时，新实体区块的磨损与此实体单元中其他的实体区块的磨损会不平均。特别是， 一旦 损毁的实体区块数超过一定数量而使得实体单元的数目不足以提供主机对上述逻辑单元 的存取时，即使仍有其他实体区块磨损程度仍低，此快闪存储器存储系统依然会被判定为无法再使用。基此，此领域技术人员需不断研发能够平均地使用快闪存储器存储系统中所有实体区块的区块管理方法，以有效地延长快闪存储器存储系统的寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种区块管理方法，其能够平均地使用快闪存储器实体区块，进而有效地延长其使用寿命。 本专利技术提供一种快闪存储器存储系统，其使用上述区块管理方法来平均地使用其快闪存储器实体区块，进而有效地延长其使用寿命。 本专利技术提供一种快闪存储器控制器，其使用上述区块管理方法来平均地使用快闪存储器实体区块，进而有效地延长期使用寿命。 本专利技术提出一种区块管理方法，用于管理多个快闪存储器实体区块。此区块管理方法包括将快闪存储器实体区块分组为多个实体单元(physicalimit)，并且将实体单元逻辑地分组为一数据区(data area)、一备用区(sparearea)与一取代区(r印lace area)。此区块管理方法也包括在数据区与备用区之间执行一第一实体单元交换，以及在备用区与取代区之间执行一第二实体单元交换，其中第二实体单元交换是用以交换在备用区与取代区中好的实体单元(good physical unit)。 在本专利技术的一实施例中，上述的执行第一实体单元交换的步骤包括从属于上述数据区的实体单元之中选择一第一实体单元；从属于上述备用区的实体单元之中选择一第二实体单元；将第一实体单元中所存储的数据复制到第二实体单元中；将第一实体单元关联为属于上述备用区；以及将第二实体单元关联为属于上述数据区。 在本专利技术的一实施例中，上述在备用区与取代区之间执行第二实体单元交换包括当对上述实体单元执行一擦除指令时，计数一擦除指令执行次数；以及当此擦除指令执行次数大于一取代区平均磨损启动值时，则执行上述第二实体单元交换。 在本专利技术的一实施例中，上述在备用区与取代区之间执行第二实体单元交换包括记录属于上述数据区的实体单元与上述备用区的实体单元的一第一平均擦除次数；记录属于上述取代区的实体单元的一第二平均擦除次数；以及当此第一平均擦除次数与此第二平均擦除次数的一差异值大于一差异门限值时，则执行上述第二实体单元交换。 在本专利技术的一实施例中，上述在备用区与取代区之间执行第二实体单元交换包括记录属于上述备用区的实体单元的一第三平均擦除次数；记录属于上述取代区的实体单元的一第四平均擦除次数；以及当此第三平均擦除次数与此第四平均擦除次数的一差异值大于一差异门限值时，则执行上述第二实体单元交换。 在本专利技术的一实施例中，上述执行第二实体单元交换的步骤包括从属于上述备用区的实体单元之中选择一第三实体单元；从属于上述取代区的实体单元之中选择一第四实体单元；将此第三实体单元关联为属于上述取代区；以及将此第四实体单元关联为属于上述备用区。 在本专利技术的一实施例中，上述的区块管理方法还包括维护一取代实体单元表，其中此取代实体单元表中记录属于上述取代区的实体单元。 在本专利技术的一实施例中，上述的区块管理方法还包括记录每一实体单元的一擦除次数；以及根据所记录的擦除次数将属于上述备用区的实体区块区分为一高擦除区与一6低擦除区，并且从此高擦除区中选择上述第三实体单元。 本专利技术提出一种快闪存储器控制器，用于管理一快闪存储器存储系统的多个快闪存储器实体区块，此快闪存储器控制器包括微处理器单元以及耦接此微处理单元的快闪存 储器接口模块、主机接口模块、缓冲存储器与存储器管理模块，其中存储器管理模块将这些快闪存储器实体区块分组为多个实体单元并且将所分组的实体单元逻辑地分组为一数据 区、一备用区与一取代区，其中存储器管理模块会在数据区与备用区之间执行一第一实体 单元交换，以及在备用区与取代区之间执行一第二实体单元交换，其中此第二实体单元交 换是用以交换在备用区与取代区中好的实体单元。 在本专利技术的一实施例中，上述的存储器管理模块执行第二实体单元交换包括下述步骤当对上述实体单元执行一擦除指令时，计数一擦除指令执行次数；以及当此擦除指令执行次数大于一取代区平均磨损启动值时，则执行上述第二实体单元交换。 在本专利技术的一实施例中，上述的存储器管理模块执行该第二实体单元交换包括下述步骤记录属于上述数据区的实体单元与上述备用区的实体单元的一第一平均擦除次数；记录属于上述取代区的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区块管理方法，用于管理多个快闪存储器实体区块，该区块管理方法包括：将这些快闪存储器实体区块分组为多个实体单元；将这些实体单元逻辑地分组为一数据区、一备用区与一取代区；在该数据区与该备用区之间执行一第一实体单元交换；以及在该备用区与该取代区之间执行一第二实体单元交换，其中该第二实体单元交换是交换在该备用区与该取代区中好的这些实体单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶志刚，
申请(专利权)人：群联电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]