混合密度存储系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种混合密度存储系统的控制方法，其适用于在一主机与该存储系统之间数据的处理，其中主机具有多个逻辑区段的储存空间来存取数据，而存储系统具有一高密度存储器以及一低密度存储器，该高密度存储器中具有多个实体区段的储存空间来存取数据。所述的控制方法的步骤为首先，提供一低密度记忆分配表于该存储系统中的预定位置，用以记录低密度存储器的储存空间的配置信息；最后，根据数据的性质以及低密度记忆分配表的内容，将数据写至高密度存储器或低密度存储器中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种储存装置，尤其是涉及一种混合密度存储系统(Hybriddensity memory system)及其控制方法。
技术介绍
非挥发性存储器(Non-volatile memory,或称为非依电性存储器)是用以储存数 据，以闪存为例，其常应用于储存装置，例如记忆卡、USB接口随身碟、固态磁盘驱动器等。 请参阅图l，该图为现有存储系统的一具体实施例的系统结构示意图。如图1所 示，存储系统13可耦接于一主机11，使数据得以存取于主机11以及存储系统13之间。其 中在主机11内系以逻辑地址表示数据存放的位置，而在存储系统13内是以实体地址表示 数据存放的位置。存储系统13包括一储存模块131以及一控制模块133。所述的储存模 块131是用来储存数据，当主机11欲于该储存模块131中存取数据时，控制模块133会将 主机11下达的数据的逻辑地址转换成储存模块131中的实体地址，以正确地存取数据。 因为逻辑地址与实体地址的范围都非常大，因此要把逻辑地址转换到特定的实体 地址是很费时的工作，所以目前的存储系统13会利用区段化概念，将储存模块131内划分 多个实体区段(Physical Segment)，而主机11中提供的储存空间也划分成多个逻辑区段 (Logical Segment)与之一一对应，其中每一实体区段都包括多个区块(Block)，且每一实 体区块都包括多个地址，如此能以区段为单位来转换逻辑与实体地址的对应关系，进而方 便管理存储器的储存空间。 请参阅图2，该图为现有的区段化逻辑/实体地址转换概念的一具体实施例。如图 2所示，主机11中储存空间的逻辑地址(Logical Address)经过运算后，被划分成8000个 逻辑区块(LBA， Logical Block Address)，依次以每250个逻辑区块为单位定义成一个逻 辑区段(Logical Segment)的范围，进而获得32个逻辑区段LS。， LSn， LS31。而存储系 统13中的储存模块131也是以相同概念被划分成32个实体区段PS。，PS…，PS『每一个 实体区段中具有256个连续的实体区块(PBA，Physical Block Address)，其中有250个实 体区块用来与逻辑区块互相对应，而其余的6个实体区块是作为备用的冗余区块，以备记 录控制数据或取代有损坏的实体区块。 存储系统13中会于冗余区块存储器放逻辑/实体地址映像表(L2P M即pingTable)，其记录每一实体区段中的实体区块与逻辑区块之间的转换关系，具体来 说，逻辑区段LS。记录逻辑地址0 63999，其中分成250个逻辑区块(LBA = 0 249)，逻 辑/实体地址映像表中则记录250个逻辑区块转换至实体区块PBA二 0 255的对应关系。 如此通过参考逻辑/实体地址映像表可迅速地将逻辑地址对应到正确的实体地址。 承上所述，通过区段化的概念虽然减少了进行转换记忆单位的数量，也避免提供 大容量的储存空间来存放逻辑/实体地址映像表，然而，其中并未对目前具有高密度存储 器以及低密度存储器的混合存储系统结构下提出配置数据的方法。因为高密度存储器以及 低密度存储器分别具有不同的抹除耐用次数，若只是任意地将数据配置于两种密度存储器中，容易导致两种存储器的抹除次数不平均，如此一来，会面临其中一种密度的存储器先到 抹除耐用次数限制，但另一种密度的存储器尚可继续使用的情况，而提早结束储存装置的 使用寿命。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，依据数 据的性质来将其配置于不同密度的存储器，并提出有效管理储存在混合密度存储器的数据 的方法，期能达到抹除平均化的目的，并提高存储系统的使用寿命。 本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种， 以能在配置使用者数据到存储器时，达到抹除平均化的目的，进而提高存储系统的寿命，并 防止储存资源的浪费。 本专利技术所要解决的又一技术问题是提供一种，以 能在配置使用者数据到存储器时，能有效率地处理存储器数据，进而提高存储系统的数据 储存效能。 为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种混合密度存储系统，其适用于提供一主 机存取一使用者数据。所述的混合密度存储系统包括有一储存模块以及一控制模块。而控 制模块就主机存取使用者数据的寻址区间为多个逻辑单位(Logical Unit)。储存模块是包 括一由高密度存储器所构成的高密度记忆单元，及一由低密度存储器所构成的低密度记忆 单元，其中，该高密度记忆单元划分成多个实体单位(Physical Unit)的储存空间来与该逻 辑单位一一对应，每一实体单位包括多个实体区块(Physical Block)。控制模块系耦接于 主机以及储存模块之间，用以根据使用者数据的性质，将该使用者数据传送至高密度记忆 单元或低密度记忆单元中。 在本专利技术的一具体实施例中，所述的逻辑单位为一逻辑区段(LogicalSegment)， 而实体单位为一实体区段(Physical Segment)。并且，每一实体单位中具有一区段分配表 (Segment Table)，用以指示所包括的实体区块的配置信息。区段分配表特别具有一更新字 段，用以指示该使用者数据存取于该低密度记忆单元内的地址。 在本专利技术的一具体实施例中，所述的低密度记忆单元中具有一低密度记忆分配表 (L匿Table)，用以指示低密度记忆单元的储存空间的配置信息；且低密度记忆分配表的地 址是记录于区段分配表中。 本专利技术又揭示一种混合密度存储系统的控制方法，其适用于在一主机与该混合密 度存储系统之间存取一使用者数据，其中主机具有多个逻辑单位(Logical Unit)的储存 空间来存取使用者数据，而混合密度存储系统具有一高密度记忆单元以及一低密度记忆单 元，该高密度记忆单元提供多个实体单位(Physical Unit)的储存空间来与逻辑单位一一 对应，每一实体单位包括多个实体区块(Physical Block)。所述的控制方法的步骤为首先， 提供一低密度记忆分配表(LDM Table)于该混合密度存储系统中，用以记录该低密度记忆 单元的储存空间的配置信息；其次，根据使用者数据的性质以及低密度记忆分配表的内容， 将使用者数据传送至高密度记忆单元或低密度记忆单元中。 通过前述技术方案，本专利技术可依据数据的性质将其配置于适当的记忆空间，并以 循环使用储存空间的机制，进而达到抹除均化的效果。 以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。 附图说明 图1为现有的存储系统的一具体实施例的系统结构示意图； 图2为现有的区段化逻辑/实体地址转换概念的一具体实施例； 图3为本专利技术所提供的混合密度存储系统的一具体实施例的系统结构示意图； 图4为本专利技术所提供的逻辑/实体区段映像的一具体实施例的储存结构示意图； 图5为本专利技术所提供的主分配表的一具体实施例的结构示意图； 图6为本专利技术所提供的区段分配表的一具体实施例的结构示意图； 图7为本专利技术所提供的低密度记忆分配表的一具体实施例的结构示意图； 图8A 图8D为本专利技术所提供的数据处理程序的一具体实施例的示意图； 图9为本专利技术所提供的混合密度存储系统的控制方法的一具体实施例的步骤流程图；以及 图10为本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合密度存储系统，其特征在于，用于提供一主机来存取一使用者数据，该主机具有多个逻辑单位的一储存空间来存取该使用者数据，该混合密度存储系统包括：一储存模块，包括一由高密度存储器所构成的高密度记忆单元，及一由低密度存储器所构成的低密度记忆单元，其中该高密度记忆单元划分成多个实体单位的储存空间来与该些逻辑单位一一对应，每一该些实体单位包括多个实体区块；以及一控制模块，耦接于该主机以及该储存模块之间，用以根据该使用者数据的性质，将该使用者数据传送至该高密度记忆单元或该低密度记忆单元中。

【技术特征摘要】
一种混合密度存储系统，其特征在于，用于提供一主机来存取一使用者数据，该主机具有多个逻辑单位的一储存空间来存取该使用者数据，该混合密度存储系统包括一储存模块，包括一由高密度存储器所构成的高密度记忆单元，及一由低密度存储器所构成的低密度记忆单元，其中该高密度记忆单元划分成多个实体单位的储存空间来与该些逻辑单位一一对应，每一该些实体单位包括多个实体区块；以及一控制模块，耦接于该主机以及该储存模块之间，用以根据该使用者数据的性质，将该使用者数据传送至该高密度记忆单元或该低密度记忆单元中。2. 根据权利要求1所述的混合密度存储系统，其特征在于，该控制模块是根据该实体 单位的抹除次数来调整该些逻辑单位与该些实体单位的地址的对应关系。3. 根据权利要求1所述的混合密度存储系统，其特征在于，该逻辑单位为一逻辑区段， 而该实体单位为一实体区段。4. 根据权利要求1所述的混合密度存储系统，其特征在于，该控制模块可定义每一该 实体单位的起始地址以及长度。5. 根据权利要求1所述的混合密度存储系统，其特征在于，每一该实体单位具有一区 段分配表，用以指示所包括的该实体区块的配置信息。6. 根据权利要求5所述的混合密度存储系统，其特征在于，该区段分配表具有一更新 字段，用以指示该使用者数据存取于该低密度记忆单元内的地址。7. 根据权利要求6所述的混合密度存储系统，其特征在于，该区段分配表具有一配置 旗标字段，用以指示该实体区块是否被配置来存取该使用者数据，且具有一调整区段旗标 字段，用以指示是否调整存取该使用者数据的实体地址，以及具有一实体区块偏移字段，用 以指示存取该使用者数据的该实体区块地址。8. 根据权利要求6所述的混合密度存储系统，其特征在于，该低密度记忆单元中具有 一低密度记忆分配表，用以指示该低密度记忆单元的储存空间的配置信息，且该低密度记 忆分配表的地址是记录于该区段分配表中。9. 根据权利要求1所述的混合密度存储系统，其特征在于，该储存模块还保留其一的 该实体区块来储存一启动文件，用以储存控制启动该存储系统所需的信息。10. 根据权利要求1所述的混合密度存储系统，其特征在于，该低密度记忆单元为单级 单元存储器、相变化存储器、自由铁电式随机存取存储器或磁性随机存取存储器；而该高密 度记忆单元为多级单元存储器。11. 一种混合密度存储系统的控制方法，其特征在于，适用于在一主机与该混合密度存 储系统之间存取一使用者数据，该主机具有多个逻辑单位的一储存空间来存取该使用者数 据，而该混合密度存储系统具有一高密度记忆单元以及一低密度记忆单元，该高密度记忆 单元提供多个实体单位的储存空间来与该逻辑单位一一对应，每一该实体单位包括多个实 体区块，该控制方法包括下列步骤提供一低密度记忆分配表于该混合密度存储系统中，用以记录该低密度记忆单元的储 存空间的配置信息；以及根据该使用者数据的性质以及该低密度记忆分配表的内容，将该使用者数据存取于该 高密度记忆单元或该低密度记忆单元中。12. 根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，该主机的运作模式包括有一读取模式以及一写入模式。13. 根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，该低密度记忆单元定义连续多个热门实体区块，由一头端指针缓存器和一尾端指针缓存器从所包含的该热门实体区块中界 定出一有效实体区块的范围，该有效实体区块存放了至少一有效数据，该头端指针缓存器 存储器放的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明达，苏佐政，洪世芳，方子维，谢祥安，
申请(专利权)人：威刚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]