存储装置的使用寿命量测方法及其数据储存系统制造方法及图纸

一种数据储存系统，包括主机及具有非挥发性内存的存储装置。存储装置的控制器计算非挥发性内存的平均抹除次数，用以取得一剩余时间，来指示存储装置的使用寿命。主机比较平均抹除次数与第一临界值用以取得一指针并根据该指针决定存储装置的效能状态。若平均抹除次数大于第一临界值，设定效能状态为第一状态。主机根据效能状态产生一指示并执行一延伸程序，以响应于第一状态。该延伸程序加载一既定系统内编程码，用以置换原始系统内编程码，并于非挥发性内存中，配置最小数量的至少一部份备用区块，被保留及用于数据更新操作。

【技术实现步骤摘要】
存储装置的使用寿命量测方法及其数据储存系统
本专利技术有关于非挥发性内存，特别是有关于非挥发性内存的效能评估、系统内编 程码置换、以及具有使用该非挥发性内存方法的数据储存系统。现有技术由于非挥发性内存，例如闪存，不需倚赖电力即可维持其所储存的数据，因此广泛 地用于各种消费性电子装置中，像是手机、数字相机、个人数字助理(PDA)等。一般来讲，因 为非挥发性内存具有尺寸小、高存储密度、低耗电及低成本的优势，使其特别适用于所述消 费性电子装置。于是，将非挥发性内存，例如与非门(NAND)闪存包装成不同的储存媒体，诸 如小型快闪(CF)卡、多媒体卡(MMC)、安全数字(SD)卡、及固态储存硬盘(SSD)等。通常，非挥发性内存，像是闪存，会包含多个区块(block)，而每一区块具有用以储 存数据的多个页面(page)。进一步，闪存以页面为单位进行编程，而以区块为单元进行抹 除。对已储存数据之一区块而言，若欲更新该已储存的数据，则于重新使用或进行更新前必 须先抹除该已用的区块。这是因为仅能将数据写入至未储存数据的页面或已被抹除的页面 中，且闪存无法以页面为单位进行抹除。然而，由于每一可抹除区块会有抹除次数的限制，这使得非挥发性内存具有一使 用寿命。随着时间经过，当使用寿命耗尽时，将无法正确地对该非挥发性内存进行编程及抹 除，进而降低该非挥发性内存的整体效能。因此，需要一种方式，能够实时地更新非挥发性内存的使用寿命及效能状态。除 此之外，在使用寿命即将期满，或者效能严重恶化的情况下，能够提供及时通知，用以事 先采取适当的措施，像是置换该非挥发性内存的系统内编程码(in-system programming code)，或是备份其储存的数据。
技术实现思路
本专利技术提供一种数据储存系统，包括一存储装置及一主机。该存储装置包括一非 挥发性内存及一控制器。该非挥发性内存包括多个的实体区块，其具有多个的数据区块与 多个的备用区块，其中，所述数据区块用以储存数据，对应于所述数据区块的至少一部份备 用区块被保留及用于数据更新操作。该控制器，耦接于该非挥发性内存，用以计算已选取 实体区块之一平均抹除次数，并根据该平均抹除次数及每一实体区块之一最大允许抹除次 数，用以取得一剩余时间来表示该存储装置的使用寿命。该主机，耦接于该存储装置，用以 比较该平均抹除次数与一第一临界值来取得一指针、根据该指针决定该存储装置之一效能 状态，当该平均抹除次数大于该第一临界值，且保留用于所述数据区块数据更新操作的该 至少一部份备用区块以外的剩余备用区块数量小于一下限时，将该效能状态设定为一第一 状态、根据该效能状态产生一指示、以及执行一延伸程序，用以响应于该第一状态，该延伸 程序加载一既定系统内编程码，用以置换储存于该非挥发性内存的至少一实体区块中之一 原始系统内编程码。该延伸程序于非挥发性内存中，配置最小数量的该至少一部份备用区块，被保留及用于数据更新操作。另一方面，本专利技术提供一种存储装置的使用寿命量测方法。于一实施例中，该存储 装置包括一非挥发性内存，其具有多个的实体区块，该方法包括于一段既定期间中，累计 已选取实体区块之一总抹除次数；根据该总抹除次数及该段既定期间，计算该已选取实体 区块之一平均抹除次数；及根据该平均抹除次数及每一实体区块之一最大允许抹除次数， 取得一剩余时间，用以表示该存储装置的使用寿命。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附 图式，详细说明如下。附图说明图1显示依据本专利技术实施例的数据储存系统方块图。图2显示依据本专利技术实施例的存储装置操作方法流程图。图3显示依据图2实施例的存储装置另一操作方法流程图。图4显示依据本专利技术实施例的系统内编程码的置换流程图。主要组件符号说明10 --数据储存系统；102 非挥发性内存；104 控制器；106 主机；108 屏幕；及110 存储装置具体实施方式下文说明本专利技术的较佳实施方式。下述的说明用以更容易了解本专利技术，并非用以 限制本专利技术。本专利技术的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。图1显示依据本专利技术实施例的数据储存系统10方块图。该数据储存系统10包括存储装置110、主机106与屏幕108。存储装置110包括 控制器104与非挥发性内存102，例如与非门(NAND)闪存。于一实施例中，非挥发性内存102包括多个的实体区块。所述实体区块具有多个 的数据区块、多个的备用区块与多个的缺陷区块。举例而言，当第一次使用非挥发性内存 102时，具有(X+Y+Z)个实体区块。于此，X表示数据区块的全部数量，Y表示备用区块的全 部数量，以及Z表示缺陷区块的全部数量。数据区块用以储存数据。缺陷区块禁止抹除与 编程存取。进一步，对应于数据区块的至少一部份备用区块被保留及用于数据更新操作，而 除了保留及用于数据更新操作的至少一部份备用区块以外，其它剩余的备用区块将用来维 持非挥发性内存102的效能。举例来讲，于读写操作时，其余备用区块可用来取代坏掉或缺 陷区块。缺陷区块可能于制造时或者执行过多的抹除操作时产生。通常在一开始时，Z会 远小于X或Y。但于数据写入时，随着非挥发性内存102所执行的抹除操作增加，加上每一 区块的抹除次数限制，使得越来越多数据区块或者备用区块会因为过多的抹除操作而变成 缺陷区块。于一情况下，当一备用区块因为过多的抹除操作而有缺陷时，便将该备用区块 标志为一缺陷区块。因此，备用区块的全部数量变成(Y-I)，而缺陷区块的全部数量变成 (Z+1)。于另一情况下，当一数据区块为有缺陷时，则将对应之一备用区块转而作为该数据 区块，用以维持数据区块的大小。因此，数据区块的全部数量依然为X，不过，备用区块的全 部数量变成(Y-I)，而缺陷区块的全部数量变成(Z+1)。于是，当缺陷区块的全部数量增加到一个程度时，由于备用区块不足，将造成非挥 发性内存102可能出现效能问题或数据遗失。于此情况下，可利用非挥发性内存102的某 些条件来取得一指针，用以判断非挥发性内存102的效能是否能满足需求。举例而言，主机 106可以根据初始缺陷区块、目前缺陷区块、初始备用区块、目前备用区块、全部或数个实体 区块的抹除次数、或者非挥发性内存102的其它状态，用以决定非挥发性内存102，即存储 装置110，的使用寿命与效能状态。图2显示依据本专利技术实施例的存储装置操作方法流程图。如图1与图2所示，当 包含储存媒体(例如存储装置110)的数据储存系统10开机时，将上述一或多个状态提供 给主机106，用以取得指针并决定存储装置110的效能状态(步骤S202)。于一实施例中，于存储装置110中，耦接于非挥发性内存102的控制器104取得已 选取实体区块的平均抹除次数，并据以决定非挥发性内存102的效能状态。于操作中，控制 器104根据已选取实体区块于一段既定时间中所累计之一总抹除次数，用以计算该平均抹 除次数。值得一提的是，该段既定期间的起始点，可以取决于一应用程序的第一次执行，用 以表示于该非挥发性内存102上第一次抹除操作或存取操作的执行。举例而言，假设存储装置110从第一次执行该应用程序后已经过一段既定时间， 控制器104先取得每一个已选取实体区块的抹除次数，累计出总抹除次数后，便可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据储存系统，包括：一存储装置，包括：一非挥发性内存，包括多个的实体区块，其具有多个的数据区块与多个的备用区块，其中，所述数据区块用以储存数据，对应于所述数据区块的至少一部份备用区块被保留及用于数据更新操作；及一控制器，耦接于该非挥发性内存，用以计算已选取实体区块之一平均抹除次数，并根据该平均抹除次数及每一实体区块之一最大允许抹除次数，用以取得一剩余时间来表示该存储装置的使用寿命；及一主机，耦接于该存储装置，用以比较该平均抹除次数与一第一临界值来取得一指针、根据该指针决定该存储装置之一效能状态，当该平均抹除次数大于该第一临界值，且保留用于所述数据区块数据更新操作的该至少一部份备用区块以外的剩余备用区块数量小于一下限时，将该效能状态设定为一第一状态、根据该效能状态产生一指示、以及执行一延伸程序，以响应于该第一状态，该延伸程序加载一既定系统内编程码，用以置换储存于该非挥发性内存的至少一实体区块中之一原始系统内编程码，其中，该既定系统内编程码配置一最小数量的该至少一部份备用区块，系被保留及用于数据更新操作。

【技术特征摘要】
1.一种数据储存系统，包括一存储装置，包括一非挥发性内存，包括多个的实体区块，其具有多个的数据区块与多个的备用区块，其 中，所述数据区块用以储存数据，对应于所述数据区块的至少一部份备用区块被保留及用 于数据更新操作；及一控制器，耦接于该非挥发性内存，用以计算已选取实体区块之一平均抹除次数，并根据该平均抹除次数及每一实体区块之一最大允许抹除次数，用 以取得一剩余时间来表示该存储装置的使用寿命；及一主机，耦接于该存储装置，用以比较该平均抹除次数与一第一临界值来取得一指针、 根据该指针决定该存储装置之一效能状态，当该平均抹除次数大于该第一临界值，且保留 用于所述数据区块数据更新操作的该至少一部份备用区块以外的剩余备用区块数量小于 一下限时，将该效能状态设定为一第一状态、根据该效能状态产生一指示、以及执行一延伸 程序，以响应于该第一状态，该延伸程序加载一既定系统内编程码，用以置换储存于该非挥 发性内存的至少一实体区块中之一原始系统内编程码，其中，该既定系统内编程码配置一最小数量的该至少一部份备用区块，系被保留及用 于数据更新操作。2.根据权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，更包括一屏幕，耦接于该主机，用以显示该指示及该剩余时间。3.根据权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，根据该已选取实体区块于一段 既定时间中所累计之一总抹除次数，用以计算该平均抹除次数。4.根据权利要求3所述的数据储存系统，其特征在于，该段既定期间的起始点，取决于 一应用程序的第一次执行，用以表示于该非挥发性内存上第一次抹除操作的执行。5.根据权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，利用一红色闪光灯信号来显示 该指示，用以响应于该第一状态。6.根据权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，当该平均抹除次数小于该第一 临界值，该主机比较该平均抹除次数与一第二临界值，用以取得该指针。7.根据权利要求6所述的数据储存系统，其特征在于，根据该平均抹除次数与该第二 临界值比较结果，利用一黄色闪光灯信号或一绿色闪光灯信号两者其中之一来显示该指示。8.根据权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖德维，廖仁宏，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