[发明专利]在快闪存储器中将逻辑块地址转换成实际块地址的方法

说明书

本发明说明了一种用于在非易失性存储系统中管理存储块的方法，该存储系统具有能单独被清除的、能用实际存储块号进行寻址的存储块，通过借助分配器表(Zuordnertabelle)的地址转换，能将这些存储块从逻辑块号分别寻址到实际的存储块号之一。

在许多计算机系统中，尤其是也在数字照相机和便携式计算机的可更换的存储卡中，采用快闪存储器。快闪存储器被组织成分别具有多个扇区的存储块。这些存储器的基本特性是，只能有有限数目的写操作和清除操作，并且只能在含有多个扇区的存储块中进行清除。在此，写过程和清除过程比读取要求更多的时间(直至50倍)。

例如由针对实际存储块的均匀磨损的DE 102 27 256或者由DE 10341 616可知，在快闪存储系统中公知逻辑存储器地址到实际存储器地址的转换，以便管理有缺陷的实际存储块。

存储系统获得越来越多的存储容量，因此存储块地址变得更长，而从逻辑存储块地址到实际存储块地址的转换表变得越来越大。

例如为4千字节的小的存储块大小是有利的，以便在具有多个小文件的文件系统中能使损耗由于存储块中的未使用位置而不太大。现在多次构成了32千字节至256千字节的更大的存储块，以便将转换表保持得相应更小。在此重要的是，将表中的地址指示符限制到16位，以便能快速和有效地执行地址转换。

本发明的任务是，在不同的实际存储块大小中，有效管理具有统一的表结构的不同大小的存储系统。

由此来解决该任务，即逻辑块号通过第一表被分配给物理存储块号，并且物理存储块号通过第二表被分配给实际存储块号，其中，利用一个物理存储块号来寻址一个或多个实际存储块。

在从属权利要求中说明了本发明的有利的改进方案。

第二表将一个或多个实际存储块分配给一个物理存储块号，其中，通过结构化所采用的存储器芯片来设置实际存储块的大小。因此采用了块大小为4千字节的芯片，或者采用块大小为32千字节、64千字节、128千字节的芯片，或者采用具有还更大的实际块的芯片。

本方法的优点是，与实际存储块的大小无关地，执行逻辑存储块号到物理存储块号的第一地址转换。因此，本方法能被用在多个不同大小的存储系统中。通过在第二表中由能运行的存储块的号来代替有故障的存储块的号，仅借助第二地址转换表来执行对有故障的实际存储块的管理。于是将有故障的存储块的号引入第二表的未使用的区域中。

物理存储块在第一地址转换表中的构成具有以下优点，即由多个实际存储块构成大的存储块，与实际存储块在存储器芯片中被定位在何处无关地，将存储器操作共同用到这些实际存储块上。这提高了在执行存储操作时的速度。

如果实际存储块位于不同的存储器芯片中，则进一步提高了执行存储操作的速度。于是在存储器芯片中并行地执行(交叉)像“写”或“清除”那样的存储操作。在若干类型的存储器芯片中，大量的存储块被聚合成能并行执行存储操作的所谓的存储体(bank)。如果物理存储块现在分别仅由位于不同存储体中和位于不同存储器芯片中的实际存储块组成，则在所有的实际存储块上执行存储操作的并行执行，并且达到最大的处理速度。

在对于管理所预留的非易失性实际存储块中保持了用于进行地址转换的表。因此，这些表在断电之后也可供使用。为了快速处理存储操作，附加地在内部的快速RAM存储器中，保持了地址转换表的当前所必需部分的拷贝(超高速缓存)。

不将为了管理存储系统所预留的存储块的号一起列入用于进行地址转换的第一表中。因此，这些号从外部不能通过逻辑扇区号来寻址。为了代替已变成有故障的存储块，预留了例如3％的小百分数的存储块。也不将这些实际存储块的号一起列入用于进行地址转换的第一表中。因此，这些号从外部不能通过逻辑扇区号来寻址。

在附图中示范性地说明了本发明的有利的实施方案。

图1示出了具有12个存储器芯片的存储系统的方框图。

图2示出了两个地址转换表的结构。

图3示出了将逻辑地址翻译成实际地址的两个实例。