[发明专利]用于闪存的数据管理方法、储存系统与控制器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种数据管理方法，且特别是有关于一种存取闪存的数 据管理方法及使用此方法的储存系统与控制器。

背景技术

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 储存媒体的需求也急速增加。由于闪存(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。存储卡就是一种以与非(NAND)闪存作为储存媒 体的储存装置。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 重要数据的储存。因此，近年闪存产业成为电子产业中相当热门的一环。

一般来说，闪存会划分为多个物理区块并且此些物理区块会分组为数据 区(data area)与备用区(spare area)，例如图1A所示的数据区204与备用 区206。归类为数据区的物理区块中会储存由写入指令所写入的有效数据， 而备用区中的物理区块是用以在执行写入指令时替换数据区中的物理区块。 为了能够让主机存取以轮替方式储存数据的物理区块，闪存储存系统会提供 逻辑区块(例如图1A中逻辑地址210中的多个逻辑区块)给主机以进行数据存 取。具体来说，闪存储存系统会维护逻辑区块与物理区块映射表来记录逻辑 区块与物理区块的映射关系，其中一个逻辑区块会映射数据区块中的一个物 理区块。同时，当执行写入指令而使数据区的物理区块与备用区的物理区块 进行替换时，闪存储存系统会更新逻辑区块与物理区块映射表以利后续正确 地存取。

图1A与1B是根据已知技术绘示闪存的物理区块进行轮替的示意图。

请参照图1A，若要对已写过数据的区块地址再次写入数据时，必须先执 行抹除的操作。然而，闪存的写入单位(即页面)是小于抹除单位(即区块)， 因此若要执行物理区块的抹除操作时，必须先将欲抹除的物理区块中的有效 页面地址的数据复制至其它物理区块后才可进行。例如，当主机欲写入数据 至所配置多个逻辑区块210之中的逻辑区块L时，闪存储存系统会通过逻辑 区块与物理区块映射表得知逻辑区块L目前是映射数据区204中的物理区块 M。因此，闪存储存系统将对物理区块M中的数据进行更新，期间，闪存储存 系统会从备用区206中提取物理区块C来取代数据区204的物理区块M。然 而当将新数据入至物理区块C的同时，不会立刻将物理区块M中的所有有效 数据搬移至物理区块C而抹除物理区块M。具体来说，会将物理区块M中欲 写入页面地址之前的有效数据(即页P0与P1)复制至物理区块C(如图1B的 (a))，并且将新数据(即物理区块C的页P2与P3)写入至C区块(如图1B的 (b))。此时，将含有部分的有效旧数据与所写入新数据的物理区块C暂时地 关联为替换物理区块208。此是因为，物理区块M中的有效数据有可能在下 个操作(例如，写入指令)中变成无效，因此立刻将物理区块M中的所有有效 数据搬移至物理区块C可能会造成无谓的搬移。在此案例中，物理区块M与 物理区块C的内容整合起来才是所映射逻辑区块L的完整内容。此等母子区 块(即，物理区块M与物理区块C)的瞬时关系可依据控制器中缓冲存储器的 大小而定，例如一般会使用五组来实作。

之后，当需要将物理区块M与物理区块C的内容真正合并时，才将物理 区块M与物理区块C整并为一区块，由此提升区块的使用效率。例如，如图 1B的(c)所示，当进行整并时，物理区块M中剩余的有效数据(即页P4～PN) 会复制至物理区块C，然后将物理区块M抹除并关联为备用区206，同时，将 物理区块C关联为数据区204，并且在逻辑区块与物理区块映射表中将逻辑 区块L的映射更改为物理区块C，由此完成合并。