[发明专利]闪存系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种闪存系统，尤其涉及一种可抵抗电源突然断电而导致闪存系统内的闪存地址转换层表遗失的闪存系统及其控制方法。

背景技术

目前的存储器(Memory)大致可分为两类，分别是易失性存储器(VolatileMemory)跟非易失性存储器(Non-volatile Memory)。易失性存储器以静态随机存取存储器(SRAM)与动态随机存取存储器(DRAM)为代表，其特征为当电源被关闭时，易失性存储器所存储的数据就会消失不见。非易失性存储器以可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存(Flash Memory)为代表，其特征为当电源被关闭时，非易失性存储器依然保有当时存储器所存储的数据，但其缺点是相对的读取跟写入速度会比SRAM或DRAM慢。在非易失性存储器中，由于闪存具有低功耗、密度高、体积小、可靠性高、可擦除和可重复编程等优点，因此过去仅用于作为计算机系统的辅助存储装置使用的闪存，在近年来，已成为部分计算机系统，如迷你型笔记本计算机的主要存储装置。

请参照图1，其所示为一闪存的结构示意图。在闪存的规格中，闪存由多个区块(Block)所组成，而每一区块(Block)再由多个页面(Page)所组成。为方便说明，图1所示的闪存10由四个区块B1、B2、B3、B4所组成。区块B1再由四个页面P1-1、P1-2、P1-3、P1-4所组成；区块B2再由四个页面P2-1、P2-2、P2-3、P2-4所组成；区块B3再由四个页面P3-1、P3-2、P3-3、P3-4所组成；区块B4再由四个页面P4-1、P4-2、P4-3、P4-4所组成；其中每一页面Page容量为4K Byte(字节)，而每一区块(Block)容量为16K Byte(字节)。当然，每一页面的容量以及每个区块的页数会根据不同类型的闪存而不同。

此外，在闪存的规格中，数据的读取或写入是以页面(Page)为最小单位，而数据的清除(Erase)是以区块(Block)为最小单位。由于闪存并不允许对同一页面(Page)作数据的直接更新(Update)，因此欲更新某一页面(Page)内的数据时，必须将所更新的数据另存入另一页面(Page)，并将更新后的数据定义为有效数据，而将更新前的数据定义为无效数据。

举例来说，图2A其所示为闪存10内的部分页面(Page)存储有数据的示意图。闪存10内的部分页面(Page)存储有数据DATA0、DATA1、DATA2、DATA3、DATA4、DATA5，而剩余未存储有数据的页面(Page)可定义为空白页面(Free)。当计算机系统欲更新数据DATA2(存储于区块B4的页面P4-1)时，并不能直接在区块B4的页面P4-1上对数据DATA2作更新，而是必须将更新后的数据DATA2^*存储至一空白页面(Free)，例如区块B1的页面P1-1，最后再将区块B4的页面P4-1所存储更新前的数据DATA2定义为无效数据，而将区块B1的页面P1-1所存储更新后的数据DATA2^*定义为有效数据，如图2B所示。当某一区块，如区块B4，其所组成的页面(Page)所存储的数据均为无效数据或为空白页面(Free)时，计算机系统即可对整个区块B4作清除(Erase)，使得整个区块内的所有页均为空白页(Free)用以释放区块B4的容量来存储其它数据，如图2C所示。

由于闪存特殊的存取特性，也造成了闪存并不能与计算机系统原本的档案系统(如FAT16/32、NTFS)的直接相容。为了让闪存可以在原有的档案系统(如FAT16/32、NTFS)下运作，必须另加入一闪存地址转换层表(FlashTranslation Layer Table，以下简称FTL Table)。FTL Table的主要功能为逻辑区块地址(Logical Block Address，LBA)与闪存的实体地址(Physical BlockAddress，PBA)的转换工作，也即将计算机系统的主机端(Host)送出的逻辑区块地址(LBA)，转换成闪存的实体地址(PBA)。