[发明专利]非易失性存储器的写入方法及使用此方法的控制器

说明书

本申请是申请日为2007年10月29日、申请号为200710184911.4、发明名称为“非易失性存储器的写入方法及使用此方法的控制器”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种数据写入方法，且特别是涉及一种用于非易失性存储器的写入方法以及使用此方法的控制器。

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，使得消费者对存储媒体的需求也急速增加，由于闪速存储器(F1ash Memory)具有数据非易失性、省电、体积小与无机械结构等的特性，适合便携式应用，最适合使用于这类便携式由电池供电的产品上。除了便携式产品内建存储器需要之外，对于小型存储卡与随身盘等外接式产品来说，每个人可能同时拥有多个随身盘与小型存储卡，所以市场规模比那些设备更大。因此，近年闪速存储器产业成为电子产业中相当热门的一环。

图1A、1B、1C与1D根据已知技术示出了非易失性存储器100及其运作的详细方块图。

请参考图1A，在此范例中，为了有效率地程序(即写入与擦除)非易失性存储器100，非易失性存储器100的区块会在逻辑上分组为系统区102、数据区104与备用区106。一般来说，非易失性存储器100中数据区104的区块会占90％以上。

系统区102的区块用以记录系统数据，系统数据例如是关于非易失性存储器100的区域数、每一区域的区块数、每一区块的页数、逻辑物理对映表等。

数据区104的区块用以存储使用者的数据，一般来说就是主机(未示出)所操作的逻辑区块地址所对应的区块。

备用区106是放置用以替换数据区104的区块的区块，因此备用区106中的区块为空的区块，即无记录数据或标记为已没用的无效数据。具体来说，由于若要对已写过数据位置再次写入数据时，必须先执行擦除的操作。然而，闪速存储器写入单位为页，而擦除单位为区块。一个擦除的单位大于写入的单位，这表示若要执行区块擦除操作，必须先将要擦除区块中的有效页复制至其它区块后才可进行。因此，当要在数据区104中已写过数据位置的区块M中写入新数据时，一般会在备用区106中提取一区块S，然后将区块M中的有效数据复制至区块S且将新数据写入区块S后，将区块M擦除后关联为备用区106同时将区块S关联为数据区104(如图1A所示)。

一般来说，为了更有效率地使用非易失性存储器100，区块在逻辑上还分为一替换区块108与一瞬时区块110。

请参考图1B，替换区块108用来预备替换数据区104中要写入数据的区块。更详细地说，当上述从备用区106中提取一区块(例如区块C)来取代数据区104的区块(例如区块M)时，会将新数据写入至区块C，但不会立刻将区块M中的有效数据搬移至区块C而擦除区块M。这是因为，区块M中的有效数据有可能在下个操作中变成无效，因此立刻将区块M中的有效数据搬移至物理区块C会造成无谓的搬移。因此在此范例中，会将写入新数据的区块C暂时地关联为替换区块，并且在逻辑区块地址与物理区块地址的对映上会记录多个物理区块地址对应到一个逻辑区块地址的情况，也就是区块M与区块C的内容整合起来才是所对映逻辑区块的内容，由此提升区块的使用效率。之后，当需要将区块M与区块C的内容真正合并时，一般有两种做法，一则是将区块M中有效数据复制至区块C，然后将区块M擦除关联为备用区106，同时，将区块C关联为数据区104，由此完成合并(如图1B所示)。另一种方法，则是从备用区106中提取一空白区块S，并且将区块M与区块C的有效数据复制于此区块S中，并且将区块M与区块C擦除后关联为备用区106而将此区块S关联为数据区104，由此完成合并(如图1C所示)。

瞬时区块110的功能与替换区块108类似。在使用多层存储单元(MultiLevel Cell，多层存储单元)与非闪速存储器的例子中，多层存储单元与非闪速存储器1页中可包括4个扇区，即1页中有4个512bytes的扇区，共2K bytes。如上所述，闪速存储器在写入时以页为单位，因此在使用多层存储单元与非闪速存储器的情况下每次必须程序4个扇区，由此当写入小量数据时会造成资源的浪费。瞬时区块110用以暂时存放此类少量数据。具体来说，如上所述当要写入替换区块108(例如区块C)的数据为不满一个页的小量数据时，会从备用区106中提取一区块T，然后将此小量数据写入至区块T并且将区块T关联为瞬时区块110。之后，当后续写入的数据量足够写入一页时再将此些数据写入至区块C，然后再将区块T擦除并且关联为备用区106(如图1D所示)。