數(shù)據(jù)讀取方法、存儲(chǔ)器控制器與儲(chǔ)存裝置的制造方法
【專利說明】數(shù)據(jù)讀取方法、存儲(chǔ)器控制器與儲(chǔ)存裝置
[0001]本發(fā)明是2012年03月23日所提出的申請(qǐng)?zhí)枮?01210079715.1、發(fā)明名稱為《編程存儲(chǔ)單元與數(shù)據(jù)讀取方法、存儲(chǔ)器控制器與儲(chǔ)存裝置》的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種編程存儲(chǔ)單元的方法與數(shù)據(jù)讀取方法，特別是涉及一種利用標(biāo)志來增加執(zhí)行速度的編程存儲(chǔ)單元的方法、數(shù)據(jù)讀取方法以及使用這些方法的存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置以及存儲(chǔ)器控制器。
【背景技術(shù)】
[0003]數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話與MP3播放器在這幾年來的成長(zhǎng)十分迅速，使得消費(fèi)者對(duì)儲(chǔ)存媒體的需求也急速增加。由于可重寫式非易失性存儲(chǔ)器(例如，快閃存儲(chǔ)器)具有數(shù)據(jù)非易失性、省電、體積小，以及無機(jī)械結(jié)構(gòu)等特性，所以非常適合內(nèi)建于上述所舉例的各種可攜式多媒體裝置中。
[0004]一般來說，可重寫式非易失性存儲(chǔ)器包括多個(gè)物理區(qū)塊，每個(gè)物理區(qū)塊包括多個(gè)物理頁(yè)面。并且，當(dāng)要把數(shù)據(jù)寫入至可重寫式非易失性存儲(chǔ)器時(shí)，物理頁(yè)面為最小的寫入單位。因此，當(dāng)要寫入的數(shù)據(jù)小于物理頁(yè)面的大小時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)所提出的寫入方法是在物理頁(yè)面中填入預(yù)設(shè)值，以填滿一個(gè)物理頁(yè)面。當(dāng)要從可重寫式非易失性存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)時(shí)，也會(huì)一并的讀取到這些預(yù)設(shè)值。然而，在上述情況中，用于控制可重寫式非易失性存儲(chǔ)器的控制器必須要編碼這些預(yù)設(shè)值，并將這些預(yù)設(shè)值編程(program)至物理頁(yè)面當(dāng)中。然而，主機(jī)系統(tǒng)在邏輯上識(shí)別這些儲(chǔ)存預(yù)設(shè)值的邏輯地址為未被使用過或者儲(chǔ)存于這些邏輯地址中的數(shù)據(jù)已被刪除。所以，將這些預(yù)設(shè)值編程至可重寫式非易失性存儲(chǔ)器是無意義的且會(huì)額外增加系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。
[0005]所以，如何有效地在可重寫式非易失性存儲(chǔ)器中存取不滿一個(gè)物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所關(guān)心的議題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的范例實(shí)施例提出一種編程存儲(chǔ)單元的方法、數(shù)據(jù)讀取方法、存儲(chǔ)器控制器以及存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置，可以增加讀寫數(shù)據(jù)時(shí)的執(zhí)行速度。
[0007]本發(fā)明一范例實(shí)施例中提出一種編程存儲(chǔ)單元的方法，用于一可重寫式非易失性存儲(chǔ)器模塊。此可重寫式非易失性存儲(chǔ)器模塊包括了多個(gè)物理頁(yè)面，而每一個(gè)物理頁(yè)面包括一數(shù)據(jù)位區(qū)與一冗余位區(qū)。其中，數(shù)據(jù)位區(qū)還包括多個(gè)物理存取地址，而冗余位區(qū)則分別地記錄對(duì)應(yīng)這些物理存取地址的多個(gè)標(biāo)志。其中，多個(gè)邏輯頁(yè)面會(huì)被配置以映射部分的物理頁(yè)面，并且每一個(gè)邏輯頁(yè)面具有多個(gè)邏輯存取地址。此編程存儲(chǔ)單元的方法包括:接收一指令，此指令是用以指示對(duì)上述邏輯頁(yè)面之中的第一邏輯頁(yè)面進(jìn)行一變更操作；根據(jù)所接收的指令來識(shí)別第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址之中的無效邏輯存取地址與有效邏輯存取地址；從上述的多個(gè)物理頁(yè)面中選擇一個(gè)第一物理頁(yè)面。本編程存儲(chǔ)單元的方法還包括:將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的標(biāo)志設(shè)定為有效狀態(tài)，將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的無效邏輯存取地址的標(biāo)志設(shè)定為一無效狀態(tài)；根據(jù)上述的變更操作將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的數(shù)據(jù)編程至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)，并且將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的標(biāo)志與對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的無效邏輯存取地址的標(biāo)志編程至第一物理頁(yè)面的冗余位區(qū)；以及，將第一物理頁(yè)面映射至第一邏輯頁(yè)面。
[0008]在一范例實(shí)施例中，上述的第一邏輯頁(yè)面是原始映射至第二物理頁(yè)面，而第二物理頁(yè)面儲(chǔ)存有屬于第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址的數(shù)據(jù)。其中，上述的指令為一整理指令(trim command)并且上述的變更操作是用以指示第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址之中的至少一個(gè)第一邏輯存取地址為已刪除邏輯存取地址。其中，根據(jù)指令識(shí)別第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址之中的無效邏輯存取地址與有效邏輯存取地址的步驟包括:根據(jù)上述的整理指令將第一邏輯頁(yè)面的第一邏輯存取地址識(shí)別為無效邏輯存取地址。其中，根據(jù)變更操作將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的數(shù)據(jù)編程至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的步驟還包括:從第二物理頁(yè)面中讀取屬于第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的數(shù)據(jù)；以及，將屬于第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的數(shù)據(jù)寫入至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的物理存取地址之中的第一物理存取地址，其中對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的標(biāo)志是對(duì)應(yīng)至第一物理存取地址。
[0009]在一范例實(shí)施例中，上述的編程存儲(chǔ)單元的方法還包括:建立一閑置邏輯地址表，用以記錄屬于一種閑置狀態(tài)的邏輯存取地址，其中屬于閑置狀態(tài)的邏輯存取地址為未被寫過數(shù)據(jù)的邏輯存取地址或者所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)已被刪除的邏輯存取地址。
[0010]在一范例實(shí)施例中，上述的指令為一寫入指令并且上述的變更操作為指示將一更新數(shù)據(jù)寫入至第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址之中的已更新邏輯存取地址。其中，根據(jù)指令識(shí)別第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址之中的無效邏輯存取地址與有效邏輯存取地址的步驟包括:判斷在第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址之中除了已更新邏輯存取地址之外的其他邏輯存取地址是否為未被寫過的邏輯存取地址或已刪除的邏輯存取地址；以及，倘若上述其他邏輯存取地址為未被寫過邏輯存取地址或已刪除邏輯存取地址時(shí)，將這些其他邏輯存取地址識(shí)別為無效邏輯存取地址。
[0011]在一范例實(shí)施例中，上述根據(jù)變更操作將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的數(shù)據(jù)編程至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的步驟包括:將上述的更新數(shù)據(jù)寫入至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的物理存取地址之中的至少一個(gè)第二物理存取地址，其中對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的標(biāo)志是對(duì)應(yīng)至上述的第二物理存取地址。
[0012]在一范例實(shí)施例中，上述的編程存儲(chǔ)單元的方法還包括加密更新數(shù)據(jù)以產(chǎn)生一已加密更新數(shù)據(jù)。其中，根據(jù)變更操作將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的數(shù)據(jù)編程至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的步驟包括:將已加密更新數(shù)據(jù)寫入至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的物理存取地址之中的第二物理存取地址。
[0013]以另外一個(gè)角度來說，本發(fā)明一范例實(shí)施例中提出一種數(shù)據(jù)讀取方法，用于上述的可重寫式非易失性存儲(chǔ)器模塊。本數(shù)據(jù)讀取方法包括:從一主機(jī)系統(tǒng)接收一讀取指令，此讀取指令是用以指示讀取屬于上述邏輯存取地址之中的第二邏輯存取地址的數(shù)據(jù)；從上述物理頁(yè)面之中的第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的第三物理存取地址中讀取一數(shù)據(jù)，而屬于第二邏輯存取地址的數(shù)據(jù)是被儲(chǔ)存在第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的第三物理存取地址中。本數(shù)據(jù)讀取方法還包括:判斷記錄在第一物理頁(yè)面的冗余位區(qū)中對(duì)應(yīng)第三物理存取地址的標(biāo)志是否為無效狀態(tài)；倘若記錄在第一物理頁(yè)面的冗余位區(qū)中對(duì)應(yīng)第三物理存取地址的標(biāo)志非為無效狀態(tài)時(shí)，將從第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的第三物理存取地址中所讀取的數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)系統(tǒng)；以及，倘若記錄在第一物理頁(yè)面的冗余位區(qū)中對(duì)應(yīng)第三物理存取地址的標(biāo)志為無效狀態(tài)時(shí)，則將一個(gè)預(yù)設(shè)值傳送給主機(jī)系統(tǒng)。
[0014]在一范例實(shí)施例中，上述的數(shù)據(jù)讀取方法還包括:解密從第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的第三物理存取地址中讀取的數(shù)據(jù)以獲取一解密數(shù)據(jù)；以及，將這個(gè)解密數(shù)據(jù)傳送至主機(jī)系統(tǒng)以回應(yīng)上述的讀取指令。
[0015]以另外一個(gè)角度來說，本發(fā)明一范例實(shí)施例中提出一種存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置，包括了連接器、上述的可重寫式非易失性存儲(chǔ)器模塊與存儲(chǔ)器控制器。其中，連接器是用以電性連接至一主機(jī)系統(tǒng)。存儲(chǔ)器控制器則是電性連接至上述的連接器與可重寫式非易失性存儲(chǔ)器模塊。并且，存儲(chǔ)器控制器用以接收一指令，此指令是用以指示對(duì)上述邏輯頁(yè)面之中的第一邏輯頁(yè)面進(jìn)行一個(gè)變更操作。存儲(chǔ)器控制器也會(huì)根據(jù)這個(gè)指令識(shí)別第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址之中的無效邏輯存取地址與有效邏輯存取地址，并從物理頁(yè)面中選擇第一物理頁(yè)面。存儲(chǔ)器控制器還會(huì)將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的標(biāo)志設(shè)定為一有效狀態(tài)，并將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的無效邏輯存取地址的標(biāo)志設(shè)定為一無效狀態(tài)。此外，存儲(chǔ)器控制器還會(huì)根據(jù)上述的變更操作來將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的數(shù)據(jù)編程至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)，將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的標(biāo)志與對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的無效邏輯存取地址的標(biāo)志編程至第一物理頁(yè)面的冗余位區(qū)。最后，存儲(chǔ)器控制器會(huì)將第一物理頁(yè)面映射至第一邏輯頁(yè)面。
[0016]在一范例實(shí)施例中，上述的第一邏輯頁(yè)面是原始映射至第二物理頁(yè)面，而第二物理頁(yè)面則儲(chǔ)存有屬于第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址的數(shù)據(jù)。上述的指令為整理指令(trimcommand)并且上述的變更操作是用以指示第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址之中的至少一個(gè)第一邏輯存取地址為已刪除邏輯存取地址。其中，存儲(chǔ)器控制器會(huì)根據(jù)整理指令將第一邏輯頁(yè)面的第一邏輯存取地址識(shí)別為無效邏輯存取地址，并從第二物理頁(yè)面中讀取屬于第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的數(shù)據(jù)。在根據(jù)變更操作將對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的數(shù)據(jù)編程至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的過程中，存儲(chǔ)器控制器還會(huì)將屬于第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的數(shù)據(jù)寫入至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的物理存取地址之中的第一物理存取地址，其中對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的標(biāo)志是對(duì)應(yīng)至第一物理存取地址。
[0017]在一范例實(shí)施例中，上述的存儲(chǔ)器控制器還用以建立一閑置邏輯地址表，用以記錄屬于一種閑置狀態(tài)的邏輯存取地址。其中，屬于閑置狀態(tài)的邏輯存取地址為未被寫過數(shù)據(jù)的邏輯存取地址或者所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)已被刪除的邏輯存取地址。
[0018]在一范例實(shí)施例中，上述的指令為指示將一個(gè)寫入指令，而上述的變更操作是用以將一個(gè)更新數(shù)據(jù)寫入至第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址之中的已更新邏輯存取地址。其中，存儲(chǔ)器控制器還用以判斷在第一邏輯頁(yè)面的邏輯存取地址之中除了已更新邏輯存取地址之外的其他邏輯存取地址是否為未被寫過邏輯存取地址或已刪除邏輯存取地址。倘若上述其他邏輯存取地址為未被寫過邏輯存取地址或已刪除邏輯存取地址時(shí)，存儲(chǔ)器控制器會(huì)將這些其他邏輯存取地址識(shí)別為無效邏輯存取地址。
[0019]在一范例實(shí)施例中，存儲(chǔ)器控制器還會(huì)將更新數(shù)據(jù)寫入至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的物理存取地址之中的第二物理存取地址，其中對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的標(biāo)志是對(duì)應(yīng)至所述的第二物理存取地址。
[0020]在一范例實(shí)施例中，上述的存儲(chǔ)器控制器還用以加密更新數(shù)據(jù)以產(chǎn)生一已加密更新數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器控制器還會(huì)將已加密更新數(shù)據(jù)寫入至第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的物理存取地址之中的第二物理存取地址，其中對(duì)應(yīng)第一邏輯頁(yè)面的有效邏輯存取地址的標(biāo)志是對(duì)應(yīng)至所述的第二物理存取地址。
[0021]在一范例實(shí)施例中，上述的存儲(chǔ)器控制器還用以從主機(jī)系統(tǒng)接收一讀取指令，此讀取指令是用以指示讀取屬于第二邏輯存取地址的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器控制器還用以從第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的第三物理存取地址中讀取數(shù)據(jù)，而屬于第二邏輯存取地址的數(shù)據(jù)便是被儲(chǔ)存在第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的第三物理存取地址中。存儲(chǔ)器控制器還用以判斷記錄在第一物理頁(yè)面的冗余位區(qū)中對(duì)應(yīng)第三物理存取地址的標(biāo)志是否為無效狀態(tài)。倘若記錄在第一物理頁(yè)面的冗余位區(qū)中對(duì)應(yīng)第三物理存取地址的標(biāo)志非為無效狀態(tài)時(shí)，存儲(chǔ)器控制器會(huì)將從第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的第三物理存取地址中讀取的數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)系統(tǒng)。倘若記錄在第一物理頁(yè)面的冗余位區(qū)中對(duì)應(yīng)第三物理存取地址的標(biāo)志為無效狀態(tài)時(shí)，存儲(chǔ)器控制器會(huì)將一個(gè)預(yù)設(shè)值傳送給主機(jī)系統(tǒng)。
[0022]在一范例實(shí)施例中，上述的存儲(chǔ)器控制器還用以解密從第一物理頁(yè)面的數(shù)據(jù)位區(qū)的第三物理存取地址中讀取的數(shù)據(jù)以獲取一解密數(shù)據(jù)，并將此解密數(shù)據(jù)傳送至主機(jī)系統(tǒng)以