CN102955741A

CN102955741A - 存储器装置及其写入方法

Info

Publication number: CN102955741A
Application number: CN2011102522996A
Authority: CN
Inventors: 王金龙
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2013-03-06

Abstract

一种存储器装置及其写入方法。存储器装置包括数据储存单元及管理单元。数据储存单元包括多个区块，且该多个区块当中每一者分别包括多个分页。管理单元根据管理信息找出分页，并根据管理信息将分页数据写入至分页，管理信息至少包括区块编号及分页编号。

Description

存储器装置及其写入方法

技术领域

本发明是有关于一种存储器，且特别是有关于一种存储器装置及其写入方法。

背景技术

闪存中常见的与非门(NAND)闪存包括单阶储存单元(Single-Level Cell，SLC)闪存、多阶储存单元(Multi-Level Cell，MLC)闪存或三阶储存单元(Triple-Level Cell，TLC)闪存。闪存是以区块为数据抹除的单位。闪存包括数个区块且各区块包括数个分页。传统闪存要求分页的写入顺序必须是由低分页编号(page number)至高分页编号依序写入。

在闪存的数据更新机制中，当需要将一笔数据写入至某个区块的某个特定分页时，则必须判断该分页是否已经有写入数据，若该分页尚为空白状态，则可直接将该笔数据写入。反之，若该分页已经存有数据，则无法采取直接覆写的方法，而必须使用另一个空白的储存区块来进行数据的更新。

然而，传统闪存的数据更新须将同一区块中前后所有页号的数据都复制至新区块再抹除旧有数据。如此一来，不但耗费工作时间且会减少闪存的使用寿命。

发明内容

本发明是有关于一种存储器装置及其写入方法。

根据本发明的一方面，提出一种存储器装置。存储器装置包括数据储存单元及管理单元。数据储存单元包括区块且区块包括分页。管理单元根据管理信息找出分页，并根据管理信息将分页数据写入至分页，管理信息至少包括区块编号(Block Number)及分页编号(Page Number)。

根据本发明的另一方面，提出一种存储器装置的写入方法。存储器装置的写入方法包括：根据管理信息找出数据储存单元的区块的分页；以及根据管理信息将分页数据写入至分页。

根据本发明的更另一方面，提出一种存储器装置，包括：一数据储存单元，包括多个物理区块，各该物理区块包括多个分页；以及一管理单元，用以将一第一分页数据写入至该数据储存单元的一第一物理区块的一分页，以及将一第二分页数据写入至该数据储存单元的一第二物理区块的一分页，其中该第一分页数据与该第二分页数据系对应至相同的一逻辑区块编号。

根据本发明的再另一方面，提出一种存储器装置的写入方法，包括：接收对应于相同的一逻辑区块编号的第一分页数据与一第二分页数据；将该第一分页数据写入至一数据储存单元的一第一物理区块的一分页；以及将该第二分页数据写入至该数据储存单元的一第二物理区块的一分页。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为依照本发明实施例的存储器装置的示意图。

图2绘示为数据更新前的示意图。

图3绘示为数据更新后的示意图。

[主要元件标号说明]

10：存储器装置

11：数据储存单元

12：管理单元

121：数据处理单元

122：地址管理单元

123：管理信息记录单元

具体实施方式

下述实施例提供一种存储器装置及其写入方法。存储器装置包括数据储存单元及管理单元。数据储存单元包括区块且区块包括分页。管理单元根据管理信息找出分页，并根据管理信息将分页数据写入至分页。

存储器装置的写入方法包括：根据管理信息找出数据储存单元的区块的分页；以及根据管理信息将分页数据写入至分页。

请同时参照图1、图2及图3，图1绘示为依照本发明实施例的存储器装置的示意图，图2绘示为数据更新前的示意图，图3绘示为数据更新后的示意图。存储器装置10包括数据储存单元11及管理单元12。存储器装置10例如为非易失性存储器，在一实施例中非易失性存储器例如为闪存。管理单元12根据管理信息写入数据至数据储存单元11，而管理信息例如包括区块编号(Block Number)、分页编号(Page Number)。更佳地，管理信息可还包括多区块寻址(Multi-Block Addressing，MBA)编号。数据储存单元11例如为与非门(NAND)存储器装置，而与非门存储器装置例如为单阶储存单元(Single-Level Cell，SLC)存储器装置、多阶储存单元(Multi-Level Cell，MLC)存储器装置或三阶储存单元(Triple-Level Cell，TLC)存储器装置。

管理单元12例如包括地址管理单元122及管理信息记录单元123。此外，管理单元亦可除管理单元122及管理信息记录单元123外，更进一步包括数据处理单元121。为方便说明起见，图1绘示是以包括数据处理单元121、地址管理单元122及管理信息记录单元123的管理单元12为例说明。数据处理单元121将欲写入至数据储存单元11的原始数据拆解为区块数据或分页数据。地址管理单元122提供对应区块数据或分页数据的区块编号及分页编号。管理信息记录单元123用以记录管理信息，管理信息记录单元123可将管理信息记录于存储器装置中，例如存储器的备用(Spare)区或其它外部存储器。

管理单元12能根据欲写入数据的大小不同而决定不同的写入方式。当欲写入数据等于一个区块长度，则管理单元12根据管理信息以区块对应的方式将数据写入数据储存单元11。举例来说，数据编号0的数据等于一个区块长度，管理单元12根据管理信息将对应于数据编号0的数据写入至第0个区块。相似地，数据编号4及7的数据分别等于一个区块长度，管理单元12根据管理信息将对应于数据编号4及7的数据写入至区块编号为4及7的区块。此种数据的配置仅需少量存储器即能表示，且数据存取速度较快速。

当欲写入数据小于一个区块长度，则管理单元12根据管理信息以分页对应的方式将数据写入数据储存单元11。举例来说，数据编号1的数据小于一个区块长度，且数据编号1的数据包括分页数据1.0、分页数据1.1及分页数据1.3。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号1的编号3分页，并根据管理信息将分页数据1.3写入至对应的区块编号1的编号3分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号9的编号0分页，并根据管理信息将分页数据1.0写入至对应的区块编号9的编号0分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号9的编号1分页，并根据管理信息将分页数据1.0写入至对应的区块编号9的编号1分页。

值得注意的是，此实施例的一重要特征在于对应至同一数据编号的分页数据可以存放在不同的区块，即多区块寻址(Multi-Block Addressing，MBA)。以数据编号1来说，数据编号1的数据被存放在区块编号1及区块编号9，故区块深度为2。在此所谓的区块深度即是一个数据编号的数据所占用的区块个数。逻辑区块编号及物理区块编号分别为操作***及存储器装置所看到的区块编号。因此，逻辑区块编号可视为前述的数据编号，而物理区块编号可视为前述的区块编号。此实施例通过多区块寻址可将逻辑区块编号与物理区块编号的对应关系由一对一弹性地调整为一对多。由于逻辑区块编号与物理区块编号的对应关系可为一对多，因此能避免内部数据的交换过于频繁，进而提高储存效率及存储器装置寿命。

多区块寻址编号的大小可进一步确认数据的时效性。举例来说，区块编号9的多区块寻址编号为1而区块编号1的多区块寻址编号为0，表示区块编号0的数据的时效性比区块编号9旧。所以虽然区块编号1的分页编号0至2及区块编号9的编号0分页存放对应至数据编号1的旧数据，但因为数据更新后区块编号1的编号0至2分页及区块编号9的编号0分页所存放的数据将失去时效性，所以会被视为无效的数据。管理单元12确认数据无效后，更进一步由管理单元12回收管理。

数据编号2的数据譬如包括分页数据2.0、分页数据2.1、分页数据2.2及分页数据2.3。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号5的编号0分页，并根据管理信息将分页数据2.0写入至对应的区块编号5的编号0分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号5的编号1分页，并根据管理信息将分页数据2.2写入至对应的区块编号5的编号1分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号5的编号2分页，并根据管理信息将分页数据2.2写入至对应的区块编号5的编号2分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号5的编号3分页，并根据管理信息将分页数据2.1写入至对应的区块编号5的编号3分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号8的编号0分页，并根据管理信息将分页数据2.2写入至对应的区块编号8的编号0分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号8的编号1分页，并根据管理信息将分页数据2.3写入至对应的区块编号8的编号1分页。对应至同一数据编号的分页数据可以存放在不同的区块。以数据编号2来说，数据编号2的数据被存放在区块编号2、区块编号5及区块编号8，故区块深度为3。

数据编号6的数据譬如包括分页数据6.0、分页数据6.2及分页数据6.3。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号10的编号0分页，并根据管理信息将分页数据6.0写入至对应的区块编号10的编号0分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号10的编号1分页，并根据管理信息将分页数据6.2写入至对应的区块编号10的编号1分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号10的编号3分页，并根据管理信息将分页数据6.3写入至对应的区块编号10的编号3分页。因数据编号6的所有数据均已写入至区块编号10，所以区块编号6存放的数据已失去时效性，管理单元12确认数据无效后，更进一步地清除存放无效数据的区块，以利后续写入数据使用，故数据编号6只存在于区块编号10，故区块深度为1。

值得注意的是，管理单元12除了能如前述依序地将数据写入对应的分页外，亦可非依序地将数据写入至对应的分页。举例来说，数据编号3的数据包括分页数据3.0、分页数据3.1、分页数据3.2及分页数据3.3。举例而言，管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号3的编号0分页，并根据管理信息将分页数据3.0写入至对应的区块编号3的第0个分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号3的编号1分页，并根据管理信息将分页数据3.1写入至对应的区块编号3的编号1分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号3的编号2分页，并根据管理信息将分页数据3.3写入至对应的区块编号3的编号2分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号3的编号3分页，并根据管理信息将分页数据3.2写入至对应的区块编号3的编号3分页。由此可知，管理单元12不需要依序地写入数据，因此能提供数据写入更大的弹性。

当欲写入数据大于一个区块长度，则管理单元12可先将原始数据拆解为区块数据及分页数据。区块数据的写入则如前述以区块对应的方式将区块数据写入数据储存单元11。分页数据的写入则如前述以分页对应的方式将数据写入数据储存单元11。

前述数据储存单元11还能包括一合并(Merge)区块。当同一数据编号的数个分页数据所对应的区块深度大于一临限值时，管理单元12可将数个分页数据合并至合并区块，以释放更多的储存空间。

请再参照图1及图2，区块编号1的编号0至2分页在更新管理单元12前分别欲写入分页数据1.0、分页数据1.0及分页数据1.1。在更新之前，管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号1的编号0分页，并根据管理信息将分页数据1.0写入至对应的区块编号1的编号0分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号1的编号1分页，并根据管理信息将分页数据1.0写入至对应的区块编号1的编号1分页。管理单元12根据管理信息找出对应的区块编号1的编号2分页，并根据管理信息将分页数据1.1写入至对应的区块编号1的编号2分页。需说明的是，管理单元12除了数据编号可以不按顺序写入外，还能如图2绘示重复地更新某数据编号的数据，如图2绘示数据编号1.0被重复地更新至区块编号1的编号0与1分页。如此一来，将使得常用数据的更新变得容易且快速。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种存储器装置，包括：

一数据储存单元，包括一第一区块，该第一区块包括一第一分页；以及

一管理单元，用以根据一第一管理信息找出该第一分页，并根据该第一管理信息将一第一分页数据写入至该第一分页，该第一管理信息至少包括一第一区块编号及一第一分页编号。

2.根据权利要求1所述的存储器装置，其中该第一管理信息还包括一第一多区块寻址编号，该第一多区块寻址编号用以表示该第一分页数据的时效性。

3.根据权利要求1所述的存储器装置，其中该管理单元包括：

一地址管理单元，用以提供该第一区块编号及该第一分页编号；以及

一管理信息记录单元，用以记录该第一管理信息。

4.根据权利要求1所述的存储器装置，其中该管理单元还包括：

一数据处理单元，用以产生该第一分页数据。

5.根据权利要求1所述的存储器装置，其中该管理单元还根据一第二管理信息将一第二分页数据写入至该数据储存单元，该第二管理信息还包括一第二区块编号及一第二分页编号。

6.根据权利要求5所述的存储器装置，其中该第一区块还包括：

一第二分页，该管理单元根据该第二区块编号及该第二分页编号将该第二分页数据写入至该第二分页。

7.根据权利要求6所述的存储器装置，其中该第一分页与该第二分页内所储存的数据编号被非依序写入该第一分页及该第二分页。

8.根据权利要求6所述的存储器装置，其中该第一分页数据与该第二分页数据是对应至同一数据编号。

9.根据权利要求5所述的存储器装置，其中该数据储存单元还包括一第二区块，该第二区块包括一第二分页，该管理单元根据该第二区块编号及该第二分页编号将该第二分页数据写入至该第二分页。

10.根据权利要求9所述的存储器装置，其中该第一分页数据与该第二分页数据是对应至同一数据编号。

11.根据权利要求9所述的存储器装置，其中该数据储存单元还包括：

一合并区块，当该第一分页数据与该第二分页数据所对应的一区块深度大于一临限值时，该管理单元将该第一分页数据及该第二分页数据合并至该合并区块。

12.根据权利要求1所述的存储器装置，其中该管理单元还根据一第二管理信息将该第一分页数据写入至该数据储存单元，该第二管理信息至少包括一第二区块编号及一第二分页编号。

13.根据权利要求12所述的存储器装置，其中该第一区块还包括一第二分页，该管理单元根据该第二区块编号及该第二分页编号将该第一分页数据写入至该第二分页。

14.根据权利要求1所述的存储器装置，其中该存储器装置为闪存。

15.一种存储器装置的写入方法，包括：

(a)根据一第一管理信息找出一数据储存单元的一第一区块的一第一分页；以及

(b)根据该第一管理信息将一第一分页数据写入至该第一分页，该第一管理信息至少包括一第一区块编号及一第一分页编号。

16.根据权利要求15所述的存储器装置的写入方法，其中该第一管理信息还包括一第一多区块寻址编号，该第一多区块寻址编号用以表示该第一分页数据的时效性。

17.根据权利要求15所述的存储器装置的写入方法，包括：

(c)产生该第一分页数据；

(d)提供该第一区块编号及该第一分页编号；以及

(e)记录该第一管理信息。

18.根据权利要求15所述的存储器装置的写入方法，还包括：

(c)根据一第二管理信息将一第二分页数据写入至该数据储存单元，该第二管理信息至少包括一第二区块编号及一第二分页编号。

19.根据权利要求18所述的存储器装置的写入方法，其中于该步骤(c)是根据该第二区块编号及该第二分页编号将该第二分页数据写入至该第一区块的一第二分页。

20.根据权利要求19所述的存储器装置的写入方法，其中该第一分页与该第二分页内所储存的数据编号被非依序写入该第一分页及该第二分页。

21.根据权利要求19所述的存储器装置的写入方法，其中该第一分页数据与该第二分页数据是对应至同一数据编号。

22.根据权利要求18所述的存储器装置的写入方法，其中该步骤(c)是根据该第二区块编号及该第二分页编号将该第二分页数据写入至该数据储存单元的一第二区块的一第二分页。

23.根据权利要求22所述的存储器装置的写入方法，其中该第一分页数据与该第二分页数据是对应至同一数据编号。

24.根据权利要求23所述的存储器装置的写入方法，还包括：

(e)当该第一分页数据与该第二分页数据所对应的一区块深度大于一临限值时，将该第一分页数据及该第二分页数据合并至该数据储存单元的一合并区块。

25.根据权利要求15所述的存储器装置的写入方法，还包括：

(c)根据一第二管理信息将该第一分页数据写入至该数据储存单元，该第二管理信息至少包括一第二区块编号及一第二分页编号。

26.根据权利要求25所述的存储器装置的写入方法，其中该步骤(c)是根据该第二区块编号及该第二分页编号将该第一分页数据写入至该第一区块的一第二分页。

27.根据权利要求15所述的存储器装置的写入方法，其中该存储器装置为闪存。

28.一种存储器装置，包括：

一数据储存单元，包括多个物理区块，各该物理区块包括多个分页；以及

一管理单元，用以将一第一分页数据写入至该数据储存单元的一第一物理区块的一分页，以及将一第二分页数据写入至该数据储存单元的一第二物理区块的一分页，其中该第一分页数据与该第二分页数据是对应至相同的一第一逻辑区块编号。

29.根据权利要求28所述的存储器装置，其中该管理单元还将一第三分页数据写入至该数据储存单元的一第三物理区块的一第一分页，以及将一第四分页数据写入至该第三物理区块的一第二分页，其中该第三分页数据与该第四分页数据是对应至相同的一第二逻辑区块编号。

30.根据权利要求28所述的存储器装置，其中存储器装置为闪存。

31.一种存储器装置的写入方法，包括：

接收对应于相同的一第一逻辑区块编号的第一分页数据与一第二分页数据；

将该第一分页数据写入至一数据储存单元的一第一物理区块的一分页；以及

将该第二分页数据写入至该数据储存单元的一第二物理区块的一分页。

32.根据权利要求31所述的存储器装置的写入方法，还包括：

接收对应于相同的一第二逻辑区块编号的一第三分页数据与一第四分页数据；

将该第三分页数据写入至该数据储存单元的一第三物理区块的一第一分页；以及

将该第四分页数据写入至该第三物理区块的一第二分页。

33.根据权利要求31所述的存储器装置的写入方法，其中该存储器装置为闪存。