CN109863465B - 快闪存储设备及其移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明是涉及快闪存储设备及其移动终端的发明，在快闪存储设备或安装有快闪存储设备的移动终端与外部电源连接的情况下，快闪存储设备检测并区分电源类型，并根据该检测并区分信息而执行内部操作，从而能够提高设备的数据的可靠性和性能。

Description

快闪存储设备及其移动终端
技术领域
本文涉及一种存储设备及其移动终端，涉及快闪存储(Flash storage)设备根据外部电源连接状态或主机连接状态而执行内部操作(Internal Operation)以提高数据的可靠性并改善用户性能的移动终端。
背景技术
一般来讲，快闪存储(Flash storage)设备或快闪存储器(Flash memory)是指电源关闭也不会丢失所存储的信息的非易失性存储器，其具有速度快且功耗低的优点。快闪存储设备根据内部方式大体上分为存储容量大的与非门(NAND)型和处理速度快的或非门(NOR)型两种，NAND型能够进行大规模集成且能够取代硬盘，而且还适合于需要存储一定量的信息而进行工作的手机、数码相机、PDA、MP3播放器、游戏机、数码摄像机等便携式设备，因而在广泛利用。
另外，快闪存储(Flash storage)设备还能够用作USB存储器芯片、SD卡、SSD、eMMC、UFS等存储设备，其与主机计算机连接而接受电源供给，且使用户通过数据通信而执行读/写(Read/write)。
以下，本文中定义的快闪存储设备是涉及上面所提及的存储器产品的技术，其包括硬件和软件。快闪存储设备的硬件由发挥存储设备作用的第一存储器(例如，NAND)和控制芯片(例如，Controller)构成，且根据快闪存储设备种类能够具备第二存储器(例如，DRAM)。软件(固件，Firmware)通常存在于第一存储器(例如，NAND)，其利用控制芯片控制第一存储器和第二存储器以执行从快闪存储设备外部接口传递的外部命令(用户请求)，且除了执行外部命令外还执行内部操作以管理存储数据的第一存储器。
所谓内部操作是指为了快闪存储设备内部设备的性能保持和数据保留(Retention)而与外部命令无关地自主执行的操作，例如可以是重写(Rewrite)及用于其的Garbage Collection(GC)。
通常，快闪存储设备不同于DRAM，快闪存储设备已知为所存储的信息或数据即使电源断开也不会被擦除的非易失性记忆装置。然而，随着时间的推移，快闪存储设备会产生电子(Electrons)的泄漏(Leakage)，因此，存在所存储的信息或数据被删除或不能进行读/写(Read/write)等的数据可靠性降低的问题，这种问题会由用户的使用模式和包括温度在内的环境所加速。为了解决这种问题，快闪存储设备独立于外部命令(用户请求)而利用以固件(Firmware)来具体实现的算法执行重写(Rewrite)内部操作，从而保持数据可靠性。
因此，快闪存储设备执行外部命令(用户请求)和内部操作，从而在执行通过外部命令(用户请求)的数据的读/写(Read/Write)时，外部命令(用户请求)的性能随内部操作执行与否而会降低。
作为第一例子，在用户执行读取(Read)的情况下，快闪存储设备除了用户地址(User address)之外还对未被选择的地址执行追加读取(Read)，以对有可能出现错误的数据执行重写(Rewrite)，从而确保数据可靠性。然而，执行这种追加读取(Read)和重写(Rewrite)会导致用户性能降低的问题。
作为第二例子，在快闪存储设备重复进行重写(Rewrite)或覆写(Overwrite)的情况下，在与非门(NAND)型存储器内存在有效(Valid)数据和无效(Invalid)数据，且能够追加写入的块(Block)不足，为了确保能够写入的块而执行合并(Merge)有效数据的GarbageCollection(GC)，而由于这种Garbage Collection(GC)即清理删除文件之后剩下的垃圾的操作，会导致用户性能降低的问题。
因此，在现有技术中，在执行内部操作(Internal Operation)期间发生根据用户请求(User request)的读/写(Read/write)处理性能降低的问题，因而一直在努力解决这一问题。
韩国专利公报(公开公报号：10-2014-0039657)涉及一种根据向主机装置的控制部供给的电压的大小而分类为第一操作模式和第二操作模式并对用户终端进行充电的技术。具体地、涉及一种如下技术：在向主机装置的控制部供给的电压的大小大于预定的大小的情况(第一操作模式)下，保持主机装置与用户终端的通信连接并进行充电，在向主机装置的控制部供给的电压的大小小于预定的大小的情况(第二操作模式)下，在主机装置的控制部的操作被中断的状态下保持与用户终端的通信连接状态并进行充电。
然而，上述韩国专利公报公开的是在用户终端与主机连接的情况下进行充电的内容，除此之外，并未公开以使包括于用户终端的快闪存储设备的内部操作能够有效地执行的方式进行控制的功能。
发明内容
技术问题
本文的目的在于，使快闪存储设备认知外部电源的连接状态并控制内部操作执行，从而确保数据的可靠性并防止用户请求读/写(Read/write)时由于内部操作而导致性能降低。
解决问题方案
本文涉及一种用于保持快闪存储设备的数据可靠性和性能的方法，在具备快闪存储设备的移动终端中，快闪存储设备具备控制部，上述控制部能够区分外部电源的供给和移动终端所具备的内部电源的供给而控制快闪存储设备的内部操作。
在现有快闪存储设备的内部操作的情况下，不区分电源类型就进行内部操作，因而会产生内部电源消耗，从而操作受限制，但本发明在连接了外部电源的情况下，能够进行内部操作，且向快闪存储设备仅供给电源，并通过用户而禁用所连接的接口并进一步执行内部操作，从而能够确保数据可靠性和性能。
发明效果
本发明在快闪存储设备或安装有快闪存储设备的移动终端与外部电源连接的状态下，快闪存储设备认知外部电源，并在接口禁用状态(处于电源断开Off状态即不使用移动产品状态或阻断与快闪存储设备连接的接口的状态)或待机模式(处于电源接通On状态或无用户请求的状态)时段预先执行内部操作而确保通过重写(Rewrite)的数据的可靠性，此后，在根据用户请求的读/写(Read/write)时也由于减少的内部操作而能够执行根据用户请求的读/写(Read/write)，从而能够保障用户性能。
附图说明
图1是说明根据一个实施例的具备快闪存储设备的移动终端的图。
图2是说明根据又一实施例的具备快闪存储设备的移动终端的图。
图3是说明根据一个实施例的快闪存储设备的图。
图4是说明根据又一实施例的快闪存储设备的图。
具体实施方式
以下，通过参照附图而描述的优选实施例来详细地描述本发明，以使本领域技术人员能够容易理解并再现本发明。在说明本发明过程中，对于相关的公知功能或构成的具体的说明在判断为有可能使本发明各实施例的要旨不必要地模糊的情况下省略其详细的说明。在整个本发明说明书中所使用的各用语是考虑到在本发明实施例中的功能而定义的用语，其为随使用者、运用者的意图、惯例等而足以能够变形的事项，因此，对于这些用语应当基于本说明书的整体内容而下定义。
另外，前面所述的以及追加性的发明的各种方式将通过下述的各实施例而清楚。本说明书中有选择地记载的方式或有选择地记载的实施例的各构成，即使在附图中图示为单一的合并的构成，除非另有记载否则本领域技术人员理解，只要技术上矛盾并不明显则彼此间也能够自由组合。
因此，本说明书中所记载的实施例和附图中所图示的构成只不过是本发明的最为理想的一个实施例而已，并不完全代表本发明的技术思想，因而值此申请之际，应当理解成会存在能够替代它们的各种等同物和变形例。
图1是说明根据一个实施例的具备快闪存储设备的移动终端的图。如图所示，在具备快闪存储设备的移动终端中，快闪存储设备具备控制部201，上述控制部能够区分外部电源的供给和移动终端所具备的内部电源的供给而控制快闪存储设备的内部操作。
在移动终端200存在存储数据的快闪存储设备240，快闪存储设备240由第一控制部201和第一存储器202构成，根据产品种类能够进一步构成有第二存储器203。在快闪存储设备存在用于进行第二控制部的命令处理的固件(Firmware)，固件是除了执行第二控制部205的命令处理之外还执行快闪存储设备202的性能保持和数据保留(Retention)的软件，其能够存在于第一存储器202。
根据一个实施例的具备了快闪存储设备240的移动终端200能够进一步具备电源类型检测部210，其在移动终端所具备的内部电源部220处于断开(Off)状态且供给外部电源部100的电源的情况下，将该情况检测而向上述控制部201提供电源供给状态信息。电源类型检测部210能够安装于快闪存储设备240外部。进而，能够根据上述电源供给状态信息而控制快闪存储设备的内部操作。
如图所示，对于移动终端200除了追加向快闪存储设备240供给电源的电源线230(实线)之外还能够追加用于传输电源类型检测信号的信号线231(虚线)。信号线231可以是在电源类型检测部210检测外部电源100与外部电源连接部400连接的情况下向第一控制部201传输电源类型检测信号的传输线。
电源类型检测信号可以是与第二控制部205的操作无关地传输的信号。所谓电源类型检测部210检测电源类型可以指区分快闪存储设备240是否已与移动终端外部电源100连接和是否已与移动终端内部电源220连接。
在根据一个实施例的具备快闪存储设备的移动终端，上述电源类型检测部210在移动终端所具备的内部电源处于接通(On)状态且供给外部电源的情况下，能够将该情况检测而向上述控制部201提供电源供给状态信息。
快闪存储设备240能够根据所供给的电源100、220的类型而执行内部操作，而在该情况下，能够考虑第二控制部205的命令而执行内部操作，在第二控制部205与快闪存储设备240并未连接的状态下或并无第二控制部205的命令的时段也能够执行内部操作。即、快闪存储设备240能够独立于第二控制部而执行内部操作。所谓第二控制部205与快闪存储设备240并未连接的状态可以指用户断开(OFF)移动产品的电源开关并对移动产品的内部电源220进行充电的时段(Time interval)。第二控制部205是快闪存储设备240外部的控制部，其可以是安装于移动终端的CPU。
所谓内部操作是第一控制部201与第二控制部205的命令无关地在快闪存储设备240内部通过固件而自主执行的操作，具体来讲，为了保持快闪存储设备的性能并保留(Retention)所存储的数据，固件能够进行重写(Rewrite)第一存储器202的数据的操作。能够根据快闪存储设备240状态而变更并调节执行内部操作的时间。
具备于快闪存储设备240内的第一存储器201可以是NAND型存储器，且第二存储器203可以是DRAM型存储器。另外，具备于快闪存储设备240外部的第三存储器206可以是DRAM型存储器。
就外部电源部100而言，利用60Hz商用电源、PC的电源、膝上型计算机(Laptopcomputer)的电源并通过有线或无线而能够向移动终端供给外部电源。移动终端200可以是智能手机、平板PC、膝上型计算机(Laptop computer)，可以是以内置于产品中的内部电源部220也能够进行操作的产品。
根据一个实施例的具备快闪存储设备的移动终端能够在移动终端的显示部(未图示)显示快闪存储设备的内部操作的执行及完成状态信息。因此，用户通过移动终端的显示部而能够容易地确认内部操作的执行及完成状态信息。
图2是说明根据又一实施例的具备快闪存储设备的移动终端的图。如图所示，在移动终端200存在存储数据的快闪存储设备240，快闪存储设备240由第一控制部201和第一存储器202构成，根据产品种类能够进一步构成有第二存储器203。在快闪存储设备240存在用于进行第二控制部的命令处理的固件(Firmware)，固件是除了执行第二控制部205的命令处理之外还执行快闪存储设备240的性能保持和数据保留(Retention)的软件，其能够存在于第一存储器202。
如图所示，在移动终端200，能够在电源类型检测部210与第二控制部205之间连接信号线231(虚线)，且能够在第一控制部201与第二控制部205之间连接信号线231(虚线)。由此，第二控制部205能够从电源类型检测部210接收电源类型检测信号而向第一控制部201提供命令(Command)。
快闪存储设备240还能够根据第二控制部205传输的命令而执行内部操作，另外，能够区分第二控制部205传输的电源类型而在并无命令的时段将内部操作区分而执行。例如，在快闪存储设备240仅与内部电源部220连接的情况下有可能不执行内部操作以防内部电源部220的功耗，在与外部电源部100连接的情况下能够与功耗无关地执行内部操作。
所谓电源类型检测部210检测电源类型可以指区分快闪存储设备240是否已与移动终端外部电源部100连接和是否已与移动终端内部电源部220连接。
所谓内部操作是第一控制部201在快闪存储设备240内部通过固件而自主执行的操作，具体来讲，为了保持快闪存储设备的性能并保留(Retention)所存储的数据，固件能够进行在第一存储器202重写(Rewrite)所存储的数据的操作。能够根据快闪存储设备240状态而变更并调节执行内部操作的时间。
具备于快闪存储设备240内的第一存储器201可以是NAND型存储器，且第二存储器203可以是DRAM型存储器。另外，具备于快闪存储设备240外部的第三存储器206可以是安装于移动终端200内部的DRAM型存储器。
就外部电源部100而言，利用60Hz商用电源、PC的电源、膝上型计算机(Laptopcomputer)的电源并通过有线或无线而能够向移动终端供给外部电源。移动终端200可以是智能手机、平板PC、膝上型计算机(Laptop computer)，可以是以内置于产品中的内部电源部220也能够进行操作的产品。
图3是说明根据一个实施例的快闪存储设备的图。如图所示，在快闪存储设备240中，
快闪存储设备具备控制部201，上述控制部在快闪存储设备已与主机计算机110连接时，在用于数据通信的接口被禁用(Disable)的状态下能够从主机计算机仅接受电源供给并执行内部操作。
快闪存储设备240由第一控制部201和第一存储器202构成，根据产品种类能够进一步构成有第二存储器203。在快闪存储设备存在用于进行主机计算机110的命令处理的固件，固件是除了执行外部命令处理之外还执行用于快闪存储设备202的性能保持和数据保留的内部操作的软件，其能够存在于第一存储器202。快闪存储设备在通过主机计算机连接部410而与主机计算机110连接的情况下，接受电源230供给，且用于与计算机进行通信的接口209被启用(Enable)，在被启用的状态下执行主机计算机的命令处理和内部操作。
根据一个实施例的快闪存储设备，为了禁用(Disable)与主机计算机110的接口而能够进一步具备用户能够操作的切换部207。另外，根据一个实施例的快闪存储设备能够进一步具备与控制部201连接而用于使用户能够认知快闪存储设备的内部操作状态的显示部208。
如图所示，追加了切换部207和显示部208，以便在快闪存储设备240已与主机计算机110连接的情况下，禁用(Disable)所连接的主机接口209，并执行快闪存储设备240的内部操作，快闪存储设备240利用切换部207的信号而使主机计算机接口209禁用，并在仅接受了电源供给的状态下，第一控制部执行内部操作，且能够在显示部208显示内部操作进行状态。例如，显示部208能够在执行内部操作期间将LED显示为红色，并在内部操作已完成的情况下将LED显示为绿色或断开(OFF)。另外，能够伴随利用了扬声器的声音以告知内部操作状态。用户通过手动而能够在快闪存储设备240上操作切换部207，因而通过用户的切换操作而能够与主机计算机的操作无关地执行内部操作。因此，通过用户的切换部201操作而能够在启用与禁用之间切换主机接口209。
所谓内部操作可以是第一控制部201独立于主机计算机110的命令而在快闪存储设备240内部通过固件而自主执行的操作。例如，为了保持快闪存储设备的性能并保留(Retention)所存储的数据，固件能够进行重写(Rewrite)第一存储器202的数据的操作，能够根据快闪存储设备240状态而变更内部操作时间。
快闪存储设备240内的存储器201可以是NAND型存储器，在主机计算机110的情况下，PC(Personal computer)、膝上型计算机(Laptop)、平板PC相当于此，但并不限定于此。
快闪存储设备240还可以是USB存储器、SSD、Card的外置型存储装置或主机计算机的内置的存储装置，但并不限定于此。
图4是说明根据又一实施例的快闪存储设备的图。如图所示，在快闪存储设备240中，具备：控制部201；适配器连接部，其与适配器连接以从外部60Hz商用电源部接受电源供给，上述控制部201在快闪存储设备通过适配器连接部412而接受外部电源供给的情况下，能够进行控制以执行内部操作。
快闪存储设备240除了具备与主机计算机110连接的主机计算机连接部410之外还能够进一步具备外部电源连接部412和外部电源信号线233，以使快闪存储设备240除了从主机计算机接受电源供给之外还能够从外部60Hz商用电源120接受电源供给。因此，外部60Hz商用电源部120的电压通过适配器600而变压成规定的电压，从而能够向快闪存储设备仅供给电压。因此，即为外部60Hz商用电源120通过适配器600供给而在主机计算机连接部410与适配器连接部411之间并无连接的构造，在仅连接外部60Hz商用电源的状态下，第一控制部201能够使快闪存储设备240利用外部电源信号线233上的信号或确认外部连接的接口209之后执行内部操作。连接部412能够追加配置于与连接部410相邻的附近以防与主机计算机同时连接，若是外部60Hz商用电源120和计算机主机110同时连接的情况，则快闪存储设备240还能够通过使第一控制部201和第一控制部操作的固件而决定是否执行内部操作。
所谓内部操作可以是第一控制部201独立于主机计算机110的命令而在快闪存储设备240内部通过固件而自主执行的操作。例如，为了保持快闪存储设备的性能并保留(Retention)所存储的数据，固件能够进行重写(Rewrite)第一存储器202的数据的操作，能够根据快闪存储设备240状态而变更内部操作时间。
就快闪存储设备240而言，USB存储器、SSD、Card等相当于此，但并不限定于此。
外部60Hz商用电源120可以指通常在家庭使用的110V或220V的60Hz商用电源。
能够进一步具备与上述控制部连接而用于使用户能够认知快闪存储设备的内部操作的执行及完成状态的显示部。
例如，显示部208能够在执行内部操作期间将LED显示为红色，并在内部操作已完成的情况下将LED显示为绿色或断开(OFF)。另外，能够伴随利用了扬声器的声音以告知内部操作状态。

Claims (2)

1.一种具备快闪存储设备的移动终端，其特征在于，具备：
快闪存储设备；
控制部，区分外部电源和移动终端的连接和上述移动终端与上述外部电源的未连接而控制快闪存储设备的内部操作，其中上述快闪存储设备的内部操作是垃圾收集；
第一存储器，存储软件或数据，并电连接到上述控制部；以及
电源类型检测部，检测上述外部电源的供给，并在上述外部电源被提供给上述移动终端的情况下向上述控制部提供电源供给状态信息，
其中在上述移动终端的内部电源处于断开状态且供给上述外部电源的情况下，上述控制部控制上述快闪存储设备在数据通信接口关闭的状态下执行上述快闪存储设备的上述内部操作。
2.一种快闪存储设备，其特征在于，具备：
切换部，由用户操作，上述切换部在用于数据通信的接口的启用状态和关闭状态之间切换；
控制部；
第一存储器，存储软件或数据，并电连接到上述控制部；以及
其中在上述快闪存储设备已与主机计算机连接且在上述切换部切换到上述用于数据通信的接口被关闭的状态下，上述控制部控制上述快闪存储设备执行内部操作，其中上述快闪存储设备的内部操作是垃圾收集。
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