CN1779661A - 延长非挥发性存储器使用寿命的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种延长非挥发性存储器使用寿命的装置及方法，该延长非挥发性存储器使用寿命的装置包括一非挥发性存储器及一主机。该非挥发性存储器在物理逻辑上被分划为多个扇区；该主机包括一资料读写模块、一扇区标记写入模块、一扇区标记检查模块以及一资料读写指针。实施本发明，可使主机在一非挥发性存储器的扇区中分别读写两种不同的扇区标记来识别应该从哪一个扇区开始写入资料，可确保在写入资料至非挥发性存储器时能平均的利用到每一个扇区，从而保证每个扇区均能被使用到可被读写次数的上限，延长非挥发性存储器的使用寿命。
Description
【技术领域】
本发明关于一种延长存储器使用寿命的装置及方法，特别系涉及一种延长非挥发性存储器使用寿命的装置及方法。
【背景技术】
随着信息产业蓬勃发展与信息媒体应用的日益普及，用于储存各类信息的存储器显得日益重要。其中，电子存储器无疑是最重要的一种。目前电子存储器依据功能主要可分为两类，一类是高速存取的随机存储器(Random Access Memory，RAM)，其读写速度可在100奈秒(ns)以下，但没有永久记忆功能；另一类则为非挥发性(Non-Volatile)的只读存储器(Read Only Memory，ROM)，具有永久记忆功能，但资料写入的速度需要微秒(ms)以上的时间。
Flash Rom系一种非挥发性存储器，其在物理逻辑上被分划为多个扇区(Sector)。考虑到非挥发性存储器的使用寿命问题，每一个扇区均有读写次数的上限，因此在需要大量读写Flash Rom的应用下就会限制了其使用次数。例如在硬盘制作过程中，生产线需要做硬盘与主机之间的线路信号品质测试，此时需要对硬盘做大量的读写操作以测试线路在高负荷时的信号品质，通常会使用Flash Rom来取代硬盘作测试。为了延长每个Flash Rom的使用寿命，以达到其最大效用，传统的方法通常是利用随机数来读写Flash Rom的不同扇区，来尽量的平均使用到每一个扇区。
关于延长非挥发性存储器使用寿命的支持技术曾揭露于2002年4月7日公告的美国第6,385,078号专利，其专利名称为“FerroelectricRandom Access Memory Device and Method for Controlling Read/WriteOperations Thereof(控制电子存储器读写操作的装置及方法)”。该专利揭露了一种地址转换侦测电路生成一脉冲信号，该脉冲信号与被地址锁定电路锁定的一列地址相对应，标识信号产生电路产生一与内部芯片可用信号相对应的芯片可用标识信号，延时电路在预定时间内延迟该脉冲信号，同时使得在延迟时间内，内部芯片可用信号不能使用，标识信号产生电路使芯片可用标识信号不能使用，从而阻止对电子存储器的误读写操作，提高了读写的可靠性。
上述技术不足的处在于，由于非挥发性存储器具有读写次数的限制，整个存储空间往往不能平均使用，当使用到一定次数后就将失去其存储功能，而上述技术只能阻止尖峰信号产生的对电子存储器进行的误读写操作，并不能使得整个存储器被平均使用以延长其使用寿命，因此用户无法长期使用同一存储器。另一种随机数法可能会使挥发性存储器的某些扇区被读写的次数较多，而某些扇区被读写的次数较少，也无法保证其每一个扇区被平均使用。
为克服上述先前技术的不足，本发明提供一种延长非挥发性存储器使用寿命的装置及方法，其可确保在读写非挥发性存储器时能平均的把资料写入每个扇区中，保证每个扇区均能被使用到可被读写次数的上限，从而延长了非挥发性存储器的使用寿命。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种延长非挥发性存储器使用寿命的装置，其可确保在读写非挥发性存储器时能把资料平均的写入到每个扇区中，从而保证每个扇区均能被使用到可被读写次数的上限，以延长非挥发性存储器的使用寿命。
本发明的另一目的在于提供一种延长非挥发性存储器使用寿命的方法，其可确保在读写非挥发性存储器时能把资料平均的写入到每个扇区中，从而保证每个扇区均能被使用到可被读写次数的上限，以延长非挥发性存储器的使用寿命。
为达成上述发明目的，本发明提供一种延长非挥发性存储器使用寿命的装置，包括一非挥发性存储器及一主机。所述的非挥发性存储器在物理逻辑上被分划为多个扇区，其每一扇区用于存储一扇区标记及其所需存储的资料。所述的扇区标记分别采用两种标记，一种为标记x，另一种为标记y，均系用于标示扇区是否已写入资料。所述的主机包括：一资料读写模块，用于对所述的非挥发性存储器中的资料进行读取与写入操作；一扇区标记写入模块，用于在每一扇区中写入一扇区标记；一扇区标记检查模块，用于检查每个扇区中的扇区标记，从而使资料读写模块判断从哪一个扇区开始写入资料，以及使扇区标记写入模块判断使用哪一种扇区标记写入扇区中；一资料读写指针，用于在读写非挥发性存储器时寻找需写入资料及其扇区标记到哪一个扇区的位置。
本发明提供一种延长非挥发性存储器使用寿命的方法，其可使一主机能够平均的读写一非挥发性存储器的每一扇区，该方法包括如下步骤：(a)当主机发现第0号扇区直至最后一个扇区中既无标记x也无标记y，则资料读写模块在第0号扇区写入资料，扇区标记写入模块在第0号扇区中写入标记x；(b)当主机发现第0号扇区至第i号扇区中均有标记x，而第i+1号扇区中没有标记x，则资料读写模块在第i+1号扇区写入资料，扇区标记写入模块在第i+1号扇区中写入标记x；(c)当主机发现第0号扇区至第N-1号扇区中均有标记x，则资料读写模块在第0号扇区写入资料，扇区标记写入模块在第0号扇区中写入标记y；(d)当主机发现第0号扇区至第i号扇区中均有标记y，而第i+1号扇区中没有标记y，则资料读写模块在第i+1号扇区写入资料，扇区标记写入模块在第i+1号扇区中写入标记y；以及(e)当主机发现第0号扇区至最第N-1号扇区中均有标记y，则资料读写模块在第0号扇区写入资料，扇区标记写入模块在第0号扇区中写入标记x。上述i为扇区的编号，N为扇区总个数。
通过本发明延长非挥发性存储器使用寿命的装置及方法，可使主机从非挥发性存储器的扇区中分别读写两种不同的扇区标记，来识别应该从哪一个扇区开始写入资料，从而确保在写入资料至非挥发性存储器时能平均的利用到每一个扇区，保证每个扇区均能被使用到可被读写次数的上限，延长了非挥发性存储器的使用寿命。
【附图说明】
图1是本发明延长非挥发性存储器使用寿命的装置的硬件图。
图2是本发明延长非挥发性存储器使用寿命的方法流程图。
图3是利用本发明延长非挥发性存储器使用寿命的装置及方法在扇区中写入资料的示意图。
【实施方式】
如图1所示，是本发明延长非挥发性存储器使用寿命的装置的硬件图。该延长非挥发性存储器使用寿命的装置包括一非挥发性存储器1及一主机2。其中，非挥发性存储器1在物理逻辑上被分划为N个扇区10，每一扇区10分别标示为第0号扇区、第1号扇区、……、第i号扇区、……、以及第N-1号扇区，其每一扇区10用于存储一扇区标记及其所需存储的资料。所述的扇区标记用于确保主机2在读写非挥发性存储器1时能平均的读写每一个扇区10，本实施例中采用标记x及标记y来表示两种不同的扇区标记。该主机2包括一资料读写模块20、一扇区标记写入模块21、一扇区标记检查模块22及一资料读写指针23。其中，资料读写模块20用于对非挥发性存储器1中的资料进行读取与写入操作；扇区标记写入模块21用于在每一扇区10中写入一扇区标记，其扇区标记写入规则为：当资料读写模块20在奇数次写入扇区10时，则扇区标记写入模块21于扇区10中写入标记x，当资料读写模块20在偶数次写入扇区10时，则扇区标记写入模块21于扇区10中写入标记y；扇区标记检查模块22用于检查每个扇区10中的扇区标记，从而判断资料读写模块20应该从哪一个扇区10开始写入资料，以及判断扇区标记写入模块21应该使用哪一种扇区标记写入扇区10中；资料读写指针23用于在读写非挥发性存储器1时，寻找需在哪一个扇区10中写入资料及扇区标记。
如图2所示，是本发明延长非挥发性存储器使用寿命的方法流程图。主机2初始化一变量i＝0，其中“i”表示扇区号，即主机2使资料读写指针23指向第0号扇区的位置(步骤S100)。扇区标记检查模块22检查第i号扇区的标记(步骤S101)，并判断该第i号扇区中是否包含标记x(步骤S102)。若第i号扇区中包含标记x，则主机2作i＝i+1运算，即主机2使资料读写指针23指向下一个扇区10位置(步骤S105)；若第i号扇区中没有包含标记x，则扇区标记检查模块22判断该第i号扇区中是否包含标记y(步骤S103)。若该第i号扇区中包含标记y，则主机2作i＝i+1运算，即主机2使资料读写指针23指向下一个扇区10位置(步骤S112)；若该第i号扇区中没有包含标记y，则资料读写模块20在该第i号扇区中写入资料，以及扇区标记写入模块21在该第i号扇区中写入标记x(步骤S104)。
承接上述步骤S105，主机2继续判断i是否等于N，其中N为非挥发性存储器2的扇区总个数，即判断第i号扇区是否为最后一个扇区10(步骤S106)。若i等于N，则主机2清除i为“0”，即资料读写指针23指向第0号扇区位置(步骤S107)，接着资料读写模块20在第0号扇区中写入资料，以及扇区标记写入模块21在该第0号中写入扇区标记y(步骤S108)；若i不等于N(即i小于N)，则扇区标记检查模块22检查该第i号扇区的标记(步骤S109)，并判断该第i号扇区中是否包含标记x(步骤S110)。若第i号扇区中包含标记x，则转向步骤S105；若第i号扇区中没有包含标记x，则资料读写模块20在该第i号扇区中写入资料，以及扇区标记写入模块21在该第i号扇区中写入标记x(步骤S111)。
承接上述步骤S112，主机2继续判断i是否等于N，即判断第i号扇区是否为最后一个扇区20(步骤S113)。若i等于N，则主机2清除i为“0”，即资料读写指针23指向第0号扇区位置(步骤S114)，接着资料读写模块20在第0号扇区中写入资料，以及扇区标记写入模块21在该第0号中写入扇区标记x(步骤S115)；若i不等于N(即i小于N)，则扇区标记检查模块22检查该第i号扇区的标记(步骤S116)，并判断该第i号扇区中是否包含标记y(步骤S117)。若第i号扇区中包含标记y，则转向步骤S112；若第i号扇区中没有包含标记y，则资料读写模块20在该第i号扇区中写入资料，以及扇区标记写入模块21在该第i号扇区中写入标记y(步骤S118)。
如图3所示，是利用本发明延长非挥发性存储器使用寿命的装置及方法在扇区中写入资料的示意图。当主机2在非挥发性存储器1中写入资料时，需检查扇区10中的扇区标记，再判断应该在哪一个扇区10写入资料，以及判断应该使用哪一种扇区标记写入扇区10中。以下举一个用Flash Rom(非挥发性存储器)来作测试应用的实例来说明本发明非挥发性存储器使用寿命的装置及方法，其一般会存在如下五种情形：
图3(a)是非挥发性存储器1的第0号扇区至第N-1号扇区中均无标记的情形。当主机2的扇区标记检查模块22发现第0号扇区至第N-1号扇区中既无标记x也无标记y，则资料读写模块20在第0号扇区写入资料，扇区标记写入模块21在第0号扇区中写入标记x。
图3(b)是非挥发性存储器1的第0号扇区至第i号扇区中包含标记x的情形。当主机2的扇区标记检查模块22发现第0号扇区至第i号扇区中均有标记x，而第i+1号扇区中没有标记x，则资料读写模块20在第i+1号扇区写入资料，扇区标记写入模块21在第i+1号扇区中写入标记x。
图3(c)是非挥发性存储器1的第0号扇区至第N-1号扇区中均包含标记x的情形。当主机2的扇区标记检查模块22发现第0号扇区至第N-1号扇区中均有标记x，则资料读写模块20在第0号扇区写入资料，扇区标记写入模块21在第0号扇区中写入标记y。
如图3(d)是非挥发性存储器1的第0号扇区至第i号扇区中包含标记y的情形。当主机2的扇区标记检查模块22发现第0号扇区至第i号扇区中均有标记y，而第i+1号扇区中没有标记y，则资料读写模块20在第i+1号扇区写入资料，扇区标记写入模块21在第i+1号扇区中写入标记y。
第三图的(e)系为非挥发性存储器1的第0号扇区至第N-1号扇区中均包含标记y的情形。当主机2的扇区标记检查模块22发现第0号扇区至第N-1号扇区中均有标记y，则资料读写模块20在第0号扇区写入资料，扇区标记写入模块21在第0号扇区中写入标记x。
Claims (11)
1.一种延长非挥发性存储器使用寿命的装置，其特征在于，可使一主机平均的读写一非挥发性存储器的每一个扇区，其中：
所述的非挥发性存储器在物理逻辑上被分划为多个扇区，其每一扇区用于存储一扇区标记及其所需存储的资料；
所述的主机包括：
资料读写模块，用于对所述的非挥发性存储器中的资料进行读取与写入操作；
扇区标记写入模块，用于在每一扇区中写入一扇区标记；
扇区标记检查模块，用于检查每个扇区中的扇区标记；
资料读写指针，用于主机读写非挥发性存储器时，寻找写入资料及扇区标记到扇区的位置。
2.如权利要求1所述的延长非挥发性存储器使用寿命的装置，其特征在于，所述的扇区标记有两种：一种为标记x，另一种为标记y，都是用于标示扇区是否已写入资料。
3.如权利要求2所述的延长非挥发性存储器使用寿命的装置，其特征在于，扇区标记写入规则为：当资料读写模块在奇数次写入扇区时，扇区标记写入模块则在扇区中写入标记x，当资料读写模块在偶数次写入扇区时，扇区标记写入模块则在扇区中写入标记y。
4.一种延长非挥发性存储器使用寿命的方法，其特征在于，可使一主机平均的读写非挥发性存储器的每一个扇区，该延长非挥发性存储器使用寿命的方法包括如下步骤：
从第0号扇区开始，直至第i号扇区，分别检查其扇区标记；
判断第i号扇区中是否包含标记x；
若第i号扇区中包含标记x，则判断第i+1号扇区的标记；
若第i号扇区中没有包含标记x，则判断该第i号扇区中是否包含标记y；
若该第i号扇区中没有包含标记y，则于该第i号扇区中写入资料及其扇区标记x。
5.如权利要求4所述的延长非挥发性存储器使用寿命的方法，其特征在于，所述的若第i号扇区中包含标记x，则判断第i+1号扇区标记的步骤还包括如下步骤：
判断第i+1号扇区是否为最后一个扇区；
若第i+1号扇区是最后一个扇区，则在第0号扇区中写入资料及扇区标记y；
若第i+1号扇区不是最后一个扇区，则判断该第i+1号扇区中是否包含标记x；
若第i+1号扇区中包含标记x，则判断下一个扇区的标记；
若第i+1号扇区中没有包含标记x，则在该第i+1号扇区中写入资料及扇区标记x。
6.如权利要求4所述的延长非挥发性存储器使用寿命的方法，其特征在于，所述的若第i号扇区中包含标记y，则判断第i+1号扇区标记的步骤还包括如下步骤：
判断第i+1号扇区是否为最后一个扇区；
若第i+1号扇区是最后一个扇区，则在第0号扇区中写入资料及扇区标记x；
若第i+1号扇区不是最后一个扇区，则判断该第i+1号扇区中是否包含标记y；
若第i+1号扇区中包含标记y，则再判断下一个扇区的标记；
若第i+1号扇区中没有包含标记y，则在该第i+1号扇区中写入资料及扇区标记y。
7.如权利要求4，5或6所述的延长非挥发性存储器使用寿命的方法，其特征在于，所述的i系为扇区的编号，其为一自然数。
8.如权利要求4，5或6所述的延长非挥发性存储器使用寿命的方法，其特征在于，所述的标记x以及标记y是两种不同的扇区标记，其都用于标示扇区是否已写入资料。
9.一种延长非挥发性存储器使用寿命的方法，其特征在于，可使一主机平均的读写一非挥发性存储器的每一个扇区，该方法包括如下步骤：
当主机发现第0号扇区直至最后一个扇区中既无标记x也无标记y，则在第0号扇区写入资料及标记x；
当主机发现第0号扇区至第i号扇区中均有标记x，而第i+1号扇区中没有标记x，则在第i+1号扇区写入资料及标记x；
当主机发现第0号扇区至最后一个扇区中均有标记x，则在第0号扇区写入资料及标记y；
当主机发现第0号扇区至第i号扇区中均有标记y，而第i+1号扇区中没有标记y，则在第i+1号扇区写入资料及标记y；
当主机发现第0号扇区至最后一个扇区中均有标记y，则在第0号扇区写入资料及标记x。
10.如权力要求9所述的延长非挥发性存储器使用寿命的方法，其特征在于，所述的i为扇区的编号，其为一自然数。
11.如权力要求9所述的延长非挥发性存储器使用寿命的方法，其特征在于，所述的标记x及标记y是两种不同的扇区标记，其都用于标示扇区是否已写入资料。
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