DE102008033518B4

DE102008033518B4 - Datenverarbeitungsverfahren für eine Solid-State-Disk-Steuereinheit, Solid-State-Disk-Steuereinheit und Datenspeicherelement

Info

Publication number: DE102008033518B4
Application number: DE102008033518.5A
Authority: DE
Inventors: Tae Hack Lee; Kyu Wook Han
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: TW200905696A; DE102008033518A1; TWI479502B; KR101424782B1; KR20090008766A; CN101349963B; JP5368735B2; US8738842B2; US20090024791A1; JP2009026301A; CN101349963A

Abstract

Datenverarbeitungsverfahren für eine Solid-State-Disk-Steuereinheit (30) mit den Schritten:- Lesen eines Sektorbitabbildungszeigers, der in einem ersten Register (41) gespeichert ist, mit einer Zustandsmaschine (45),- Lesen von Sektorbitabbildungswerten, die in einem ersten Speicherbereich (33) eines flüchtigen Speichers (31) gespeichert sind, mit der Zustandsmaschine (45),- wobei die Sektorbitabbildungswerte durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt sind und die Sektorbitabbildungswerte angeben, welche Sektoren eines externen nichtflüchtigen Speichers (50), die eine Seite bilden, zu lesen oder nicht zu lesen sind,- Speichern der aus dem ersten Speicherbereich gelesenen Sektorbitabbildungswerte in ein zweites Register,- Bereitstellen der Sektorbitabbildungswerte von dem zweiten Register an die Zustandsmaschine (45), und- Lesen von Daten aus mindestens einem der Sektoren, aber nicht aus allen Sektoren, der Seite basierend auf den Sektorbitabbildungswerten mit der Zustandsmaschine (45).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenverarbeitungsverfahren für eine Solid-State-Disk-Steuereinheit, eine Solid-State-Disk-Steuereinheit und ein Datenspeicherelement.
Herkömmlicherweise werden Magnetplatten als Datenspeicherelemente in elektronischen Systemen, wie Computersystemen, verwendet. Mit der Entwicklung der Halbleitertechnologie wurden anstelle von Magnetplatten Solid-State-Disks (SSDs) unter Verwendung von elektrisch löschbaren und programmierbaren Nurlesespeichern (EEPROM) (z. B. EEPROM vom NAND-Typ oder EEPROM vom NOR-Typ) basierend auf einem nichtflüchtigen Speicher als Datenspeicherelement in Computersystemen und tragbaren Geräten zunehmend verwendet.
Da die SSDs keine mechanischen Antriebselemente, wie einen Motor, enthalten, der im Wesentlichen in Festplattenlaufwerken (HDDs) enthalten ist, erzeugen die SSDs während des Betriebs kaum Wärme und Geräusche. Außerdem weisen die SSDs eine hohe Zugriffsgeschwindigkeit, eine hohe Integration und Stabilität gegen äußere Einflüsse auf und werden daher als Datenspeicherelemente bevorzugt.
Darüber hinaus ist die Datenübertragungsgeschwindigkeit der SSDs viel höher als die von HDDs.
Wenn eine SSD als Datenspeicherelement verwendet wird, steuert eine Steuereinheit die Datenübertragung zwischen einem Host und einem EEPROM-basierten nichtflüchtigen Speicher. Die Steuereinheit überträgt Daten zu und empfängt Daten vom nichtflüchtigen Speicher unter der Steuerung einer Firmware, wenn Daten jeder Seite verarbeitet werden, was die Leistung der SSD beeinträchtigt.
Kim, Jesung, et al. A space-efficient flash translation layer for Compact-Flash systems. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 2002, 48. Jg., Nr. 2, S. 366-375 offenbart ein Datenverarbeitungsverfahren für eine Solid-State-Disk-Steuerein heit.
US 2006/0002096 A1 offenbart ein Flash-Speicher-System mit einem Pufferspeicher.
US 2005/0114587 A1 offenbart eine ExpressCard mit einem Flash-Speicher, wobei der Flash-Speicher eine Mehrzahl von Flash-Speicher-Chips aufweist. Die Flash-Speicher-Chips sind über zwei voneinander unabhängige und jeweils verschachtelte Kanäle mit einer Steuereinheit des Flash-Speichers verbunden.
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Datenverarbeitungsverfahren für eine Solid-State-Disk-Steuereinheit, eine Solid-State-Disk-Steuereinheit und ein Datenspeicherelement zur Verfügung zu stellen, die eine optimale Leistungsfähigkeit aufweisen und/oder eine verschachtelte Leseoperation mittels Hardware ohne Einsatz von Firmware durchführen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Datenverarbeitungsverfahren für eine Solid-State-Disk-Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruch 1, 6 oder 10, eine Solid-State-Disk-Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruch 11, 12 oder 13 und ein Datenspeicherelement mit den Merkmalen des Anspruch 15.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, deren Wortlaut hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird, um unnötige Textwiederholungen zu vermeiden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die unten ausführlich beschrieben werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Hierbei zeigt/zeigen:

1 ein Blockdiagramm eines Systems einer Solid-State-Disk(SSD)-Steuereinheit gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung,
2 ein Flussdiagramm eines Datenverarbeitungsverfahrens der in 1 dargestellten SSD-Steuereinheit,
3A und 3B Schaubilder zur Erläuterung der zufälligen Datenausgabeoperation der in 1 dargestellten SSD-Steuereinheit,
4 ein Flussdiagramm einer verschachtelten Hardware-Leseoperation, die von der in 1 dargestellten SSD-Steuereinheit durchgeführt wird, und
5A und 5B Diagramme zur Erläuterung einer zufälligen Datenausgabeoperation für die verschachtelte Hardware-Leseoperation der in 1 dargestellten SSD-Steuereinheit.

In den Zeichnungen können die Abmessungen und relativen Abmessungen von Schichten und Bereichen zum Zwecke der Deutlichkeit vergrößert sein. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente.
1 ist ein Blockdiagramm eines Systems 10, das eine Solid-State-Disk(SSD)-Steuereinheit 30 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Mit Bezug zu 1 beinhaltet das System 10, das ein Computersystem oder ein mobiles Gerät sein kann, einen Host 20, die SSD-Steuereinheit 30 und ein nichtflüchtiges Speicherelement 50. Eine SSD beinhaltet das nichtflüchtige Speicherelement 50 oder sie beinhaltet die SSD-Steuereinheit 30 und das nichtflüchtige Speicherelement 50.
Der Host 20 überträgt einen Operationsbefehl (z. B. einen Lesebefehl, einen Programmierbefehl oder einen Löschbefehl) und Adressen über eine Hostschnittstelle (Host-I/F) 49 und einen Systembus BUS zur SSD-Steuereinheit 30. Alternativ kann der Host 20 den Operationsbefehl und die Adressen direkt über die Host-I/F 49 zur SSD-Steuereinheit 30 übertragen. Die SSD-Steuereinheit 30 beinhaltet einen flüchtigen Speicher 31, eine Speichersteuereinheit (oder eine Flashspeichersteuereinheit) 39, einen Pufferspeicher 47 und die Host-I/F 49.
Der flüchtige Speicher 31 ist durch einen dynamischen Direktzugriffspeicher (DRAM) oder einen statischen Direktzugriffspeicher (SRAM) implementiert und beinhaltet eine Mehrzahl von Speicherbereichen 33, 35 und 37, die jeweils Sektorbitabbildungswerte (sector bit map values) speichern. Die in den Speicherbereichen 33, 35 und 37 gespeicherten Sektorbitabbildungswerte können unter Verwendung spezieller Hardware oder Firmware programmiert oder festgesetzt werden.
Die Speichersteuereinheit 39 beinhaltet ein erstes Register (oder ein Sektorbitabbildungszeigerregister) 41, das einen Sektorbitabbildungszeiger speichert, ein zweites Register (oder ein Sektorbitabbildungsregister) 43, das Sektorbitabbildungswerte speichert, die vom flüchtigen Speicher 31 basierend auf dem Sektorbitabbildungszeiger ausgegeben sind, und eine Zustandsmaschine 45. Die Zustandsmaschine 45 schreibt über mindestens einen zugehörigen Kanal aus einer Mehrzahl von Kanälen 51, 57, 63 und 69 Daten DATA in das nichtflüchtige Speicherelement 50 ein oder liest Daten DATA daraus aus, wobei eine Mehrzahl von Steuersignalen, wie ein Befehlzwischenspeicherfreigabe(CLE)-Signal, ein Chipfreigabe(CE)-Signal, ein Schreibfreigabe(WE)-Signal, ein Adressenzwischenspeicherfreigabe(ALE)-Signal, ein Lese/Belegt(R/B)-Ausgabesignal und ein Schreibfreigabe(RE)-Signal, verwendet wird.
Die von der Zustandsmaschine 45 aus dem nichtflüchtigen Speicherelement 50 gelesenen Daten DATA können über den Systembus BUS temporär im Pufferspeicher 47 gespeichert werden. Der Pufferspeicher 47 kann Daten DATA, die zwischen dem Host 20 und dem nichtflüchtigen Speicherelement 50 übertragen werden, temporär speichern. Die Host-I/F 49 überträgt die Daten DATA zum Host 20 und empfängt sie von ihm. Die Host-I/F 49 kann ein serielles Advanced-Technology-Attachment(ATA)-Protokoll, ein paralleles ATA-Protokoll oder andere Kommunikationsprotokolle verwenden.
Die SSD-Steuereinheit 30 und das nichtflüchtige Speicherelement 50 übertragen die Daten DATA über mindestens einen Kanal aus der Mehrzahl von Kanälen 51, 57, 63 und 69. Die beiden Chips 53 und 55, 59 und 61, 65 und 67 oder 71 und 73 können mit jedem der Kanäle 51, 57, 63 und 69 verbunden sein. Die Anzahl der mit jedem der Kanäle 51, 57, 63 und 69 verbundenen Chips kann jedoch Eins oder mehr als Zwei betragen.
Jeder der Chips 53, 55, 59, 61, 65, 67, 71 und 73 beinhaltet einen Seitenpuffer (nicht gezeigt) und ein Speicherzellenfeld (nicht gezeigt), das eine Mehrzahl von Speicherzellen beinhaltet. Jede der Speicherzellen kann durch elektrisch löschbare und programmierbare Flash-Nurlesespeicher (EEPROM) implementiert sein. Der Flash-EEPROM kann durch eine Single-Level-Cell(SLC)-Zelle oder eine Multi-Level-Cell(MLC)-Zelle implementiert sein.
2 ist ein Flussdiagramm eines Datenverarbeitungsverfahrens der in 1 dargestellten SSD-Steuereinheit 30. Die 3A und 3B sind Diagramme zur Erläuterung der zufälligen Datenausgabeoperation von der in 1 dargestellten SSD-Steuereinheit 30. Hier bezeichnet „tR“ die Datenübertragungsdauer von einer Speicherzelle im Speicherzellenfeld zum Seitenpuffer.
Mit Bezug zu den 1 bis 3B wird eine zufällige Datenausgabeoperation durch Lesen mindestens eines Sektors mit einem Sektorbitabbildungswert von „1“ aus „n“ Sektoren (wobei „n“ eine natürliche Zahl ist, zum Beispiel 8), die eine erste Seite des mit dem ersten Kanal 51 verbundenen ersten Chips 53 bilden, durchgeführt. Hier kann ein einzelner Sektor „m“ Bytes umfassen (wobei „m“ eine natürliche Zahl ist, zum Beispiel 512 oder 1024).
Bei der zufälligen Datenausgabeoperation erzeugt die Zustandsmaschine 45 die Mehrzahl von Steuersignalen, d. h. das CLE-Signal, das CE-Signal, das WE-Signal, das ALE-Signal, das R/B-Ausgabesignal und das RE-Signal, um in Abhängigkeit von einem Lesebefehl READ, der vom Host 20 ausgegeben worden ist, die Daten DATA zu lesen, die in der ersten Seite des ersten Chips 53 gespeichert sind, der mit dem ersten Kanal 51 verbunden ist. Der erste Chip 53 analysiert die Steuersignale und führt den Lesebefehl READ aus.
Die Zustandsmaschine 45 liest einen Sektorbitabbildungszeiger, der im ersten Register 41 gespeichert ist, liest Sektorbitabbildungswerte (z. B. 01100010), die im ersten Speicherbereich 33 des flüchtigen Speichers 31 gespeichert sind, der durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt ist, und speichert die Sektorbitabbildungswerte im zweiten Register 43 in Operation S10 (2). Beispielsweise gibt unter den Sektorbitabbildungswerten, z. B. 01100010, eine „1“ einen gültigen Sektor an und eine „0“ gibt einen ungültigen Sektor an oder umgekehrt.
Die Zustandsmaschine 45 liest und analysiert die Sektorbitabbildungswerte (z. B. 01100010), die im zweiten Register 43 gespeichert sind, und gibt eine Sektoradresse und einen zufälligen Datenausgabebefehl sequentiell aus, um Sektor 2, Sektor 6 und Sektor 7 aus der ersten Seite (oder dem Seitenpuffer des ersten Chips 53) basierend auf dem Ergebnis der Analyse in Operation S20 (2) sequentiell zu lesen, wie es in 3A dargestellt ist. Mit anderen Worten, die Zustandsmaschine 45 liest gemäß der zufälligen Datenausgabeoperation aus den Sektorbitabbildungswerten (z. B. 01100010), die im zweiten Register 43 gespeichert sind, von der ersten Seite oder dem Seitenpuffer des ersten Chips 53 nur Sektoren (z. B. Sektor 2, Sektor 6 und Sektor 7), die einen Sektorbitabbildungswert von „1“ aufweisen.
Die Zustandsmaschine 45 kann den gelesenen Sektor 2, Sektor 6 und Sektor 7 über den Systembus BUS zum Pufferspeicher 47 übertragen, um sie im Pufferspeicher 47 zu speichern. Alternativ kann die Zustandsmaschine 45 den gelesenen Sektor 2, Sektor 6 und Sektor 7 direkt zum Pufferspeicher 47 übertragen. Dementsprechend liest die SSD-Steuereinheit 30 nicht alle Sektoren von einer Seite, sondern liest stattdessen nur selektiv mindestens einen gültigen Sektor von der Seite, basierend auf Sektorbitabbildungswerten, wodurch sie eine erhöhte Leistungsfähigkeit aufweist.
4 ist ein Flussdiagramm einer verschachtelten Hardware-Leseoperation, die von der in 1 abgebildeten SSD-Steuereinheit 30 durchgeführt wird. Die 5A und 5B sind Diagramme zur Erläuterung einer zufälligen Datenausgabeoperation für die verschachtelte Hardware-Leseoperation der in 1 abgebildeten SSD-Steuereinheit 30. Mit Bezug zu den 1 und 4 und den 5A und 5B wird die zufällige Datenausgabeoperation durch eine verschachtelte Operation ausgeführt, bei der nur Sektoren mit einem Sektorbitabbildungswert von „1“ aus den „n“ Sektoren, die die erste Seite des ersten Chips 53 bilden, der mit dem ersten Kanal 51 verbunden ist, und nur Sektoren mit einem Sektorbitabbildungswert von „1“ aus den „n“ Sektoren, die eine zweite Seite des fünften Chips 55 bilden, der mit dem ersten Kanal 51 verbunden ist, gelesen werden.
Hierbei gibt in Operation S11 (4) die Zustandsmaschine 45 die Mehrzahl von Steuersignalen (d. h. das CLE-Signal, das CE-Signal, das WE-Signal, das ALE-Signal, das R/B-Ausgabesignal und das RE-Signal) an den ersten Kanal aus, um in Abhängigkeit von einem Lesebefehl READ (5A), der vom Host 20 ausgegeben ist, in der ersten Seite des ersten Chips 53 gespeicherte Daten und in der zweiten Seite des fünften Chips 55 gespeicherte Daten zu lesen.
Danach liest in Operation S21 (4) die Zustandsmaschine 45 einen Sektorbitabbildungszeiger, der im ersten Register 41 gespeichert ist, liest erste Sektorbitabbildungswerte (z. B. 01100010), die im ersten Speicherbereich 33 des flüchtigen Speichers 31 gespeichert sind, der durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt ist, speichert die ersten Sektorbitabbildungswerte im zweiten Register 43 und liest den Sektor 2, Sektor 6 und Sektor 7 aus den „n“ Sektoren, die die erste Seite des ersten Chips 53 bilden, basierend auf den ersten Sektorbitabbildungswerten (z. B. 01100010), die im zweiten Register 43 gespeichert sind, wie es in 5A dargestellt ist. Mit anderen Worten, die Zustandsmaschine 45 liest durch die zufällige Datenausgabeoperation nur Sektoren (d. h. den Sektor 2, Sektor 6 und Sektor 7) mit einem Sektorbitabbildungswert von „1“ aus den Sektorbitabbildungswerten, 01100010, die im zweiten Register 43 gespeichert sind, aus der ersten Seite (5B) oder dem Seitenpuffer des ersten Chips 53. Die Zustandsmaschine 45 kann den gelesenen Sektor 2, Sektor 6 und Sektor 7 zum Pufferspeicher 47 direkt oder über den Systembus BUS übertragen, um sie im Pufferspeicher 47 zu speichern.
Nachdem die zufällige Datenausgabeoperation der ersten Seite abgeschlossen ist, liest die Zustandsmaschine 45 zweite Sektorbitabbildungswerte (z. B. 10101000), die im zweiten Speicherbereich 35 des flüchtigen Speichers 31 gespeichert sind, speichert die zweiten Sektorbitabbildungswerte im zweiten Register 43 und liest Sektor 12, Sektor 14 und Sektor 16 aus den „n“ Sektoren, die die zweite Seite des fünften Chips 55 bilden, der zweiten Seite (5B) oder dem Seitenpuffer des fünften Chips 55 basierend auf den zweiten Sektorbitabbildungswerten (d. h. 10101000), die im zweiten Register 43 gespeichert sind, in Operation S31 (4), wie es in 5A dargestellt ist. Der zweite Speicherbereich 35 kann ein Speicherbereich sein, der den Sektorbitabbildungszeiger, der im ersten Speicherbereich 33 angezeigt ist, erweitert. Mit anderen Worten, die Zustandsmaschine 45 liest nur Sektoren (d. h. den Sektor 12, Sektor 14 und Sektor 16) mit einem Sektorbitabbildungswert von „1“ aus den Sektorbitabbildungswerten, 10101000, die im zweiten Register 43 gespeichert sind, aus der zweiten Seite oder dem Seitenpuffer des fünften Chip 55 durch die zufällige Datenausgabeoperation. Die Zustandsmaschine 45 kann den gelesenen Sektor 12, Sektor 14 und Sektor 16 direkt oder über den Systembus BUS zum Pufferspeicher 47 übertragen, um sie im Pufferspeicher 47 zu speichern.
Dementsprechend liest in der verschachtelten Leseoperation die SSD-Steuereinheit 30 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung automatisch Sektorbitabbildungswerte, die in jedem der Mehrzahl von Speicherbereichen des flüchtigen Speichers 31 gespeichert sind, ohne dass Firmware beteiligt ist, und liest selektiv nur mindestens einen Sektor einer bestimmten Seite, wodurch sie eine verbesserte Leistungsfähigkeit aufweist. Zur Verdeutlichung wurde die Leseoperation beschrieben, aber das Datenverarbeitungsverfahren unter Verwendung eines Zeigers gemäß einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ebenso in einer Schreib- oder Programmieroperation angewendet werden.
Zum Beispiel liest bei der Schreiboperation (oder Programmieroperation) die Zustandsmaschine 45 einen im ersten Register 41 gespeicherten Sektorbitabbildungszeiger, liest Sektorbitabbildungswerte (z. B. 01100010), die im ersten Speicherbereich 33 des flüchtigen Speichers 31 gespeichert sind, der durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt wird, und speichert die Sektorbitabbildungswerte (d. h. 01100010) im zweiten Register 43. Danach liest und analysiert die Zustandsmaschine 45 die Sektorbitabbildungswerte, 01100010, die im zweiten Register 43 gespeichert sind, und schreibt (oder programmiert) selektiv nur Sektor 2, Sektor 6 und Sektor 7 aus den Daten, die vom Host 20 zum ersten Chip 53 über den Kanal 51 ausgegeben sind, basierend auf dem Ergebnis der Analyse (z. B. dem Ergebnis der Analyse, ob jeder Sektorbitabbildungswert „1“ oder „0“ beträgt).
Außerdem kann die Zustandsmaschine 45 in der verschachtelten Operation nur mindestens einen Sektor mit einem Sektorbitabbildungswert von „1“ in die erste Seite des ersten Chips 53, der mit dem ersten Kanal 51 verbunden ist, und nur mindestens ein Sektor mit einem Sektorbitabbildungswert von „1“ in die zweite Seite des fünften Chips 55, der mit dem ersten Kanal 51 verbunden ist, schreiben oder programmieren.
Zum Beispiel liest die Zustandsmaschine 45 einen Sektorbitabbildungszeiger, der im ersten Register 41 gespeichert ist, in Abhängigkeit von einem Schreib- oder Programmierbefehl, der vom Host 20 ausgegeben worden ist. Danach liest die Zustandsmaschine 45 die ersten Sektorbitabbildungswerte (z. B. 01100010), die im ersten Speicherbereich 33 des flüchtigen Speichers 31 gespeichert sind, der durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt ist, speichert die ersten Sektorbitabbildungswerte im zweiten Register 43 und schreibt selektiv den Sektor 2, Sektor 6 und Sektor 7 von Daten, die vom Host 20 ausgegeben sind, in die erste Seite des ersten Chips 53 basierend auf den ersten Sektorbitabbildungswerten (d. h. 01100010), die im zweiten Register 43 gespeichert sind. Nach Beenden der Schreib- oder Programmieroperation der ersten Seite liest die Zustandsmaschine 45 die zweiten Sektorbitabbildungswerte (z. B. 10101000), die im zweiten Speicherbereich 35 des flüchtigen Speichers 31 gespeichert sind, speichert die zweiten Sektorbitabbildungswerte im zweiten Register 43 und schreibt selektiv Sektor 12, Sektor 14 und Sektor 16 von Daten, die vom Host 20 ausgegeben sind, in die zweite Seite des fünften Chips 55 basierend auf den zweiten Sektorbitabbildungswerten (d. h. 10101000), die im zweiten Register 43 gespeichert sind.
Dementsprechend liest bei der verschachtelten Schreib- oder Programmieroperation die SSD-Steuereinheit 30 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung automatisch Sektorbitabbildungswerte, die in jedem der Mehrzahl von Speicherbereichen des flüchtigen Speichers 31 gespeichert sind, ohne dass Firmware beteiligt ist, und schreibt oder programmiert basierend auf den Sektorbitabbildungswerten selektiv nur mindestens einen Sektor in Daten, die von einem Host ausgegeben sind, in eine bestimmte Seite. Da die SSD-Steuereinheit 30 nicht unnötig alle Daten auf eine bestimmte Seite schreibt oder programmiert, ist die Leistungsfähigkeit der SSD-Steuereinheit 30 erhöht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung liest in einer verschachtelten Leseoperation eine SSD-Steuereinheit automatisch Sektorbitabbildungswerte, die in jedem einer Mehrzahl von Speicherbereichen eines flüchtigen Speichers gespeichert sind, ohne Beteiligung von Firmware und liest selektiv nur mindestens einen Sektor aus einer bestimmten Seite, wodurch sie eine erhöhte Leistung aufweist. Außerdem liest die SSD-Steuereinheit automatisch Sektorbitabbildungswerte, die in jedem der Mehrzahl von Speicherbereichen des flüchtigen Speichers gespeichert sind, ohne Beteiligung von Firmware und schreibt oder programmiert nur mindestens einen Sektor in von einem Host ausgegebenen Daten in eine bestimmte Seite basierend auf den Sektorbitabbildungswerten, wodurch sie eine erhöhte Leistung aufweist.

Claims

Datenverarbeitungsverfahren für eine Solid-State-Disk-Steuereinheit (30) mit den Schritten: - Lesen eines Sektorbitabbildungszeigers, der in einem ersten Register (41) gespeichert ist, mit einer Zustandsmaschine (45), - Lesen von Sektorbitabbildungswerten, die in einem ersten Speicherbereich (33) eines flüchtigen Speichers (31) gespeichert sind, mit der Zustandsmaschine (45), - wobei die Sektorbitabbildungswerte durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt sind und die Sektorbitabbildungswerte angeben, welche Sektoren eines externen nichtflüchtigen Speichers (50), die eine Seite bilden, zu lesen oder nicht zu lesen sind, - Speichern der aus dem ersten Speicherbereich gelesenen Sektorbitabbildungswerte in ein zweites Register, - Bereitstellen der Sektorbitabbildungswerte von dem zweiten Register an die Zustandsmaschine (45), und - Lesen von Daten aus mindestens einem der Sektoren, aber nicht aus allen Sektoren, der Seite basierend auf den Sektorbitabbildungswerten mit der Zustandsmaschine (45).
Datenverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Lesen in Abhängigkeit von mindestens einem zufälligen Datenausgabebefehl durchgeführt wird.
Datenverarbeitungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend, dass - Daten, die aus mindestens einem der Sektoren gelesen wurden, in einem Pufferspeicher gespeichert werden.
Datenverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, - wobei jeder Sektorbitabbildungswert ein binärer Wert ist, wobei ein erster binärer Wert einen zu lesenden Sektor der Seite bezeichnet und ein zweiter binärer Wert einen nicht zu lesenden Sektor der Seite bezeichnet.
Datenverarbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend, - bei einer Schreiboperation, Lesen von Sektorbitabbildungswerten, die in einem zweiten Speicherbereich des flüchtigen Speichers gespeichert sind, und - Schreiben von Daten in die Sektoren einer Seite des nichtflüchtigen Speichers in Abhängigkeit von den aus dem zweiten Speicherbereich gelesenen Sektorbitabbildungswerten.
Datenverarbeitungsverfahren für eine Solid-State-Disk-Steuereinheit (30) mit den Schritten: - Lesen eines Sektorbitabbildungszeigers, der in einem ersten Register (41) gespeichert ist, mit einer Zustandsmaschine (45), - Lesen von ersten Sektorbitabbildungswerten, die in einem ersten Speicherbereich (33) eines flüchtigen Speichers (31) gespeichert sind, mit der Zustandsmaschine (45), - wobei die ersten Sektorbitabbildungswerte durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt sind und die ersten Sektorbitabbildungswerte angeben, welche Sektoren eines ersten nichtflüchtigen Speichers (50), die eine erste Seite bilden, zu lesen oder nicht zu lesen sind, - Speichern der aus dem ersten Speicherbereich gelesenen ersten Sektorbitabbildungswerte in ein zweites Register, - Bereitstellen der ersten Sektorbitabbildungswerte von dem zweiten Register an die Zustandsmaschine (45), - selektives Lesen von Daten mit der Zustandsmaschine (45) aus mindestens einem Sektor (53), aber nicht aus allen Sektoren, aus einer Mehrzahl von Sektoren des ersten nichtflüchtigen Speichers, die die erste Seite bilden, basierend auf den ersten Sektorbitabbildungswerten, und - selektives Lesen von Daten mit der Zustandsmaschine (45) aus mindestens einem Sektor aus einer Mehrzahl von Sektoren eines zweiten nichtflüchtigen Speichers (55), die eine zweite Seite bilden, basierend auf zweiten Sektorbitabbildungswerten, die in einem zweiten Speicherbereich (35) des flüchtigen Speichers (50) gespeichert sind, - wobei die ersten und die zweiten Sektorbitabbildungswerte von der Zustandsmaschine (45) ohne Beteiligung einer Firmware gelesen werden.
Datenverarbeitungsverfahren nach Anspruch 6, weiter umfassend, dass für eine verschachtelte Leseoperation ein Lesebefehl zu einem Kanal übertragen wird, der mit dem ersten nichtflüchtigen Speicher und dem zweiten nichtflüchtigen Speicher verbunden ist.
Datenverarbeitungsverfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das selektive Lesen basierend auf den ersten Sektorbitabbildungswerten umfasst: - Lesen der ersten Sektorbitabbildungswerte, die in dem ersten Speicherbereich gespeichert sind, und - Analysieren der ersten Sektorbitabbildungswerte und selektives Lesen des mindestens einen Sektors, aber nicht aller Sektoren, aus der Mehrzahl von Sektoren, die die erste Seite bilden, basierend auf einem Ergebnis der Analyse in Abhängigkeit von mindestens einem ersten zufälligen Datenausgabebefehl.
Datenverarbeitungsverfahren nach Anspruch 8, wobei das selektive Lesen basierend auf zweiten Sektorbitabbildungswerten umfasst: - Lesen der zweiten Sektorbitabbildungswerte, die in dem zweiten Speicherbereich gespeichert sind, und - Analysieren der zweiten Sektorbitabbildungswerte und selektives Lesen des mindestens einen Sektors aus der Mehrzahl von Sektoren, die die zweite Seite bilden, basierend auf einem Ergebnis der Analyse in Abhängigkeit von mindestens einem zweiten zufälligen Datenausgabebefehl.
Datenverarbeitungsverfahren für eine Solid-State-Disk-Steuereinheit (30), wobei das Datenverarbeitungsverfahren die Schritte umfasst: - Lesen eines Sektorbitabbildungszeigers, der in einem ersten Register (41) gespeichert ist, mit einer Zustandsmaschine (45), - Lesen von Sektorbitabbildungswerten, die in einem Speicherbereich eines flüchtigen Speichers gespeichert sind, mit der Zustandsmaschine (45), - wobei die Sektorbitabbildungswerte durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt sind, - Speichern der aus dem Speicherbereich gelesenen Sektorbitabbildungswerte in ein zweites Register, - Bereitstellen der Sektorbitabbildungswerte von dem zweiten Register an die Zustandsmaschine (45), und - selektives Programmieren mindestens eines Sektors, aber nicht aller Sektoren, aus einer Mehrzahl von Sektoren eines externen nichtflüchtigen Speichers, die eine Seite bilden, mit Daten, die von einem Host ausgegeben werden, basierend auf den Sektorbitabbildungswerten mit der Zustandsmaschine (45).
Solid-State-Disk-Steuereinheit (30), umfassend: - einen flüchtigen Speicher (31) mit einem Speicherbereich (33, 35, 37), der Sektorbitabbildungswerte speichert, und - eine Speichersteuereinheit, umfassend: - ein erstes Register (41), - ein zweites Register (43) und - eine Zustandsmaschine (45), - wobei das erste Register zum Speichern eines Zeigers ausgebildet ist und die Zustandsmaschine dazu ausgebildet ist, den Zeiger auszulesen, der im ersten Register (41) gespeichert ist, und die Sektorbitabbildungswerte auszulesen, die in dem flüchtigen Speicher (31) gespeichert sind, - wobei die Sektorbitabbildungswerte durch den Zeiger angezeigt sind, - wobei das zweite Register (43) dazu ausgebildet ist, die gelesenen Sektorbitabbildungswerte zu empfangen und zu speichern, und - wobei die Zustandsmaschine (45) dazu ausgebildet ist, die Sektorbitabbildungswerte zu lesen und zu analysieren, die in dem zweiten Register gespeichert sind, um eine SektorAdresse und einen zufälligen Datenausgabebefehl auszugeben, um mindestens einen Sektor, aber nicht alle Sektoren, aus einer Mehrzahl von Sektoren eines externen nichtflüchtigen Speichers, die eine Seite bilden, basierend auf der Analyse der im zweiten Register (43) gespeicherten Sektorbitabbildungswerte zu lesen.
Solid-State-Disk-Steuereinheit, umfassend: - einen flüchtigen Speicher (31) mit einem Speicherbereich (33, 35, 37), der Sektorbitabbildungswerte speichert, und - eine Speichersteuereinheit, die dazu ausgebildet ist: - mit einer Zustandsmaschine (45) einen Sektorbitabbildungszeiger zu lesen, der in einem ersten Register gespeichert ist, - mit der Zustandsmaschine (45) die Sektorbitabbildungswerte zu lesen, die in dem Speicherbereich gespeichert sind, wobei die Sektorbitabbildungswerte durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt sind, - die aus dem Speicherbereich gelesenen Sektorbitabbildungswerte in ein zweites Register zu speichern, - der Zustandsmaschine (45) die Sektorbitabbildungswerte von dem zweiten Register bereitzustellen, und - mindestens einen Sektor, aber nicht alle Sektoren, aus einer Mehrzahl von Sektoren eines externen nichtflüchtigen Speichers, die eine Seite bilden, selektiv mit der Zustandsmaschine (45) mit Daten, die von einem Host ausgegeben sind, basierend auf den Sektorbitabbildungswerten, zu programmieren.
Solid-State-Disk-Steuereinheit (30), umfassend: - einen flüchtigen Speicher (31) mit einem ersten Speicherbereich (33), der erste Sektorbitabbildungswerte speichert, und einem zweiten Speicherbereich (35), der zweite Sektorbitabbildungswerte speichert, und - eine Speichersteuereinheit (39), die dazu ausgebildet ist: - mit einer Zustandsmaschine (45) einen Sektorbitabbildungszeiger zu lesen, der in einem ersten Register gespeichert ist, - mit der Zustandsmaschine (45) die ersten Sektorbitabbildungswerte zu lesen, die in dem ersten Speicherbereich gespeichert sind, wobei die ersten Sektorbitabbildungswerte durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt sind und die ersten Sektorbitabbildungswerte angeben, welche Sektoren eines ersten externen nichtflüchtigen Speichers, die eine erste Seite bilden, zu lesen oder nicht zu lesen sind, - die ersten Sektorbitabbildungswerte in ein zweites Register zu speichern, - der Zustandsmaschine die ersten Sektorbitabbildungswerte aus dem zweiten Register bereitzustellen, - selektiv mindestens einen Sektor, aber nicht alle Sektoren, aus einer Mehrzahl von Sektoren der ersten Seite des ersten externen nichtflüchtigen Speichers basierend auf den ersten Sektorbitabbildungswerten mit der Zustandsmaschine (45) zu lesen, und - selektiv mindestens einen Sektor aus einer Mehrzahl von Sektoren eines zweiten externen nichtflüchtigen Speichers, die eine zweite Seite bilden, basierend auf den zweiten Sektorbitabbildungswerten, die in dem zweiten Speicherbereich gespeichert sind, mit der Zustandsmaschine (45) zu lesen, - wobei die Speichersteuereinheit (39) nicht von einer Firmware gesteuert ist, um erste und zweite Sektorbitabbildungswerte zu lesen.
Solid-State-Disk-Steuereinheit nach Anspruch 13, wobei die Speichersteuereinheit einen Lesebefehl an einen Kanal ausgibt, der mit dem ersten externen nichtflüchtigen Speicher und dem zweiten externen nichtflüchtigen Speicher verbunden ist, wenn die Leseoperation eine überlappende Leseoperation ist.
Datenspeicherelement, umfassend: - einen nichtflüchtigen Speicher (50), - eine Solid-State-Disk-Steuereinheit (30) und - einen Kanal (51, 57, 63, 69), der zwischen dem nichtflüchtigen Speicher (50) und der Solid-State-Disk-Steuereinheit (30) eingeschleift ist, - wobei die Solid-State-Disk-Steuereinheit (30) aufweist: - einen flüchtigen Speicher mit einem Speicherbereich, der Sektorbitabbildungswerte speichert, und - eine Speichersteuereinheit, die dazu ausgebildet ist: - mit einer Zustandsmaschine (45) einen Sektorbitabbildungszeiger zu lesen, der in einem ersten Register gespeichert ist, - mit der Zustandsmaschine (45) die Sektorbitabbildungswerte zu lesen, die in dem Speicherbereich des flüchtigen Speicher gespeichert sind, wobei die Sektorbitabbildungswerte durch den Sektorbitabbildungszeiger angezeigt sind und die Sektorbitabbildungswerte angeben, welche Sektoren des nichtflüchtigen Speichers, die eine Seite bilden, zu lesen oder nicht zu lesen sind, - die von dem Speicherbereich gelesenen Sektorbitabbildungswerte in ein zweites Register zu speichern, - der Zustandsmaschine (45) die Sektorbitabbildungswerte von dem zweiten Register bereitzustellen, und - mindestens einen Sektor, aber nicht alle Sektoren, aus einer Mehrzahl von Sektoren der Seite basierend auf den Sektorbitabbildungswerten selektiv mit der Zustandsmaschine (45) zu lesen.