[发明专利]半导体存储卡的访问装置、计算机可读记录介质、初始化方法和半导体存储卡

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于访问内含EEPROM(电可擦可编程只读存储器)类非易失存储器的半导体存储卡的访问装置，一种用于记录半导体存储卡初始化程序的计算机可读记录介质，一种初始化方法以及一种半导体存储卡，特别是还涉及一种能提高数据在所述非易失存储器中重写效率的改进方法。

技术背景

半导体存储卡具有体积小重量轻的优点，而且在多种技术领域里为巩固其作为可选记录介质的地位而发展顺利。半导体存储卡具有一种称为EEPROM的内在非易失存储器，该存储器由相连的设备访问，所以这种半导体存储卡能用作记录介质。而且能够以与磁盘或光盘相同的方法直接将数据写入空白EEPROM扇区。但是，当EEPROM扇区里已存有数据，则必须将这些数据删除，使这些扇区恢复为空白状态，新的数据才能写入该扇区。在许多半导体存储卡中使用的这种称为NAND(与非)的EEPROM中，将扇区恢复为空白状态的操作必须在32个扇区里同时执行(在这种非易失存储器中，一个32扇区组叫做一个可擦块)。所以，所述半导体存储卡包含一个特殊的内部控制电路，通过将可擦块用作访问单元来实现存储器管理。可擦块的状态控制以及对可擦块进行的数据读和写均由该控制电路管理。

这意味着所述半导体存储卡具有与磁盘或光盘中所使用的完全不同的独特硬件结构(物理层)。但是，图1A中所示的层模型由物理层、文件系统层和应用层组成，这与磁盘或光盘中所用的方式相同。图1B所示为所述物理层的详细配置。在该图中，所述物理层包括一个卷区，其中安排有多个可擦块。每个可擦块由32个扇区组成，且数据长度为16KB。图1C中所示的文件系统层的配置就是通常所称的FAT(文件分配表)文件系统。在FAT文件系统中，所述卷区的管理在一些叫做簇的单元里执行。卷管理信息设置在所述卷区的起始部分，接着该卷管理信息设置的是用于记录用户数据的用户区。所述卷管理信息包括：主引导记录、分区表、分区引导区、双文件分配表(FAT)和根目录登记项。所述双FAT表示卷区中所包含的多个簇之间的链接。这类文件系统层的规定使数据能够在所述应用层中按由目录和文件形成的分级结构进行存储。通过设置层模型，所述访问装置使用与访问磁盘或光盘这类记录介质相同的程序便能够访问半导体存储卡，而不必注意所述物理层的区别。

但是，在所述文件系统的卷区中存储数据时，用户有多种确定该卷区数据长短的可能。当卷区的大小根据用户的需求而改变时，该卷区内所含簇的数量就会相应的增加或减少。如果簇的数量增加或减少，则由对应于这些簇的登记项所组成的FAT便会相应地增加或减少，而且包含有所述FAT的卷管理信息的大小也是这样。如果所述卷管理信息的大小增加或减少，则接着该卷管理信息的用户区的起始地址也将改变。该用户区起始地址根据卷区的大小而改变。因此，每个簇的起始地址也会根据该用户区的大小而改变。

如果每个簇的起始地址根据用户区的大小而发生变化，那么簇可能跨越两个可擦块之间的边界，并且所述卷管理信息的结束部分可能会与位于所述用户区的开始处的一个簇设置在同一个可擦块中。图1D所示为当卷管理信息的结束部分和所述位于用户区开始的簇在同一个可擦块中时的卷区配置。如果如该图所示那样设置簇，而且用户希望修改存储在一个特定簇中的数据时，则必须读其中设置了该簇的这两个可擦块，然后将其恢复成空白状态。然而，非易失存储器由一种在绝缘层中埋置有浮栅的存储元件构成。这种存储元件只能擦除几万次，所以如果必须擦除两个可擦块以便修改一个簇的情况经常发生，那么该非易失存储器的寿命将明显缩短。

一般来说，如果已经完成了对写目标簇的擦除，则当将32个扇区作为一个簇管理时，向一个簇写入信息能够在32×200μs(200μs是写每个扇区所需的时间)内完成。但如果在能够写数据之前必须对写目标进行擦除，那么还要加上2ms的擦除期。如果该簇跨越两个可擦块之间的边界，则这两个块都需要进行擦除，并且擦除该写目标需要4ms。因此，写数据所花的时间明显增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种访问装置，以实现缩短修改可擦块所需的处理时间，以及在半导体存储卡中构造一种存储数据格式，使非易失存储器的寿命更长。