[发明专利]区块管理与更换方法、闪存储存系统及其控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于闪存的区块管理与更换方法以及使用此方法的闪 存储存系统及其控制器，特别是涉及一种用于具有多区块面的闪存芯片的 区块管理与更换方法以及使用此方法的闪存储存系统及其控制器。

背景技术

数字相机、手机相机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者 对储存媒体的需求也急速增加。由于闪存(Flash Memory)具有数据非挥发 性、省电、体积小与无机械结构等的特性，适合便携式应用，最适合使用 于这类便携式由电池供电的产品上。固态硬盘就是一种以NAND闪存作为 储存媒体的储存装置。

一般来说，闪存储存系统的闪存芯片(chip)中的闪存晶粒(die)会划分为 多个物理单元(physical unit)，这些物理单元是一般可由一个物理区块或多个 物理区块所组成。这些物理单元会界定为数据区(data area)与备用区(spare area)。归类为数据区的物理单元中会储存由写入指令所写入的有效数据， 而备用区中的物理单元是用以在执行写入指令时替换数据区中的物理单 元。具体来说，当闪存储存系统接受到主机系统的写入指令而欲对数据区 的物理单元进行写入时，闪存储存系统会从备用区中提取物理单元并且将 在数据区中欲更新的物理单元中的有效旧数据与欲写入的新数据写入至从 备用区中提取的物理单元并且将已写入新数据的物理单元关联为数据区， 并且将原本数据区的物理单元进行擦除并关联为备用区。为了能够让主机 系统能够顺利地存取以轮替方式储存数据的物理单元，闪存储存系统会配 置逻辑单元以供主机系统进行存取，其中逻辑单元是根据物理单元以一个 或多个物理区块的大小来配置。也就是说，闪存储存系统会建立逻辑-物理 地址对映表(logical-physical address mapping table)，并且在此表中记录与更 新逻辑单元与数据区的物理单元之间的对映关系来反映物理单元的轮替， 所以主机系统仅需要针对所提供逻辑单元进行存取而闪存储存系统会依据 逻辑-物理地址对映表来对所对映的物理单元进行读取或写入数据。

此外，一般闪存芯片(chip)中会保留部分的物理单元作为一替代区，其 是用以当数据区或备用区中的物理单元损坏时取代损坏的物理单元来继续 运作。特别是，在具多区块面的闪存芯片为了能够利用提升存取速度，一 般会以属于不同区块面且能够执行多区块面存取指令(multi-planes accessing command)的多个物理区块所组成的物理单元来进行存取。在此例子中，倘 若物理单元内的其中一个物理区块损坏时，闪存储存系统会以整个物理单 元为单位来更换损坏的物理单元以使其能够继续以多区块面存取指令来进 行存取。此更换的动作可被执行直到替代区无可用的物理单元可来取代损 坏的物理单元为止，并且此时闪存储存系统就会被宣告损毁而无法再继续 使用。

然而，事实上被替换的损坏物理单元中仍有未损坏的物理区块，因此 以上述方式执行区块的管理与更换会导致闪存储存系统的可储存空间的浪 费，并且会缩短闪存储存系统的寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种区块管理与更换方法，其能够提升闪存储 存系统的数据写入效率并且延长闪存储存系统的寿命。

此外，本发明提供一种控制器，其使用上述区块管理与更换方法来管 理闪存芯片，其能够提升闪存储存系统的数据写入效率并且延长闪存储存 系统的寿命。

再者，本发明提供一种储存系统，其使用上述区块管理与更换方法来 管理闪存芯片，其能够提升闪存储存系统的数据写入效率并且延长闪存储 存系统的寿命。