[发明专利]闪存区块管理方法、闪存储存系统及控制器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种用于管理闪存的区块管理方法，且特别是有关于一 种用于管理具有多区块面(multi planes)的闪存芯片的区块管理方法以及使 用此方法的储存系统与控制器。

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)具有数据非易失性、 省电、体积小与无机械结构等的特性，适合可携式应用，最适合使用于这类 可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会划分为多个物理单元(unit)，此 些单元是一般可由一个物理区块或多个物理区块所组成。此些单元会分组为 数据区(data area)与备用区(spare area)。归类为数据区中的物理单元会储 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 区中提取一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抹除并关联为备用 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。也就是说，闪存储存 系统会建立逻辑-物理映射表，并且在此表中记录与更新逻辑单元与数据区的 物理单元之间的映射关系来反映物理区块的轮替，所以主机系统仅需要针对 所提供逻辑单元进行写入而闪存储存系统会依据逻辑-物理映射表对所映射 的物理单元进行读取或写入数据。

然而，在闪存制程上的进步而使得每一物理区块的设计容量会越来越大 的同时，亦造成上述搬移有效旧数据的时间会相对地增加。特别是，在具多 区块面(multi planes)存取的闪存芯片(即，在闪存芯片中一个物理单元包括 多个物理区块)的闪存储存系统中，闪存储存系统会将多个区块面中具可同时 操作关系的物理区块视为一个物理单元，并且以一个物理单元为单位来同时 对属于不同区块面的物理区块下达存取指令(在此称为多区块面存取(multi planes access))，以加速数据的存取速度。在使用多区块面存取技术的闪存 储存系统中进行数据写入时必须对一个物理单元的多个物理区块进行上述耗 时的数据搬移操作。因此，闪存芯片完成写入数据的时间会大幅增加，以致 于闪存储存系统完成写入指令而回复主机系统的响应时间会远超过主机系统 的规格设计，而造成逾时(time out)错误的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种区块管理方法，其能够提升数据写入的效率 并且能够减少非必要的数据搬移操作而避免逾时错误。

此外，本发明提供一种控制器，其使用上述区块管理方法来管理闪存， 其能够提升数据写入的效率并且能够减少非必要的数据搬移操作而避免逾时 错误。

再者，本发明提供一种储存系统，其使用上述区块管理方法来管理闪存， 其能够提升数据写入的效率并且能够减少非必要的数据搬移操作而避免逾时 错误。

本发明提出一种区块管理方法，此区块管理方法包括提供闪存芯片，其 中此闪存芯片包括第一区块面(plane)与第二区块面，并且第一区块面与第二 区块面分别地具有多个物理区块，此区块管理方法还包括配置多个物理单元， 其中每一物理单元包括第一区块面的其中一个物理区块与第二区块面的其中 一个物理区块，并且在每一物理单元中属于第一区块面的物理区块与属于第 二区块面的物理区块具有可同时操作关系。此区块管理方法也包括当主机系 统写入数据至物理单元时判断主机系统是否仅写入数据至物理单元中属于第 一区块面的物理区块中，其中当主机系统仅写入数据至物理单元中属于第一 区块面的物理区块中时以单区块面存取(single plane access)方式将数据写 入至第一区块面的其中一个物理区块。此外，当主机系统不仅写入数据至物 理单元中属于第一区块面的物理区块中时以多区块面存取(multi planes access)方式写入数据至第一区块面的其中一个物理区块与第二区块面的其 中一个物理区块中，其中写入数据的第一区块面的物理区块与第二区块面的 物理区块具有可同时操作关系。