[发明专利]数据写入方法及闪存控制器与闪存存储系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于闪存的数据写入方法，尤其涉及一种能够有效率地将数据写入至闪存的数据写入方法以及使用此方法的闪存控制器与闪存存储系统。

背景技术

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特性，最适合使用于由电池供电的可携式电子产品上。例如，固态硬盘就是一种以NAND闪存作为存储媒体的存储装置，并且已广泛配置于笔记型电脑中作为主要的存储装置。

一般来说，闪存存储装置的闪存芯片(chip)会划分为多个实体区块，其中实体区块还划分为多个实体页面，而实体区块是闪存的抹除单位并且实体页面是闪存的写入单位。由于在程式化闪存的记忆胞时，仅能执行单向的程式化(即，仅能将记忆胞的值由1程式化为0)，因此无法对已程式化的实体页面(即，存有旧数据的页面)直接进行写入，而是必须先将此实体页面抹除后方可重新程式化。特别是，由于闪存的抹除是以实体区块为单位，因此当欲将存有旧数据的实体页面执行抹除运作时，必须对此实体页面所属的整个实体区块进行抹除。因此，闪存芯片的实体区块会被区分为数据区与备用区，其中数据区的实体区块是已被使用来存储数据的实体区块，而备用区中的实体区块是未被使用的实体区块，其中当主机系统欲写入数据至闪存存储装置时，闪存存储装置的控制电路会从备用区中提取实体区块来写入数据，并且将所提取的实体区块会关联为数据区。并且，当数据区的实体区块被执行抹除运作(erase operation)后，已抹除的实体区块会被关联为备用区。

由于主机系统是以逻辑地址来进行写入，并且主机系统写入数据至逻辑地址时经常不会依据逻辑地址的顺序来写入。基此，当闪存存储装置需要对实体区块进行抹除运作时，闪存存储装置需要花费相当大的时间来整理实体区块中的有效数据与无效数据。因此，如何提升在闪存写入数据的速度是此领域技术人员所致力的目标。

发明内容

本发明的目的是提供一种数据写入方法，其能够有效地缩短写入数据至闪存的时间。

本发明的又一目的是提供一种闪存控制器，其能够有效地缩短写入数据至闪存的时间。

本发明的另一目的是提供一种闪存存储系统，其能够有效地缩短写入数据至闪存的时间。

本发明实施例提供一种数据写入方法，用于将来自于主机系统的数据写入至闪存芯片中，其中此闪存芯片包括多个实体区块，每一实体区块具有多个实体页地址。本数据写入方法包括配置多个逻辑页地址；将逻辑页地址分组为多个逻辑区块；以及记录每一逻辑区块的数据散乱度，其中每一逻辑区块的数据散乱度为用于存储属于对应的逻辑区块的数据的实体区块的数目。本数据写入方法也包括从主机系统中接收写入数据，其中此写入数据是被写入至逻辑页地址之中的一第一逻辑页地址，并且此第一逻辑页地址属于逻辑区块之中的一第一逻辑区块。本数据写入方法还包括取得实体页地址之中的一第一实体页地址。本数据写入方法还包括依据第一逻辑区块的数据散乱度以及所取得的第一实体页地址来将此写入数据写入至闪存芯片中，其中每一逻辑区块的数据散乱度皆不大于一逻辑区块数据散乱度阈值。

本发明实施例提供一种闪存控制器，用于将来自于主机系统的数据写入至闪存芯片中，其中此闪存芯片包括多个实体区块，且每一实体区块具有多个实体页地址。本闪存控制器包括微处理器单元、闪存接口单元、主机接口单元与存储器管理单元。闪存接口单元电性连接至微处理器单元，用以电性连接至上述闪存芯片。主机接口单元电性连接至微处理器单元，用以电性连接至主机系统。存储器管理单元电性连接至微处理器单元，用以配置多个逻辑页地址，将逻辑页地址分组为多个逻辑区块，并且记录每一逻辑区块的数据散乱度，其中每一逻辑区块的数据散乱度为用于存储属于对应的逻辑区块的数据的实体区块的数目。此外，主机接口单元从主机系统中接收一写入数据，其中此写入数据是被写入至逻辑页地址之中的一第一逻辑页地址，并且第一逻辑页地址属于逻辑区块之中的一第一逻辑区块。另外，存储器管理单元取得实体页地址之中的一第一实体页地址。再者，存储器管理单元依据第一逻辑区块的数据散乱度以及所取得的第一实体页地址来将此写入数据写入至闪存芯片中，其中每一逻辑区块的数据散乱度皆不大于一逻辑区块数据散乱度阈值。