[发明专利]闪存储存系统、闪存控制器与数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种闪存储存系统，尤其涉及一种能够识别闪存中已被主机系统删除的数据的闪存储存系统、闪存控制器与数据处理方法。

背景技术

数字相机、手机与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(Solid State Drive，SSD)就是一种以NAND闪存作为储存媒体的储存装置。由于闪存体积小容量大，所以已广泛用于个人重要数据的储存。因此，近年闪存产业成为电子产业中相当热门的一环。

在闪存储存装置中闪存芯片具有多个实体区块且每一实体区块具有多个实体页，其中实体区块是闪存芯片的抹除单位并且实体页是闪存芯片的写入单位。由于在闪存芯片执行程序化(即，写入程序)时，仅能执行单向的程序化(即，仅能将记忆胞的值由1程序化为0)，因此无法对已程序化的实体页(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抹除后方可重新程序化。特别是，由于闪存芯片的抹除是以实体区块为单位，所以当欲将存有旧数据的实体页执行抹除运作时，必须对此实体页所属的整个实体区块进行抹除。基于闪存以实体页为写入单元而以实体区块为抹除单位的特性，实体区块会由闪存储存装置的闪存控制器逻辑地分组为系统区(system area)、数据区(data area)、备用区(spare area)与取代区(replacement area)。系统区的实体区块是用以储存闪存储存装置的相关重要资讯，而取代区的实体区块是用以取代数据区或备用区中已损坏的实体区块(即，坏实体区块)，因此在一般存取状态下，主机系统是无法存取系统区与取代区中的实体区块。至于归类为数据区的实体区块中会储存由写入指令所写入的有效数据，而备用区中的实体区块是用以在执行写入指令时替换数据区中的实体区块。具体来说，当闪存储存装置接受到主机系统的写入指令而欲对数据区的实体区块进行写入时，闪存储存装置会从备用区中提取一实体区块并且将在数据区中欲写入的实体区块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实体区块中并且将已写入新数据的实体区块逻辑地关联为数据区，并且将原本数据区的实体区块进行抹除并逻辑地关联为备用区。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实体区块，闪存储存装置会提供逻辑地址给主机系统。也就是说，闪存储存装置会通过在逻辑地址-实体地址映射表(logicaladdress-physical address mapping table)中记录与更新逻辑地址与数据区的实体区块之间的映射关系来反映实体区块的轮替，所以主机系统仅需要针对所提供逻辑地址进行写入而闪存储存装置会依据逻辑地址-实体地址映射表对所映射的实体地址进行读取或写入数据。

一般来说，主机系统是使用档案系统(file system)来管理连接至主机系统的储存周边设备(例如，上述闪存储存装置)，其中当主机系统欲删除先前储存于储存周边设备中的数据时，主机系统仅会更新档案系统的空间资讯，而不会指示储存周边设备将数据进行实际地删除，因此储存周边设备的控制电路是无法得知哪些实体地址中的数据已被主机系统删除。特别是，以上述闪存储存装置为例，由于闪存储存装置的闪存控制器无法确认实体地址中的数据是否已被主机系统所删除，因此闪存控制器在以上述轮替方式管理闪存芯片的实体区块时往往会花费许多时间来维护已被主机系统删除的数据，而严重影响闪存储存装置的写入速度与效能。

发明内容

本发明提供一种闪存储存系统，其能够识别已被主机系统删除的数据。

本发明提供一种闪存控制器，其能够识别已被主机系统删除的数据。

本发明提供一种数据处理方法，其能够识别已被主机系统删除的数据。

本发明范例实施例提出一种闪存储存系统，其包括闪存芯片、连接器与闪存控制器。闪存芯片具有多个实体区块并且每一实体区块具有多个实体地址。连接器是用以电性连接至一主机系统。闪存控制器是电性连接至闪存芯片与连接器。闪存控制器配置多个逻辑地址并且将逻辑地址映射至部分实体地址，其中上述主机系统使用一档案系统来存取这些逻辑地址，并且该档案系统包括至少一档案系统空间资讯。此外，闪存控制器识别逻辑地址之中的已删除逻辑地址并且将该已删除逻辑地址所映射的实体地址中的数据标记为无效，其中在档案系统空间资讯中，储存于该已删除逻辑地址中的数据已被删除。