[发明专利]区块管理与数据写入方法、闪存储存系统与控制器

说明书

技术领域

本发明是有关于一种用于闪存的区块管理与数据写入方法以及使用此方法的闪存储存系统与闪存控制器。

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。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。

一般来说，闪存是由多个物理区块所组成。闪存储存系统的控制器会将物理区块分组为多个物理单元，并且将此些物理单元逻辑地分组为数据区(data area)与备用区(spare area)来管理。属于数据区的物理单元是用以储存由主机写入指令所写入的有效数据，而属于备用区的物理单元是用以在执行主机写入指令时替换数据区的物理单元。为了能够让主机能够顺利地存取以轮替方式储存数据的物理单元，闪存储存系统会提供逻辑单元以利主机系统进行存取。也就是说，闪存储存系统会建立逻辑单元-物理单元映射表(logical unit-physical unit 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映射关系来反映物理单元的轮替。具体来说，当闪存储存系统接受到主机系统的主机写入指令而欲将数据写入至一逻辑单元时，闪存储存系统会从备用区中提取一个物理单元；将在此逻辑单元原始所映射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所提取的物理单元；将此逻辑单元原始所映射的物理单元进行抹除操作并关联至备用区；并且在逻辑单元-物理单元映射表中将此逻辑单元重新映射至已写入新数据的物理单元(即，此已写入新数据的物理单元以被关联至数据区)。基此，主机系统仅需要依据逻辑单元来进行存取，而闪存储存系统会依据逻辑单元-物理单元映射表在所映射的物理单元上执行数据的读取或写入。

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而降低系统的效能。特别是，在当快闪储存系统用作为安装计算机操作系统的储存媒体时，操作系统会经常性地存取储存于特定逻辑单元中的数据(例如，文件配置表(FileAllocation Table，FAT)。频繁存取此类小文件的数据会使得执行上述搬移有效旧数据的时间更长。此外，频繁地存取此类小文件的数据会使得闪存储存系统的控制器需频繁地整理有效数据以释放储存无效有效数据的物理单元。因此，如何提升此类数据存取的效率是本领域技术人员所致力的目标。

发明内容

本发明提供一种区块管理与数据写入方法，其能够有效地缩短执行主机写入指令所需的时间。

本发明提供一种闪存控制器，其能够有效地缩短执行主机写入指令所需的时间。

本发明提供一种闪存储存系统，其能够有效地缩短执行主机写入指令所需的时间。

本发明范例实施例提出一种区块管理方法，用于管理一闪存芯片的多个物理区块。本区块管理方法包括将物理区块分组为多个物理单元，将部分的物理单元分组为一数据区与一备用区，并且配置多个逻辑单元，其中每一逻辑单元映射数据区的物理单元的其中之一。本区块管理方法也包括将逻辑单元分组为多个逻辑单元群，并且将另一部分的物理单元配置为此些逻辑单元群的多个全域混乱物理单元，其中每一全域混乱物理单元对应此些逻辑单元群的其中之一。本区块管理方法还包括提取上述物理单元的至少其中之一作为全域混乱物理单元的全域混乱替换物理单元。