[发明专利]数据写入方法、存储器控制器与存储器储存装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种数据写入方法，且特别是有关于一种用于写入更新数据至非易失性存储器模块的数据写入方法及使用此方法的存储器控制器与存储器储存装置。

背景技术

数字相机、手机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对数字内容的储存需求也急速增加。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，适合使用者随身携带作为数字文件传递与交换的储存媒体。

基于闪存的物理特性，在闪存存储单元仅能进行单向的编程(即，存储单元中的位仅能从1编程为0)，因此在闪存的存储单元中写入数据时必须先将存储单元中先前所储存的数据抹除后方能重新写入新数据。

在闪存储存系统的设计上，一般来说，闪存储存系统的闪存物理区块会分组为多个物理区块(即，每一物理区块是由一个或多个物理区块所组成)，该物理区块中具有至少一闪存存储单元(flash memory cell)，每一存储单元是由至少一晶体管所组成，如MOSFET或其它晶体管或逻辑电路，各该存储单元可储存至少一个位，并且此些物理区块会分组为数据区(data area)与闲置区(free area)。归类为数据区的物理区块中会储存由写入指令所写入的数据，而闲置区中的物理区块是用以在执行写入指令时替换数据区中的物理区块，来写入数据。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区块，闪存储存系统会提供逻辑区块以映射此些物理区块。具体来说，闪存储存系统会将主机所存取的逻辑存取地址转换至对应的逻辑区块，并且通过在逻辑区块-物理区块对映表(logical unit-physical unit mapping table)中记录与更新逻辑区块与数据区的物理区块之间的对映关系来反映物理区块的轮替，所以主机仅需依据逻辑存取地址进行存取，而闪存储存系统会依据逻辑区块-物理区块对映表对所对映的物理区块进行数据的读取或写入。

具体来说，当主机欲将数据储存于一逻辑区块时，闪存储存装置会从闲置区中提取一物理区块并且将新数据会写入至从闲置区中提取的物理区块(亦称为子物理区块)，以替换原先映射此逻辑区块的物理区块(亦称为母物理区块)。之后，在适当时机，闪存储存装置会进行数据合并程序，以将母物理区块和子物理区块中的有效数据合并(即，将属于此逻辑区块的数据都合并至一个物理区块中)。例如，闪存储存装置会将母物理区块内的有效数据复制到子物理区块，将此逻辑区块重新映射至子物理区块(即，此子物理区块将被关联至数据区)，并且将原本数据区的母物理区块进行抹除并关联至闲置区。

基于上述闪存储存系统的运作架构下，当主机对同一个逻辑区块内相同的逻辑页面反复地进行数据更新时，闪存储存装置必须反复地执行数据合并与数据抹除。因此，执行写入指令所需的时间会增加，而影响闪存储存装置的存取效能。

发明内容

本发明提供一种数据写入方法、存储器控制器与存储器储存系统，其能够有效地缩短执行写入指令的时间，由此提升写入数据的速度。

本发明提出一种数据写入方法，用于写入数据至一可复写式非易失性存储器模块，其中此可复写式非易失性存储器模块具有多个物理区块，每一物理区块具有根据一顺序排列的多个物理页面。本数据写入方法包括将此些物理区块至少分组为一数据区与一闲置区，并且配置多个逻辑区块以映射数据区的物理区块，其中每一逻辑区块具有多个逻辑页面。本数据写入方法亦包括接收多笔更新数据，其中此些更新数据属于此些逻辑页面之中的多个连续的逻辑页面，此些连续的逻辑页面属于第一逻辑区块并且此第一逻辑页面映射第一物理区块。本数据写入方法也包括判断闲置区中任一物理区块是否已被提取作为对应此第一物理区块的子物理区块。本数据写入方法还包括，当闲置区的第二物理区块已被提取作为对应第一物理区块的子物理区块时，判断在此第二物理区块中对应此些连续的逻辑页面的物理页面的至少其中一部分是否已储存数据。本数据写入方法还包括，当在第二物理区块中对应此些连续的逻辑页面的物理页面的至少其中一部分已储存数据时，执行第二写入程序。在此，第二写入程序包括：将储存于第二物理区块中的数据区分为第一数据与第二数据；从闲置区中提取第三物理区块；将此些更新数据以及此第二数据写入至第三物理区块中；将第三物理区块作为对应第一物理区块的子物理区块；以及对第二物理区块执行抹除操作，其中，第一数据是储存于第二物理区块中对应此些连续的逻辑页面的物理页面中的数据并且二数据是储存于第二物理区块中非对应此些连续的逻辑页面的物理页面中的数据。