[发明专利]提高USB闪存写入性能的方法和器件

说明书

本申请是申请日为2005年7月20日，申请号为200580024770.9，发明名称为“提高USB闪存写入性能的方法和器件”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及闪存，并且更具体地涉及通过通用串行总线(USB)连接到系统的闪存。

背景技术

存在许多不同类型的闪存；但是，本发明涉及通常的NAND闪存，并且这里所使用的术语“闪存”一般指NAND闪存。

闪存器件的重要特征在于它们可以保持被存储的数据而不需要任何外部电源。从而，闪存经常被用在诸如“拇指驱动”之类的器件和数字照相机中。闪存器件可以从计算机或照相机中取走，并且存储在器件中的数据不会被丢失。

闪存中的读操作按照与较老式且较便宜的随机访问(RAM)存储器中的读操作相类似的方式被执行。但是，闪存中的写操作按照与RAM存储器中执行读操作的方式不同的方式被处理。

在RAM存储器中，可以将新的数据写入到包含其它数据的各个存储器位置中。这在闪存中是不可能的。新的数据不能被写到存储器中已经包含数据的位置处。在闪存中，在新的数据可以被写到某个位置之前，该位置必须被擦空。此外，闪存中的单个位置不能被擦空。闪存被划分成若干个分区，并且擦空操作是在整个分区上执行的。从而，如果先前数据被存储在某分区中，则在数据可以被写到该分区内的任何一个特定位置之前，包含该特定位置的整个分区都必须被擦空。

如果闪存中的分区包含被保存的数据，则在将新的数据写到所述分区中的特定位置之前，包含该特定位置的整个分区中的任何已有数据都必须被暂时地重新放置。原因在于为了擦空一个特定位置，整个分区都必须被擦空。在擦空操作之前，人们想要保存的存储在一个分区中的任何已有数据都必须被存储到其它位置中。

一种广泛使用的闪存被称为固态软盘卡(SSFDC)，或者更经常被称为SmartMediaTM。SmartMedia(智能多媒体卡)规范由SSFDC论坛开发并维护。SmartMedia规范的使用很广泛。SmartMedia规范要求存储器必须具有可用于数据存储的24个临时(已被擦空的)分区。

利用标准的SmartMedia器件，在存储相对较小的文件(其大小为24个或更少的分区)所需要的操作和存储大小大于24个分区的文件所需要的操作有非常大的不同。为了存储大于24个分区的文件，在可以完成文件写操作之前，必须进行一个或多个分区擦空操作。

下面是示出了闪存中典型的写操作所需要的步骤的示例。应当理解这些仅仅是示例，并且存在各种闪存器件，每一种都具有其各自的特性。

第一示例是‘最佳情形’的情况，其中文件大小恰好匹配闪存分区的大小。在大多数情况下，这是不太可能的情况；但是它可以作为很有用的第一示例。在该示例中，不会发生局部分区移动。存储器控制器只是识别空白分区中的一个，并且将数据写入那个分区。注意SmartMedia规范要求存在可用的24个空白分区。在完成数据存储之后，控制器擦空未被分配的分区，以使得将存在24个被擦空的分区准备好接收数据。

第二示例是这样一个示例，其中在已经包含数据的分区中少量数据被改变。这是一个更实际一些的示例。这个示例需要局部分区移动操作。首先，不会被改变的已有数据被移到备用(先前被擦空的)分区中的一个分区中。接下来，新的数据被添加到该分区中的数据中。在完成了存储操作之后，控制器擦空不再被分配给文件的另一分区。

第三示例是与本发明尤其相关的示例。在该示例中，大于24个分区的大小的文件被写入闪存。首先，24个备用分区(先前被擦空)被填充上新的数据。然后，控制器必须定位到不再具有正被使用的数据的其它分区并且为这些分区擦空。最后，文件中的其它数据被写入到这些最新被擦空的分区中。从而，直到相对冗长的擦空操作被执行之后才能够完成存储操作。

主机系统利用文件分配表(FAT)来记录哪些逻辑地址包含与每个特定文件相关的数据。本发明利用FAT被存储在闪存中这样一个事实。FAT表向操作系统指示哪些逻辑地址被映射到哪些文件。在任何特定时间，未被映射到文件的任何逻辑地址都未被存储在存储器中的任何文件使用。存储控制器维护将逻辑地址与相应的物理地址相关联的表。

发明内容