专利名称：内存模块及内存模块的执行方法
技术领域：
本发明公开了一种内存模块，特别是关于一种具有内部电源的动态随机存
取内存作为NAND闪存的数据快取及暂存的内存模块。
背景技术：
内存分为非挥发性内存(Non-Volatile Memory)以及挥发性内存(Volatile Memory)。两者的差别在于储存于非挥发性内存内的数据不会因为电源的消失 而随着消失，而挥发性内存是指一种当电源关闭后，储存于内部的数据会消失 的内存。
随机存取内存(Random Access Memory, RAM)为挥发性内存，存取速度快， 但电源消失后储存于内存的数据也会消失。随机存取内存分为静态随机存取内 存(Static Random Access Memory, SRAM)以及动态随丰几存取内存(Dynamic Random Access Memory, DRAM)。其中静态随机存取内存存取速度较快，因 此常用在需要高速读写的应用，而动态随机存取内存单位体积的容量较高，因 此成本较低。
最早期的非挥发性内存是指只读存储器(Read Only Memory, ROM)，是一 种只能读取数据的内存，当数据写入只读存储器之后无法再更改。可程序化只 读存储器(Programmable Read Only Memory)的内部具有许多镕丝，以供使用者 烧断写入所需的程序或数据。可抹除可程序化只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory ， EPROM)为可重复使用的非挥发性内存，利用高电压将数据写入，需要抹除(Erase)时则将透明窗内的线路曝光在紫外线下，完成抹除的动作。电子可抹除可程序化只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory, EEPROM)与可抹除可程序化只读存储器类似，差别在于电子可抹除可程序化只读存储器以高压取代紫外线执行抹除的动作。
目前的非挥发性内存则是以闪存(Flash Memory)为主流，闪存是一种以区块(Block)为单位执行抹除动作的内存，抹除区块写入大量数据比早期电子可抹除可程序化只读存储器以字节(Byte)为单位更加快速。闪存分为NOR闪存以及NAND闪存。NOR闪存的抹除写入时间较慢，但具有完整的寻址与数据总线，允许随机存取内存的任何区域，因此适合取代早期的只读存储器，例如电脑的基本输入/输出系统(Basic Input/Output System, BIOS)。相对的，NAND闪存的抹除写入时间较快，但不具有寻址总线的架构，因此必须以区块的方式进行读取，加上可抹除次数远大于NOR闪存，因此适合作为储存装置之用，例如智能媒体(Smart Media, SM)、安全数字卡(Secure Digital, SD)、多媒体卡(MultiMedia Card, MMC)。
NAND闪存是由若干个区块所组成，每个区块又由若干个大小相同的数据页(Page)组成，换言之，区块的容量大于数据页的容量。NAND闪存的特点为抹除时必须以区块为单位，而读取或写入时则以数据页为单位。
随着半导体制程的进步，NAND闪存每一数据页的大小越来越大。目前一般档案管理系统需透过一 Flash翻译层(Flash Translation Layer, FTL)存取闪存，Flash翻译层负责将一般档案管理系统要求的逻辑地址与闪存的实体地址作一转换，由于闪存写入是以数据页为单位，抹除是以区块为单位，若抹除的区块 内包含有用数据的数据页时，必须先将有用数据搬走才能执行区块抹除的动
作，因此当写入很多小容量的数据时，容易造成Flash翻译层转换地址的效率 降低。另外，若写入的数据量不足一个数据页的容量却仍必须以数据页为单位 写入时，会造成实际写入的与系统要求写入的数据大小不同，浪费内存空间， 即所谓的写入放大(WriteAmplification);反之，要执行抹除时又要将区块内有 用数据搬走，但闪存的区块抹除次数有一定限制，造成闪存的寿命降低。
请参阅图1，为现有技术中以动态随机存取内存102作为NAND闪存104 快取(Cache)的内存模块100。当一外部电子装置106如电脑或手机，与内存模 块100电性连接时，是由外部电子装置106提供一电源108给动态随机存取内 存102，且外部电子装置106透过一数据传输接口 110存取内存模块100，故 当内存模块100与外部电子装置106未电性连接时，虽NAND闪存104内的 数据仍存在，但由于缺乏电源108的供给，造成动态随机存取内存102内的数 据亦随之消失。
因此需要对上述问题提出 一种解决方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内存模块及内存模块的执行方法，其可以在未 电性连接外部电源的情况下保持其内数据的完整并且具有较长的使用寿命。
为解决上述问题，本发明提供一种内存模块，以供一外部电子装置存取， 该内存模块包括一NAND闪存、 一动态随机存取内存单元以及一内存控制器。 动态随机存取内存单元电性连接NAND闪存，具有一动态随机存取内存，以及一 内部电源电性连接动态随机存取内存，当内存模块与外部电子装置的电性连接关闭时，内部电源主动提供电源给动态随机存取内存，使动态随机存取内
存所储存的数据仍可获得保留。内存控制器用于控制NAND闪存及动态随机存取内存单元两者的至少其中之一。
本发明还提供一种内存模块，以供一外部电子装置存取，该内存模块包括一数据传输接口、 一动态随机存取内存单元、一NAND闪存以及一内存控制器。动态随机存取内存单元经由数据传输接口连接外部电子装置并暂存或快取在外部电子装置与内存模块之间传送的数据。NAND闪存供外部电子装置存取。内存控制器具有一流量控制单元用于控制NAND闪存及动态随机存取内存单元之间传送的特定数据量大小。
本发明还提供一种内存模块的执行方法，以供一外部电子装置存取，且该内存模块具有一动态随机存取内存单元、一 NAND闪存及一内存控制器，该方法包括下列步骤藉由动态随机存取内存单元的快取及暂存功能，使外部电子装置存取NAND闪存；以及利用内存控制器控制NAND闪存及动态随机存取内存单元之间传送的特定数据量大小。
本发明还提供一种内存模块的执行方法，以供一外部电子装置存取，且该内存模块具有一动态随机存取内存、一 NAND闪存及一内存控制器，该方法包括下列步骤当内存模块与外部电子装置的一外部电源的电性连接关闭时，主动提供一 内部电源电性连接动态随机存取内存，使动态随机存取内存所储存的数据仍可保留，即将动态随机存取内存当作一非挥发性动态随机存取内存使用；以及当内部电源与动态随机存取内存的电性连接关闭时，则将动态随机存取内存当作一挥发性动态随机存取内存使用。与现有技术相比，本发明的内存模块中的动态随机存取内存单元具有内部 电源，当内存模块未与外部电子装置电性连接时，由内部电源提供电源给动态 随机存取内存，使储存于动态随机存取内存内的数据不会消失。再者，当外部
电子装置将数据写入内存模块的NAND闪存时，内存控制器会控制动态随机 存取内存的数据先累积到一定程度时，再写入NAND闪存，减少NAND闪存 抹除及写入动作的次数，因此延长NAND闪存的使用寿命。 以下结合附图与实施例对本发明做进一步的说明。
图1为现有技术中以动态随机存取内存作为NAND闪存快取的内存模块； 图2为依据本发明一较佳实施例的内存模块的示意图;.以及 图3为本发明一实施例的内存模块的执行方法的步骤流程图。
具体实施例方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现就结合
如下。以下实施例 的说明是参考附加的图示，用于例示本发明可用于实施的特定实施例。
请参阅图2，为依据本发明一较佳实施例的内存模块200的示意图，且该 内存模块200可供一外部电子装置206进行数据存取，该外部电子装置206可 为如电脑、手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant, PDA)等等。内存模 块200包括一基板212、 一数据传输接口210、 一NAND闪存204、 一动态随 机存取内存单元201以及一内存控制器220。其中NAND闪存204、动态随机 存取内存单元201以及内存控制器220可设置于基板212上。该内存模块200是通过该数据传输接口 210电性连接外部电子装置206，数据传输接口 210除了用于中介动态随机存取内存单元202与外部电子装置206之间的数据传输外，也利用外部电子装置206的一电源208提供一外部电源给动态随机存取内存单元201 。
该动态随机存取内存单元201电性连接NAND闪存204，且具有一动态随机存取内存202以及一内部电源203与动态随机存取内存202电性连接，所以当内存模块200与外部电子装置206之间的电性连接关闭如内存模块200自外部电子装置206上卸除而导致外部电源的供应中断时，内部电源203可主动提供电源给动态随机存取内存202，使动态随机存取内存202内储存的数据仍可获得保留。在本实施例中，内部电源203可为一电池，且当内存模块200电性连接外部电子装置206时，电池透过外部电子装置206所提供的电源208充电。
内存控制器220用于控制NAND闪存204及动态随机存取内存单元201两者的至少其中之一，其主要包括一流量控制单元222，用于依据动态随机存取内存202内暂存的数据量是否已累积到一预设的数据量大小来决定NAND闪存204及动态随机存取内存单元201之间传送的特定数据量大小(待后详述)，其中流量控制单元222可为一硬件或软件。举例而言，当外部电子装置206欲通过该数据传输接口 210将数据写入该内存模块200的NAND闪存204中时，利用内存控制器220的流量控制单元222的控制，先将写入的数据暂存于动态随机存取内存202内，并判断动态随机存取内存202内暂存的数据量是否已累积到一预设的数据量大小如数据量累积至相当于NAND闪存204的一数据页的数据容量大小时，才将暂存数据一次写入NAND闪存204中，这样可控制NAND闪存204与动态随机存取内存单元201之间传送的特定数据量大小，故无需每次有一点数据就立即写入NAND闪存204中。如NAND闪存204之中 一个数据页的大小为4096个字节(4K Bytes)时，外部电子装置206要写入 NAND闪存204的数据大小在未到达4096个字节的预设数据量之前，皆会先 在动态随机存取内存202内暂存直至累积到相当于4096个字节的预设数据量 时，再一次写入NAND闪存204中，也就是以动态随机存取内存202作为NAND 闪存204的快取及暂存内存。
图3为本发明一实施例的内存模块的执行方法的步骤流程图。首先如状态 SIO，即当一外部电子装置与内存模块电性连接后内存模块的初始状态，其中 由外部电子装置提供外部电源给动态随机存取内存(亦可同时对内存模块的电 池充电或否)。状态S20，当外部电子装置欲读取NAND闪存内的数据时，会 先将NAND闪存内的数据传送至动态随机存取内存，再进入状态S30， S卩动态 随机存取内存内的数据透过数据传输接口传送至外部电子装置。若读取的数据 庞大，则在状态S20及S30中循环，直到NAND闪存内被要求的所有数据经 由动态随机存取内存、数据传输接口传送至外部电子装置为止，因此该NAND 闪存是将动态随机存取内存当作一数据的快取内存来使用。当外部电子装置关 机后，如状态S40所示，则由内部电源(即电池)主动提供电源予动态随机存取 内存，将动态随机存取内存作为一非挥发性动态随机存取内存使用；反之当电 池电量不足，则将动态随机存取内存视为一挥发性动态随机存取内存使用。
在另一情况下，当外部电子装置欲将数据写入NAND闪存中时，利用内 存控制器的流量控制单元的控制，先将写入的数据暂存于动态随机存取内存 中，再将数据写入NAND闪存中。若写入的数据量庞大，则在状态S70及S60 中循环，外部电子装置透过数据传输接口将数据传送至动态随机存取内存，再利用内存控制器的流量控制单元将动态随机存取内存所暂存的写入数据量累
积到一预设的数据量大小后如相当于NAND闪存一个数据页的数据容量大小， 再一次写入NAND闪存内。从状态S10欲写入数据至NAND闪存时，亦是如 上所述，在状态S70及S60中循环，直至数据写入完成为止。因此，该NAND 闪存亦是将动态随机存取内存当作一数据的暂存内存来使用。
与现有技术相比，本发明的内存模块中的动态随机存取内存单元具有内部 电源，当内存模块未与外部电子装置电性连接时，由内部电源提供电源给动态 随机存取内存，使储存于动态随机存取内存的数据不会消失。再者，当外部电 子装置将数据写入内存模块的NAND闪存时，动态随机存取内存的数据会先 累积到一定程度时，再写入NAND闪存，减少NAND闪存抹除及写入动作的 次数，因此延长NAND闪存的使用寿命。
权利要求
1、一种内存模块，以供一外部电子装置存取，该内存模块包括一NAND闪存以及一动态随机存取内存单元，其中动态随机存取内存单元电性连接该NAND闪存并且具有一动态随机存取内存，其特征在于动态随机存取内存单元还具有与该动态随机存取内存电性连接的一内部电源，当该内存模块与该外部电子装置的电性连接关闭时，该内部电源主动提供电源给该动态随机存取内存，使该动态随机存取内存内储存的数据仍可获得保留；该内存模块还包括一内存控制器，用于控制该NAND闪存及该动态随机存取内存单元两者的至少其中之一。
2、 如权利要求1所述的内存模块，其特征在于该内部电源为一电池， 当该内存模块电性连接该外部电子装置时，该电池透过该外部电子装置所提供 的电源充电。
3、 如权利要求1所述的内存模块，其特征在于该内存模块还包括一数据传输接口中介该动态随机存取内存单元与该外部电子装置之间的数据传输。
4、 如权利要求1所述的内存模块，其特征在于该内存控制器将该外部电子装置写入的数据暂存于该动态随机存取内存，并直到该动态随机存取内存所暂存的数据量累积到一预设的数据量大小时，才将该暂存数据写入该NAND 闪存。
5、 如权利要求4所述的内存模块，其特征在于该预设的数据量相当于该NAND闪存的一数据页的数据量大小。
6、 如权利要求1所述的内存模块，其特征在于该动态随机存取内存是作为该NAND闪存的数据快取。
7、 如权利要求1所述的内存模块，其特征在于当该内存模块与该外部 电子装置电性连接时，由该外部电子装置提供一外部电源给该动态随机存取内 存。
8、 一种内存模块，以供一外部电子装置存取，该内存模块包括 一数据传输接口、 一动态随机存取内存单元以及一 NAND闪存，其中该数据传输接 口用于电性连接该外部电子装置，动态随机存取内存单元提供该外部电子装置 与该内存模块之间传送数据的暂存，NAND闪存供该外部电子装置存取，其特 征在于该内存模块还包括一内存控制器，依据该动态随机存取内存单元内暂 存的数据量大小，决定该NAND闪存及该动态随机存取内存单元之间传送的 特定数据量大小。
9、 如权利要求8所述的内存模块，其特征在于该内存控制器具有一流 量控制单元用于将该外部电子装置写入的数据暂存于该动态随机存取内存单 元，并判断当该动态随机存取内存单元内暂存的数据量累积到一预设的数据量 大小时，才将该暂存的数据写入该NAND闪存。
10、 如权利要求9所述的内存模块，其特征在于该内存控制器的流量控 制单元为一硬件或软件。
11、 如权利要求9所述的内存模块，其特征在于该预设的数据量相当于该NAND闪存的一数据页的数据量大小。
12、 如权利要求8所述的内存模块，其特征在于该动态随机存取内存单 元是作为该NAND闪存的数据快取。
13、 一种内存模块的执行方法，以供一外部电子装置存取，且该内存模块具有一动态随机存取内存单元、一NAND闪存及一内存控制器，其特征在于:该方法包括下列步骤利用该动态随机存取内存单元，作为该外部电子装置存取该NAND闪存 的数据快取及暂存；以及依据前述暂存的数据量大小，决定该NAND闪存及该动态随机存取内存 单元之间传送的特定数据量大小。
14、 如权利要求13所述的方法，其特征在于该方法还包括将该外部 电子装置写入的数据暂存于该动态随机存取内存单元中，并在该内存控制器的 控制之下，当暂存的数据量累积到一预设数据量时，才将该暂存的资料写入该 NAND闪存。
15、 一种内存模块的执行方法，以供一外部电子装置存取，且该内存模块 具有一动态随机存取内存、一 NAND闪存及一内存控制器，其特征在于该 方法包括下列步骤当该内存模块与该外部电子装置的一外部电源的电性连接关闭时，主动提 供一 内部电源电性连接该动态随机存取内存，使该动态随机存取内存内储存的 数据仍可获得保留，即将该动态随机存取内存当作一非挥发性动态随机存取内 存使用；以及当该内部电源与该动态随机存取内存的电性连接关闭时，则将该动态随机 存取内存当作一挥发性动态随机存取内存使用。
16、 如权利要求15所述的方法，其特征在于该内部电源为一电池。
17、 如权利要求16所述的方法，其特征在于当该内存模块电性连接该 外部电子装置时，该电池透过该外部电子装置的外部电源进行充电。
全文摘要
本发明公开一种内存模块及内存模块的执行方法，以供一外部电子装置存取。内存模块包括一NAND闪存、一动态随机存取内存单元以及一内存控制器。动态随机存取内存单元电性连接NAND闪存，具有一动态随机存取内存以及一内部电源。内存控制器用于控制NAND闪存及动态随机存取内存单元两者的至少其中之一。当内存模块与外部电子装置的电性连接关闭时，动态随机存取内存单元的内部电源主动提供电源给动态随机存取内存，使动态随机存取内存所储存的数据仍可保留。
文档编号G11C7/10GK101661791SQ20081021408
公开日2010年3月3日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者陈如芃 申请人:创惟科技股份有限公司