非易失性存储装置、存取装置及非易失性存储系统的制作方法

专利名称：非易失性存储装置、存取装置及非易失性存储系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在从存取装置向非易失性存储装置内的记录元件记录 数据时，保证在该记录元件上的记录速度的非易失性存储装置、存取 装置及非易失性存储系统。
背景技术：
关于记录音乐内容及影像数据等数字数据的记录介质，有磁盘、 光盘、磁光盘等各不相同种类。作为这些记录介质中的一种的半导体 存储卡等非易失性存储装置，由于其实现了记录介质的小型化，以数
码相机(digital still camera )及移动电话终端等小型的移动设备为中 心而迅速普及。
半导体存储卡主要使用被称作NAND型闪速存储器的半导体元件 作为记录元件。NAND型闪速存储器在写入数据之前需要先删除数据。 由于删除处理仅以作为删除的单位的、被称作物理块的块单位进行， 所以，具有以物理块单位进行的写入速度最快的特性。另外，半导体 存储卡中作为记录元件使用的NAND型闪速存储器的枚数不限于1枚， 存在通过使用多枚NAND型闪速存储器并行处理来提高存取性能的半 导体存储卡。在这种半导体存储卡中，将多个物理块作为一个管理单 位来控制NAND型闪速存储器，在以该管理单位进行写入的情况下的 写入速度最快。这样，半导体存储卡的记录速度根据所使用的NAND 型闪速存储器的物理块的大小及使用的闪速存储器的枚数、数据记录 时的处理单位大小(unit size)等而变化。
由于半导体存储卡所使用的NAND型闪速存储器的物理块大小及
使用的枚数等根据每个制造商或发展阶段都不相同，所以，在市场上 存在具有各种记录速度的特性的半导体存储卡。以往，提出了一种方法，通过在半导体存储卡内保存与半导体存储卡的存取性能相关的信息，并基于该信息在半导体存储卡与存取装置之间收发与记录速度、最适宜存取条件相关的信息，而不管根据每个半导体存储卡而不同的记录速度的特性差异如何，对所有的半导体存储卡都能够高速进行存取(例如，参照专利文献l)。
专利文献l:WO2005/015406号爿^净艮
发明内容(发明要解决的问题)
在以往的方法中，存取装置基于从半导体存储卡取得的信息决定半导体存储卡的记录速度和最适宜存取条件。然后，存取装置根据该存取条件在半导体存储卡上记录数据，由此，实现在半导体存储卡上的高速记录。在此，存取条件中包括向半导体存储卡记录数据时的处理单位大小。即，为了实现在半导体存储卡上的高速记录，存取装置需要以根据该处理单位大小的大小向半导体存储卡记录数据。另一方面，半导体存储卡上的数据通过FAT文件系统等文件系统来管理记录区域，在向半导体存储卡记录文件时，该文件系统给文件分配空白区域，向该区域记录数据。因此，为了实现按照之前的处理单位大小进行的数据记录，文件系统需要了解该处理单位大小以分配在逻辑物理地址上连续的空白区域，需要在存取装置侧安装特殊的文件系统。
本发明的目的在于提供一种非易失性存储装置、存取装置及非易失性存储系统，其不必在存取装置侧搭载以往那样的特殊的文件系统，就能够在非易失性存储装置上高速记录数据。(用于解决问题的方案)
为了解决该问题，本发明的非易失性存储装置具有非易失性存储器，由规定大小的多个管理单位区域构成，用于存储数据；存取条件决定部，在向所述非易失性存储器记录数据时，为了以规定以上的存取速度进行记录，决定包括了数据的管理单位的开始位置及记录数
据量的存取条件；以及存取区域决定部，基于由所述存取条件决定部
7决定的所述存取条件，决定在所述非易失性存储器中记录数据的区域。
在此，也可以是所述存取区域决定部基于所述存取条件决定记录数据的区域的物理地址，且还具有用于对从存取装置给出的表示所述非易失性存储装置的记录位置的逻辑地址和所述非易失性存储器的物理地址进行变换的地址变换控制部。
在此，也可以是还具有将存储在所述非易失性存储器内的数据作为文件进行管理的文件系统控制部，并且，所述存取区域决定部基于所述存取条件，在由所述文件系统控制部管理的所述非易失性存储器内的记录区域中，决定记录数据的区域。
在此，也可以是所述存取条件包括在所述非易失性存储器的区域管理的l个单位内最低限度记录的数据量。
在此，还可以是所述规定的存取速度是存取装置在向所述非易失性存储装置记录数据时所需要的存取速度，且在向所述非易失性存储装置记录数据前被通知。
在此，也可以是所述规定的存取速度被表示成表示向所述非易失性存储装置进行存取的存取装置在向所述非易失性存储装置记录数据时所需要的存取速度的水平的标志，且在向所述非易失性存储装置记录数据之前，从所述存取装置向所述非易失性存储装置通知所述规定的存取速度。
在此，也可以是所述规定的存取速度被表示成向所述非易失性存储装置进行存取的存取装置在向所述非易失性存储装置记录数据时一次数据记录所需要的时间，且在向所述非易失性存储装置记录数据之前，从所述存取装置向所述非易失性存储装置通知所述规定的存取速度。
在此，也可以是所述非易失性存储装置与向所述非易失性存储装置进行存取的多个存取装置相连，在所述多个存取装置中，从一个所述存取装置被通知与所述规定的存取速度相关的信息，在持续与所述一个存取装置进行通信的期间，拒绝来自其他的所述存取装置的存取要求。在此，也可以是所述非易失性存储装置与对所述非易失性存储装置进行存取的多个存取装置相连，在从所述多个存取装置中的一个所述存取装置被通知与所述规定的存取速度相关的信息，在持续与所述一个存取装置进行通信的期间，对于来自其他的所述存取装置的存取要求，以只读的方式及不保证存取速度的方式中的某一种方式允许通信。
在此，也可以是所述非易失性存储装置与向所述非易失性存储装置进行存取的多个存取装置相连，在向所述非易失性存储装置内的所述非易失性存储器进行记录的最大记录速度以下的范围内，并行实施一个以上的、保证了从所述多个存取装置通知的所述规定的存取速度的数据记录。
在此，也可以是所述存取条件决定部对向所述非易失性存储装置进行存取的存取装置附加了将向所述非易失性存储装置发送并记录的数据的单位设为规定的数据大小以上的限制。
在此，也可以是所述存取装置在向所述非易失性存储装置通知所述规定的存取速度之后，向所述存取装置被通知所述规定的数据大小。
在此，也可以是还具有存储包括存取特性信息的信息存储部，所述存取特性信息包括对所述非易失性存储器的存储管理单位及管理单位以下的数据的记录速度。
为了解决上述问题，本发明的存取装置是对非易失性存储装置进行存取的存取装置，具有将在向所述非易失性存储装置记录数据时所需要的存取速度在数据记录之前通知给所述非易失性存储装置的存取速度通知部。
在此，也可以是所述存取装置还具有将存储在所述非易失性存储装置内的所述非易失性存储器中的数据作为文件进行管理的文件系统控制部。
在此，也可以是所述存取装置向存在于所述非易失性存储装置内且将存储在所述非易失性存储装置内的所述非易失性存储器中的数据作为文件进行管理的文件系统控制部发送包含文件的打开、关闭、 读取、写入的文件单位的存取命令。
在此，也可以是在所述存取装置向所述非易失性存储装置记录 数据之前，所述存取速度通知部将表示在所述存取装置向所述非易失 性存储装置记录数据时所需要的存取速度的水平的标志通知给所述非 易失性存储装置。
在此，也可以是在所述存取装置向所述非易失性存储装置记录 数据时，所述存取速度通知部在向所述非易失性存储装置记录数据之 前将能够花费在一次数据记录处理上的时间通知所述非易失性存储装 置。
在此，也可以是在向所述非易失性存储装置记录数据时，所述 存取装置将所述非易失性存储装置进行满足所述存取速度的数据记录 所需要的规定的数据大小以上的数据记录到所述非易失性存储装置 中。
为了解决上述问题，本发明的非易失性存储系统具有非易失性 存储装置，具有由规定大小的多个管理单位区域构成、用于存储数据 的非易失性存储器；以及对所述非易失性存储装置进行存取的存取装 置，其中，所述存取装置具有将在所述存取装置向所述非易失性存储 装置记录数据时所需要的存取速度在向所述非易失性存储装置记录数 据之前通知给所述非易失性存储装置的存取速度通知部。
在此，也可以是所述非易失性存储装置具有非易失性存储器， 由规定大小的多个管理单位区域构成，用于存储数据；存取条件决定 部，为了在向所述非易失性存储器记录数据时以规定以上的存取速度 进行记录，决定包括数据的管理单位的开始位置及记录数据量的存取 条件；以及存取区域决定部，基于由所述存取条件决定部决定的所述 存取条件，决定在所述非易失性存储器中记录数据的区域。
在此，也可以是所述非易失性存储装置的存取区域决定部基于 所述存取条件决定记录数据的区域的物理地址，所述非易失性存储装 置还具有用于对从存取装置给出的表示所述非易失性存储装置的记录位置的逻辑地址与所述非易失性存储器的物理地址进行变换的地址变 换控制部。
在此，也可以是所述非易失性存储装置还具有将存储在所述非 易失性存储器内的数据作为文件进行管理的文件系统控制部，所述存 取区域决定部基于所述存取条件，决定在由所述文件系统控制部管理 的所述非易失性存储器内的记录区域中记录数据的区域。 (发明效果)
根据本发明，无需在存取装置侧搭载特殊的文件系统，就能够向 记录速度的特性不同的各种非易失性存储装置高速记录数据。


图l是表示本发明的实施方式l的存取装置及非易失性存储装置的 说明图。
图2是表示本实施方式的NAND型闪速存储器的构成的说明图。 图3是表示本发明的实施方式l的存取特性信息的一例的说明图。 图4是表示本发明的实施方式1的逻辑物理地址变换表的一例的说 明图。
图5是表示本发明的实施方式l的数据记录时的存取装置和非易失 性存储装置的动作流程的流程图。
图6是表示本发明的实施方式1的数据记录时的动作的流程图。 图7A是表示数据记录时的各存储管理单位的记录内容的变化的图。
图7B是表示数据记录时的各存储管理单位的记录内容的变化的图。
图7C是表示数据记录时的各存储管理单位的记录内容的变化的图。
图7D是表示数据记录时的各存储管理单位的记录内容的变化的图。
图7E是表示数据记录时的各存储管理单位的记录内容的变化的图。
图8是表示本发明的实施方式1的存取装置和非易失性存储装置的 构成例的i兌明图。
图9是表示本发明的实施方式1的存取装置与非易失性存储装置的 保证了存取速度的连接的 一 例的流程图。
图IO是表示本发明的实施方式l的存取装置与非易失性存储装置 的保证了存取速度的连接的 一例的流程图。
图ll是表示本发明的实施方式l的存取装置与非易失性存储装置 的保证了存取速度的连接的 一 例的流程图。
图12是表示本发明的实施方式l的存取装置及非易失性存储装置 的变形例的说明图。
图13是表示本发明的实施方式2的存取装置及非易失性存储装置 的实施方法的说明图。
图14是表示本发明的实施方式2的数据记录时的存取装置和非易 失性存储装置的动作流程的流程图。
(符号说明)
100、100A、IOOB、 IOOC、 100E 存取装置
101、202CPU
102、203RAM
103接口
104、204ROM
111应用控制部
112存取速度通知部
113、216文件系统控制部
114非易失性存储装置存取部
200、200D、200E 非易失性存储装置
201接口
205信息存储部
206非易失性存储器211 指令解释部
212 存取条件决定部
213 存取区域决定部
214 地址变换控制部
215 非易失性存储存取部 220 存储控制器
具体实施方式
(实施方式l)
图l是本发明的实施方式l中的存取装置、非易失性存储装置的构 成图。在图l中，在存取装置100上连接有非易失性存储装置200。存取 装置100包括CPU101、 RAM102、接口103、 ROM104。
接口103是非易失性存储装置200与存取装置100的连接部，控制信 号及数据经由接口 103在存取装置100与非易失性存储装置200之间进 行收发。
在ROM104中存储有控制存取装置100的程序，该程序将RAM102 作为暂时存储区域使用，并在CPU101上动作。在ROM104中包括应用 控制部lll、存取速度通知部112、文件系统控制部113、非易失性存储 装置存取部114的程序。
应用控制部lll是进行数据的生成及电源的控制等存取装置整体 的控制的部分。
存取速度通知部112是将在存取装置1 OO记录数据时需要的存取速 度通知给非易失性存储装置200的部分。在存取速度通知部112中，仅 通知存取速度，不通知与处理单位大小等存取条件相关的信息。
文件系统控制部113与搭载在以往的存取装置上的文件系统控制 部相同，是使用FAT文件系统等进行用于将数据作为文件进行管理的 控制的部分。
非易失性存储装置存取部114是用于控制例如从文件系统控制部 113传输数据及其大小和地址、将指定大小的数据记录在非易失性存储
13装置200的记录区域内的指定的位置上等、对于非易失性存储装置200 的指令以及数据的收发的部分。
另一方面，在图l中，非易失性存储装置200包括接口 201 、 CPU202 、 RAM203、 ROM204、信息存储部205及非易失性存储器206。
接口 201是用于连接非易失性存储装置200与存取装置100的接口 ， 与接口 103同样地，接口 201是用于对控制信号及数据进行收发的接口 。
ROM204中存储有用于控制非易失性存储装置200的程序，该程序 将RAM203作为暂时存储区域使用，并在CPU202上动作。ROM204包 括指令解释部2U、存取条件决定部212、存取区域决定部213、地址变 换控制部214及非易失性存储存取部215的程序。
信息存储部205是用于存储处理单位大小与记录速度之间的关系 等与对于非易失性存储器206的存取相关的存取特性信息的存储部。
非易失性存储器206是记录从存取装置发送的数据的非易失性的 存储器。非易失性存储器206例如使用NAND型闪速存储器，参照图2 说明其构成。在本实施方式中，非易失性存储器206由PB0 PB(N-1) 的N个物理块构成。物理块是删除的单位，分别由64页构成，使各页 的容量为2k字节(以下由B表示)、各物理块的容量为128kB。物理页 的编号PPN如图所示那样标注有从O开始的一系列编号。NAND型闪速 存储器的数据的写入以页单位进行，在数据记录之前，先以物理块单 位删除数据。
图3表示在信息存储部205中存储的存取特性信息的一例。在非易 失性存储器206使用NAND型闪速存储器的情况下，将作为在信息记录 介质内部管理的区域管理单位的非易失性存储管理单位和对于数据量 的记录速度作为存取特性信息进行存储。这是必要的信息，因为当记 录的数据量小于等于管理单位的情况下，记录速度根据记录的数据量 发生变化。
在图2的示例中，数据的写入虽能够以页(例如2kB)单位进行， 但是，删除需要以物理块单位进行。在更新128kB的数据的情况下， 分配一个未使用的物理块记录128kB量的新数据，并且，删除存储有旧数据的物理块。与此相对，在更新已写入的物理块中的2kB的数据 的情况下，分配一个未使用的物理块记录2kB量的新数据，将存储有 2kB量的旧数据的128kB的物理块中所包含的剩余的126kB量的数据 复制到之前分配的未使用的物理块中，最后对存储有旧数据的物理块 删除128kB的量。这样，由于无论是128kB的数据记录还是2kB的数据 记录，同样需要记录128kB量的数据，因此，相比2kB的数据记录， 128kB的数据记录能够以更高速进行记录。在本实施方式中的非易失 性存储装置200中，将与这种记录速度相关的特性信息存储在信息存储 部205中。
在图3的示例中，将非易失性存储管理单位设定成4MB。该非易 失性存储管理单位是用于决定对于非易失性存储器206的记录速度的 假定的管理单位，在将NAND型闪速存储器作为记录元件的情况下， 也无需使其与物理块大小一致。例如，在使用多个闪速存储器进行并 行写入的非易失性存储装置的情况下，由于在以将物理块大小和使用 的闪速存储器的枚数相乘得到的大小记录数据的情况下速度最快，所 以考虑将该大小作为非易失性存储管理单位使用。在图3的示例中，以 能够并列记录16个物理块的方式构成，由于各物理块具有128kB的容 量，所以，在以4MB单位进行记录时的速度最高。因此，在数据量4MB 的情况下，记录速度设定成4MB/s。这表示，在将4MB量的数据记录 到4MB的非易失性存储管理单位内的情况下，记录速度为4MB/s。同 样地，在数据量3MB的情况下，记录速度设定成2.6MB/s。这表示， 在记录非易失性存储管理单位以下的3MB量的数据的情况下，记录速 度为2.6MB/s。这样，在图3的示例中，将非易失性存储管理单位以下 的记录数据量与记录速度之间的关系作为存取特性信息进行存储。
接下来，说明包含在非易失性存储装置200的ROM204内的程序。 指令解释部211是对从存取装置100发送的指令进行解释的部分。
存取条件决定部212是基于存储在信息存储部205内的信息，决定 为了满足存取装置100指定的存取速度而需要的对于非易失性存储器 206的存取条件的部分。在该存取条件中包括成为非易失性存储器的管理单位的各边界值的记录位置及写入到存储管理单位内的数据量。
存取区域决定部213是决定在根据存取条件将数据记录在非易失 性存储器206上时实际记录的物理地址的部分。在进行该决定时，选择 在存储管理单位内具有规定的数据量以上的空白区域的存储管理单位 来决定记录区域。
地址变换控制部214是对与存取装置100的通信中使用的逻辑地址 和非易失性存储器206上的物理地址进行变换的部分。图4是表示在 RAM203中暂时保存的逻辑物理地址变换表的图。在该图中，表示了 与物理页编号对应的逻辑地址和该页的使用状态。地址变换控制部214 基于该变换表对物理地址和逻辑地址进行变换，并且，在数据的写入 处理结束后更新该逻辑物理地址变换表以进行必要的变更，然后回写 到非易失性存储器206内。在该表中，管理逻辑地址和物理地址(物理 页编号)之间的对应关系，并且管理与各物理地址对应的记录区域的 使用状况。表中的"NA"表示当前已解除了与逻辑地址的对应关系的未 删除的页，因为，它的物理地址曾被分配给了某个逻辑地址，但是通 过对该逻辑地址进行覆盖写入，从而使新的数据被存储在另外的物理 地址页上。
而且，非易失性存储存取部215是进行非易失性存储器206的控制 的部分。
在实施方式1的非易失性存储装置200中，存取装置100在记录数据 时，存取区域决定部213决定物理地址，以便能够基于由存取条件部212 决定的存取条件在非易失性存储器206上进行记录。地址变换控制部 214将逻辑地址和物理地址进行变换，以使存取装置100要记录数据的 逻辑地址与其物理区域相对应。由此，存取装置100能够在没有意识到 非易失性存储器206的特性的情况下高速记录数据。
接下来，参照图5说明本实施方式的数据记录中的存取装置100与 非易失性存储装置200之间的信号交换。在本实施方式的数据记录中， 最开始，从存取装置100向非易失性存储装置200发送指示初始化的指 令(S101)。接收该初始化指令的非易失性存储装置200进行例如在内部使用的RAM203上的变量的初始化和非易失性存储器206的初始化 等向非易失性存储器206进行存取的准备。结束初始化处理后，非易失 性存储装置200向存取装置100返回表示初始化结束的响应(S102)。
然后，存取装置100利用存取速度通知部112将在数据记录时需要 的存取速度通知给非易失性存储装置200 (S103)。对于该存取速度的 通知，例如将"最低记录速度-lMB/s"等信息作为指令的自变量通知给 非易失性存储装置200。接收了存取速度通知指令的非易失性存储装置 200通过存取条件决定部212参照信息存储部205决定能够满足被通知 的存取速度的存取条件，并对存取装置100返回表示能否实施满足存取 速度的记录的判断(S104)。例如，根据图3的存取特性信息，为了使 其满足"最低记录速度-lMB/s，，，需要的数据量为"2MB，，以上，因此， 该数据量成为存取条件。另外，作为存储器的管理单位的4MB的边界 的记录位置成为其他的存取条件。另外，此时，将被通知的存取速度、 决定了的存取条件保存在非易失性存储装置200内。
接下来，存取装置100在生成记录于非易失性存储装置200的数据 后，将数据记录指令发送到非易失性存储装置200 (S105)。在该数据 记录指令中，例如，在发送数据的同时，还包括数据的大小、记录数 据的逻辑地址。接收了数据记录指令的非易失性存储装置200通过存取 区域决定部213从存取条件决定部212取得存取条件，决定实际记录数 据的物理地址。关于存取条件，根据例如图3的存取特性信息，为了使 其满足"最低记录速度-lMB/s",需要的数据量为"2MB，，以上。因此， 在将物理地址空间按存储管理单位即"4MB"，即以页数计算按每2048 页进行分割时，会发现存在有"2MB"的页数即1024页以上的"未使用" 页的存储管理单位，并决定将其中的空白区域作为记录区域。此时， 为了寻找物理地址空间上的空白区域，使用图4的逻辑物理地址变换 表。
接下来，在实际上与该空白区域的物理地址对应的非易失性存储 器206上的记录区域中记录数据。另外，在该存储管理单位内已经存在 有不足1024页的使用页的情况下，将由存取装置发送来的数据记录在新的存储管理单位中，并且，将已经存在的有效数据记录在新的存储 管理单位中。
而且，地址变换控制部214对逻辑物理地址变换表进行更新，以将 本次记录了数据的物理地址分配到由存取装置100指定的逻辑地址空 间。这一系列的作业结束后，将数据记录结束的指令返回给存取装置 100 ( S106 )。
其后，若还存在要写入的数据，则重复实施从存取装置100侧的数 据生成到S106的处理，直到完成必要的数据量的记录。
下面，通过图6对写入的整体流程进行说明。在写入开始后，首先 在步骤S201中判断能否取得目标块。这里的目标块是指在存储管理单 位的4MB中包含有2MB以上的NA页的管理单位，且是用于将剩余的 有效数据复制到其他的存储管理单位、将全部页设置成NA页，并删除 这些页而成为自由管理单位的块。若能够设定目标块，则决定目标块 (S202)，然后决定写入块(S203)。写入块是指从自由管理单位选 择的作为写入对象的一个存储管理单位。自由管理单位是仅由已删除
的页构成的存储管理单位，通常需要l个以上，若没有自由管理单位， 则作为出错并结束处理。然后，在S204中，将目标块内的全部有效数 据复制到写入块中，并将复制的目标块内的写入有原先的有效数据的 区域设置成NA，并删除整个目标块(S205)。由此，目标块成为自由 管理单位。若不能够取得目标块，则仅进行写入块的决定(S206)。
下面，在写入块中记录新数据(S207)，并将存储有与该数据对 应的旧数据的物理页所对应的逻辑页地址设成NA (S208)。其在逻辑 物理地址变换表中仅将相应的逻辑地址变更为NA，不删除存储有旧数 据的页本身，而成为存储了旧数据的状态。然后，在S209中，判断是 否残留应写入的数据，若没有则结束处理。若残留有写入数据则进入 S210，判断在写入块中是否存在已删除的页。若存在已删除的页，则 回到S207并重复进行相同的处理。若没有已删除的页，则回到S201并
重复进行相同的处理。
下面通过图7A 图7E进一步详细地说明该数据的记录的具体例。图7A中，在存储管理单位MU0中记录有逻辑页0 2047、在存储管理 单位MU1中记录有逻辑页2048 ~ 4095、在存储管理单位MU3中记录有 逻辑页4096~6143,存储管理单位MU2、 MU4已删除所有的物理页而 成为自由管理单位。关于其他的存储管理单位，省略记载。在该状态 下，以将由存取装置100给出的逻辑页0~1023、 2048 ~ 3071及4096 ~ 5119进行覆盖写入的写入处理为例进行说明。
在此，在覆盖写入逻辑页O- 1023时，寻找4MB中含有2MB以上 的NA页的管理单位。在图7A的状态下，由于不存在这样的管理单位， 所以，不决定目标块，从S201进入S206,将作为自由管理单位的存储 管理单位MU2设成写入块。接下来，将作为新数据的逻辑页0~1023 记录到写入块内的已删除的页中(S207)。
然后，如图7B所示，将存储有与记录的新数据对应的旧数据的管 理单位MUO的各页的对应逻辑地址变更为NA。
接下来，根据覆盖写入逻辑页2048 ~ 3071的指令从步骤S209进入 S210。然后，在存储管理单位MU2 (写入块)的已删除的页中记录新 数据(S207)。在此，将存储有与记录的新数据对应的旧数据的存储 管理单位MU1的各数据的对应逻辑地址变更为NA (S208 )。由此， 成为图7C的状态。
即使还存在应写入的数据，由于在写入块中不存在已删除的页， 所以，从S210回到S201，重复进行从目标块的设定开始的处理。在该 情况下，在S202中将存储管理单位MU0设成目标块。进而在S203中将 作为自由管理单位的管理单位MU4设定成写入块。然后在S204中将作 为目标块的有效数据的逻辑页1024 2047的数据复制到写入块。由此， 成为图7D所示的状态。
通过该复制，将存储管理单位MUO的各页变更成NA。而且，当 目标块的所有的页成为NA时，删除目标块的数据，并将所有页设定成 已删除的页(S205)。然后在写入块的已删除的页中写入新的数据， 即逻辑页4096~5119 (S207)。接下来，在S208中，将保存有旧数据 的管理单位MU3的页设定成NA页。由此，成为图7E所示的状态。以下，根据写入指令重复进行相同的处理。此外，在此是以页单位说明 逻辑地址、物理地址的，但是也可以是其他的单位的地址。
如上述那样，在本发明的实施方式l中的存取装置100及非易失性 存储装置200中，存取装置100将需要的存取速度事先通知给非易失性 存储装置200，由此，非易失性存储装置200在数据记录时实现满足事 先通知的存取速度的数据记录。在该数据记录时，存取装置100无需实 施根据特定的存取条件的记录，能够使用以往的文件系统控制部实施 数据记录。因此，不用在存取装置侧搭载特殊的文件系统，就能够对 记录速度的特性不同的各种非易失性存储装置200高速地记录数据。
注意，虽然基于上述实施方式说明了本发明，但是，本发明当然 不限定于上述的实施方式。在不脱离本发明的宗旨的范围内能够对本 实施方式进行变更。在本发明的实施方式中，作为非易失性存储器206， 说明了使用NAND型闪速存储器的情况，但是，也可以使用硬盘或光 盘等其他的介质。
另外，对存取速度通知部112在S103的处理中将最低记录速度的信 息作为指令的自变量通知给非易失性存储装置200的例子进行了说明， 但是，若为表示存取速度的信息，则也可以通过其他的形式通知非易 失性存储装置200。例如，也可以用平均记录速度代替最低记录速度， 也可以将它们的组合信息通知给非易失性存储装置200。而且，在预先 决定了N档的速度水平的情况下，可以对表示其水平的标志(1~N)、 而不是速度本身进行通知。而且，还可以将从l次的数据记录指令发送 到响应接收为止的最大允许延迟时间等通知给非易失性存储装置200。
另外，在本发明的实施方式中，说明了一对一地连接了存取装置 100与非易失性存储装置200的情况的例子，但是，也能够将本发明适 用于如图8所示那样的将多个存取装置100A、 IOOB、 IOOC与一个非易 失性存储装置200进行连接的情况。该情况下，如图9所示那样，在开 始了与存取装置100A的连接后，为了保证其存取速度，也可以使非易 失性存储装置200在存在来自其他的存取装置100B、存取装置100C的 连接时拒绝存取。另外，也可以是如图10所示那样，在开始了与存取
20装置100A的连接后，当存在来自其他的存取装置100B、存取装置100C 的连接时，附加一定的条件进行连接。 一定条件可以认为是指，例如 只读或在不保证存取速度的状态下进行连接等。
而且，如图ll所示那样，在非易失性存储装置200能够保证4MB/s 的存取速度的情况下，在存取装置100A以2MB/s的存取速度进行连接 的状态下，若存在剩下的2MB/s的存取速度以下的连接，则也可以接 受来自其他的存取装置的连接。在图ll的情况下，由于存取装置100B 的存取速度为2MB/s，非易失性存储装置200接受该连接，拒绝来自存 取装置100C的连接。该情况下，在存取装置100A要求了2MB/s以上的 存取速度的情况下，如图3所示那样，由于记录速度2.6MB/s的数据量 为3MB，所以，只写入非易失性存储器的管理单位内的具有3MB以上 的空白区域的存储管理单位中。在此，在存取装置100B要求2MB/s的 连接的情况下，为了保证4MB/s的上限速度，仅写入存储管理单位内 的具有4MB的空白区域的管理单位中。在该情况下，从存取装置100A、 IOOB发送的数据被同时写入，且每个都以2MB/s的速度进行连接。
另外，在使用NAND型闪速存储器作为非易失性存储器206的情况 下等，由于在记录了不足物理块大小的数据的情况下记录速度降低， 所以，为了维持一定的记录速度，需要记录物理块大小以上的数据等 具有集中了某种程度的量的数据。因此，可以在存取装置100侧设置单 位数据记录量的限制。该情况下，在图5的S104中，在非易失性存储装 置200通知存取装置100能否保证存取速度时，可以附加"需要的单位数 据记录量-2MB，，以上等信息。在存取装置100接收了该响应的情况下， 以使在从数据记录开始到结束的期间发送到非易失性存储装置200的 总数据量为2MB的单位以上的方式生成数据，并将数据记录在非易失 性存储装置200中。而且，在即使不附加单位数据记录量的信息作为 S104的响应，也可以使用在存取装置100与非易失性存储装置200间预 先决定的规定的大小作为单位数据记录量。
图12表示实施方式1的变形例。非易失性存储装置200D的 CPU202、 RAM203、 ROM204不是必须独立存在的，可以如图12所示那样将这些部分包含在一体化的存储控制器220中。此时，不必包括在 存储控制器220内示出的所有的块，可以仅包括一部分，也可以将存取 装置接口 201等其他的块包含在存储控制器220内。 (实施方式2)
图13是本发明实施方式2的存取装置及非易失性存储装置的构成 图。本实施方式与实施方式l的不同点在于，在存取装置100E内没有 文件系统控制部113，非易失性存储装置200E内的地址变换控制部214 被替换成了文件系统控制部216。其他方面与实施方式l相同，相同的 部分标注相同的符号并省略详细的说明。
在本发明的实施方式l中，为了保证存取速度，基于非易失性存储 装置200内的存取条件决定部212所决定的存取条件，存取区域决定部 213决定满足存取条件的非易失性存储器206上的区域，以记录数据。 在本发明的实施方式2中，通过将文件系统控制部216设置在非易失性 存储装置200E的ROM204侧，使文件系统上的数据配置与存取条件一 致，实现了存取速度的保证。在该情况下，地址变换控制部214的功能 被包括在文件系统控制部216中。
在实施方式中，存取装置IOOE是对非易失性存储装置的文件系统 控制部216发送包括文件的打开、关闭、读取、写入的文件单位的存取 命令的装置。
下面，通过图14说明本实施方式的数据记录流程。本实施方式的 数据记录中的从S301到S304的处理与图4的从S101到S104的处理相 同，因此省略说明。在初始化处理、存取速度通知处理结束后，接下 来存取装置100将文件打开指令发送给非易失性存储装置200 ( S305 )。 这与对以往的搭载在存取装置100侧的文件系统控制部113发送的文件 打开命令相同，指定文件名、打开方式，并指示文件的打开。接收了 文件打开指令的非易失性存储装置200在文件系统控制部216中实施文 件的打开处理。在该文件系统控制部216中，进行与以往的搭载在存取 装置100侧的文件系统控制部113同样的处理。另外，在新建文件的情 况下，存取装置100E指定文件名和新建操作的指令，并指示文件的打开。该情况下，非易失性存储装置200E内的文件系统控制部216新建 文件。另外，在RAM203上生成与打开了的文件相关的信息，并且， 生成用于识别打开后的文件的标识符。文件的打开结束后，非易失性 存储装置200E将生成的标识符与表示文件打开处理结束的响应一起 返回到存取装置100E (S306)。
接下来，存取装置100E在生成要记录在非易失性存储装置200E中 的数据后，将文件数据记录指令发送给非易失性存储装置200E (S307)。该数据记录指令中，例如在发送数据的同时，将数据的大 小、记录数据的文件的标识符通知给非易失性存储装置200E。接收了 文件数据记录指令的非易失性存储装置200E中，存取区域决定部213 从存取条件决定部212取得存取条件，决定实际要记录数据的区域的地 址。文件系统上的地址管理例如是在FAT文件系统中通过文件分配表 进行统一管理的。因此，该情况下，存取区域决定部213参照文件分配 表，检索满足存取条件的空白区域，从而决定用于记录数据的区域的 地址。接下来，在与该地址对应的非易失性存储器206上的记录区域实 际记录数据。然后，在文件系统控制部216中，为了将本次记录了数据 的地址作为已使用的区域进行管理，对文件分配表等的文件系统的管 理信息进行更新。在完成这一系列的操作后，将文件数据记录结束的 指令返回到存取装置100(S308)。其后，重复实施从由存取装置100E 侧进行的数据生成到S308的处理，直到完成需要的数据量的记录。
最后，存取装置IOOE将文件关闭指令发送给非易失性存储装置 200E(S309)。这与对以往搭载于存取装置100E侧的文件系统控制部 113发送的文件关闭命令相同。在该指令中，关于指定的标识符的文件， 删除与在RAM203上生成的文件的打开状态相关的信息，以回到文件 没被打开的状态。文件的关闭结束后，非易失性存储装置200向存取装 置100返回表示文件关闭处理结束的响应(S210)。
如上所述，在本发明的实施方式2中，由于存取装置100E事先将 需要的存取速度通知给非易失性存储装置200E，所以，非易失性存储 装置200E在数据记录时能够实现满足事先通知的存取速度的数据记录。在进行该数据记录时，为了保证存取速度，存取区域决定部213 搜索满足存取条件的区域，并通知设置在非易失性存储装置200侧的文 件系统控制部216，以作为文件数据进行记录。这样，通过在非易失性 存储装置200侧设置存取区域决定部213等保证存取速度的处理部和文 件系统控制部216，存取装置100无需根据特定的存取条件进行记录， 而且也不必进行文件系统的控制。因此，无需在存取装置侧搭载特殊 的文件系统，就能够向记录速度的特性不同的各种非易失性存储装置 200高速地记录数据。
注意，虽然基于上述实施方式说明了本发明，但是，本发明当然 不限于上述实施方式。在不脱离本发明的宗旨的范围内能够对本实施 方式进行变更。在本发明的实施方式1中说明的各种变形例也能够适用 于实施方式2。
(工业上的利用可能性)
与本发明相关的存取装置及非易失性存储装置，由于存取装置事 先将需要的存取速度通知给非易失性存储装置，所以，非易失性存储 装置在数据记录时能够实现满足事先通知的存取速度的数据记录。由 此，无需将特殊的文件系统搭载在存取装置侧，就能够向非易失性存 储装置高速进行数据记录。这样的非易失性存储装置能够作为存储音 乐及静止图像、运动图像等数字内容的记录介质而利用，另外，存取 装置能够作为向上述非易失性存储装置进行存取的PC应用、音频播 放器、DVD刻录机、HDD刻录机、摄影机、数字电视、数码相机、 移动电话终端等利用。
权利要求
1. 一种非易失性存储装置，其特征在于，具有非易失性存储器，由规定大小的多个管理单位区域构成，用于存储数据；存取条件决定部，在向所述非易失性存储器记录数据时，为了以规定以上的存取速度进行记录，决定包括数据的管理单位的开始位置及记录数据量的存取条件；以及存取区域决定部，基于由所述存取条件决定部决定的所述存取条件，决定在所述非易失性存储器中记录数据的区域。
2. 如权利要求l所述的非易失性存储装置，其特征在于 所述存取区域决定部基于所述存取条件决定记录数据的区域的物理地址，且所述非易失性存储装置还具有用于对从存取装置给出的表示所述 非易失性存储装置的记录位置的逻辑地址和所述非易失性存储器的物 理地址进行变换的地址变换控制部。
3. 如权利要求l所迷的非易失性存储装置，其特征在于 所述非易失性存储装置还具有将存储在所述非易失性存储器内的数据作为文件进行管理的文件系统控制部，且所述存取区域决定部基于所述存取条件决定在由所述文件系统控 制部管理的所述非易失性存储器内的记录区域中记录数据的区域。
4. 如权利要求l所述的非易失性存储装置，其特征在于 所述存取条件包括在所述非易失性存储器的区域管理的l个单位内最低限度记录的数据量。
5. 如权利要求l所述的非易失性存储装置，其特征在于 所述规定的存取速度是存取装置在向所述非易失性存储装置记录数据时所需要的存取速度，且在向所述非易失性存储装置记录数据前 通知所述规定的存取速度。
6. 如权利要求l所述的非易失性存储装置，其特征在于所述规定的存取速度被表示成用于表示向所述非易失性存储装置 进行存取的存取装置在向所述非易失性存储装置记录数据时所需要的 存取速度的水平的标志，且在向所述非易失性存储装置记录数据之前， 从所述存取装置向所述非易失性存储装置通知所述规定的存取速度。
7. 如权利要求l所述的非易失性存储装置，其特征在于 所述规定的存取速度被表示成向所述非易失性存储装置进行存取的存取装置在向所述非易失性存储装置记录数据时一次的数据记录所 需要的时间，且在向所述非易失性存储装置记录数据之前，从所述存 取装置向所述非易失性存储装置通知所述规定的存取速度。
8. 如权利要求l所述的非易失性存储装置，其特征在于 所述非易失性存储装置与向所述非易失性存储装置进行存取的多个存取装置相连，且从所述多个存取装置中的一个所述存取装置被通 知与所述规定的存取速度相关的信息，在持续与所述一个存取装置进 行通信的期间，拒绝来自其他的所述存取装置的存取要求。
9. 如权利要求l所迷的非易失性存储装置，其特征在于 所述非易失性存储装置与向所述非易失性存储装置进行存取的多个存取装置相连，且从所述多个存取装置中的一个所述存取装置被通 知与所述规定的存取速度相关的信息，且在持续与所述一个存取装置 进行通信的期间，对于来自其他的所述存取装置的存取要求，以只读 的方式及不保证存取速度的方式中的某 一种方式允许通信。
10. 如权利要求l所述的非易失性存储装置，其特征在于 所述非易失性存储装置与向所述非易失性存储装置进行存取的多个存取装置相连，且在向所述非易失性存储装置内的所述非易失性存 储器进行记录的最大记录速度以下的范围内，并行实施一个以上的、 保证了从所述多个存取装置被通知的所述规定的存取速度的数据记录。
11. 如权利要求l所述的非易失性存储装置，其特征在于 所述存取条件决定部对向所述非易失性存储装置进行存取的存取装置附加了使向所述非易失性存储装置发送并记录的数据的单位为规定的数据大小以上的限制。
12. 如权利要求ll所述的非易失性存储装置，其特征在于所述 存取装置在向所述非易失性存储装置通知所述规定的存取速度之后， 向所述存取装置通知所述规定的数据大小。
13. 如权利要求l所述的非易失性存储装置，其特征在于所述非 易失性存储装置还具有存储存取特性信息的信息存储部，所述存取特 性信息包括对所述非易失性存储器的存储管理单位及管理单位以下的 数据的记录速度。
14. 一种向非易失性存储装置进行存取的存取装置，其特征在于 所述存取装置具有将在向所述非易失性存储装置记录数据时所需要的存取速度在记录数据之前事先通知给所述非易失性存储装置的存 取速度通知部。
15. 如权利要求14所述的存取装置，其特征在于 所述存取装置还具有将存储在所述非易失性存储装置内的所述非易失性存储器中的数据作为文件进行管理的文件系统控制部。
16. 如权利要求14所述的存取装置，其特征在于 所述存取装置对存在于所述非易失性存储装置内且将存储在所述非易失性存储装置内的所述非易失性存储器中的数据作为文件进行管 理的文件系统控制部发送包含文件的打开、关闭、读取、写入的文件 单位的存取命令。
17. 如权利要求14所述的存取装置，其特征在于在向所述非易失性存储装置记录数据之前，所述存取速度通知部 将表示在所述存取装置向所述非易失性存储装置记录数据时所需要的 存取速度的水平的标志通知给所述非易失性存储装置。
18. 如权利要求14所述的存取装置，其特征在于 在所述存取装置向所述非易失性存储装置记录数据时，所述存取速度通知部在向所述非易失性存储装置记录数据之前将能够花费在一 次数据记录处理上的时间通知给所述非易失性存储装置。
19. 如权利要求14所述的存取装置，其特征在于在向所述非易失性存储装置记录数据时，所述存取装置将所述非 易失性存储装置为了进行满足所述存取速度的数据记录所需要的规定 的数据大小以上的数据记录到所述非易失性存储装置中。
20. —种非易失性存储系统，具有非易失性存储装置，具有由 规定大小的多个管理单位区域构成且用于存储数据的非易失性存储 器；以及向所述非易失性存储装置进行存取的存取装置，其特征在于所述存取装置具有将在所述存取装置向所述非易失性存储装置记 录数据时所需要的存取速度在向所述非易失性存储装置记录数据之前 通知给所述非易失性存储装置的存取速度通知部。
21. 如权利要求20所述的非易失性存储系统，其特征在于 所述非易失性存储装置具有非易失性存储器，由规定大小的多个管理单位区域构成，用于存 储数据；存取条件决定部，在向所述非易失性存储器记录数据时，为了以 规定以上的存取速度进行记录，决定包括数据的管理单位的开始位置 及记录数据量的存取条件；以及存取区域决定部，基于由所述存取条件决定部决定的所述存取条 件，决定在所述非易失性存储器中记录数据的区域。
22. 如权利要求21所述的非易失性存储系统，其特征在于 所述非易失性存储装置的存取区域决定部基于所述存取条件决定记录数据的区域的物理地址，且所述非易失性存储装置还具有用于对从存取装置给出的表示所述 非易失性存储装置的记录位置的逻辑地址和所述非易失性存储器的物 理地址进行变换的地址变换控制部。
23. 如权利要求21所述的非易失性存储系统，其特征在于 所述非易失性存储装置还具有将存储在所述非易失性存储器内的数据作为文件进行管理的文件系统控制部，且所述存取区域决定部基于所述存取条件决定在由所述文件系统 控制部管理的所述非易失性存储器内的记录区域中记录数据的区域。
全文摘要
本发明提供一种非易失性存储装置、存取装置及非易失性存储系统。该存取装置(100)具有将存取装置(100)记录数据时所需要的存取速度通知给非易失性存储装置(200)的存取速度通知部(112)。该非易失性存储装置具有用于决定为了满足所通知的存取速度而需要的存取条件的存取条件决定部(212)；以及基于所决定的存取条件决定存取区域的存取区域决定部(213)。存取装置(100)将需要的存取速度事先通知给非易失性存储装置(200)，以使非易失性存储装置(200)内的存取条件决定部(212)和存取区域决定部(213)在数据记录时实现满足了事先所通知的存取速度的数据记录。由此，无论根据非易失性存储装置不同而不同的记录速度的特性的差异如何，对所有的非易失性存储装置都能够以希望的速度进行存取。
文档编号G06K19/07GK101479745SQ200780024508
公开日2009年7月8日 申请日期2007年7月26日 优先权日2006年7月26日
发明者中西雅浩, 前田卓治, 加藤勇雄, 小野正, 本多利行, 足立达也 申请人:松下电器产业株式会社