专利名称：保护闪存储存装置存取的系统及其方法
技术领域：
本发明有关一种保护闪存储存装置存取的系统及其方法，更具体来说， 是关于一种限定固定主机存取闪存储存装置的系统及其方法。
背景技术：
闪存(Flash Memory)为一非挥发性(non-volatile)内存，在电源关闭时仍可 保存先前写入的数据。与其它储存媒体(如硬盘、软盘或磁带等)tt较，闪存有 体积小、重量轻、防震动、存取时无机械动作延迟与低耗电等特性。由于闪 存的这些特性，因此近年来消费性电子产品、嵌入式系统或可携式计算机等 数据储存媒体皆大量采用。
闪存主要可分两种NOR型闪存与NAND型闪存。NOR型闪存的优 点为低电压、存取快且稳定性高，因此已被大量应用于可携式电子装置及电 子通讯装置，诸如个人计算机(Personal Computer, PC)、行动电话、个人数据 助理(Personal Digital Assistance, PDA)以及机顶盒(Set-top Box, STB)等。 NAND型闪存是专门为数据储存用途而设计的闪存，通常应用于储存并保存 大量的数据的储存媒介，如可携式记忆卡(SD Memory Card, Compact Flash Card, Memory Stick等等)。当闪存在执行写入(Write)、抹除(Erase)及读取 (Read)运作时，可透过内部的电容耦合(Coupling)有效地控制浮动栅极 (Floating Gate)上电荷的移动，进而使得该浮动栅极可根据该电荷的移动而决定下层晶体管的阀值电压。换言之，当负电子注入该浮动栅极时，该浮动栅 极的储存状态便会从1变成0;而当负电子从该浮动栅极移走后，该浮动栅 极的储存状态便会从0变成1 。
NAND闪存内部由若干个块(block)所组成。每一块包含若干个页(page)， 每一页则可分为数据储存区以及备用区(sparearea)，数据储存区的数据容量可
为个字节，用来储存使用数据，备用区用来储存错误修正码(Error Correction Code, ECC)。与NOR型闪存不同，NAND型闪存的读取与写入单位皆为一 个页，数据读写的动作必须先向芯片发出读取或写入指令后才可进行。
然而，闪存本身无法原地直接更改数据(update-in-place)，也就是说，若 要对己写过数据位置再次写入数据时，必须先执行抹除的动作。而且NAND 闪存写入单位为页，而抹除单位为块。所以当向芯片发出写入请求时，必须 先抹除一整个块，才能把资料写入至该块的页。而且一般来说一个块抹除动 作需要的时间约为一个页写入动作时间的10 20倍。如果当一个抹除的单位
大于写入的单位，这表示若要执行块抹除动作，必须先将欲抹除块中的有效 页搬移至其它块后才可进行。
再者，闪存的抹除次数(limited erase counts)有限制。这是因为当闪存在执 行写入或读取运作时，由于现实中的电容皆具有漏电的现象，因此当闪存重 复写入或读取超过十万次后，就会导致该电容所储存的电平差不足以使得浮 动栅极所储存的电荷不足，进而造成该闪存所储存的数据遗失，严重者更可 能会使该闪存开始衰减且无法执行读取的运作。也就是说，若某一块经常被 擦除而超过可用次的话，会造成此块写入/擦除动作错误。
由于上述闪存的特性，因此一能有效管理闪存的管理系统是非常需要的。传统上，目前闪存作为储存媒体所设计的档案系统架构有如Microsoft FFS、 JFFS2与YAFFS等档案系统。这些档案系统较有效率，但只能使用在管理以闪 存建构的储存媒体上。另一种作法则是采用闪存转换层(Flash Translation Layer, FTL)，将闪存仿真如硬盘机一般。因此在FTL的上层就可使用一般 的档案系统，如FAT32或EXT3等等，对下层发出区段(sector)读写请求，经由 FTL來存取闪存内容。使用FTL管理闪存可以将处理的问题集中在闪存的特性 上，而不用考虑档案系统中处理如档案、目录等问题，并且可以视应用所需 选择FTL上层的档案系统。
由于闪存使用的范围越来越广泛，诸如数字相机、随身碟等电子装置已 成为人们日常生活中不可或缺的一部分。但是不论是数字数据的创作者、生 产者或是使用者对于数据的保护也是越发重视。随着复制技术的硬件或是软 件的快速发展，复制的成本不仅大幅降低同时复制设备操作性越来越简单， 也让有心人士更容易复制他人的数据。因此发展一种保护闪存储存装置存取 系统是业者努力的目标。
发明内容
因此本发明的主要目的就是提供一种保护闪存储存装置存取的系统及其 方法，更具体来说，是关于一种限定固定主机存取闪存储存装置的系统及其 方法。
本发明提供一种保护闪存储存装置存取的系统，其包含第一闪存储存装 置以及主机。该第一闪存储存装置包含若干个储存格，用来储存数据。该主 机用来存取该闪存储存装置，其包含控制单元、储存单元以及识别单元。该控制单元用来于该第一闪存储存装置第一次由该主机存取时，产生识别码， 并随机地选择该第一闪存储存装置中若干个储存格的其中一储存格，并将该 识别码写入选择的储存格。该储存单元用来储存一设定地址以及该识别码， 该设定地址符合该控制单元所选择的该储存格地址。该识别单元用来于该第 一闪存储存装置并非第一次由该主机存取时，检査储存该第一闪存储存装置 的识别码的储存格地址是否符合该设定地址，且识别该第一闪存储存装置的 识别码是否符合该储存单元储存的识别码。
本发明的另一目的是提供一种保护一闪存储存装置存取的方法，该闪存 储存装置包含若干个储存格，该方法包含
(a) 当该闪存储存装置系第一次被存取时，产生一识别码；
(b) 将该识别码随机地写入该闪存储存装置的该等储存格的一储存格； (C)储存一设定地址以及该识别码，该设定地址符合写入该识别码的该储存
格地址；
(d) 当该闪存储存装置并非第一次被存取时，检査储存该第一闪存储存装 置的识别码的储存格地址是否符合该设定地址；以及
(e) 识别该闪存储存装置的识别码是否符合该储存单元储存的识别码。 为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合
所附图式，作详细说明如下-
图1显示本发明系统的功能方块图。 图2显示出本发明的方法流程图。
具体实施例方式
请参阅图1，图1是本发明的系统10的功能方块图。系统IO包含一主机 20以及一闪存储存装置30。主机20可为桌上型计算机、笔记型计算机、工 业计算机或可录放DVD播放装置等等。主机20包含一控制单元22、 一储存 单元24以及一识别单元26。闪存储存装置30包含一闪存100内部由若干个 储存格12所组成。每一储存格12包含若干个块(block)14，每一块包含若干 个页(page)，每一页则可分为数据储存区以及备用区(sparearea)，数据储存区 的数据容量可为512个字节，用来储存使用数据，备用区用来储存错误修正 码(Error Correction Code, ECC)。在本实施例中，闪存100内部的每一个块 (Block)均由64个页(Page)所组成，每个页为2K字节(bytes)或是512字符(bits) 大小。每一储存格12包含的块个数可视实际需求而调整。储存单元24系由 主机20内的内存如动态随机存取内存(Dynamic Random Access Memory, DRAM)、静态随机存取内存(Static Random Access Memory, SRAM)所切 割出来的内存。控制单元22以及识别单元26是储存在主机20内存的软件程 序代码。闪存储存装置30可以是安全数码(Secure Digital, SD)卡、多媒体存 储(Multi Media Card, MMC)卡、CF (Compact Flash)卡、MD (Micro Drive) 卡、MS(Memory Stick)卡、SM(Smart Media)卡或XD(eXtreme Digital)卡。
请一并参阅图1以及图2，图2是本发明方法流程图。当主机20连接第 一闪存储存装置30a后，识别单元26会先判别第一闪存储存装置30a的型号 是否有纪录于储存单元24(步骤202)。之后判别第一闪存储存装置30a的型号 是否第一次被主机20所存取(步骤204)。假设第一闪存储存装置30a是第一次被主机20所存取，则储存单元24表示并没有储存任何关于第一闪存储存 装置30a的讯息。接下来，控制单元22会产生一第一识别码(步骤214)，并 随机地选择第一闪存储存装置30a的该等储存格12的一储存格(在本实施例 中，假设随机选择的储存格为储存格12a)，并将该第一识别码写入该选择的 储存格12a(步骤216)。此时控制单元22会将该储存格12a的地址设定为一第 一设定地址，并将该第一设定地址以及该第一识别码储存于储存单元24(步骤 218)。请注意，第一闪存储存装置30a只能纪录一个识别码。
之后，假设主机20电连接到第二闪存储存装置30b，闪存储存装置30a、 30b具有相同的组件，但其产品的型号并不相同。假设第二闪存储存装置30b 也是第一次被主机20所存取，则储存单元24也没有储存任何关于第二闪存 储存装置30b的讯息。接下来，控制单元22会产生第二识别码，并随机地选 择第二闪存储存装置30b的该等储存格12的储存格(在本实施例中，假设随 机选择的储存格为储存格12b)，并将该第二识别码写入该选择的储存格12b。 此时控制单元22会将该储存格12b的地址设定为第二设定地址，并将该第二 设定地址以及该第二识别码储存于储存单元24。
当主机20又再次电连接到第一闪存储存装置30a，识别单元26会先判别 第一闪存储存装置30a的型号是否有纪录于储存单元24(步骤202)。由于第一 闪存储存装置30a是第二次被主机20所存取，储存单元24储存有第一闪存 储存装置30a的第一识别码，且第一识别码系存放于第一设定地址。因此识 别单元26会由产品的型号确认第一闪存储存装置30a曾经被主机20存取， 而后识别单元26检査储存闪存储存装置30的识别码的储存格12a地址是否 符合该第一设定地址(步骤206)，若符合，则且由储存格12a读取出识别码， 若不符合，则透过警示装置28发出警示讯号(步骤212)。识别单元26因此可以快速地比对读取的识别码是否符合储存单元26储存的该第一识别码(步骤 208)，若相符，则主机可顺利地存取第一闪存储存装置30a所储存的其它数 据(步骤210)，如影像文件、音效文件。相反地，若不相符，则透过警示装置 28发出警示讯号(步骤212)。在本实施例中，警示装置28是警示灯，用来依 据该警示讯号发出闪烁灯号。或者警示装置28也可以是音讯装置，用来依据 该警示讯号发出警示声。
同样地，如果另一台主机想要存取第一闪存储存装置30a，但是因为每一 个闪存储存装置只能储存一个识别码，所以另一台主机无法将产生的第三识 别码储存进入第一闪存储存装置30a。除此之外，因为不知道第一识别码存放 在哪一个储存格，所以识别单元26将不知从哪一个储存格读取第一识别码。 如此一来，就能确保只有第一次存取第一闪存储存装置30a的主机20才能存 取第一闪存储存装置30a。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但该较佳实施例并非 用以限制本发明，该领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内， 均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
权利要求
1. 一种保护闪存储存装置存取的系统，其包含一第一闪存储存装置，包含若干储存格，用来储存数据；一主机，用来存取该第一闪存储存装置，其特征在于所述的主机包含一控制单元，用来于所述第一闪存储存装置第一次由所述主机存取时，产生一识别码，并随机地选择所述第一闪存储存装置的若干个储存格的一储存格，并将所述识别码写入选择的储存格；一储存单元，用来储存一设定地址以及所述识别码，所述设定地址符合所述控制单元所选择的储存格地址；以及一识别单元，用来于所述第一闪存储存装置并非第一次由所述主机存取时，检查储存所述第一闪存储存装置的识别码的储存格地址是否符合所述设定地址，且识别所述第一闪存储存装置的识别码是否符合所述储存单元储存的识别码。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述主机另包含一内存，所 述控制单元是设置于所述内存的软件程序代码。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述主机另包含一内存，所 述控制单元是设置于所述内存的软件程序代码。
4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述闪存储存装置是一安全 数码卡、多媒体存储卡、CF卡、MD卡、MS卡、SM卡或XD卡。
5. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述主机另包含一警示装置,用来于一第二闪存储存装置的识别码的储存格地址不符合所述设定地 址，或是所述第二闪存储存装置的识别码不符合所述储存单元储存的识别码时，发出警示讯息。
6. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述警示装置是一警示灯， 用来于所述第二闪存储存装置的识别码的储存格地址不符合所述设定地 址，或是所述第二闪存储存装置的识别码不符合所述储存单元储存的识 别码时，发出闪烁灯号。
7. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述警示装置是一音讯装置， 用来于所述第二闪存储存装置的识别码的储存格地址不符合所述设定地 址，或是所述第二闪存储存装置的识别码不符合所述储存单元储存的识 别码时，发出警示声。
8. —种保护一闪存储存装置存取的方法，所述闪存储存装置包含若千个储存格，其特征在于所述方法包含(a) 当所述闪存储存装置是第一次被存取时，产生一识别码；(b) 将所述识别码随机地写入所述闪存储存装置的若干个储存格的其中一储存格；(c) 储存一设定地址以及所述识别码，所述设定地址符合写入所述识别码的储存格地址；(d) 当所述闪存储存装置并非第一次被存取时，检査储存所述第一闪存储 存装置的识别码的储存格地址是否符合所述设定地址；以及(e) 识别所述闪存储存装置的识别码是否符合所述储存单元储存的识别 码。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述闪存储存装置是一安全 数码卡、多媒体存储卡、CF卡、MD卡、MS卡、SM卡或XD卡。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述方法另包含当所述闪存储存装置的识别码的储存格地址不符合所述设定地址，或是 所述闪存储存装置的识别码不符合所述储存单元储存的识别码时，发出一警 示讯息。
全文摘要
本发明提供一种保护闪存储存装置存取的系统，其包含闪存储存装置及主机。闪存储存装置包含若干储存格，用来储存数据。主机包含控制单元、储存单元以及识别单元。控制单元用来产生识别码，并随机地将识别码写入选择的储存格。储存单元用来储存设定地址及识别码，设定地址符合控制单元所选择的储存格地址。识别单元用来检查储存闪存储存装置的识别码的储存格地址是否符合设定地址，且识别闪存储存装置的识别码是否符合储存单元储存的识别码。闪存储存装置只能由第一次读取的主机设定识别码以及决定储存识别码的储存格地址。如此能确保只有第一次存取闪存储存装置的主机才有记录闪存储存装置的识别码以及识别码的储存格地址，并存取闪存储存装置。
文档编号G06F12/14GK101546297SQ20081009035
公开日2009年9月30日 申请日期2008年3月27日 优先权日2008年3月27日
发明者陈如芃 申请人:创惟科技股份有限公司