专利名称：闪存装置操作方法及资料储存系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关于闪存，特别是有关于一种适用于具有闪存的闪存装置操作方法与 资料储存系统。
背景技术：
由于闪存可于未供电的情况下保留已储存的资料，且具有编程(program)时间 短、低功率消耗等优点，因此，广泛地作为手机、数码相机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑 等各种电子产品的储存媒体，例如存储卡、随身碟等。一般而言，当具有闪存的闪存装置(如存储卡)耦接至主机(如手机)时，主机可 通过发送存储卡规格(specification)中所定义的各种命令来操作闪存装置。也就是说， 闪存装置内的控制器，是根据主机所发送的命令，来转换闪存装置的操作状态，用以进行参 数设定或资料传输等操作。传统上，可于闪存装置中建立一状态机(state machine)，用以 执行规格中所定义各种命令与对应操作状态的转换作业。进一步，可以使用像是Verilog 等工具来配置所需状态机的逻辑电路，并于流片(tape-out)时成为具体的集成电路。不过，于流片后，固定的集成电路并无法随存储卡规格变更而直接修改。于此情况 下，必须先使用Verilog将所要修改之处引入先前所配置的状态机逻辑电路中，然后再重 新流片一次。此一缺乏弹性的方式，不仅相当耗费时间，同时增加硬件流片的支出成本。因此，需要一种改良的闪存装置操作方法及闪存装置设计方式，能够因应存储卡 规格变更而弹性地进行修改，无需重新配置逻辑电路及流片。
发明内容
本发明的一实施例，是提供一种闪存装置，该闪存装置耦接于一主机并具有多个 操作状态，该闪存装置包括一控制器，其具有一引擎及一暂存器阵列。该引擎具有一状态机 逻辑电路，用以转换这些操作状态。该暂存器阵列用以提供状态转换信息。当从该主机接 收一命令时，该引擎根据一第一操作状态读取该暂存器阵列的该状态转换信息，用以判断 该命令是否属于该第一操作状态所对应的多个合法命令。此外，该状态机逻辑电路根据该 状态转换信息决定操作状态的转换，从该第一操作状态转换至一第二操作状态，以回应于 该命令。另一方面，于另一实施例中，是提供一种闪存装置操作方法。该闪存装置耦接于一 主机并具有多个操作状态。该闪存装置操作方法包括下列步骤从该主机接收一命令；根 据一第一操作状态，读取具有状态转换信息的一暂存器阵列，用以判断该命令是否属于该 第一操作状态所对应的多个合法命令；以及当该命令属于该第一操作状态所对应的这些合 法命令时，根据该暂存器阵列的该状态转换信息，该闪存装置的一状态机逻辑电路决定操 作状态的转换，用以从该第一操作状态转换至一第二操作状态，以回应于该命令。另一方面，于另一实施例中，是提供一种资料储存系统，包括一主机及一闪存装 置。该主机传送多个命令，用以存取资料。该闪存装置耦接于该主机并具有多个操作状态。该闪存装置从该主机接收一命令、根据一第一操作状态，读取具有状态转换信息的一暂存 器阵列，用以判断该命令是否属于该第一操作状态所对应的多个合法命令、以及当该命令 属于该第一操作状态所对应的这些合法命令时，该闪存装置的一状态机逻辑电路根据该暂 存器阵列的该状态转换信息来决定操作状态的转换，用以从该第一操作状态转换至一第二 操作状态，以回应于该命令。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具 体实施方式作详细说明，其中图1是显示依据本发明实施例的资料储存系统方块图。图2是显示图1的闪存装置的部份操作状态跃迁示意图。图3是显示图1的闪存装置所使用的状态转换信息表。图4是显示依据本发明实施例的闪存装置操作方法流程图。主要元件符号说明102 -主机；10 〃资料储存系统
104 -闪存装置；106 控制器；
108 〃引擎；110 暂存器阵列；
112 -状态机逻辑电路；
114 -闪存；116 . 接口 ；
118 〃中断信号；120 微处理单元；
122 -控制信号；及
SRAM 静态随机存取存储器。
具体实施例方式图1是显示依据本发明实施例的资料储存系统10方块图。如图1所示，资料储存系统10包括主机102及闪存装置104。于一实施例中，主 机102可为可携式装置，例如手机，而耦接于主机102的闪存装置104可为存储卡，例如安 全数字卡(SD card)。根据存储卡的规格，主机102将多个命令传送至闪存装置104，用以 与闪存装置104进行资料传输。闪存装置104具有多个操作状态，例如待机状态、传送资料 状态、接收资料状态等。于操作中，当闪存装置104自主机102接收命令之后，便转换至对 应的操作状态。进一步，闪存装置104具有控制器106及闪存114。于图1中，控制器106包括引 擎108及暂存器阵列110，而闪存114耦接于控制器106。于此实施例中，引擎108具有一 状态机逻辑电路112，用以根据暂存器阵列110所提供的状态转换信息来转换这些操作状 态。于一实施例中，暂存器阵列110包括多个暂存器元件(未图示)，并依据状态转换信息 事先建立这些暂存器元件的内容。举例而言，可于闪存装置104电源开启时，通过接口 116， 将状态转换信息从闪存114载入至暂存器阵列110。于是，当存储卡规格变更时，例如新增 命令时，可修改闪存114中所储存的状态转换信息。之后，于下次电源开启时，再将更新后 的状态转换信息从闪存114重新载入至暂存器阵列110之中，将进一步配合图2及图3说明如下。图2是显示图1的闪存装置104的部份操作状态跃迁示意图。图3是显示图1的 闪存装置104所使用的状态转换信息表。于一实施例中，状态转换信息表是储存于图1的 闪存114中。参考图1及图2，于此实施例中，闪存装置104具有5种操作状态，但不限于此， 分别为待机状态STBY、传送资料状态DATA、接收资料状态RCV、传输状态TRAN及编程状态 PRG。于图3中，状态转换信息包括目前操作状态所对应的可接收合法命令、以及回应于每 一合法命令的下一操作状态。举例而言，当闪存装置104从该主机接收一命令后，引擎108先判断闪存装置104 的目前操作状态。假设闪存装置104目前操作于传送资料状态DATA中，表示微处理单元 120正通过接口 116读取闪存114，将读出的资料暂存于静态随机存取存储器SRAM中，再传 送至主机102。其次，判断出传送资料状态DATA之后，引擎108读取暂存器阵列110的状态 转换信息，如图3所示的索引33及34。接着，引擎108判断所接收的命令是否属于传送资 料状态DATA所对应的合法命令。也就是说，引擎108判断所接收的命令是否为索引33的 合法命令CMD13或索引34的合法命令CMD12。于一实施例中，当主机102所下达的命令不正确时，闪存装置104可以直接忽略此 命令不作进一步的处理，且操作状态保持不变。反之，当所接收的命令属于传送资料状态DATA所对应的合法命令时，如索引34 的CMD12，状态机逻辑电路112进一步根据索引34决定下一操作状态。亦即，将闪存装置 104的操作状态从传送资料状态DATA转换至传输状态TRAN，用以回应于所接收的合法命令 CMD12，如图2所示。另外，当转换至传输状态TRAN时，控制器106将对应于传送资料状态DATA及所接 收命令的应答RlB回应至主机102。于操作中，可依所需来设计不同类型的应答，如图3所 示的R1、R2、R1B等。举例而言，主机发送CMD12，用以使闪存114停止传送资料，而应答RlB 用以回应主机需一段时间来处理命令CMD12。值得注意的是，接收主机102的命令后，引擎108根据目前操作状态能够直接地读 取该暂存器阵列110的内容，而不需利用地址来读取状态转换信息，故可得到最小的读取 等待时间。如此一来，可满足一般存储卡规格所允许的回应时间需求。再者，暂存器阵列 110中的这些暂存器元件可同时地被读取，用以判断主机102的命令是否为合法命令。此一 平行读取方式可进一步地改善读取效能。具体而言，针对每一操作状态，可于图3的状态转换信息表中预留额外的索引及 栏位(reserved)，如图3所示的索引3、25、35等，以符合存储卡规格变更的需要。于一些实 施例中，亦可针对不同的操作状态，弹性地调整所预留额外的索引及栏位数量，例如传输状 态TRAN的预留数量较多。参考图3，假设每一索引需要配置3位的暂存器空间，80组索引 则需要配置240位的暂存器空间。之后，根据240位的暂存器空间需求，再设置对应的暂存 器元件，用以构成暂存器阵列110。当转换操作状态时，闪存装置104可进一步执行一中断操作。举例而言，假设闪存 装置104操作于传输状态TRAN中，并接收主机102的命令CMD16。于此实施例中，CMD16用 以设定闪存114的区块长度。参考图2及图3的索引21，接收命令CMD16后，闪存装置104
5的传输状态TRAN维持不变，引擎108发出中断信号118至微处理单元120，用以设定区块长 度。回应于中断信号118，微处理单元120可回应对应的控制信号122。举例来讲，当中断 信号118触发微处理单元120时，控制信号122可设定为忙碌(busy)状态，而当区块长度 设定完成后，控制信号122可设定为待命(ready)状态。于一实施例中，微处理单元120可 为8051单芯片处理器。于一实施例中，当存储卡规格变更时，例如基于安全上的考量而新增锁卡命令， 亦即，新增图2所示的命令CMD39，则需对闪存114所储存的状态转换信息进行更新。具 体地，将新增的命令依序加入图3的状态转换信息表中所预留的索引及栏位中。接着，当 闪存装置104重新给电时，微处理单元120先从闪存114中取出系统内编程(in-system programming, ISP)码，用以确认其中是否包含有更新的状态转换信息，并将更新后的状态 转换信息，通过接口 116，从闪存114重新载入至暂存器阵列110之中，从而更新状态机逻辑 电路112的状态设定。如此一来，不需重新配置配置状态机的逻辑电路，亦不用重新进行流 片。图4是显示依据本发明实施例的闪存装置操作方法40流程图。如图1所示，闪存装置104是具有多个操作状态。当闪存装置104耦接至主机102 时，主机102发出一连串的存取命令，用以与闪存装置104进行资料传输。具体而言，当闪存装置104电源开启(步骤S402)时，控制器106首先判断是否有 更新的状态转换信息(步骤S404)。于一实施例中，若状态转换信息已被修改过，控制器106从闪存114重新载入已修 改的状态转换信息，用以更新暂存器阵列110的内容(步骤S406)。反之，若储存于闪存114 的状态转换信息并无作任何修改，则不需更新暂存器阵列110的内容。然后，当闪存装置104接收主机102所传来的一存取命令时(步骤S408)，该控制 器106根据目前操作状态，如图2的传送资料状态DATA，读取暂存器阵列110，用以判断该 存取命令是否属于目前操作状态所对应的合法命令(步骤S410)，如图2中索引33的合法 命令CMD13或索引34的合法命令CMD 12。此时，若该存取命令并不属于传送资料状态DATA所对应的合法命令CMD13或 CMD12时，闪存装置104忽略此一存取命令。反之，若该存取命令为合法命令，例如CMD12， 则状态机逻辑电路112根据目前操作状态及暂存器阵列110的状态转换信息，决定下一操 作状态，并执行对应的资料存取操作(步骤S412)。举例而言，如第2及3图所示，闪存装置 104的目前操作状态为传送资料状态DATA，回应于主机的存取命令CMD12，闪存装置104的 下一操作状态转换为传输状态TRAN。如上所述，当转换至传输状态TRAN时，闪存装置104 可将对应的一既定应答回应给主机102。此外，闪存装置104亦可执行相关的中断操作。处理完主机的存取命令CMD12后，闪存装置104判断资料传输是否完成(步骤 S414)。若欲继续进行资料传输，则闪存装置104从主机102接收下一存取命令(步骤 S408)。若资料传输已完成，则结束操作方法40。本发明实施例的闪存装置及其操作方法，通过暂存器阵列对闪存装置的状态机逻 辑电路进行控制，从而提升闪存装置的设计弹性及易维护性。当存储卡规格变更时，通过修 改暂存器阵列的内容来进行状态机逻辑电路的操作状态跃迁，无需重新配置逻辑电路及进 行集成电路流片。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技 术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范 围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
一种闪存装置操作方法，该闪存装置耦接于一主机并具有多个操作状态，该方法包括下列步骤从该主机接收一命令；根据一第一操作状态，读取具有状态转换信息的一暂存器阵列，用以判断该命令是否属于该第一操作状态所对应的多个合法命令；以及当该命令属于该第一操作状态所对应的这些合法命令时，根据该暂存器阵列的该状态转换信息，该闪存装置的一状态机逻辑电路决定操作状态的转换，用以从该第一操作状态转换至一第二操作状态，以回应于该命令。
2.如权利要求1所述的闪存装置操作方法，其特征在于，更包括于该闪存装置的一闪存储存该状态转换信息，用以进行更新；以及于电源开启时，将更新后的该状态转换信息从该闪存重新载入至该暂存器阵列中。
3.如权利要求1所述的闪存装置操作方法，其特征在于，，该状态转换信息包括该第一 操作状态所对应的这些合法命令、以及回应于每一合法命令的该第二操作状态。
4.如权利要求1所述的闪存装置操作方法，其特征在于，该暂存器阵列包括多个暂存 器元件，是根据该第一操作状态平行地被读取，用以判断该命令是否属于该第一操作状态 所对应的这些合法命令。
5.如权利要求3所述的闪存装置操作方法，其特征在于，当转换至该第二操作状态时， 将一既定应答回应至该主机，该既定应答对应于该第一操作状态及该命令。
6.如权利要求3所述的闪存装置操作方法，其特征在于，当转换至该第二操作状态时， 该闪存装置执行一中断操作。
7.一种资料储存系统，包括一主机，传送多个命令，用以存取资料；以及一闪存装置，耦接于该主机并具有多个操作状态，该闪存装置从该主机接收一命令、根 据一第一操作状态，读取具有状态转换信息的一暂存器阵列，用以判断该命令是否属于该 第一操作状态所对应的多个合法命令、以及当该命令属于该第一操作状态所对应的这些合 法命令时，该闪存装置的一状态机逻辑电路根据该暂存器阵列的该状态转换信息来决定操 作状态的转换，用以从该第一操作状态转换至一第二操作状态，以回应于该命令。
8.如权利要求7所述的资料储存系统，其特征在于，该状态转换信息是储存于于该闪 存装置的一闪存中，用以进行更新，且于电源开启时，将更新后的该状态转换信息从该闪存 重新载入至该暂存器阵列中。
9.如权利要求7所述的资料储存系统，其特征在于，该状态转换信息包括该第一操作 状态所对应的这些合法命令、及回应于每一合法命令的该第二操作状态。
10.如权利要求7所述的资料储存系统，其特征在于，该暂存器阵列包括多个暂存器元 件，该闪存装置根据该第一操作状态平行地读取这些暂存器元件，用以判断该命令是否属 于该第一操作状态所对应的这些合法命令。
11.如权利要求9所述的资料储存系统，其特征在于，当转换至该第二操作状态时，该 闪存装置回应一既定应答至该主机，该既定应答对应于该第一操作状态及该命令。
12.如权利要求9所述的资料储存系统，其特征在于，当转换至该第二操作状态时，该 闪存装置执行一中断操作。
全文摘要
揭示一种闪存装置操作方法及资料储存系统。此资料储存系统包括一闪存装置，是耦接于一主机并具有多个操作状态，包括一控制器，该控制器具有一引擎及一暂存器阵列，该引擎具有一状态机逻辑电路，用以转换这些操作状态，该暂存器阵列用以提供状态转换信息，其中，当从该主机接收一命令时，该引擎根据一第一操作状态读取该暂存器阵列的该状态转换信息，用以判断该命令是否属于该第一操作状态所对应的多个合法命令，该状态机逻辑电路根据该状态转换信息决定操作状态的转换，从该第一操作状态转换至一第二操作状态，以回应于该命令。
文档编号G06F3/08GK101944003SQ200910054589
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者欧旭斌 申请人:慧国(上海)软件科技有限公司;慧荣科技股份有限公司