专利名称：用来进行区块管理的方法、记忆装置及其控制器的制作方法
技术领域：
本发明有关于闪存(Flash Memory)的存取(Access),更具体地说,涉及一种用来进行区块管理的方法以及相关的记忆装置及其控制器。
背景技术：
近年来由于闪存的技术不断地发展，各种可携式记忆装置(例如符合SD/MMC、CF、MS、XD标准的记忆卡)或具备闪存的固态硬盘(Solid State Drive, SSD)被广泛地实 施在诸多应用中。因此，这些记忆装置中的闪存的访问控制遂成为相当热门的议题。以常用的NAND型闪存而言，其主要可区分为单阶细胞(Single LevelCell, SLC)与多阶细胞(Multiple Level Cell,MLC)两大类的闪存。单阶细胞闪存中的每个被当作记忆单元的晶体管只有两种电荷值，分别用来表示逻辑值0与逻辑值I。另外，多阶细胞闪存中的每个被当作记忆单元的晶体管的储存能力则被充分利用，采用较高的电压来驱动，以透过不同级别的电压在一个晶体管中记录两组(或以上)位信息(00、01、11、10);理论上，多阶细胞闪存的记录密度可以达到单阶细胞闪存的记录密度的两倍，这对于曾经在发展过程中遇到瓶颈的NAND型闪存的相关产业而言，是非常好的消息。相较于单阶细胞闪存，由于多阶细胞闪存的价格较便宜，并且在有限的空间里可提供较大的容量，故多阶细胞闪存很快地成为市面上的可携式记忆装置竞相采用的主流。然而，多阶细胞闪存的不稳定性所导致的问题也一一浮现。为了确保记忆装置对闪存的访问控制能符合相关规范，闪存的控制器通常备有某些管理机制以妥善地管理数据的存取。依据相关技术，有了这些管理机制的记忆装置还是有不足之处。举例来说，相关技术的管理机制无法保证在闪存中进行损耗整平(Wear Leveling)运作时能达到最佳的处理效能。因此，需要一种新颖的方法来进行区块管理，以在进行抹除运作时能适应性地选择用来保存有效数据(Valid Data)的区块。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的管理机制无法保证在闪存中进行损耗整平运作时能达到最佳的处理效能的缺陷，提供一种用来进行区块管理的方法以及相关的记忆装置及其控制器，以解决上述问题。本发明的另一目的在于提供一种用来进行区块管理的方法以及相关的记忆装置及其控制器，以在进行损耗整平(Wear Leveling)运作时能达到最佳的处理效能。本发明的另一目的在于提供一种用来进行区块管理的方法以及相关的记忆装置及其控制器，以在进行一目标区块的抹除运作时能适应性地选择用来保存/储存该目标区块中的有效数据(Valid Data)的区块。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是提供一种来进行区块管理的方法，该方法应用于一闪存(Flash Memory)的控制器,该闪存包含多个区块,该方法包含有在该闪存的一数据区(Data Region)中的至少一部分区块当中选择抹除次数(EraseCount)最低的一目标区块，作为一待抹除区块，其中该至少一部分区块的序号分别对应于该至少一部分区块的最新更新的顺序；以及依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至一高损耗区块(Heavily Worn Block)或一低损耗区块(Lightly Worn Block),其中该高损耗区块的损耗程度大于该低损耗区块的损耗程度。上述本发明所述的方法，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含计算该目标区块的序号与一最新存取区块的序号之间的差值；以及依据该差值决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块。上述本发明所述的方法，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含
比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。上述本发明所述的方法，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含当该差值达到该门坎值时，将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。上述本发明所述的方法，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。上述本发明所述的方法，其中据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含当该差值低于该门坎值时，将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。上述本发明所述的方法，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含比较该差值与该门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。上述本发明所述的方法，其另包含有在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数达到一门坎值的一区块，作为该高损耗区块。上述本发明所述的方法，其另包含有在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数低于一门坎值的一区块，作为该低损耗区块，其中该低损耗区块并非该备用区当中具有最低抹除次数的区块。上述本发明所述的方法，其另包含有在移动/复制该有效数据之后，抹除该目标区块。上述本发明所述的方法，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含依据该目标区块的序号以及至少一门坎值决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块；以及动态地调整该至少一门坎值，以改变该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的机率。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是提供上述方法的同时，也对应地提供一种记忆装置，其包含有一闪存，该闪存包含多个区块；以及一控制器，用来存取(Access)该闪存以及管理该多个区块。另外，该控制器在该闪存的一数据区中的至少一部分区块当中选择抹除次数最低的一目标区块，作为一待抹除区块，其中该至少一部分区块的序号分别对应于该至少一部分区块的最新更新的顺序。此外，该控制器依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至一高损耗区块或一低损耗区块，其中该高损耗区块的损耗程度大于该低损耗区块的损耗程度。上述本发明所述的记忆装置，其中该控制器计算该目标区块的序号与一最新存取区块的序号之间的差值，以及依据该差值决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块。上述本发明所述的记忆装置，其中该控制器比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。
上述本发明所述的记忆装置，其中当该差值达到该门坎值时，该控制器将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。上述本发明所述的记忆装置，其中该控制器比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。上述本发明所述的记忆装置，其中当该差值低于该门坎值时，该控制器将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。上述本发明所述的记忆装置，其中该控制器比较该差值与该门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。上述本发明所述的记忆装置，其中该控制器在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数达到一门坎值的一区块，作为该高损耗区块。上述本发明所述的记忆装置，其中该控制器在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数低于一门坎值的一区块，作为该低损耗区块，而该低损耗区块并非该备用区当中具有最低抹除次数的区块。上述本发明所述的记忆装置，其中在移动/复制该有效数据之后，该控制器抹除该目标区块。本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是提供上述方法的同时，也对应地提供一种记忆装置的控制器，该控制器用来存取一闪存，该闪存包含多个区块，该控制器包含有一只读存储器(Read Only Memory, ROM)，用来储存一程序代码；以及一微处理器，用来执行该程序代码以控制对该闪存的存取以及管理该多个区块。另外，透过该微处理器执行该程序代码的该控制器在该闪存的一数据区中的至少一部分区块当中选择抹除次数最低的一目标区块，作为一待抹除区块，其中该至少一部分区块的序号分别对应于该至少一部分区块的最新更新的顺序。此外，透过该微处理器执行该程序代码的该控制器依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至一高损耗区块或一低损耗区块，其中该高损耗区块的损耗程度大于该低损耗区块的损耗程度。上述本发明所述的控制器，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器计算该目标区块的序号与一最新存取区块的序号之间的差值，以及依据该差值决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块。上述本发明所述的控制器，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。上述本发明所述的控制器，其中当该差值达到该门坎值时，透过该微处理器执行该程序代码的该控制器将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。上述本发明所述的控制器，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。上述本发明所述的控制器，其中当该差值低于该门坎值时，透过该微处理器执行该程序代码的该控制器将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。上述本发明所述的控制器，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器比较该差值与该门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。上述本发明所述的控制器，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器在该 闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数达到一门坎值的一区块，作为该高损耗区块。上述本发明所述的控制器，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数低于一门坎值的一区块，作为该低损耗区块，而该低损耗区块并非该备用区当中具有最低抹除次数的区块。上述本发明所述的控制器，其中在移动/复制该有效数据之后，透过该微处理器执行该程序代码的该控制器抹除该目标区块。实施本发明的技术方案，具有以下有益效果依据本发明所实现的区块管理能区别热数据与冷数据，并利用较高损耗程度的区块储存冷数据以及利用较低损耗程度的区块储存热数据。藉此保证在闪存中进行损耗整平运作时达到最佳的处理效能。相较于相关技术，本发明在不大幅地增加芯片面积及相关成本的状况下就能达到兼顾运作效能与系统资源使用控管的目标。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图I为依据本发明一第一实施例的一种记忆装置的示意图；图2A为依据本发明一实施例的一种进行区块管理的方法的流程图；图2B与图2C分别绘示图2A所示的方法在不同的实施例中的实施细节；图3绘示图2A所示的方法在一实施例中所涉及的数据区中的区块；图4A与图4B分别绘示图2A所示的方法在不同的实施例中的实施细节。主要组件符号说明
权利要求
1.一种用来进行区块管理的方法，该方法应用于一闪存的控制器，该闪存包含多个区块，其特征在于，该方法包含有 在该闪存的一数据区中的至少一部分区块当中选择抹除次数最低的一目标区块，作为一待抹除区块，其中该至少一部分区块的序号分别对应于该至少一部分区块的最新更新的顺序；以及 依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至一高损耗区块或一低损耗区块，其中该高损耗区块的损耗程度大于该低损耗区块的损耗程度。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含 计算该目标区块的序号与一最新存取区块的序号之间的差值；以及 依据该差值决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含 比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含 当该差值达到该门坎值时，将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含 比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含 当该差值低于该门坎值时，将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含 比较该差值与该门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，其另包含有 在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数达到一门坎值的一区块，作为该高损耗区块。
9.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，其另包含有 在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数低于一门坎值的一区块，作为该低损耗区块，其中该低损耗区块并非该备用区当中具有最低抹除次数的区块。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，其另包含有 在移动/复制该有效数据之后，抹除该目标区块。
11.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，其中依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的步骤另包含 依据该目标区块的序号以及至少一门坎值决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块；以及动态地调整该至少一门坎值，以改变该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块的机率。
12.一种记忆装置，其特征在于，其包含有 一闪存，该闪存包含多个区块；以及 一控制器，用来存取该闪存以及管理该多个区块，其中该控制器在该闪存的一数据区中的至少一部分区块当中选择抹除次数最低的一目标区块，作为一待抹除区块，而该至少一部分区块的序号分别对应于该至少一部分区块的最新更新的顺序； 其中该控制器依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至一高损耗区块或一低损耗区块，而该高损耗区块的损耗程度大于该低损耗区块的损耗程度。
13.根据权利要求12所述的记忆装置，其特征在于，其中该控制器计算该目标区块的序号与一最新存取区块的序号之间的差值，以及依据该差值决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块。
14.根据权利要求13所述的记忆装置，其特征在于，其中该控制器比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。
15.根据权利要求14所述的记忆装置，其特征在于，其中当该差值达到该门坎值时，该控制器将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。
16.根据权利要求13所述的记忆装置，其特征在于，其中该控制器比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。
17.根据权利要求16所述的记忆装置，其特征在于，其中当该差值低于该门坎值时，该控制器将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。
18.根据权利要求16所述的记忆装置，其特征在于，其中该控制器比较该差值与该门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。
19.根据权利要求12所述的记忆装置，其特征在于，其中该控制器在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数达到一门坎值的一区块，作为该高损耗区块。
20.根据权利要求12所述的记忆装置，其特征在于，其中该控制器在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数低于一门坎值的一区块，作为该低损耗区块，而该低损耗区块并非该备用区当中具有最低抹除次数的区块。
21.根据权利要求12所述的记忆装置，其特征在于，其中在移动/复制该有效数据之后，该控制器抹除该目标区块。
22.—种记忆装置的控制器，该控制器用来存取一闪存，该闪存包含多个区块，其特征在于，该控制器包含有 一只读存储器，用来储存一程序代码；以及 一微处理器，用来执行该程序代码以控制对该闪存的存取以及管理该多个区块，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器在该闪存的一数据区中的至少一部分区块当中选择抹除次数最低的一目标区块，作为一待抹除区块，而该至少一部分区块的序号分别对应于该至少一部分区块的最新更新的顺序； 其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至一高损耗区块或一低损耗区块，而该高损耗区块的损耗程度大于该低损耗区块的损耗程度。
23.根据权利要求22所述的控制器，其特征在于，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器计算该目标区块的序号与一最新存取区块的序号之间的差值，以及依据该差值决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至该高损耗区块或该低损耗区块。
24.根据权利要求23所述的控制器，其特征在于，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。
25.根据权利要求24所述的控制器，其特征在于，其中当该差值达到该门坎值时，透过该微处理器执行该程序代码的该控制器将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。
26.根据权利要求23所述的控制器，其特征在于，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器比较该差值与一门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。
27.根据权利要求26所述的控制器，其特征在于，其中当该差值低于该门坎值时，透过该微处理器执行该程序代码的该控制器将该有效数据移动/复制至该低损耗区块。
28.根据权利要求26所述的控制器，其特征在于，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器比较该差值与该门坎值以决定是否将该有效数据移动/复制至该高损耗区块。
29.根据权利要求22所述的控制器，其特征在于，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数达到一门坎值的一区块，作为该高损耗区块。
30.根据权利要求22所述的控制器，其特征在于，其中透过该微处理器执行该程序代码的该控制器在该闪存的一备用区中的至少一部分区块当中选择抹除次数低于一门坎值的一区块，作为该低损耗区块，而该低损耗区块并非该备用区当中具有最低抹除次数的区块。
31.根据权利要求22所述的控制器，其特征在于，其中在移动/复制该有效数据之后，透过该微处理器执行该程序代码的该控制器抹除该目标区块。
全文摘要
本发明提供一种用来进行区块管理的方法，该方法应用于一闪存的控制器，该闪存包含多个区块，该方法包含有在该闪存的一数据区中的至少一部分区块当中选择抹除次数最低的一目标区块，作为一待抹除区块，其中该至少一部分区块的序号分别对应于该至少一部分区块的最新更新的顺序；以及依据该目标区块的序号决定应当将该目标区块中的有效数据移动/复制至一高损耗区块或一低损耗区块，其中该高损耗区块的损耗程度大于该低损耗区块的损耗程度。依据本发明所实现的区块管理能区别热数据与冷数据，并利用较高损耗程度的区块储存冷数据以及利用较低损耗程度的区块储存热数据，保证在闪存中进行损耗整平运作时达到最佳的处理效能。
文档编号G06F12/06GK102637145SQ201110036240
公开日2012年8月15日 申请日期2011年2月11日 优先权日2011年2月11日
发明者沈扬智 申请人:慧荣科技股份有限公司