(57)【要約】  本発明はマルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法を開示する。この方法は、各チャンネル内の記憶スペースを、同じ大きさを有する複数の記憶ユニットに分割するステップ１と、各チャンネル内において物理アドレスが離散化した記憶ユニットを連続的なロジック・スペースに組み合わせるための、少なくとも一つのロジック・ストリップを設定するステップ2と、データ・インタ−アクションを行う過程において、ロジック・ストリップのサイズに基づきデータを分割して各チャンネル内の記憶ユニットと対応付けるとともに、チャンネルごとにｙデータの読み操作と書き操作を並行して実行するステップ3とを含む。本発明では、記憶装置の読み書き操作の効率を高めることができ、記憶装置の使用寿命を長くすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法であって、
各チャンネル内の記憶スペースを、同じ大きさを有する複数の記憶ユニットに分割するステップ１と、
各チャンネル内の離散的な物理アドレスをもっている記憶ユニットを連続的なロジック・スペースに構成ための、少なくとも一つのロジック・ストリップを設定するステップ2と、
データ・インタラクションを行う過程において、ロジック・ストリップのサイズに基づきデータを分割して各チャンネル内の記憶ユニットにマッピングし、各チャンネルにデータのリード・ライト操作を並行して実行するステップ3と、
を含むことを特徴とするマルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法。
【請求項２】
前記ステップ2では、さらに、各チャンネルにおいて一つのロジックストリップを介してロジック的に接続される記憶ユニットの個数に対応する、或いは、ロジック・ストリップのサイズに対応するロジック・ストリップのパラメータを設定することを特徴とする請求項１に記載の非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法。
【請求項３】
前記記憶ユニットのそれぞれが一つのロジックストリップのパラメータに対応することを特徴とする請求項2に記載のマルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法。
【請求項４】
前記記憶ユニットは、セクター、ページまたはバイトであることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法。
【請求項５】
前記記憶ユニットがページである場合、ロジック・ストリップのパラメータ情報を冗長情報区に保存するステップを更に含むことを特徴とする請求項4に記載のマルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法。
【請求項６】
前記非揮発性固体記憶装置にはフラッシュメモリが含まれることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法。
【請求項７】
前記ロジック・ストリップのパラメータは記憶装置の保留情報区において特定した場所にも纏めて保存されることを特徴とする請求項１に記載のマルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法。
【請求項８】
前記ロジックストリップのパラメータはパラメータの値が大きい順に複数のランクに分けられており、ロジック・ストリップのパラメータのランクを変えることにより、ロジック・ストリップのサイズを調整することを特徴とする請求項2に記載の非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法。
【請求項９】
ロジック・ストリップのパラメータに対する調整が必要である場合、記憶装置に記憶されている既存データをバックアップするステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法。
【請求項１０】
前記ステップ1を実行する前に、記憶装置を複数のロジック・ブロックに分割し、分割した各ロジック・ブロックに対して、それぞれステップ１、ステップ2、ステップ3によって読み書き制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非揮発性固体記憶装置のロジック・スペースの構成方法に関し、より詳細には、マルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
記憶装置の分野において、ハードディスクは主導的な地位を占めているが、現在、半導体を記憶媒体とする非揮発性固体記憶装置が次第にディスクのかわりに主導的な地位を占めてきており、例えば、フラッシュメモリはその例の一つである。以下、フラッシュメモリを例として非揮発性固体記憶装置の特徴を説明する。フラッシュメモリは、複数回の読み書き、消去が可能になり、それだけではなく、密度が高い、容量が大きい、読み書き操作時間が短い、及び非揮発性、電力消費が低いなどの長所を持つため、ますます記憶装置の市場において新しい勢力になり、その市場シェアが急速に上昇してきている。特に近年、フラッシュメモリの生産技術が成熟し、値段が安くなり、同時に、後端アプリケーション技術も進んでいるため、フラッシュメモリの市場は急速に拡大し、メモリ分野においてハードディスクと同じ市場シェアを占めている。しかし、製造方法の問題により、自体の避けられない欠点が存在している。例えば、フラッシュメモリチップが読み書き操作を実行する時はセクタ単位でなければならないことや、各フラッシュメモリチップの読み書きの帯域は40ＭＢを超えないことなどである。これらの欠点がフラッシュメモリの発展を制約し、そのアプリケーションの過程において、以上のような障害を解決しないことには、フラッシュメモリの長所を発揮できない。
【０００３】
フラッシュメモリのアプリケーションの技術の発展に伴い、ユーザの記憶装置の読み書きの効率への要望も高まり、シングルチップ或いはシングルチャンネルフラッシュメモリのインターフェースの読み書きレートではユーザの要望に応えられない。そのため、ほとんど全てのフラッシュメモリ及びフラッシュメモリコントローラの製造者はマルチチャンネルフラッシュメモリチップの操作モードを研究している。このマルチチャンネルフラッシュメモリはマルチチャンネルで同時にフラッシュメモリの操作を実行することができるので、フラッシュメモリのインタフェースの読み書きレートを何倍にも拡大させるという長所がある。
【０００４】
このようなマルチチャンネルフラッシュメモリに対して、マルチチャンネルが同時にホストからの命令を実行することと、並行して読み書き、消去などの操作を行うことが必要であるので、書き込まれたデータ或いは読み取られたデータに対して、どのようにそれを構成するか、また、どのようにマルチチャンネルにおいて離散化した物理的記憶スペースを構成するかという問題は避けられず、現在の技術では、これらの問題をうまく解決できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、非揮発性固体記憶装置に関し、ロジック・ストリップの概念と、ユーザーが必要に応じてみずからロジック・ストリップのサイズを設定するような処理方式とに基づいて、マルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法を提供することにある。ユーザーがロジック・ストリップのサイズを設定する処理方式によって、フラッシュメモリの読み書き効率を向上し高め、使用寿命を長くすることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、マルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法であって、
各チャンネル内の記憶スペースを、同じ大きさを有する複数の記憶ユニットに分割するステップ１と、
各チャンネル内の離散的な物理アドレスをもっている記憶ユニットを連続的なロジック・スペースに構成ための、少なくとも一つのロジック・ストリップを設定するステップ2と、
データ・インタラクションを行う過程において、ロジック・ストリップのサイズに基づきデータを分割して各チャンネル内の記憶ユニットにマッピングし、各チャンネルにデータのリード・ライト操作を並行して実行するステップ3と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
さらに、前記ステップ2において、各チャンネルにおいて一つのロジックストリップを介してロジック的に接続される記憶ユニットの個数に対応する、或いは、ロジック・ストリップのサイズに対応するロジック・ストリップのパラメータを設定することが望ましい。
【０００８】
前記記憶ユニットのそれぞれが一つのロジックストリップのパラメータに対応することが望ましい。
【０００９】
前記記憶ユニットは、セクター、ページまたはバイトであることが望ましい。
【００１０】
前記記憶ユニットがページである場合、ロジック・ストリップのパラメータ情報を冗長情報区に保存するステップを更に含むことが望ましい。
【００１１】
前記非揮発性固体記憶装置にはフラッシュメモリが含まれることが望ましい。
【００１２】
前記ロジック・ストリップのパラメータは記憶装置の保留情報区において特定した場所にも纏めて保存されることが望ましい。
【００１３】
前記ロジックストリップのパラメータはパラメータの値が大きい順に複数のランクに分けられており、ロジック・ストリップのパラメータのランクを変えることにより、ロジック・ストリップのサイズを調整し、前記記憶装置では、
（a）頻繁にデータの書き込みト操作を実行すれば、設定するロジック・ストリップのパラメータとして値が大きいランクを選択し、
（b）頻繁にデータの読み取り操作を実行すれば、設定するロジック・ストリップのパラメータとして値が小さいランクを選択し、
（c）実行するデータの書き込み操作と読み取り操作が均衡する場合、設定するロジック・ストリップのパラメータとして中間のランクを選択することが好ましい。
【００１４】
ロジック・ストリップのパラメータに対する調整が必要である場合、記憶装置に記憶されている既存データをバックアップするステップを更に含むことが望ましい。
【００１５】
前記ステップ1を実行する前に、記憶装置を複数のロジック・ブロックに分割し、分割した各ロジック・ブロックに対して、それぞれステップ１、ステップ2、ステップ3によって読み書き制御を行うことが望ましい。
【００１６】
本発明が提供するマルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に基づくロジック・ストリップの制御方法では、マルチチャンネル非揮発性固体記憶装置に関しロジック・ストリップという概念が提出されており、また、ロジック・ストリップの分割が制御可能で且つ可変なものであるため、ユーザーが必要に応じてロジック・ストリップを設定できる。したがって、より良く様々なユーザー群に対応できることになり、フラッシュメモリの読み書き操作の効率を高めることができ、フラッシュメモリの使用寿命を長くする効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明におけるフラッシュメモリチップの物理的ブロックの分割を模式的に示す図である。
【図２】本発明におけるマルチチャンネルフラッシュメモリ記憶装置のロジック・ブロックの分割を模式的に示す図である。
【図３】本発明の最適な実施形態におけるルチチャンネル記憶装置の小さいロジック・ストリップを模式的に示す図である。
【図４】本発明の最良のな実施形態におけるマルチチャンネル記憶装置の大きいロジック・ストリップを示す図である
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の重点は、現在存在しているマルチチャンネル非揮発性固体記憶装置の並行アクセス技術に対してロジック・ストリップという概念を提出することであり、また、ロジック・ストリップのパラメータの値を設定することにより記憶装置を様々な使用環境に対応させることを通じて、記憶装置の読み書きの効率を上げ、使用寿命を伸ばすということである。
【００１９】
以下、図面を参照し、具体的な実施例を通じて本発明を詳細に説明する。
【００２０】
まず、ロジック・ストリップの概念を説明する。フラッシュメモリを例として説明すると、図2に示すように、ページの単位でフラッシュメモリの記憶媒体を記憶ユニット（即ち、ページ）に分割し、フラッシュメモリにはｎチャンネルがあり、各チャンネルのｍ記憶ユニットが一つのロジック・ストリップを構成し（図の中でｎは4、ｍは2である）、各ページは小さい記憶ユニットである。全てのロジック・ストリップを接続して一つの連続的なロジック記憶スペースになる。即ち、ユーザーが見えるフラッシュメモリの記憶スペースである。使用する際ロジック・ストリップは標準な容器と同じような機能を持ち、その機能は記憶装置が一回に処理できる対象の大きさを表すものである。
【００２１】
しかし、使用過程において、この構成方法には次第にいくつかの問題が現れてきている。フラッシュメモリは様々なユーザーに対応し、各ユーザーにはそれぞれの目的がある。例えば、一部のユーザは頻繁にフラッシュメモリにデータを書き込む必要がある。このような場合、もしロジック・ストリップのサイズが比較的に小さければ、各書き込み操作でマルチチャンネルのフラッシュメモリチップを起動することが必要となり、目的のページにデータが既に存在すれば、目的ブロックにおける有効なデータをバックアップしてから当該ブロックを消去し、最後に有効なデータ及び当該操作のデータを書き込む。当該書き込み過程において、ロジック・ストリップが小さければ小さいほど、消去が必要となるブロックが多くなり、より多くの操作時間が必要となるとともにフラッシュメモリにもより多くの損耗をもたらす。もしロジック・ストリップのサイズが比較的に大きければ、一回の書き込み操作をできるだけ一つのチャンネルに落とし、目的ブロックは一回の消去操作だけで当該書き込み操作を実現できることになり、書き込み操作にかかる時間が大幅に節約できるとともにフラッシュメモリの損耗も有効的に減少させることができる。
【００２２】
もう一つ例とすれば、一部のユーザは頻繁にフラッシュメモリからデータを読み取る必要がある。このような場合、もしロジック・ストリップのパーティションサイズが比較的に大きければ、書き込む時にデータが個別のチャンネルに集中し、各チャンネルに均等化されない。データを読み取る過程において、データは書き込まれる時に個別のチャンネルに保存されるので、これらの個別のチャンネルだけが起動され、ほかのチャンネルが起動されないために、並行して操作することができず、装置インタフェースの読み取りスピードを大幅に低める。もしロジック・ストリップのサイズが比較的に小さければ、データを書き込む時に全てのチャンネルに均等化させることができ、操作過程ではマルチチャンネルが同時に起動され、装置インタフェースの読み取りスピードが何倍にも上がる。
【００２３】
前記内容によって、ロジック・ストリップの適切なパーティションはフラッシュメモリに大きい影響を与えることがわかる。故に、もしロジック・ストリップが一定されたパーティションの処理方式を採用すれば、この装置は異なる使用目的を持つユーザーに使われる場合、そのロジック・ストリップが同じであるので、使用される時に装置の読み書きの効率及び寿命に大きく影響を与えることになる。故に、どのように有効にロジック・ストリップをパーティションするか及びユーザーの要望に応じて合理的にロジック・ストリップを制御するかがフラッシュメモリの読み書きの効率に影響を与える重要なファクターになる。
【００２４】
現在、多数のフラッシュメモリのパーティション方法は以下のように、各バイトは8ビットを含み、528バイトが一つのセクタを構成し、その中には512バイトの有効なデータ区と16バイトの冗長区が含まれる。図１に示すように、4セクタが一つのページになり、64ページが一つの物理ブロックを構成する。マルチチャンネルフラッシュメモリについては、図2に示すように、ｎチャンネル中各チャンネルのｍページが一つのロジック・ストリップを構成する。そのうち、ｎの値は一定であって、ｍの値はフラッシュメモリの策略によって決定される。セクタ或いはバイトいずれも記憶ユニットのパーティション単位とすることができる。
【００２５】
ロジック・ストリップとは、ファームウェアのフラッシュメモリチップの記憶ユニット（本実施例での記憶ユニットは物理ページである）に対する構成、パーティション方法の一つである。マルチチャンネルのフラッシュメモリがマルチチャンネルで同時に操作を実行するために、書き込まれたデータ或いは読み取られたデータは必ず異なるチップにあり、物理スペースの分布は連続したものではない。しかし、ロジックスペースのマッピングと構成は必ず連続したものであり、換言すれば、ロジック・ストリップがこれらの連続していない物理ページを一つの連続するロジックスペースに構成する。
【００２６】
図１はフラッシュメモリチップの物理ブロックのパーティションの概略図である。フラッシュメモリでは各ブロックが64ページを含み、各ページが4セクタを含み、各セクタが528バイトを含み、その中には512バイトの有効なデータ区と16バイトの冗長区が含まれる。
【００２７】
図2はマルチチャンネルのフラッシュメモリのロジック・ストリップのパーティションである。図で示されている例のチャンネルの個数nは4、ロジック・ストリップにおける各フラッシュメモリページの個数mは2である。従って、本例が開示したマルチチャンネルのフラッシュメモリのロジック・ストリップのサイズは16KBであり、図で示されているのは開始ロジック・ストリップ0と任意のロジック・ストリップＸである。
【００２８】
本実施例ではページをロジックブロックの記憶ユニットとし、各ページには一つのロジック・ストリップのパラメータがある。各ページに対応するロジック・ストリップのパラメータは分散的に各ページの各セクタの冗長区に保存しても、或いはフラッシュメモリの保留情報区の指定アドレスに纏めて保存しても良い。
【００２９】
その他、ロジック・ストリップのロジックスペースのサイズを調整する時に、フラッシュメモリで記憶した既存のデータをバックアップすることが必要となる。ソフトウェアによって自動的にバックアップするか、ヒューマン・マシン・インターフェースからの提示によってバックアップしてからロジック・ストリップを調整することができる。
【００３０】
フラッシュメモリに複数のロジックパーティションがあるという状況に対しては、各ロジックパーティションがそれぞれ異なるロジック・ストリップのサイズを設定する。
【００３１】
図3に示されているように、ユーザーがフラッシュメモリに対して頻繁にデータを読み取る必要がある場合、フラッシュメモリのリード操作におけるスピードを保証するために、リード操作がロジック・ストリップをできるだけ小さく設定する原則によって、ロジック・ストリップに応じた調整を行うことができ、図のように、ロジック・ストリップのサイズを8KBに調整する。ユーザーの操作のデータブロックの平均サイズを8KBとし、ロジック・ストリップのパーティションを比較的大きく、32KBに設定すれば、リード操作毎に同時に四つのチャンネルを起動できないために、リード操作のインターフェースのスピードが低くなる。本発明の実施例によって、ユーザーが自身でロジック・ストリップのパーティションを行うことができるようになり、これで、記憶装置インターフェースのリードスピードを十分に上げられ、マルチチャンネルのフラッシュメモリが並列に読み取るという目的を達する。
【００３２】
図4に示されているように、ユーザーがフラッシュメモリに対して頻繁にデータを書き込む必要がある場合、フラッシュメモリのライト過程における効率とインタフェースのスピード及びフラッシュメモリチップの損耗を保証することを考慮し、ライト操作がロジック・ストリップをできるだけ大きく設定する原則によって、ロジック・ストリップに応じた調整を行うことができ、図のように、ロジック・ストリップのサイズを32KBに調整する。書き込まれるデータの平均サイズを8KBとすれば、全体で四つのライトのリクエストがあり、ロジック・ストリップのパーティションを比較的小さく、16KBに設定すれば、毎回のライト操作では二つのチャンネルを起動する必要がある。各チャンネルのフラッシュメモリチップは書き込む前に、目的のブロックの古いデータを消去してから、新しいデータを書き込むため、毎回のライト操作で二回のブロック消去操作を行う必要があり、消去という操作はフラッシュメモリの操作の中でも一番時間がかかる操作であるので、ライト操作の効率を大幅に低くし、フラッシュメモリの損耗をもたらす。本発明の実施例によって、ユーザーが自身でロジックブロックのサイズを設定することができるようになり、ロジック・ストリップのパーティションを比較的適切な32KBに設定すれば、四つのチャンネルが同時に起動され一つのチャンネルのフラッシュメモリチップが一回の8KBのライト操作だけで操作を完成させる。一つのフラッシュメモリチップは一回の消去操作だけが必要であるので、各回のライト操作の効率が高まり、インターフェースのスピードが上がり、また、フラッシュメモリチップの損耗が少なくなることで有効的に装置の寿命を延ばせる。
【００３３】
前記実施形態によって本発明を説明したが、本発明を実現する方法には複数の種類があり、その主な目的はロジック・ストリップという概念を提出し、尚、ユーザーが自身でフラッシュメモリのロジック・ストリップのサイズを設定することによって、フラッシュメモリの読み書き操作のスピード、効率を高めること及びフラッシュメモリの使用寿命を延ばすことである。本発明は一種の実施例を例として説明したが、本発明を実現する方法には複数の種類があり、類似した変化は本発明の主導的な考えのものである上に、技術者にとっても顕然なことである。また、本発明で提出した非揮発性固体記憶装置がNANDやNORなどのフラッシュメモリチップだけではなく、ほかの類似したロジック・ストリップ構成の記憶装置も本発明の主導思想と適用範囲から離脱せず、関連する技術者にとっても顕然な変化のため、すべて本発明の範囲に属する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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