專利名稱：：用于快閃存儲器的區(qū)塊管理方法及其存儲系統(tǒng)與控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于快閃存儲器的區(qū)決管理方法，且特別涉及一種能夠平均快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊的磨損的區(qū)塊管理方法及使用此方法的快閃存儲器存儲系統(tǒng)與快閃存儲器控制器。
背景技術(shù)：
：數(shù)字相機(jī)、手機(jī)相機(jī)與MP3在這幾年來的成長十分迅速，使得消費(fèi)者對存儲介質(zhì)的需求也急速增加。由于快閃存儲器(FlashMemory)具有數(shù)據(jù)非易失性、省電、體積小與無機(jī)械結(jié)構(gòu)等的特性，適合可攜式應(yīng)用，最適合使用于這類可攜式由電池供電的產(chǎn)品上。存儲卡就是一種以NAND快閃存儲器作為存儲介質(zhì)的存儲裝置。由于存儲卡體積小容量大且攜帶方便，所以已廣泛用于個人重要數(shù)據(jù)的存儲。因此，近年快閃存儲器產(chǎn)業(yè)成為電子產(chǎn)業(yè)中相當(dāng)熱門的一環(huán)?！銇碚f，快閃存儲器存儲系統(tǒng)的快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊會分組為多個實(shí)體單元并且這些實(shí)體單元會分組為數(shù)據(jù)區(qū)(dataarea)與備用區(qū)(sparearea)。歸類為數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元中會存儲由寫入指令所寫入的有效數(shù)據(jù)，而備用區(qū)中的實(shí)體單元是用以在執(zhí)行寫入指令時替換數(shù)據(jù)區(qū)中的實(shí)體單元。具體來說，當(dāng)快閃存儲器存儲系統(tǒng)接受到主機(jī)的寫入指令而欲對數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元進(jìn)行寫入時，快閃存儲器存儲系統(tǒng)會從備用區(qū)中提取一實(shí)體單元并且將在數(shù)據(jù)區(qū)中欲寫入的實(shí)體單元中的有效舊數(shù)據(jù)與欲寫入的新數(shù)據(jù)寫入至從備用區(qū)中提取的實(shí)體單元并且將已寫入新數(shù)據(jù)的實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為數(shù)據(jù)區(qū)，并且將原本數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元進(jìn)行擦除并關(guān)聯(lián)為備用區(qū)。為了能夠讓主機(jī)能夠順利地存取以輪替方式存儲數(shù)據(jù)的實(shí)體單元，快閃存儲器存儲系統(tǒng)會提供邏輯單元給主機(jī)。也就是說，快閃存儲器存儲系統(tǒng)會通過在邏輯地址_實(shí)體地址映射表(logicaladdress-physicaladdressm即pingtable)中記錄與更新邏輯單元與數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元之間的映射關(guān)系來反映實(shí)體單元的輪替，所以主機(jī)僅需要針對所提供邏輯單元進(jìn)行寫入而快閃存儲器存儲系統(tǒng)會依據(jù)邏輯地址_實(shí)體地址映射表對所映射的實(shí)體單元進(jìn)行讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。然而，組成實(shí)體單元的實(shí)體區(qū)塊的擦除次數(shù)是有限的(例如實(shí)體區(qū)塊擦除一萬次后就會損壞)。倘若一個實(shí)體單元僅被程序化(programming)—次，而后未被再程序化時，則此實(shí)體單元中的實(shí)體區(qū)塊的磨損是相對地低，反之，如果一個實(shí)體單元被重復(fù)地程序化與擦除時，則此實(shí)體單元中的實(shí)體區(qū)塊的磨損就會相對地高。因此，所謂的磨損就是每一實(shí)體單元被程序化或擦除的次數(shù)。當(dāng)實(shí)體區(qū)塊磨損程度過高而導(dǎo)致?lián)p毀時，系統(tǒng)會將損毀的實(shí)體區(qū)塊放置于壞區(qū)塊區(qū)而不會再使用，并且從取代區(qū)中提取新的實(shí)體區(qū)塊來取代。然而，取代區(qū)中的新實(shí)體區(qū)塊都是未被使用的，因此當(dāng)實(shí)體單元中的其中一個實(shí)體區(qū)塊損壞而以取代區(qū)中的實(shí)體區(qū)塊來取代時，新實(shí)體區(qū)塊的磨損與此實(shí)體單元中其他的實(shí)體區(qū)塊的磨損會不平均。特別是，一旦損毀的實(shí)體區(qū)塊數(shù)超過一定數(shù)量而使得實(shí)體單元的數(shù)目不足以提供主機(jī)對上述邏輯單元的存取時，即使仍有其他實(shí)體區(qū)塊磨損程度仍低，此快閃存儲器存儲系統(tǒng)依然會被判定為無法再使用。基此，此領(lǐng)域技術(shù)人員需不斷研發(fā)能夠平均地使用快閃存儲器存儲系統(tǒng)中所有實(shí)體區(qū)塊的區(qū)塊管理方法，以有效地延長快閃存儲器存儲系統(tǒng)的壽命。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種區(qū)塊管理方法，其能夠平均地使用快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊，進(jìn)而有效地延長其使用壽命。本發(fā)明提供一種快閃存儲器存儲系統(tǒng)，其使用上述區(qū)塊管理方法來平均地使用其快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊，進(jìn)而有效地延長其使用壽命。本發(fā)明提供一種快閃存儲器控制器，其使用上述區(qū)塊管理方法來平均地使用快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊，進(jìn)而有效地延長期使用壽命。本發(fā)明提出一種區(qū)塊管理方法，用于管理多個快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊。此區(qū)塊管理方法包括將快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊分組為多個實(shí)體單元(physicalimit)，并且將實(shí)體單元邏輯地分組為一數(shù)據(jù)區(qū)(dataarea)、一備用區(qū)(sparearea)與一取代區(qū)(r印lacearea)。此區(qū)塊管理方法也包括在數(shù)據(jù)區(qū)與備用區(qū)之間執(zhí)行一第一實(shí)體單元交換，以及在備用區(qū)與取代區(qū)之間執(zhí)行一第二實(shí)體單元交換，其中第二實(shí)體單元交換是用以交換在備用區(qū)與取代區(qū)中好的實(shí)體單元(goodphysicalunit)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的執(zhí)行第一實(shí)體單元交換的步驟包括從屬于上述數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第一實(shí)體單元；從屬于上述備用區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第二實(shí)體單元；將第一實(shí)體單元中所存儲的數(shù)據(jù)復(fù)制到第二實(shí)體單元中；將第一實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于上述備用區(qū)；以及將第二實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于上述數(shù)據(jù)區(qū)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述在備用區(qū)與取代區(qū)之間執(zhí)行第二實(shí)體單元交換包括當(dāng)對上述實(shí)體單元執(zhí)行一擦除指令時，計數(shù)一擦除指令執(zhí)行次數(shù)；以及當(dāng)此擦除指令執(zhí)行次數(shù)大于一取代區(qū)平均磨損啟動值時，則執(zhí)行上述第二實(shí)體單元交換。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述在備用區(qū)與取代區(qū)之間執(zhí)行第二實(shí)體單元交換包括記錄屬于上述數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元與上述備用區(qū)的實(shí)體單元的一第一平均擦除次數(shù)；記錄屬于上述取代區(qū)的實(shí)體單元的一第二平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)此第一平均擦除次數(shù)與此第二平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行上述第二實(shí)體單元交換。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述在備用區(qū)與取代區(qū)之間執(zhí)行第二實(shí)體單元交換包括記錄屬于上述備用區(qū)的實(shí)體單元的一第三平均擦除次數(shù)；記錄屬于上述取代區(qū)的實(shí)體單元的一第四平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)此第三平均擦除次數(shù)與此第四平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行上述第二實(shí)體單元交換。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述執(zhí)行第二實(shí)體單元交換的步驟包括從屬于上述備用區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第三實(shí)體單元；從屬于上述取代區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第四實(shí)體單元；將此第三實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于上述取代區(qū)；以及將此第四實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于上述備用區(qū)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的區(qū)塊管理方法還包括維護(hù)一取代實(shí)體單元表，其中此取代實(shí)體單元表中記錄屬于上述取代區(qū)的實(shí)體單元。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的區(qū)塊管理方法還包括記錄每一實(shí)體單元的一擦除次數(shù)；以及根據(jù)所記錄的擦除次數(shù)將屬于上述備用區(qū)的實(shí)體區(qū)塊區(qū)分為一高擦除區(qū)與一6低擦除區(qū)，并且從此高擦除區(qū)中選擇上述第三實(shí)體單元。本發(fā)明提出一種快閃存儲器控制器，用于管理一快閃存儲器存儲系統(tǒng)的多個快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊，此快閃存儲器控制器包括微處理器單元以及耦接此微處理單元的快閃存儲器接口模塊、主機(jī)接口模塊、緩沖存儲器與存儲器管理模塊，其中存儲器管理模塊將這些快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊分組為多個實(shí)體單元并且將所分組的實(shí)體單元邏輯地分組為一數(shù)據(jù)區(qū)、一備用區(qū)與一取代區(qū)，其中存儲器管理模塊會在數(shù)據(jù)區(qū)與備用區(qū)之間執(zhí)行一第一實(shí)體單元交換，以及在備用區(qū)與取代區(qū)之間執(zhí)行一第二實(shí)體單元交換，其中此第二實(shí)體單元交換是用以交換在備用區(qū)與取代區(qū)中好的實(shí)體單元。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的存儲器管理模塊執(zhí)行第二實(shí)體單元交換包括下述步驟當(dāng)對上述實(shí)體單元執(zhí)行一擦除指令時，計數(shù)一擦除指令執(zhí)行次數(shù)；以及當(dāng)此擦除指令執(zhí)行次數(shù)大于一取代區(qū)平均磨損啟動值時，則執(zhí)行上述第二實(shí)體單元交換。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的存儲器管理模塊執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括下述步驟記錄屬于上述數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元與上述備用區(qū)的實(shí)體單元的一第一平均擦除次數(shù)；記錄屬于上述取代區(qū)的實(shí)體單元的一第二平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)此第一平均擦除次數(shù)與此第二平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行上述第二實(shí)體單元交換。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述在備用區(qū)與取代區(qū)之間執(zhí)行第二實(shí)體單元交換包括記錄屬于上述備用區(qū)的實(shí)體單元的一第三平均擦除次數(shù)；記錄屬于上述取代區(qū)的實(shí)體單元的一第四平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)此第三平均擦除次數(shù)與此第四平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行上述第二實(shí)體單元交換。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的存儲器管理模塊執(zhí)行第二實(shí)體單元交換包括下述步驟從屬于上述備用區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第三實(shí)體單元；從屬于上述取代區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第四實(shí)體單元；將此第三實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于上述取代區(qū)；以及將此第四實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于上述備用區(qū)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的存儲器管理單元記錄每一實(shí)體單元的一擦除次數(shù)，并且根據(jù)所記錄的擦除次數(shù)將屬于上述備用區(qū)的實(shí)體區(qū)塊區(qū)分為一高擦除區(qū)與一低擦除區(qū)，其中存儲器管理單元會從高擦除區(qū)中選擇上述第三實(shí)體單元。本發(fā)明提出一種快閃存儲器存儲系統(tǒng)，其包括具有多個快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊的快閃存儲器芯片、連接器與快閃存儲器控制器，其中快閃存儲器控制器是電性連接至此快閃存儲器芯片與此連接器。在此快閃存儲器存儲系統(tǒng)中，快閃存儲器控制器會將這些快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊分組為多個實(shí)體單元并且將所分組的實(shí)體單元邏輯地分組為一數(shù)據(jù)區(qū)、一備用區(qū)與一取代區(qū)，其中快閃存儲器控制器會在數(shù)據(jù)區(qū)與備用區(qū)之間執(zhí)行一第一實(shí)體單元交換，以及在備用區(qū)與取代區(qū)之間執(zhí)行一第二實(shí)體單元交換，其中第二實(shí)體單元交換是用以交換在備用區(qū)與取代區(qū)中好的實(shí)體單元。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的快閃存儲器控制器執(zhí)行上述第二實(shí)體單元交換包括下述步驟當(dāng)對上述實(shí)體單元執(zhí)行一擦除指令時計數(shù)一擦除指令執(zhí)行次數(shù)；以及當(dāng)此擦除指令執(zhí)行次數(shù)大于一取代區(qū)平均磨損啟動值時，則執(zhí)行上述第二實(shí)體單元交換。本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的快閃存儲器控制器執(zhí)行上述第二實(shí)體單元交換包括下述步驟記錄屬于上述數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元與上述備用區(qū)的實(shí)體單元的一第一平均擦除次數(shù)；記錄屬于上述取代區(qū)的實(shí)體單元的一第二平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)此第一平均擦除次數(shù)與此第二平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行上述第二實(shí)體單元交換。本發(fā)明的一實(shí)施例中，屬于上述取代區(qū)的實(shí)體區(qū)塊的數(shù)目大于2000。本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的快閃存儲器芯片包括至少4個快閃存儲器模塊?；谏鲜觯景l(fā)明因在數(shù)據(jù)區(qū)與備用區(qū)以及在備用區(qū)與取代區(qū)之間執(zhí)行實(shí)體單元交換，因此可以平均數(shù)據(jù)區(qū)、備用區(qū)與取代區(qū)的實(shí)體區(qū)塊的磨損，進(jìn)而延長快閃存儲器存儲系統(tǒng)的壽命。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。圖1是根據(jù)本發(fā)明一范例實(shí)施例所繪示的快閃存儲器存儲系統(tǒng)的概要方塊圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明一范例實(shí)施例所繪示的快閃存儲器芯片的概要方塊圖。圖3A圖3C是根據(jù)本發(fā)明一范例實(shí)施例所繪示的快閃存儲器芯片的實(shí)體單元的運(yùn)作示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明一范例實(shí)施例所繪示在數(shù)據(jù)區(qū)與備用區(qū)之間所執(zhí)行的實(shí)體單元交換的流程圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明一范例實(shí)施例所繪示在備用區(qū)與取代區(qū)之間所執(zhí)行的實(shí)體單元交換的流程圖。主要元件符號說明100:快閃存儲器存儲系統(tǒng)IIO:控制器110a:微處理器單元110b:存儲器管理模塊110c:快閃存儲器接口模塊110d:緩沖存儲器110e:主機(jī)接口模塊120:連接器130:快閃存儲器芯片200:主機(jī)系統(tǒng)300:總線210、220、230、240:快閃存儲器模塊310-(0)、310-(1)、310-(P)、310-(P+l)、310-(P+2)、310-(N):實(shí)體單元320:存儲區(qū)330潛代區(qū)302:系統(tǒng)區(qū)304:數(shù)據(jù)區(qū)306:備用區(qū)350-1350-M:邏輯單元S401、S403、S405、S407、S407-1、S407-3、S407-5、S407-7、S407-9、S409:在數(shù)據(jù)區(qū)與備用區(qū)之間執(zhí)行實(shí)體單元交換的區(qū)塊管理步驟S501、S503、S505、S507、S507_l、S507_3、S507_5、S507_7、S509:在備用區(qū)與取代區(qū)之間執(zhí)行實(shí)體單元交換的區(qū)塊管理步驟具體實(shí)施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明一范例實(shí)施例所繪示的快閃存儲器存儲系統(tǒng)的概要方塊圖。請參照圖l，通?？扉W存儲器存儲系統(tǒng)100會與主機(jī)200—起使用，以使主機(jī)系統(tǒng)200可將數(shù)據(jù)寫入至快閃存儲器存儲系統(tǒng)100或從快閃存儲器存儲系統(tǒng)100中讀取數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，快閃存儲器存儲系統(tǒng)100為固態(tài)硬盤(SolidStateDrive,SSD)。但必須了解的是，在本發(fā)明另一實(shí)施例中快閃存儲器存儲系統(tǒng)100也可以是存儲卡或隨身盤。快閃存儲器存儲系統(tǒng)100包括連接器120、快閃存儲器控制器110與快閃存儲器芯片130?？扉W存儲器控制器110會執(zhí)行以硬件型式或固件型式實(shí)作的多個邏輯門或機(jī)械指令以配合連接器120與快閃存儲器芯片130來進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入、讀取與擦除等運(yùn)作。快閃存儲器控制器IIO包括微處理器單元110a、存儲器管理模塊110b、快閃存儲器接口模塊110c、緩沖存儲器llOd與主機(jī)接口模塊110e。微處理器單元110a用以與存儲器管理模塊110b、快閃存儲器接口模塊110c、緩沖存儲器110d與主機(jī)接口模塊110e等協(xié)同合作以進(jìn)行快閃存儲器存儲系統(tǒng)100的各種運(yùn)作。存儲器管理模塊110b是耦接至微處理器單元110a。存儲器管理模塊110b用以執(zhí)行根據(jù)本范例實(shí)施例的區(qū)塊管理機(jī)制。在本實(shí)施例中，存儲器管理模塊110b是以一固件型式實(shí)作在控制器110中，例如以程序語言撰寫相關(guān)機(jī)械指令并且存儲于程序存儲器(例如，只讀存儲器(ReadOnlyMemory,ROM))來實(shí)作存儲器管理模塊110b。當(dāng)快閃存儲器存儲系統(tǒng)100運(yùn)作時，存儲器管理模塊110b的多個機(jī)器指令會間接地被載入至緩沖存儲器llOd中，并且由微處理器單元llOa來執(zhí)行或直接由微處理器單元llOa來執(zhí)行以完成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的區(qū)塊管理機(jī)制。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，存儲器管理模塊110b的機(jī)械指令也可以軟件型式存儲于快閃存儲器芯片130的特定區(qū)域(例如，快閃存儲器中專用于存放系統(tǒng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)區(qū))中。同樣的，當(dāng)快閃存儲器存儲系統(tǒng)100運(yùn)作時，存儲器管理模塊110b的多個機(jī)器指令會被載入至緩沖存儲器llOd中并且由微處理器單元110a來執(zhí)行。此外，在本發(fā)明另一實(shí)施例中，存儲器管理模塊110b也可以一硬件型式實(shí)作在控制器110中?？扉W存儲器接口模塊110c是耦接至微處理器單元110a并且用以存取快閃存儲器芯片130。也就是，欲寫入至快閃存儲器芯片130的數(shù)據(jù)會經(jīng)由快閃存儲器接口模塊110c轉(zhuǎn)換為快閃存儲器芯片130所能接受的格式。緩沖存儲器llOd是耦接至微處理器單元110a并且用以暫時地存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)(例如邏輯地址-實(shí)體地址映射表)或者主機(jī)系統(tǒng)200所讀取或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，緩沖存儲器llOd為靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(staticrandomaccessmemory,SRAM)。然而，必須了解的是，本發(fā)明不限于此，動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DynamicRandomAccessmemory,DRAM)、磁阻式存儲器(MagnetoresistiveRandomAccessMemory,M廳)、相變存儲器(PhaseChangeRandomAccessMemory,PRAM)或其他適合的存儲器也可應(yīng)用于本發(fā)明。主機(jī)接口模塊110e是耦接至微處理器單元110a并且用以接收與識別主機(jī)系統(tǒng)200所傳送的指令。也就是，主機(jī)系統(tǒng)200所傳送的指令與數(shù)據(jù)會通過主機(jī)接口模塊110e來傳送至微處理器單元110a。在本實(shí)施例中，主機(jī)接口模塊110e為SATA接口。然而，必須了解的是本發(fā)明不限于此，主機(jī)接口模塊110e也可以是USB接口、IEEE1394接口、PCIExpress接口、MS接口、匪C接口、SD接口、CF接口、IDE接口或其他適合的數(shù)據(jù)傳輸接口。特別是，主機(jī)接口模塊llOe會與連接器120相對應(yīng)。也就是，主機(jī)接口模塊llOe必須與連接器120互相搭配。此外，雖未繪示于本實(shí)施例，但控制器110可還包括錯誤校正模塊與電源管理模塊等用于控制快閃存儲器的一般功能模塊。連接器120用以通過總線300連接主機(jī)系統(tǒng)200。在本實(shí)施例中，連接器120為SATA連接器。然而，必須了解的是本發(fā)明不限于此，連接器120也可以是USB連接器、IEEE1394連接器、PCIExpress連接器、MS連接器、匪C連接器、SD連接器、CF連接器、IDE連接器或其他適合的連接器?？扉W存儲器芯片130是電性連接至快閃存儲器控制器110并且用以存儲數(shù)據(jù)。在本實(shí)施中快閃存儲器芯片130為多層記憶胞(MultiLevelCell,MLC)NAND快閃存儲器。然而，必須了解的是，本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明另一實(shí)施例中，單層記憶胞(SingleLevelCell,SLC)NAND快閃存儲器也可應(yīng)用于本發(fā)明。圖2是根據(jù)本發(fā)明一范例實(shí)施例所繪示的快閃存儲器芯片的概要方塊圖。在本范例實(shí)施例中，快閃存儲器芯片130包括第一快閃存儲器模塊210、第二快閃存儲器模塊220、第三快閃存儲器模塊230與第四快閃存儲器模塊240，其中第一快閃存儲器模塊210具有實(shí)體區(qū)塊210-(0)210-(N);第二快閃存儲器模塊220具有實(shí)體區(qū)塊220-(0)220-(N);第三快閃存儲器模塊230具有實(shí)體區(qū)塊230-(0)230_(N);以及第四快閃存儲器模塊240具有實(shí)體區(qū)塊240-(0)240-(N)。值得一提的是，雖然本發(fā)明范例實(shí)施例是以包括4個快閃存儲器模塊的快閃存儲器芯片130來描述，然而本發(fā)明不限于此。特別是，具有4個或更多快閃存儲器模塊的快閃存儲器芯片更適于使用本發(fā)明范例實(shí)施例的區(qū)塊管理機(jī)制來進(jìn)行管理。在快閃存儲器芯片130中實(shí)體區(qū)塊為擦除的最小單位。亦即，每一實(shí)體區(qū)塊含有最小數(shù)目之一并被擦除的記憶胞。每一實(shí)體區(qū)塊通常會分割為數(shù)個頁面(page)。頁面通常為程序化(program)的最小單元。但要特別說明的是于有些不同的快閃存儲器設(shè)計，最小的程序化單位也可為一個扇區(qū)(sector)。也就是說，一個頁面中有多個扇區(qū)并以一個扇區(qū)為程序化的最小單元。換句話說，頁面為寫入數(shù)據(jù)或讀取數(shù)據(jù)的最小單元。每一頁面通常包括使用者數(shù)據(jù)區(qū)D與冗余區(qū)R。使用者數(shù)據(jù)區(qū)用以存儲使用者的數(shù)據(jù)，而冗余區(qū)用以存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)(例如，錯誤檢查與校正碼(ErrorCheckingandCorrectingCode，ECCCode)。為對應(yīng)于磁盤驅(qū)動器的扇區(qū)(sector)大小，一般而言，使用者數(shù)據(jù)區(qū)D通常為512字節(jié)，而冗余區(qū)R通常為16字節(jié)。也就是，一個頁面地址為一個扇區(qū)。然而，也可以多個扇區(qū)形成一個頁面地址。在本范例實(shí)施例中，每一頁面是包括4個扇區(qū)。—般而言，實(shí)體區(qū)塊可由任意數(shù)目的頁面所組成，例如64個頁面、128個頁面、25610個頁面等。此外，第一快閃存儲器模塊210、第二快閃存儲器模塊220、第三快閃存儲器模塊230與第四快閃存儲器模塊240的實(shí)體區(qū)塊通常也可被分組為數(shù)個區(qū)域(zone)，以每一獨(dú)立的區(qū)域來管理實(shí)體區(qū)塊210-(0)210-(N)、實(shí)體區(qū)塊220-(0)220-(N)、實(shí)體區(qū)塊230-(0)230-(N)與實(shí)體區(qū)塊240-(0)240_(N)可增加操作執(zhí)行的平行程度且簡化管理的復(fù)雜度。此外，快閃存儲器控制器110會將第一快閃存儲器模塊210、第二快閃存儲器模塊220、第三快閃存儲器模塊230與第四快閃存儲器模塊240中的實(shí)體區(qū)塊邏輯地分組為多個實(shí)體單元來管理，例如l個實(shí)體單元包括4個實(shí)體區(qū)塊。由于以實(shí)體單元進(jìn)行管理時，快閃存儲器控制器110是以較大的單位(即實(shí)體單元)來維護(hù)邏輯地址-實(shí)體地址映射表，因此可節(jié)省所需使用的緩沖存儲器110d的空間。在本發(fā)明范例實(shí)施例中，實(shí)體區(qū)塊210-(0)210-(N)、實(shí)體區(qū)塊220-(0)220-(N)、實(shí)體區(qū)i央230_(0)230-(N)與實(shí)體區(qū)塊240-(0)240-(N)會被邏輯地分組為實(shí)體單元310-(0)310-(N)。圖3A圖3C是根據(jù)本發(fā)明一范例實(shí)施例繪示快閃存儲器芯片的運(yùn)作示意圖。必須了解的是，在此描述快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊的運(yùn)作時，以"提取"、"搬移"、"交換"、"替換"、"輪替"、"分割"、"劃分"等詞來操作快閃存儲器芯片130的實(shí)體區(qū)塊是邏輯上的概念。也就是說，快閃存儲器的實(shí)體區(qū)塊的實(shí)際位置并未更動，而是邏輯上對快閃存儲器的實(shí)體區(qū)塊進(jìn)行操作。值得一提的是，下述的運(yùn)作是由快閃存儲器控制器110的存儲器管理模塊110b所完成。請參照圖3A，存儲器管理模塊110b會將快閃存儲器芯片130的實(shí)體區(qū)塊會邏輯地分組為實(shí)體單元310-(0)310-(N)，并且會將實(shí)體單元310-(0)310-(N)邏輯地分組為存儲區(qū)320以及取代區(qū)330。在存儲區(qū)320中的實(shí)體單元310-(0)310-(P)是快閃存儲器存儲系統(tǒng)100中正常被使用的實(shí)體單元。也就是說，存儲器管理模塊110b會將數(shù)據(jù)寫入至屬于存儲區(qū)320的實(shí)體單元。請參照圖3B，存儲器管理模塊110b會將存儲區(qū)320的實(shí)體區(qū)塊邏輯地分組成一系統(tǒng)區(qū)302、一數(shù)據(jù)區(qū)304與一備用區(qū)306。系統(tǒng)區(qū)302包括實(shí)體單元310-(0)實(shí)體單元310-(S)，數(shù)據(jù)區(qū)304包括實(shí)體單元310-(S+l)實(shí)體單元310-(S+M)，并且備用區(qū)306包括實(shí)體單元310-(S+M+1)實(shí)體單元310-(P)。在本實(shí)施例中，上述S、M與P為正整數(shù)，其代表各區(qū)配置的實(shí)體區(qū)塊數(shù)量，其可由快閃存儲器存儲系統(tǒng)的制造商依據(jù)所使用的快閃存儲器模塊的容量而設(shè)定。邏輯上屬于系統(tǒng)區(qū)302中的實(shí)體單元用以記錄系統(tǒng)數(shù)據(jù)，此系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括關(guān)于快閃存儲器芯片的制造商與型號、每一快閃存儲器模塊的區(qū)域數(shù)、每一區(qū)域的實(shí)體區(qū)塊數(shù)、每一實(shí)體區(qū)塊的頁面數(shù)等。邏輯上屬于數(shù)據(jù)區(qū)304中的實(shí)體單元用以存儲使用者的數(shù)據(jù)，一般來說就是主機(jī)系統(tǒng)200所存取的邏輯單元所映射的實(shí)體單元。也就是說，數(shù)據(jù)區(qū)304的實(shí)體單元為存儲有效數(shù)據(jù)的單元。邏輯上屬于備用區(qū)306中的實(shí)體單元是用以輪替數(shù)據(jù)區(qū)304中的實(shí)體單元，因此在備用區(qū)306中的實(shí)體單元為空或可使用的單元，即無記錄數(shù)據(jù)或標(biāo)記為已沒用的無效數(shù)據(jù)。也就是說，數(shù)據(jù)區(qū)304與備用區(qū)306的實(shí)體單元會以輪替方式來存儲主機(jī)系統(tǒng)200對11快閃存儲器存儲系統(tǒng)100寫入的數(shù)據(jù)。如前所述，快閃存儲器芯片130的實(shí)體單元會以輪替方式提供主機(jī)系統(tǒng)200來存儲數(shù)據(jù)，因此存儲器管理模塊110b會提供邏輯單元350-1350-M給主機(jī)系統(tǒng)200以進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，并且通過維護(hù)邏輯地址-實(shí)體地址映射表(logicaladdress-physicaladdressmappingtable)來記錄邏輯單元所映射的實(shí)體單元。請同時參照圖3B與圖3C，例如，當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)欲寫入數(shù)據(jù)至邏輯單元350-1時，存儲器管理模塊110b會通過邏輯地址_實(shí)體地址映射表得知邏輯單元350-1目前是映射邏輯上屬于數(shù)據(jù)區(qū)304的實(shí)體單元310-(S+l)。因此，存儲器管理模塊110b會對實(shí)體單元310-(S+1)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，期間，快閃存儲器控制器IIO會從備用區(qū)306中提取實(shí)體單元310-(S+M+1)來輪替數(shù)據(jù)區(qū)304的實(shí)體單元310-(S+l)。然而，當(dāng)存儲器管理模塊110b將新數(shù)據(jù)寫入至實(shí)體單元310-(S+M+1)的同時，存儲器管理模塊110b不會立刻將實(shí)體單元310-(S+l)中的所有有效數(shù)據(jù)搬移至實(shí)體單元310-(S+M+1)而擦除實(shí)體單元310-(S+1)。具體來說，存儲器管理模塊110b會將實(shí)體單元310-(S+l)中欲寫入頁面之前的有效數(shù)據(jù)(即，頁P(yáng)0與P1)復(fù)制至實(shí)體單元310-(S+M+1)(如圖3C的(a))，并且將新數(shù)據(jù)(S卩，實(shí)體單元310-(S+M+1)的頁P(yáng)2與P3)寫入至實(shí)體單元310-(S+M+1)(如圖3C的(b))。此時，存儲器管理模塊110b即完成寫入的動作。因?yàn)閷?shí)體單元310-(S+1)中的有效數(shù)據(jù)有可能在下個操作(例如，寫入指令)中變成無效，因此立刻將實(shí)體單元310-(S+1)中的所有有效數(shù)據(jù)搬移至替換實(shí)體單元310-(S+M+1)可能會造成無謂的搬移。在此案例中，實(shí)體單元310-(S+l)與實(shí)體單元310-(S+M+1)的內(nèi)容整合起來才是所映射邏輯單元350-1的完整內(nèi)容。此等母子關(guān)系(即，實(shí)體單元310-(S+1)與實(shí)體單元310-(S+M+1))的暫態(tài)關(guān)系可依據(jù)快閃存儲器控制器110中緩沖存儲器110d的大小而定，而暫時地維持此種暫態(tài)關(guān)系的動作一般稱為開啟(open)母子區(qū)塊。例如，在本實(shí)施例中，存儲器管理模塊110b最多同時可開啟五組母子區(qū)塊。之后，當(dāng)需要將實(shí)體單元310-(S+1)與實(shí)體單元310-(S+M+1)的內(nèi)容真正合并時，存儲器管理模塊110b才會將實(shí)體單元310-(S+l)與實(shí)體單元310-(S+M+1)整并為一個實(shí)體單元，由此提升區(qū)塊的使用效率，此合并的動作又可稱為關(guān)閉(close)母子區(qū)塊。例如，如圖3C的(c)所示，當(dāng)進(jìn)行關(guān)閉母子區(qū)塊時，存儲器管理模塊110b會將實(shí)體單元310-(S+l)中剩余的有效數(shù)據(jù)(即，頁P(yáng)4PN)復(fù)制至替換實(shí)體單元310-(S+M+1)，然后將實(shí)體單元310-(S+1)擦除并關(guān)聯(lián)為備用區(qū)306，同時，將實(shí)體單元310-(S+M+1)關(guān)聯(lián)為數(shù)據(jù)區(qū)304，并且在邏輯地址-實(shí)體地址映射表中將邏輯單元350-1的映射更改為實(shí)體單元310-(S+M+l)，由此完成關(guān)閉母子區(qū)塊的動作?！銇碚f，經(jīng)常在數(shù)據(jù)區(qū)304與備用區(qū)306之間輪替的實(shí)體單元稱為動態(tài)實(shí)體單元。另外，在數(shù)據(jù)區(qū)304中往往有一些數(shù)據(jù)寫入后就長時間未曾更動。例如，當(dāng)使用者存儲100首喜愛的MP3歌曲后就不曾再去刪除或更新。存儲此類數(shù)據(jù)的實(shí)體單元一般稱為靜態(tài)實(shí)體單元。靜態(tài)實(shí)體單元由于很少更動或更新，因此其擦除次數(shù)會相對低(即，磨損程度較低)。在本發(fā)明實(shí)施中，存儲器管理模塊110b會在數(shù)據(jù)區(qū)304與備用區(qū)306之間執(zhí)行實(shí)體單元交換的動作，以使得數(shù)據(jù)區(qū)304中較少輪替的實(shí)體單元有機(jī)會進(jìn)行輪替，由此有效地平均實(shí)體區(qū)決的磨損。圖4是根據(jù)本發(fā)明一范例實(shí)施例所繪示在數(shù)據(jù)區(qū)304與備用區(qū)306之間所執(zhí)行的12實(shí)體單元交換的流程圖。請參照圖4，當(dāng)快閃存儲器存儲系統(tǒng)100開機(jī)時，首先在步驟S401中存儲器管理模決110b會設(shè)定數(shù)據(jù)區(qū)平均磨損啟動值。數(shù)據(jù)區(qū)平均磨損啟動值是代表啟動數(shù)據(jù)區(qū)304與備用區(qū)306之間的實(shí)體單元交換的頻率，其中數(shù)據(jù)區(qū)平均磨損啟動值愈大，啟動實(shí)體單元交換的頻率愈低，反之，數(shù)據(jù)區(qū)平均磨損啟動值愈小，啟動實(shí)體單元交換的頻率愈高。使用者(例如，存儲系統(tǒng)的制造商)可根據(jù)所使用的快閃存儲器的品質(zhì)以及欲達(dá)成平均磨損的效果來自行設(shè)定數(shù)據(jù)區(qū)平均磨損啟動值。需注意的是，執(zhí)行實(shí)體單元交換的頻率愈高則平均磨損的效果愈佳，但執(zhí)行實(shí)體單元交換所需的時間會影響快閃存儲器存儲系統(tǒng)100的效能。在本范例實(shí)施例中數(shù)據(jù)區(qū)平均磨損啟動值是設(shè)定為500。在步驟S403中，快閃存儲器控制器110會待命并且當(dāng)任一實(shí)體單元被擦除時，存儲器管理模塊110b會計數(shù)第一擦除指令執(zhí)行次數(shù)。例如，存儲器管理模塊110b會將第一擦除指令執(zhí)行次數(shù)加l。之后，在步驟S405中存儲器管理模塊110b會判斷第一擦除指令執(zhí)行次數(shù)是否大于數(shù)據(jù)區(qū)平均磨損啟動值。倘若在步驟S405中判斷第一擦除指令執(zhí)行次數(shù)大于數(shù)據(jù)區(qū)平均磨損啟動值時，則在步驟S407中會執(zhí)行實(shí)體單元交換。具體來說，在步驟S407中存儲器管理模塊110b會從邏輯上屬于數(shù)據(jù)區(qū)304的實(shí)體單元之中隨機(jī)地提取一實(shí)體單元(S407-l)，并且從邏輯上屬于備用區(qū)306的實(shí)體單元之中隨機(jī)地提取一實(shí)體單元(S407-3)，然后將從數(shù)據(jù)區(qū)304中所提取的實(shí)體單元內(nèi)的數(shù)據(jù)復(fù)制至從備用區(qū)306中所提取的實(shí)體單元中(S407-5)。最后，將從備用區(qū)306中所提取的實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為數(shù)據(jù)區(qū)304(S407-7)且將從數(shù)據(jù)區(qū)304中所提取的實(shí)體單元擦除后關(guān)聯(lián)為備用區(qū)306(S407-9)。也就是說，在執(zhí)行步驟S407-7與S409-9之后，從備用區(qū)306中所提取的實(shí)體單元會邏輯地屬于數(shù)據(jù)區(qū)304，而從數(shù)據(jù)區(qū)304中所提取的實(shí)體單元會邏輯地屬于備用區(qū)306，由此完成數(shù)據(jù)區(qū)304與備用區(qū)306之間的實(shí)體單元交換。例如，倘若執(zhí)行實(shí)體區(qū)塊交換時，從數(shù)據(jù)區(qū)304中提取實(shí)體單元310-(S+M)，并且從備用區(qū)306中提取實(shí)體單元310-(P)，其中實(shí)體單元310-(S+M)是映射邏輯單元350-M。接著，實(shí)體單元310-(S+M)中的數(shù)據(jù)會被復(fù)制到實(shí)體單元310-(P)中，實(shí)體單元310-(S+M)會被擦除并關(guān)聯(lián)為備用區(qū)306，而實(shí)體單元310-(P)會被關(guān)聯(lián)為數(shù)據(jù)區(qū)304，其中邏輯地址_實(shí)體地址映射表會被更新為邏輯單元350-M映射實(shí)體單元310-(P)。值得一提的是，在本范例實(shí)施例中是以隨機(jī)的方式從數(shù)據(jù)區(qū)304與備用區(qū)306中選擇進(jìn)行交換的實(shí)體單元。然而，在本發(fā)明另一范例實(shí)施例中，存儲器管理模塊110b也可記錄每一實(shí)體單元的擦除次數(shù)，并且選擇在數(shù)據(jù)區(qū)304中擦除次數(shù)較低的實(shí)體單元和在備用區(qū)306中擦除次數(shù)較高的實(shí)體單元來進(jìn)行交換。也就是說，備用區(qū)306中的實(shí)體單元會區(qū)分為高擦除實(shí)體單元與低擦除實(shí)體單元，其中高擦除的實(shí)體單元會被作為進(jìn)行實(shí)體單元交換的實(shí)體單元。例如，備用區(qū)306中的高擦除實(shí)體單元是指擦除次數(shù)高于備用區(qū)306中所有實(shí)體單元的擦除次數(shù)平均值的實(shí)體單元，而低擦除實(shí)體單元是指在備用區(qū)306中擦除次數(shù)低于備用區(qū)306中所有實(shí)體單元的擦除次數(shù)平均值的實(shí)體單元。之后，在步驟S409中會將第一擦除指令執(zhí)行次數(shù)重置歸零，然后返回步驟S403。在此，圖4所繪示的流程會在快閃存儲器存儲系統(tǒng)100關(guān)機(jī)時結(jié)束?；?，通過圖4所示的機(jī)制，可使數(shù)據(jù)區(qū)304與備用區(qū)306中的實(shí)體單元被平均地13使用，進(jìn)而延長快閃存儲器存儲系統(tǒng)100的壽命。值得一提的是，在圖4所示的范例實(shí)施例中是以執(zhí)行擦除指令的次數(shù)來決定是否進(jìn)行數(shù)據(jù)區(qū)304與備用區(qū)306之間的實(shí)體單元交換。然而，在本發(fā)明另一實(shí)施例中，在考量所存儲的數(shù)據(jù)可能因被多次讀取而產(chǎn)生錯誤(此亦稱為讀取干擾(readdisturb))，上述啟動實(shí)體單元交換的時機(jī)還包括判斷在數(shù)據(jù)區(qū)304中的實(shí)體單元被讀取的次數(shù)是否超過一平均讀取干擾啟動值(例如，此平均讀取干擾啟動值是設(shè)定為5000)，倘若數(shù)據(jù)區(qū)304中任一實(shí)體單元被讀取的次數(shù)超過平均讀取干擾啟動值，則將此實(shí)體單元與備用區(qū)306中的實(shí)體單元進(jìn)行上述實(shí)體單元交換程序。請?jiān)賲⒄請D3A，在取代區(qū)330中的實(shí)體單元310-(P+l)310-(N)是替代實(shí)體單元。例如，快閃存儲器芯片130于出廠時會預(yù)留4%的實(shí)體區(qū)塊作為更換使用。也就是說，當(dāng)存儲區(qū)320中的實(shí)體區(qū)塊損毀時，預(yù)留于取代區(qū)330中的實(shí)體區(qū)塊可用以取代損壞的實(shí)體區(qū)塊(即，壞的實(shí)體區(qū)塊(badblock))。因此，倘若取代區(qū)330中仍存有可用的實(shí)體區(qū)塊時，如果發(fā)生實(shí)體區(qū)塊損毀，存儲器管理模塊110b會從取代區(qū)330中提取可用的實(shí)體區(qū)塊來更換損毀的實(shí)體區(qū)塊。倘若取代區(qū)330中無可用的實(shí)體區(qū)塊且發(fā)生實(shí)體區(qū)塊損毀時，快閃存儲器存儲系統(tǒng)100將會被宣告無法再使用。特別是，在本范例實(shí)施例中，屬于取代區(qū)330的實(shí)體區(qū)塊的數(shù)目會超過2000個。值得一提的是，如上所述由于取代區(qū)330中的實(shí)體區(qū)塊是用于取代損毀的實(shí)體區(qū)塊，因此在一般的寫入與擦除運(yùn)作中并不會使用到屬于取代區(qū)330的實(shí)體單元。因此，在本發(fā)明范例實(shí)施例中，存儲器管理模塊110b會在取代區(qū)330與備用區(qū)306之間執(zhí)行好的實(shí)體單元(goodphysicalunit)交換，進(jìn)而使取代區(qū)330中的實(shí)體區(qū)塊亦有機(jī)會被使用。圖5是根據(jù)本發(fā)明一范例實(shí)施例所繪示在備用區(qū)306與取代區(qū)330之間所執(zhí)行的實(shí)體單元交換的流程圖。請參照圖5，當(dāng)快閃存儲器存儲系統(tǒng)100開機(jī)時，首先在步驟S501中存儲器管理模塊110b會設(shè)定取代區(qū)平均磨損啟動值。取代區(qū)平均磨損啟動值是代表啟動取代區(qū)330與備用區(qū)306之間的實(shí)體單元交換的頻率，其中取代區(qū)平均磨損啟動值愈大，啟動實(shí)體單元交換的頻率愈低，反之，取代區(qū)平均磨損啟動值愈小，啟動實(shí)體單元交換的頻率愈高。使用者(例如，存儲系統(tǒng)的制造商)可根據(jù)所使用的快閃存儲器的品質(zhì)以及欲達(dá)成平均磨損的效果來自行設(shè)定取代區(qū)平均磨損啟動值。在本范例實(shí)施例中取代區(qū)平均磨損啟動值是設(shè)定為1000。在步驟S503中，快閃存儲器控制器110會待命并且當(dāng)任一實(shí)體單元被擦除時，存儲器管理模塊110b會計數(shù)第二擦除指令執(zhí)行次數(shù)。例如，存儲器管理模塊110b會將第二擦除指令執(zhí)行次數(shù)加l。之后，在步驟S505中存儲器管理模塊110b會判斷第二擦除指令執(zhí)行次數(shù)是否大于取代區(qū)平均磨損啟動值。倘若在步驟S505中判斷第二擦除指令執(zhí)行次數(shù)大于取代區(qū)平均磨損啟動值時，則在步驟S507中會執(zhí)行實(shí)體單元交換。具體來說，在步驟S507中存儲器管理模塊110b會從取代區(qū)330中隨機(jī)地提取一實(shí)體單元(S507-l)，并且從備用區(qū)306中隨機(jī)地提取一實(shí)體單元(S507-3)，然后將從備用區(qū)306中所提取的實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為取代區(qū)330(S507-5)且將從取代區(qū)330中所提取的實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為備用區(qū)306(S507-7)。也就是說，在執(zhí)行步驟S507-5與S507-7之后，從取代區(qū)330中所提取的實(shí)體單元會邏輯地屬于備用區(qū)306，而從備用區(qū)306中所提取的實(shí)體單元會邏輯地屬于取代區(qū)330，由此完成取代區(qū)330與備用區(qū)306之間的實(shí)體單元交換。例如，倘若執(zhí)行實(shí)體區(qū)塊交換時，從取代區(qū)330中提取實(shí)體單元310-(P+1)，并且從備用區(qū)306中提取實(shí)體單元310-(P)。接著，實(shí)體單元310-(P+l)會關(guān)聯(lián)為備用區(qū)306，而實(shí)體單元310-(P)會被關(guān)聯(lián)為取代區(qū)330。值得一提的是，在本范例實(shí)施例中是以隨機(jī)的方式從取代區(qū)330與備用區(qū)306中選擇進(jìn)行交換的實(shí)體單元。然而，在本發(fā)明另一范例實(shí)施例中，存儲器管理模塊110b也可記錄每一實(shí)體單元的擦除次數(shù)，并且選擇在取代區(qū)330中擦除次數(shù)較低的實(shí)體單元和在備用區(qū)306中擦除次數(shù)較高的實(shí)體單元來進(jìn)行交換。也就是說，備用區(qū)306中的實(shí)體單元會區(qū)分為高擦除的實(shí)體單元與低擦除的實(shí)體單元，其中高擦除的實(shí)體單元會被作為進(jìn)行實(shí)體單元交換的實(shí)體單元。之后，在步驟S509中會將第二擦除指令執(zhí)行次數(shù)重置歸零，然后返回步驟S503。在此，圖5所繪示的流程會在快閃存儲器存儲系統(tǒng)100關(guān)機(jī)時結(jié)束。在本發(fā)明范例實(shí)施例中，存儲器管理模塊110b是通過第二擦除指令次數(shù)來啟動備用區(qū)306與取代區(qū)330之間的實(shí)體單元交換，然而本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明另一范例實(shí)施例中，存儲器管理模塊110b也可記錄每一實(shí)體單元的擦除次數(shù)，并且當(dāng)數(shù)據(jù)區(qū)304與備用區(qū)306實(shí)體單元的平均擦除次數(shù)與取代區(qū)330的實(shí)體單元的平均擦除次數(shù)的差異超過一差異門限值或當(dāng)備用區(qū)306實(shí)體單元的平均擦除次數(shù)與取代區(qū)330的實(shí)體單元的平均擦除次數(shù)的差異超過一差異門限值時，則存儲器管理模塊110b會執(zhí)行備用區(qū)306與取代區(qū)330之間的實(shí)體單元交換。類似地，使用者(例如，存儲系統(tǒng)的制造商)可根據(jù)所使用的快閃存儲器的品質(zhì)以及欲達(dá)成平均磨損的效果來自行設(shè)定差異門限值。在本范例實(shí)施例中，差異門限值是設(shè)定為100。此外，在本發(fā)明一范例實(shí)施例中，存儲器管理模塊110b會建立與維護(hù)一取代實(shí)體單元表(未繪示)來管理取代區(qū)330中的實(shí)體單元。也就是說，存儲器管理模塊110b會使用取代實(shí)體單元表來記錄屬于取代區(qū)330的實(shí)體單元。綜上所述，本發(fā)明在快閃存儲器芯片的數(shù)據(jù)區(qū)與備用區(qū)之間執(zhí)行實(shí)體單元交換，并且在快閃存儲器芯片的取代區(qū)與備用區(qū)之間執(zhí)行實(shí)體單元交換，因此快閃存儲器芯片的實(shí)體區(qū)塊的使用會更為平均，進(jìn)而可大幅延長快閃存儲器存儲系統(tǒng)的壽命。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。1權(quán)利要求一種區(qū)塊管理方法，用于管理多個快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊，該區(qū)塊管理方法包括將這些快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊分組為多個實(shí)體單元；將這些實(shí)體單元邏輯地分組為一數(shù)據(jù)區(qū)、一備用區(qū)與一取代區(qū)；在該數(shù)據(jù)區(qū)與該備用區(qū)之間執(zhí)行一第一實(shí)體單元交換；以及在該備用區(qū)與該取代區(qū)之間執(zhí)行一第二實(shí)體單元交換，其中該第二實(shí)體單元交換是交換在該備用區(qū)與該取代區(qū)中好的這些實(shí)體單元。2.如權(quán)利要求1所述的區(qū)塊管理方法，其中執(zhí)行該第一實(shí)體單元交換的步驟包括從屬于該數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第一實(shí)體單元；從屬于該備用區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第二實(shí)體單元；將該第一實(shí)體單元中所存儲的數(shù)據(jù)復(fù)制到該第二實(shí)體單元中；將該第一實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于該備用區(qū)；以及將該第二實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于該數(shù)據(jù)區(qū)。3.如權(quán)利要求1所述的區(qū)塊管理方法，其中在該備用區(qū)與該取代區(qū)之間執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括當(dāng)對這些實(shí)體單元執(zhí)行一擦除指令時，計數(shù)一擦除指令執(zhí)行次數(shù)；以及當(dāng)該擦除指令執(zhí)行次數(shù)大于一取代區(qū)平均磨損啟動值時，則執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換。4.如權(quán)利要求1所述的區(qū)塊管理方法，其中在該備用區(qū)與該取代區(qū)之間執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括記錄屬于該數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元與該備用區(qū)的實(shí)體單元的一第一平均擦除次數(shù)；記錄屬于該取代區(qū)的實(shí)體單元的一第二平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)該第一平均擦除次數(shù)與所述第二平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換。5.如權(quán)利要求1所述的區(qū)塊管理方法，其中在該備用區(qū)與該取代區(qū)之間執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括記錄屬于該備用區(qū)的實(shí)體單元的一第三平均擦除次數(shù)；記錄屬于該取代區(qū)的實(shí)體單元的一第四平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)該第三平均擦除次數(shù)與所述第四平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換。6.如權(quán)利要求1所述的區(qū)塊管理方法，其中執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換的步驟包括從屬于該備用區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第三實(shí)體單元；從屬于該取代區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第四實(shí)體單元；將該第三實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于該取代區(qū)；以及將該第四實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于該備用區(qū)。7.如權(quán)利要求1所述的區(qū)塊管理方法，還包括維護(hù)一取代實(shí)體單元表，其中該取代實(shí)體單元表中記錄屬于該取代區(qū)的實(shí)體單元。8.如權(quán)利要求6所述的區(qū)塊管理方法，還包括記錄每一這些實(shí)體單元的一擦除次數(shù)；以及根據(jù)這些擦除次數(shù)將屬于該備用區(qū)的實(shí)體區(qū)塊區(qū)分為一高擦除區(qū)與一低擦除區(qū)，其中從屬于該備用區(qū)的實(shí)體單元之中選擇該第三實(shí)體單元的步驟包括從該高擦除區(qū)中選擇該第三實(shí)體單元。9.一種快閃存儲器控制器，用于管理一快閃存儲器存儲系統(tǒng)的多個快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊，該快閃存儲器控制器包括一微處理器單元；一快閃存儲器接口模塊，耦接至該微處理器單元；一主機(jī)接口模塊，耦接至該微處理器單元；一緩沖存儲器，耦接至該微處理器單元；以及一存儲器管理模塊，耦接至該微處理器單元，其中該存儲器管理模塊將這些快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊分組為多個實(shí)體單元并且將這些實(shí)體單元邏輯地分組為一數(shù)據(jù)區(qū)、一備用區(qū)與一取代區(qū)，其中該存儲器管理模塊在該數(shù)據(jù)區(qū)與該備用區(qū)之間執(zhí)行一第一實(shí)體單元交換，以及在該備用區(qū)與該取代區(qū)之間執(zhí)行一第二實(shí)體單元交換，其中該第二實(shí)體單元交換是用以交換在該備用區(qū)與該取代區(qū)中好的這些實(shí)體單元。10.如權(quán)利要求9所述的快閃存儲器控制器，其中該存儲器管理模塊執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括下述步驟當(dāng)對這些實(shí)體單元執(zhí)行一擦除指令時，計數(shù)一擦除指令執(zhí)行次數(shù)；以及當(dāng)該擦除指令執(zhí)行次數(shù)大于一取代區(qū)平均磨損啟動值時，則執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換。11.如權(quán)利要求9所述的快閃存儲器控制器，其中該存儲器管理模塊執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括下述步驟記錄屬于該數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元與該備用區(qū)的實(shí)體單元的一第一平均擦除次數(shù)；記錄屬于該取代區(qū)的實(shí)體單元的一第二平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)該第一平均擦除次數(shù)與所述第二平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換。12.如權(quán)利要求9所述的快閃存儲器控制器，其中該存儲器管理模塊執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括下述步驟記錄屬于該備用區(qū)的實(shí)體單元的一第三平均擦除次數(shù)；記錄屬于該取代區(qū)的實(shí)體單元的一第四平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)該第三平均擦除次數(shù)與所述第四平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換。13.如權(quán)利要求9所述的快閃存儲器控制器，其中該存儲器管理模塊執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括下述步驟從屬于該備用區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第三實(shí)體單元；從屬于該取代區(qū)的實(shí)體單元之中選擇一第四實(shí)體單元；將該第三實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于該取代區(qū)；以及將該第四實(shí)體單元關(guān)聯(lián)為屬于該備用區(qū)。14.如權(quán)利要求13所述的快閃存儲器控制器，其中該存儲器管理單元記錄每一這些實(shí)體單元的一擦除次數(shù)，并且根據(jù)這些擦除次數(shù)將屬于該備用區(qū)的實(shí)體區(qū)塊區(qū)分為一高擦除區(qū)與一低擦除區(qū)，其中該存儲器管理單元從該高擦除區(qū)中選擇該第三實(shí)體單元。15.—種快閃存儲器存儲系統(tǒng)，包括一快閃存儲器芯片，具有多個快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊；一連接器；以及一快閃存儲器控制器，電性連接至該快閃存儲器芯片與該連接器，其中該快閃存儲器控制器將這些快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊分組為多個實(shí)體單元并且將這些實(shí)體單元邏輯地分組為一數(shù)據(jù)區(qū)、一備用區(qū)與一取代區(qū)，其中該快閃存儲器控制器在該數(shù)據(jù)區(qū)與該備用區(qū)之間執(zhí)行一第一實(shí)體單元交換，以及在該備用區(qū)與該取代區(qū)之間執(zhí)行一第二實(shí)體單元交換，其中該第二實(shí)體單元交換是用以交換在該備用區(qū)與該取代區(qū)中好的這些實(shí)體單元。16.如權(quán)利要求15所述的快閃存儲器存儲系統(tǒng)，其中該快閃存儲器控制器執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括下述步驟當(dāng)對這些實(shí)體單元執(zhí)行一擦除指令時，計數(shù)一擦除指令執(zhí)行次數(shù)；以及當(dāng)該擦除指令執(zhí)行次數(shù)大于一取代區(qū)平均磨損啟動值時，則執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換。17.如權(quán)利要求15所述的快閃存儲器存儲系統(tǒng)，其中該快閃存儲器控制器執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括下述步驟記錄屬于該數(shù)據(jù)區(qū)的實(shí)體單元與該備用區(qū)的實(shí)體單元的一第一平均擦除次數(shù)；記錄屬于該取代區(qū)的實(shí)體單元的一第二平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)該第一平均擦除次數(shù)與所述第二平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換。18.如權(quán)利要求15所述的快閃存儲器存儲系統(tǒng)，其中該快閃存儲器控制器執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換包括下述步驟記錄屬于該備用區(qū)的實(shí)體單元的一第三平均擦除次數(shù)；記錄屬于該取代區(qū)的實(shí)體單元的一第四平均擦除次數(shù)；以及當(dāng)該第三平均擦除次數(shù)與所述第四平均擦除次數(shù)的一差異值大于一差異門限值時，則執(zhí)行該第二實(shí)體單元交換。19.如權(quán)利要求15所述的快閃存儲器存儲系統(tǒng)，其中屬于該取代區(qū)的實(shí)體區(qū)塊的數(shù)目大于2000。20.如權(quán)利要求15所述的快閃存儲器存儲系統(tǒng)，其中該快閃存儲器芯片包括至少4個快閃存儲器模塊。全文摘要用于快閃存儲器的區(qū)塊管理方法及其存儲系統(tǒng)與控制器。該區(qū)塊管理方法，用于管理快閃存儲器存儲系統(tǒng)的多個快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊。此區(qū)塊管理方法包括將快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊分組為多個實(shí)體單元，并且將實(shí)體單元邏輯地分組為一數(shù)據(jù)區(qū)、一備用區(qū)與一取代區(qū)。此區(qū)塊管理方法也包括在數(shù)據(jù)區(qū)與備用區(qū)之間執(zhí)行第一實(shí)體單元交換，以及在備用區(qū)與取代區(qū)之間執(zhí)行第二實(shí)體單元交換。因此，根據(jù)此區(qū)塊管理方法可有效地平均使用快閃存儲器實(shí)體區(qū)塊，進(jìn)而延長快閃存儲器存儲系統(tǒng)的壽命。文檔編號G06F12/06GK101788954SQ20091000985公開日2010年7月28日申請日期2009年1月24日優(yōu)先權(quán)日2009年1月24日發(fā)明者葉志剛申請人:群聯(lián)電子股份有限公司