TWI585586B

TWI585586B - Data acquisition device and method thereof

Info

Publication number: TWI585586B
Application number: TW100139522A
Authority: TW
Inventors: Guo-He Huang; Rui-Lin Yan; Zheng-Zhong Ye; jun-qi Ye
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2017-06-01
Also published as: TW201317786A

Description

資料擷取裝置及其方法

本發明係有關於一種資料處理裝置及其方法，尤其是指一種資料擷取裝置及其方法。

隨著科技的蓬勃發展，對於資料儲存容量之需求係日益增加。用以儲存資料的非依電性記憶體(Non-volatile memory，或稱為非揮發性記憶體)中，快閃記憶體(Flash memory)具有高儲存密度、低耗電特性、有效的存取效率與合理價格成本等優點，因此，已成為時下主流的儲存媒體。而結構緊實的快閃記憶體係利於設置於電子裝置內，包括數位相機、數位錄放影機、數位音樂播放機、手持式個人電腦、與定位導航裝置等，或者製作為記憶卡與隨身碟等儲存裝置上。

快閃記憶體在電源關閉時仍可保存先前寫入的資料。與其他儲存媒體(如硬碟、軟碟或磁帶等)比較，快閃記憶體有體積小、重量輕、防震動、存取時無機械動作延遲與低耗電等特性。由於快閃記憶體的這些特性，因此近年來消費性電子產品、嵌入式系統或可攜式電腦等資料儲存媒體皆大量採用。

快閃記憶體主要可分兩種：NOR型快閃記憶體與NAND型快閃記憶體。NOR型快閃記憶體的優點為低電壓、存取快且穩定性高，因此已被大量應用於可攜式電子裝置及電子通言訊裝置，諸如個人電腦(Personal Computer，PC)、行動電話、個人數位助理 (Personal Digital Assistance，PDA)以及轉頻器(Set-top Box，STB)等。NAND型快閃記憶體是專門為資料儲存用途而設計之快閃記憶體，通常應用於儲存並保存大量的資料的儲存媒介，如可攜式記憶卡(SD Memory Card，Compact Flash Card，Memory Stick等等)。

然而，快閃記憶體在硬體製程上的特性，造成兩項使用上的限制，(1)快閃記憶體中的儲存區塊所儲存的資料經過一段長時間沒更新該資料時，該記憶單元所儲存的電荷則會有漏電的可能，如此則會造成資料遺失；(2)在快閃記憶體中的每一儲存區塊皆有抹除次數的限制，當某一快閃記憶體區塊寫入/抹除週期超過一上限值時，該儲存區塊內的資料可靠度會急速下降且舊有的快閃記憶體控制器主要控制邏輯區塊與實體區塊間的對應原理，而對於平均化每一儲存區塊的抹除次數並無特別設計，因而容易使得每一儲存區塊使用不均，而造成整個快閃記憶體的壽命減短。另一方面對於儲存於快閃記憶體中的資料，經過長時間，若不對其做一些特別處理，例如：重新程式化，亦容易有長時間資料保存之問題，然而，即使解決了均勻抹除資料不平均的問題，快閃記憶體仍然有快閃記憶體容易漏電而造成資料遺失的問題，因此為了確保資料完整，而不易受到因儲存區塊漏電使得資料遺失，所以避免漏電之影響為現今快閃記憶體之一大重要課題。

因此，本發明即在針對上述問題而提出一種資料擷取裝置及其方法，不僅可改善上述習用缺點，又可達到使每一區塊能均勻抹除與長時間資料保存之功能，以解決上述問題。

本發明目的之一，在於提供一種資料擷取裝置及其方法，其藉由控制器偵測儲存區塊之至少一儲存區塊的一儲存狀態，而達到使每一儲存區塊能長時間資料保存功能之目的。

本發明之目的之一，在於提供一種資料擷取裝置及其方法，其藉由控制器依據一參考儲存時間比較一儲存驅動的一儲存時間，得知該儲存區塊之該資料的儲存時間是否超過該門檻值，達到使每一儲存區塊能均勻抹除之目的。

本發明之目的之一，在於提供一種資料擷取裝置及其方法，其藉由一控制器判斷儲存區塊讀取/寫入該資料的次數小於一參考讀取/寫入次數，則判斷該儲存區塊之資料的儲存時間超過門檻值，達到使每一儲存區塊能均勻抹除之目的。

本發明為一種資料擷取裝置及其方法，其包含一儲存單元、一控制器，儲存單元包含複數儲存區塊，分別儲存至少一資料，控制器儲存資料並偵測儲存區塊之一儲存狀態，控制器依據該些儲存區塊之至少一儲存區塊之儲存狀態而讀取資料而儲存至其他儲存區塊，如此，即可達到使每一區塊能均勻抹除與長時間資料保存功能之目的。

再者，該本發明之資料擷取裝置的控制器依據至少一參考狀態，比較每一儲存區塊之儲存狀態，得知每一該儲存區塊之資料的儲存時間是否超過一門檻值，其中，參考狀態為一參考儲存時間，儲存狀態為資料儲存於儲存區塊的一儲存時間，控制器依據參考儲存時間比較儲存時間，得知儲存區塊之資料的儲存時間是否超過門檻值，而可達到使每一區塊能均勻抹除與長時間資料保存功能之目的。

又，上述參考狀態為一參考讀取/寫入次數，而儲存狀態為儲存區塊讀取/寫入資料的次數，控制器判斷儲存區塊讀取/寫入資料的次數小於參考讀取/寫入次數，則判斷儲存區塊之資料的儲存時間超過門檻值，而可達到使每一區塊能均勻抹除與長時間資料保存功能之目的。

茲為使貴審查委員對本發明之技術特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：

10‧‧‧資料擷取裝置

102‧‧‧資料

104‧‧‧資料

106‧‧‧資料

12‧‧‧控制器

14‧‧‧儲存單元

141‧‧‧第一分割區

142A‧‧‧第一儲存區塊

142B‧‧‧第一儲存區塊

142C‧‧‧第一儲存區塊

142D‧‧‧第一儲存區塊

142E‧‧‧第一儲存區塊

142F‧‧‧第一儲存區塊

142G‧‧‧第一儲存區塊

142H‧‧‧第一儲存區塊

143‧‧‧第二分割區

144A‧‧‧第二儲存區塊

144B‧‧‧第二儲存區塊

144C‧‧‧第二儲存區塊

144D‧‧‧第二儲存區塊

144E‧‧‧第二儲存區塊

144F‧‧‧第二儲存區塊

144G‧‧‧第二儲存區塊

144H‧‧‧第二儲存區塊

16‧‧‧對照表

20‧‧‧主機

第一圖係本發明之資料擷取裝置之一較佳實施例之方塊圖；第二A圖係本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之一較佳實施例之方塊圖；第二B圖係本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之另一較佳實施例之方塊圖；第三A圖係本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之另一較佳實施例之方塊圖；第三B圖係本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之另一較佳實施例之方塊圖；第四A圖係本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之另一較佳實施例之方塊圖；第四B圖係本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之另一較佳實施例之方塊圖；第五A圖係本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之另一較佳實施例之方塊圖；第五B圖係本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之另一較佳實施例之方塊圖；第六圖係本發明之資料擷取裝置之另一較佳實施例之方塊圖；以及第七圖係本發明之資料擷取方法之一較佳實施例之流程圖。

首先，請參閱第一圖，其為本發明之資料擷取裝置之一較佳實施例之方塊圖。如圖所示，本發明之資料擷取裝置10包含一控制器12與一儲存單元14，其中儲存單元14包含一第一分割區域141與一第二分割區域143。第一分割區域141包含複數第一儲存區塊142A-142H，而第二分割區域143包含複數第二儲存區塊144A-144H。此外，資料擷取裝置10更包含一對照表16。

本實施例之資料擷取裝置10係連接至主機20，以傳送資料至主機20或接收主機20所傳送之資料，控制器12係連接儲存單元14，用以儲存資料至該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H，並偵測該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H之儲存狀態，且控制器12更可依據主機20之讀取命令將該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H之其中至少一儲存區塊所儲存之資料讀取至主機20。

承接上述，控制器12依據該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H之至少一儲存區塊之該儲存狀態而讀取資料並儲存至其他儲存區塊，如此，即可達到使每一儲存區塊能均勻抹除與長時間資料保存功能之目的。其中，控制器12係針對一參考狀態進行比較，以比較每一第一儲存區塊142A-142H與每一第二儲存區塊144A-144H之儲存狀態，進而得知每一第一儲存區塊142A-142H或每一第二儲存區塊144A-144H之資料的儲存時間是否超過一門檻值，而讀取資料並儲存至其他儲存區塊。

請一併參閱第二A圖與第二B圖，其為本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之一較佳實施例與另一較佳實施例之示意圖。如圖所示，本發明之資料擷取裝置10之每一儲存區塊142A-142H、144A-144H之儲存狀態為資料之儲存時間，控制器12係以一參考儲存時間作為參考狀態，藉此依據參考狀態針對每一儲存區塊142A-142H、144A-144H進行比較，而判斷該儲存區塊之該資料的儲存時間是否超過該門檻值，也就是控制器12一旦將資料存入該些儲存區塊之其中一儲存區塊時或是每隔一段時間，控制器12隨即依據參考狀態比較資料所存入之一儲存區塊之儲存狀態，以確認是否將資料搬移至其他儲存區塊，以避免漏電影響資料擷取裝置10，而造成漏電影響到儲存裝置10之資料存取，並避免資料遺失的問題。

復參閱第二A圖，第一分割區141之第一儲存區塊142B之資料儲存時間為1秒，而相鄰之第一儲存區塊142A的資料儲存時間為0.5秒，另一相鄰之第一儲存區塊142C為0.7秒，因此第一儲存區塊142B之參考儲存時間為相鄰之儲存區塊的資料儲存時間平均值，也就是0.6秒，如此，第一儲存區塊142B已超過參考儲存時間，因此控制器12將第一儲存區塊142B所儲存之資料102讀取出並儲存至第一儲存區塊142H。如此，可避免資料102儲存於第一儲存區塊142B過久而漏電造成資料遺失的問題。同理，復參閱第二B圖，第一儲存區塊142D對應資料104之資料儲存時間為0.4秒，第一儲存區塊142C為0.5秒，第一儲存區塊142E為0.7秒，因此第一儲存區塊142D之相鄰儲存區塊的平均儲存時間為0.6秒，而第一儲存區塊142D之儲存時間小於0.6秒，所以第一儲存區142C所儲存之資料不須搬移。

請一併參閱第三A圖與第三B圖，其為本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之另一較佳實施例之示意圖。其中第二A圖至第二B圖與第三A圖誌第三B圖之差異在於第二A圖至第二B圖以受測之儲存區塊的相鄰儲存區塊的儲存時間的平均值作為參考儲存時間，以比較受偵測之儲存區塊，而第三A圖至第三B圖以預設之單一參考儲存時間分別比較每一儲存區塊的儲存時間。如圖所示，本發明之資料擷取裝置10更預設一參考儲存時間為參考狀態，控制器12統一依據預設之參考儲存時間比較受偵測之每一儲存區塊的儲存時間，以判斷每一儲存區塊之資料的儲存時間是否超過參考儲存時間，而決定儲存區塊之資料的儲存時間超過門檻值(參考儲存時間)，進而判斷是否將資料搬移至其他儲存區塊，其中本實施例係將該預設之參考儲存時間設置於控制器12中，但本發明並不限於此，更可將該預設之參考儲存時間設置於其他儲存元件中，例如：儲存單元14或儲存裝置10之系統記憶體(圖未示)中。

復參閱第三A圖，控制器12所預設之參考儲存時間為0.5秒，第一分割區141之第一儲存區塊142A為0.5秒，第一儲存區塊142B之資料儲存時間為1秒，第一儲存區塊142C為0.7秒，因此第一儲存區塊142B與第一儲存區塊142C之儲存時間超過預設之參考儲存時間0.5秒，因此控制器12將第一儲存區塊142A所儲存之第一資料102維持不動，並將第一儲存區塊142B所儲存之第二資料104讀取出並儲存至第一儲存區塊142H以及將第一儲存區塊142C所儲存之第三資料106讀取出並儲存至第二儲存區塊144B。如此，可避免第一資料102與第二資料儲存於儲存區塊之儲存時間過久而受到漏電影響，進而避免資料遺失的問題。

同理，復參閱第三B圖，控制器12所預設之參考儲存時間同樣地為0.5秒，而第一儲存區塊142C對應第一資料102之資料儲存時間為0.4秒，第一儲存區塊142D對應第二資料104之資料儲存時間為0.5秒，第一儲存區塊142E對應第三資料106之資料儲存時間為0.3秒，因此，第一儲存區塊142C至第一儲存區塊142E之儲存時間皆小於或等於0.5秒，所以控制器12判斷第一儲存區塊142C至第一儲存區塊142E所儲存之資料102、104、106不須搬移。

請一併參閱第四A圖與第四B圖，其為本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之另一較佳實施例之示意圖。如圖所示，本發明之資料擷取裝置10之每一儲存區塊142A-142H，144A-144H的儲存狀態為資料讀取/寫入次數，因此資料擷取裝置10所採用之參考狀態即為一參考讀取/寫入次數，而參考讀取/寫入次數為受偵測之儲存區塊之相鄰儲存區塊的資料讀取/寫入次數的平均值，且儲存狀態為儲存區塊讀取/寫入資料的次數，控制器12依據儲存區塊之讀取/寫入資料的次數小於參考讀取/寫入次數而判斷儲存區塊所儲存之資料的儲存時間已超過儲存時間之門檻值，所以控制器12讀取該資料並儲存至其他儲存區塊；當控制器12依據儲存區塊之讀取/寫入資料的次數大於參考讀取/寫入次數而判斷儲存區塊所儲存之資料的儲存時間未超過儲存時間之門檻值，所以控制器12不讀取該資料並儲存至其他儲存區塊。

承上所述，如第四A圖所示，第一分割區141之該些第一儲存區塊142A-142H與第二分割區143之該些第二儲存區塊144A-144H為依序排列，第一儲存區塊142B之儲存狀態為讀取/寫入次數10次，該參考狀態為一參考讀取/寫入次數，其依據相鄰儲存區塊之讀取/寫入次數所得之一平均讀取/寫入次數而取得參考讀取/寫入次數，而第一儲存區塊142B係相鄰於第一儲存區塊142A與第一儲存區塊142C，第一儲存區塊142A之讀取/寫入次數為100次，第一儲存區塊142C之讀取/寫入次數為80次，所以第一儲存區塊142B之參考讀取/寫入次數為(100次+80次)/2，亦即參考讀取/寫入次數為90次，因此，控制器12依據第一儲存區塊142B之讀取/寫入次數10次小於參考讀取/寫入次數90次，而判斷第一儲存區塊142B所儲存之資料已超過儲存區塊預定之門檻值，所以，控制器12判斷將第一儲存區塊142B之資料讀取至第一儲存區塊142H並儲存。

復參閱第四B圖，該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H之儲存狀態為記錄讀取/寫入次數，且參考狀態為一參考讀取/寫入次數，同理，第一儲存區塊142A之讀取/寫入次數為100次，控制器12依據第一儲存區塊142A之讀取/寫入次數100次等於參考讀取/寫入次數100次，所以控制器12判斷將第一儲存區塊142A之資料不需要搬移，而繼續儲存於第一儲存區塊142A。

請一併參閱第五A圖與第五B圖，其為本發明之資料擷取裝置之儲存狀態之另一較佳實施例之示意圖。其中第四A圖至第四B圖與第五A圖至第五B圖之差異在於第四A圖至第四B圖以受測之儲存區塊的相鄰儲存區塊的讀取/寫入次數的平均值作為參考讀取/寫入次數，以比較受偵測之儲存區塊，第五A圖至第五B圖以預設之單一參考讀取/寫入次數分別比較每一儲存區塊的讀取/寫入次數。如圖所示，本發明之儲存裝置10更預設一參考讀取/寫入次數，控制器12統一依據該預設之參考讀取/寫入次數比較受偵測之每一儲存區塊的讀取/寫入次數，以判斷每一儲存區塊之資料的讀取/寫入次數是否超過門檻值(即參考讀取/寫入次數)，進而判斷是否將資料搬移至其他儲存區塊，其中本實施例係將該預設之參考讀取/寫入次數設置於控制器12中，但本發明並不限於此，更可將該預設之參考讀取/寫入次數設置於其他儲存元件中，例如：儲存單元14或儲存裝置10之系統記憶體(圖未示)中。

復參閱第五A圖，控制器12所預設之參考讀取/寫入次數為90次，第一分割區141之第一儲存區塊142A為100次，第一儲存區塊142B之讀取/寫入次數為80次，第一儲存區塊142C為110次，因此第一儲存區塊142A與第一儲存區塊142C之讀取/寫入次數超過預設之參考讀取/寫入次數90次，因此控制器12將第一儲存區塊142B所儲存之第二資料104維持不動，並將第一儲存區塊142A所儲存之第一資料102讀取出並儲存至第一儲存區塊142H以及將第一儲存區塊142C所儲存之第三資料106讀取出並儲存至第二儲存區塊144B。如此，可避免第一資料102與第三資料106儲存於儲存區塊之儲存時間過久而受到漏電影響，進而避免資料遺失的問題。

同理，復參閱第五B圖，控制器12所預設之參考讀取/寫入次數同樣地為90次，而第一儲存區塊142C對應第一資料102之讀取/寫入次數為80次，第一儲存區塊142D對應第二資料104之讀取/寫入次數為90次，第一儲存區塊142E對應第三資料106之讀取/寫入次數為70次，因此，第一儲存區塊142C至第一儲存區塊142E之儲存時間皆等於或小於90次，所以控制器12判斷第一儲存區塊142C至第一儲存區塊142E所儲存之資料102、104、106不須搬移。

此外，對照表16係記錄該儲存單元10之該些第一儲存區塊 142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H用以儲存資料間的對應關係，即對照表16是用以記錄該儲存單元之該些儲存區塊用以儲存該資料之對應儲存區塊，也就是控制器12針對已寫入資料之儲存區塊進行記錄並儲存於對照表16。因此，控制器12於完成儲存資料之動作時一併更新對照表16之記錄，例如：控制器12讀取第一儲存區塊142A之資料102讀取並儲存至第一儲存區塊142H時，控制器12隨即更新對照表16之記錄，而記錄資料102、104儲存於第一儲存區塊142H。

請參閱第六圖，其為本發明之資料擷取裝置之另一較佳實施例之方塊圖。其中第一圖與第六圖之差異在於第一圖之該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H為依序排列，第六圖之該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H為亂數排列。如圖所示，儲存單元14在經過均勻抹除與長時間資料保存演算法運作過後，其該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H之排列方法會從一開始的依序排列(如第一圖所示)，逐漸變成亂數排列(如第六圖所示)。而對照表16係記錄該儲存單元10之該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H，因此不論儲存單元14之該些儲存區塊142A-142H，144A-144H如何亂數排序，控制器12可藉由對照表16獲得該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H之對應位置，以將資料儲存至對應之儲存區塊。

請參閱第七圖，其為本發明之資料擷取方法之一較佳實施例之流程圖。如圖所示，本發明之資料擷取方法係應用於一資料擷取裝置10，該資料擷取方法首先按步驟S100所示，將至少一資料儲存至一儲存單元，其中儲存單元係如第一圖所示之儲存單元14包含第一分割區141與第二分割區143，第一分割區141包含該些第一儲存區塊142A-142H，第二分割區143包含該些第二儲存區塊144A-144H，且第一分割區141與第二分割區143更可如第六圖所示，該些儲存區塊142A-142H、144A-144H由依序排列逐漸為亂數排列；接續按步驟S110所示，資料擷取裝置10之控制器12係偵測該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H之儲存狀態；接續依據步驟S120所示，控制器12依據該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H之至少一儲存區塊之儲存狀態判斷是否讀取資料並儲存至其他儲存區塊，若儲存狀態為資料讀取/寫入次數時，當儲存區塊之儲存狀態大於參考狀態時，控制器12執行步驟S130，當儲存區塊之儲存狀態小於參考狀態時，控制器12執行步驟S140；若儲存狀態為儲存時間時，當儲存區塊之儲存狀態小於參考狀態時，控制器12執行步驟S130，當儲存區塊之儲存狀態大於參考狀態時，控制器12執行步驟S140。

接續，依據步驟S130所示，控制器12判斷儲存區塊所儲存之資料不讀取並儲存至其他儲存區塊；按步驟S140所示，控制器12判斷儲存單元14之儲存區塊所儲存之資料需要讀取並儲存至其他儲存區塊。最後，依據步驟S150所示，控制器12紀錄儲存單元16之該些第一儲存區塊142A-142H與該些第二儲存區塊144A-144H之儲存狀態並儲存至對照表16中。其中，控制器12係以資料之讀取/寫入次數或以資料之抹除次數作為參考狀態與儲存狀態。

綜上所述，本發明之資料擷取裝置及其方法係用以避免資料長時間儲存於儲存裝置中而受到漏電之影響，導致資料流失。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。