自动备份闪存存储数据的存储系统和方法.pdf

一种自动备份闪存存储数据的存储系统，其包含闪存、侦测单元以及驱动单元。闪存用来储存第一档案。侦测单元用来侦测闪存内第一档案存取的次数。驱动单元耦接于该闪存，用来于该第一档案的存取次数超过默认值时，将该第一档案复制产生至少一第二档案，并将该至少一第二档案储存于该闪存中。

1.  一种自动备份闪存存储数据的存储系统，其包含：
一闪存，用来存储第一档案；其特征在于：所述存储系统包含：
一侦测单元，用来侦测所述闪存内第一档案存取的次数；以及
一驱动单元，耦接于所述闪存，用来于所述第一档案的存取次数超过一默认值时，将所述第一档案复制产生至少一第二档案，并将所述至少一第二档案存储于所述闪存中。

2.  根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于：所述闪存是NAND闪存。

3.  根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于：所述驱动单元另用来判断每一档案的格式。

4.  根据权利要求3所述的存储系统，其特征在于：所述驱动单元用来于判断所述第一档案的格式属于一预设格式且所述第一档案的存取次数超过该默认值时，将所述第一档案复制产生至少一第二档案，并将所述至少一第二档案存储于所述闪存中。

5.  根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于：所述存储系统另包含控制器，所述驱动单元用来于接收一第二存取命令以读取所述第一档案时，驱动所述控制器随机地存取所述第一档案或是所述至少一第二档案。

6.  根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于：所述驱动单元用来于接收第二存取命令以读取所述第一档案时，依照第一档案以及所述至少一第二档案被存取的次数，决定存取所述第一档案或是所述至少一第二档案。

7.  一种自动备份闪存存储数据的方法，其包含：
侦测一闪存内一第一档案存取的次数；以及
当所述档案的存取次数超过一默认值时，将所述第一档案复制产生至少一第二档案，并将所述至少一第二档案存储于所述闪存中。

8.  根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述闪存是NAND闪存。

9.  根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述方法另包含判断所述闪存内所述档案的格式。

10.  根据权利要求9所述的方法，其特征在于：当所述第一档案的格式属于一预设格式且所述第一档案的存取次数超过所述默认值时，将所述第一档案复制产生至少一第二档案，并将所述至少一第二档案存储于所述闪存中。

11.  根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述驱动单元用来于接收一第二存取命令以读取该第一档案时，随机地存取所述第一档案或是所述至少一第二档案。

12.  根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述方法另包含：
当接收一第二存取命令以读取所述第一档案时，依照所述第一档案以及所述至少一第二档案被存取的次数，决定存取所述第一档案或是所述至少一第二档案。

自动备份闪存存储数据的存储系统和方法
技术领域
本发明是有关一种自动多次备份闪存之档案的存储系统以及方法，更具体来说，是关于一种依据判读档案存取次数来自动多次备份闪存档案的存储系统以及方法。
背景技术
闪存(Flash Memory)为非挥发性(non-volatile)的内存，在电源关闭时仍可保存先前写入的数据。与其它存储媒体(如硬盘、软盘或磁带等)比较，闪存有体积小、重量轻、防震动、存取时无机械动作延迟与低耗电等特性。由于闪存的这些特性，因此近年来消费性电子产品、嵌入式系统或可携式计算机等数据存储媒体皆大量采用。
闪存主要可分两种：NOR型闪存与NAND型闪存。NOR型闪存的优点为低电压、存取快且稳定性高，因此已被大量应用于可携式电子装置及电子通讯装置，诸如个人计算机(Personal Computer，PC)、行动电话、个人数字助理(Personal Digital Assistance，PDA)以及转频器(Set-top Box，STB)等。NAND型闪存是专门为数据存储用途而设计之闪存，通常应用于存储并保存大量的数据的存储媒介，如可携式记忆卡(SD Memory Card，Compact Flash Card，Memory Stick等等)。
闪存内部由若干个区块(block)所组成。每一区块包含若干个页面(page)，每一页面则可分为数据存储区段以及备用区段(spare area)，数据存储区段的数据容量可为2048个字节，用来存储使用数据，备用区段的数据容量可为64个字节，用来存储负责更正数据错误的错误更正码(Error Correction Code，ECC)。
然而，闪存本身无法原地直接更改数据(update-in-place)，也就是说，若要对已写过数据位置再次写入数据时，必须先执行抹除的动作。而且NAND闪存写入单位为页，而抹除单位为区块。所以当向芯片发出写入请求时，必须先抹除一整个区块，才能把数据写入至该区块的页。而且一般来说一个区块抹除动作需要的时间约为一个页写入动作时间的10～20倍。如果当一个抹除的单位大于写入的单位，这表示若要执行区块抹除动作，必须先将欲抹除区块中的有效页搬移至其它区块后才可进行。
再者，闪存的抹除次数(limited erase counts)有限制。这是因为当闪存在执行写入或读取运作时，由于现实中的电容皆具有漏电的现象，因此当闪存重复写入或读取超过十万次之后，就会导致该电容所存储的电位差不足以使得漂浮闸所存储的电荷不足，进而造成该闪存所存储的数据遗失，严重者更可能会使该闪存开始衰减且无法执行读取的运作。也就是说，若某一区块经常被抹除而超过可用次數的话，会造成此区块写入/抹除动作错误。当一个闪存区块因为抹除次数过多，而造成无法正确读出数据时，即称此区块被写穿。
由于闪存有此种寿命限制，因此如何确保在闪存页面被写穿的情况下，仍能正确存取数据，便成为一个重要的课题。目前习知的解决方法是在存取数据之前，先判断页面之前被存取的次数，再将数据写入至使用次数较少的页面内，以确保每一页面被使用的次数较为平均。然而，使用次数越多的页面表示被写穿的机率较高，但并不一定表示下一次写入资料时一定会发生写穿的现象，相对地，使用次数越少的页面表示被写穿的机率较低，但并不一定表示下一次存取数据时一定不会发生写穿的现象。故依据使用次数决定写入数据页面的机制仍有其缺点，因此仍有改善的必要。
发明内容
有鉴于此，本发明是提供一种自动多次备份的存储系统，用来依据档案存取的次数将原有档案复制存储于闪存中，以避免未来原有档案毁损时，仍有备份文件以作存取之用。
本发明之一目的是提供一种自动多次备份的存储系统，其包含闪存、侦测单元以及驱动单元。该闪存用来存储若干个档案。该侦测单元用来侦测记录每一闪存内每一档案存取的频率。该驱动单元耦接于该侦测单元以及该闪存，用来于该若干个档案的第一档案的存取次数超过第一默认值时，将该第一档案复制产生第二档案，并将该第二档案存储于闪存中。
依据本发明的实施例，该闪存是NAND闪存。
本发明的另一目的是提供一种自动备份闪存存储数据的方法，其包含：侦测闪存内第一档案存取的次数；以及当该档案的存取次数超过默认值时，将该第一档案复制产生至少第二档案，并将该第二档案存储于闪存中。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1是本发明用来自动备份闪存档案的系统的功能方块图。
图2是本发明自动多次备份闪存的档案的方法流程图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明用来自动备份闪存档案之系统的功能方块图。系统包含主机10以及闪存存储装置20。主机10可为桌上型计算机、笔记本计算机、工业计算机或可录放DVD播放装置等等，其包含操作系统30、控制器40、驱动单元60以及侦测单元50。闪存存储装置20包含NAND闪存，用来存储数据。闪存存储装置20是SD(Secure Digital)记忆卡、MMC(MultiMedia Card)记忆卡、CF(Compact Flash)记忆卡、MD(Micro Drive)记忆卡、MS(Memory Stick)记忆卡、SM(Smart Media)记忆卡或XD(eXtreme Digital)记忆卡。驱动单元60是软件程序代码或是硬件电路。
请一同参阅图1以及图2，图2是本发明之自动多次备份闪存20的档案的方法流程图。如图2所示，本发明的方法步骤如下：
步骤200：开始。
步骤202：发出存取命令以存取第一档案。
步骤204：判断该第一档案的格式，若该第一档案符合第一格式，执行步骤206，若该第一档案符合第二格式，执行步骤208。
步骤206：判断第一档案的存取次数是否超过第一默认值。若是，执行步骤210，若否，执行步骤212。
步骤208：判断第一档案的存取次数是否超过第二默认值。若是，执行步骤218，若否，执行步骤222。
步骤210：复制该第一档案为至少一第二档案，并将该至少一第二档案存储至闪存中。
步骤212：存取该第一档案。
步骤214：存取该第一档案或是该至少一第二档案。
步骤216：复制该第一档案为至少一第三档案，并将该至少一第三档案存储至闪存中。
步骤218：存取该第一档案或是该至少一第三档案。
步骤220：结束。
当主机10透过操作系统30下达一存取命令以存取闪存存储装置20所存储的档案A时(步骤202)，驱动单元60会驱动控制器40依据该存取命令决定存取闪存存储装置20内档案A的数据，并判断档案A的数据格式(步骤204)。如果档案A是一个影像文件，其格式符合第一格式(例如MPEG格式)，则驱动单元60会参考侦测单元50判断影像文件先前存取的次数(步骤206)。如果其存取次数未超过第一默认值，表示档案A被存取的次数仍在安全范围内，因此直接存取闪存存储系统20内的档案A(步骤212)。反之，倘若其存取次数超过第一默认值，表示档案A被存取的次数已超过安全范围内，其档案数据损坏的机率较高，因此驱动单元60会驱动控制器40将档案A复制成一个以上的另一档案A’，并将若干个档案A’亦存储于闪存存储系统20的其它未使用的数据区块(步骤210)。接下来，驱动单元60会驱动控制器40随机地存取档案A或是档案A’(步骤214)，在本发明之另一实施例中，驱动单元60会驱动控制器40依照档案A以及第二档案A’被存取的次数，决定存取档案A或是档案A’。举例来说，在每次档案A或是档案A’被存取时，侦测单元50会侦测记录档案的存取次数。假设侦测单元50记录档案A存取次数较多时，则下一次收到存取命令时，驱动单元60就会驱动控制器40选择存取档案A’。如此一来，档案A或是档案A’的存取次数就可以平均分配。
如果档案A是属于文字文件，则驱动单元60会参考侦测单元50判断文字文件A之前存取的次数(步骤208)。如果其存取次数未超过第二默认值，表示档案A被存取的次数仍在安全范围内，因此直接存取闪存存储系统20内的档案A(步骤212)。反之，倘若其存取次数超过第二默认值，表示档案A被存取的次数已超过安全范围内，其档案数据损坏的机率较高，因此驱动单元60会驱动控制器40将档案A复制成一个以上的另一档案A”，并将若干个档案A”亦存储于闪存存储系统20的其它未使用的数据区块(步骤216)。接下来，驱动单元60会驱动控制器40随机地存取档案A或是档案A”(步骤218)。由于档案的特性并不相同，所以在较佳实施例中，针对不同的档案特性(例如影像文件、文字文件)驱动单元60会设定不同的默认值，例如文字文件可设定较大的第二默认值，而影像文件设定较小的第一默认值。在又一实施例中，所有的档案都仅依照存取的次数决定是否复制，亦即不再执行步骤204。
请注意，档案格式以及默认值的设定可视设计者的需要调整，上述实施例仅用来作为说明，非用来限制本发明之范畴。
相较于先前技术，透过本发明机制，当档案存取次数超过默认值时，表示该档案被存取的机会较多，为避免档案因多次存取而损坏，因此本发明会自动复制备份该档案，之后再存取该档案时，就会自动存取备份后的档案，以降低多次存取同一档案而导致档案损毁的风险。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但该较佳实施例并非用以限制本发明，该领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。