数据储存系统、控制器及方法.pdf

本发明公开一种数据储存系统、控制器及方法，此系统包括第一储存单元、第二储存单元及控制器。其中，第一储存单元是采用单层式架构，而第二储存单元则是采用多层式架构以记录数据。控制器是耦接至第一储存单元、第二储存单元及主机端，用以控制主机端将第一储存单元设置为主要储存装置，以及将第二储存单元设置为次要储存装置。据此，主机端即可将第一储存单元与第二储存单元视为两个独立的储存装置来储存数据，而简化数据储存的程序。

1.  一种数据储存系统，包括：
一第一储存单元，采用一单层式架构以记录数据；
一第二储存单元，采用一多层式架构以记录数据；
一控制器，耦接至该第一储存单元、该第二储存单元及一主机端，用以在该主机端运作时，通知该主机端该第一储存单元为主要储存装置，以及通知该主机端该第二储存单元为一次要储存装置。

2.  如权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，该控制器包括借由回应一所有权指令及一厂商特定指令其中之一给该主机端，以提供该主机端确认该第一储存单元及该第二储存单元的身份。

3.  如权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，该第一储存单元及该第二储存单元还分别储存有一系统信息，该控制器包括由所耦接的所述储存装置所提供的该系统信息，来辨识其储存架构型态，再据此设定其为该主要储存装置或该次要储存装置。

4.  如权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，该控制器还包括接收并辨识该主机端所传送的一数据，当辨识该数据为第一类数据时，传送该数据至该第一储存单元，当辨识该数据为第二类数据时，传送该数据至该第二储存单元。

5.  如权利要求4所述的数据储存系统，其特征在于，该第一类数据包括操作系统信息，而该第二类数据包括档案数据。

6.  如权利要求4所述的数据储存系统，其特征在于，该第一类数据包括指定传送至主要储存装置的数据，而该第二类数据包括指定传送至次要储存装置的数据。

7.  如权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，该第一储存单元为一单层存储单元快闪存储器，而该第二储存单元为一多层存储单元快闪存储器。

8.  如权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，该第一储存单元及该第二储存单元包括由一储存装置分割而成，其中该第一储存单元为该储存装置的一第一逻辑地址区段，而该第二储存单元为该储存装置的一第二逻辑地址区段。

9.  如权利要求8所述的数据储存系统，其特征在于，该控制器包括在该主机端开机运作时，从该储存装置读取该第一逻辑地址区段及该第二逻辑地址区段的信息，据以设定该第一逻辑地址区段为该主要储存装置，以及设定该储存装置的该第二逻辑地址区段为该次要储存装置。

10.  如权利要求8所述的数据储存系统，其特征在于，该储存装置为一多层存储单元快闪存储器。

11.  如权利要求10所述的数据储存系统，其特征在于，该第一逻辑地址区段只使用下页储存数据，该第二逻辑地址区段使用下页及上页储存数据。

12.  如权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，该控制器包括透过一并行进阶技术附加接口及一串行进阶技术附加接口其中之一连接至该主机端。

13.  如权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，该第一储存单元及第二储存单元中的一分割信息区块是设有防写保护。

14.  如权利要求1所述的数据储存系统，其特征在于，该第一储存单元及第二储存单元是整合为一硬件装置。

15.  一种数据储存系统，包括：
一第一储存单元，采用一单层式架构以记录数据；
一第二储存单元，采用一多层式架构以记录数据；
一第一控制器，耦接至该第一储存单元及一主机端，用以设定该第一储存单元为一主要储存装置；以及
一第二控制器，耦接至该第二储存单元及该主机端，用以设定该第二储存单元为一次要储存装置。

16.  如权利要求15所述的数据储存系统，其特征在于，该第一控制器及该第二控制器包括借由回应一所有权指令及一厂商特定指令其中之一给该主机端，以提供该主机端确认该第一储存单元及该第二储存单元的身份。

17.  如权利要求15所述的数据储存系统，其特征在于，该第一控制器还包括接收并辨识该主机端所传送的一数据，当辨识该数据为第一类数据时，传送该数据至该第一储存单元。

18.  如权利要求17所述的数据储存系统，其特征在于，该第二控制器还包括接收并辨识该主机端所传送的该数据，当辨识该数据为第二类数据时，传送该数据至该第二储存单元。

19.  如权利要求18所述的数据储存系统，其特征在于，该第一类数据包括操作系统信息，而该第二类数据包括档案数据。

20.  如权利要求18所述的数据储存系统，其特征在于，该第一类数据包括指定传送至主要储存装置的数据，而该第二类数据包括指定传送至次要储存装置的数据。

21.  如权利要求15所述的数据储存系统，其特征在于，该第一储存单元为一单层存储单元快闪存储器，而该第二储存单元为一多层存储单元快闪存储器。

22.  如权利要求15所述的数据储存系统，其特征在于，该第一储存单元及该第二储存单元皆为多层存储单元快闪存储器，其中，该第一储存单元只使用下页储存数据，该第二储存单元使用下页及上页储存数据。

23.  如权利要求15所述的数据储存系统，其特征在于，该第一控制器及该第二控制器包括透过一并行进阶技术附加接口及一串行进阶技术附加接口其中之一连接至该主机端。

24.  如权利要求15所述的数据储存系统，其特征在于，该第一控制器及该第二控制器包括整合为一硬件装置。

25.  如权利要求15所述的数据储存系统，其特征在于，该第一储存单元及第二储存单元是整合为一硬件装置。

26.  如权利要求15所述的数据储存系统，其特征在于，该第一控制器、该第二控制器及该第一储存单元整合为一硬件装置。

27.  一种数据储存方法，适于将一数据储存至一第一储存单元或一第二储存单元，其中该第一储存单元采用一单层式架构以记录数据，而该第二储存单元则采用一多层式架构以记录数据，该方法包括下列步骤：
连结该第一储存单元及该第二储存单元至一主机端；
利用一控制器辨识该第一储存单元及该第二储存单元，而取得一辨识信息；以及
根据该辨识信息，设定该第一储存单元为一主要储存装置，以及该第二储存单元为一次要储存装置。

28.  如权利要求27所述的数据储存方法，其特征在于，还包括：
回应一所有权指令及一厂商特定指令其中之一给该主机端，以提供该主机端确认该第一储存单元及该第二储存单元的身份。

29.  如权利要求27所述的数据储存方法，其特征在于，该辨识信息是由该控制器辨识所耦接的所述储存装置架构，并依此设定一单层式架构储存装置为该主要储存装置，设定一多层式架构储存装置为该次要储存装置。

30.  如权利要求27所述的数据储存方法，更包括：
利用该控制器接收该主机端所传送的一数据；以及
利用该控制器辨识该数据的种类，而据以传送该数据，其中
当该控制器辨识该数据为第一类数据时，传送该数据至该第一储存单元，
当辨识该数据为第二类数据时，传送该数据至该第二储存单元。

31.  如权利要求27所述的数据储存方法，其特征在于，该第一类数据包括操作系统信息，而该第二类数据包括档案数据。

32.  如权利要求27所述的数据储存方法，其特征在于，该第一类数据包括指定传送至主要储存装置的数据，而该第二类数据包括指定传送至次要储存装置的数据。

33.  如权利要求27所述的数据储存方法，其特征在于，该第一储存单元及该第二储存单元包括由一储存装置分割而成，其中该第一储存单元为该储存装置的一第一逻辑地址区段，而该第二储存单元为该储存装置的一第二逻辑地址区段。

34.  如权利要求33所述的数据储存方法，其特征在于，利用该控制器辨识该第一储存单元及一第二储存单元，而取得该辨识信息的步骤包括：
利用该控制器读取该储存装置的一分割信息区块以取得该第一逻辑地址区段及该第二逻辑地址区段的信息做为该辨识信息。

35.  如权利要求34所述的数据储存方法，其特征在于，该储存装置为一多层存储单元快闪存储器。

36.  如权利要求35所述的数据储存方法，其特征在于，该第一逻辑地址区段只使用下页储存数据，该第二逻辑地址区段使用下页及上页储存数据。

37.  一种控制器，其适用于一第一储存单元及一第二储存单元，该控制器包括：
一主机连结接口，耦接至一主机单元；
一微处理单元，用以控制该控制器的整体运作；
一主要非易失性存储器接口，电性连接至该微处理单元并且用以存取该第一储存单元，其特征在于，该第一储存单元采用一单层式架构以记录数据；
一次要非易失性存储器接口，电性连接至该微处理单元并且用以存取该第二储存单元，其中该第二储存单元采用一多层式架构以记录数据；以及
一存储器管理单元，电性连接至该微处理单元并且用以管理该第一储存单元及第二储存单元，其中该存储器管理模组辨识该第一储存单元及该第二储存单元，并根据一辨识信息，设定该第一储存单元为一主要储存装置，以及该第二储存单元为一次要储存装置。

数据储存系统、控制器及方法
技术领域
本发明是有关于一种数据储存系统及方法，且特别是有关于一种可控制主机端识别储存装置，并据以储存数据的系统、控制器及方法。
背景技术
随着半导体技术的进步，存储器的容量已大幅提升，其单价则相对降低。其中，快闪存储器(Flash Memory)因具有非易失性、省电、体积小与无机械结构等的特性，特别适合使用于可携式电子产品，因此近年来也发展出一种使用与非(NAND)快闪存储器做为数据储存媒介的固态储存装置(Solid State Disk，SSD)。固态储存装置的特别之处在于利用快闪存储器的特性来取代传统储存装置的机械结构，借由区块写入和抹除的方式进行数据存取，因此可大幅提升储存装置的读写效率，与传统的储存装置相较，具有低耗电、耐震、稳定性高、耐低温等优点。
与非快闪存储器可分为单层存储单元(Single Level Cell，SLC)与非快闪存储器(以下简称SLC)与多层存储单元(Multi Level Cell，MLC)与非快闪存储器(以下简称MLC)。其中，SLC使用一组高低电压以区分出两种电荷值(包括0、1)，而MLC则采用较高的电压驱动，并通过不同级别的电压记录两个位的信息(包括00、01、11、10)，因此MLC数据记录的密度会比SLC多一倍。SLC因为结构简单，在写入数据时电压变化的区间小，所以寿命较长；MLC则为了增加记录空间，其电压区间较小，需要更多的循环冗余校验(CyclicRedundancy Check，CRC)空间，且因为电压变化更频繁，因此MLC在寿命方面仅约可经受1万次的读写，远劣于SLC的10万次。
综合而言，SLC在寿命和性能方面拥有独特的优势，不过容量较低且价格昂贵，而MLC虽然在容量方面有优势，但在速度和寿命方面却存在先天的不足。为了能够在不影响电脑效能的情况下有效降低成本，目前的做法倾向在一台主机中同时配置SLC与MLC两种不同形态的固态储存装置，利用较快速的SLC来记录较重要、需要频繁读取的操作系统信息，而利用较低成本的MLC来记录一般的档案数据，即可兼顾电脑对于低成本高效能的需求。
为了让固态储存装置能拥有较长的使用寿命，如何有效管理数据的写入区块，使得SLC及MLC能有最佳的使用率，已然成为系统业者最重要的课题。然而，目前市面上的产品在同时配置SLC与MLC两种固态储存装置时，其主机端只能将这两种储存装置视为同一个储存装置，并无法将这两种储存装置区分成不同的储存装置(例如区分为C槽和D槽)，因此在数据写入的管理上也更加地困难。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种数据储存系统，借由在储存装置配置一个独立的控制器，预先取得储存装置信息并控制主机端将SLC和MLC区分为不同储存装置，可增加数据管理的方便性。
本发明提供一种数据储存方法，根据所辨识储存装置的种类，在主机端将SLC和MLC设置为对应的储存装置，而在数据写入时，再根据数据的属性存入合适的储存装置中，可增加数据读取的效率。
为达到上述或其他目的，本发明提出一种数据储存系统，此系统包括第一储存单元、第二储存单元及控制器。其中，第一储存单元系采用单层式架构以记录数据，而第二储存单元则是采用多层式架构以记录数据。此外，控制器是分别耦接至第一储存单元、第二储存单元及主机端，用以在主机端运作时，通知主机端第一储存单元为主要(Master)储存装置，而第二储存单元为次要(Slave)储存装置。
在本发明的数据储存系统中，上述的控制器包括借由回应所有权(proprietary)指令或厂商特定指令(Vendor Specific Command)给主机端，以提供主机端确认第一储存单元及第二储存单元的身份。
在本发明的数据储存系统中，上述的第一储存单元及第二储存单元还分别储存有系统信息，控制器包括由所耦接的储存装置所提供的系统信息，来辨识其储存架构型态，再据此设定其为主要储存装置或次要储存装置。
在本发明的数据储存系统中，上述的控制器还包括接收并辨识主机端所传送的数据，当数据辨识为第一类数据时，即将数据传送至第一储存单元，而当数据辨识为第二类数据时，则将数据传送至第二储存单元。其中，所述的第一类数据包括操作系统信息，而第二类数据则包括档案数据。此外，在另一实施例中，第一类数据包括指定传送至主要储存装置的数据，而第二类数据则包括指定传送至次要储存装置的数据。
在本发明的数据储存系统中，上述的第一储存单元为一个实体的单层存储单元(Single Level Cell，SLC)快闪存储器，而第二储存单元为一个实体的多层存储单元(Multi Level Cell，MLC)快闪存储器。
在本发明的数据储存系统中，上述的第一储存单元及第二储存单元包括由一个实体的储存装置分割而成，其中第一储存单元为储存装置的第一逻辑地址区段，而第二储存单元为储存装置的第二逻辑地址区段。
在本发明的数据储存系统中，上述的控制器包括在主机端运作时，从储存装置读取第一逻辑地址区段及第二逻辑地址区段的信息，据以设定储存装置的第一逻辑地址区段设置为主要储存装置，以及设定储存装置的第二逻辑地址区段设置为次要储存装置。其中，所述的储存装置为多层存储单元快闪存储器，而所述的第一逻辑地址区段只使用下页储存数据，第二逻辑地址区段则使用下页及上页储存数据。
在本发明的数据储存系统中，上述的控制器包括透过并行进阶技术附加(Parallel Advanced Technology Attachment，PATA)接口或是串行进阶技术附加(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)接口连接至主机端。
在本发明的数据储存系统中，上述的第一储存单元及第二储存单元中的分割信息区块是设有防写保护，而第一储存单元及第二储存单元是整合为一硬件装置。
本发明提出一种数据储存系统，此系统包括第一储存单元、第二储存单元、第一控制器及第二控制器。其中，第一储存单元是采用单层式架构以记录数据，而第二储存单元则是采用多层式架构以记录数据。此外，第一控制器是s耦接至第一储存单元及主机端，用以设定第一储存单元为主要储存装置。第二控制器则是耦接至第二储存单元及主机端，用以设定第二储存单元为次要储存装置。
在本发明的数据储存系统中，上述的第一控制器及第二控制器包括借由回应所有权指令或是厂商特定指令给主机端，以提供主机端确认第一储存单元及第二储存单元的身份。。
在本发明的数据储存系统中，上述的第一控制器还包括接收并辨识主机端所传送的数据，当辨识数据为第一类数据时，将数据传送至第一储存单元。此外，上述的第二控制器还包括接收并辨识主机端所传送的数据，当辨识数据为第二类数据时，将数据传送至第二储存单元。上述的第一类数据包括操作系统信息，而第二类数据包括档案数据。此外，在另一实施例中，第一类数据包括指定传送至主要储存装置的数据，而第二类数据则包括指定传送至次要储存装置的数据。
在本发明的数据储存系统中，上述的第一储存单元为单层存储单元快闪存储器，而第二储存单元为多层存储单元快闪存储器。此外，上述的第一控制器及第二控制器包括透过并行进阶技术附加接口或是串行进阶技术附加接口连接至主机端。
在本发明的数据储存系统中，上述的第一储存单元及第二储存单元皆为多层存储单元快闪存储器，其中，第一储存单元只使用下页储存数据，而第二储存单元则使用下页及上页储存数据。
在本发明的一实施例中，上述的第一控制器及第二控制器是整合为硬件装置。在另一实施例中，上述的第一控制器、第二控制器则是和第一储存单元整合为硬件装置。
在本发明的数据储存系统中，上述的第一储存单元及第二储存单元是整合为一硬件装置。
本发明提出一种数据储存方法，适于将数据储存至第一储存单元或第二储存单元，其中第一储存单元采用单层式架构，而第二储存单元则采用多层式架构以记录数据。此方法首先将第一储存单元及第二储存单元连结至主机端，接着利用控制器辨识第一储存单元及第二储存单元，而取得辨识信息。然后再根据此辨识信息，将第一储存单元设定为主要储存装置，以及将第二储存单元设定为次要储存装置。
在本发明的数据储存方法中，上述利用控制器控制主机端设置主要储存装置及次要储存装置的步骤包括回应所有权指令或是厂商特定指令给主机端，以控制主机端设置第一储存单元及第二储存单元，以提供主机端确认第一储存单元及第二储存单元的身份。
在本发明的数据储存方法中，上述的辨识信息是由控制器辨识所耦接的储存装置架构，并依此设定一单层式架构储存装置为主要储存装置，设定一多层式架构储存装置为次要储存装置。
在本发明的数据储存方法中，上述的方法还包括利用控制器接收主机端所传送的数据，并辨识数据的种类，而据以传送数据，其中当数据辨识为第一类数据时，即将数据传送至第一储存单元；当数据辨识为第二类数据时，则将此数据传送至第二储存单元。所述的第一类数据包括操作系统信息，而第二类数据包括档案数据。此外，在另一实施例中，第一类数据包括指定传送至主要储存装置的数据，而第二类数据则包括指定传送至次要储存装置的数据。
在本发明的数据储存方法中，上述的第一储存单元及第二储存单元包括是由一个实体的储存装置分割而成，而上述利用控制器辨识第一储存单元及第二储存单元，以取得辨识信息的步骤是读取此储存装置的一个分割信息(PartitionInformation)区块，以取得第一逻辑地址区段及第二逻辑地址区段的信息做为辨识信息。其中，第一储存单元即为储存装置的第一逻辑地址区段，而第二储存单元为储存装置的第二逻辑地址区段。而第一逻辑地址区段只使用下页储存数据，第二逻辑地址区段则使用下页及上页储存数据。
本发明提供一种控制器，其适用于第一储存单元及第二储存单元，此控制器包括主机连结接口、微处理单元、主要非易失性存储器接口、次要非易失性存储器接口及存储器管理单元。其中，主机连结接口系耦接至主机单元。微处理单元系用以控制控制器的整体运作。主要非易失性存储器接口是电性连接至微处理单元并且用以存取第一储存单元，其中第一储存单元系采用单层式架构以记录数据。次要非易失性存储器接口是电性连接至微处理单元并且用以存取第二储存单元，其中第二储存单元是采用多层式架构以记录数据。存储器管理单元是电性连接至微处理单元并且用以管理第一及第二储存单元，其中存储器管理模组辨识第一储存单元及第二储存单元，并根据辨识信息，将第一储存单元设定为主要储存装置，以及将第二储存单元设定为次要储存装置。
在本发明的控制器中，上述的存储器管理单元还包括回应所有权指令或厂商特定指令给主机端，以提供主机端确认第一储存单元及第二储存单元的身份。
在本发明的控制器中，上述的辨识信息是由控制器辨识所耦接的储存装置架构，并设定单层式架构储存装置为主要储存装置，以及设定多层式架构储存装置为次要储存装置。
在本发明的控制器中，上述的存储器管理单元还包括接收主机端所传送的数据，并辨识数据的种类传送至第一储存单元或第二储存单元。
在本发明的控制器中，上述的存储器管理单元辨识数据的种类为操作系统信息时，将数据传送至第一储存单元，辨识数据的种类为档案数据时，则将数据传送至第二储存单元。
在本发明的控制器中，上述的存储器管理单元辨识数据的种类为指定传送至主要储存装置的数据时，将数据传送至第一储存单元，辨识数据的种类为指定传送至次要储存装置的数据时，则将数据传送至第二储存单元。
在本发明的控制器中，上述的第一储存单元为单层存储单元快闪存储器，而第二储存单元为多层存储单元快闪存储器。
在本发明的控制器中，上述的第一储存单元及第二储存单元包括由储存装置分割而成，其中第一储存单元为储存装置的第一逻辑地址区段，而第二储存单元为储存装置的第二逻辑地址区段。而存储器管理单元对第一储存单元及第二储存单元中的一分割信息区块是设有防写保护。
本发明提供一种控制器模组，其适用于第一储存单元及第二储存单元，此控制器包括主机连结接口、第一控制单元及第二控制单元。其中，主机连结接口是耦接至主机单元。第一控制单元具有一电连接至第一储存单元的主要非易失性存储器接口，其中第一储存单元采用单层式架构以记录数据。第二控制单元具有一电连接至第二储存单元的次要非易失性存储器接口，其中第二储存单元采用多层式架构以记录数据。借此，第一控制单元及第二控制单元分别根据一辨识信息，将第一储存单元设定为主要储存装置，以及将第二储存单元设定为次要储存装置。
在本发明的一实施例中，上述的第一储存单元为单层存储单元快闪存储器，而第二储存单元为多层存储单元快闪存储器。
本发明采用在储存装置与主机端之间配置独立控制器的结构，每当主机端运作或是有储存装置连接至主机端时，即自动检测所连接的储存装置的种类，并在主机端设置对应的储存装置。据此，每当有数据写入时，即可根据数据的属性，适当分配至合适的储存装置储存，而达到增加数据存取效率及降低硬件成本的目的。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存系统的方块图。
图2是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存方法的流程图。
图3是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存系统的方块图。
图4是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存方法的流程图。
图5是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存系统的方块图。
图6是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存系统的方块图。
图7是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存系统的方块图。
图8是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存方法的流程图。
主要元件符号说明：
110、210、310、410、510、710：主机端
120、720：控制器
220、320、420、520：第一控制器
230、330、430、530：第二控制器
130、240、340、440、540：SLC
140、250、350、450、550：MLC
50、60、730：储存装置
S210～S230：本发明较佳实施例的数据储存方法的各步骤
S410～S430：本发明较佳实施例的数据储存方法的各步骤
S810～S830：本发明较佳实施例的数据储存方法的各步骤
具体实施方式
本发明根据使用接口的规范，针对单层存储单元(Single Level Cell，SLC)与非快闪存储器(以下简称SLC)与多层存储单元(Multi Level Cell，MLC)与非快闪存储器(以下简称MLC)可分别设置一个特定码，以提供主机端在与SLC及MLC进行交握(handshake)时，辨别出主要与次要储存装置，进而将SLC及MLC视为两个独立的储存装置，其中主机端可为一特定的处理器。另外本发明还包括在SLC及MLC连结至主机时，借由独立的控制器送出回复讯息告知主机端其身份，进而帮助主机端将SLC及MLC设置为两个独立的储存装置。本发明即是基于上述概念所发展出来的一套数据储存系统与方法。为了使本发明的内容更为明了，以下特举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。
图1是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存系统的方块图。请参照图1，本实施例的数据储存系统包括控制器120与SLC 130、MLC 140两种储存单元。其中，MLC NAND快闪存储器的区块的编程可分为多阶段。例如，以4层存储单元为例，第一阶段是下页(lower page)的写入部分，其物理特性类似于SLC NAND快闪存储器，在完成第一阶段之后才编程上页(upper page)。在其编程的过程中下页的写入速度会快于上页。因此，每一区块的页可区分为上页与下页。类似地，在8层存储单元或16层存储单元的案例中，存储单元会包括更多个页并且会以更多阶段来写入。在此，将写入速度最快的页面称为下页，其他写入速度较慢的页面统称为上页。例如，上页包括具有不同写入速度的多个页。
此外，控制器120是配置在SLC 130、MLC 140与主机端110之间，用以控制主机端110将SLC 130及MLC 140设置为两个独立的储存装置。以下则介绍上述各个元件的功能。
SLC 130采用单层式架构以记录数据，其具有速度快、耗电量低的优点，因此可用来储存较重要、需要频繁存取的操作系统信息；MLC 140则是采用多层式架构以记录数据，其成本较低，因此可用来储存容量较大、更动较少的档案数据。值得一提的是，本实施例的SLC 130与MLC 140在实体上都是独立的装置。
控制器120分别耦接至SLC 130、MLC 140及主机端110，用以通知主机端110：SLC 130为主要(Master)储存装置，而MLC140为次要(Slave)储存装置。详细地说，控制器120是透过并行进阶技术附加(Parallel AdvancedTechnology Attachment，PATA)接口或是串行进阶技术附加(Serial AdvancedTechnology Attachment，SATA)接口连接至主机端110，并利用此些接口的规范，其所定义的一个所有权(proprietary)指令或厂商特定指令(Vendor SpecificCommand)，在每次主机端110运作时或是有一储存装置连接至主机端110时，控制器120即会回应此指令给主机端110，而回复主机端110何为主要或次要储存装置，其中，控制器120会先设定SLC 130为主要及MLC 140为次要储存装置。
借由上述控制器120的居中协调，主机端110即可识别所连接的固态储存装置种类，并将其视为两个独立的储存装置来存取数据。此外，控制器120也可辨识由主机端传送的数据的种类，而将数据传送至合适的储存单元储存。其中，此辨识方式，可由控制器来判断数据是传送至主要储存装置或次要储存装置，亦或是利用数据始用率，亦或某一演算法来决定，例如LRU、Additional-Reference-Bits、Second-Chance Algorithm、Page Buffering Algorithm等…。详细地说，当所辨识的数据为操作系统信息或标记为需要传送至主要储存装置等需要频繁存取的数据时，控制器120即将数据传送至SLC 130，而当所辨识的数据为一般的档案数据或标记为需要传送至次要储存装置的数据时，控制器120则将数据传送至MLC 140。
值得一提的是，借由本发明的数据储存系统，主机端110已可将SLC 130及MLC 140区分为两个独立的储存装置，因此使用者在储存数据时，即可根据需要将其存放至对应的储存装置，因此可简化数据储存的步骤。其中操作系统可为Windows，or Linux等…。
针对上述的数据储存系统，本发明还提供实施例说明其数据传输的流程。图2是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存方法的流程图。请参照图2，本实施例的方法适用于上述实施例的数据储存系统，而用以将数据储存至SLC与MLC中，其中SLC是采用单层式架构以记录数据，而MLC则采用多层式架构以记录数据，本实施例的方法的步骤如下：
首先，将SLC与MLC连接至主机端(步骤S210)，其连接方式可参照图1的数据储存系统方块图，其中SLC与MLC系与控制器相连接，而控制器则透过并行进阶技术附加(PATA)接口或是串行进阶技术附加(SATA)接口连接至主机端，据此将SLC与MLC连接至主机端。
接着，利用控制器辨识数据储存的位置。其中控制器先取得辨识信息(步骤S220)，此辨识信息可依据一特定脚位的一电位值，亦或是一电连接的SLC或与MLC的系统信息，以取得辨识信息(步骤S220)，之后控制器则可根据此辨识信息，设定何为主要及何为次要储存装置，并进而通知主机端SLC为主要储存装置，而MLC为次要储存装置(步骤S230)。其中，控制器例如是借由回应一个所有权指令或是厂商特定指令给主机端来让主机端辨识何为主要储存装置、次要储存装置进而传送数据至所耦接的SLC与MLC。据此，主机端即可依主次之分而间接识别出SLC与MLC，并将其视为两个独立的储存装置来储存数据。
值得一提的是，由于主机端已能将SLC与MLC识别为两个独立储存装置(例如C槽及D槽)，当使用者有需要储存数据时，即可根据数据的属性选择合适的储存装置来储存，或是直接交由控制器来辨识数据的种类，而将数据传送至合适的储存装置储存。其中，当数据被辨识为第一类数据，即操作系统信息或是要传送至主要储存装置的信息时，即将此数据传送至SLC(例如对应为C槽)，而当数据被辨识为第二等数据，即一般档案数据或是要传送至次要储存装置的数据时，即将此数据传送至MLC(例如对应为D槽)，据此可达到数据储存最佳化的目的。
除了上述利用单一个控制器来辨识储存装置并控制主机端设置储存装置外，本发明还包括针对每个储存装置提供一个对应的控制器来进行辨识及控制，同样可达到本发明将SLC与MLC设置为两个独立储存装置的功效，以下则举一实施例详细说明。
图3是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存系统的方块图。请参照图3，本实施例的数据储存系统包括第一控制器320、第二控制器330与SLC 340、MLC 350两种储存单元。其中，第一控制器320是配置在SLC 340与主机端310之间，第二控制器330则配置在MLC 350与主机端310之间，以下则介绍上述各个元件的功能。
SLC 340是采用单层式架构以记录数据，具有速度快、耗电量低的优点，因此可用来储存较重要、需要频繁存取的操作系统信息；MLC 350则是采用多层式架构以记录数据，其成本较低，因此可用来储存容量较大、较少更动的档案数据。本实施例的SLC 340与MLC 350在实体上也都是独立的装置。
第一控制器320耦接至SLC 340及主机端310，用以控制主机端310将SLC340设置为主要储存装置。详细地说，第一控制器320是透过并行进阶技术附加(PATA)接口或是串行进阶技术附加(SATA)接口连接至主机端310，并利用此些接口的规范，定义一个所有权指令或厂商特定指令，在每次主机端310运作时或是有储存装置连接至主机端310时，即会回应此指令给主机端310，而通知主机端310所耦接的SLC 340为主要储存装置。
另一方面，第二控制器330是耦接至MLC 350及主机端310，用以通知主机端310 MLC 350为次要储存装置。详细地说，第二控制器330是透过并行进阶技术附加接口或是串行进阶技术附加接口连接至主机端310，并同样利用此些接口的规范，定义一个所有权指令或厂商特定指令，在每次主机端310运作时或是有储存装置连接至主机端310时，即会将此指令回应给主机端310，而通知主机端310所耦接的MLC 350为次要储存装置。
其中，值得说明的是，第一及第二控制器320、330也可先由所耦接的储存装置所提供的系统信息，来辨识其为SLC或MLC，再据此设定其为主要或次要储存装置。
借由上述针对每一种储存装置配置对应控制器的架构，主机端310即可间接地识别所连接的固态储存装置的种类，并将其视为独立的储存装置来存取数据。值得一提的是，本发明并不限定主机端310所连接的固态储存装置的数目，使用者当可视实际需要，选择将多个SLC或MLC连接至主机端，而由主机端将其设置为独立的储存装置来存取数据。
另一方面，第一控制器320与第二控制器330也可用来辨识由主机端传送的数据的种类，而将数据传送至合适的储存单元储存。详细地说，当所辨识的数据为操作系统信息或是要传送至主要储存装置等需要频繁存取的数据时，第一控制器320才将数据传送至SLC 340，此时第二控制器330就不会将数据送至MLC 350；反之，当所辨识的数据为一般档案数据或是要传送至次要储存装置时，第二控制器330才将数据传送至MLC 350，此时第一控制器320也不会将数据送至SLC 340。其中，此辨识方式还可是由控制器来判断数据是传送至主要储存装置或次要储存装置，亦或是利用数据始用率，亦或某一演算法，如LRU、Additional-Reference-Bits、Second-Chance Algorithm、Page BufferingAlgorithm等…。
值得一提的是，借由本发明的数据储存系统，主机端310已可将SLC 340及MLC 350区分为两个独立的储存装置，因此使用者储存数据时，即可根据需要将数据存放至对应的储存装置(包括将操作系统信息存放至SLC 340、一般档案数据存放至MLC 350)，因此可简化数据储存的步骤。
针对上述的数据储存系统，本发明还提供实施例说明其中数据传输的流程。图4是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存方法的流程图。请参照图4，本实施例的方法适用于上述实施例的数据储存系统，而用以将数据储存至SLC与MLC中，其中SLC是采用单层式架构以记录数据，而MLC则采用多层式架构以记录数据，本实施例的方法的步骤如下：
首先，将SLC与MLC连接至主机端(步骤S410)，其连接方式可参照图3的数据储存系统方块图，其中SLC与第一控制器相连接，而第一控制器再透过并行进阶技术附加接口或是串行进阶技术附加接口连接至主机端，据此将SLC连接至主机端。另一方面，MLC则与第二控制器相连接，而第二控制器再透过并行进阶技术附加接口或是串行进阶技术附加接口连接至主机端，据此将MLC连接至主机端
接着，利用第一控制器及第二控制器取得辨识信息(步骤S420)，之后则可根据此辨识信息，由第一控制器间接地通知主机端将SLC设置为主要储存装置，以及由第二控制器间接地通知主机端将MLC设置为次要储存装置(步骤S430)。其中，详细地说第一控制器及第二控制器例如是借由检测一脚位电压准位的高低来设定其耦接的储存装置为主要或次要，或由所耦接的储存装置所提供的系统信息，来辨识其为SLC或MLC，再据此设定其为主要或次要储存装置据此回应一个所有权指令或是厂商特定指令给主机端，而通知主机端何者为主要、何者为次要储存装置，据此，主机端即可间接地识别出SLC与MLC，并将其视为两个独立的储存装置来储存数据。
值得一提的是，由于主机端已能将SLC与MLC识别为两个独立储存装置，当使用者有需要储存数据时，即可根据数据的属性选择合适的储存装置来储存，或是直接交由控制器来辨识数据的种类，而将数据传送至合适的储存装置储存。其中，当所辨识的数据为操作系统信息或是要传送至主要储存装置时，即将此数据传送至SLC，而当所辨识的数据为一般档案数据或是要传送至次要储存装置时，即将此数据传送至MLC，据此可达到数据储存最佳化的目的。
对于上述对应各个储存装置配置一个控制器的架构来说，本发明还包括将其中的第一控制器及第二控制器整合或封装为一个独立的硬件装置，或是再加入SLC而整合或封装为一个独立的硬件装置，而能够达到节省硬件成本的功效，以下则各举一实施例详细说明。
图5是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存系统的方块图。请参照图5，本实施例的数据储存系统包括第一控制器520、第二控制器530、SLC 540及MLC 550，其连结方式与功能均与前述实施例的主机端310、第一控制器320、第二控制器330、SLC 340及MLC 350相同或相似，故其相关内容在此不再赘述。值得注意的是本实施例是将第一控制器520、第二控制器530与SLC 540整合或封装为一个独立的硬件装置50，而MLC 550则独立出来单独配置。采用此架构的好处在于：MLC 550的成本较低且寿命较短，因此将第二控制器530整合至SLC 540上的做法即可省去在每一个MLC 550上配置控制器所花费的成本，且提供使用者可随时更换MLC 550的弹性。
图6是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存系统的方块图。请参照图6，本实施例的数据储存系统包括第一控制器620、第二控制器630、SLC 640及MLC 650，其连结方式与功能均与前述实施例的主机端310、第一控制器320、第二控制器330、SLC 340及MLC 350相同或相似，故其相关内容在此不再赘述。值得注意的是本实施例是将第一控制器520与第二控制器530整合或封装为一个独立的硬件装置60，而SLC 540与MLC 550仍独立出来单独配置。采用此架构的好处在于：使用者仅需购置硬件装置60并安装在主机端上，即可随时根据需要更换所连接的SLC 540及MLC 550，即使SLC 540或MLC 550损坏而需要更换时，也不用再另外花费控制器的成本，因此能够兼顾产品的生产成本及使用弹性。
值得注意的是，上述实施例的SLC与MLC在实体上均是采用独立的装置。然而，目前的技术已开发出在一个装置上同时配置SLC与MLC的架构，因此本发明还针对此架构提供对应的解决方案，让此装置在连接至主机端后，主机端仍然能够将其中SLC与MLC部份视为两个独立的储存装置来储存数据，以下则再举一实施例详细说明。
图7是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存系统的方块图。请参照图7，本实施例的数据储存系统包括控制器720及储存装置730。其中，控制器720是配置在主机端710及储存装置730之间，用以通知主机端710 SLC及MLC为两个独立的储存装置，以下则介绍上述各个元件的功能。
储存装置730例如是一个多层存储单元快闪存储器，而从中分割出一个区段，此区段只使用下页(1ower page)，以模拟为SLC使用，其中此模拟SLC部份系位于储存装置730的第一逻辑地址区段，而其他使用下页及上页(upperpage)的区段，即为一般MLC的使用方式，其位于为储存装置730的第二逻辑地址区段。上述的第一逻辑地址区段与第二逻辑地址区段的数据均是在储存装置730进行分割时即记录在储存装置730的一个分割信息(PartitionInformation)区块中，例如主要启动记录(Master Boot Record，MBR)中的数据区(Partition Data)。
控制器720即借由从储存装置730的分割信息区块中读取此第一逻辑地址区段及第二逻辑地址区段的信息，而据以控制主机端710将储存装置730的第一逻辑地址区段(即模拟SLC部份)设置为主要储存装置，以及将储存装置730的第二逻辑地址区段(即MLC部份)设置为次要储存装置。
值得一提的是，控制器720是透过并行进阶技术附加接口或是串行进阶技术附加接口连接至主机端710，并利用此些接口的规范，定义一个所有权指令或厂商特定指令，在每次主机端710运作时或是有储存装置730连接至主机端710时，控制器720即会回应此指令给主机端710，而通知主机端710储存装置730中的SLC及MLC部份是分别为一主要及一次要储存装置。
值得一提的是，借由本发明的数据储存系统，主机端710已可将储存装置730中的SLC及MLC部份区分为两个独立的储存装置，因此使用者储存数据时，即可根据需要将数据存放至对应的储存装置(包括将操作系统信息或标记为需存放至主要储存装置的数据存放至SLC以及将一般档案数据或标记为需存放至次要储存装置的数据存放至MLC)，因此可简化数据储存的步骤。
针对上述的数据储存系统，本发明还提供实施例说明其数据传输的流程。图8是依照本发明较佳实施例所绘示的数据储存方法的流程图。请参照图8，本实施例的方法适用于上述实施例的数据储存系统，而用以将数据储存至单一个储存装置中的SLC及MLC部份，本实施例的方法的步骤如下：
首先，将储存装置连接至主机端(步骤S810)。其中，此储存装置是分割为SLC及MLC两部份，而SLC即位于储存装置的第一逻辑地址区段，MLC则位于储存装置的第二逻辑地址区段。
接着，利用控制器读取储存装置的一个分割信息区块，以取得上述的第一逻辑地址区段及第二逻辑地址区段的信息作为辨识信息(步骤S820)。
最后则可根据此辨识信息，通知主机端此储存装置的SLC部份是设置为主要储存装置，以及将储存装置的MLC部份是设置为次要储存装置(步骤S830)。其中，控制器例如是借由回应一个所有权指令或是厂商特定指令给主机端，而控制通知主机端何者为主要或次要次要储存装置。据此，主机端即可间接识别出储存装置的SLC与MLC部份，并将其视为两个独立的储存装置来储存数据。
值得一提的是，由于主机端已能将储存装置的SLC与MLC两部份识别为两个独立储存装置，当有需要储存数据时，使用者即可根据数据的属性选择合适的储存装置来储存，或是直接交由控制器来辨识数据的种类，而将数据传送至合适的储存装置储存。其中，当数据被辨识为操作系统信息或需要传送至主要储存装置的数据时，即将此数据传送至储存装置的SLC部份，而当数据被辨识为一般档案数据或需要传送至次要储存装置的数据时，即将此数据传送至储存装置的MLC部份，据此可达到数据储存最佳化的目的。
此外，值得一提的是，针对上述各项实施例，本发明更可对MLC或SLC上的一个分割信息(Partition Information)区块，例如主要启动记录(Master BootRecord，MBR)中的数据区(Partition Data)设置防写功能，以防止使用者格式化快闪存储器。详细地说，其实施方式可借由当这些控制器接收到写入该主要启动记录相对应的逻辑区块地址(Logic Block Address，LBA)时，即回复失败(fail)即可，亦或当这些控制器检测到要写入该分割信息(PartitionInformation)区块时，即拒绝写入。
综上所述，本发明的数据储存系统及方法借由在主机端与储存装置之间配置独立的控制器，当主机端运作或是有储存装置连接至主机端时，即可帮助主机端识别出储存装置的类型，并将SLC与MLC视为两个独立的储存装置来储存数据，而能够达到简化数据储存程序的目的。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。