用長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的製作方法
2023-10-08 09:57:09
專利名稱：用長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用使用長壽命的非揮發性隨機存儲晶片，或者長壽命的非揮發性非隨機存儲晶片提高磁、光、半導體等多種內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器使用壽命的方法。特別涉及一種使用具有長壽命的非揮發性隨機存儲晶片的內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的存儲控制器和將其作為內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器存儲介質的方法。
本發明說明書中所說的1.「數據文件」是指不包括主機基本輸入/輸出系統(BIOS)的各種類型的數據文件。2.內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器是指不包括主機的內部存儲模塊ROM、SRAM、DRAM，等存儲器，以及主機內安裝的運行作業系統及應用程式的隨機存儲器DRAM等存儲器，而是為了保存數據文件而安裝的非揮發性存儲器。
背景技術：
目前磁、光和半導體存儲器的存儲技術不斷發展，使得硬碟、可讀寫光碟、磁光碟、半導體移動存儲卡的容量不斷增加，功能不斷增強，性能不斷改進。但是其使用壽命受到某些因素的限制，影響到在某些方面的應用。
目前世界上提高內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器使用壽命的研究，主要在提高其存儲材料本身的使用壽命上進行研究，而本發明提高內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器使用壽命所採用的方法不是提高在現有的材料使用壽命，而是通過使用具有較長使用壽命的非揮發性隨機存儲器和/或揮發性隨機存儲器代替內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器中的有中等重複寫入次數限制或者有較高重複寫入次數限制的存儲介質中，存儲讀寫頻率較高的數據的存儲區域的存儲介質，減低主存儲介質的重複寫入次數限制，來提高內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的使用壽命。
因為內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器進行數據存儲時需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據，如DOS、Windows、Windows NT等作業系統所使用的FAT、FAT32、NTFS，LINUX作業系統所使用的EXT2文件管理系統等等，各種計算機作業系統或者各種專用的作業系統在每次對內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器進行讀寫存儲數據時，都要讀寫引導扇區(BOOT)、文件分配表(FAT)、文件目錄表(FDT)。如果是硬碟，在0柱面0磁頭I扇區還存一個由FDISIC分區命令形成的主引導扇區。它由主引導記錄+分區表+有效標誌組成。(一般要讀Partition Table、BOOT、MBR、DBR、FAT、FDT)。而上述存儲這些文件和數據的區域的存儲介質因為需要頻繁讀寫，因此存儲這些數據的存儲介質很容易達到讀寫壽命的最高讀寫次數，而造成這部分存儲介質的損壞，而它們又是存儲這個存儲器存儲的文件存放信息的信息，因此他們的損壞就造成這個存儲器存儲數據的丟失，所以它們的壽命直接決定了內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的使用壽命。而數據區的存儲介質因為頻繁讀寫的次數比較起來不是太多，損壞的情況不是很多，即使損壞也只是個別數據的丟失或者個別文件的損壞，造成的損失相對比較小。因此本發明使用具有比較長使用壽命的非揮發性隨機存儲器代替存儲器中具有相對比較短使用壽命的有重複寫入次數限制的存儲介質存儲這部分「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」數據，既可以大大延長內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的使用壽命，也不會因為某一部分存儲介質的損壞而引起全部數據丟失。
部分作業系統如WINDOWS等作業系統在內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器中設立虛擬存儲區，需要反覆進行數據讀寫存儲，使得所建立的虛擬存儲區內的存儲介質因為需要頻繁讀寫，因此存儲這些數據的存儲介質很容易達到讀寫壽命的最高讀寫次數，而造成這部分存儲介質的損壞。所以內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器除了硬碟以外，因為重複寫入次數的限制，無法應用於需要虛擬存儲器的作業系統中代替硬碟使用。
而在某些容易造成硬碟損壞的工作條件下，如在震動較大的工作環境下應用的工業控制計算機、汽車上應用的計算機，軍用筆記本計算機等等因為無法使用硬碟只能使用其它存儲器，如使用FlashRom的半導體數據存儲器，就無法長期應用於使用虛擬存儲器的作業系統，即使勉強應用也會使有作業系統設置的虛擬存儲區域的存儲介質壽命大大縮短，而使這些內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器損壞。因此本發明使用具有比較長使用壽命的非揮發性隨機存儲器或者揮發性隨機存儲器代替存儲器中具有相對比較短使用壽命的有重複寫入次數限制的存儲介質存儲這部分數據，既可以大大延長內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的使用壽命。
目前各種類型的計算機主機系統大都使用各種類型的內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器，其中計算機主機系統是指但不局限於個人電腦、筆記本電腦、掌上電腦、個人數字助理(PDA)、數碼相冊、數位相機、數碼攝像機等使用各種類型中央處理器作為控制、運算和/或數據處理的系統。
在部分主機系統中也使用內部存儲器，如數位相機、可以照相的手機等等置於機身內的用於存儲圖片用的內部FlashRom半導體存儲器。
內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器是指但不局限於使用具有中等或者有較高重複寫入次數限制的光、磁存儲器和非揮發性半導體存儲器等存儲介質的內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器。各種磁碟(包括硬碟)其使用壽命相對是比較長的，大約是幾年的使用壽命，但是在其使用壽命期內，由於內部或者外部的原因，其是零道和FAT存儲區很容易損壞，而且一旦這個部位損壞，整個硬碟存儲的數據就全部丟失了，造成的損失是很大的。而目前的可以重複寫入的光碟的重複寫入次數大約是幾千次左右，目前半導體快閃記憶體介質(FlashMemory)做成的快閃記憶體卡等的重複寫入次數大約是106左右。這些內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器如果是做一般的存儲文件是夠了，但是如果是作為需要反覆進行讀寫的地方使用，如作為計算機虛擬存儲器或者需要反覆進行數據存儲的黑盒子中的數據存儲器使用時，就非常容易損壞，需要經常更換。作為使用有中等或者有較高重複寫入次數限制的光、磁和非揮發性半導體存儲器等存儲介質的內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器，其使用壽命受到光碟、磁碟和非揮發性隨機存儲器的重複寫入次數限制等各種因素的限制，因此提高其使用壽命是本發明的主要目的。
發明內容
根據本發明的一個技術方案，提供了一種長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，包括由存儲控制晶片存儲控制電路，和外部主存儲介質控制器和外部主存儲介質構成的構成的存儲器，特別是，包括由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質。特別是，包括由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的物理分區，這個分區用作存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據文件的存儲器。特別是，包括由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，控制外部長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質，和/或外部長壽命的隨機存儲介質控制器控制外部長壽命的隨機存儲介質構成的物理分區，這個分區用作虛擬存儲器。特別是，包括由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的存儲器應用於ATA、或SATA、或SCSI、或存儲卡、或USB、或藍牙、或IEEE 1394接口的磁存儲器、光存儲器、磁光存儲器、內部和/或外部非揮發性半導體存儲器。特別是，包括由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的存儲器應用於ATA、或SATA、或SCSI、或存儲卡、或USB、或藍牙、或IEEE 1394接口的磁碟、可讀寫光碟、磁光碟、內部和/或外部非揮發性半導體存儲器、內部和/或外部非揮發性半導體存儲卡、存儲盤。特別是，包括由主機的內部數據、地址、控制總線，控制的由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的存儲器，作為存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據文件的存儲器。特別是，包括由主機的外部接口總線控制器，控制的由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的存儲器，作為存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據文件的存儲器。特別是，當電源中斷、和/或接到關機命令、和/或接到從取出存儲設備中主存儲介質的命令、和/或按下取出開關的時候，將長壽命盤中的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」存儲到在主存儲介質盤中。特別是，包括外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器包括無限次地重複寫入能力的非揮發性隨機和/或非隨機存儲器具有較高重複寫入次數限制的非揮發性隨機或者非隨機存儲器。特別是，外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器包括無限次地重複寫入能力的非揮發性隨機和/或非隨機存儲器磁體元件的MRAM存貯器(磁體RAM)或者RRAM(電阻RAM)，具有較高重複寫入次數限制的非揮發性隨機或者非隨機存儲器，鐵磁隨機存儲器/鐵電存貯器FeRAM存貯器、或使用相變材料的OUM存貯器(相變化內存PRAM)、或超高密度存儲晶片(MILLIPEDE)存儲器。
而本發明通過使用具有較長使用壽命的非揮發性隨機存儲器，和/或具有較長使用壽命的非揮發性存儲器，和/或揮發性隨機存儲器，代替內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器中的具有相對較短使用壽命的中等重複寫入次數限制，或者有較高重複寫入次數限制的存儲介質中存儲讀寫頻率較高的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」區，和/或作為虛擬存儲器等需要頻繁讀寫數據的存儲區域的存儲介質，減低主存儲介質的重複寫入次數限制，來提高內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的使用壽命。
由於在進行數據存儲的過程中存儲器需要反記錄「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」的存儲區，和/或作為虛擬存儲器頻繁讀寫所建立的虛擬存儲區等等，這些存儲區具有比主文件數據存儲區，有相對較高的使用頻率。在這些存儲區因為需要經常進行頻繁讀寫，造成存儲這部分數據的存儲介質很快就達到極限使用壽命，而容易損壞這部分存儲區的存儲介質部分，而造成整個存儲器的損壞，如在光碟、磁碟和非揮發性半導體存儲器等等主存儲介質中，需要存儲經常進行反覆重複讀寫「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」的那部分存儲介質，如以DOS作業系統為例，DOS作業系統每次進行內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器讀寫存儲數據時，都要讀/寫的Partition Table、ROOT、MBR、DBR、FAT表等等存儲器信息和文件存放位置信息，以及WINDOWS作業系統在作業系統所設立的虛擬存儲區反覆進行虛擬數據存儲等等，各種作業系統雖然其磁碟作業系統不同、讀寫的內容不同，但是都要進行存儲器信息和文件存放位置信息區的讀/或寫，而這些區域的存儲介質因為需要頻繁讀寫，因此存儲這些數據的存儲介質，它們的壽命直接決定了內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的使用壽命。本發明是使用較長使用壽命存儲介質的代替比較短使用壽命的存儲介質，例如用具有無限次地重複寫入能力無使用壽命限制的存儲介質，代替有較高重複寫入次數限制的、有相對較長使用壽命的存儲介質，或用這兩種較長壽命存儲介質代替各種內部或者內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器中的相對使用壽命短的存儲介質中存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據文件的存儲介質部分，而主存儲介質中只是儲存數據、文件等不需要經常重複寫入的數據。
這樣就可以大大延長內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的使用壽命。當然也可以利用這個另外安裝的長壽命的非揮發性隨機存儲器部分存放其它各種類型的數據。例如使用具有無限次地重複寫入能力的非揮發性隨機存儲器如磁體元件的MRAM(磁體RAM)、RRAM(電阻RAM)等，和/或具有較高重複寫入次數限制的非揮發性隨機存儲器如鐵磁隨機存儲器/鐵電存貯器FeRAM、和使用相變材料的OUM(相變化內存PRAM)、超高密度存儲晶片(MILLIPEDE)等存儲器等，以及SDRAM、DRAM、靜態隨機存取存儲器(SRAM)等具有無限次地重複寫入能力的揮發性隨機存儲器等，用於替代各種具有中等或者有較高重複寫入次數限制的存儲介質的內部或者內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的需要頻繁讀寫存儲這些數據的存儲介質，以及用更高使用壽命的非揮發性隨機存儲器替代較低一些使用壽命的非揮發性隨機存儲器製成的內部或者內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的需要頻繁讀寫的部分存儲介質。
長壽命的存儲介質是指但不局限於各種長壽命非揮發性隨機或者非隨機存儲器，包括1.具有無限次地重複寫入能力的非揮發性隨機存儲器如磁體元件的MRAM(磁體RAM)、RRAM(電阻RAM)等，2.具有較高重複寫入次數限制的非揮發性隨機或者非隨機存儲器，如鐵磁隨機存儲器/鐵電存貯器FeRAM、和使用相變材料的OUM(相變化內存PRAM)、超高密度存儲晶片(MILLIPEDE)等存儲器等，但是這些具有較高重複寫入次數限制的非揮發性隨機或者非隨機存儲器相對於具有無限次地重複寫入能力的非揮發性隨機存儲器或者揮發性隨機存儲器使用壽命相對來說還是比較短的。3.SDRAM、DRAM、靜態隨機存取存儲器(SRAM)等具有無限次地重複寫入能力的揮發性隨機存儲器等。
中等壽命的非揮發性存儲器是指但不局限於具有中等重複寫入次數限制的非揮發性隨機或者非隨機存儲器，如FlashRom半導體隨機或者非隨機數據存儲器等。
非揮發性的磁性隨機存儲器，所謂「非揮發性」是指關掉電源後，仍可以保持記憶完整，功能與FLASHROM大致相同；而「隨機存取」是指中央處理器讀取資料時，不一定要從頭開始，隨時可用相同的速率，從內存的任何部位讀寫信息。
本發明可以用於各種具有中等或者有較高重複寫入次數限制的光存儲器(如各種DVD-RW、CD-RW等等)、磁存儲器(如各種硬磁碟、軟磁碟等等)、光磁存儲器(如磁光碟MO、MD等等)和非揮發性半導體存儲器(各種類型的FlashRom存儲卡如SD卡、CF卡等等、DOM FlashRom存儲盤等等)等各種具有中等或者有較高重複寫入次數限制的存儲介質製成的內部或者內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器，提高其使用壽命是本發明的主要目的。
注ROOT稱做DIR(DIR＝Directory)是根目錄區ROOT區中可記錄目錄或檔案。其損壞引起的引導故障MBR(master boot record)，即主引導記錄，MBR分成兩個部份；分別為MBP(主開機程式Master Boot Program)及Partition Table(硬碟分割表)，以DOS作業系統為例，其DBR就是存放DOS的啟動程式，主要功能就是用來載入DOS的兩個隱藏文件(IO.SYS、MSDOS.SYS)FAT表(File Allocation Table文件分配表)，是Microsoft在FAT文件系統中用於磁碟數據(文件)索引和定位引進的一種鏈式結構，在不同的作業系統中有不同的文件分配表，如WIN98或WIN 2000、WIN XP就使用FAT32或者NTSF文件分配表。
圖1.是本發明硬體架構示意圖。
圖2.是本發明第一實施例硬體架構示意圖。
圖3.是本發明第二實施例硬體架構示意圖。
圖4.是本發明第三實施例硬體架構示意圖。
圖5.是本發明第四實施例硬體架構示意圖。
圖6.是本發明第五實施例硬體架構示意圖。
圖7.是本發明第六實施例硬體架構示意圖。
圖8.是本發明存儲操作程序流程圖。
本發明的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施例方式
本發明的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
圖1.是本發明硬體架構示意圖。
本發明的硬體架構示意圖和實施例以及實施例的說明部分，是借用發明名稱為「存儲控制晶片及數據存儲控制方法」的專利(申請人深圳市朗科科技有限公司，發明人鄧國順、成曉華、向鋒，申請日2003.7.28，申請號03140023.x，)的硬體架構示意圖和實施例的硬體結構說明，來進一步說明本發明的發明要點、實現方法和功能特點，本發明實施例中之所以採用「存儲控制晶片及數據存儲控制方法」專利的硬體架構，只是為了說明本發明的特點方便，在應用到各種不同類型、不同種類的內部或者內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器時，這種存儲器實際所採用的存儲控制晶片及數據存儲控制方法是根據具體實際電路的需要，而採用不同的、合適的電路類型和控制方法，如當用在硬碟中的時候，其控制電路要用硬碟的存儲控制晶片和存儲控制方法。因為本發明的要點不在上述專利中申請的存儲控制晶片和數據存儲控制方法上，在本發明的實施例中只是因用上述專利來重點說明本發明的要點，而關於的存儲控制晶片和數據存儲控制方法因為不是本發明的要點，因此不再詳述，具體的內容可以參考上述專利說明書和有關的各種存儲器的存儲控制晶片的各種資料。
系統主機1是指但不局限於個人電腦。筆記本電腦、掌上電腦、個人數字助理(PDA)、數碼相冊、數位相機、數碼攝像機、數碼錄音機、數碼錄像機、MP3錄音、播放器、MP4錄音、錄像、播放器等等各種需要安裝內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的應用系統。存儲控制晶片中用協議實現控制器2與系統主機1連接並進行數據傳輸。
從功能模塊上分，包括處理器(MCU)3、DMA控制器4、協議實現控制器2、數據校驗模塊5、內部存儲模塊6、PLL模塊8、寄存器組7、供電模塊14、外部存儲介質控制器10、外部主存儲介質13，本發明的重點在新增了外部長壽命的非揮發性隨機存儲介質控制器9、外部長壽命的非揮發性隨機存儲介質11、外部長壽命的非揮發性隨機存儲介質12、外部長壽命的隨機存儲介質控制器14、外部長壽命的隨機存儲介質15外部存儲介質控制器10、外部主存儲介質13。其作用和處理方法在「存儲控制晶片及數據存儲控制方法」的專利中詳細論述過了，本發明說明書中就不再進一步論述了。
處理器3可以採用可編程單片機(徽控制器)作為整個存儲控制晶片的控制器，還可以採用DSP控制器、Risc控制器。X85控制器等各種類型的處理器(MCU)。通過訪問控制上述的DMA控制器4、協議實現控制器2、數據校驗模塊5、內部存儲模塊6、PLL模塊8、寄存器組7、外部存儲介質控制器10、外部長壽命的非揮發性隨機存儲介質控制器9、外部長壽命的隨機存儲介質控制器14等，實現控制上述功能模塊、參數配置等功能。
這裡所說的外部存儲介質3是指但不局限於SDRAM.DRAM.EPPROM.靜態隨機存取存儲器(SRAM)、磁體元件的MRAM(磁體RAM)、RRAM(電阻RAM)、鐵磁隨機存儲器/鐵電存貯器FeRAM、使用相變材料的OUM(相變化內存PRAM)、超高密度存儲晶片(MILLIPEDE)快閃記憶體介質(FLASHMemory)等存儲器。
所述的DMA控制器4連接並且受控於上述的處理器3，通過該處理器3發出的指令啟動DMA控制器4。並且，該DMA控制器4可以通過調用所述的寄存器組如中的參數及參數位，建立DMA數據傳輸通道，完成不同DMA傳輸類型的數據快速傳輸功能。
所述的協議實現控制器2主要是實現與系統主機1進行數據交換，包括編解碼、校檢、位填充、地址編碼、轉換等，從而便與系統主機之問的數據交換符合相對應的協議標準。
所述的數據校驗模塊5是在數據交換的過程中通過在線的編解碼，可以採用但不限於漢明碼(Hamming Codc)或RS(Reed-Soloman)碼等的在線編解碼，保障數據的正確性。該數據校驗模塊5是在DMA數據交換通道建立的同時，即開始運作。
該內部存儲模塊6作為整個存儲控制晶片的內存，可包括ROM和/或RAM。其中，ROM主要是存儲控制整個晶片操作的應用程式和/或系統程序；RAM作為應用程式運行的緩存，並且可以存儲由外部存儲介質11、12、13、15和/或系統主機1傳輸來的數據，所述的RAM可以選用但不限於SRAM、DRAM、SDRAM、MRAM、RRAM、FRAM等。
所述的外部存儲介質控制器9、10、14是用來控制外部存儲介質的讀寫時序。可以是(但不限於)快閃記憶體介質控制器，MRAM控制器、RRAM(電阻RAM)控制器、鐵磁隨機存儲器/鐵電存貯器FeRAM控制器、使用相變材料的OUM(相變化內存PRAM)控制器等等。而所述的PLL模塊8則控制整個晶片的時鐘。
所述的寄存器組7包括多個寄存器，可以分別設定並且存儲各個控制器、模塊對應的默認的參數及參數值。該寄存器組7至少包括處理器控制寄存器、處理器狀態寄存器、處理器地址寄存器、DMA控制寄存器、DMA狀態寄存搖、DMA計數寄存器、協議實現控制寄存器、協議實現狀態寄存器、協議實現計數寄存器、外部存儲介質計數寄存器、RAM地址寄存器、外部存儲介質地址寄存器、外部存儲介質命令寄存器、數據校驗控制寄存器。數據校驗狀態寄存器等。
存儲控制晶片具有兩種操作模式處理器模式和DMA模式，通過對應寄存各的相應參數來決定採用何種操作模式，其中，處理器模式是由處理器3對整個晶片的數據線和地址線進行控制，處理器3可以通過指令訪問內部存儲模塊6、協議實現控制器2、外部存儲介質控制器9、10、14等，該處理器模式主要用於對協議實現控制器2的配置；DMA模式是由DMA控制器4對整個晶片的數據線和地址線進行控制，主要是根據相關寄存器的不同參數及參數值來建立DMA數據傳輸通道，完成不同類型的DMA數據傳輸，所述的DMA數據傳輸類型包括但不限於從協議實現控制器到外部存儲介質控制器、協議實現控制器到內部存儲模塊、內部存儲模塊到協議實現控制器、內部存儲模塊到外部存儲介質控制器、外部存儲介質控制器到內部存儲模塊、外部存儲介質控制器到內部存儲模塊(扇區的最後16個字節)、外部存儲介質控制器到協議實現控制器的數據傳輸，以及對外部存儲介質的擦除，外部存儲介質的編程等等。
本發明主要通過使用外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11，替代具有外部存儲介質控制器10控制的外部主存儲介質13構成的存儲器中存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據的存儲區的存儲介質部分，來提高外部存儲介質控制器10控制的外部主存儲介質13的使用壽命。
本發明通過使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部長壽命的非揮發性隨機和/或使用非隨機存儲介質12，和/或外部長壽命的隨機存儲介質控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質15，作為虛擬存儲器，替代在外部存儲介質控制器10控制的外部主存儲介質13上，所建立的虛擬存儲器的存儲區的存儲介質使用壽命。
如使用具有無限次地重複寫入能力的非揮發性隨機存儲器如磁體元件的MRAM(磁體RAM)、RRAM(電阻RAM)等，或者具有較高重複寫入次數限制的非揮發性隨機或者非隨機存儲器，如鐵磁隨機存儲器/鐵電存貯器FeRAM、和使用相變材料的OUM(相變化內存PRAM)、超高密度存儲晶片(MILLIPEDE)等存儲器等，代替具有中等壽命的非揮發性存儲器，如FlashRom半導體隨機或者非隨機數據存儲器等。也可以使用具有無限次地重複寫入能力的非揮發性隨機存儲器如磁體元件的MRAM(磁體RAM)、RRAM(電阻RAM)等，代替具有較高重複寫入次數限制的非揮發性隨機或者非隨機存儲器，如鐵磁隨機存儲器/鐵電存貯器FeRAM、和使用相變材料的OUM(相變化內存PRAM)、超高密度存儲晶片(MILLIPEDE)等存儲器等。
供電模塊14，可以根據設計要求決定是否採用，可以使用電池或者蓄電池供電，也可以採用電容儲存電儲能供電。可以用於當電源關機時或者當存儲器接收到主機1發出關機的指令，存儲器根據設計要求決定將控制外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11的存儲的數據寫入外部主存儲介質13中的時候的存儲器的電源共給，也可以預防因為突然中斷外部電源供給時的存儲器可以及時保存未寫完的數據，避免數據丟失時的電源供給等等意外事件發生時的存儲器繼續工作所需要的短時間的電源供給。
本發明的內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器實際有多個物理分區，可以分別將每個物理分區，可以按實際物理分區定義成邏輯分區，或者將幾個物理分區定義成一個邏輯分區。但是要規定在「虛擬盤」的物理分區上建立虛擬盤，而不能再主存儲介質的物理分區上建立虛擬盤。在「長壽命盤」的物理分區上記錄「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」存儲到在主存儲介質盤中記錄要存取的主文件數據。而不能在主存儲介質的物理分區上建立「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」頻繁讀寫區，在主存儲介質的物理分區上建立「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」只是為了備份和防止主存儲介質從驅動器中取出後造成「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」丟失。主文件數據時從中等壽命的主存儲器介質上開始記錄。最好每次往主存儲介質上記錄新的數據的時候，能按照刪除的時間順序依次往下紀錄，而不是每次記錄數據的時候，都是從起始位置依次查找是否有空的位置而記錄數據。這樣容易因為每次紀錄的時候都是從起始位置記錄，而造成主存儲介質的起始位置因為頻繁讀寫，而造成這一部分存儲介質損壞。
本發明的存儲器可以根據設計要求進行分區，如1.按實際物理結構進行分區，可分成a.由外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11構成的物理分區，在這個分區中進行的數據存取，是為了代替具有外部主存儲介質13構成的存儲器中存儲需要頻繁讀寫的數據文件的儲存區的存儲介質部分。這個分區在本發明說明書中簡稱「長壽命盤」b.由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質12，外部長壽命的隨機存儲介質控制器14控制外部長壽命的隨機存儲介質15構成的物理分區，這個分區可以作為虛擬存儲器，來提高由外部存儲介質控制器10控制的外部主存儲介質13作為虛擬存儲器時的使用壽命。這個分區在本發明說明書中簡稱「虛擬盤」，在內部或外部存儲器中是否需要安裝「虛擬盤」可以根據設計要求來決定，如這個存儲器只是為了存儲文件，就可以不需要安裝，如果作為需要虛擬存儲器作業系統使用的存儲設備就需要安裝「虛擬盤」。
c.由外部存儲介質控制器10控制的外部主存儲介質13構成的物理分區，在這個分區中主要存取數據文件。這個分區在本發明說明書中簡稱「主盤」2.將幾個物理盤合成一個大的分區。但是規定村主文件數據時從中等壽命的主存儲器介質上開始記錄。最好每次往主存儲介質上記錄新的數據的時候，能按照刪除的時間順序依次往下紀錄，而不是每次記錄數據的時候，都是從起始位置依次查找是否有空的位置而記錄數據。這樣容易因為每次紀錄的時候都是從起始位置記錄，而造成主存儲介質的起始位置因為頻繁讀寫，而造成這一部分存儲介質損壞。而由外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11構成的物理分區的地址中存取存儲器進行數據存儲時需要頻繁讀寫的某些存儲器信息和存儲的文件信息的數據。由外部長壽命的非揮發性隨機和/或使用非隨機存儲介質12，和/或由外部長壽命的隨機存儲介質15構成的物理分區的地址區域，在這個地址區中可以作為虛擬存儲器進行數據存取。
d.可以將外部長壽命的非揮發性隨機和/或使用非隨機存儲介質11、12合併成一個晶片，當然也可以是多個晶片，當時一個晶片的時候，在這個晶片構成的物理分區上既可以作為「長壽命盤使用」，也可以作為「虛擬盤」使用。
圖2.是本發明第一實施例硬體架構示意圖。
圖2中描述了的本發明硬體架構的一種實施例硬體架構電路，這是磁碟或磁光碟或光碟等存儲器的存儲控制晶片的電路。
在這個實施例中的硬體架構和圖1基本相同，只是在這個實施例中協議實現控制器是ATA或SATA或SCSI或存儲卡等的協議實現控制器2b，用來為外部磁碟(HD)、或磁光碟(MO或MD)、或光碟(DVD-RW、DVD-RAM等等)的存儲介質控制器10a控制的外部磁碟或磁光碟或光碟存儲介質13a，傳輸存取信息和存取數據。
在這個電路中使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11的數據存取，作為長壽命盤存儲器，代替具有中等壽命的非揮發性存儲器中存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據存儲區的存儲介質部分。
使用外部長壽命的隨機存儲介質控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質15，和/或使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部長壽命的非揮發性隨機和/或使用非隨機存儲介質12，作為虛擬盤存儲器(虛擬盤)。代替具有中等壽命的非揮發性存儲器(主盤)中存儲需要頻繁讀寫的「虛擬」存儲區的存儲介質部分。
圖3.是本發明第二實施例硬體架構示意圖。
圖3描述了的本發明硬體架構的一種實施例硬體架構電路，這是中等壽命的非揮發性半導體盤等存儲器的存儲控制晶片的電路。
在這個實施例中的硬體架構和圖1基本相同，只是在這個實施例中協議實現控制器用作ATA或SATA或SCSI或存儲卡等的協議實現控制器2b，用來為外部中等壽命的非揮發性半導體存儲介質控制器10b控制的外部中等壽命的非揮發性半導體存儲介質13b傳輸存取信息和存取數據。這個電路可以用於各種由非揮發性半導體存儲介質做成的存儲卡或者存儲盤，如CF卡、存儲盤(DOM盤)等等。
在這個電路中使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11的數據存取，作為長壽命盤存儲器，代替具有中等壽命的非揮發性半導體存儲器中存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據存儲區的存儲介質部分。
使用外部長壽命的隨機存儲介質控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質15，和/或使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部長壽命的非揮發性隨機和/或使用非隨機存儲介質12，作為虛擬盤存儲器(虛擬盤)。代替具有中等壽命的非揮發性半導體存儲器(主盤)中存儲需要頻繁讀寫的「虛擬」存儲區的存儲介質部分。
圖4.是本發明第三實施例硬體架構示意圖。
圖4中描述了的本發明硬體架構的一種實施例硬體架構電路，這是磁碟或磁光碟或光碟等存儲器的存儲控制晶片的電路。
在這個實施例中的硬體架構和圖1基本相同，只是在這個實施例中協議實現控制器是USB、或藍牙、或IEEE 1394、或存儲卡的協議實現控制器2b，用來為外部磁碟或磁光碟或光碟存儲介質控制器10a控制的外部磁碟或磁光碟或光碟存儲介質13a，傳輸存取信息和存取數據。
在這個電路中使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11的數據存取，作為長壽命盤存儲器，代替具有中等壽命的非揮發性存儲器中存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據存儲區的存儲介質部分。
使用外部長壽命的隨機存儲介質控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質15，和/或使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部長壽命的非揮發性隨機和/或使用非隨機存儲介質12，作為虛擬盤存儲器(虛擬盤)。代替具有中等壽命的非揮發性存儲器(主盤)中存儲需要頻繁讀寫的「虛擬」存儲區的存儲介質部分。
圖5.是本發明第四實施例硬體架構示意圖。
圖5描述了的本發明硬體架構的一種實施例硬體架構電路，這是中等壽命的非揮發性半導體盤等存儲器的存儲控制晶片的電路。
在這個實施例中的硬體架構和圖1基本相同，只是在這個實施例中協議實現控制器是USB、或藍牙、或IEEE139、或存儲卡的協議實現控制器2b，用來為外部中等壽命的非揮發性半導體存儲介質控制器10b控制的外部中等壽命的非揮發性半導體存儲介質13b傳輸存取信息和存取數據。
在這個電路中使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11的數據存取，作為長壽命盤存儲器，代替具有中等壽命的非揮發性半導體存儲器中存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據存儲區的存儲介質部分。
可以根據設計要求使用外部長壽命的隨機存儲介質控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質15，和/或使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部長壽命的非揮發性隨機和/或使用非隨機存儲介質12，作為虛擬盤存儲器(虛擬盤)。代替具有中等壽命的非揮發性半導體存儲器(主盤)中存儲需要頻繁讀寫的「虛擬」存儲區的存儲介質部分。
圖6.圖7是本發明第五、第六實施例硬體架構示意圖。
圖6描述了的本發明硬體架構的一種實施例硬體架構電路，這是內部中等壽命的非揮發性半導體存儲器等的半導體存儲器存儲控制晶片的電路。
在這兩個實施例中的硬體架構和圖1基本相同，只是在這個實施例中沒有協議實現控制器和主機1，圖6直接由主機的內部數據、地址、控制總線，或者由圖7的主機的外部接口總線控制器16，如PCI總線控制器等，可以直接控制控制由外部外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9控制的外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11、12，由外部長壽命的隨機存儲介質控制器14控制的外部長壽命的隨機存儲介質15，也可以由圖2所示通過ATA或SATA或SCSI或存儲卡等的協議實現控制器2b進行控制的由外部外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9控制的外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11、12，和/或由外部長壽命的隨機存儲介質控制器14控制的外部長壽命的隨機存儲介質15，由中等壽命的非揮發性半導體存儲介質控制器10b控制的外部中等壽命的非揮發性半導體存儲介質13b的數據存取。由主機的外部接口總線控制器，控制的由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的存儲器，作為存儲需要頻繁讀寫的數據文件的存儲器。和/或作為虛擬盤存儲器。
在這個電路中使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質11的數據存取，作為長壽命盤存儲器，代替具有中等壽命的非揮發性半導體存儲器中存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據存儲區的存儲介質部分。
使用外部長壽命的隨機存儲介質控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質15，和/或使用外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器9，控制外部長壽命的非揮發性隨機和/或使用非隨機存儲介質12，作為虛擬盤存儲器(虛擬盤)。代替具有中等壽命的非揮發性半導體存儲器(主盤)中存儲需要頻繁讀寫的「虛擬」存儲區的存儲介質部分。
圖8.是本發明存儲操作程序流程圖。
在進行面部識別系統程序進行面部識別時，因為面部不是正對攝取面部圖像的攝像照相器件，因此攝取的面部圖像是偏斜的，造成面部識別的困難，因此需要判別面部是否偏離識別、判別，以便提醒糾正面部不是正對攝取面部圖像的攝像照相器件的問題。
本發明的判別面部是否偏離識別系統程序的原理和處理方法，包括如下處理過程在使用長壽命的非揮發性隨機存儲器的長壽命盤提高磁、光、半導體等內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器使用時，本發明的使用長壽命的非揮發性隨機存儲器的長壽命盤程序的原理和處理方法，包括如下處理過程a.開始；b.從主盤中讀「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」到長壽命盤中；說明此段程序可以根據設計要求決定，如果不需要將信息數據備份到主盤上去，可以不運行此段程序。c.核對長壽命盤中與主盤中存儲的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」否一致；說明此段程序可以根據設計要求決定，如果不需要將信息數據備份到主盤上去，可以不運行此段程序。
d.接受主機1發出的存儲文件指令，也可以同時接受對存儲器的各種指令；e.存取文件時在長壽命盤中讀寫「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」，在主存儲介質盤中存儲數據文件；說明這樣就可以在讀寫文件時，不用讀寫主存儲介質盤了，提高了主存儲介質盤的使用壽命。
f.電源是否中斷；說明在存儲器運行的時候可以不斷進行斷電監視，g.啟用備用電源供電；電源是否中斷接到從取出存儲設備中主存儲介質的命令或者按下取出開關h.是否接到關機命令；i.是否接到從取出存儲設備中主存儲介質的命令或者按下取出開關j.將長壽命盤中的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」存儲到在主存儲介質盤中，以及還沒有來得及在主存儲介質盤上存儲完畢的文件數據抵敘進行存儲。說明如果不需要將信息數據備份到主盤上去，也可以不運行長壽命盤中的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」存儲到在主存儲介質盤中程序，但是可以根據設計要求將還沒有來得及在主存儲介質盤上存儲完畢的文件數據繼續進行存儲。
k.存儲完畢。
l.是否接到從取出存儲設備中主存儲介質的命令或者按下取出開關說明如果是可以取出的存儲介質盤，如各種可以從DVD-RAM，DVD-RW驅動器中取出的存儲盤等等，在取出存儲介質盤之前可以根據設計要求，按照主機運行程序的取出存儲介質盤的命令，或根據檢測到的按下存儲介質盤取出開關的情況，將長壽命盤中的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」存儲到在主存儲介質盤中去。
m.退出主存儲介質說明n.等待裝入新的主存儲介質o.裝入新的主存儲介質說明p.關機q.結束本發明所使用的各個模塊和各個元器件可以根據設計要求增減，各種功能也可以根據設計要求添加或者減少。本發明的各個附圖所標示的電路圖和程序流程圖可以根據設計要求以及使用的元件不同而加以改變。
如上所述，已經參照各附圖，詳細描述了本發明的最佳實施例，但是，不應認為本發明的構思僅僅限於上述的各個實施例。本領域的技術人員，通過上述各實施例構思的啟迪，不難對本發明的長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命系統作出各種改進、改變或替換，以及應用於各種存儲器系統中，因此，這些改進、改變或替換，不應認為已脫離了本發明的構思，或所附權利要求書所限定的範圍。
權利要求
1.一種長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，包括由存儲控制晶片存儲控制電路，和外部主存儲介質控制器和外部主存儲介質構成的構成的存儲器，其特徵在於包括由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質。
2.根據權利要求1所述的長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，其特徵在於，包括由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的物理分區，這個分區用作存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據文件的存儲器。
3.根據權利要求1所述的長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，其特徵在於，包括由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，控制外部長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質，和/或外部長壽命的隨機存儲介質控制器控制外部長壽命的隨機存儲介質構成的物理分區，這個分區用作虛擬存儲器。
4.根據權利要求1所述的長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，其特徵在於，由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的存儲器應用於ATA、或SATA、或SCSI、或存儲卡、或USB、或藍牙、或IEEE 1394接口的磁存儲器、光存儲器、磁光存儲器、內部和/或外部非揮發性半導體存儲器。
5.根據權利要求1所述的長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，其特徵在於，由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的存儲器應用於ATA、或SATA、或SCSI、或存儲卡、或USB、或藍牙、或IEEE 1394接口的磁碟、可讀寫光碟、磁光碟、內部和/或外部非揮發性半導體存儲器、內部和/或外部非揮發性半導體存儲卡、存儲盤。
6.根據權利要求1所述的長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，其特徵在於，包括由主機的內部數據、地址、控制總線，控制的由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的存儲器，作為存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據文件的存儲器。
7.根據權利要求1所述的長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，其特徵在於，由主機的外部接口總線控制器，控制的由外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器，和外部較長壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質構成的存儲器，作為存儲需要頻繁讀寫的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」和/或其它數據文件的存儲器。
8.根據權利要求1所述的長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，其特徵在於，當電源中斷、和/或接到關機命令、和/或接到從取出存儲設備中主存儲介質的命令、和/或按下取出開關的時候，將長壽命盤中的「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」存儲到在主存儲介質盤中。
9.根據權利要求1所述的長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，其特徵在於，外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器包括無限次地重複寫入能力的非揮發性隨機和/或非隨機存儲器具有較高重複寫入次數限制的非揮發性隨機或者非隨機存儲器。
10.根據權利要求1所述的長壽命非揮發性存儲晶片提高內部或外部存儲器使用壽命的電路，其特徵在於，外部長較壽命的非揮發性隨機或者非隨機存儲介質控制器包括無限次地重複寫入能力的非揮發性隨機和/或非隨機存儲器磁體元件的MRAM存貯器(磁體RAM)或者RRAM(電阻RAM)，具有較高重複寫入次數限制的非揮發性隨機或者非隨機存儲器，鐵磁隨機存儲器/鐵電存貯器FeRAM存貯器、或使用相變材料的OUM存貯器(相變化內存PRAM)、或超高密度存儲晶片(MILLIPEDE)存儲器。
全文摘要
本發明涉及一種利用使用長壽命的非揮發性隨機存儲晶片，或者長壽命的非揮發性非隨機存儲晶片構成的物理分區，在這個分區中進行需要在外部主存儲介質盤構成的存儲器中存儲需要頻繁讀寫的數據文件的儲存區的存儲介質部分。這個物理分區可以作為「存儲器和所存儲的文件基本信息數據」的存儲區，和/或作為虛擬存儲器，來提高磁、光、半導體等多種內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器使用壽命的方法。特別涉及一種使用具有長壽命的非揮發性隨機存儲晶片的內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器的存儲控制器和將其作為內部和/或外部非揮發性數據文件存儲器存儲介質的方法。
文檔編號G06F12/16GK1749971SQ20051001352
公開日2006年3月22日 申請日期2005年5月18日 優先權日2005年5月18日
發明者程滋頤 申請人:程滋頤