專利名稱：用長壽命非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)或外部存儲器使用壽命的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高原有的多種內(nèi)部或外部非揮發(fā)性存儲器使用壽命的電路和方法，包括磁盤、光盤、半導(dǎo)體非揮發(fā)性存儲器等多種內(nèi)部和/或外部存儲器中非揮發(fā)性存儲介質(zhì)使用壽命的方法。特別是在不改變現(xiàn)有各種非易失性存儲器的硬件結(jié)構(gòu)、接口類型、封裝形式和使用方式的情況下，只是在原有硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過增加長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片、在存儲器主引導(dǎo)記錄中原有的存儲器存儲地址基礎(chǔ)上增加長壽命存儲器存儲器地址，修改原有設(shè)備驅(qū)動程序或者修改操作系統(tǒng)，就可以大幅度提高使用壽命的電路和方法。
背景技術(shù)：
目前非易失性存儲器，包括磁、光和半導(dǎo)體存儲器的存儲技術(shù)不斷發(fā)展，使得硬盤、可讀寫光盤、磁光盤、半導(dǎo)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(yīng)用。
目前世界上提高內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)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(fā)明提高內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器使用壽命所采用的方法不是提高存儲材料本身的使用壽命，在不改變現(xiàn)有各種非易失性存儲器的硬件結(jié)構(gòu)、接口類型、封裝形式和使用方式的情況下，只是在原有硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過增加長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片，在存儲器硬件設(shè)備的主引導(dǎo)記錄中原有的存儲器存儲地址上增加長壽命存儲器存儲器地址，修改原有設(shè)備驅(qū)動程序或者修改操作系統(tǒng)。通過使用長壽命非易失性存儲器來代替內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器中的，具有中等或較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的主存儲介質(zhì)中的存儲有讀寫頻率較高的數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域的存儲介質(zhì)，減低主存儲介質(zhì)的重復(fù)寫入次數(shù)限制，來提高內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的使用壽命。
因為各種計算機操作系統(tǒng)或者各種專用的操作系統(tǒng)在每次對內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器進行讀寫存儲數(shù)據(jù)時，都要首先讀寫“基本信息”(見IBM-PC匯編語言程序設(shè)計 第十二章 磁盤文件存取技術(shù)P 297-342沈美明 溫冬嬋編著 清華大學(xué)出版社1997年8月第16次印刷)，如DOS、Windows、Windows NT等操作系統(tǒng)所使用的文件管理器(文件管理系統(tǒng))，如FAT、FAT32、NTFS，LINUX操作系統(tǒng)所使用的EXT2文件管理系統(tǒng)等等。基本信息”根據(jù)操作系統(tǒng)的不同可以有多種不同的內(nèi)容，其中以DOS為例包括引導(dǎo)扇區(qū)(BOOT)、文件分配表(FAT)、文件目錄表(FDT)等等要頻繁讀取的文件。如果是硬盤，在0柱面0磁頭I扇區(qū)還存一個由FDISIC分區(qū)命令形成的主引導(dǎo)扇區(qū)。它由主引導(dǎo)記錄+分區(qū)表+有效標志組成。(一般要讀Partition Table、BOOT、MBR、DBR、FAT、FDT)。而上述存儲這些文件和數(shù)據(jù)的區(qū)域的存儲介質(zhì)因為需要頻繁讀寫，因此存儲這些數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)很容易達到讀寫壽命的最高讀寫次數(shù)，而造成這部分存儲介質(zhì)的損壞，而且它們又是存儲這個存儲器存儲的文件存放位置的信息，因此他們的損壞就造成整個存儲器存儲數(shù)據(jù)的丟失，所以它們的壽命直接決定了內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的使用壽命。而數(shù)據(jù)區(qū)的存儲介質(zhì)因為頻繁讀寫的次數(shù)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(shù)據(jù)的丟失或者個別文件的損壞，存儲容量的減少，造成的損失相對比較小。因此本發(fā)明使用具有比較長使用壽命的長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片代替存儲器中具有相對比較短使用壽命的存儲介質(zhì)中存儲這部分“基本信息”數(shù)據(jù)存儲區(qū)，既可以大大延長內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器以及存儲介質(zhì)的使用壽命，也不會造成因為某一部分存儲介質(zhì)的損壞而引起全部數(shù)據(jù)丟失。
部分操作系統(tǒng)如WINDOWS等操作系統(tǒng)在內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器中設(shè)立虛擬存儲區(qū)，需要反復(fù)進行數(shù)據(jù)讀寫存儲，使得所建立的虛擬存儲區(qū)內(nèi)的存儲介質(zhì)因為需要頻繁讀寫，因此存儲這些數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)很容易達到讀寫壽命的最高讀寫次數(shù)，而造成這部分存儲介質(zhì)的損壞。所以內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器除了硬盤以外，因為重復(fù)寫入次數(shù)的限制，無法應(yīng)用于需要虛擬存儲器的操作系統(tǒng)中代替硬盤使用。
而在某些容易造成硬盤損壞的工作條件下，如在震動較大的工作環(huán)境下應(yīng)用的工業(yè)控制計算機、汽車上應(yīng)用的計算機，軍用筆記本計算機等等因為無法使用硬盤只能使用其它存儲器，如使用FlashRom的半導(dǎo)體數(shù)據(jù)存儲器，就無法長期應(yīng)用于使用虛擬存儲器的操作系統(tǒng)，即使勉強應(yīng)用也會使有操作系統(tǒng)設(shè)置的虛擬存儲區(qū)域的存儲介質(zhì)壽命大大縮短，而使這些內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器損壞。因此本發(fā)明使用具有比較長使用壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器或者揮發(fā)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復(fù)寫入次數(shù)限制的存儲介質(zhì)存儲這部分數(shù)據(jù)，既可以大大延長內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的使用壽命。
目前本發(fā)明可以用于各種類型的內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器，其中大部分用于各種類型的計算機主機系統(tǒng)使用，但是也可以應(yīng)用于各種需要使用的內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的地方。其中計算機主機系統(tǒng)是指但不局限于個人電腦、筆記本電腦、掌上電腦、個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相冊、數(shù)碼相機、數(shù)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(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)。
在部分主機系統(tǒng)中也使用內(nèi)部非揮發(fā)性存儲器，如數(shù)碼相機、可以照相的手機等等置于機身內(nèi)的用于存儲圖片用的內(nèi)部FlashRom半導(dǎo)體非揮發(fā)性存儲器。
內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器是指但不局限于使用具有中等或者有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的光、磁存儲器和非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器等存儲介質(zhì)的內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器。各種磁盤(包括硬盤)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(nèi)，由于內(nèi)部或者外部的原因，其是零道和FAT存儲區(qū)很容易損壞，而且一旦這個部位損壞，整個硬盤存儲的數(shù)據(jù)就全部丟失了，造成的損失是很大的。而目前的可以重復(fù)寫入的光盤的重復(fù)寫入次數(shù)大約是幾千次左右，目前半導(dǎo)體閃存介質(zhì)(Flash Memory)做成的閃存卡等的重復(fù)寫入次數(shù)大約是106左右，滿負荷工作大約只有200小時的使用壽命。這些內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)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復(fù)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復(fù)進行數(shù)據(jù)存儲的黑盒子中的數(shù)據(jù)存儲器使用時，就非常容易損壞，需要經(jīng)常更換。作為使用有中等或者有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的光、磁和非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器等存儲介質(zhì)的內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器，其使用壽命受到光盤、磁盤和非揮發(fā)性隨機存儲器的重復(fù)寫入次數(shù)限制等各種因素的限制，因此提高其使用壽命是本發(fā)明的主要目的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個技術(shù)方案，提供了1.一種用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，包括由存儲控制芯片存儲控制電路，和外部主存儲介質(zhì)控制器和外部主存儲介質(zhì)構(gòu)成的存儲器，其特征在于包括由長壽命的非揮發(fā)性芯片控制器，和長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片。特別是，包括由長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片控制器，和長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片構(gòu)成的存儲器。特別是，包括由長壽命的隨機存儲芯片控制器控制長壽命的隨機存儲芯片構(gòu)成的存儲器。特別是，由長壽命的隨機存儲芯片控制器控制長壽命的隨機存儲芯片構(gòu)成的存儲器應(yīng)用于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(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器。特別是，由長壽命的隨機存儲芯片控制器控制長壽命的隨機存儲芯片構(gòu)成的存儲器應(yīng)用于ATA、或SATA、或SCSI、或存儲卡、或USB、或藍牙、或IEEE 1394接口的磁盤驅(qū)動器、可讀寫光盤驅(qū)動器、磁光盤驅(qū)動器、內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器、內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲卡、存儲盤。特別是，包括由主機的內(nèi)部數(shù)據(jù)、地址、控制總線，控制的由長壽命的隨機存儲芯片控制器控制長壽命的隨機存儲芯片構(gòu)成的存儲器，作為存儲需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它數(shù)據(jù)文件的存儲器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，由主機的外部接口總線控制器，控制的由長壽命的隨機存儲芯片控制器控制長壽命的隨機存儲芯片構(gòu)成的存儲器，作為存儲需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它數(shù)據(jù)文件的存儲器。特別是，包括使用長壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器的長壽命盤程序的原理和處理方法，包括如下處理過程當電源中斷、和/或接到關(guān)機命令、和/或接到從取出存儲設(shè)備中主存儲介質(zhì)的命令、和/或按下取出開關(guān)的時候，將長壽命盤中的“基本信息”存儲到在主存儲介質(zhì)盤中。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片控制器包括無限次地重復(fù)寫入能力的非揮發(fā)性隨機和/或非隨機存儲器具有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的非揮發(fā)性隨機或者非隨機存儲器。特別是，長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片包括無限次地重復(fù)寫入能力的非揮發(fā)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)，具有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的非揮發(fā)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(nèi)存PRAM)、或超高密度存儲芯片(MILLIPEDE)存儲器。特別是，包括使用長壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器的長壽命盤的操作程序原理和處理方法，包括如下處理過程在主盤中讀各個分區(qū)中的“基本信息”存儲到長壽命盤中.建立長壽命盤中所存儲的所有存儲的各個主盤分區(qū)的“基本信息”的地址和主盤中的地址之間的相互對應(yīng)關(guān)系的對照表。特別是，包括使用長壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器的長壽命盤程序的操作程序原理和處理方法，包括如下處理過程接受主機1發(fā)出的存儲文件指令和存取地址和存取數(shù)據(jù)存取文件時檢索需要存取的數(shù)據(jù)地址是否是在長壽命盤中所建立的“基本信息”的地址和主盤中的地址之間的相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)表中的地址在長壽命盤中存取長壽命盤中所建立的“基本信息”在主盤中存取非“基本信息”文件數(shù)據(jù)系統(tǒng)讀寫這個驅(qū)動設(shè)備的“基本信息”都在長壽命盤上讀取。特別是，包括本發(fā)明的修改后的操作系統(tǒng)對長壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器的長壽命盤程序的原理和處理方法，包括如下處理過程操作系統(tǒng)檢查存儲設(shè)備設(shè)置發(fā)現(xiàn)存儲設(shè)備類型和存在長壽命盤d.調(diào)用此種存儲設(shè)備驅(qū)動程序e.格式化存儲設(shè)備f.將長壽命盤作為基本信息盤g.將這個存儲設(shè)備的所有的分區(qū)表和“基本信息”寫入長壽命盤。特別是，包括本發(fā)明在使用長壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器的長壽命盤，提高較短壽命的磁盤、光盤、半導(dǎo)體非揮發(fā)性存儲器等可取出存儲介質(zhì)的外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的操作程序原理和處理方法，包括如下處理過程從主盤中讀“基本信息”到長壽命盤中；調(diào)用建立的長壽命盤中所存儲的所有存儲器的“基本信息”的地址和主盤中的地址之間的相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)表文件；接受主機1發(fā)出的存儲文件指令；存取文件時檢索需要存取的數(shù)據(jù)地址是否是在長壽命盤中所建立的“基本信息”的地址和主盤中的地址之間的相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)表中的地址；在主盤中存取非“基本信息”文件數(shù)據(jù)；h.在長壽命盤中存取長壽命盤中所建立的“基本信息”。特別是，包括本發(fā)明在使用長壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器的長壽命盤，提高較短壽命的磁盤、光盤、半導(dǎo)體非揮發(fā)性存儲器等可取出存儲介質(zhì)的外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器，關(guān)機或者退出非揮發(fā)性存儲介質(zhì)的操作程序原理和處理方法，包括如下處理過程包括檢查是否接到是否接到關(guān)機命令；搜索是否收到從取出存儲設(shè)備中主存儲介質(zhì)的命令或者按下取出開關(guān)；接到關(guān)機和/或取出存儲介質(zhì)的命令；檢查電源供電情況；電源是否中斷；如果電源中斷啟用備用電源供電；將長壽命盤中的“存儲器和所存儲的文件基本信息數(shù)據(jù)”存儲到在主存儲介質(zhì)盤中；存儲完畢；是否接到從取出存儲設(shè)備中主存儲介質(zhì)的命令或者按下取出開關(guān)；如果沒有接到則關(guān)機；如果接到則退出主存儲介質(zhì)；等待裝入新的主存儲介質(zhì)；如果裝入新的主存儲介質(zhì)則返回重新進行此流程操作。
而本發(fā)明通過使用具有較長使用壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器，和/或具有較長使用壽命的非揮發(fā)性存儲器，和/或揮發(fā)性隨機存儲器，代替內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器中的具有相對較短使用壽命的中等重復(fù)寫入次數(shù)限制，或者有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的存儲介質(zhì)中存儲讀寫頻率較高的“基本信息”區(qū)，和/或作為虛擬存儲器等需要頻繁讀寫數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域的存儲介質(zhì)，減低主存儲介質(zhì)的重復(fù)寫入次數(shù)限制，來提高內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的使用壽命。
由于在進行數(shù)據(jù)存儲的過程中存儲器需要反復(fù)記錄“基本信息”的存儲區(qū)，和/或作為虛擬存儲器頻繁讀寫所建立的虛擬存儲區(qū)等等，“基本信息”存儲區(qū)具有比主文件數(shù)據(jù)存儲區(qū)，有相對較高的使用頻率。在這些存儲區(qū)因為需要經(jīng)常進行頻繁讀寫，造成存儲這部分數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)很快就達到極限使用壽命，而容易損壞這部分存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分，而造成整個存儲器的損壞，如在光盤、磁盤和非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器等等主存儲介質(zhì)中，需要存儲經(jīng)常進行反復(fù)重復(fù)讀寫“基本信息”的那部分存儲介質(zhì)，包括存儲器信息和文件存放位置信息，以及WINDOWS操作系統(tǒng)在操作系統(tǒng)所設(shè)立的虛擬存儲區(qū)反復(fù)進行虛擬數(shù)據(jù)存儲等等，通過使用長壽命非揮發(fā)性存儲介質(zhì)存儲這些數(shù)據(jù)，就可以大大延長內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)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(fā)性存儲器部分存放其它各種類型的數(shù)據(jù)。用于替代各種具有中等或者有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的存儲介質(zhì)的內(nèi)部或者內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的需要頻繁讀寫存儲這些數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)，以及用更高使用壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器替代較低一些使用壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器制成的內(nèi)部或者內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的需要頻繁讀寫的部分存儲介質(zhì)。
長壽命的存儲介質(zhì)是指但不局限于各種長壽命非揮發(fā)性隨機或者非隨機存儲器，包括1.具有無限次地重復(fù)寫入能力的非揮發(fā)性隨機存儲器如磁體元件的MRAM(磁體RAM)、RRAM(電阻RAM)等，2.具有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的非揮發(fā)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(nèi)存PRAM)、超高密度存儲芯片(MILLIPEDE)等存儲器等，但是這些具有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的非揮發(fā)性隨機或者非隨機存儲器相對于具有無限次地重復(fù)寫入能力的非揮發(fā)性隨機存儲器或者揮發(fā)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(tài)隨機存取存儲器(SRAM)等具有無限次地重復(fù)寫入能力的揮發(fā)性隨機存儲器等。
中等壽命的非揮發(fā)性存儲器是指但不局限于具有中等重復(fù)寫入次數(shù)限制的非揮發(fā)性隨機或者非隨機存儲器，如FlashRom半導(dǎo)體隨機或者非隨機數(shù)據(jù)存儲器等。
非揮發(fā)性的磁性隨機存儲器，所謂“非揮發(fā)性”是指關(guān)掉電源后，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(nèi)存的任何部位讀寫信息。
本發(fā)明可以用于各種具有中等或者有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的光存儲器(如各種DVD-RW驅(qū)動器、CD-RW驅(qū)動器、可重寫藍光光盤驅(qū)動器等等)、磁存儲器(如各種硬磁盤驅(qū)動器、軟磁盤驅(qū)動器等等)、光磁存儲器(如磁光盤MO驅(qū)動器、MD驅(qū)動器等等)和非揮發(fā)性半導(dǎo)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復(fù)寫入次數(shù)限制的存儲介質(zhì)制成的內(nèi)部或者內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器，提高其使用壽命是本發(fā)明的主要目的。
注釋1.“數(shù)據(jù)文件”是指除了主機板上安裝的基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)以外的其余各種類型的需要存儲的各種類型的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)文件。
2.內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器是指除了主機板上安裝的內(nèi)部存儲模塊ROM、SRAM、DRAM等存儲器(包括主機內(nèi)安裝的運行程序的隨機存儲器DRAM等存儲器)，以外的為了保存各種類型的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)文件而安裝的非揮發(fā)性存儲器。
3.內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器進行數(shù)據(jù)讀取、存儲時都需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它種類數(shù)據(jù)，以DOS操作系統(tǒng)為例包括Partition Table、ROOT、MBR、DBR、FAT表等等存儲器信息和文件存放位置信息，ROOT稱做DIR(DIR＝Directory)是根目錄區(qū)ROOT區(qū)中可記錄目錄或檔案。其損壞可以引起引導(dǎo)故障MBR(master boot record)，即主引導(dǎo)記錄，MBR分成兩個部份；分別爲MBP(主開機程式Master Boot Program)及Partition Table(硬碟分割表)，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(tǒng)中用于磁盤數(shù)據(jù)(文件)索引和定位引進的一種鏈式結(jié)構(gòu)，在不同的操作系統(tǒng)中有不同的文件分配表，如WIN 98或WIN 2000、WIN XP就使用FAT32或者NTSF文件分配表。在本發(fā)明說明書中簡稱為“基本信息”。
4.用長壽命或較長壽命非揮發(fā)性存儲芯片制成的存儲器簡稱為長壽命盤，5.用較短壽命存儲介質(zhì)制成的內(nèi)部或外部存儲器簡稱為主盤。
6.長壽命或較長壽命非揮發(fā)性存儲芯片是指其使用壽命比作為內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的存儲介質(zhì)使用壽命長的或者比這些存儲介質(zhì)不容易損壞的，如長壽命或較長壽命非揮發(fā)性存儲芯片就比目前使用的硬盤的磁盤盤片不怕震動，能夠承受更大的震動，而不容易損壞。
7.長壽命或相對較長壽命非揮發(fā)性存儲介質(zhì)，包括長使用壽命或較長使用壽命的非揮發(fā)性隨機存儲芯片或者非隨機存儲芯片，或者較短壽命非揮發(fā)性隨機存儲芯片或者非隨機存儲芯片，或者長壽命或者較長壽命的各種材料制成的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)。它們能提高相對較短壽命的多種內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性存儲器中的存儲介質(zhì)使用壽命。在本發(fā)明說明書中簡稱長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片，或長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)。
長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片，長壽命的各種材料制成的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)可以包括無限次地重復(fù)寫入能力的非揮發(fā)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)，具有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的非揮發(fā)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(nèi)存PRAM)、超高密度存儲芯片(MILLIPEDE)存儲器，中等壽命的FlashRom半導(dǎo)體隨機或者非隨機數(shù)據(jù)存儲器等等各種類型的具有長壽命或者較長壽命的芯片、或者長壽命或者較長壽命的各種材料制成的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)。適用原則是較長壽命的存儲介質(zhì)替代較短壽命的存儲介質(zhì)的頻繁使用(頻繁讀寫部分)的存儲介質(zhì)。
8.相對較短壽命的多種內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性存儲器，包括磁盤、光盤、半導(dǎo)體非揮發(fā)性存儲器等多種內(nèi)部和/或外部存儲器中的各種較短使用壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)，在本發(fā)明說明書中簡稱短壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)。


圖1.是本發(fā)明硬件架構(gòu)示意圖。
圖2.是本發(fā)明第一實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖3.是本發(fā)明第二實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖4.是本發(fā)明第三實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖5.是本發(fā)明第四實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖6.是本發(fā)明第五實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖7.是本發(fā)明第六實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖8a.圖8b是本發(fā)明使用可更換存儲介質(zhì)的存儲器存儲操作程序流程圖。
圖9.是安裝長壽命盤時的安裝程序。
圖10.是對長壽命存儲器進行存儲操作的流程圖(運行程序)。
圖11.是本發(fā)明的修改后的操作系統(tǒng)對存儲器進行存儲操作的流程圖。
本發(fā)明的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施例方式
本發(fā)明的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
圖1.是本發(fā)明硬件架構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的硬件架構(gòu)示意圖和實施例以及實施例的說明部分，是借用發(fā)明名稱為“存儲控制芯片及數(shù)據(jù)存儲控制方法”的專利(申請人深圳市朗科科技有限公司，發(fā)明人鄧國順、成曉華、向鋒，申請日2003.7.28，申請?zhí)?3140023.x，)的硬件架構(gòu)示意圖和實施例的硬件結(jié)構(gòu)說明，來進一步說明本發(fā)明的發(fā)明要點、實現(xiàn)方法和功能特點，本發(fā)明實施例中之所以采用“存儲控制芯片及數(shù)據(jù)存儲控制方法”專利的硬件架構(gòu)，只是為了說明本發(fā)明的特點方便，在應(yīng)用到各種不同類型、不同種類的內(nèi)部或者內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器時，這種存儲器實際所采用的存儲控制芯片及數(shù)據(jù)存儲控制方法是根據(jù)具體實際電路的需要，而采用不同的、合適的電路類型和控制方法，如當用在硬盤中的時候，其控制電路要用硬盤的存儲控制芯片和存儲控制方法。因為本發(fā)明的要點不在上述專利中申請的存儲控制芯片和數(shù)據(jù)存儲控制方法上，在本發(fā)明的實施例中只是因用上述專利來重點說明本發(fā)明的要點，而關(guān)于的存儲控制芯片和數(shù)據(jù)存儲控制方法因為不是本發(fā)明的要點，因此不再詳述，具體的內(nèi)容可以參考上述專利說明書和有關(guān)的各種存儲器的存儲控制芯片的各種資料。
系統(tǒng)主機1是指但不局限于個人電腦。筆記本電腦、掌上電腦、個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相冊、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、數(shù)碼錄音機、數(shù)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(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的應(yīng)用系統(tǒng)。存儲控制芯片中用協(xié)議實現(xiàn)控制器2與系統(tǒng)主機1連接并進行數(shù)據(jù)傳輸。
從功能模塊上分，包括處理器(MCU)3、DMA控制器4、協(xié)議實現(xiàn)控制器2、數(shù)據(jù)校驗?zāi)K5、內(nèi)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(zhì)控制器10、外部主存儲介質(zhì)13，本發(fā)明的重點在新增了外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9、外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11、外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)12、外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14、外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15外部存儲介質(zhì)控制器10、外部主存儲介質(zhì)13。其作用和處理方法在“存儲控制芯片及數(shù)據(jù)存儲控制方法”的專利中詳細論述過了，本發(fā)明說明書中就不再進一步論述了。
處理器3可以采用可編程單片機(徽控制器)作為整個存儲控制芯片的控制器，還可以采用DSP控制器、Risc控制器。X86控制器、可編程控制器、門陣列芯片制成的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(xié)議實現(xiàn)控制器2、數(shù)據(jù)校驗?zāi)K5、內(nèi)部存儲模塊6、PLL模塊8、寄存器組7、外部存儲介質(zhì)控制器10、外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9、外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14等，實現(xiàn)控制上述功能模塊、參數(shù)配置等功能。
所述的外部存儲介質(zhì)控制器9、10、14是用來控制外部存儲介質(zhì)的讀寫時序?？梢允?但不限于)長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器、閃存介質(zhì)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(nèi)存PRAM)控制器等等。
存儲控制芯片具有兩種操作模式處理器模式和DMA模式，通過對應(yīng)寄存各的相應(yīng)參數(shù)來決定采用何種操作模式，其中，處理器模式是由處理器3對整個芯片的數(shù)據(jù)線和地址線進行控制，處理器3可以通過指令訪問內(nèi)部存儲模塊6、協(xié)議實現(xiàn)控制器2、外部存儲介質(zhì)控制器9、10、14等，該處理器模式主要用于對協(xié)議實現(xiàn)控制器2的配置；DMA模式是由DMA控制器4對整個芯片的數(shù)據(jù)線和地址線進行控制，主要是根據(jù)相關(guān)寄存器的不同參數(shù)及參數(shù)值來建立DMA數(shù)據(jù)傳輸通道，完成不同類型的DMA數(shù)據(jù)傳輸，所述的DMA數(shù)據(jù)傳輸類型包括但不限于從協(xié)議實現(xiàn)控制器到外部存儲介質(zhì)控制器、協(xié)議實現(xiàn)控制器到內(nèi)部存儲模塊、內(nèi)部存儲模塊到協(xié)議實現(xiàn)控制器、內(nèi)部存儲模塊到外部存儲介質(zhì)控制器、外部存儲介質(zhì)控制器到內(nèi)部存儲模塊、外部存儲介質(zhì)控制器到內(nèi)部存儲模塊、外部存儲介質(zhì)控制器到協(xié)議實現(xiàn)控制器的數(shù)據(jù)傳輸，以及對外部存儲介質(zhì)的擦除，外部存儲介質(zhì)的編程等等。
本發(fā)明主要通過使用外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11，替代具有外部存儲介質(zhì)控制器10控制的外部主存儲介質(zhì)13構(gòu)成的存儲器中存儲需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它數(shù)據(jù)的存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分，來提高外部存儲介質(zhì)控制器10控制的外部主存儲介質(zhì)13的使用壽命。
本發(fā)明通過使用外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)12，和/或外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15，作為虛擬存儲器，替代在外部存儲介質(zhì)控制器10控制的外部主存儲介質(zhì)13上，所建立的虛擬存儲器的存儲區(qū)的存儲介質(zhì)使用壽命。
使用具有無限次地重復(fù)寫入能力的長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片、或長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)，包括FlashRom半導(dǎo)體隨機或者非隨機數(shù)據(jù)存儲器等。也可以使用具有無限次地重復(fù)寫入能力的非揮發(fā)性隨機存儲器如磁體元件的MRAM(磁體RAM)、RRAM(電阻RAM)等，代替具有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的非揮發(fā)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(nèi)存PRAM)、超高密度存儲芯片(MILLIPEDE)等存儲器等。
供電模塊14，可以根據(jù)設(shè)計要求決定是否采用，可以使用電池或者蓄電池供電，也可以采用電容儲存電儲能供電。可以用于當電源關(guān)機時或者當存儲器接收到主機1發(fā)出關(guān)機的指令，存儲器根據(jù)設(shè)計要求決定將控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11的存儲的數(shù)據(jù)寫入外部主存儲介質(zhì)13中的時候的存儲器的電源共給，也可以預(yù)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(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)丟失時的電源供給等等意外事件發(fā)生時的存儲器繼續(xù)工作所需要的短時間的電源供給。
本發(fā)明的內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器實際有多個物理分區(qū)，可以分別將每個物理分區(qū)，可以按實際物理分區(qū)定義成不同的邏輯分區(qū)，或者將幾個物理分區(qū)定義成一個或者多個邏輯分區(qū)。可以在規(guī)定在“虛擬盤”的物理分區(qū)上建立虛擬盤，也可以在主存儲介質(zhì)的物理分區(qū)上建立虛擬盤，這個虛擬盤也可以作為各種類型的存儲盤使用，如作為緩沖存儲器使用等等。在“長壽命盤”的物理分區(qū)上記錄“基本信息”存儲到在主存儲介質(zhì)盤中記錄要存取的主文件數(shù)據(jù)。而盡量不在主存儲介質(zhì)的物理分區(qū)上建立“基本信息”頻繁讀寫區(qū)，因為這樣將減低主存儲介質(zhì)的使用壽命，使得本發(fā)明的所起的作用減少。可以在主存儲介質(zhì)的物理分區(qū)上建立“基本信息”，目的是為了備份和防止主存儲介質(zhì)從驅(qū)動器中取出后造成“基本信息”丟失。主文件數(shù)據(jù)時從中等壽命的主存儲器介質(zhì)上開始記錄。最好每次往主存儲介質(zhì)上記錄新的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。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(zhì)的起始位置因為頻繁讀寫，而造成這一部分存儲介質(zhì)損壞。
本發(fā)明的存儲器可以根據(jù)設(shè)計要求進行分區(qū)，如1.按實際物理結(jié)構(gòu)進行分區(qū)，可分成a.由外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11構(gòu)成的物理分區(qū)，在這個分區(qū)中進行的數(shù)據(jù)存取，是為了代替具有外部主存儲介質(zhì)13構(gòu)成的存儲器中存儲需要頻繁讀寫的數(shù)據(jù)文件的儲存區(qū)的存儲介質(zhì)部分。這個分區(qū)在本發(fā)明說明書中簡稱“長壽命盤”b.由外部長較壽命的非揮發(fā)性隨機或者非隨機存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性隨機或者非隨機存儲介質(zhì)12，外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14控制外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15構(gòu)成的物理分區(qū)，這個分區(qū)可以作為虛擬存儲器，來提高由外部存儲介質(zhì)控制器10控制的外部主存儲介質(zhì)13作為虛擬存儲器時的使用壽命。這個分區(qū)在本發(fā)明說明書中簡稱“虛擬盤”，在內(nèi)部或外部存儲器中是否需要安裝“虛擬盤”可以根據(jù)設(shè)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操作系統(tǒng)使用的存儲設(shè)備就需要安裝“虛擬盤”。也可以作為為其它各種使用目的所建立的存儲器使用，如作為緩沖存儲器使用。
c.由外部存儲介質(zhì)控制器10控制的外部主存儲介質(zhì)13構(gòu)成的物理分區(qū)，在這個分區(qū)中主要存取數(shù)據(jù)文件。這個分區(qū)在本發(fā)明說明書中簡稱“主盤”。
2.將幾個物理盤合成一個大的分區(qū)。但是規(guī)定村主文件數(shù)據(jù)時從中等壽命的主存儲器介質(zhì)上開始記錄。最好每次往主存儲介質(zhì)上記錄新的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。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(zhì)的起始位置因為頻繁讀寫，而造成這一部分存儲介質(zhì)損壞。而由外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11構(gòu)成的物理分區(qū)的地址中存取存儲器進行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。由外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)12，和/或由外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15構(gòu)成的物理分區(qū)的地址區(qū)域，在這個地址區(qū)中可以作為虛擬存儲器進行數(shù)據(jù)存取。
d.可以將外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11、12合并成一個芯片，當然也可以是多個芯片，當時一個芯片的時候，在這個芯片構(gòu)成的物理分區(qū)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(fā)明第一實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖2中描述了的本發(fā)明硬件架構(gòu)的一種實施例硬件架構(gòu)電路，這是磁盤或磁光盤或光盤等存儲器的存儲控制芯片的電路。
在這個實施例中的硬件架構(gòu)和圖1基本相同，只是在這個實施例中協(xié)議實現(xiàn)控制器是ATA或SATA或SCSI或存儲卡等的協(xié)議實現(xiàn)控制器2b，用來為外部磁盤驅(qū)動器(HD)、或磁光盤驅(qū)動器(MO或MD)、或光盤驅(qū)動器(DVD-RW、DVD-RAM等等)的存儲介質(zhì)控制器10a控制的外部磁盤或磁光盤或光盤存儲介質(zhì)13a，傳輸存取信息和存取數(shù)據(jù)。
在這個電路中使用外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11的數(shù)據(jù)存取，作為長壽命盤存儲器，代替具有中等壽命的非揮發(fā)性存儲器中存儲需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它數(shù)據(jù)存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分。
使用外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15，和/或使用外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)12，作為虛擬盤存儲器(虛擬盤)。代替具有中等壽命的非揮發(fā)性存儲器(主盤)中存儲需要頻繁讀寫的“虛擬”存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分。
圖3.是本發(fā)明第二實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖3描述了的本發(fā)明硬件架構(gòu)的一種實施例硬件架構(gòu)電路，這是中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體盤等存儲器的存儲控制芯片的電路。
在這個實施例中的硬件架構(gòu)和圖1基本相同，只是在這個實施例中協(xié)議實現(xiàn)控制器用作ATA或SATA或SCSI或存儲卡等的協(xié)議實現(xiàn)控制器2b，用來為外部中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲介質(zhì)控制器10b控制的外部中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲介質(zhì)13b傳輸存取信息和存取數(shù)據(jù)。這個電路可以用于各種由非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲介質(zhì)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長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11的數(shù)據(jù)存取，作為長壽命盤存儲器，代替具有中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器中存儲需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它數(shù)據(jù)存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分。
使用外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15，和/或使用外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)12，作為虛擬盤存儲器(虛擬盤)。代替具有中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器(主盤)中存儲需要頻繁讀寫的“虛擬”存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分。
圖4.是本發(fā)明第三實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖4中描述了的本發(fā)明硬件架構(gòu)的一種實施例硬件架構(gòu)電路，這是磁盤或磁光盤或光盤等存儲器的存儲控制芯片的電路。
在這個實施例中的硬件架構(gòu)和圖1基本相同，只是在這個實施例中協(xié)議實現(xiàn)控制器是USB、或藍牙、或IEEE 1394、或存儲卡的協(xié)議實現(xiàn)控制器2b，用來為外部磁盤或磁光盤或光盤存儲介質(zhì)控制器10a控制的外部磁盤或磁光盤或光盤存儲介質(zhì)13a，傳輸存取信息和存取數(shù)據(jù)。
在這個電路中使用外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11的數(shù)據(jù)存取，作為長壽命盤存儲器，代替具有中等壽命的非揮發(fā)性存儲器中存儲需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它數(shù)據(jù)存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分。
使用外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15，和/或使用外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)12，作為虛擬盤存儲器(虛擬盤)。代替具有中等壽命的非揮發(fā)性存儲器(主盤)中存儲需要頻繁讀寫的“虛擬”存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分。
圖5.是本發(fā)明第四實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖5描述了的本發(fā)明硬件架構(gòu)的一種實施例硬件架構(gòu)電路，這是中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體盤等存儲器的存儲控制芯片的電路。
在這個實施例中的硬件架構(gòu)和圖1基本相同，只是在這個實施例中協(xié)議實現(xiàn)控制器是USB、或藍牙、或IEEE139、或存儲卡的協(xié)議實現(xiàn)控制器2b，用來為外部中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲介質(zhì)控制器10b控制的外部中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲介質(zhì)13b傳輸存取信息和存取數(shù)據(jù)。
在這個電路中使用外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11的數(shù)據(jù)存取，作為長壽命盤存儲器，代替具有中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器中存儲需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它數(shù)據(jù)存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分。
可以根據(jù)設(shè)計要求使用外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14，控制外部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15，和/或使用外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制外部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)12，作為虛擬盤存儲器(虛擬盤)。代替具有中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器(主盤)中存儲需要頻繁讀寫的“虛擬”存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分。
圖6.圖7是本發(fā)明第五、第六實施例硬件架構(gòu)示意圖。
圖6描述了的本發(fā)明硬件架構(gòu)的一種實施例硬件架構(gòu)電路，這是內(nèi)部中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器等的半導(dǎo)體存儲器存儲控制芯片的電路。
在這兩個實施例中的硬件架構(gòu)和圖1基本相同，只是在這個實施例中沒有協(xié)議實現(xiàn)控制器和主機1，圖6直接由主機的內(nèi)部數(shù)據(jù)、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內(nèi)部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9控制的內(nèi)部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11、12，由內(nèi)部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14控制的內(nèi)部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15，也可以由圖2所示通過ATA或SATA或SCSI或存儲卡等的協(xié)議實現(xiàn)控制器2b進行控制的由內(nèi)部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9控制的內(nèi)部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11、12，和/或由內(nèi)部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14控制的內(nèi)部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15，由中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲介質(zhì)控制器10b控制的內(nèi)部中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲介質(zhì)13b的數(shù)據(jù)存取。由主機的外部接口總線控制器，控制的由內(nèi)部長較壽命的非揮發(fā)性隨機或者非隨機存儲介質(zhì)控制器，和內(nèi)部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)構(gòu)成的存儲器，作為存儲需要頻繁讀寫的數(shù)據(jù)文件的存儲器。和/或作為虛擬盤存儲器。
在這個電路中使用內(nèi)部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制內(nèi)部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)11的數(shù)據(jù)存取，作為長壽命盤存儲器，代替具有中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器中存儲需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它數(shù)據(jù)存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分。
使用內(nèi)部長壽命的隨機存儲介質(zhì)控制器14，控制內(nèi)部長壽命的隨機存儲介質(zhì)15，和/或使用內(nèi)部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)控制器9，控制內(nèi)部長壽命的非揮發(fā)性存儲介質(zhì)12，作為虛擬盤存儲器(虛擬盤)。代替具有中等壽命的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器(主盤)中存儲需要頻繁讀寫的“虛擬”存儲區(qū)的存儲介質(zhì)部分。
圖8a.圖8b是本發(fā)明使用可更換存儲介質(zhì)的存儲器存儲操作程序流程圖。
圖8a.是本發(fā)明使用可更換存儲介質(zhì)的存儲器存儲操作程序流程圖。
圖8b是本發(fā)明使用可更換存儲介質(zhì)的存儲器關(guān)機或取出存儲介質(zhì)操作程序流程圖。
本發(fā)明在使用長壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器的長壽命盤，提高較短壽命的磁盤、光盤、半導(dǎo)體非揮發(fā)性存儲器等可取出存儲介質(zhì)的外部非揮發(fā)性數(shù)據(jù)文件存儲器的操作程序原理和處理方法，包括如下處理過程圖8a.是本發(fā)明使用可更換存儲介質(zhì)的存儲器存儲操作的操作程序原理和處理方法。
a.開始；b.從主盤中讀“基本信息”到長壽命盤中；c.調(diào)用建立的長壽命盤中所存儲的所有存儲器的“基本信息”的地址和主盤中的地址之間的相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)表文件；e.接受主機1發(fā)出的存儲文件指令；f.存取文件時檢索需要存取的數(shù)據(jù)地址是否是在長壽命盤中所建立的“基本信息”的地址和主盤中的地址之間的相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)表中的地址；g.在主盤中存取非“基本信息”文件數(shù)據(jù)；h.在長壽命盤中存取長壽命盤中所建立的“基本信息”；i.結(jié)束。
圖8a.是本發(fā)明使用可更換存儲介質(zhì)的存儲器存儲操作的操作程序原理和處理方法。
a.開始；b.是否接到是否接到關(guān)機命令；c.搜索是否收到從取出存儲設(shè)備中主存儲介質(zhì)的命令或者按下取出開關(guān)；d.接到關(guān)機和/或取出存儲介質(zhì)的命令；e.檢查電源供電情況；f.電源是否中斷；g.如果電源中斷啟用備用電源供電；h.將長壽命盤中的“存儲器和所存儲的文件基本信息數(shù)據(jù)”存儲到在主存儲介質(zhì)盤中；i.存儲完畢；j.是否接到從取出存儲設(shè)備中主存儲介質(zhì)的命令或者按下取出開關(guān)；k.如果沒有接到則關(guān)機；l.如果接到則退出主存儲介質(zhì)；m.等待裝入新的主存儲介質(zhì)；n.如果裝入新的主存儲介質(zhì)則返回重新進行此流程操作；o.結(jié)束圖9、圖10.是本發(fā)明的現(xiàn)有操作系統(tǒng)對存儲器存儲進行存儲操作的流程圖。
這是在不修改現(xiàn)有操作系統(tǒng)程序的情況下，本發(fā)明的使用長壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器的長壽命盤程序的原理和處理方法，是在操作系統(tǒng)的文件管理程序和磁盤I/O程序之間插入本發(fā)明的使用長壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器的長壽命盤的存儲文件管理程序的操作程序原理和處理方法。包括長壽命盤安裝程序和運行程序兩部分，包括如下處理過程圖9.是安裝長壽命盤時的安裝程序。
a.開始b.檢索操作系統(tǒng)類型和版本c.安裝相應(yīng)驅(qū)動程序d.格式化長壽命盤e.從主盤中讀各個分區(qū)中的“基本信息”存儲到長壽命盤中f.建立長壽命盤中所存儲的所有存儲的各個主盤分區(qū)的“基本信息”的地址和主盤中的地址之間的相互對應(yīng)關(guān)系的對照表h.存盤i.結(jié)束。
圖10.是對長壽命存儲器進行存儲操作的流程圖(運行程序)。
a.開始b.接受主機1發(fā)出的存儲文件指令和存取地址和存取數(shù)據(jù)c.存取文件時檢索需要存取的數(shù)據(jù)地址是否是在長壽命盤中所建立的“基本信息”的地址和主盤中的地址之間的相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)表中的地址d.在長壽命盤中存取長壽命盤中所建立的“基本信息”e.在主盤中存取非“基本信息”文件數(shù)據(jù)f.系統(tǒng)讀寫這個驅(qū)動設(shè)備的“基本信息”都在長壽命盤上讀取g.結(jié)束各個盤就是各個獨立的盤，但是可以將存儲數(shù)據(jù)文件的主盤建立盤符為C:\、D:\、E:\、...盤符，而存儲“基本信息”的長壽命存儲盤的存儲”基本信息”區(qū)所在的盤符可以為C1:\、D:\、E:\、...盤符，以使兩者有所區(qū)別，但是這一切可以根據(jù)設(shè)計要求加以改變。
圖11.是本發(fā)明的修改后的操作系統(tǒng)對存儲器進行存儲操作的流程圖。
使用長壽命的非揮發(fā)性存儲器時，操作系統(tǒng)安裝和使用的長壽命盤程序的操作程序原理和處理方法，包括如下處理過程a.開始b.操作系統(tǒng)檢查存儲設(shè)備設(shè)置c.發(fā)現(xiàn)存儲設(shè)備類型和存在長壽命盤d.調(diào)用此種存儲設(shè)備驅(qū)動程序e.格式化存儲設(shè)備f.將長壽命盤作為基本信息盤g.將這個存儲設(shè)備的所有的分區(qū)表和“基本信息”寫入長壽命盤h.結(jié)束。以后在運行操作系統(tǒng)進行存儲操作時，直接在長壽命盤中存取“基本信息”。
本發(fā)明所使用的各個模塊和各個元器件可以根據(jù)設(shè)計要求增減，各種功能也可以根據(jù)設(shè)計要求添加或者減少。本發(fā)明的各個附圖所標示的電路圖和程序流程圖可以根據(jù)設(shè)計要求以及使用的元件不同而加以改變。
如上所述，已經(jīng)參照各附圖，詳細描述了本發(fā)明的最佳實施例，但是，不應(yīng)認為本發(fā)明的構(gòu)思僅僅限于上述的各個實施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員，通過上述各實施例構(gòu)思的啟迪，不難對本發(fā)明的長壽命非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命系統(tǒng)作出各種改進、改變或替換，以及應(yīng)用于各種存儲器系統(tǒng)中，因此，這些改進、改變或替換，不應(yīng)認為已脫離了本發(fā)明的構(gòu)思，或所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，包括由存儲控制芯片存儲控制電路，和外部主存儲介質(zhì)控制器和外部主存儲介質(zhì)構(gòu)成的存儲器，其特征在于包括由長壽命的非揮發(fā)性芯片控制器，和長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，包括由長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片控制器，和長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片構(gòu)成的存儲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，包括由長壽命的隨機存儲芯片控制器控制長壽命的隨機存儲芯片構(gòu)成的存儲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，由長壽命的隨機存儲芯片控制器控制長壽命的隨機存儲芯片構(gòu)成的存儲器應(yīng)用于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(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，由長壽命的隨機存儲芯片控制器控制長壽命的隨機存儲芯片構(gòu)成的存儲器應(yīng)用于ATA、或SATA、或SCSI、或存儲卡、或USB、或藍牙、或IEEE 1394接口的磁盤驅(qū)動器、可讀寫光盤驅(qū)動器、磁光盤驅(qū)動器、內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器、內(nèi)部和/或外部非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲卡、存儲盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，包括由主機的內(nèi)部數(shù)據(jù)、地址、控制總線，控制的由長壽命的隨機存儲芯片控制器控制長壽命的隨機存儲芯片構(gòu)成的存儲器，作為存儲需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它數(shù)據(jù)文件的存儲器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，由主機的外部接口總線控制器，控制的由長壽命的隨機存儲芯片控制器控制長壽命的隨機存儲芯片構(gòu)成的存儲器，作為存儲需要頻繁讀寫的“基本信息”和/或其它數(shù)據(jù)文件的存儲器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，包括使用長壽命的非揮發(fā)性隨機存儲器的長壽命盤程序的原理和處理方法，包括如下處理過程當電源中斷、和/或接到關(guān)機命令、和/或接到從取出存儲設(shè)備中主存儲介質(zhì)的命令、和/或按下取出開關(guān)的時候，將長壽命盤中的“基本信息”存儲到在主存儲介質(zhì)盤中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片控制器包括無限次地重復(fù)寫入能力的非揮發(fā)性隨機和/或非隨機存儲器具有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的非揮發(fā)性隨機或者非隨機存儲器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高內(nèi)部或外部存儲器使用壽命的電路和方法，其特征在于，長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片包括無限次地重復(fù)寫入能力的非揮發(fā)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)，具有較高重復(fù)寫入次數(shù)限制的非揮發(fā)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(nèi)存PRAM)、或超高密度存儲芯片(MILLIPEDE)存儲器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片提高原有的多種內(nèi)部或外部非揮發(fā)性存儲器使用壽命的電路和方法，包括磁盤、光盤、半導(dǎo)體非揮發(fā)性存儲器等多種內(nèi)部和/或外部存儲器中非揮發(fā)性存儲介質(zhì)使用壽命的方法。特別是在不改變現(xiàn)有各種非易失性存儲器的硬件結(jié)構(gòu)、接口類型、封裝形式和使用方式的情況下，只是在原有硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過增加長壽命的非揮發(fā)性存儲芯片、在存儲器主引導(dǎo)記錄中原有的存儲器存儲地址基礎(chǔ)上增加長壽命存儲器地址，修改原有設(shè)備驅(qū)動程序或者修改操作系統(tǒng)，就可以大幅度提高使用壽命的電路和方法。
文檔編號G06F12/00GK101038529SQ20061001331
公開日2007年9月19日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月16日
發(fā)明者程滋頤 申請人:程滋頤