Запоминающее устройство и ведущее устройство

Запоминающее устройство и ведущее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Эта заявка основана на и притязает на приоритет по заявкам на выдачу патентов Японии № 2004-204028, зарегистрированный 12 июля 2004 г., и № 2004-342275, зарегистрированный 26 ноября 2004 г., полное содержание которых включено в материалы настоящей заявки посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к запоминающему устройству и ведущему устройству (электронному устройству), использующему запоминающее устройство. В частности, настоящее изобретение относится к запоминающему устройству, такому как энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство, и карте памяти, его использующей. Настоящее изобретение также относится к электронному устройству, такому как записывающее устройство; например, цифровая фотокамера и цифровая видеокамера, содержащие встроенное запоминающее устройство. Например, запоминающее устройство, такое как флэш-память с универсальной последовательной шиной (USB), и электронное устройство, такое как персональный компьютер (ПК, PC) и персональный цифровой секретарь (PDA), включены в категорию по настоящему изобретению.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние годы карта памяти, содержащая встроенную энергонезависимую полупроводниковую память, вошла в широкое употребление в качестве запоминающего устройства, хранящего различные виды цифровой информации, такой как данные изображения и музыкальные данные. Данные энергонезависимой полупроводниковой памяти находятся вне риска потери, даже если отключается источник питания, и являются перезаписываемыми. Память NAND flash™ часто используется в качестве энергонезависимой памяти (например, смотрите публикацию № 2003-30993 KOKAI патентной заявки на выдачу патента Японии).

В последнее время емкость памяти флэш-памяти возросла из-за продвижений в технологии производства полупроводников.

Например, запоминающее устройство, такое как карта памяти, содержащее встроенную флэш-память, используется ведущим устройством. В этом случае ведущее устройство непосредственно контролирует флэш-память, встроенную в запоминающее устройство в обычных условиях. Так, ведущее устройство воспринимает время программирования флэш-памяти и, по времени программирования, может до некоторой степени прогнозировать быстродействие памяти и допустимое для хранения время.

Однако в настоящее время является частым случай, когда запоминающее устройство имеет встроенный контроллер; по этой причине управление стало осложненным. Как результат, невозможно предсказать быстродействие памяти с использованием простого расчета. Параметр скорости передачи шины, соединяющей ведущее устройство и запоминающее устройство, определяется. Однако он не является реальной скоростью, когда ведущее устройство записывает данные в запоминающее устройство. По этой причине скорость передачи не работает в качестве средства для идентификации быстродействия.

Для того чтобы прогнозировать быстродействие запоминающего устройства, включающего в себя память NAND flash™, требуется расчет в сочетании со способом блочной обработки посредством ведущего устройства. По этой причине затруднительно определять быстродействие с использованием только запоминающего устройства.

Соответственно, желательно предоставить электронное устройство, которое может простым образом до некоторой степени прогнозировать быстродействие запоминающего устройства, даже если запоминающее устройство большой емкости управляется через контроллер, и способ прогнозирования быстродействия и запоминающее устройство.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предоставлено запоминающее устройство, содержащее: полупроводниковую память, сохраняющую данные; контроллер, выполняющий инструкции для записи данных в полупроводниковую память в соответствии с запросом, который контроллер принимает; и регистр, удерживающий информацию класса быстродействия, показывающую один класс быстродействия, требуемый, чтобы предоставить запоминающему устройству возможность демонстрировать наилучшее быстродействие, которое поддерживает запоминающее устройство, из классов быстродействия, заданных в соответствии с быстродействием.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предоставлено ведущее устройство, считывающее данные из запоминающего устройства, которое хранит данные и информацию класса быстродействия, показывающую один класс быстродействия, требуемый, чтобы предоставить запоминающему устройству возможность демонстрировать наилучшее быстродействие, которое запоминающее устройство поддерживает, из классов быстродействия, заданных в соответствии с быстродействием, ведущее устройство записывает данные в запоминающее устройство, один класс быстродействия, требуемый, чтобы предоставить ведущему устройству демонстрировать наилучшее быстродействие, которое поддерживает ведущее устройство, из классов быстродействия, являющихся установленными для ведущего устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - структурная схема, показывающая конфигурацию памяти NAND flash™ согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - структурная схема, показывающая конфигурацию запоминающего устройства, содержащего встроенную память по первому варианту осуществления, и ведущее устройство, использующее запоминающее устройство;

фиг.3 - представление для пояснения деления пространства запоминающего устройства, предполагаемого ведущим устройством в первом варианте осуществления, и реальное деление пространства в запоминающем устройстве;

фиг.4 - представление для пояснения перемещения данных в первом варианте осуществления;

фиг.5 - представление для пояснения временных характеристик операции записи при использовании команды многоблочной записи;

фиг.6 - представление, показывающее пример кривой быстродействия в первом варианте осуществления;

фиг.7 - представление для пояснения обновления файловой системы во время записи в реальном времени в первом варианте осуществления;

фиг.с 8A по 8C - представления, показывающие последовательность записи;

фиг.9 - вид в перспективе, показывающий внешний вид ведущего устройства и запоминающего устройства согласно первому варианту осуществления;

фиг.10 - представление, показывающее классификацию кривых быстродействия в первом варианте осуществления;

фиг.11 - таблица, показывающая требуемые характеристики карты каждого класса;

фиг.12 - таблица, показывающая условия измерения требуемых характеристик карты каждого класса;

фиг.13 - представление, показывающее контент, хранимый в регистре карты памяти SD™;

фиг.14 - представление, показывающее классификацию AU относительно области карты памяти в первом варианте осуществления;

фиг.15 - представление для пояснения принципа ведущего буфера в первом варианте осуществления;

фиг.16 - представление, показывающее случай, где все используемые RU собраны в передней позиции AU;

фиг.17 - представление, показывающее конфигурацию карты памяти согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.18 - таблица для пояснения распределения сигналов относительно сигнальных контактов в карте памяти по второму варианту осуществления;

фиг.19 - структурная схема, показывающая конфигурацию аппаратных средств карты памяти по второму варианту осуществления;

фиг.20 - структурная схема, показывающая конфигурацию регистра карты памяти по второму варианту осуществления;

фиг.21 - представление, показывающее конфигурацию ячейки памяти и буфера в карте памяти по второму варианту осуществления; и

фиг.22 - таблица для пояснения распределения сигналов относительно сигнальных контактов шины SD в различных режимах работы.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи. Эти варианты осуществления не ограничивают настоящее изобретение.

(Первый вариант осуществления)

Первый вариант осуществления относится к запоминающему устройству, содержащему встроенное энергонезависимое полупроводниковое запоминающее устройство, и к ведущему устройству, использующему запоминающее устройство.

[1] Конфигурация запоминающего устройства и ведущего устройства

В последующем описании память NAND flash™ используется в качестве энергонезависимого полупроводникового запоминающего устройства, встроенного в запоминающее устройство, используемое для ведущего устройства согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.1 - структурная схема, показывающая конфигурацию полупроводникового запоминающего устройства (полупроводниковой памяти) в случае реализации полупроводникового запоминающего устройства согласно первому варианту осуществления с использованием памяти NAND flash™.

На фиг.1 номер 11 ссылки обозначает матрицу ячеек памяти. Матрица 11 ячеек памяти снабжена несколькими числовыми линиями, линиями стробирования выборки и разрядными линиями (не показаны). Несколько числовых линий и разрядных линий соединены в несколько ячеек памяти (не показаны). Несколько ячеек памяти поделены на несколько блоков, как описано позже.

Матрица 11 ячеек памяти присоединена к схеме 12 фиксации данных и схеме 13 дешифратора строк. Схема 12 фиксации данных содержит большое количество схем-защелок. Схема 13 дешифратора строк избирательно возбуждает несколько числовых линий и линий стробирования выборки.

Схема 12 фиксации данных временно удерживает данные, считываемые через разрядную линию при чтении данных из матрицы 11 ячеек памяти. Схема 12 фиксации данных временно удерживает данные записи при записи данных по отношению к матрице 11 ячеек памяти, а затем подает их в матрицу 11 ячеек памяти через разрядную линию.

Схема 12 фиксации данных присоединена к буферу 14 ввода/вывода (буферу I/O) и схеме 15 дешифратора столбцов. При чтении данных считываемые данные, удерживаемые в схеме 12 фиксации данных, то есть только выбранные данные, считываются наружу полупроводникового запоминающего устройства с помощью и в соответствии с выходным сигналом схемы 15 дешифратора столбцов. При записи данных данные записи, подаваемые снаружи полупроводникового запоминающего устройства через буфер 14 ввода/вывода, фиксируются схемой-защелкой схемы 12 фиксации данных, которая выбрана в соответствии с выходным сигналом схемы 15 дешифратора столбцов.

Схема 13 дешифратора строк избирательно возбуждает упомянутые числовые линии и линии стробирования выборки, включенные в матрицу 11 ячеек памяти, при чтении и записи данных. При таком образе действий ячейки памяти, соответствующие одной странице матрицы 11 ячеек памяти, выбираются одновременно.

Защелка 16 адреса защелкивает входной сигнал адреса, а затем подает адрес строки в схему 13 дешифратора строк наряду с подачей адреса столбца на схему 15 дешифратора столбцов.

Защелка 17 команды принимает входной сигнал команды. Защелка 17 команды присоединена к дешифратору 18 команд. Дешифратор 18 команд декодирует команду для вывода разнообразных управляющих сигналов. На основании управляющих сигналов, выведенных из дешифратора 18 команд, управляется работа схемы 12 фиксации данных, схемы 13 дешифратора строк, буфера 14 ввода/вывода, схемы 15 дешифратора столбца и защелки 16 адреса.

В памяти NAND flash™ защелка адреса и защелка команды присоединены к буферу 14 ввода/вывода (не показан). Таким образом, адрес и команда подаются с входного/выходного контакта памяти NAND flash™.

Полупроводниковое запоминающее устройство снабжено схемой генератора высокого напряжения и промежуточного напряжения (не показана), в дополнение к этим схемам. Схема генератора высокого напряжения и промежуточного напряжения формирует высокое напряжение и промежуточное напряжение, подаваемое в схему 13 дешифратора строк и матрицу 11 ячеек памяти при записи и стирании данных.

Фиг.2 показывает запоминающее устройство, в которое встроена память по фиг.1, и ведущее устройство, использующее запоминающее устройство. Запоминающим устройством 19 является карта памяти, например карта памяти SD™. Пояснение случая использования карты памяти SD™ будет приведено позже.

Как показано на фиг.2, флэш-память (то есть пространство 21 памяти на фиг.2) и контроллер 22 для управления флэш-памятью встроены в карту памяти. Флэш-память имеет конфигурацию, показанную на фиг.1.

Контроллер 22 устройства включает в себя регистр 23 информации о версии, регистр 24 кода идентификации быстродействия и регистр 25 параметра быстродействия. Регистр 23 информации о версии удерживает информацию о версии. Информация о версии используется для идентификации версии карты памяти. Регистр 24 кода идентификации быстродействия удерживает код идентификации быстродействия. Код идентификации быстродействия используется для идентификации группировки быстродействия (класса быстродействия). Регистр 25 параметра быстродействия удерживает параметр быстродействия (описан позже) запоминающего устройства.

Когда запоминающее устройство 19 присоединено к ведущему устройству 20, ведущее устройство 20 управляет встроенным ведущим контроллером 26 с использованием встроенного процессора 28 для выполнения обмена данными с запоминающим устройством 19.

Для того чтобы отправить данные с ведущего устройства 20, данные временно фиксируются в ведущем буфере (буферной памяти) 27, а после этого отправляются в запоминающее устройство 19 через ведущий контроллер 26. В этом случае ведущий буфер 27 может до некоторой степени демпфировать изменения быстродействия запоминающего устройства в зависимости от времени.

Ведущий буфер 27 может быть реализован с использованием части системной памяти 29. При таком образе действий нет необходимости предоставления специальной памяти, такой как ведущий буфер 27, и, в дополнение, является эффективным резервировать его в системной памяти 29, так как обычно требуется большой ведущий буфер 27.

Ведущее устройство 20 может записывать данные с использованием единовременной команды многоблочной записи (то есть команды для записи нескольких непрерывных блоков с использованием одной команды записи).

[2] Определение быстродействия по стандартам карты

Запоминающее устройство 19 удерживает класс быстродействия, соответствующий собственному быстродействию и различной информации параметров быстродействия, с тем, чтобы ведущее устройство 20 могло узнать быстродействие запоминающего устройства 19. Определение параметра быстродействия будет пояснено ниже. В последующем пояснении карта памяти, в частности карта памяти SD™, дана в качестве примера запоминающего устройства 19.

Быстродействие передачи данных из ведущего устройства 20 в запоминающее устройство (карту памяти) 19 принимается в качестве скорости передачи по шине 30 управления. В этом случае шина 30 управления соответствует толстой стрелке, в двух направлениях соединяющей ведущий контроллер 26 и контроллер 22 устройства на фиг.2. Скорость передачи задана при допущении, что ведущее устройство выполняет запись в оптимальном состоянии.

[2-1] Определение кривой быстродействия

[2-1-1] Разделение пространства памяти

Сначала ниже будет пояснено разделение пространства памяти ведущим устройством 20 и запоминающим устройством 19. Так как это необходимо для пояснения кривой быстродействия, используемой для задания класса быстродействия.

Ведущее устройство 20 разделяет пространство 21 памяти на элементы, требующие элемента записи (RU) 16 килобайт для записи данных, таких как видеоданные, для каждого RU. Более точно, RU (пространство модуля записи) эквивалентен элементу, записанному единовременной командой многоблочной записи.

Например, RU является таким же, как кластер, определенный файловой системой SD™, или имеет размер целых кратных количеств кластера.

Элемент RU может быть задан как 32 килобайта, 64 килобайта, 128 килобайт и т.д. Как описано позже, ведущее устройство 20 подсчитывает количество RU, допускающих запись данных, и тем самым может рассчитать оставшееся время записи.

Фиг.3 показывает деление пространства 21 памяти, предполагаемое ведущим устройством 20, и реальное деление пространства 21 памяти согласно карте 19 памяти. Левая сторона фиг.3 соответствует делению пространства 21 памяти, предполагаемому ведущим устройством 20. С другой стороны, правая сторона фиг.3 соответствует фактическому делению пространства 21 памяти устройством 19 памяти.

Как видно из фиг.3, RU 32 является элементом памяти, в то время как рассматривается с ведущего устройства 20. Элемент 31 выделения (AU) определен как набор нескольких RU 32. AU (область элемента управления) является элементом управления и определен как элемент, используемый для деления всего пространства 21 памяти запоминающего устройства 19 на размер S_AU AU.

Отношение между RU 32 и AU 31 подобно отношению между страницей 34 и блоком 33 при рассмотрении пространства 21 памяти из запоминающего устройства 19 (контроллера 22 устройства). Страница 34 является элементом доступа, когда контроллер 22 устройства выполняет запись или чтение по отношению к пространству 21 памяти. Блок 33 состоит из нескольких страниц 34 и используется в качестве элемента, когда контроллер 22 устройства стирает пространство 21 памяти.

Например, если память NAND flash™ TC58512FT, произведенная корпорацией Тошиба, используется в качестве пространства 21 памяти, размером страницы 34 является 512 байт, а размером блока 33 является 16 килобайт. (В этом случае избыточная емкость игнорируется для упрощения). Память NAND flash™, чьим размером страницы является 2 килобайта или 4 килобайта, также может использоваться.

Страница 34 и RU 32 не нуждаются в соответствии друг другу. RU 32 может быть установлен в целые кратные количества страниц 34. Подобным образом размер S_AU AU является целым кратным количеством размера RU. AU 31 может быть установлен в целые кратные количества блока 33. В последующем будет приведено пояснение использования RU 32 и AU 31 в качестве основного элемента.

[2-1-2] Как определить кривую быстродействия

Кривая быстродействия будет описана ниже со ссылкой на фиг.4, представляющую следующий случай в качестве примера. А именно, ведущее устройство 20 подряд записывает данные элемента RU с позиции А до позиции В в пространстве 21 памяти.

Типично область от А до В соответствует AU 31. В последующем описании данные вновь записываются в AU, включающий в себя RU 31 в качестве примера. Как показано на фиг.4, логический адрес AU 31 задан как LA. Когда данные вновь записываются в каждый RU 32 AU 31, фактически требуются следующие действия. Сначала данные в RU 32 (показанном посредством «Занят» на фиг.4), который удерживает данные в существующем физическом блоке PAA, записываются в RU другого физического блока PAB. Затем в него должны быть записаны новые данные записи. В таком случае физический блок PAB вновь отображается на логический адрес LA.

Время новой записи данных в RU 32 (показанный посредством «Свободен» на фиг.4), который изначально не удерживает данных, соответствует времени записи. Время записи определяется в качестве быстродействия Pw записи.

С другой стороны, когда уже записанные данные копируются в другой RU 32, время отнимается на чтение данных из старого RU 32 (например, RU 32a), в дополнение ко времени записи данных в RU32 (например, RU 32b) нового физического блока PAB.

Когда существует занятый RU 32 в старом физическом блоке PAA, занятый RU 32 пропускается, а данные записываются в свободный RU 32 (например, RU с «Данными 3»). Данным в занятом RU 32 необходимо записываться в RU 32 (например, RU 32b) назначения до того, как записаны новые данные. Запись новых данных останавливается, в то время как перемещаются данные в занятом RU 32. Время, потраченное на операцию, определяется в качестве быстродействия Pm перемещения данных. Таким образом, полное время, потраченное на запись новых данных, является суммой полного времени записи и полного времени перемещения.

По предшествующему пояснению, когда среднее быстродействие P(Nu) выражается формулой, получается следующее математическое выражение 1.

[Математическое выражение 1]

Среднее быстродействие:

P(Nu) = [Sc × (Nt - Nu)] / [Sc × (Nt - Nu) / Pw + Sc × Nu/Pm] = [(Nt - Nu) × Pm × Pw] / [(Nt - Nu) × Pm + Nu × Pw],

где

Sc: размер RU,

Nt: Полное количество RU, подряд записанных от А до В (количество RU, формирующих AU),

Nu: Количество занятых RU между А и В (количество занятых RU, включенных в AU),

Pw: Быстродействие записи (единица измерения: Мбайт/с),

Pm: Быстродействие перемещения (единица измерения: Мбайт/с)

Вышеизложенное математическое выражение определено при допущении, что быстродействие определяется с использованием быстродействия Pw записи и быстродействия Pm перемещения.

Быстродействие Pw записи изменяется в зависимости от времени программирования карты 19 памяти (флэш-памяти [пространства 21 памяти]). Более того, быстродействие Pw записи определено в качестве наименьшего значения среднего значения быстродействия, когда запись выполняется непрерывно во все RU 32 по AU 31, который состоит из трех RU 32.

Отметим, что быстродействие записи изменяется в зависимости от времени последовательности операций, расходуемого клиентской частью. Время последовательности операций клиентской части зависит от тактовой частоты, задаваемой картой памяти SD™, в качестве примера. Этот предмет будет описан ниже. Фиг.5 - представление, показывающее временные характеристики операции записи, когда используется команда многоблочной записи. На первой стадии операции записи серверная часть ожидает до тех пор, пока данные записи не поступают от клиентской части. На второй стадии серверная часть приводится в действие вместе с клиентской частью. Поэтому время записи, расходуемое на многоблочную запись, должно рассматриваться независимо от клиентской части и серверной части. На второй стадии время записи серверной части доминирует над временем записи по сравнению с временем последовательности операций клиентской части.

Время t_WB записи серверной части является суммой времени до тех пор, пока не завершена вся запись, после того, как начата запись во флэш-память (пространство 21 памяти).

С другой стороны, время t_WF последовательности операций клиентской части является суммой времени от начала команды многоблочной записи до начала записи во флэш-память. Как описано выше, если в качестве примера дана карта памяти SD™, время t_WF последовательности операций клиентской части зависит от тактовой частоты SD. Поэтому время t_WF последовательности операций клиентской части выражается с использованием коэффициента C_SD и тактовой частоты f_SD у SD. Таким образом, время t_WF последовательности операций клиентской части выражается с использованием следующего математического выражения 2 в карте памяти SD™.

[Математическое выражение 2]

Время последовательности операций клиентской части:

t_WF = C_SD / f_SD.

Если данные записываются в один AU 31, время t_WF последовательности операций клиентской части пропорционально количеству команд записи. Количество команд записи равно количеству N_RU RU 32. Если количество N_RU возрастает, то есть размер S_RU RU становится малым, быстродействие записи снижается.

Быстродействие Pm перемещения определяется в качестве наименьшего значения среднего быстродействия перемещения. Быстродействие Pm перемещения рассчитывается как среднее значение, когда непрерывные RU 32 перемещаются, чтобы сформировать один завершенный AU 31. Время перемещения определяется на стороне серверной части и не находится под влиянием тактовой частоты SD. Если карта 19 памяти не нуждается в перемещении RU 32, быстродействие Pm перемещения определяется как являющееся бесконечным. Это выражено как «1 / Pm = 0».

Более того, быстродействие Pm перемещения изменяется в зависимости от времени чтения, описанного позже, и перемещения данных в добавление ко времени программирования флэш-памяти. В этом случае перемещение данных выполняется внутри карты 19 памяти; поэтому ведущее устройство 20 не контролирует перемещение данных непосредственно.

Следующие два значения определяются, когда рассматривается быстродействие чтения.

1) Быстродействие чтения относительно данных

Быстродействие чтения по отношению к данным (в дальнейшем указываемое ссылкой как быстродействие чтения) Pr определяется в качестве наименьшего значения среднего значения быстродействия при чтении данных среди элементов RU 32 случайным образом. Среднее значение может рассчитываться на основании 256-кратных случайных чтений среди элементов RU 32. Более того, наихудший случай должен рассматриваться во времени, потраченном для выполнения исправлений с использованием кода с исправлением ошибок (ECC) по отношению к каждому блоку 33. Быстродействие Pr чтения должно быть большим чем или по меньшей мере равным быстродействию Pw записи.

2) Время чтения файловой системы (FAT)

Время чтения T_FR(4 кбайта) файловой системы, такой как таблица размещения файлов (FAT), определено в качестве максимального времени при считывании FAT в 4 кбайта. В этом случае чтение FAT должно быть возможным во время записи AU. Это происходит, так как, учитывая случай записи в реальном времени, ведущее устройство 20 должно считывать FAT между записями AU. Более того, наихудший случай должен рассматриваться во времени, потраченном для выполнения исправлений с использованием кода с исправлением ошибок (ECC) по отношению к каждому блоку 33. Время чтения FAT относительно размера файловой системы (размера FR) S_FR выражается с использованием функции CEIL, как изложено ниже.

Время чтения FAT по отношению к размеру S_FR [кбайт]:

[x] представляет функцию CEIL, которая преобразует десятичную дробь x в наименьшее целое число, меньшее или равное x.

Фиг.6 показывает быстродействие карты 19 памяти, рассчитанное согласно математическому выражению 1. На фиг.6 показано быстродействие, когда количество Nt RU 32, формирующих AU 31, установлено в качестве 16.

Как видно из фиг.6, быстродействие (вертикальная ось) определяется для каждой доли занятых RU (горизонтальная ось). Затем быстродействия по каждой доле r занятых RU соединяются и тем самым получается кривая быстродействия. Кривая быстродействия является важной информацией для изготовителей ведущих устройств.

Кривая быстродействия задана с использованием быстродействия Pw записи и быстродействия Pm перемещения. Быстродействие Pw записи равно полному быстродействию, когда доля r = 0 занятых RU.

Доля r занятых RU выражается в качестве следующего математического выражения с использованием количества Nt RU 32 из AU 31 и количества Nu занятых RU 32.

r = Nu / Nt

Это равенство также выражается, как изложено ниже.

Nu = r × Nt

Доля r занятых RU изменяется в диапазоне от 0 до 1. Когда r = 0, это означает, что все RU 32 незаняты. С другой стороны, когда r = 1, это означает, что все RU 32 заняты, то есть быстродействие составляет 0; другими словами, задано P(1) = 0.

Можно видеть, что любые кривые быстродействия проходят через точку (1, 0). При повторной записи математического выражения 1 с использованием «r» получается следующее математическое выражение 3.

[Математическое выражение 3]

Кривая среднего быстродействия:

P(r) = [(1 - r) × Pw × Pm] / [r × Pw + (1 - r) × Pm],

где 0 ≤ r ≤ 1.

Быстродействие изображено графически с использованием выражения 3, и тем самым получена кривая быстродействия, показанная на фиг.6.

[2-1-3] Положение области памяти и точность быстродействия

Если начальный адрес записи данных RU 32 не является границей блока 33 пространства 21 памяти, требуется следующее время. Более точно, время для перемещения записанных данных требуется с тем, чтобы начальная позиция записи соответствовала границе блока 33. По этой причине, в таком случае, фактическое быстродействие является худшим по отношению к ожидаемому быстродействию. Для того чтобы измерить точное быстродействие, необходимо удовлетворить требованиям, что адреса А и В соответствуют границе элемента стирания (блока 33). Задание элемента выделения вытекает из причины, описанной выше.

[2-2] Параметр, относящийся к обновлению файловой системы во время записи

Обновление файловой системы вставляется в последовательность записи, и тем самым общее (фактически полученное) быстродействие записи уменьшается. По этой причине ведущему устройству 20 требуются параметры, относящиеся к обновлению файловой системы, при расчете быстродействия карты 19 памяти, как описано позже. Ведущее устройство 20 может рассчитывать снижение фактического быстродействия оказанием влияния тем, что обновление файловой системы вставлено в последовательность записи.

Фиг.7 показывает типичную последовательность обновления файловой системы во время записи в реальном времени. В последующем описании FAT используется в качестве типичного примера файловой системы.

Обновление файловой системы (FAT), возможно, происходит после любой записи RU 32. FAT обновляется периодически. Количество RU 32, записанных между определенным обновлением файловой системы и следующим обновлением файловой системы, задано периодом T_FU обновления файловой системы. Количеством RU 32, записываемых между обновлениями файловой системы, является Nd.

Цикл записи FAT содержит три операции записи. На фиг.7 FAT1 и FAT2 символизируют запись информации FAT, соответственно, в FAT1 и FAT2, с использованием одной команды многоблочной записи. Запись файловой системы (FAT) может начинаться с адреса произвольного байта и может определяться в качестве записи, находящейся в диапазоне от 16 килобайт до произвольной длины.

На фиг.7 DIR обозначает элемент каталога. DIR формируется перед записью, а запись выполняется только в порцию 512 байт, содержащую элемент каталога обмена. Время T_FW записи файловой системы определено как полное время цикла записи файловой системы, то есть полное время записи FAT1, FAT2 и DIR. Время T_FW записи файловой системы изменяется в зависимости от технических условий контроллера 22 устройства.

[2-2-1] Условия измерения среднего значения времени T_FW записи файловой системы

Время T_FW записи файловой системы определено в качестве значения, полученного из среднего значения нескольких измеренных значений. Последующее математическое выражение 4 используется для задания среднего времени T_FW(ave.) записи файловой системы. Как видно из последующего математического выражения 4, наихудшее значение среднего значения произвольных восьмиразовых циклов записи файловой системы используется в качестве среднего времени записи файловой системы T_FW(ave.).

[Математическое выражение 4]

Среднее время записи файловой системы:

(T_FW(ave.)) = [max (T_FW(1) + T_FW(2) + ... T_FW(7) + T_FW(8))] / 8.

[2-2-2] Максимальное время записи файловой системы

Как описано позже, ведущее устройство 20 временно удерживает данные с использованием ведущего буфера 27 во время обновления файловой системы. Таким образом, максимальный период обновления файловой системы должен быть учтен при определении минимального размера ведущего буфера 27. Требования по размеру ведущего буфера 27 будут пояснены в последующем [4-5].

Следующее математическое выражение 5 используется для задания наихудшего значения времени записи файловой системы (FAT).

[Математическое выражение 5]

Наихудшее значение времени записи файловой системы (FAT): (T_FW (max)) ≤ 750 [мс].

[2-2-3] Независимость записи данных и записи файловой системы

Запись файловой системы может вставляться между RU или AU в течение записи в реальном времени. Контроллеру 22 устройства необходимо быть способным осуществлять контроль без влияния на быстродействие Pw записи самих данных.

Влияние записи файловой системы на быстродействие Pw записи может быть устранено следующим образом. Более точно, возобновление записи после прерывания записи записью файловой системы выполняется с физической области, следующей за той, в которую данные записаны последними перед прерыванием.

Для того чтобы реализовать контроль, может быть предусмотрен блок данных кэша для записи файловой системы, а контроллер 22 устройства может осуществлять контроль, как описано ниже. Как показано на фиг.8А, пространство 21 памяти включает в себя нормальный физический блок и блок данных кэша. Когда запись файловой системы запрашивается во время последовательной записи непрерывных данных в нормальный физический блок, как показано на фиг.8А, информация управления файлами подряд записывается в свободную область (страницу 34) блока кэша данных, как изображено на фиг.8В. После этого, как видно из фиг.8С, запись данных возобновляется с области (страницы 34), следующей за таковой, в которую данные записаны последними перед прерыванием.

Когда запись прерванной записи данных возобновлена в физической области, которая не является следующей за физической областью (например, областью в новом блоке или блоке 2), в которой данные записаны последними перед возобновлением, подобно предшествующему уровню техники, происходит сопутствующая запись перемещения данных. Как результат, быстродействие Pw записи изменяется вследствие записи файловой системы.

Исследование адреса, размера и последовательности дает возможность классифицировать нормальные данные и информацию управления файлами.

[3] Классификация карты памяти

Для того чтобы без задержки сопоставлять быстродействие карты 19 памяти и быстродействие, требуемое ведущим устройством 20, карта 19 памяти классифицирована на несколько классов (классов быстродействия) в соответствии с быстродействием карты. Класс может быть классифицирован в соответствии с параметрами быстродействия, такими как кривая быстродействия, описанная раньше, и время T_FW. Контроллер устройства удерживает информацию о классе в качестве кода 24 идентификации быстродействия карты 19 памяти.

Карта 19 памяти отображает свой собственный класс, соответственно. На фиг.9 показана метка, отображающая идентификацию класса. Фиг.9 показывает случай, где устройством 19 хранения является карта памяти SD™.

Как видно из фиг.9, карта 19 памяти имеет корпус 71 и метку 72, отображающую ее класс, на корпусе 71. Корпус 71 по меньшей мере частично покрывает пространство 21 памяти и контроллер 22 устройства.

Более того, ведущее устройство 20 имеет предварительно установленный класс. Класс на ведущем устройстве 20 означает, какое наилучшее быстродействие оно может продемонстрировать, когда оно использует карту 19 памяти с таким же классом, как у ведущего устройства 20. Ведущее устройство 20 может записывать информацию, когда оно использует карту 19 памяти более низкого класса, хотя его быстродействие не является наилучшим. Фиг.9 показывает, что корпус 73 ведущего устройства 20 имеет метку 74, отображающую его класс, на нем. Ведущему устройству не обязательно показывать свой класс.

[3-1] Требование со стороны приложения

Приложение в ведущем устройстве 20 требует высокого быстродействия от карты 19 памяти, используемой приложением. Типичные примеры будут описаны ниже.

(1) Цифровая видеозапись

В MPEG2 и JPEG движения требуется прямая запись в карту 19 памяти. Быстродействие карты приблизительно в 2 Мбайт/с требуется для того, чтобы получить качество и разрешение стандартного телевизионного изображения. Быстродействие карты приблизительно в 4 Мбайт/с требуется для записи высококачественного изображения.

(2) Цифровая фотокамера, имеющая функцию непрерывной съемки

Производители цифровых фотокамер требуют карты 19 памяти, обладающей высоким быстродействием для того, чтобы реализовать функцию непрерывной съемки. Производители цифровых фотокамер могут использовать быстродействие карты и способ контроля ведущего устройства для расчета пользователем имеющейся в распоряжении скорости непрерывной съемки.

[3-2] Классификация

Фиг.10 - график для пояснения взаимосвязи между кривой быстродействия и классом. На фиг.10 есть три области, разделенные двумя кривыми быстродействия. Как видно из фиг.10, область, сформированная вертикальной осью P(r) и горизонтальной осью r, поделена на три области кривыми быстродействия класса 2 и класса 4.Вертикальная ось P(r) предс