[發(fā)明專利]數(shù)據(jù)區(qū)段尺寸不同于存儲(chǔ)器頁面和/或區(qū)塊尺寸之非易失性存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作技術(shù)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01820902.5
• 申請日: 2001-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN101427225A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卡羅斯·岡澤雷茲;凱文·M.·康利;伊利亞霍·哈萊利
• 申請（專利權(quán)）人: 三因迪斯克公司
• 主分類號(hào): G06F12/02
• 分類號(hào): G06F12/02;G06F3/06
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 付建軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器系統(tǒng)，尤其是非易失性的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，已經(jīng)應(yīng)用于閃速可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M)。

背景技術(shù)

閃速EEPR0M系統(tǒng)正在應(yīng)用于許多方面，尤其是封裝在封閉卡中，該卡能夠可拆卸地連接到一個(gè)主機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)前的商業(yè)存儲(chǔ)卡格式包括個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國際協(xié)會(huì)(PCMCIA)、CompactFlash(CF)、多媒體卡(MMC)和“安全數(shù)字”(SD)的格式。這些卡的一個(gè)供應(yīng)商是SanDisk公司——本申請書的受讓人。使用了此類卡的主機(jī)系統(tǒng)包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算設(shè)備、照相機(jī)、音頻重現(xiàn)設(shè)備等等。閃速EEPR0M系統(tǒng)也用于嵌入主機(jī)系統(tǒng)的大容量存儲(chǔ)器。

此類非易失性的存儲(chǔ)器系統(tǒng)包括浮動(dòng)?xùn)糯鎯?chǔ)器單元的陣列和系統(tǒng)控制器。該控制器管理著與主機(jī)系統(tǒng)的通信以及在存儲(chǔ)器單元陣列中存放和檢索用戶數(shù)據(jù)的操作。存儲(chǔ)器單元組成若干單元區(qū)塊，一個(gè)單元區(qū)塊就是可同時(shí)擦除之單元的最小的組。在一個(gè)或多個(gè)單元區(qū)塊寫入數(shù)據(jù)之前，要先擦除這些單元區(qū)塊。典型情況下，在主機(jī)和存儲(chǔ)器陣列之間，用戶數(shù)據(jù)是以區(qū)段的形式傳遞。用戶數(shù)據(jù)的一個(gè)區(qū)段可以是便于處理的任何數(shù)量，優(yōu)選情況下是小于存儲(chǔ)器區(qū)塊的容量，往往等于標(biāo)準(zhǔn)磁盤驅(qū)動(dòng)器的扇區(qū)大小——512字節(jié)。在一個(gè)商業(yè)架構(gòu)中，存儲(chǔ)器系統(tǒng)區(qū)塊的大小定為存放一個(gè)區(qū)段的用戶數(shù)據(jù)加輔助數(shù)據(jù)，輔助數(shù)據(jù)的信息包括存放在本區(qū)塊中用戶數(shù)據(jù)所用的糾錯(cuò)碼(ECC)、本區(qū)塊的使用歷史、存儲(chǔ)器單元區(qū)塊的缺陷和其它物理信息等等。在以下轉(zhuǎn)讓給SanDisk公司的美國專利和待批準(zhǔn)的申請書中，介紹了這種類型的非易失性存儲(chǔ)器系統(tǒng)的多種實(shí)現(xiàn)方案，其中每一個(gè)都在這里全文引用作為參考：5,172,338、5,602,987、5,315,541、5,200,959、5,270,979、5,428,621、5,663,901、5,532,962、5,430,859和5,712,180號(hào)專利，以及1997年8月7日提交的序列號(hào)為08/910,947和1999年6月30提交的序列號(hào)為09/343,328的申請書。

另一種類型的非易失性存儲(chǔ)器系統(tǒng)使用較大規(guī)模的存儲(chǔ)器單元區(qū)塊，每一區(qū)塊都存放多個(gè)頁面，一個(gè)頁面就是在僅僅一次寫入操作中，寫入之?dāng)?shù)據(jù)的最小單位。典型情況下，一個(gè)頁面包括用戶數(shù)據(jù)的一個(gè)區(qū)段，以及與該用戶數(shù)據(jù)和存放該數(shù)據(jù)的區(qū)塊有關(guān)的輔助數(shù)據(jù)。更有另一種特定的系統(tǒng)，從其提交日期算起，從商業(yè)上說SanDisk公司已經(jīng)使它可用一年多了，在該系統(tǒng)中，與存放的用戶數(shù)據(jù)有關(guān)的輔助數(shù)據(jù)，比如ECC，與用戶數(shù)據(jù)一起存放在一個(gè)公共區(qū)段中，而與存放著該區(qū)段之?dāng)?shù)據(jù)區(qū)塊有關(guān)的輔助數(shù)據(jù)，則寫入一個(gè)不同區(qū)塊的不同區(qū)段中，作為該區(qū)段的一部分。2000年2月17日提交的序列號(hào)為09/505,555的專利申請書，給出了這種系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例，該申請書在這里全文引用作為參考。

存儲(chǔ)器單元陣列的一種架構(gòu)，由存儲(chǔ)器單元的一行或兩行方便地形成了一個(gè)區(qū)塊，這些單元在單元的一個(gè)子陣列或其它單位之內(nèi)，共享一個(gè)公共的擦除門。這里全文引用的、SanDisk公司的5,677,872號(hào)和5,712,179號(hào)美國專利給出了這種架構(gòu)的實(shí)例。雖然當(dāng)前最普通的是在每個(gè)浮動(dòng)?xùn)艈卧写娣乓晃粩?shù)據(jù)，這樣只須定義兩種寫入閾值電平，而趨勢卻是通過建立多于兩種的浮動(dòng)?xùn)啪w管閾值范圍，在每個(gè)單元中存放多于一位數(shù)據(jù)。目前已經(jīng)有了每個(gè)浮動(dòng)?xùn)糯娣艃晌粩?shù)據(jù)(四種閾值電平范圍或者說狀態(tài))的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，未來的系統(tǒng)可以預(yù)期每個(gè)單元三位(八種閾值電平范圍或者說狀態(tài))和每個(gè)單元四位(十六種閾值電平范圍)。當(dāng)然，隨著每個(gè)單元中存放的位數(shù)上升，存放一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)段所需要的存儲(chǔ)器單元數(shù)目下降。這個(gè)趨勢結(jié)合著由單元結(jié)構(gòu)和一般半導(dǎo)體處理的改善引起的陣列擴(kuò)大，在一行單元的一個(gè)片段中形成一個(gè)存儲(chǔ)器單元區(qū)塊也是切實(shí)可行的。也可以形成區(qū)塊結(jié)構(gòu)，以便在存儲(chǔ)器單元中每一個(gè)的操作時(shí)，能夠選擇以兩種狀態(tài)(每單元一位數(shù)據(jù))還是以某些多種比如四種狀態(tài)(每單元兩位數(shù)據(jù))來進(jìn)行，正如SanDisk公司的5,930,167號(hào)美國專利中介紹的，在這里全文引用它作為參考。

由于把數(shù)據(jù)寫入浮動(dòng)?xùn)糯鎯?chǔ)器單元可能要耗費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間，所以典型情況下，同時(shí)寫入一行中的大量存儲(chǔ)器單元。但是增大這種并行性導(dǎo)致電源需求增大，以及鄰近單元電荷的潛在干擾和它們之間的相互作用。這里全文引用的SanDisk公司的5,890,192號(hào)美國專利介紹了一種系統(tǒng)，它通過同時(shí)把多個(gè)字節(jié)片的數(shù)據(jù)寫入位于不同存儲(chǔ)器操作單元單位(子陣列)的不同單元區(qū)塊中，使這些效應(yīng)達(dá)到最小。