[發(fā)明專利]非易失性存儲(chǔ)裝置、存儲(chǔ)控制器以及不良區(qū)域檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680029679.0
• 申請(qǐng)日: 2006-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN101243417A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 本多利行;真木晉弘;小來田重一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G06F12/16
• 分類號(hào): G06F12/16
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 金春實(shí)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在使用了用于提高在非易失性存儲(chǔ)器中記錄的數(shù)據(jù)的可靠性的糾錯(cuò)功能的非易失性存儲(chǔ)裝置中，用于降低由于非易失性存儲(chǔ)器的不良而引起的非偶發(fā)性讀出錯(cuò)誤的非易失性存儲(chǔ)裝置、存儲(chǔ)控制器以及不良區(qū)域檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

近年來，搭載了非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)卡作為數(shù)字照相機(jī)或者便攜電話機(jī)的存儲(chǔ)卡正在擴(kuò)大市場(chǎng)。然而，非易失性存儲(chǔ)器在每次改寫數(shù)據(jù)時(shí)存儲(chǔ)單元逐漸惡化，最終發(fā)生寫入或者讀出的錯(cuò)誤。當(dāng)然，如果可靠性充分高，幾乎可以忽視由改寫引起的存儲(chǔ)單元的惡化，則即使使用十年也不會(huì)產(chǎn)生什么問題。然而實(shí)際上有時(shí)并非如此，通過在控制非易失性存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中搭載ECC(錯(cuò)誤檢查和糾正)電路等糾錯(cuò)電路，實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上可靠性高的存儲(chǔ)卡。

然而，由于工藝的微細(xì)化減小存儲(chǔ)單元的尺寸，或者由于實(shí)現(xiàn)大容量的多值化難以確保存儲(chǔ)單元單體的可靠性。另外，由于在發(fā)展大容量的同時(shí)增加存儲(chǔ)器的圖形，還增加產(chǎn)品檢查的時(shí)間，因此難以充分高精度地檢查器件。

作為管理閃速存儲(chǔ)器的寫入或者讀出的錯(cuò)誤的方法，在專利文獻(xiàn)1中提出了對(duì)讀出、寫入中的錯(cuò)誤發(fā)生信息進(jìn)行計(jì)數(shù)，使得不使用惡化了的區(qū)域的方法。另外，在專利文獻(xiàn)2中提出對(duì)于讀出錯(cuò)誤連續(xù)的區(qū)域進(jìn)行替代處理的方法。

專利文獻(xiàn)1：特開平11-53266號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：WO01/022232

包含閃速存儲(chǔ)器的大部分非易失性存儲(chǔ)器具有在存儲(chǔ)單元上不施加偏壓等能量而持續(xù)保持?jǐn)?shù)據(jù)的性能。這表現(xiàn)出保持?jǐn)?shù)據(jù)的狀態(tài)是穩(wěn)定的。與作為易失性存儲(chǔ)器的SRAM通過施加能量保持?jǐn)?shù)據(jù)完全不同。從而，為了改寫非易失性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，需要在處于穩(wěn)定狀態(tài)的存儲(chǔ)單元中施加能量，此時(shí)，雖然很微小但仍將產(chǎn)生存儲(chǔ)單元的惡化。

以在閃速存儲(chǔ)器等非易失性存儲(chǔ)器中發(fā)生的存儲(chǔ)單元惡化為原因的錯(cuò)誤更多地起因于數(shù)據(jù)的改寫，數(shù)據(jù)讀出引起的影響小?？紤]到這一點(diǎn)，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)的處理，然而，在專利文獻(xiàn)1或者專利文獻(xiàn)2中記載的非易失性存儲(chǔ)裝置中，并沒有充分考慮數(shù)據(jù)改寫和數(shù)據(jù)讀出引起的非易失性存儲(chǔ)器的惡化。另外，雖然與數(shù)據(jù)改寫時(shí)相比較，數(shù)據(jù)讀出引起的對(duì)錯(cuò)誤發(fā)生的影響極小，但是在反復(fù)多次對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)讀出時(shí)，由于發(fā)現(xiàn)的不是存儲(chǔ)單元的惡化，而是逐漸進(jìn)行的數(shù)據(jù)自身的惡化，因此數(shù)據(jù)讀出的影響也不能忽視。但是，在專利文獻(xiàn)1或者專利文獻(xiàn)2記載的非易失性存儲(chǔ)裝置并沒有充分考慮這種進(jìn)行性的數(shù)據(jù)的惡化。

例如，作為一般的非易失性存儲(chǔ)器的代表的NAND型閃速存儲(chǔ)器以根據(jù)ECC電路的糾錯(cuò)為前提產(chǎn)品化。這是因?yàn)榕及l(fā)性的比特錯(cuò)誤在非易失性存儲(chǔ)器中不可避免。從而，使用NAND型閃速存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)卡的存儲(chǔ)控制器在其內(nèi)部具有生成ECC碼的功能或者檢測(cè)并糾正錯(cuò)誤的功能。存儲(chǔ)控制器使用ECC電路糾正偶發(fā)性的比特錯(cuò)誤，再次利用發(fā)生了錯(cuò)誤的物理塊。由此提高存儲(chǔ)卡的實(shí)質(zhì)性的可靠性。

然而，雖然與偶發(fā)性的比特錯(cuò)誤相比較頻率低，但是由于存儲(chǔ)單元的惡化等的原因在物理塊中固有存在的不良，有時(shí)在讀出時(shí)發(fā)生比特錯(cuò)誤。在使用可靠性充分高，比特錯(cuò)誤的發(fā)生頻率低的NAND型閃速存儲(chǔ)器的情況下，如現(xiàn)有的存儲(chǔ)控制器那樣，并不判斷所發(fā)生的比特錯(cuò)誤是偶發(fā)性還是固有不良，限制使用物理塊，在閃速存儲(chǔ)器的使用中也不會(huì)發(fā)生問題。但是，由于閃速存儲(chǔ)器的工藝的微細(xì)化或者多值化，比特錯(cuò)誤的發(fā)生頻率比以往升高。根據(jù)這一點(diǎn)，需要以進(jìn)行糾錯(cuò)為前提，容許存在比特錯(cuò)誤，需要即使發(fā)生比特錯(cuò)誤，糾正其錯(cuò)誤，繼續(xù)使用閃速存儲(chǔ)器。然而，在比特錯(cuò)誤的主要原因是存儲(chǔ)單元的固有不良時(shí)，存在固有不良的物理塊頻繁發(fā)生存儲(chǔ)卡的讀出錯(cuò)誤。

例如，有時(shí)由于存儲(chǔ)卡的物理塊中存在的固有不良引起數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，不能觀看用數(shù)字照相機(jī)拍攝的靜止圖像。這種情況下，如果在數(shù)字照相機(jī)的系統(tǒng)上刪除靜止圖像的數(shù)據(jù)，則對(duì)以后拍攝的靜止圖像再次利用同一個(gè)塊，再次發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。這樣頻繁發(fā)生不能觀看靜止圖像的情況。

另外，如果不是固有不良，而是對(duì)于相同的數(shù)據(jù)反復(fù)進(jìn)行次數(shù)非常多的讀出，則比特錯(cuò)誤雖然是逐漸地但在不斷增加，有時(shí)會(huì)使數(shù)據(jù)惡化下去。這種情況下，在使用可靠性充分高、比特錯(cuò)誤的發(fā)生頻率低的NAND型閃速存儲(chǔ)器的情況下，也可以像現(xiàn)有的存儲(chǔ)控制器那樣，根據(jù)比特錯(cuò)誤的發(fā)生，限制使用物理塊。然而，在以進(jìn)行糾錯(cuò)為前提的情況下，即必須允許比特錯(cuò)誤存在的情況下，需要即使發(fā)生比特錯(cuò)誤，也在糾正錯(cuò)誤后繼續(xù)使用閃速存儲(chǔ)器。從而，導(dǎo)致由數(shù)據(jù)的惡化引起的比特錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)超過糾錯(cuò)能力，發(fā)生不能糾正的讀出錯(cuò)誤的結(jié)果。鑒于這些情況，開發(fā)降低讀出錯(cuò)誤的存儲(chǔ)卡成為一個(gè)課題。

發(fā)明內(nèi)容