[發(fā)明專利]存儲器控制器、存儲裝置與數(shù)據(jù)寫入方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210087996.5
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN103365790A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慶聰;蔡來福
• 申請（專利權(quán)）人: 群聯(lián)電子股份有限公司
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08;G06F13/16
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種用于可復(fù)寫式非易失存儲器的存儲器控制器、存儲裝置與數(shù)據(jù)寫入方法。

背景技術(shù)

數(shù)碼相機、手機與MP3在這幾年來的成長十分迅速，使得消費者對儲存媒體的需求也急速增加。由于可復(fù)寫式非易失性存儲器(rewritable?non-volatile?memory)具有數(shù)據(jù)非易失性、省電、體積小、無機械結(jié)構(gòu)、讀寫速度快等特性，最適于可攜式電子產(chǎn)品，例如筆記型電腦。固態(tài)硬盤就是一種以閃存作為儲存媒體的儲存裝置。因此，近年閃存產(chǎn)業(yè)成為電子產(chǎn)業(yè)中相當(dāng)熱門的一環(huán)。

依據(jù)每個記憶胞可儲存的比特數(shù)，反及(NAND)型閃存可區(qū)分為單階儲存單元(Single?Level?Cell，SLC)NAND型閃存、多階儲存單元(Multi?Level?Cell，MLC)NAND型閃存與三階儲存單元(Trinary?Level?Cell，TLC)NAND型閃存，其中SLC?NAND型閃存的每個記憶胞可儲存1個比特的數(shù)據(jù)(即，“1”與“0”)，MLC?NAND型閃存的每個記憶胞可儲存2個比特的數(shù)據(jù)并且TLC?NAND型閃存的每個記憶胞可儲存3個比特的數(shù)據(jù)。

在NAND型閃存中，實體頁面是由排列在同一條字符線上的數(shù)個記憶胞所組成。由于SLC?NAND型閃存的每個記憶胞可儲存1個比特的數(shù)據(jù)，因此，在SLC?NAND型閃存中，排列在同一條字符線上的數(shù)個記憶胞是對應(yīng)一個實體頁面。

相對于SLC?NAND型閃存來說，MLC?NAND型閃存的每個記憶胞的浮動閘儲存層可儲存2個比特的數(shù)據(jù)，其中每一個儲存狀態(tài)(即，“11”、“10”、“01”與“00”)包括最低有效位(Least?Significant?Bit，LSB)以及最高有效位(Most?Significant?Bit，MSB)。例如，儲存狀態(tài)中從左側(cè)算起的第1個比特的值為LSB，而從左側(cè)算起的第2個比特的值為MSB。因此，排列在同一條字符線上的數(shù)個記憶胞可組成2個實體頁面，其中由此些記憶胞的LSB所組成的實體頁面稱為下實體頁面(low?physical?page)，并且由此些記憶胞的MSB所組成的實體頁面稱為上實體頁面(upper?physical?page)。特別是，下實體頁面的寫入速度會快于上實體頁面的寫入速度，并且當(dāng)程序化上實體頁面發(fā)生錯誤時，下實體頁面所儲存的數(shù)據(jù)也可能因此遺失。

類似地，在TLC?NAND型閃存中，每個記憶胞可儲存3個比特的數(shù)據(jù)，其中每一個儲存狀態(tài)(即，“111”、“110”、“101”、“100”、“011”、“010”、“001”與“000”)包括左側(cè)算起的第1個比特的LSB、從左側(cè)算起的第2個比特的中間有效比特(Center?Significant?Bit，CSB)以及從左側(cè)算起的第3個比特的MSB。因此，排列在同一條字符線上的數(shù)個記憶胞可組成3個實體頁面，其中由此些記憶胞的LSB所組成的實體頁面稱為下實體頁面，由此些記憶胞的CSB所組成的實體頁面稱為中實體頁面，并且由此些記憶胞的MSB所組成的實體頁面稱為上實體頁面。特別是，對排列在同一條字符線上的數(shù)個記憶胞進行程序化時，僅能在程序化下實體頁面以后或者是在程序化下實體頁面、中實體頁面與上實體頁面之后才進行讀取，否則所儲存的數(shù)據(jù)可能會遺失。除此之外，閃存的抹除次數(shù)會有一上限，若抹除次數(shù)到達此上限則無法繼續(xù)使用。并且，若選擇程序化下實體頁面、中實體頁面與上實體頁面，則閃存的抹除次數(shù)的上限會較少，也就是說閃存的使用壽命會較短。

另一方面，在閃存儲存系統(tǒng)中，數(shù)個實體頁面會組成一個實體區(qū)塊，其中在實體區(qū)塊中寫入數(shù)據(jù)時必須依據(jù)實體頁面的排列順序依序地寫入數(shù)據(jù)。此外，已被寫入數(shù)據(jù)的實體頁面必需先被抹除后才能再次用于寫入數(shù)據(jù)，并且實體區(qū)塊為抹除的最小單位。因此，一般來說，實體區(qū)塊為管理閃存的最小單位。例如，倘若一個實體區(qū)塊中僅部分頁面的數(shù)據(jù)被更新時，此實體區(qū)塊中的有效數(shù)據(jù)必須被搬移至另一個空的實體區(qū)塊，此實體區(qū)塊才能被執(zhí)行抹除操作。在此，搬移有效數(shù)據(jù)的操作稱為數(shù)據(jù)合并運作。