[發明專利]存儲器管理方法、存儲器控制器與存儲器儲存裝置

在審

• 申請號: 201210209085.5
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN103513930A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 葉志剛
• 申請（專利權）人: 群聯電子股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F12/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 史新宏

技術領域

本發明涉及一種存儲器管理方法，特別是涉及一種用于控制可重寫式非易失性存儲器模塊的存儲器管理方法與使用此方法的存儲器控制器與存儲器儲存裝置。

背景技術

數碼相機、移動電話與MP3播放器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。由于可重寫式非易失性存儲器模塊（例如，快閃存儲器）具有數據非易失性、省電、體積小，以及無機械結構等特性，所以非常適合內建于上述所舉例的各種便攜式多媒體裝置中。

依據每個存儲單元可儲存的位數，與非（NAND）型快閃存儲器可區分為單階儲存單元（Single?Level?Cell,SLC）NAND型快閃存儲器、多階儲存單元（Multi?Level?Cell,MLC）NAND型快閃存儲器與多階儲存單元（Trinary?Level?Cell,TLC）NAND型快閃存儲器，其中SLC?NAND型快閃存儲器的每個存儲單元可儲存1個位的數據（即，“1”與“0”），MLC?NAND型快閃存儲器的每個存儲單元可儲存2個位的數據并且TLC?NAND型快閃存儲器的每個存儲單元可儲存3個位的數據。

以MLC?NAND型快閃存儲器來說，每個物理區塊會包括多個物理頁面，每個物理區塊會包括下物理頁面以及上物理頁面。而每一個物理區塊都會有擦除次數的上限。當一個物理區塊的擦除次數超過上限時，表示此物理區塊無法再被使用。相對的來說，當一個物理區塊僅使用下物理頁面來儲存數據時，其擦除次數的上限較大；而當一個物理區塊使用下物理頁面與上物理頁面來儲存數據時，其擦除次數的上限較小。因此，如何依照這些特性來管理物理區塊，使得可重寫式非易失性存儲器的使用壽命可以延長，為本領域所關心的議題。

發明內容

本發明的范例實施例中提出一種存儲器管理方法、存儲器控制器與存儲器儲存裝置，可以延長可重寫式非易失性存儲器的使用壽命。

本發明在一范例實施例中提出一種存儲器管理方法，用于控制可重寫式非易失性存儲器模塊。此可重寫式非易失性存儲器模塊包括多個物理擦除單元，每一個物理擦除單元包括多個物理編程單元組，每一個物理編程單元組包括多個物理編程單元，每一個物理編程單元組的物理編程單元包括一個下物理編程單元與上物理編程單元，其中上物理編程單元編程的速度慢于下物理編程單元。此存儲器管理方法包括：設定每一個物理擦除單元的操作模式包括第一模式、第二模式與第三模式，其中第一模式表示所有的物理編程單元可被編程，第二模式表示上物理編程單元為不可被編程，第三模式表示上物理編程單元為不可被編程，并且操作模式無法從第三模式切換至第一模式或第二模式。此存儲器管理方法也包括：將物理擦除單元劃分為第一區與第二區，其中第一區的每一個物理擦除單元是可切換地操作在第一模式或第二模式，并且第二區的每一個物理擦除單元的操作模式為第三模式；以及，當第一區的第一物理擦除單元屬于危險擦除單元時，將第一物理擦除單元的操作模式設定為第三模式，并且將第一物理擦除單元劃分為第二區。

在一范例實施例中，上述的存儲器管理方法還包括：當第一物理擦除單元的擦除次數大于一個臨界值時，判斷第一物理擦除單元是屬于危險擦除單元。

在一范例實施例中，上述的每一個物理編程單元包括一個數據位區與一個冗余位區。數據位區是用以儲存使用者數據，并且冗余位區是用以儲存錯誤檢查與校正碼。上述的存儲器管理方法還包括：讀取第一物理擦除單元中的一個第一物理編程單元；根據第一物理編程單元中的錯誤檢查與校正碼來判斷第一物理編程單元中的使用者數據是否發生錯誤；若第一物理編程單元的使用者數據發生錯誤，判斷使用者數據的一個錯誤位數是否超過一個預設值；若此錯誤位數超過預設值，判斷第一物理擦除單元是屬于危險擦除單元。

在一范例實施例中，上述的預設值為第一物理編程單元的錯誤檢查與校正碼所能校正的上限。

在一范例實施例中，上述的存儲器管理方法還包括：配置多個邏輯地址以映射至一部分的物理編程單元，其中邏輯地址相對應的存儲器空間的集合為開放存儲器空間；判斷在第一物理擦除單元被劃分為第二區以后，物理擦除單元的可用存儲器空間容量是否小于開放存儲器空間的容量，其中，可用存儲器空間容量為物理擦除單元中可用于儲存使用者信息的物理擦除單元的容量總和；以及，若可用存儲器空間容量小于開放存儲器空間的容量，宣告可重寫式非易失性存儲器進入一個寫入保護狀態。

在一范例實施例中，上述的存儲器管理方法，還包括：建立一個映射表，其中此映射表示用以記錄每一個物理擦除單元的操作模式。