[發明專利]多級數據存儲單元的維護操作

有效

• 申請號: 201210212474.3
• 申請日: 2007-05-14
• 公開（公告）號: CN102779554A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: M·J·康威爾;C·P·杜得特
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: G11C16/34
• 分類號: G11C16/34;G11C11/56
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李玲

本分案申請是于2007年5月14日提交的、題為“多級數據存儲單元的維護操作”的PCT申請PCT/US2007/068851（國家申請號200780024848.6）的分案申請。

技術領域

這里的各種實施方式主要涉及非易失性存儲設備，并且某些特定實施方式涉及的是用于操作多級閃存單元的系統和方法。

背景技術

隨著計算設備能力和特征的提升，對數據存儲設備的需求也在增長。例如，數據存儲設備業已用于存儲可以由處理器執行的程序指令（也就是代碼）。此外，數據存儲設備還用于存儲其他類型的數據，其中包括例如音頻、圖像和/或文本信息。近來，具有能夠存儲大量數據內容（例如歌曲、音樂視頻等等）的數據存儲設備的系統在便攜設備中已經可以廣泛使用。

這些便攜設備包括具有很小的形狀因子并且能用電池之類的便攜電源操作的數據存儲設備（data?storage?device，DSD）。便攜設備中的某些DSD可以提供非易失性存儲器，該存儲器能在從電源斷開的時候保持數據。便攜設備已經使用了各種非易失性數據存儲設備，例如硬盤驅動器、EEPROM（電可擦寫可編程只讀存儲器）和閃存存儲器（flash?memory）。

閃存存儲器已經成為一種廣泛使用的DSD。例如，閃存存儲器可以在便攜電子設備和消費應用中提供非易失性存儲器。目前存在的兩種類型的閃存存儲器是NOR閃存（flash）和NAND閃存。NOR閃存通常提供的是原地執行代碼的能力，并且它是可以被隨機存取的（也就是類似于RAM）。而NAND閃存通常可以更快擦除數據以及以脈沖串的形式（例如512字節的組塊）存取數據，此外，與類似的NOR閃存相比，它可以提供更長壽命的擦除周期。NAND閃存通常能以很低的每比特成本來提供非易失性存儲，以此作為例如數碼相機和MP3播放器這類消費設備的高密度文件存儲介質。

典型的閃存存儲器是通過在每一個存儲單元（memory?cell）中將電荷存儲在代表數字數據值的電壓上來存儲一個單位的信息的。對單級單元來說，它是基于將其充電成“高”電壓或者放電成“低”電壓來存儲一比特信息的。對NAND閃存存儲器來說，已開發的NAND閃存存儲器能夠對電荷進行解碼，使之處于四個不同電壓范圍之一，從而在單個單元中存儲兩比特之多的信息。此外，對NOR閃存存儲器來說，已開發的NOR閃存存儲器能夠對電荷進行解碼，使之處于256個不同電壓范圍之一，由此就能在單個單元中存儲8比特之多的信息。

發明內容

所描述的裝置和相關聯的系統、方法及計算機程序產品涉及的是閃存存儲設備中的多級數據存儲。

在一個通常方面中，通過檢測來自第一存儲單元的電壓電平，可以對包含了多個存儲單元的多級閃存存儲設備進行管理，其中所述第一存儲單元存儲了達到代表數據值的電壓電平的電荷。該電壓電平所代表的數據值至少部分是根據與第一存儲單元相對應的分辨率寄存器條目（resolution?register?entry）來確定。電荷被施加于一個或多個存儲單元，以便達到代表數據值的目標電壓。該目標電壓至少部分是根據與一個或多個存儲單元相對應的分辨率寄存器條目來確定的。

本實施方式可以包括一個或多個下列特征。所述一個或多個存儲單元是第一存儲單元，并且將電荷施加于第一存儲單元的操作包括：將附加電荷施加于第一存儲單元，以便調整第一存儲單元中的電壓暫降（voltage?sag）。通過檢測存儲在基準單元中的基準電壓電平，可以確定第一存儲單元中的暫降量。該基準單元與相應的預定電壓電平相關聯，并且暫降量是通過將預定電壓電平與檢測到的存儲在基準單元中電壓電平相比較來確定的。暫降量是通過檢測存儲在多個基準單元中的電壓電平來確定的。施加于第一存儲單元的附加電荷量是根據一個校正函數來確定的。

從主機設備接收一個啟動維護操作的信號，響應于接收到的信號，電荷將被施加于一個或多個存儲單元，以便達到代表數據值的目標電壓。來自主機設備的信號指示的是電源條件。這個來自主機設備的信號指示了是否用交流電源為主機設備供電和/或是否將主機設備的電池充電至預定電荷等級。此外，來自主機設備的信號還指示了所調度的維護操作。

從閃存存儲器處理器接收啟動維護操作的信號，響應于接收到的信號，電荷將被施加于一個或多個存儲單元，以便達到代表數據值的目標電壓。這個來自閃存存儲器處理器的信號指示的是該閃存存儲器處理器具有足夠帶寬來執行維護操作。此外，來自閃存存儲器處理器的信號還指示該閃存存儲器處理器空閑。