[發明專利]在固態介質中使用多級別映射的修整機制

有效

• 申請號: 201410056341.0
• 申請日: 2014-02-19
• 公開（公告）號: CN104346287B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: E·T·科恩;L·巴瑞烏丁
• 申請（專利權）人: LSI公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王田

公開了在固態介質中使用多級別映射的修整機制。所描述的實施例提供用于接收包括邏輯地址和地址范圍的請求的介質控制器。響應于該請求，介質控制器判斷接收到的請求是否是作廢請求。如果接收到的請求類型是作廢請求，則介質控制器使用映射來確定與邏輯地址和范圍相關聯的映射的一個或多個條目。與每一個映射條目相關聯的映射中的指示符被設置為表示這些映射條目將被作廢。介質控制器向主機設備確認該作廢請求完成，并在介質控制器的空閑模式下基于將被作廢的映射條目更新空閑空間計數。使與作廢的映射條目相關聯的物理地址可用，以便重復用于來自主機設備的隨后的請求。

相關申請的交叉引用

本申請是2012年8月8日提交的國際專利申請PCT/US2012/049905的部份繼續申請，并要求申請日期的權益，在此引用該申請的全部內容作為參考。

本申請要求2013年3月14日提出的美國臨時專利申請61/783,555的申請日期的權益，在此引用該申請的全部內容作為參考。

本申請的主題涉及下列美國專利申請：2012年5月4日提交的13/464,433、2012年8月4日提交的13/567,025、2012年8月31日提交的13/600,464、2012年12月28日提交的13/729,966以及2013年1月23日提交的13/748,260，在此引用這些申請的全部內容作為參考。

背景

閃存是非易失性存儲器（NVM），這是特定類型的電可擦可編程只讀存儲器（EEPROM）。一種通常使用的類型的閃存技術是NAND閃存。NAND閃存每個單元需要小的芯片面積，通常被分成一個或多個存儲體或平面。每一個存儲體都被分成塊；每一個塊都被分成頁面。每一個頁面都包括用于存儲用戶數據、糾錯碼（ECC）信息或兩者的若干個字節。

對于NAND設備，有三個基本操作：讀取、寫入和擦除。一頁一頁地執行讀和寫操作。頁面大小一般是2N字節的用戶數據（加上ECC信息的額外的字節），其中，N是整數，每個頁面，有典型的用戶數據頁面大小，例如，2,048字節（2KB），4,096字節（4KB），8,192字節（8KB）或更多。“讀取單位”是可以從NVM中讀取的并由ECC校正的數據以及對應的ECC信息的最小的量，并通常可以在4K比特和32K比特之間（例如，每個頁面，一般有整數個讀取單位）。頁面通常以塊排列，逐塊地執行擦除操作。典型的塊大小是，例如，每塊有64、128或更多個頁面。頁面必須按順序寫入，通常從塊內的低位地址到高位地址。直到塊被擦除之前，不能重寫較低的地址。與每一個頁面相關聯的還有備用區（通常，100–640字節），一般用于存儲ECC信息和/或用于存儲器管理的其他元數據。ECC信息一般用于檢測并糾正存儲在頁面中的用戶數據中的錯誤，元數據可以用于在邏輯地址和物理地址之間進行映射。在帶有多個存儲體的NAND閃存芯片中，可以支持允許來自每一個存儲體的頁面被基本上并行地訪問的多存儲體操作。

NAND閃存在由浮動柵晶體管制成的存儲器單元的陣列中存儲信息。在沒有外部電源的情況下，這些晶體管能在大約幾個月或幾年的長的時間段內保留它們的電壓電平，也簡稱為電荷。在單級別單元（SLC）閃存中，每一個單元都存儲一個比特的信息。在多級別單元（MLC）閃存中，通過在施加于其單元的浮動柵的電荷的多個級別之間選擇，每一個單元都可以存儲一個以上的比特。MLC NAND閃存使用多個電壓電平/單元，帶有串行鏈接的晶體管布局，以使用相同數量的晶體管存儲更多比特。如此，分別地考慮，每一個單元都具有對應于被存儲在單元中的邏輯比特值的特定編程的電荷（例如，對于SLC閃存，0或1；對于MLC閃存，00，01，10，11），基于每一個單元的一個或多個閾值電壓，讀取這些單元。然而，增大每個單元的比特數量會增大單元與單元干擾以及保留噪聲，從而增大讀取錯誤的可能性，如此，增大該系統的錯碼率（BER）。進一步地，每一個單元的讀取的閾值電壓分布會在NVM的操作時間內變化，例如，由于讀取干擾、寫入干擾、保留丟失、單元老化以及過程、電壓以及溫度（PVT）變化，也會增大BER。