[發(fā)明專利]具有可變碼率的存儲設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410667384.2
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104517649B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·帕塔波蒂安;R·J·高斯;M·A·蓋爾特納;B·D·布赫;A·斯德哈蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 希捷科技有限公司
• 主分類號: G11C16/16
• 分類號: G11C16/16;G11C29/42
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 何焜

發(fā)明概述

本公開的各種實(shí)施例一般針對存儲器(諸如但不限于閃存)中的數(shù)據(jù)管理。

根據(jù)一些實(shí)施例，裝置具有固態(tài)非易失性存儲器和處理電路，所述處理電路經(jīng)配置以將數(shù)據(jù)寫入存儲器的選定位置。數(shù)據(jù)以多位碼字的形式配置，每個碼字包括用戶數(shù)據(jù)有效載荷和相關(guān)的奇偶性數(shù)據(jù)，所述奇偶性數(shù)據(jù)用于校正用戶數(shù)據(jù)有效載荷中的一個或多個位錯誤。響應(yīng)于對所選位置的訪問操作的累積數(shù)量或和所選位置相關(guān)的錯誤率中的至少選擇一個，處理電路調(diào)整碼字的尺寸、用戶數(shù)據(jù)有效載荷的尺寸或奇偶性數(shù)據(jù)的尺寸中的至少所選一個。

根據(jù)如下詳細(xì)討論和附圖，可以理解表征各個實(shí)施例的這些和其他特點(diǎn)。

附圖描述

圖1提供根據(jù)各種實(shí)施例的經(jīng)配置以與主機(jī)設(shè)備進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的功能框圖表示。

圖2是圖1的閃存陣列的部分的示意描述。

圖3示出閃存陣列的擦除塊的示例性格式。

圖4示出經(jīng)配置成碎片收集單元(GCU)的多個擦除塊。

圖5表示在根據(jù)一些實(shí)施例格式化的碼字中，將數(shù)據(jù)存儲到圖3-4的擦除塊。

圖6示出在圖5中具有奇偶性數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)有效載荷的不同的各自量的碼字的不同編碼索引。

圖7是根據(jù)一些實(shí)施例可操作的碼字控制電路以將數(shù)據(jù)配置為圖5-6提出的碼字的功能框圖表示。

圖8圖形化地示出在圖1的設(shè)備的工作壽命期間的誤碼率(BER)和碼索引。

圖9圖形化地示出在設(shè)備的工作壽命期間寫入放大(WA)數(shù)據(jù)。

圖10顯示多級單元(MLC)的不同種群。

圖11表示了寫入到圖2的陣列中的閃存單元的同一行的數(shù)據(jù)的兩個不同頁面。

圖12示出用于另一個實(shí)施例的不同編碼索引，其中奇偶性數(shù)據(jù)尺寸增加，并且用戶數(shù)據(jù)有效載荷尺寸保持恒定。

圖13示出用于另一個實(shí)施例的不同編碼索引，其中用戶數(shù)據(jù)有效載荷減少，并且奇偶性數(shù)據(jù)尺寸保持恒定。

圖14示出用于另一個實(shí)施例的不同編碼索引，其中用戶數(shù)據(jù)有效載荷和奇偶性數(shù)據(jù)尺寸經(jīng)過調(diào)整。

圖15是示出根據(jù)各種實(shí)施例的由圖1的設(shè)備執(zhí)行的步驟的VARIABLE CODE RATE(可變碼率)例程的流程圖。

詳細(xì)描述

本發(fā)明一般涉及管理在存儲模塊中存儲的數(shù)據(jù)，諸如但不限于數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的閃存存儲器。

各種各樣的數(shù)據(jù)存儲存儲器在本領(lǐng)域中已知。一些存儲器采用固態(tài)存儲器單元的形式，其與浮置柵極結(jié)構(gòu)上的累積電荷量相關(guān)地存儲數(shù)據(jù)，諸如閃存。在新數(shù)據(jù)可以被寫入到給定的閃存存儲器位置之前通常需要擦除操作。

閃存存儲器單元可以被配置為單層單元(SLC)，以便每個單元存儲單個位(例如，邏輯0或1)，或作為多層單元(MLC)，以便每個單元存儲多個位(2位或更多)。MLC在單元的相同分組(例如，行)中存儲不同的數(shù)據(jù)塊。沿行的單元的編程狀態(tài)的最低有效位(LSB)可以表示數(shù)據(jù)的第一個塊(頁面)，以及沿行的單元的編程狀態(tài)的最高有效位(MSB)可代表第二頁數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)可以用戶數(shù)據(jù)有效載荷和相關(guān)聯(lián)的奇偶性數(shù)據(jù)的形式存儲在閃存存儲器中。奇偶性數(shù)據(jù)(有時一般被稱為糾錯碼(ECC))使得能在讀取操作期間在有效載荷中檢測和校正直到所選數(shù)量的位錯誤。奇偶性數(shù)據(jù)可以采取各種形式，諸如BCH(博斯-喬赫里-霍克文黑姆(bose、Chaudhuri和hocquenghem))碼、里德-所羅門(Reed Solomon)ECC碼、LDPC(低密度奇偶校驗(yàn))碼、海明碼、校驗(yàn)和等。

當(dāng)存儲器隨著時間經(jīng)歷越來越多的編程/擦除(PE)周期時，閃存存儲器傾向于具有相對有限的使用壽命，并且可以表現(xiàn)出增加的誤碼率(BER)。在一些情況下，確定預(yù)計出現(xiàn)在存儲器的運(yùn)行壽命結(jié)束時的最壞情況的BER率。采用的奇偶方案能檢測并校正最壞情況的BER水平，并且該奇偶校驗(yàn)方案用于存儲器的整個操作壽命。

雖然可操作，但該方案從資源的角度來看浪費(fèi)的，因?yàn)榇鎯ζ鞯牟僮鲏勖脑缙诤椭衅诓糠謱A向于具有比奇偶性方案的能力大大降低的BER水平。此外，存儲器的總體數(shù)據(jù)容量減少，因?yàn)槠媾夹詳?shù)據(jù)存儲空間大于絕對必要的存儲空間，這減少了存儲用戶有效載荷數(shù)據(jù)的可用空間。

因此，本發(fā)明的各種實(shí)施例一般針對用于管理存儲器(諸如但不一定限于閃存存儲器)中的數(shù)據(jù)的裝置和方法。