閃速存儲器用的存儲控制器的製作方法

2023-07-26 00:29:11 1

專利名稱：閃速存儲器用的存儲控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及非易失性半導體存儲器的訪問控制技術，尤其涉及用 於控制對具有依次寫入限制的閃速存儲器的訪問的存儲控制器。
背景技術：
非易失性半導體存儲器的市場規模正在不斷擴大。閃速存儲器是
利用浮柵(floating gate )電晶體來實現數據非易失性的半導體存儲器。 在某種現有技術的閃速存儲器中，在多頁(面)構成的物理塊單 位中進行擦除，並且以頁單位來進行數據的讀出(read)和寫入 (write)。並且，被控制成即使接收到隨機的頁寫入請求，也仍從物 理塊的已擦除的全部頁中的起始頁開始依次寫入數據。這種帶有對閃 速存儲器的依次寫入限制的訪問是按照從邏輯(虛擬)頁到物理頁的 映射來控制的。各頁具有存儲數據的數據區域和存儲數據管理信息的 冗餘區域。在各頁的冗餘區域中，作為數據管理信息而存有寫入到上 述頁(面)的數據區域的數據所對應的邏輯頁序號(地址)(參照專 利文獻1 )。
根據另 一現有技術，當被請求改寫或追加具有依次寫入限制的閃 速存儲器的1個物理塊內的頁時，在將新的頁數據從已擦除的新物理 塊的起始頁開始依次寫入後，將原來物理塊的非更新頁的數據傳送至 新物理塊的剩餘頁。作為邏輯頁序號與物理頁序號之差的頁偏移被存
儲在閃速存儲器的冗餘區域內。各頁的冗餘區域中的數據管理信息， 包括其所屬的物理頁所對應的邏輯地址、表示該頁是否為空頁的標
志、表示寫入該頁的數據有效/無效的標誌、以及用於該數據的錯誤檢 測的信息。邏輯塊地址和物理塊地址的對應關係是通過地址轉換表來 管理的(參照專利文獻2)。專利文獻l:國際公開第2003/030180號小冊子 專利文獻2:國際公開第2004/021191號小冊子

發明內容
在向閃速存儲器寫入數據(編程)的過程中發生了電源斷開(斷 電)時，寫入過程中的頁的數據將被破壞。在具有依次寫入限制的閃 速存儲器的訪問管理中，需要關於有無因斷電引起的錯誤頁的信息、 和物理塊的最終有效頁的地址。最終有效頁是指在該物理塊內最後寫 入且沒有不能糾正的錯誤的頁。
要取得物理塊的最終有效頁的地址並判斷有無不能糾正的錯誤， 需要在各物理塊內進行搜索。此時如果從起始頁開始依次對每一頁讀 出數據區域和冗餘區域來進行檢查，則搜索需要很長時間。在構成1 個物理塊的頁的數量不斷增加的今天，搜索時間變長逐漸顯著起來。
本發明的目的在於，在用於控制對具有依次寫入限制的閃速存儲 器的訪問的存儲控制器中，能夠高速、正確地實施最終有效頁的確定 和斷電引起的錯誤頁的有無判斷。
為了實現上述目的，在本發明中，通過對各頁的冗餘區域進行二 分檢索(binary search)來暫時確定最終有效頁；然後，通過檢查該 暫時確定的最終有效頁和與其鄰接的頁的全部區域(數據區域和冗餘 區域)的內容，從而實施最終有效頁的確定和由斷電引起的錯誤頁的 有無判斷。
具體來說，本發明採用如下結構，即一種存儲控制器，用於控制 對閃速存儲器的訪問，該閃速存儲器具有由多頁構成的物理塊，且各 頁具有存儲數據的數據區域和存儲數據管理信息的冗餘區域，該存儲 控制器包括頁寫入執行部，從物理塊的已擦除的全部頁中的起始頁 開始依次對數據區域寫入數據，並且將用於該數據的糾錯的信息和表 示該數據已寫入的狀態信息作為數據管理信息寫入冗餘區域；二分檢 索執行部， 一 邊對各頁的冗餘區域中狀態信息進行二分檢索 一 邊進行 讀出來暫時確定最終有效頁；以及最終有效數據確定執行部，從由二分檢索執行部暫時確定的最終有效頁、和與該暫時確定的最終有效頁 鄰接的頁中讀出各數據區域中的數據和各冗餘區域中的數據管理信 息，根據關於各頁中有無不能糾正的錯誤和數據區域中有無寫入的檢 查結果，進行最終有效頁的確定、和頁寫入執行部的動作過程中由斷 電引起的錯誤頁的有無判斷。
在閃速存儲器中具有由多個物理塊構成的物理單元，並將這些多
個物理塊各自的預定數量的頁構成的段(segment)作為寫入單位時， 該存儲控制器包括頁寫入執行部，從物理單元的已擦除的全部段中 的起始段開始依次對數據區域寫入數據，並且將用於該數據的糾錯的 信息和表示該數據已寫入的狀態信息作為數據管理信息寫入冗餘區 域；二分檢索執行部， 一邊對各段的起始頁的冗餘區域中狀態信息進 行二分檢索一邊進行讀出來暫時確定最終有效段；以及最^有效數據 確定執行部，從屬於由上述二分檢索執行部暫時確定的最終有效段的 全部頁、和屬於與該暫時確定的最終有效段鄰接的段的全部頁中讀出 各數據區域中的數據和各冗餘區域中的數據管理信息，根據關於各段 中有無不能糾正的錯誤和數據區域中有無寫入的檢查結果，進行最終 有效段的確定、和上述頁寫入執行部的動作過程中由斷電引起的錯誤 頁的有無判斷。
根據本發明，在採用以頁為單位寫入的閃速存儲器的情況下，能 夠高速、正確地實施最終有效頁的確定和斷電引起的錯誤頁的有無判 斷；另外，在採用以段(segment)為單位寫入的閃速存儲器的情況 下，能夠高速、正確地實施最終有效段的確定和斷電引起的錯誤段的 有無判斷。


圖1是表示包含安裝有本發明的存儲控制器和閃速存儲器的存儲 卡的系統的結構例的框圖。
圖2是表示圖1中的閃速存儲器的內部結構例的概念圖。
圖3是表示採用圖2的結構時圖1中二分檢索執行部動作的流程圖。
圖4是表示採用圖2的結構時圖1中最終有效數據確定執行部動 作的流程圖。
圖5是表示圖3變形例的流程圖。
圖6是圖1中閃速存儲器的其他內部結構例的概念圖。
圖7是說明採用了圖6的結構時圖1中二分檢索執行部動作的流 程圖。
圖8是表示採用了圖6的結構時圖1中最終有效數據確定執行部 動作的流程圖。
標號說明
101存儲卡
102主機
103存儲控制器
104閃速存儲器
105輸入輸出部
106RAM控制部
107傳送RAM
108表RAM
109CPU
110快閃記憶體控制部
111ECC電路
112塊擦除執行部
113頁寫入4丸行部
114二分檢索執行部
115最終有效數據確定執行部
201物理塊
202數據區域
203冗餘區域601 物理單元
具體實施例方式
以下，參照

本發明的實施方式。
圖1表示包含安裝有本發明的存儲控制器和閃速存儲器的存儲卡 的系統的結構例。圖1的系統是具有作為非易失性存儲裝置之一的存 儲卡101、請求對該存儲卡101進行訪問的主機102的非易失性存儲 系統。主機102是行動電話、數字靜態照相機、個人計算機、可攜式 數位音樂播放器等設備。只要是可作為主機102的存儲介質使用的設 備，則不限於存儲卡101這樣的卡形式的非易失性存儲裝置。
這裡，主機102是具有存儲卡101的插槽的行動電話。存儲卡101 通過插入設置於主機102上的插槽而與主機102進行通信。存儲卡101 與主機102的通信是以主機102為主、以存儲卡101為輔的主從式通
存儲卡101具有存儲控制器103和由該存儲控制器103來控制訪 問的閃速存儲器104。閃速存儲器104是例如上述具有順序寫入限制 的NAND型閃速存儲器，也可以是1個存儲單元具有0、 1兩個值中 任意一個值的2值閃速存儲器，還可以是1個存儲單元具有00、 01、 10、 11四個值中任意一個值的多值閃速存儲器。存儲控制器103和閃 速存儲器104可以各自為單獨的LSI晶片，也可以是集成為1個LSI 晶片。
存儲控制器103包括輸入輸出部105、 RAM (Random Access Memory:隨機存取存儲器)控制部106、傳送RAM107、表RAM108、 CPU ( Central Processing Unit:中央處理器)109、快閃記憶體控制部110、 以及ECC ( Error Correcting Code:糾錯碼)電路111 。
輸入輸出部105接收從主機102發送來的指令信號和數據信號， 並對主機102發送響應信號和數據信號。當從主才幾102接收到數據信 號時，為了暫時存儲該數據信號而將其傳送至傳送RAM107,並將中 斷信號輸出至CPU109。當對主機102發送數據時，將傳送RAM107中的數據輸出至主機102。
RAM控制部106按照CPU109的設定，用傳送RAM107和表 RAM108來切換可訪問的RAM的設定。根據RAM控制部106的設 定，CPU109和快閃記憶體控制部110能夠對傳送RAM107和表RAM108中 的任意一個進行訪問。另外，輸入輸出部105能夠訪問傳送RAM107。
傳送RAMI 07暫時存儲從主機102傳送來的數據以及快閃記憶體控制部 UO從閃速存儲器104讀出的數據。而表RAM108存儲閃速存儲器104 的寫入信息。所謂寫入信息是指物理塊的使用狀況(是已寫入塊還是 未使用塊)、表示邏輯地址與物理地址的對應關係的地址轉換表、寫 入過程中物理塊的最終有效頁的地址等信息。這些表RAM108的信息 在存儲卡101的電源接通後進行數據讀/寫前的初始化期間由快閃記憶體控 制部110訪問閃速存儲器104而生成，在初始化後接收到來自主機102 的數據或接收到擦除命令時被更新。而且，只要判斷例如對物理塊的 起始頁有/無讀出或寫入，就能夠簡單地生成物理塊是否為未使用塊的 信息。
CPU109經由RAM控制部106來讀/寫傳送RAM107和表 RAM108的數據。該CPU109支持省電功能當在一定期間內沒有從 主機102接收到指令信號和數據信號時，CPU109內的中斷控制部以 外的塊停止動作，並根據來自輸入輸出部105的中斷信號重新開始動 作。當CPU109訪問閃速存儲器104時，向快閃記憶體控制部IIO發送預定 的動作命令實現該訪問。在動作命令中，有物理塊擦除命令、對物理
塊內的頁的寫入命令、在對冗餘區域進行二分檢索的同時讀出的命 令、進行全部頁區域的讀出並執行最終有效頁的確定和有無發生斷電 的判斷的命令等。
快閃記憶體控制部IIO具有塊擦除執行部112、頁寫入執行部113、 二 分檢索執行部114、以及最終有效數據確定執行部115。通過從CPU109 接收命令，由各執行部112~115進行動作，從而對閃速存儲器104 進行讀/寫/擦除等訪問。塊擦除執行部112擦除閃速存儲器104中所 指定的物理塊的數據。頁寫入執行部113讀出傳送RAM107的數據，並追加用於進行糾錯的錯誤特徵信息位(syndrome)而寫入到物理塊 的預定頁。此時，在寫入頁的冗佘區域寫入用於糾錯的校正子，並且 在該冗餘區域中的寫入狀態信息所對應的位輸入已寫入的標誌 "Low"。二分檢索執行部114，在初始化時表RAM108的數據生成時， 對對象物理塊的冗餘區域一邊進行二分檢索 一邊進行讀出，暫時確定 最終有效頁(詳細內容將在後面說明)。二分檢索執行部114也可以 僅讀出冗餘區域中的寫入狀態信息。最終有效數據確定執行部115讀 出物理塊中預定頁的全部區域的內容，在使其經由ECC電路111後， 將數據存儲於傳送RAM107。並且，根據是否發生無法糾正的錯誤來 進行最終有效頁的確定和是否發生斷電的判斷(詳細內容將在後面說 明)。
ECC電路111對寫入閃速存儲器104的數據生成用於糾錯的校正 子。另一方面，對從閃速存儲器104讀出的數據進行錯誤的檢測和糾 正，當檢測出無法糾正的錯誤時返回無法糾正的錯誤信號。如果在讀 出某頁的數據時用ECC電路111檢測出無法糾正的錯誤，則判斷為 該頁是發生斷電的錯誤頁。
圖2示出圖1中的閃速存儲器104的內部結構例。圖1中的閃速 存儲器104由多個物理塊構成，但為了僅說明1個物理塊201而將其 示於圖2。圖2所示的物理塊201由頁0~頁31的32個物理頁構成。 各頁由例如512位元組的數據區域(DA)202、 16位元組的冗餘區域(RA) 203構成。數據區域202主要用於存儲從主機102傳送來的數據。冗 餘區域203用於存儲ECC校正子、頁偏移、表示已寫入的狀態信息 等數據管理信息。
圖2的物理塊201，要求必須從起始頁開始依次寫入數據。圖2 中的陰影線表示頁0~頁20已寫入數據。設定為對各頁不能進行2 次寫入(例如在寫入數據區域202後，以其他定時寫入冗餘區域203 這才羊的寫入方法)。
圖3表示採用了圖2的結構時的圖1中二分檢索執行部114的動 作。這裡，檢索最終有效頁的物理塊201必須至少寫入到頁0。按照圖3，首先，在步驟301設定表示讀出次數的變量n的值為 1,在步驟302用[(物理塊201的全部頁數)/2]來確定表示讀出頁地 址的變量M的值。接著，在步驟303讀出頁M的冗餘區域203。由 此能夠對讀出的頁M的冗餘區域203所存儲的數據管理信息中的寫 入狀態信息一併進行有/無寫入的判斷。如果寫入狀態信息為"Low" 位則是有寫入，如果為"High"則是無寫入。
接著，在步驟304使變量n加1，在步驟305判斷是否為"(物理 塊201的全部頁數)>2n"。該步驟305相當於步驟303 後述的步驟 307或步驟308的循環動作的結束條件。
當在步驟305判斷為"是"時，進入步驟306。在步驟306,當 在步驟303讀出的狀態信息表示有寫入時，進入步驟307。在步驟307, 使變量M增加"(物理塊201的全部頁數)/2n"。另一方面，在步驟 306，當在步驟303讀出的狀態信息表示無寫入時，進入步驟308。在 步驟308，使變量M減少"(物理塊201的全部頁數)/2n，，。步驟307 或步驟308之後，返回步驟303執行再次處理。
在步驟305中判斷為"否"時，進入步驟309。在步驟309，當 在步驟303讀出的狀態信息表示有寫入時，進入步驟310。在步驟310， 暫時確定頁M是最終有效頁。另一方面，在步驟309,當在步驟303 讀出的狀態信息表示無寫入時，進入步驟311。在步驟311,暫時確 定頁(M-l )是最終有效頁。
在圖2所示的物理塊201的例子中，按照(1 )頁16、 (2)頁24、 (3)頁20、 (4)頁22、 (5)頁21的順序讀出各頁的冗餘區域203, 暫時確定頁20是最終有效頁。
圖4示出採用了圖2的結構時圖1中最終有效數據確定執行部 115的動作。設定為二分檢索執行部114進行的最終有效頁的暫時確 定已經結束。
按照圖4,首先，在步驟401，將二分檢索執行部114暫時確定 的最終有效頁取為頁N。接著，在步驟402,讀出頁N的全部區域(數 據區域202和冗餘區域203 )的內容，使其經由ECC電路111後，暫時存儲在傳送RAM107。接著，在步驟403判斷頁N有無無法糾正的 錯誤。當頁N沒有無法糾正的錯誤時進入步驟404。在步驟404讀出 頁(N+l)的全部區域。這是為了判斷頁(N+l)是否為錯誤頁而執 行的。在步驟405判斷頁(N+l)的數據區域202是否已擦除(無寫 入)。當頁(N+1)已擦除時，進入步驟406。這種情況是該物理塊201 中沒有斷電引起的錯誤頁的情況。在步驟406，確定頁N為最終有效 頁，並且判斷為該物理塊201沒有發生斷電。
在步驟405判斷為有對頁(N+l)的數據區域202的寫入時，進 入步驟407。由於頁(N+l)中冗餘區域203已擦除而有對數據區域 202的寫入，因此能夠判斷為由斷電引起的異常狀態。在步驟407確 定頁N為最終有效頁，並且判斷為頁(N+l)的寫入中有斷電發生。
當在步驟403判斷為頁N有無法糾正的錯誤時，進入步驟408。 由於頁N中冗餘區域203已擦除而有對數據區域202的寫入，因此能 夠判斷為由斷電引起的異常狀態。必須判斷頁(N-l)是否也存在無 法糾正的錯誤。因此，在步驟408讀出頁(N-l)的全部區域。接著， 當在步驟409判斷為頁(N-1 )沒有無法糾正的錯誤時，進入步驟410。 在步驟410確定頁(N-l)為最終有效頁，並且判斷為頁N的寫入中 有斷電發生。
當在步驟409判斷為頁(N-l )有無法糾正的錯誤時，進入步驟 411。這是在頁N和頁(N-l)這兩頁發生了無法糾正的錯誤的情況。 這種情況，由於是並非發生1次斷電的異常狀態，因此作為該物理塊 201中根本沒有有效頁的情況而結束處理。
當圖2所示的物理塊201中完全沒有發生斷電所引起的錯誤頁 時，在暫時確定頁20為最終有效頁後，按(i )頁20、 ( ii )頁21 的順序讀出各頁的全部區域(數據區域202和冗餘區域203 ),確定頁 20為最終有效頁，並判斷為該物理塊201沒有發生斷電。
而且，在能確定最終有效頁後，CPU109更新表RAM108的信息。 當在發生了斷電的頁以後進行寫入時，有可能發生數據訛誤 (corruption),不能正確地管理數據的寫入。因此，當發生了斷電引起的無法糾正的錯誤時，在複製了已擦除有效數據的其他物理塊之
後，更新表RAM108的信息。
圖5示出圖3的變形例的二分檢索執行部114的動作。按照圖5， 首先，在步驟501讀出物理塊201的起始頁(頁0)的冗餘區域203。 接著，在步驟502根據在步驟501讀出的狀態信息判斷頁O是否已擦 除(無寫入)。當在步驟502判斷為已擦除時，進入步驟503,暫時確 定頁O為最終有效頁並結束處理。這樣，在早期暫時確定頁O為最終 有效頁後，最終有效頁確定執行部115進行圖4所示的流程圖那樣的 動作。另外，當在步驟502判斷為有寫入時，二分檢索執行部114進 行圖3的步驟301以後的動作。
通過圖5的處理，物理塊201的狀態也可能是寫入過程中或已擦 除中的某一個，並且，即使在已擦除的可能性比較高的情況下，也能 高速、正確地實施最終有效頁的確定和斷電引起的錯誤頁的有無判 斷。
圖6示出圖1中閃速存儲器104的其他內部結構例。在圖6所示 的例子中，4個物理塊A、 B、 C、 D構成一個物理單元601。並且，4 個物理塊A、 B、 C、 D各自以由8頁構成的段為單位執行寫入。4個 物理塊A、 B、 C、 D各自由128頁構成。即，圖6的物理塊601由從 段O到段15的16個段構成。各頁與圖2的情況相同，都由數據區域 (DA)和冗餘區域(RA)構成。
圖6的物理單元601要求必須從起始段開始依次寫入數據。圖6 中的陰影線示出從段0到段9已寫入數據。
圖1中的頁寫入執行部113如下述那樣動作。即，對物理單元601 的寫入與來自主機102的傳送字節數無關，必須以由8頁構成的段單 位進行。各段的寫入狀態信息被存儲在該段中的至少起始頁的冗餘區 域上。
具體來講，在從主機102傳送出數據時，首先在物理塊A的頁O 寫入數據。然後按物理塊B的頁O、物理塊C的頁O、物理塊D的頁 O的順序寫入數據。各物理塊的頁O已寫入後，接著在物理塊A的頁l進行寫入，然後按物理塊B的頁1、物理塊C的頁1、物理塊D的 頁1的順序寫入數據。在物理塊B的頁1寫入數據後，在來自主機 102的傳送數據停止時，對剩餘的頁複製所有位均為"1"的數據和原 數據而進行寫入。
接著，說明圖6的物理單元601中的最終有效段的確定和斷電引 起錯誤段的有無判斷。這裡，最終有效段是指最後在該物理單元601 寫入的、且沒有不能糾正的錯誤的段。
圖7示出採用了圖6的結構時圖1中二分檢索執行部114的動作。 這裡，檢索最終有效段的物理單元601必須有至少對段O的寫入。
根據圖7,首先，在步驟701將表示讀出次數的變量n的值設定 為1,步驟702用"(物理單元601的全部段數)/2"確定表示讀出段 地址的變量L的值。接著，在步驟703讀出段L的起始頁的冗餘區域。 這樣，根據讀出的段L的起始頁冗餘區域所存儲的數據管理信息中的 寫入狀態信息，判斷有無寫入。如果寫入狀態信息為"Low"位則是 有寫入，如果是"High"則是無寫入。
接著，在步驟704將變量n加1,在步驟705判斷是否為"(物理 單元601的全部段數)>2n，，。該步驟705，相當於步驟703 後述的 步驟707或步驟708的循環動作的結束條件。
當在步驟705判斷為"是，，時，進入步驟706。在步驟706，當 在步驟703讀出的狀態信息表示有寫入時，進入步驟707。在步驟707， 使變量L增加"(物理單元601的全部段數)/2n"。另一方面，在步驟 706,當在步驟703讀出的狀態信息表示無寫入時，進入步驟708。在 步驟708,使變量L減少"(物理單元601的全部段數)/2n，，。步驟707 或步驟708之後，返回步驟703 4丸行再次處理。
在步驟705中判斷為"否"時，進入步驟709。在步驟709,當 在步驟703讀出的狀態信息表示有寫入時，進入步驟710。在步驟710， 暫時確定段L是最終有效段。另一方面，在步驟709,當在步驟703 讀出的狀態信息表示無寫入時，進入步驟711。在步驟711，暫時確 定段(L-l )是最終有效段。在圖6所示的物理單元601的例子中，按照(1 )段8、 (2)段 12、 (3)段10、 (4)段9的順序讀出各段的起始頁的冗餘區域，暫時 確定段9是最終有效段。
圖8表示採用了圖6的結構時圖1中最終有效數據確定執行部 115的動作。設定為二分檢索執行部114進行的最終有效段的暫時確 定已經結束。
根據圖8，首先，在步驟801,將二分檢索執行部114暫時確定 的最終有效段取為段N。接著，在步驟802,按順序讀出段N的全部 頁的全部區域(數據區域和冗餘區域)的內容，使其經由ECC電路 111後，暫時存儲在傳送RAM107。接著，在步驟803判斷段N有無 無法糾正的錯誤。當段N的全部頁沒有無法糾正的錯誤時進入步驟 804。在步驟804讀出段(N+l )的全部頁的全部區域。這是為了判斷 段(N+l )是否為錯誤段而執行的。在步驟805判斷段(N+l )的全 部頁的數據區域是否已擦除(無寫入)。當段(N+1)已擦除時，進入 步驟806。這種情況是該物理單元601中沒有斷電引起的錯誤段的情 況。在步驟806,確定段N為最終有效段，並且判斷為該物理單元601 沒有發生斷電。
在步驟805判斷為有對段(N+l)的數據區域的寫入時，進入步 驟807。由於段(N+1)中冗餘區域已擦除而有對數據區域的寫入， 因此能夠判斷為由斷電引起的異常狀態。在步驟807確定段N為最終 有效段，並且判斷為段(N+l)的寫入中有斷電發生。
當在步驟803判斷為段N有無法糾正的錯誤時，進入步驟808。 由於段N中冗餘區域已擦除而有對數據區域的寫入，因此能夠判斷為 由斷電引起的異常狀態。必須判斷段(N-l)是否也存在無法糾正的 錯誤。因此，在步驟808讀出段(N-l )的全部頁的全部區域。接著， 當在步驟809判斷為段(N-1 )沒有無法糾正的錯誤時，進入步驟810。 在步驟810確定段(N-l)為最終有效段，並且判斷為段N的寫入中 有斷電發生。
當在步驟809判斷為段(N-l )有無法糾正的錯誤時，進入步驟811。這是在段N和段(N-l)這兩段發生了無法糾正的錯誤的情況。 這種情況，由於是並非發生1次斷電的異常狀態，因此作為該物理單 元601中根本沒有有效段的情況而結束處理。
當圖6所示的物理單元601中完全沒有發生斷電引起的錯誤段 時，在暫時確定段9為最終有效段後，按(i )段9、 ( ii )段10的 順序讀出各段的全部頁的全部區域(數據區域和冗餘區域)，確定段9 為最終有效段，並判斷為該物理單元601沒有發生斷電。
在能夠確定最終有效段後，CPU109更新表RAM108的信息。當 在發生了斷電的段以後進行寫入時，有可能發生數據訛誤 (corruption),不能正確地管理數據的寫入。因此，當發生了斷電引 起的無法糾正的錯誤時，在複製到已擦除有效數據的其他物理塊之 後，更新表RAM108的信息。
產業上的可利用性
如上所述，本發明的存儲控制器能夠高速且正確地實施最終有效 頁或最終有效段的確定和斷電引起的錯誤頁或錯誤段的有無判斷，作 為對具有依次寫入限制的閃速存儲器的訪問控制技術是有用的。
權利要求
1.一種存儲控制器，其用於控制對閃速存儲器的訪問，該閃速存儲器具有由多頁構成的物理塊，且各頁具有存儲數據的數據區域和存儲數據管理信息的冗餘區域，其特徵在於，包括頁寫入執行部，從上述物理塊的已擦除的全部頁中的起始頁開始依次對上述數據區域寫入數據，並且將用於該數據的糾錯的信息和表示該數據已寫入的狀態信息作為上述數據管理信息寫入上述冗餘區域；二分檢索執行部，一邊對各頁的上述冗餘區域中的上述狀態信息進行二分檢索一邊進行讀出來暫時確定最終有效頁；以及最終有效數據確定執行部，從由上述二分檢索執行部暫時確定的最終有效頁和與該暫時確定的最終有效頁鄰接的頁中讀出各數據區域中的數據和各冗餘區域中的數據管理信息，並根據關於各頁中有無不能糾正的錯誤和有無對上述數據區域的寫入的檢查結果來進行最終有效頁的確定和上述頁寫入執行部的動作過程中由斷電引起的錯誤頁的有無判斷。
2. 根據權利要求1所述的存儲控制器，其特徵在於 上述二分檢索執行部還具有以下功能在上述狀態信息的二分檢索執行之前，從上述物理塊的起始頁中讀出上述狀態信息來檢測該起 始頁是否已擦除，當檢測出已擦除時將該起始頁暫時確定為最終有效 頁。
3. —種非易失性存儲裝置，其特徵在於包括權利要求1所述的存儲控制器和由該存儲控制器來控制訪問 的閃速存儲器。
4. 根據權利要求3所述的非易失性存儲裝置，其特徵在於 上述存儲控制器和上述閃速存儲器構成在一個晶片上。
5. —種非易失性存儲系統，其特徵在於包括權利要求3所述的非易失性存儲裝置和請求訪問該非易失性存儲裝置的主機。
6. —種存儲控制器，其用於控制對閃速存儲器的訪問，該閃速存 儲器具有由多個物理塊構成的物理單元，上述多個物理塊分別由多頁 構成，且各頁具有存儲數據的數據區域和存儲數據管理信息的冗餘區 域，其特徵在於，包括頁寫入執行部，將上述多個物理塊各自的由預定數量的頁構成的 段作為寫入單位，從上述物理單元的已擦除的全部段中的起始段開始 依次對上述數據區域寫入數據，並且將用於該數據的糾錯的信息和表 示該數據已寫入的狀態信息作為上述數據管理信息寫入上述冗餘區域；二分檢索執行部， 一邊對各段的起始頁的上述冗餘區域中的上述狀態信息進行二分檢索一邊進行讀出來暫時確定最終有效段；以及最終有效數據確定執行部，從屬於由上述二分檢索執行部暫時確 定的最終有效段的全部頁和屬於與該暫時確定的最終有效段鄰接的 段的全部頁中讀出各數據區域中的數據和各冗餘區域中的數據管理 信息，並根據關於各段中有無不能糾正的錯誤和有無對上述數據區域 的寫入的檢查結果來進行最終有效段的確定和上述頁寫入執行部的 動作過程中由斷電引起的錯誤段的有無判斷。
7. —種非易失性存儲裝置，其特徵在於包括權利要求6所述的存儲控制器和由該存儲控制器來控制訪問 的閃速存儲器。
8. 根據權利要求7所述的非易失性存儲裝置，其特徵在於 上述存儲控制器和上述閃速存儲器構成在一個晶片上。
9. 一種非易失性存儲系統，其特徵在於包括權利要求7所述的非易失性存儲裝置和請求訪問該非易失性 存儲裝置的主機。
10. —種訪問控制方法，其用於控制對閃速存儲器的訪問，該閃 速存儲器具有由多頁構成的物理塊，且各頁具有存儲數據的數據區域 和存儲數據管理信息的冗餘區域，其特徵在於，包括頁寫入步驟，從上述物理塊的已擦除的全部頁中的起始頁開始依 次對上述數據區域寫入數據，並且將用於該數據的糾錯的信息和表示該數據已寫入的狀態信息作為上述數據管理信息寫入上述冗餘區域； 二分檢索步驟， 一邊對各頁的上述冗餘區域中的上述狀態信息進行二分檢索一邊進行讀出來暫時確定最終有效頁；以及最終有效數據確定步驟，從由上述二分檢索步驟暫時確定的最終 有效頁和與該暫時確定的最終有效頁鄰接的頁中讀出各數據區域中 的數據和各冗餘區域中的數據管理信息，並根據關於各頁中有無不能糾正的錯誤和對上述數據區域有無寫入的檢查結果來進行最終有效 頁的確定和上述頁寫入步驟的動作過程中由斷電引起的錯誤頁的有 無判斷。
11. 根據權利要求IO所述的訪問控制方法，其特徵在於， 上述二分檢索步驟包括在上述狀態信息的二分檢索執行之前，從上述物理塊的起始頁中讀出上述狀態信息來檢測該起始頁是否已 擦除，當檢測出已擦除時將該起始頁暫時確定為最終有效頁的步驟。
12. —種訪問控制方法，其用於控制對閃速存儲器的訪問，該閃 速存儲器具有由多個物理塊構成的物理單元，上述多個物理塊分別由 多頁構成，且各頁具有存儲數據的數據區域和存儲數據管理信息的冗 餘區域，其特徵在於，包括頁寫入步驟，將上述多個物理塊各自的由預定數量的頁構成的段 作為寫入單位，從上述物理單元的已擦除的全部段中的起始段開始依次對上述數據區域寫入數據，並且將用於該數據的糾錯的信息和表示 該數據已寫入的狀態信息作為上述數據管理信息寫入上述冗餘區域；二分檢索步驟， 一邊對各段的起始頁的上述冗餘區域中的上述狀 態信息進行二分檢索 一邊進行讀出來暫時確定最終有效段；以及最終有效數據確定步驟，從屬於由上述二分檢索步驟暫時確定的 最終有效段的全部頁和屬於與該暫時確定的最終有效段鄰接的段的 全部頁中讀出各數據區域中的數據和各冗餘區域中的數據管理信息， 並根據關於各段中有無不能糾正的錯誤和上述數據區域中有無寫入的檢查結果來進行最終有效段的確定和上述頁寫入步驟的動作過程 中由斷電引起的錯誤段的有無判斷。
全文摘要
從物理塊(201)的起始頁開始依次在數據區域(202)寫入數據，並且將用於該數據的糾錯的信息和表示該數據已寫入的狀態信息寫入冗餘區域(203)。在生成該物理塊(201)的寫入信息時，通過對各頁的冗餘區域(203)進行二分檢索暫時確定最終有效頁；然後，通過檢查該暫時確定的最終有效頁和與其鄰接的頁的全部區域(數據區域和冗餘區域)的內容，來實施最終有效頁的確定和由斷電引起的錯誤頁的有無判斷。
文檔編號G06F12/16GK101288056SQ20068000144
公開日2008年10月15日 申請日期2006年9月20日 優先權日2006年3月13日
發明者中村清治, 宗廣和 申請人:松下電器產業株式會社