专利名称：具电压异常保护的储存装置及其操作方法
技术领域：
本发明系有关一种存储装置及其操作方法，特别是一种具电压异常保护的存储装 置及其操作方法。
背景技术：
非挥发性记忆体顾名思义为存储数据不会随工作电源消失而消失的记忆体，其中 闪存为一常用的非挥发性记忆体，闪存具有省电、耐震与存取速度快等优点，因而广泛的被 应用在电子装置的存储单元，取代部分的传统硬盘。非挥发性记忆体存储装置接收外部电压，将外部电压转换为存储装置所需之工作 电压，以提供存储装置正常工作。存储装置中的控制器，用以接收连接于存储装置的主机所 传送之指令，再根据该指令对存储装置传送相关的控制命令，藉此由存储装置存取主机所 需的相关数据。当存储装置正常工作时，若突然发生外部电压异常，例如断电的情况，此时将产 生正在烧录(或抹除)的记忆页烧录(或抹除)不完整的情形，并可能对存储装置导致不 良的影响，举例说明如下1.造成数据的损毁。2.由于记忆体架构的关系(例如记忆页对(paired page))，使得原本已存储在 记忆体中的数据，因不完整的烧录(或抹除)动作而损毁。3.由于烧录(或抹除)不完整，将产生潜在不可靠的记忆页，使后续无法正常使用 该些记忆页。4.管理数据损毁，造成存储装置无法正常继续工作。因此，如何解决因电压异常而对非挥发性记忆体存储装置所造成的不良影响，进 而提出当非挥发性记忆体存储装置遇到电压异常情况时的较佳处理机制，为一亟待解决的 议题。
发明内容
有鉴于此本发明提出一种具电压异常保护的存储装置及其操作方法。利用本发明 所提出的装置或方法，可克服电压异常对非挥发性记忆体存储装置所造成的不良影响，进 而提高非挥发性记忆体存储装置的可靠度。本发明提出一种具电压异常保护的存储装置包含非挥发性记忆体、控制单元、电 源供应单元及电源侦测单元。非挥发性记忆体用以存储数据。控制单元耦接非挥发性记忆 体，存取非挥发性记忆体。电源供应单元接收外部电压，依据外部电压提供工作电压予非挥 发性记忆体与控制单元。电源侦测单元耦接控制单元，侦测外部电压，当外部电压低于门槛 值时，传送通知信号至控制单元，使控制单元停止存取非挥发性记忆体。本发明亦提出一种存储装置之操作方法，其中存储装置包含非挥发性记忆体与控 制单元，该操作方法包含下列步骤接收外部电压；依据外部电压，提供工作电压予非挥发 性记忆体与控制单元；侦测外部电压；当外部电压低于门槛值时，传送通知信号至控制单元，使控制单元停止存取非挥发性记忆体。有关本发明的较佳实施例及其功效，兹配合图式说明如后。
图1 具电压异常保护的存储装置之一实施例示意2 存储装置之操作时序示意3 存储装置之操作方法流程图
具体实施例方式请参照图1，该图所示为具电压异常保护的存储装置之一实施例示意图。本发明所 提出之存储装置1包含非挥发性记忆体10、控制单元20、电源供应单元30及电源侦测单 元40。存储装置1可连接于外部主机，如计算机系统(图中未示)，用以接收外部主机 传送的指令或数据，再透过耦接于非挥发性记忆体10的控制单元20而存取非挥发性记忆 体10。电源供应单元30接收外部电压，依据外部电压提供工作电压给予非挥发性记忆 体10与控制单元20。其中，电源供应单元30可包含电压转换电路及/或电压稳压电路，当 电源供应单元30接收外部电压，一实施例为5伏特，可经由直流转直流(DC-to-DC)转换电 路，再经稳压电路而提供一稳定的工作电压，一实施例为3. 3伏特，使控制单元20与非挥发 性记忆体10能正常工作。电源侦测单元40可设于外部电压与电源供应单元30之间，且电性连接控制单元 20。当电源侦测单元40侦测到外部电压降低至门槛值时，电源侦测单元40即传达通知信 号至控制单元20，使控制单元20停止工作。其中，通知信号可为控制单元重置(Reset)信 号或记忆体忙碌(Busy)信号，使控制单元20停止存取非挥发性记忆体10。于此，利用重置 信号或忙碌信号使控制单元20停止存取非挥发性记忆体仅为实施例之说明，不为本案之 限制，熟知本技术领域者可轻易了解而采用其它方式使控制单元20停止存取非挥发性记 忆体10。由图1所示可知，非挥发性记忆体10可包含缓冲器12及记忆胞阵列14。其中， 非挥发性记忆体10可依据控制单元20于接收通知信号之前所发送的最后一笔指令，而完 成对应该指令的动作，例如烧录数据或抹除数据。以烧录数据为例作说明，也就是说即便 外部电压低于门槛值，非挥发性记忆体10仍可继续将已暂存于缓冲器12中的数据烧录到 记忆胞阵列14中，而完成最后一笔数据的烧录，由于控制单元20已停止存取非挥发性记忆 体10，故于最后一笔数据烧录完成之后，非挥发性记忆体10不会再接收数据烧录指令，便 不会进行数据烧录的动作。请参照图2为存储装置之操作时序示意图。当外部电压发生异常，例如断电的情 况(如图中 所示)，电压侦测单元40会侦测到外部电压(假设为5V)逐渐下降，由于电 源供应单元30具稳压功能，故此时供应给非挥发性记忆体10的电压仍可正常维持在工作 电压(假设为3. 3V)。当外部电压从5V下降到门槛值(Vth)，例如4V，电压侦测单元40便 会传送通知信号至控制单元20，使控制单元20停止存取非挥发性记忆体10。
当控制单元20停止对非挥发性记忆体10执行存取工作时(如图中 所示，于此 假设通知信号为控制单元重置信号)，提供给非挥发性记忆体10的工作电压仍维持3. 3V。 接着外部电压持续下降，直到电源供应单30元的稳压功能已无法维持正常工作，使提供至 非挥发性记忆体10之工作电压开始下降(如图中 所示)。然而，虽提供至非挥发性记 忆体10之工作电压开始下降，但若工作电压可满足非挥发性记忆体10所需的最低工作电 压需求，则非挥发性记忆体10仍可继续内部之动作。底下以数据烧录为例作说明，但不以此为限(类似的例子如资料抹除同样可适 用)。在控制单元20停止对非挥发性记忆体10执行存取工作之前，若非挥发性记忆体10 已接收数据烧录指令(programming)，则非挥发性记忆体10会在电压下降至非挥发性记忆 体10最低之工作电压Vmaray min前，将已暂存于缓冲器12的数据烧录至记忆胞阵列14。如 图2所示，外部电压由门槛值Vth开始下降至非挥发性记忆体10的最低工作电压min的 时间(tKESET)，足够让非挥发性记忆体10中缓冲器12所暂存的数据烧录到记忆胞阵列14。 换句话说，外部电压由门槛值Vth降至Vmemmy min的时间(tKESET)，系大于非挥发性记忆体10 数据烧录的时间(tPKa;)，故非挥发性记忆体10可将已完成接收的数据，完整的烧录至记忆 胞阵列14中，而完成最后一笔指令所对应的动作。请参照图3为存储装置之操作方法流程图。侦测外部电压(步骤S10)，判断外部 电压是否小于门槛值(步骤S20)。若外部电压没有小于门槛值，则回到步骤SlO继续侦测。 若发生外部电压异常的情况，使得外部电压便被侦测到小于门槛值时，可透过传送通知信 号至控制单元，用以使控制单元停止存取非挥发性记忆体(步骤S30)，此时可在外部电压 降低至非挥发性记忆体最低工作电压之前，继续完成非挥发性记忆体已接收的最后一笔指 令所对应的动作。本发明所称之非挥发性记忆体可为闪存(Flash Memory)、相变化记忆体(Phase ChangeMemory，PCM)、铁电随机存取记忆体(FeRAM)、磁阻记忆体(MRAM)等。再者，本发明所提出之控制单元30可为单一颗控制芯片。此外，考虑成本或制程 等因素，电源供应单元30与电源侦测单元40两者至少其中之一可与控制单元30封装于同 一颗控制芯片之中。虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明， 任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神所作些许之更动与润饰，皆应涵盖于本发明的 范畴内，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种具电压异常保护的存储装置，其特征是，该存储装置包含至少一非挥发性记忆体，用以存储数据；一控制单元，耦接该非挥发性记忆体，存取该非挥发性记忆体；一电源供应单元，接收一外部电压，依据该外部电压提供一工作电压予该非挥发性记 忆体与该控制单元；及一电源侦测单元，耦接该控制单元，侦测该外部电压，当该外部电压低于一门槛值时， 传送一通知信号至该控制单元，使该控制单元停止存取该非挥发性记忆体。
2.根据权利要求1所述的存储装置，其特征是，该非挥发性记忆体依据该控制单元于 接收该通知信号之前所发送的最后一笔指令，完成对应该指令之一动作。
3.根据权利要求2所述的存储装置，其中该动作为烧录数据或抹除数据。
4.根据权利要求1所述的存储装置，其特征是，该通知信号为一控制单元重置信号或 一记忆体忙碌信号。
5.根据权利要求1所述的存储装置，其特征是，该电源供应单元包含一电压转换电路 及一电压稳压电路至少其中之一。
6.根据权利要求1所述的存储装置，其特征是，该非挥发性记忆体系选自闪存 (FlashMemory)、相变化记忆体(Phase Change Memory, PCM)、铁电随机存取记忆体 (FeRAM)、磁阻记忆体(MRAM)及其组合所构成的群组。
7.根据权利要求1所述的存储装置，其特征是，该电源供应单元及该电源侦测单元至 少其中之一与该控制单元系封装于一控制芯片中。
8. 一种存储装置的操作方法，该存储装置包含一非挥发性记忆体与一控制单元，其特 征是，该操作方法包含下列步骤接收一外部电压；依据该外部电压，提供一工作电压予该非挥发性记忆体与该控制单元；侦测该外部电压；及当该外部电压低于一门槛值时，传送一通知信号至该控制单元，使该控制单元停止存 取该非挥发性记忆体。
9.根据权利要求8所述的操作方法，其特征是，停止存取该非挥发性记忆体之步骤，包含依据该控制单元于接收该通知信号之前所发送的最后一笔指令，使该非挥发性记忆体 完成对应该指令之一动作。
10.根据权利要求9所述的操作方法，其特征是，该动作为烧录数据或抹除数据。
11.根据权利要求8所述的操作方法，其特征是，该通知信号为一控制单元重置信号或 一记忆体忙碌信号。
12.根据权利要求8所述的操作方法，其特征是，依据该外部电压提供该工作电压之步 骤，包含转换并稳压该外部电压，以产生该工作电压。
全文摘要
一种具电压异常保护的存储装置及其操作方法，具有侦测供应至存储装置的外部电源之功能。当外部电源发生异常时，侦测到外部电源的电压降低，若电压降至门槛电压时，便传达通知信号使存储装置中的控制单元停止动作，而不再存取非挥发性记忆体。如此，可避免外部电压异常对非挥发性记忆体存储装置所造成的影响。
文档编号G06F11/00GK102110027SQ20091026474
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者李忠勋, 赵浩博 申请人:威刚科技(苏州)有限公司