存储器系统及其操作方法与流程

本申请要求于2017年7月17日提交的申请号为10-2017-0090257的韩国专利申请的优先权，其整体通过引用并入本文。

本发明的示例性实施例涉及一种存储器系统，并且更特别地，涉及一种能够利用存储器装置来处理数据的存储器系统以及一种存储器系统的操作方法。

背景技术：

计算环境的范例正在朝向允许用户随时随地使用计算机系统的普适计算转变。由于该原因，对诸如移动电话、数码相机和笔记本电脑的便携式电子装置的需求正在快速增长。这些电子装置通常包括使用作为数据存储装置的存储器装置的存储器系统。数据存储装置可以用作便携式电子装置的主存储器单元或辅助存储器单元。

由于使用存储器装置的数据存储装置没有设置机械驱动单元，所以它可以具有优异的稳定性和耐久性。并且，数据存储装置具有低功耗的快速数据访问速率。具有这种优点的数据存储装置的非限制性示例包括通用串行总线(usb)存储器装置、具有各种接口的存储卡和固态硬盘(ssd)等。

技术实现要素：

本发明的实施例涉及一种存储器系统以及存储器系统的操作方法，其能够通过最小化存储器系统的复杂性和性能劣化并最大化存储器装置的使用效率来快速且稳定地利用存储器装置处理数据。

根据本发明的实施例，一种存储器系统包括：存储器装置，其包括多个存储器管芯，多个存储器管芯中的每一个包括多个平面，多个平面中的每一个包括存储数据的多个存储块；以及控制器，其包括第一存储器并且被配置为：从主机接收多个命令；在存储块中执行对应于所接收的命令的命令操作；检测命令的模式、命令操作的模式和对应于命令操作的用户数据的模式；根据模式将第一存储器动态地分配为模式区域；以及将与命令、命令操作和用户数据对应的映射数据的映射段加载到模式区域中。

控制器将与模式中的第一模式对应的第一映射数据的映射段加载到模式区域中的第一模式区域中，并且将与模式中的第二模式对应的第二映射数据的映射段加载到模式区域中的第二模式区域中。

第一模式是关于命令、命令操作和用户数据的信息是不连续的模式，并且第二模式是关于命令、命令操作和用户数据的信息是连续的模式。

控制器基于第一单位大小从存储块读取第一映射数据的映射段中的每一个，并且基于第一单位大小将被读取的第一映射数据的映射段中的每一个加载到第一模式区域中。

控制器读取第一映射数据的映射段中的每个第一单位大小的映射段；将被读取的第一单位大小的映射段存储在与存储块、平面和存储器管芯中的至少一个对应的缓冲器中；并且然后将被存储的第一单位大小的映射段加载到第一模式区域中。

控制器基于第二单位大小从存储块中读取第二映射数据的映射段，并且基于第二单位大小将映射段加载到第二模式区域中。

控制器读取第二映射数据的映射段中的所有第二单位大小的映射段；将所有被读取的第二单位大小的映射段存储在与存储块、平面和存储器管芯中的至少一个对应的缓冲器中；并且然后将所有被存储的第二单位大小的映射段加载到第二模式区域中。

控制器通过用于平面或存储器管芯的交错方法(interleavingmethod)，从存储块中读取所有第二单位大小的映射段。

被加载到第一模式区域中的第一映射数据的映射段通过mru(最近使用最多)和lru(最近使用最少)管理，并且被加载到第二模式区域中的第二映射数据的映射段根据命令操作的执行被管理。

控制器检测对存储器装置的后台操作或对应于后台操作的用户数据具有第一模式还是第二模式。

根据本发明的另一实施例，一种存储器系统的操作方法包括：从主机接收用于存储器装置的多个命令，该存储器装置包括多个存储器管芯，多个存储器管芯中的每一个包括多个平面，多个平面中的每一个包括存储数据的多个存储块；检测命令的模式、对应于命令的命令操作的模式和对应于命令操作的用户数据的模式；基于模式将第一存储器动态地分配为模式区域；以及将与命令、命令操作和用户数据的映射数据对应的映射段加载到模式区域中。

将与命令、命令操作和用户数据对应的映射数据的映射段加载到模式区中包括：将与模式中的第一模式对应的第一映射数据的映射段加载到模式区域中的第一模式区域中，并且将与模式中的第二模式对应的第二映射数据的映射段加载到模式区域中的第二模式区域中。

第一模式是关于命令、命令操作和用户数据的信息是不连续的模式，并且第二模式是关于命令、命令操作和用户数据的信息是连续的模式。

在将与模式中的第一模式对应的第一映射数据的映射段加载到模式区域中的第一模式区域中的过程中，基于第一单位大小从存储块中读取第一映射数据的映射段中的每一个，并且基于第一单位大小将被读取的第一映射数据的映射段中的每一个加载到第一模式区域中。

将与模式中的第一模式对应的第一映射数据的映射段加载到模式区域中的第一模式区域中包括：读取第一映射数据的映射段中的每个第一单位大小的映射段；将被读取的第一单位大小的映射段存储在与存储块、平面和存储器管芯中的至少一个对应的缓冲器中；以及将存储在缓冲器中的第一单位大小的映射段加载到第一模式区域中。

在将与模式中的第二模式对应的第二映射数据的映射段加载到模式区域中的第二模式区域中的过程中，基于第二单位大小从存储块读取第二映射数据的映射段，并且基于第二单位大小将映射段加载到第二模式区域中。

将与模式中的第二模式对应的第二映射数据的映射段加载到模式区域中的第二模式区域中包括：读取第二映射数据的映射段中的所有第二单位大小的映射段；将所有被读取的第二单位大小的映射段存储在与存储块、平面和存储器管芯中的至少一个对应的缓冲器中；以及将存储在缓冲器中的所有第二单位大小的映射段加载到第二模式区域中。

在读取第二映射数据的映射段中的所有第二单位大小的映射段的过程中，通过用于平面或存储器管芯的交错方法，从存储块中读取所有第二单位大小的映射段。

加载到第一模式区域中的第一映射数据的映射段通过mru(最近使用最多)和lru(最近使用最少)被管理，并且被加载到第二模式区域中的第二映射数据的映射段根据命令操作的执行被管理。

方法可以进一步包括：检测对存储器装置的后台操作或对应于后台操作的用户数据具有第一模式还是第二模式。

根据本发明的另一实施例，一种控制器的操作方法包括：控制存储器装置以提供映射段组；通过基于与待由存储器装置执行的操作有关的操作数(operand)的连续模式和不连续模式而为各个组动态地分配控制器的缓冲空间，来加载提供的映射段，模式分别对应于组；以及根据加载的组来控制存储器装置执行操作中的一个或多个，其中以不同的单位大小来提供并且加载各个组。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的包括存储器系统的数据处理系统的框图。

图2是示出图1所示的存储器系统中采用的存储器装置的示例性配置的示意图。

图3是示出图2所示的存储器装置中的存储块的存储器单元阵列的示例性配置的电路图。

图4是示出图2所示的存储器装置的示例性三维结构的示意图。

图5至图8示出根据本发明的实施例的当在存储器系统中执行与多个命令对应的多个命令操作时的数据处理操作的示例。

图9是示出根据本发明的实施例的在存储器系统中的数据处理操作的流程图。

图10至图18是示意性示出根据本发明的各个实施例的图1所示的数据处理系统的应用示例的图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同的形式体现并且不应被解释为限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底且完全的，并且将向本领域技术人员完全传达本发明的范围。在整个公开中，相同的附图标记在整个本发明的各个附图和实施例中表示相同的部件。

附图不一定按比例绘制，在一些情况下，为了清楚地示出实施例的特征，可能已经夸大了比例。当第一层被称为在第二层“上”或在衬底“上”时，其不仅指其中第一层被直接形成在第二层或衬底上的情况，而且指其中在第一层和第二层或衬底之间存在第三层的情况。

图1是示出根据本发明的实施例的包括存储器系统110的数据处理系统100的框图。

参照图1，数据处理系统100可以包括主机102和存储器系统110。

主机102可以是包括诸如移动电话、mp3播放器和膝上型计算机的便携式电子装置或诸如台式计算机、游戏机、tv和投影仪的非便携式电子装置的任何合适的电子装置。

主机102可包括至少一个os(操作系统)，并且os可管理和控制主机102的全部功能和操作，并使用数据处理系统100或存储器系统110提供主机102和用户之间的操作。os可支持对应于用户的使用目的和用途的功能和操作。例如，os可根据主机102的移动性被划分为普通os和移动os。通用os可根据用户的环境被分为个人os和企业os。例如，被配置为支持向一般用户提供服务的功能的个人os可包括windows和chrome，被配置为保护和支持高性能的企业os可包括windows服务器、linux和unix。此外，被配置为支持向用户提供移动服务功能和系统省电功能的移动os可包括android、ios和windowsmobile。主机102可包括多个os，并且可执行os以对存储器系统110执行对应于用户的请求的操作。

存储器系统110可响应于主机102的请求来为主机102存储数据。存储器系统110的非限制示例可包括固态硬盘(ssd)、多媒体卡(mmc)、安全数字(sd)卡、通用存储总线(usb)装置、通用闪存(ufs)装置、标准闪存(cf)卡、智能媒体卡(smc)、个人计算机存储卡国际协会(pcmcia)卡和记忆棒。mmc可包括嵌入式mmc(emmc)、缩小尺寸的mmc(rs-mmc)和微型-mmc。sd卡可包括迷你-sd卡和微型-sd卡。

存储器系统110可包括各种类型的存储装置。包括在存储器系统110中的非限制性存储装置的示例可包括诸如动态随机存取存储器(dram)和静态ram(sram)的易失性存储器装置和诸如只读存储器(rom)、掩模rom(mrom)、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、铁电ram(fram)、相变ram(pram)、磁阻ram(mram)、电阻式ram(rram)和闪速存储器的非易失性存储器装置。在实施例中，存储器系统可采用具有三维(3d)堆叠结构的一个或多个闪速存储器。闪速存储器可以具有三维(3d)堆叠结构。

存储器系统110可以包括存储器装置150和控制器130。存储器装置150可以存储用于主机120的数据，并且控制器130可以控制将数据存储到存储器装置150中并从存储器装置150读取数据并将读取的数据传输到主机host。

控制器130和存储器装置150可集成到单个半导体装置中，单个半导体装置可被包括在如上所例示的各种类型的存储器系统中。

存储器系统110的非限制性应用示例可包括计算机、超级移动pc(umpc)、工作站、上网本、个人数字助理(pda)、便携式计算机、网络平板、平板电脑、无线电话、移动电话、智能电话、电子书、便携式多媒体播放器(pmp)、便携式游戏机、导航系统、黑盒、数码照相机、数字多媒体广播(dmb)播放器、三维电视、智能电视、数字音频记录器、数字音频播放器、数字图片记录器、数字图片播放器、数字视频记录器、数字视频播放器、构成数据中心的存储器、能够在无线环境下传输/接收信息的装置、构成家庭网络的各种电子装置之一、构成计算机网络的各种电子装置之一、构成远程信息处理网络的各种电子装置之一、无线射频识别(rfid)装置或构成计算系统的各种部件之一。

同时，即使电源被切断，存储器系统110的存储器装置150也可以保存存储在其中的数据。特别地，存储器装置150可以通过写入操作来存储从主机102传送的数据，并且通过读取操作将存储在其中的数据传送到主机102。在本文中，存储器装置150可以包括多个存储块152、154和156，并且存储块152、154和156中的每一个可以包括多个页面。页面中的每一个可以包括联接到多个字线wl的多个存储器单元。并且，存储器装置150可以包括多个平面，每一平面包括存储块152、154和156。具体地，存储器装置150可以多个存储器管芯，每一存储器管芯包括多个平面。并且，存储器装置150可以是非易失性存储器装置，例如闪速存储器。在本文中，闪速存储器可以是三维(3d)立体堆叠结构。

在本文中，将在下文中参照图2至图4详细描述存储器装置150的结构和存储器装置150的3d立体堆叠结构，并且稍后将在下文中参照图6详细描述包括多个存储器管芯的存储器装置150，存储器管芯中的每一个包括多个平面，平面中的每一个包括多个存储块152、154和156。因此，在本文中将不提供进一步的描述。

存储器系统110的控制器130可以响应于来自主机102的请求来控制存储器装置150。例如，控制器130可以向主机102提供从存储器装置150读取的数据并且将从主机102传送的数据存储在存储器装置150中。为此，控制器130可以控制存储器装置150的读取操作、写入操作、编程操作和擦除操作。

控制器130可包括主机接口(i/f)单元132、处理器134、错误校正码(ecc)单元138、电源管理单元(pmu)140、诸如nand闪速控制器(nfc)142的存储器装置控制器以及存储器144，其全部通过内部总线可操作地联接。

主机接口单元132可被配置成处理主机102的命令和数据，并可通过诸如以下的各种接口协议中的一种或多种与主机102通信：通用串行总线(usb)、多媒体卡(mmc)、高速外围组件互连(pci-e)、小型计算机系统接口(scsi)、串列scsi(sas)、串行高级技术附件(sata)、并行高级技术附件(pata)、增强型小型磁盘接口(esdi)以及电子集成驱动器(ide)。

ecc单元138可检测并校正包括在从存储器装置150读取的数据中的错误。换言之，ecc单元138可通过在ecc编码处理期间使用的ecc代码对从存储器装置150读取的数据执行错误校正解码处理。根据错误校正解码处理的结果，ecc单元138可输出信号，例如错误校正成功/失败信号。当错误位的数量大于可校正错误位的阈值时，ecc单元138不会校正错误位，并且可输出错误校正失败信号。

ecc单元138可通过包括诸如以下的编码调制的任何合适的方法执行错误校正：低密度奇偶校验(ldpc)码、博斯-查德胡里-霍昆格姆(bch)码、turbo码、里德-所罗门(rs)码、卷积码、递归系统码(rsc)、网格编码调制(tcm)以及分组编码调制(bcm)。然而，ecc单元138不限于此。ecc单元138可包括错误校正所需的所有的电路、模块、系统或装置。

pmu140可提供和管理控制器130的电力。可以采用任何合适的pmu。

当存储器装置是nand闪速存储器时，nfc142是用于接口连接控制器130和存储器装置150使得控制器130响应于来自主机102的请求来控制存储器装置150的合适的存储器/存储接口的示例。当存储器装置150是闪速存储器或具体地是nand闪速存储器时，nfc142可在处理器134的控制下生成用于存储器装置150的控制信号并处理待被提供给存储器装置150的数据。nfc142可用作处理控制器130和存储器装置150之间的命令和数据的接口(例如，nand闪存接口)。具体地，nfc142可支持控制器130和存储器装置150之间的数据传输。可以根据存储器装置150的类型来选择合适的存储器/存储接口。

存储器144可用作存储器系统110和控制器130的工作存储器，并且存储用于驱动存储器系统110和控制器130的数据。控制器130可响应于来自主机102的请求控制存储器装置150执行读取操作、写入操作、编程操作和擦除操作。控制器130可将从存储器装置150读取的数据提供给主机102并可将从主机102提供的数据存储到存储器装置150中。存储器144可存储控制器130和存储器装置150执行这些操作所需的数据。

存储器144可通过易失性存储器来实施。例如，存储器144可通过静态随机存取存储器(sram)或动态随机存取存储器(dram)来实施。存储器144可设置在控制器130内部或外部。图1例示了设置在控制器130内部的存储器144。在实施例中，存储器144可通过具有在存储器144和控制器130之间传输数据的存储器接口的外部易失性存储器实施。

处理器134可控制存储器系统110的全部操作。处理器134可驱动固件来控制存储器系统110的全部操作。固件可被称为闪存转换层(ftl)。

并且，在根据本发明的实施例的存储器系统中，例如，控制器130可以在存储器装置150中执行对应于从主机102接收的多个命令的多个命令操作。例如，控制器130可以在存储器装置150中执行对应于多个写入命令的多个编程操作、对应于多个读取命令的多个读取操作和对应于多个擦除命令的多个擦除操作。并且，当执行命令操作时，控制器130可以更新元数据，特别是映射数据。例如，在根据本发明的实施例的存储器系统中，当控制器130从主机102接收多个命令时，特别是当控制器130从主机102接收多个读取命令或写入命令时，控制器130可以检测读取命令或写入命令的模式、对应于读取命令或写入命令的读取操作或写入操作的模式、或者对应于读取操作或写入操作的数据的模式，基于所检测的模式，将对应于读取操作或写入操作的元数据，特别是映射数据加载到控制器130的存储器144中。此时，控制器130可以基于所检测的模式在控制器130的存储器144中分配模式区域，并且将映射数据加载到相应的模式区域中。并且，在根据本发明的实施例的存储器系统中，当控制器130对存储器装置150执行后台操作时，控制器130可以检测后台操作的模式或对应于后台操作的数据的模式，基于所检测的模式将对应于后台操作的元数据，特别是映射数据加载到控制器130的存储器144中。此时，控制器130可以基于所检测的模式在控制器130的存储器144中分配模式区域，并且将映射数据加载到相应的模式区域中。在本文中，在根据本发明的实施例的存储器系统中，由于在执行对应于从主机102接收的命令的命令操作并且加载对应于命令操作的映射数据之后执行的管理操作将稍后参照图5至图9被详细描述，因此在此不提供对其的进一步描述。

并且，控制器130的处理器134可以包括用于执行存储器装置150的不良管理的管理单元(未示出)，并且管理单元可以检测包括在存储器装置150中的多个存储块152、154和156中的坏块，并且执行将检测到的坏块认为是坏块的不良管理。在本文中，不良管理可以指当存储器装置150是例如nand闪速存储器的闪速存储器时，由于nand的特性，在数据编程操作期间可能发生编程失败，并且发生编程失败的存储块可以被认为是坏块，然后未能被编程的数据可以被写入，即被编程到新的存储块中。而且，如上所述，当存储器装置150具有三维立体堆叠结构并发生编程失败并且已经发生编程失败的块被认为是坏块时，存储器装置150的使用效率和存储器系统110的可靠性急剧下降。因此，需要执行更可靠的坏块管理。在下文中，将参照图2至图4详细描述根据本发明的实施例的存储器系统中的存储器装置。

图2是示出存储器装置150的示意图。

参照图2，存储器装置150可包括多个存储块0至n-1，并且块0至n-1中的每一个可包括多个页面，例如2^m个页面，页面的数量可根据电路设计而变化。包含在各个存储块0至n-1中的存储器单元可以是存储1位数据的单层单元(slc)、存储2位数据的多层单元(mlc)、存储3位数据的三层单元(tlc)、存储4位数据的四层单元(qlc)、存储5位或更多位数据的多层(multiplelevel)单元等。

图3是示出存储器装置150中的存储块的存储器单元阵列的示例性配置的电路图。

参照图3，可对应于包括在存储器系统110的存储器装置150中的多个存储块152至156中的任一个的存储块330可包括联接到多个相应位线bl0至blm-1的多个单元串340。每列的单元串340可包括一个或多个漏极选择晶体管dst和一个或多个源极选择晶体管sst。多个存储器单元mc0至mcn-1可串联地被联接在漏极选择晶体管dst和源极选择晶体管sst之间。在实施例中，存储器单元晶体管mc0至mcn-1的每一个可通过能够存储多个位的数据信息的mlc来实施。单元串340中的每一个可被电联接到多个位线bl0至blm-1中的相应位线。例如，如图3所示，第一单元串被联接到第一位线bl0，最后一个单元串被联接到最后一个位线blm-1。

虽然图3示出了nand闪速存储器单元，但是本发明不限于此。应注意的是，存储器单元可以是nor闪速存储器单元或者包括在其中组合的两种或更多种存储器单元的混合闪速存储器单元。另外，应注意的是，存储器装置150可以是包括作为电荷存储层的导电浮栅的闪速存储器装置，或是包括作为电荷存储层的绝缘层的电荷撷取闪存(ctf)存储器装置。

存储器装置150可进一步包括电压供应单元310，其根据操作模式提供包括编程电压、读取电压和通过电压的字线电压以供应给字线。电压供应单元310的电压生成操作可通过控制电路(未示出)控制。在控制电路的控制下，电压供应单元310可选择存储器单元阵列的存储块(或扇区)中的一个，选择被选择的存储块的字线中的一个，并根据需要将字线电压提供给被选择的字线和未被选择的字线。

存储器装置150可包括通过控制电路控制的读取/写入电路320。在验证/正常读取操作期间，读取/写入电路320可用作读出放大器，其用于从存储器单元阵列读取数据。在编程操作期间，读取/写入电路320可用作根据待被存储在存储器单元阵列中的数据驱动位线的写入驱动器。在编程操作期间，读取/写入电路320可从缓冲器(未示出)接收待被存储到存储器单元阵列中的数据，并根据所接收的数据驱动位线。读取/写入电路320可包括分别对应于列(或位线)或列对(或位线对)的多个页面缓冲器322至326，并且页面缓冲器322至326中的每一个可包括多个锁存器(未示出)。

图4是示出存储器装置150的示例性3d结构的示意图。

存储器装置150可由2d或3d存储器装置来实现。具体地，如图4所示，存储器装置150可以由具有3d堆叠结构的非易失性存储器装置来实现。当存储器装置150具有3d结构时，存储器装置150可以包括各自具有3d结构(或垂直结构)的多个存储块blk0至blkn-1。

在下文中，将参照图5至图9详细描述根据本发明实施例的对存储器系统中的存储器装置的数据处理操作，特别是当从主机102接收多个命令并且执行对应于这些命令的多个命令操作时执行的数据处理操作。

图5至图8示出根据本发明的实施例的当在存储器系统中执行对应于多个命令的多个命令操作时的数据处理操作的示例。在本文中，为了便于描述，将详细描述根据本发明的实施例的，从在图1所示的存储器系统110中的主机102接收多个命令并且在存储器系统中执行对应于这些命令的命令操作的情况。例如，从主机102接收多个写入命令并执行对应于写入命令的编程操作的情况、从主机102接收多个读取命令并且执行对应于读取命令的读取操作的情况、从主机102接收多个擦除命令并且执行对应于擦除命令的擦除操作的情况、或者从主机102接收多个写入命令和多个读取命令并且执行对应于写入命令和读取命令的编程操作和读取操作的情况被作为示例并且被详细描述。

另外，在根据本发明的实施例的存储器系统中，以下情况被作为示例并被描述：对应于从主机102接收的多个写入命令的写入数据被存储在控制器130的存储器144中包括的缓冲器/高速缓存器中并且存储在缓冲器/高速缓存器中的数据被编程并存储在包括在存储器装置150中的多个存储块中，这为编程操作，并且映射数据根据对存储器装置150的编程操作的执行被更新，然后更新后的映射数据被存储在包括在存储器装置150中的存储块中，这为执行对应于从主机102接收的多个写入命令的编程操作的情况。另外，以下情况被作为本发明的实施例中的示例并被描述：当针对存储在存储器装置150中的数据，从主机102接收多个读取命令时，可以通过检测与读取命令对应的数据的映射数据来从存储器装置150读取对应于读取命令的数据，并且读取的数据被存储在包括在控制器130的存储器144中的缓冲器/高速缓存器中，并且存储在缓冲器/高速缓存器中的数据被从主机102提供，即，执行对应于从主机102接收的读取命令的读取操作的情况。另外，以下情况在本发明的实施例中被作为示例并被描述：当针对包括在存储器装置150中的存储块，从主机102接收多个擦除命令时，检测对应于擦除命令的存储块，并擦除存储在检测到的存储块中的数据，并更新与被擦除的数据对应的映射数据，并且将更新后的映射数据存储在包括在存储器装置150中的存储块中。简而言之，执行对应于从主机102接收的擦除命令的擦除操作的情况在本发明的实施例中被作为示例并且被描述。

在本文中，为了便于描述，假设在本发明的实施例中，在存储器系统110中执行的命令操作由控制器130执行。然而，这仅是示例，并且如上所述，包括在控制器130中的处理器134(例如，ftl)可以执行命令操作。并且，在本发明的该实施例中，控制器130可以将对应于从主机102接收的写入命令的用户数据和元数据编程并存储在包括在存储器装置150中的存储块中的一些存储块中，从包括在存储器装置150中的存储块中的、存储有用户数据和元数据的存储块中读取与从主机102接收的读取命令相对应的用户数据和元数据，并将读取的用户数据和元数据传送到主机102，或者从包括在存储器装置150中的存储块中的、存储有用户数据和元数据的存储块中擦除与从主机102接收的擦除命令相对应的用户数据和元数据。

在本文中，元数据可以包括第一映射数据和第二映射数据，该第一映射数据包括通过编程操作被存储在存储块中的数据的逻辑到物理(l2p)信息(在下文中被称为逻辑信息)，并且该第二映射数据包括物理到逻辑(p2l)信息(在下文中被称为物理信息)。另外，元数据可以包括：关于与从主机102接收的命令对应的命令数据的信息；关于与命令对应的命令操作的信息；关于对其执行命令操作的存储器装置150的存储块的信息；以及关于与命令操作对应的映射数据的信息。换言之，元数据可以包括除了与从主机102接收的命令对应的用户数据之外的、所有与从主机102接收的命令对应的其它信息和数据。

根据本发明的实施例，控制器130可以执行对应于从主机102接收的多个命令的命令操作。例如，当控制器130从主机102接收写入命令时，控制器130可以执行对应于写入命令的编程操作。在本文中，控制器130可以将对应于写入命令的用户数据编程并存储在存储器装置150的存储块中，诸如对其执行擦除操作的空存储块、开放存储块或空闲存储块。另外，控制器130可以将在被存储在存储块中的用户数据的逻辑地址和物理地址之间的映射信息(即包括l2p映射表或包含逻辑信息的l2p映射表的第一映射数据)以及存储用户数据的存储块的物理地址和逻辑地址之间的映射信息(即包括p2l映射表或包含物理信息的p2l映射表的第二映射数据)编程并存储在包括在存储器装置150中的存储块中的空存储块、开放存储块或空闲存储块中。

当控制器130从主机102接收写入命令时，控制器130可以将对应于写入命令的用户数据编程并存储在存储块中，并且将包括存储在存储块中的用户数据的第一映射数据和第二映射数据的元数据存储在存储块中。特别地，由于用户数据的数据段被存储在存储器装置150的存储块中，因此控制器130可以生成并更新元数据的元段，即包括第一映射数据的l2p段和第二映射数据的p2l段的映射数据的映射段，并且将它们存储在存储器装置150的存储块中。在本文中，存储在存储器装置150的存储块中的映射段可以被加载到控制器130的存储器144以被更新。

另外，当控制器130从主机102接收多个读取命令时，控制器130可以从存储器装置150读出对应于读取命令的读取数据，将读取数据存储在包括在控制器130的存储器144中的缓冲器/高速缓存器中，并且将存储在缓冲器/高速缓存器中的数据传送到主机102。以该方式，可以执行对应于读取命令的读取操作。

另外，当控制器130从主机102接收多个擦除命令时，控制器130可以检测与擦除命令对应的存储器装置150的存储块并且对检测到的存储块执行擦除操作。在下文中，下面参照图5至图8详细描述根据本公开的实施例的在存储器系统中执行的数据处理操作。

首先，参照图5，控制器130可以执行对应于从主机102接收的多个命令的命令操作。例如，控制器130可以执行对应于从主机102接收的多个写入命令的编程操作。在本文中，控制器130可将对应于写入命令的用户数据编程并存储在存储器装置150的存储块552、554、562、564、572、574、582和584中，并且当对存储块552、554、562、564、572、574、582和584执行编程操作时生成并更新用户数据的元数据，并且然后将被生成和更新的元数据存储在存储器装置150的存储块552、554、562、564、572、574、582和584中。

在本文中，控制器130可以生成并且更新表示用户数据被存储在包括在存储器装置150的存储块552、554、562、564、572、574、582和584中的页面中的信息，例如第一映射数据和第二映射数据，并且将生成和更新的信息存储在包括在存储器装置150的存储块552、554、562、564、572、574、582和584中的页面中。换言之，控制器130可以生成并更新包括l2p段的第一映射数据的逻辑段以及包括p2l段的第二映射数据的物理段，并且将生成和更新的逻辑段存储在包括在存储器装置150的存储块552、554、562、564、572、574、582和584中的页面中。

例如，控制器130可以将对应于从主机102接收的写入命令的用户数据高速缓存并缓冲在包括在控制器130的存储器144中的第一缓冲器510中，换言之，控制器130可以将用户数据的数据段512存储在作为数据缓冲器/高速缓存器的第一缓冲器510中，并且将存储在第一缓冲器510中的数据段512存储在包括在存储器装置150的存储块552、554、562、564、572、574、582和584中的页面中。由于与从主机102接收的写入命令对应的用户数据的数据段512被编程并存储在包括在存储器装置150的存储块552、554、562、564、572、574、582和584中的页面中，因此控制器130可以生成并更新第一映射数据和第二映射数据并将它们存储在包括在控制器130的存储器144中的第二缓冲器520中。简而言之，控制器130可以将用户数据的第一映射数据的l2p段522和用户数据的第二映射数据的p2l段524存储在作为映射缓冲器/高速缓存器的第二缓冲器520中。在本文中，如上所述，第一映射数据的l2p段522和第二映射数据的p2l段524或者第一映射数据的l2p段522的映射列表和第二映射数据的p2l段524的映射列表可以被存储在控制器130的存储器144中的第二缓冲器520中。另外，控制器522可以将存储在第二缓冲器520中的第一映射数据的l2p段522和第二映射数据的p2l段524存储在存储器装置150的存储块552、554、562、564、572、574、582和584中存储的页面中。

另外，控制器130可以执行对应于从主机102接收的多个命令的命令操作。例如，控制器130可以执行对应于从主机102接收的多个读取命令的读取操作。在本文中，控制器130可以将与读取命令对应的用户数据的映射数据的映射段，例如第一映射数据的l2p段522和第二映射数据的p2l段524，加载到第二缓冲器520上并对其进行检验(checkout)，然后读取存储在存储器装置150的存储块552、554、562、564、572、574、582和584中的相应存储块的页面中的用户数据，将读取的用户数据的数据段512存储在第一缓冲器510中，并将它们传送到主机102。

另外，控制器130可以执行对应于从主机102接收的多个命令的命令操作。换言之，控制器130可以执行对应于从主机102接收的多个擦除命令的擦除操作。在本文中，控制器130可以检测存储器装置150的存储块552、554、562、564、572、574、582和584中、与擦除命令相对应的存储块，并且对检测到的存储块执行擦除操作。

当执行诸如垃圾收集操作或磨损均衡操作的后台操作时，例如，当执行从包括在存储器装置150中的存储块复制数据或交换数据的操作时，控制器130可以将相应用户数据的数据段512存储在第一缓冲器510中，将对应于用户数据的映射数据的映射段522和524存储在第二缓冲器520中，并且执行垃圾收集操作或磨损均衡操作。

另外，参照图6，存储器装置150可以包括例如存储器管芯0610、存储器管芯1630、存储器管芯2650和存储器管芯3670的多个存储器管芯。存储器管芯610、630、650和670中的每一个可以包括多个平面。例如，存储器管芯0610可以包括平面0612、平面1616、平面2620和平面3624。存储器管芯1630可以包括平面0632、平面1636、平面2640和平面3644。存储器管芯2650可以包括平面0652、平面1656、平面2660和平面3664。存储器管芯3670可以包括平面0672、平面1676、平面2680和平面3684。包括在存储器装置150中的存储器管芯610、630、650和670的平面612、616、620、624、632、636、640、644、652、656、660、664、672、676、680和684中的每一个可以包括多个存储块614、618、622、626、634、638、642、646、654、658、662、666、674、678、682和686。例如，如之前参照图2所述，平面612、616、620、624、632、636、640、644、652、656、660、664、672、676、680和684中的每一个可以包括包含例如2^m个页面的多个页面的n个块块0、块1、......、块n-1。另外，存储器装置150可以包括分别对应于存储器管芯610、630、650和670的多个缓冲器。例如，存储器装置150可以包括对应于存储器管芯0610的缓冲器0628、对应于存储器管芯1630的缓冲器1648、对应于存储器管芯2650的缓冲器2668以及对应于存储器管芯3670的缓冲器3688。

当执行对应于从主机102接收的多个命令的命令操作时，对应于命令操作的数据可以被存储在包括在存储器装置150中的缓冲器628、648、668和688中。例如，当执行编程操作时，对应于编程操作的数据可以被存储在缓冲器628、648、668和688中，然后被存储在包括在存储器管芯610、630、650和670的存储块中的页面中。当执行读取操作时，对应于读取操作的数据从包括在存储器管芯610、630、650和670的存储块中的页面被读取，被存储在缓冲器628、648、668和688中，然后通过控制器130被传送到主机102。

在本文中，在本发明的实施例中，为了便于描述，其中包括在存储器装置150中的缓冲器628、648、668和688存在于相应存储器管芯610、630、650和670的外部的情况被作为示例并且被描述。然而，包括在存储器装置150中的缓冲器628、648、668和688可以存在于相应存储器管芯610、630、650和670的内部。另外，缓冲器628、648、668和688可以对应于存储器管芯610、630、650和670中的平面612、616、620、624、632、636、640、644、652、656、660、664、672、676、680和684或存储块614、618、622、626、634、638、642、646、654、658、662、666、674、678、682和686。在本发明的实施例中，为了便于描述，其中包括在存储器装置150中的缓冲器628、648、668和688是如之前参照图3所述的包括在存储器装置150中的多个页面缓冲器322、324和326的情况被描述作为示例。然而，包括在存储器装置150中的缓冲器628、648、668和688可以是包括在存储器装置150中的多个高速缓存器或多个寄存器。

另外，包括在存储器装置150中的存储块可以被分组为多个超级存储块，并且然后可以对超级存储块执行命令操作。在本文中，超级存储块中的每一个可以包括多个存储块，例如包括在第一存储块组和第二存储块组中的存储块。在本文中，当第一存储块组被包括在第一存储器管芯的第一平面中时，第二存储块组可以被包括在第一存储器管芯的第一平面或第一存储器管芯的第二平面中。另外，第二存储块组可以被包括在第二存储器管芯的平面中。在下文中，如上所述，在从主机102接收多个命令并执行命令操作的情况下或者当对存储器装置150执行后台操作时，元数据，特别是映射数据被加载到控制器130的存储器144上并在根据本发明的实施例的存储器系统中被管理的情况被作为示例并且参照图7和图8详细描述。

参照图7，当控制器130接收多个命令，例如多个读取命令时，控制器130可以对包括在存储器装置150中的存储块执行对应于从主机102接收的读取命令的多个读取操作。换言之，如上所述，控制器130可以将对应于从主机102接收的读取命令的用户数据的映射数据的映射段加载到包括在控制器130的存储器144中的第二缓冲器520中，检验映射段，从包括在存储器装置150中的存储块中读取用户数据，将读取的用户数据存储在包括在控制器130的存储器144中的第一缓冲器510中，并且将用户数据传送到主机102。

在本文中，为了便于描述，根据本发明的实施例的从主机102接收多个命令，特别是多个读取命令，然后执行对应于读取命令的读取操作的情况被作为示例并且被描述。然而，本发明的实施例可以被应用到在接收多个写入命令或擦除命令之后，执行对应于多个写入命令或擦除命令的编程操作或擦除操作的情况。另外，根据本发明的实施例，为了便于描述，其中执行对应于从主机102接收的多个命令的命令操作的情况被作为示例并且被描述。然而，本发明的实施例也可以被应用于对存储器装置150执行后台操作的情况。

简而言之，在根据本发明的实施例的存储器系统中，当控制器130从主机102接收多个命令时，控制器130可以检测从主机102接收的命令的模式、与命令对应的命令操作的模式或者与命令操作对应的数据的模式。在本文中，命令、命令操作或数据的模式可以包括作为正常模式的第一模式和作为顺序模式的第二模式，并且可以基于从主机102接收的命令的命令模式、根据命令在存储器装置150中执行的命令操作的执行模式、或者与命令操作对应的数据的数据模式，特别是用户数据的数据模式来判定第一模式和第二模式。

第一模式的正常模式可以表示关于命令、命令操作或用户数据的信息的不连续模式。例如，第一模式的正常模式可以表示命令识别信息、命令操作序列信息或用于访问存储器装置150的存储块的存储块访问信息、以及例如逻辑块地址(lba)或逻辑页面编号(lpn)的用户数据的逻辑信息的不连续模式。

另外，第二模式的顺序模式可以表示关于命令、命令操作或用户数据的信息的连续模式。例如，第二模式的连续模式可以表示命令识别信息、命令操作序列信息或用于访问存储器装置150的存储块的存储块访问信息、以及例如逻辑块地址(lba)或逻辑页面编号(lpn)的用户数据的逻辑信息的连续模式。

例如，作为正常用户数据的第一模式的用户数据可以是其lba或lpn数量是1或等于或小于阈值数量的、具有阈值大小或更小的数据大小的用户数据。正常用户数据的示例可以是随机用户数据。另外，第一模式的用户数据可以是对其访问频率等于或大于阈值的热数据。

另外，作为顺序用户数据的第二模式的用户数据可以是具有多个连续的lba或lpn并且lba或lpn的数量等于或大于阈值数量的、具有等于或大于阈值大小的数据大小的用户数据。顺序用户数据的示例可以是连续用户数据。另外，第二模式的用户数据可以是对其访问频率等于或小于阈值的冷数据。

另外，当控制器130从主机102接收多个命令时，控制器130可以判定从主机102接收的多个命令，例如多个读取命令，是正常读取命令还是顺序读取命令；对应于命令的多个命令操作，例如对应于读取命令的读取操作，是正常读取操作还是顺序读取操作；或者对应于命令操作的用户数据，例如对应于读取操作的用户数据，是正常读取操作还是顺序读取操作。另外，当控制器130对存储器装置150执行后台操作时，控制器130可检测后台操作的模式。在本文中，控制器130可以判定对存储器装置150执行的后台操作是正常后台操作还是顺序后台操作，或者判定对应于后台操作的用户数据是正常用户数据还是顺序用户数据。

如上所述，基于检测到的、在从主机102接收多个命令时从主机102接收的命令的第一模式和第二模式或者在对存储器装置150执行后台操作时后台操作的第一模式和第二模式，控制器130可以将用户数据的映射数据被加载于其上的映射缓冲器或映射高速缓存器(即控制器130的存储器144中的第二缓冲器520)分配为第一模式区域和第二模式区域。控制器130可以基于第一模式和第二模式，将包括在控制器130的存储器144中的映射缓冲器或映射高速缓存器动态地分配为第一模式区域或第一和第二模式区域。

另外，控制器130可以将对应于命令操作或后台操作的映射数据的映射段加载到包括在控制器130的存储器144中的第二缓冲器520中，以执行命令操作或后台操作。具体地，控制器130可以将对应于第一模式的映射数据的映射段加载到被分配的、控制器130的存储器144中的第一模式区域中，将对应于第二模式的映射数据的映射段加载到被分配的、控制器130的存储器144中的第二模式区域，并且管理加载到控制器130的存储器144中的第一模式区域或第二模式区域中的映射段。在下文中，其中控制器130从主机102接收多个读取命令的情况可以作为示例并且被详细描述。

例如，当控制器130从主机102接收第一组读取命令时，控制器130可以检测第一组读取命令的模式、对应于第一组读取命令的第一组读取命令操作的模式、或者对应于第一组读取命令操作的第一组数据的模式，特别是第一组用户数据的模式。在本文中，控制器130可以检测到第一组读取命令、第一组读取命令操作或第一组用户数据具有第一模式。换言之，控制器130可以检测到第一组读取命令是正常读取命令，或者对应于第一组读取命令的第一组读取命令操作是正常读取操作，或者对应于第一组读取命令操作的第一组用户数据是正常用户数据。

控制器130可以将包括在控制器130的存储器144中的第二缓冲器700分配为第一模式区域700。

另外，控制器130可以将第一组用户数据的第一组映射数据的映射段加载到控制器130的存储器144中，以执行第一组读取命令操作，换言之，以从存储器装置150读取第一组用户数据。在本文中，由于第一组读取命令、第一组读取命令操作或第一组用户数据具有第一模式，因此控制器130可以将与第一模式对应的第一组映射数据的映射段712、714、716、718、720、722、724和726加载到控制器130的存储器144中的第一模式区域700中。

在本文中，对应于第一模式的第一组映射数据的映射段712、714、716、718、720、722、724和726可以具有第一单位大小，例如2k的大小，并且控制器130可以以第一单位大小为单位，将对应于第一模式的第一组映射数据的映射段712、714、716、718、720、722、724和726中的每一个加载到第一模式区域700中。

换言之，当第一组映射数据的映射段712、714、716、718、720、722、724和726不存在于第二缓冲器700的第一模式区域700中时，控制器130可以从存储器装置150的存储块读取第一组映射数据的映射段712、714、716、718、720、722、724和726并且将它们加载到第一模式区域700中。在本文中，如上所述，控制器130可以从存储器装置150的存储块读取映射段712、714、716、718、720、722、724和726，并且通过分别对应于存储器装置150中的多个存储器管芯、多个平面或多个存储块的多个缓冲器628、648、668和688，将它们加载到控制器130的存储器144中。在本文中，可以以第一单位大小为单位从存储器装置150的存储块读取映射段712、714、716、718、720、722、724和726中的每一个，然后被读取的映射段可以以第一单位大小为单位通过页面缓冲器被加载到控制器130的存储器144中。由于映射段712、714、716、718、720、722、724和726的加载操作将在稍后参照图8描述，因此在此将不提供对其的进一步描述。

另外，控制器130可以基于最近使用最多(mru)/最近使用最少(lru)方案，来管理被加载到第一模式区域700中的映射段712、714、716、718、720、722、724和726。图7示例性地示出mru映射段702和lru映射段704。具体地，控制器130可以根据mru/lru方案将映射段712、714、716、718、720、722、724和726保持在作为第一模式区域700的第二缓冲器700中，或者在对存储器装置150执行映射清除操作之后丢弃它们。在本文中，控制器130可以管理被存储在第一模式区域700中的映射段712、714、716、718、720、722、724和726的列表(例如，mru/lru列表)。

另外，控制器130可以响应于第一组读取命令，通过被加载到第一模式区域700中的第一组映射数据的映射段712、714、716、718、720、722、724和726，从存储器装置150的存储块中读取第一组用户数据，然后将从存储器装置150读取的第一组用户数据存储到包括在控制器130的存储器144中的第一缓冲器510中，并且将存储在第一缓冲器510中的第一组用户数据传送到主机102。在本文中，当控制器130从存储器装置150的存储块读取第一组用户数据时，如上所述，控制器130可以从存储器装置150的存储块读取第一组用户数据，然后通过分别对应于存储器装置150中的存储器管芯、平面或存储块的缓冲器628、648、668和688将它们存储在控制器130的存储器144中。由于之前参照图5和图6详细描述了第一组用户数据的读取操作，因此在此将不提供对其的进一步描述。

当控制器130从主机102接收第二组读取命令时，控制器130可以检测第二组读取命令的模式、对应于第二组读取命令的第二组读取命令操作的模式、或者对应于第二组读取命令操作的第二组数据的模式，特别是第二组用户数据的模式。在本文中，控制器130可以检测到第二组读取命令、第二组读取命令操作或第二组用户数据具有第二模式。换言之，控制器130可以检测到第二组读取命令是顺序读取命令，或者对应于第二组读取命令的第二组读取命令操作是顺序读取操作，或者对应于第二组读取命令操作的第二组用户数据是顺序用户数据。

另外，当第二组读取命令被判定为顺序用户数据，即第二模式时，控制器130可以将第二缓冲器700分配为第一模式区域700_1和第二模式区域700_2。具体地，由于第二组读取命令、第二组读取命令操作或第二组用户数据具有第二模式，因此控制器130可以在将第二缓冲器700被分配为对应于从主机102接收的第一组读取命令的第一模式区域700的同时，将第二缓冲器700分配为对应于第一组读取命令的第一模式区域700_1和对应于第二组读取命令的第二模式区域700_2。在本文中，控制器130可以将第一缓冲器700的存储器区域的部分分配为第二模式区域700_2，以用于将第一模式区域700的lru映射段存储在包括在控制器130的存储器144中的第二缓冲器700中。

另外，控制器130可以将第一组用户数据的第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772加载到控制器130的存储器144中，以执行第一组读取命令操作，换言之，以从存储器装置150读取第一组用户数据。在本文中，由于第一组读取命令、第一组读取命令操作或第一组用户数据具有第一模式，因此控制器130可以将对应于第一模式的第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772加载到包括在控制器130的存储器144中的第二缓冲器700的第一模式区域700_1中。

另外，控制器130可以将第二组用户数据的第二组映射数据的映射段782加载到控制器130的存储器144中，以执行第二组读取命令操作，换言之，以从存储器装置150读取第二组用户数据。在本文中，由于第二组读取命令、第二组读取命令操作或第二组用户数据具有第二模式，因此控制器130可以将对应于第二模式的第二组映射数据的映射段782加载到包括在控制器130的存储器144中的第二缓冲器700的第二模式区域700_2中。

在本文中，对应于第一模式的第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770、724和772可以具有第一单位大小，例如2k的大小，并且控制器130可以以第一单位大小为单位将对应于第一模式的第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772中的每一个加载到第一模式区域700_1中。

另外，对应于第二模式的第二组映射数据的映射段782可以具有第二单位大小，例如32k的大小，并且控制器130可以以第二单位大小为单位将对应于第二模式的第二组映射数据的映射段782加载到第二模式区域700_2中。在本文中，第二单位大小可以具有等于第一单位大小的整数倍的大容量大小。具体地，基于被加载到第二模式区域700_2中的第二组映射数据的映射段782的大小，第二缓冲器700可以被动态地分配为第二模式区域700_2。

换言之，当第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772不存在于第二缓冲器700的第一模式区域700_1中时，控制器130可以从存储器装置150的存储块读取第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772并且将它们加载到第一模式区域700_1中。在本文中，如上所述，控制器130可以从存储器装置150的存储块读取映射段762、764、766、768、770和772，然后通过分别对应于存储器装置150中的存储器管芯、平面或存储块的缓冲器628、648、668和688将它们加载到控制器130的存储器144中。在本文中，可以以第一单位大小为单位从存储器装置150的存储块中读取第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772中的每一个，然后被读取的映射段可以以第一单位大小为单位通过页面缓冲器被加载到控制器130的存储器144中。由于映射段762、764、766、768、770和772的加载操作将在稍后参照图8描述，因而在此将不提供对其的进一步描述。

另外，当第二组映射数据的映射段782不存在于第二缓冲器700的第二模式区域700_2中时，控制器130可以从存储器装置150的存储块读取第二组映射数据的映射段782并且将它们加载到第二模式区域700_2中。在本文中，如上所述，控制器130可以从存储器装置150的存储块读取映射段782，并且通过分别对应于存储器装置150中的多个存储器管芯、多个平面或多个存储块的多个缓冲器628、648、668和688将映射段782加载到控制器130的存储器144中。在本文中，可以以第二单位大小为单位通过用于平面或存储器管芯的交错方法从存储器装置150的存储块中读取第二组映射数据的映射段782，并且然后被读取的映射段可以以第二单位大小为单位从页面缓冲器被加载到控制器130的存储器144中。由于映射段782的加载操作将在稍后参照图8描述，因而在此将不提供对其的进一步描述。

另外，控制器130可以基于最近使用最多(mru)/最近使用最少(lru)方案来管理被加载到第一模式区域700_1中的映射段762、764、766、768、770和772。具体地，控制器130可以根据mru/lru方案将映射段762、764、766、768、770和772保持在第一模式区域700_1中，或者在对存储器装置150执行映射清除操作之后丢弃它们。在本文中，控制器130可以管理被存储在第一模式区域700_1中的映射段762、764、766、768、770和772的列表(例如，mru/lru列表)。

另外，当根据被加载到第二模式区域700_2中的映射段782执行命令操作或后台操作时，控制器130可以管理被加载到第二模式区域700_2中的映射段782。换言之，控制器130可以根据被加载到第二模式区域700_2中的映射段782执行命令操作或后台操作，然后控制器130可以通过对存储器装置150执行映射清除操作来丢弃加载到第二模式区域700_2中的映射段782。

在本文中，根据本发明的实施例，为了便于描述，其中第二单位大小的单个映射段782被加载到第二模式区域700_2中的情况被作为示例并且被描述。然而，第二组映射数据的多个映射段可以被加载到第二模式区域700_2中。在本文中，可以基于mru/lru方案来管理被加载到第二模式区域700_2中的第二组映射数据的映射段。在本文中，当第二组映射数据的多个映射段被加载到第二模式区域700_2中时，控制器130的存储器144中，相比较于第一模式区域700_1的大小，第二模式区域700_2的大小可以增加。换言之，当第二组映射数据的多个映射段被加载到第二模式区域700_2中时，第二组映射数据的映射段的数量或大小可以增加超过第一组映射数据的映射段的数量或大小。具体地，当在控制器130的存储器144中仅存在第二组映射数据的映射段时，第一组读取命令操作的操作性能可能劣化。根据本发明的实施例，如上所述，具有第二单位大小的一个映射段782可以被加载到第二模式区域700_2中。在本文中，当前加载到第二模式区域700_2中的映射段782可以从第二模式区域700_2中被丢弃，使得在根据当前加载的映射段782执行命令操作和后台操作之后，第二组映射数据的另一映射段被加载到第二模式区域700_2中。

另外，控制器130可以响应于第一组读取命令，通过被加载到第一模式区域700_1中的第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772从存储器装置150的存储块中读取第一组用户数据，然后将从存储器装置150读取的第一组用户数据存储到包括在控制器130的存储器144中的第一缓冲器510中，并且将存储在第一缓冲器510中的第一组用户数据传送到主机102。在本文中，当控制器130从存储器装置150的存储块读取第一组用户数据时，如上所述，控制器130可以从存储器装置150的存储块读取第一组用户数据，然后通过分别对应于存储器装置150中的存储器管芯、平面或存储块的缓冲器628、648、668和688，将它们存储在控制器130的存储器144中。由于之前参照图5和图6详细描述了第一组用户数据的读取操作，因而在此中将不提供对其的进一步描述。

另外，控制器130可以响应于第二组读取命令，通过被加载到第二模式区域700_2中的第二组映射数据的映射段782从存储器装置150的存储块读取第二组用户数据，并且然后将从存储器装置150读取的第二组用户数据存储到包括在控制器130的存储器144中的第一缓冲器510中，并且将存储在第一缓冲器510中的第二组用户数据传送到主机102。在本文中，当控制器130从存储器装置150的存储块读取第二组用户数据时，如上所述，控制器130可以通过用于平面或存储器管芯的交错方法从存储器装置150的存储器管芯、平面或存储块读取第二组用户数据，然后通过分别对应于存储器装置150中的存储器管芯、平面或存储块的缓冲器628、648、668和688将第二组用户数据存储在控制器130的存储器144中。由于之前参照图5和图6详细描述了第二组用户数据的读取操作，因而在此将不提供对其的进一步描述。

接下来，参照图8，如上所述，当控制器130从存储器装置150的存储块读取第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772或第二组映射数据的映射段782时，控制器130可以通过缓冲器，例如分别对应于存储器装置150中的存储器管芯、平面或存储块的页面缓冲器802、804、806和808，将它们从存储器装置150的存储块读取到控制器130的存储器144中。在本文中，在本发明的实施例中，为了便于描述，其中页面缓冲器802、804、806和808分别对应于多个平面的情况，即，其中页面缓冲器0802对应于存储器装置150中的平面0、页面缓冲器1804对应于存储器装置150中的平面1、页面缓冲器2806对应于存储器装置150中的平面2以及页面缓冲器3808对应于存储器装置150中的平面3的情况作为示例并且被详细描述。

简而言之，控制器130可以从包括在存储器装置150的平面0中的存储块读取映射段0850，将映射段0850存储在页面缓冲器0802中，并且将存储在页面缓冲器0802中的映射段0850加载到控制器130的存储器144中。另外，控制器130可以从包括在存储器装置150的平面1中的存储块读取映射段1860，将映射段1860存储在页面缓冲器1804中，并且将存储在页面缓冲器1804中的映射段1860加载到控制器130的存储器144中。并且，控制器130可以从包括在存储器装置150的平面2中的存储块读取映射段2870，将映射段2870存储在页面缓冲器2806中，并且将存储在页面缓冲器2806中的映射段2870加载到控制器130的存储器144中。另外，控制器130可以从包括在存储器装置150的平面3中的存储块读取映射段3880，将映射段3880存储在页面缓冲器3808中，并且将存储在页面缓冲器3808中的映射段3880加载到控制器130的存储器144中。在下文中，在根据本发明的实施例的存储器系统中，将通过采用示例来详细描述控制器130将第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772以及第二组映射数据的映射段782加载到控制器130的存储器144中的操作。

例如，当控制器130将第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772中的第一映射段768加载到控制器130的存储器144中时，控制器130可以从存储器装置150的存储块，例如平面0的存储块，读取第一映射段768，并且将读取的第一映射段768存储在页面缓冲器0802中作为映射段0850的第一映射段852。在本文中，第一映射段768可以以第一单位大小为单位从平面0的存储块被读取，并且因此映射段0850的第一映射段852可以以第一单位大小为单位被存储在页面缓冲器0802中。然后，控制器130可以以第一单位大小为单位将存储在页面缓冲器0802中的第一映射段852加载到第一模式区域700_1中。简而言之，控制器130可以将第一单位大小的第一映射段768加载到第一模式区域700_1中。

另外，当控制器130将第一组映射数据的映射段762、764、766、766、770和772中的第二映射段766加载到控制器130的存储器144中时，控制器130可以从存储器装置150的存储块，例如平面0的存储块，读取第二映射段766，并且将读取的第二映射段766存储在页面缓冲器0802中作为映射段0850的第二映射段854。在本文中，第二映射段766可以以第一单位大小为单位从平面0的存储块被读取，并且因此映射段0850的第二映射段854可以以第一单位大小为单位被存储在页面缓冲器0802中。然后，控制器130可以以第一单位大小为单位将存储在页面缓冲器0802中的第二映射段854加载到第一模式区域700_1中。简而言之，控制器130可以将第一单位大小的第二映射段766加载到第一模式区域700_1中。

另外，当控制器130将第一组映射数据的映射段762、764、764、766、770和772中的第三映射段764加载到控制器130的存储器144中时，控制器130可以从存储器装置150的存储块，例如平面1的存储块，读取第三映射段764，并且将读取的第三映射段764存储在页面缓冲器1804中作为映射段1860的第一映射段862。在本文中，第三映射段764可以以第一单位大小为单位从平面1的存储块被读取，并且因此映射段1860的第一映射段862可以以第一单位大小为单位被存储在页面缓冲器1804中。然后，控制器130可以以第一单位大小为单位将存储在页面缓冲器1804中的第一映射段862加载到第一模式区域700_1中。简而言之，控制器130可以将第一单位大小的第三映射段764加载到第一模式区域700_1中。

另外，当控制器130将第一组映射数据的映射段762、762、764、766、770和772中的第四映射段762加载到控制器130的存储器144中时，控制器130可以从存储器装置150的存储块，例如平面2的存储块，读取第四映射段762，并且将读取的第四映射段762存储在页面缓冲器2806中作为映射段2870的第一映射段872。在本文中，第四映射段762可以以第一单位大小为单位从平面2的存储块被读取，并且因此映射段2870的第一映射段872可以以第一单位大小为单位被存储在页面缓冲器2806中。然后，控制器130可以以第一单位大小为单位将存储在页面缓冲器2806中的第一映射段872加载到第一模式区域700_1中。简而言之，控制器130可以将第一单位大小的第四映射段762加载到第一模式区域700_1中。

在本文中，如上所述，控制器130可以以第一单位大小为单位从存储器装置150的存储块中读取第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772中的每一个，并且然后将映射段762、764、766、768、770和772分别存储在相应的页面缓冲器802、804、806和808中，并且以第一单位大小为单位将存储在页面缓冲器802、804、806和808中的映射段加载到第一模式区域700_1中。简而言之，控制器130可以针对第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772中的每个映射段，以第一单位大小为单位执行对存储器装置150的存储块的单个读取操作或者对第一模式区域700_1的单个加载操作。并且，如上所述，可以基于mru/lru方案来管理被加载到第一模式区域700_1中的第一组映射数据的映射段762、764、766、768、770和772。

另外，当控制器130将第二组映射数据的映射段782加载到控制器130的存储器144中时，控制器130可以从存储器装置150的存储块读取映射段782。例如，控制器130可以通过用于存储器装置150的存储器管芯或平面的交错方法，从平面0的存储块、平面1的存储块、平面2的存储块以及平面3的存储块读取映射段782。在本文中，可以以第二单位大小为单位从存储器装置150的存储块读取第二组映射数据的映射段782。例如，可以以第二单位大小为单位从平面0的存储块、平面1的存储块、平面2的存储块以及平面3的存储块读取第二组映射数据的映射段782。

以第二单位大小为单位被读取的第二组映射数据的映射段782可以以第三单位大小为单位，例如以8k的大小为单位，分别地被存储在页面缓冲器0802中作为映射段0850、被存储在页面缓冲器1804中作为映射段1860、被存储在页面缓冲器2806中作为映射段2870以及被存储在页面缓冲器3808中作为映射段3880。换言之，第二组映射数据的映射段782的映射段0850可以从平面0的存储块中被读取并且以第三单位大小为单位被存储在页面缓冲器0802中。而且，第二组映射数据的映射段782的映射段1860可以从平面1的存储块中被读取并且以第三单位大小为单位被存储在页面缓冲器1804中。而且，第二组映射数据的映射段782的映射段2870可以从平面2的存储块中被读取并且以第三单位大小为单位被存储在页面缓冲器2806中。而且，第二组映射数据的映射段782的映射段3880可以从平面3的存储块中被读取并且以第三单位大小为单位被存储在页面缓冲器3808中。控制器130可以以第二单位大小为单位将存储在页面缓冲器802、804、806和808中的映射段850、860、870和880加载到第二模式区域700_2中。简而言之，控制器130可以以第二单位大小为单位将第二组映射数据的映射段782加载到第二模式区域700_2中。

在本文中，如上所述，控制器130可以通过用于存储器装置150的存储器管芯或平面的交错方法，以第二单位大小为单位从存储器装置150的存储块中读取第二组映射数据的映射段782，然后以第三单位大小为单位分别将映射段782存储在页面缓冲器802、804、806和808中，并且以第二单位大小为单位将存储在页面缓冲器802、804、806和808中的第二组映射数据的映射段782加载到第二模式区域700_2中。简而言之，控制器130可以针对第二组映射数据的映射段782的映射段0850、映射段1860、映射段2870以及映射段3880，以第二单位大小为单位执行对存储器装置150的存储块的单个读取操作或者对第二模式区域700_2的单个加载操作。

在上述根据本发明的实施例的存储器系统中，通过检测从主机102接收的命令、对应于命令的命令操作或对应于命令操作的数据或者检测后台操作或对应于后台操作的数据之后，对控制器130的存储器144动态地分配映射缓冲器或映射高速缓存器，可以有效地使用控制器130的存储器144。另外，可以通过利用控制器130的存储器144有效地加载和管理映射数据的映射段来提高存储器系统的操作性能。在下文中，下面将参照图9详细描述根据本发明的实施例的在存储器系统中处理数据的操作。

图9是示出根据本发明的实施例的在存储器系统中的数据处理操作的流程图。

参照图9，在步骤910中，存储器系统110可以从主机102接收多个命令。在步骤920中，存储器系统110可以检测从主机102接收的命令的模式、对应于命令的多个命令操作的模式以及对应于命令操作的数据的模式。在本文中，存储器系统110可以检测命令的模式、命令操作的模式或数据的模式，特别是用户数据的模式是第一模式还是第二模式。另外，当对存储器装置150执行后台操作时，存储器系统110可以检测后台操作的模式或对应于后台操作的数据的模式，特别是用户数据的模式是第一模式还是第二模式。

在步骤930中，可以分配控制器130的存储器144的映射缓冲器或映射高速缓存器，以便将命令、命令操作、后台操作或对应于数据的映射数据的映射段加载到控制器130的存储器144中。具体地，基于检测到的模式，可以将映射缓冲器或映射高速缓存器分配为模式区域。例如，可以将控制器130的存储器144动态地分配为第一模式区域和第二模式区域。

接下来，在步骤940中，可以从存储器装置150的存储块读取对应于每个模式的映射数据的映射段，然后通过包括在存储器装置150中的缓冲器将它们加载到控制器130的存储器144中，即加载到第一模式区域和第二模式区域中。

在步骤950中，可以基于加载到第一模式区域和第二模式区域中的映射段来执行命令操作，并且可以根据命令操作的执行来更新映射段。

在本文中，由于之前参照图5至图8详细描述了分配映射缓冲器或映射高速缓存器，例如基于命令的模式、对应于命令的命令操作的模式、对应于命令操作的数据，特别是用户数据的模式、后台操作的模式以及对应于后台操作的数据，特别是用户数据的模式，对控制器130的存储器144动态地分配模式区域并将映射数据的映射段加载到模式区域的操作，因此在此将不提供对其的进一步描述。在下文中，将参照图10至图18详细描述应用包括根据本发明的实施例的参照图1至图9描述的存储器装置150和控制器130的存储器系统110的数据处理系统和电子装置。

图10是示意性示出包括根据本实施例的存储器系统的数据处理系统的另一示例的简图。图10示意性示出应用了根据本实施例的存储器系统的存储卡系统。

参照图11，存储卡系统6100可包括存储器控制器6120、存储器装置6130和连接器6110。

更具体地，存储器控制器6120可被连接到通过非易失性存储器实施的存储器装置6130，并被配置为访问存储器装置6130。例如，存储器控制器6120可被配置为控制存储器装置6130的读取操作、写入操作、擦除操作和后台操作。存储器控制器6120可被配置为提供存储器装置6130和主机之间的接口并驱动用于控制存储器装置6130的固件。即，存储器控制器6120可以对应于参照图1描述的存储器系统110的控制器130，并且存储器装置6130可以对应于参照图1描述的存储器系统110的存储器装置150。

因此，存储器控制器6120可包括ram、处理单元、主机接口、存储器接口和错误校正单元。存储器控制器6120可进一步包括图5、图7或图9中所示的元件。

存储器控制器6120可通过连接器6110与例如图1的主机102的外部装置通信。例如，如参照图1所述，存储器控制器6120可被配置为通过诸如以下的各种通信协议中的一种或多种与外部装置通信：通用串行总线(usb)、多媒体卡(mmc)、嵌入式mmc(emmc)、外围组件互连(pci)、高速pci(pcie)、高级技术附件(ata)、串行ata，并行ata、小型计算机系统接口(scsi)、增强型小型磁盘接口(edsi)、电子集成驱动器(ide)、火线、通用闪存(ufs)、wi-fi以及蓝牙等。因此，根据本实施例的存储器系统和数据处理系统可应用于有线/无线电子装置，或者特别是应用于移动电子装置。

存储器装置6130可通过非易失性存储器来实施。例如，存储器装置6130可通过诸如以下的各种非易失性存储器装置来实施：可擦除可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、nand闪速存储器、nor闪速存储器、相变ram(pram)、电阻式ram(reram)、铁电ram(fram)以及自旋转移力矩磁性ram(stt-mram)。存储器装置6130可包括如图5、图7或图9中的存储器装置150中的多个管芯。

存储器控制器6120和存储器装置6130可集成到单个半导体装置中。例如，存储器控制器6120和存储器装置6130可通过集成到单个半导体装置中来构造固态硬盘(ssd)。此外，存储器控制器6120和存储器装置6130可构成存储卡，诸如pc卡(pcmcia：个人计算机存储卡国际协会)、标准闪存(cf)卡、智能媒体卡(例如，sm和smc)、记忆棒、多媒体卡(例如，mmc、rs-mmc、微型mmc和emmc)、sd卡(例如，sd、迷你sd、微型sd和sdhc)以及通用闪速存储(ufs)。

图11是示意性示出包括根据本实施例的存储器系统的数据处理系统的另一示例的简图。

参照图11，数据处理系统6200可包括具有一个或多个非易失性存储器的存储器装置6230和用于控制存储器装置6230的存储器控制器6220。如图11所示的数据处理系统6200可作为如参照图1所描述的诸如存储卡(cf、sd、微型-sd等)或usb装置的存储介质。存储器装置6230可以对应于图1所示的存储器系统110的控制器150，并且存储器控制器6220可以对应于图1所示的存储器系统110的存储器控制器130。

存储器控制器6220可响应于主机6210的请求来控制对存储器装置6230的读取操作、写入操作或擦除操作，并且存储器控制器6220可包括一个或多个cpu6221、诸如ram6222的缓冲存储器、ecc电路6223、主机接口6224以及诸如nvm接口6225的存储器接口。

cpu6221可控制对存储器装置6230的全部操作，例如读取操作、写入操作、文件系统管理和坏页面管理操作。ram6222可根据cpu6221的控制来操作且用作工作存储器、缓冲存储器或高速缓冲存储器。当ram6222用作工作存储器时，通过cpu6221处理的数据可被临时存储在ram6222中。当ram6222用作缓冲存储器时，ram6222可用于缓冲从主机6210传输到存储器装置6230的数据或从存储器装置6230传输到主机6210的数据。当ram6222用作高速缓冲存储器时，ram6222可辅助低速存储器装置6230以高速运行。

ecc电路6223可对应于图1所示的控制器130的ecc单元138。如参照图1所述，ecc电路6223可生成用于校正从存储器装置6230提供的数据的失效位或错误位的ecc(错误校正码)。ecc电路6223可对提供给存储器装置6230的数据执行错误校正编码，从而形成具有奇偶校验位的数据。奇偶校验位可被存储在存储器装置6230中。ecc电路6223可对从存储器装置6230输出的数据执行错误校正解码。此时，ecc电路6223可使用奇偶校验位来校正错误。例如，如参照图1所述，ecc电路6223可使用ldpc码、bch码、turbo码、里德-所罗门(rs)码、卷积码、rsc或诸如tcm或bcm的编码调制来校正错误。

存储器控制器6220可通过主机接口6224向主机6210传输数据/从主机6210接收数据，并通过nvm接口6225向存储器装置6230传输数据/从存储器装置6230接收数据。主机接口6224可通过pata总线、sata总线、scsi、usb、pcie或nand接口连接到主机6210。存储器控制器6220可具有使用诸如wifi或长期演进(lte)的移动通信协议的无线通信功能。存储器控制器6220可连接到外部装置，例如主机6210或另一个外部装置，然后向外部装置传输数据/从外部装置接收数据。特别地，由于存储器控制器6220被配置为通过各种通信协议中的一种或多种与外部装置进行通信，因此根据本实施例的存储器系统和数据处理系统可应用于有线/无线电子装置或特别是移动电子装置。

图12是示意性示出包括根据本实施例的存储器系统的数据处理系统的另一示例的简图。图12示意性示出应用了根据本实施例的存储器系统的ssd。

参照图12，ssd6300可包括控制器6320和包括多个非易失性存储器的存储器装置6340。存储器控制器6320可以对应于图1的存储器系统110的控制器130，并且存储器装置6340可以对应于图1的存储器系统110的存储器装置150。

更具体地，控制器6320可通过多个通道ch1至chi连接到存储器装置6340。控制器6320可包括一个或多个处理器6321、缓冲存储器6325、ecc电路6322、主机接口6324以及例如非易失性存储器接口6326的存储器接口。

缓冲存储器6325可临时存储从主机6310提供的数据或从包括在存储器装置6340中的多个闪速存储器nvm提供的数据，或者临时存储多个闪速存储器nvm的元数据，例如，包括映射表的映射数据。缓冲存储器6325可通过诸如dram、sdram、ddrsdram、lpddrsdram和gram的易失性存储器或诸如fram、reram、stt-mram和pram的非易失性存储器来实施。为便于描述，图12示出了缓冲存储器6325存在于控制器6320内部。然而，缓冲存储器6325可存在于控制器6320外部。

ecc电路6322可在编程操作期间计算待被编程到存储器装置6340的数据的ecc值，在读取操作期间基于ecc值对从存储器装置6340读取的数据执行错误校正操作，并在失效数据恢复操作期间对从存储器装置6340恢复的数据执行错误校正操作。

主机接口6324可提供与诸如主机6310的外部装置的接口功能，并且非易失性存储器接口6326可提供与通过多个通道连接的存储器装置6340的接口功能。

此外，应用了图1的存储器系统110的多个ssd6300可以被提供以实施例如raid(独立磁盘的冗余阵列)系统的数据处理系统。此时，raid系统可包括多个ssd6300和用于控制多个ssd6300的raid控制器。当raid控制器响应于从主机6310提供的写入命令执行编程操作时，raid控制器可根据多个raid级别，即，从ssd6300中的主机6310提供的写入命令的raid级别信息，来选择一个或多个存储器系统或ssd6300，并将对应于写入命令的数据输出到选择的ssd6300。此外，当raid控制器响应于从主机6310提供的读取命令执行读取命令时，raid控制器可根据多个raid级别，即，从ssd6300中的主机6310提供的读取命令的raid级别信息，来选择一个或多个存储器系统或ssd6300，并将从所选择的ssd6300读取的数据提供给主机6310。

图13是示意性示出包括根据本实施例的存储器系统的数据处理系统的另一示例的简图。图13示意性示出应用根据本实施例的存储器系统的嵌入式多媒体卡(emmc)。

参照图13，emmc6400可包括控制器6430和通过一个或多个nand闪速存储器实施的存储器装置6440。存储器控制器6430可以对应于图1的存储器系统110的控制器130，并且存储器装置6440可以对应于图1的存储器系统110的存储器装置150。

更具体地，控制器6430可通过多个通道连接到存储器装置6440。控制器6430可包括一个或多个内核6432、主机接口6431和诸如nand接口6433的存储器接口。

内核6432可控制emmc6400的全部操作，主机接口6431可提供控制器6430和主机6410之间的接口功能，并且nand接口6433可提供存储器装置6440和控制器6430之间的接口功能。例如，主机接口6431可作为并行接口，例如参照图1所描述的mmc接口。此外，主机接口6431可作为串行接口，例如uhs((超高速)-i/uhs-ii)接口。

图14至图17是示意性示出包括根据本实施例的存储器系统的数据处理系统的其它示例的简图。图14至图17示意性地示出应用了根据本实施例的存储器系统的ufs(通用闪速存储器)系统。

参照图14至图17，ufs系统6500、6600、6700和6800可分别包括主机6510、6610、6710和6810，ufs装置6520、6620、6720和6820以及ufs卡6530、6630、6730和6830。主机6510、6610、6710和6810可用作有线/无线电子装置或特别是移动电子装置的应用处理器，ufs装置6520、6620、6720和6820可用作嵌入式ufs装置，并且ufs卡6530、6630、6730和6830可用作外部嵌入式ufs装置或可移动ufs卡。

在各个ufs系统6500、6600、6700和6800中的主机6510、6610、6710和6810、ufs装置6520、6620、6720和6820以及ufs卡6530、6630、6730和6830可以通过ufs协议与例如有线/无线电子装置或特别是移动电子装置的外部装置通信，并且ufs装置6520、6620、6720和6820以及ufs卡6530、6630、6730和6830可以通过图1所示的存储器系统110实施。例如，在ufs系统6500、6600、6700和6800中，ufs装置6520、6620、6720和6820可以参照图11至图13描述的数据处理系统6200、ssd6300或emmc6400的形式来实施，并且ufs卡6530、6630、6730和6830可以参照图10描述的存储卡系统6100的形式来实施。

而且，在ufs系统6500、6600、6700和6800中，主机6510、6610、6710和6810，ufs装置6520、6620、6720和6820以及ufs卡6530、6630、6730和6830可通过ufs接口，例如，mipi(移动工业处理器接口)中的mipim-phy和mipiunipro(统一协议)来彼此通信。此外，ufs装置6520、6620、6720和6820与ufs卡6530、6630、6730和6830可通过ufs协议以外的各种协议，例如，ufd、mmc、sd、迷你-sd和微型-sd彼此通信。

在图14所示的ufs系统6500中，主机6510、ufs装置6520以及ufs卡6530中的每一个可包括unipro。主机6510可执行交换操作，以便与ufs装置6520和ufs卡6530通信。特别地，主机6510可通过诸如unipro处的l3交换的链路层交换与ufs装置6520或ufs卡6530通信。此时，ufs装置6520和ufs卡6530可通过主机6510的unipro处的链路层交换来彼此通信。在本实施例中，为便于描述，已经例示了其中一个ufs装置6520和一个ufs卡6530连接到主机6510的配置。然而，多个ufs装置和ufs卡可并联或以星型形式连接到主机6410，并且多个ufs卡可并联或以星型形式连接到ufs装置6520，或者串联或以链型形式连接到ufs装置6520。

在图15所示的ufs系统6600中，主机6610、ufs装置6620和ufs卡6630中的每一个可包括unipro，并且主机6610可通过执行交换操作的交换模块6640，例如，通过在unipro处执行链路层交换(例如l3交换)的交换模块6640，来与ufs装置6620或ufs卡6630通信。ufs装置6620和ufs卡6630可通过在unipro处的交换模块6640的链路层交换来彼此通信。在本实施例中，为便于描述，已经例示了其中一个ufs装置6620和一个ufs卡6630连接到交换模块6640的配置。然而，多个ufs装置和ufs卡可并联或以星型形式连接到交换模块6640，并且多个ufs卡可串联或以链型形式连接到ufs装置6620。

在图16所示的ufs系统6700中，主机6710、ufs装置6720和ufs卡6730中的每一个可包括unipro，并且主机6710可通过执行交换操作的交换模块6740，例如，通过在unipro处执行链路层交换(例如l3交换)的交换模块6740，来与ufs装置6720或ufs卡6730通信。此时，ufs装置6720和ufs卡6730可通过在unipro处的交换模块6740的链路层交换来彼此通信，并且交换模块6740可在ufs装置6720内部或外部与ufs装置6720集成为一个模块。在本实施例中，为便于描述，已经例示了其中一个ufs装置6720和一个ufs卡6730连接到交换模块6740的配置。然而，每一个包括交换模块6740和ufs装置6720的多个模块可并联或以星型形式连接到主机6710，或者串联或以链型形式彼此连接。此外，多个ufs卡可并联或以星型形式连接到ufs装置6720。

在图17所示的ufs系统6800中，主机6810、ufs装置6820和ufs卡6830中的每一个可包括m-phy和unipro。ufs装置6820可执行交换操作以便与主机6810和ufs卡6830通信。特别地，ufs装置6820可通过用于与主机6810通信的m-phy和unipro模块之间的交换操作和用于与ufs卡6830通信的m-phy和unipro模块之间的交换操作，例如通过目标id(标识符)交换操作，来与主机6810或ufs卡6830通信。此时，主机6810和ufs卡6830可通过ufs装置6820的m-phy和unipro模块之中的目标id交换来彼此通信。在本实施例中，为便于描述，已经例示了其中一个ufs装置6820连接到主机6810，一个ufs卡6830连接到ufs装置6820的配置。然而，多个ufs装置可并联或以星型形式连接到主机6810或串联或以链型形式连接到主机6810，并且多个ufs卡可并联或以星型形式连接到ufs装置6820或串联或以链型形式连接到ufs装置6820。

图18是示意性地示出包括根据实施例的存储器系统的数据处理系统的另一示例的简图。图18是示意性地示出应用了根据本实施例的存储器系统的用户系统的简图。

参照图18，用户系统6900可包括应用处理器6930、存储器模块6920、网络模块6940、存储模块6950和用户接口6910。

更具体地，应用处理器6930可驱动包括在用户系统6900中的诸如os的部件，并且包括控制包括在用户系统6900中的部件的控制器、接口和图形引擎。应用处理器6930可作为片上系统(soc)被提供。

存储器模块6920可用作用户系统6900的主存储器、工作存储器、缓冲存储器或高速缓冲存储器。存储器模块6920可包括诸如dram、sdram、ddrsdram、ddr2sdram、ddr3sdram、lpddrsdarm、lpddr3sdram或lpddr3sdram的易失性ram，或诸如pram、reram、mram或fram的非易失性ram。例如，可基于pop(堆叠封装)来封装并安装应用处理器6930和存储器模块6920。

网络模块6940可与外部装置通信。例如，网络模块6940不仅可支持有线通信，而且可支持各种无线通信协议，诸如码分多址(cdma)、全球移动通信系统(gsm)、宽带cdma(wcdma)、cdma-2000、时分多址(tdma)、长期演进(lte)、全球微波接入互操作性(wimax)、无线局域网(wlan)、超宽带(uwb)、蓝牙、无线显示器(wi-di)等，因此与有线/无线电子装置或特别是移动电子装置通信。因此，根据本发明的实施例的存储器系统和数据处理系统可应用于有线/无线电子装置。网络模块6940可被包括在应用处理器6930中。

存储模块6950可存储数据，例如从应用处理器6930接收的数据，然后可将所存储的数据传输到应用处理器6930。存储模块6950可通过诸如相变ram(pram)、磁性ram(mram)、电阻式ram(reram)、nand闪存、nor闪存和3dnand闪存的非易失性半导体存储器装置来实施，并且可被提供为诸如用户系统6900的存储卡或外部驱动器的可移动存储介质。存储模块6950可以对应于以上参照图1描述的存储器系统110。此外，存储模块6950可被实施为如上参照图12至图17所述的ssd、emmc和ufs。

用户接口6910可包括用于向应用处理器6930输入数据或命令或者用于将数据输出到外部装置的接口。例如，用户接口6910可包括诸如键盘、小键盘、按钮、触摸面板、触摸屏、触摸板、触摸球、摄像机、麦克风、陀螺仪传感器、振动传感器和压电元件的用户输入接口，以及诸如液晶显示器(lcd)、有机发光二极管(oled)显示装置、有源矩阵oled(amoled)显示装置、led、扬声器和监视器的用户输出接口。

此外，当图1的存储器系统110被应用于用户系统6900的移动电子装置时，应用处理器6930可以控制移动电子装置的全部操作，并且网络模块6940可以用作用于控制与外部装置的有线/无线通信的通信模块。用户接口6910可在移动电子装置的显示/触摸模块上显示通过处理器6930处理的数据，或支持从触摸面板接收数据的功能。

根据本发明的实施例，一种存储器系统以及存储器系统的操作方法能够通过最小化存储器系统的复杂性和性能劣化并且最大化存储器装置的效用效率来利用存储器装置快速且稳定地处理数据。

虽然已经针对具体实施例描述本发明，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离如权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和变型。