固态储存装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种固态储存装置，特别是关于具有多个程序化机制的固态储存装置以及其控制方法。
【背景技术】
[0002]数字相机、手机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对储存媒体的需求也急速增加。由于闪存(flash memory)具有资料非挥发性、省电、体积小、无机械结构、读写速度快等特性，最适于可携式电子产品，例如笔记本电脑。固态储存装置就是一种以闪存作为储存媒体的储存装置。因此，近年闪存产业成为电子产业中相当热门的一环。
[0003]用于固态储存装置的闪存一般为一种非挥发性(non-volatile)的存储器元件。也就是说，当资料写入闪存后，一旦系统电源关闭，资料仍保存在固态储存装置中。图1是根据已知技术所绘示的闪存元件的示意图。
[0004]请参照图1,闪存元件I包含用于储存电子的电荷捕捉层(charge trapinglayer) 2、用于施加电压的控制栅极(Control Gate)3、穿遂氧化层(Tunnel 0xide)4与多晶娃间介电层(Interpoly Dielectric) 5。当欲写入资料至闪存元件I时,可通过将电子注入电荷补捉层2以改变闪存元件I的临界电压，并通过默认的临界电压的大小来定义闪存元件I的数字储存值，而实现储存资料的功能。在此，注入电子至电荷补捉层2的过程称为程序化。反之，当欲将所储存的资料移除时，通过将所注入的电子从电荷补捉层2中移除，则可使闪存元件I回复至未被程序化前的状态。
[0005]在写入与擦除过程中，闪存元件I会随着电子的多次的注入与移除而造成磨损，导致闪存元件I无法维持在程序化的临界电压而会产生飘移。一旦闪存元件I的临界电压产生飘移时，闪存元件I可能无法被正确地识别其储存状态，而产生错误位。另一方面，经过多次写入与擦除，闪存元件I的使用寿命也会因为穿遂氧化层4的磨损而逐渐缩短。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种固态储存装置及其控制方法，其能够根据读取资料时的位错误参数来设定适当的程序化机制，以于不同的时期使用不同的程序化机制而延长闪存的使用寿命O
[0007]本发明提出一种固态储存装置的控制方法，其中此固态储存装置包含闪存模块用以储存资料，且闪存模块具有多个存储单元。每一存储单元具有多个储存状态，此控制方法包括下列步骤。以第一程序化机制将资料程序化至闪存模块。判定闪存模块的资料错误参数。若资料错误参数超过错误默认值，则以第二程序化机制将资料程序化至闪存模块。第一程序化机制及第二程序化机制分别映像至第一临界电压框及第二临界电压框，且第二临界电压框的电压区间宽于第一临界电压框的电压区间。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的控制方法还包括计算存储单元的擦除次数参数、读取次数参数与写入次数参数的至少其中之一。当擦除次数参数、读取次数参数与写入次数参数的至少其中之一超过预设次数参数值，将第一程序化机制转换为第二程序化机制。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的储存状态包括擦除状态与至少一非擦除状态，且第一程序化机制中具有至少一第一验证电压以区分这些储存状态。第二程序化机制具有至少一第二验证电压以区分这些储存状态。对应于相同的储存状态的第一验证电压与第二验证电压为不同的电压值。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的至少一非擦除状态于第一程序化机制中具有对应的至少一第一验证电压，至少一非擦除状态于第二程序化机制中具有对应的第二验证电压，其中对应于相同的非擦除状态的第二验证电压大于第一验证电压。
[0011]在本发明的一实施例中，上述的擦除状态于第一程序化机制中具有对应的第一临界电压下限值，擦除状态于第二程序化机制中具有对应的第二临界电压下限值。第一临界电压框的电压区间依据至少一第一验证电压与第一临界电压下限值而被区分为对应至每一储存状态的多个第一临界电压子框。第二临界电压框的电压区间依据至少一第二验证电压与第二临界电压下限值而被区分为对应至每一储存状态的多个第二临界电压子框，其中第二临界电压子框的电压区间宽于对应至相同的储存状态的第一临界电压子框的电压区间。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的判定闪存模块的资料错误参数的步骤包括:通过一错误侦测校正码(Error Correct1n Code, ECC)计算资料于被读取时所产生的纠正位数，并将纠正位数作为资料错误参数。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的判定闪存模块的资料错误参数的步骤包括:计算资料被读取时所产生的位错误率，并将位错误率作为资料错误参数。
[0014]从另一观点来看，本发明提出一种固态储存装置，包括连接器、闪存模块以及存储器控制器。闪存模块具有多个存储单元，且每一存储单元具有多个储存状态。存储器控制器耦接至连接器与闪存模块。存储器控制器以第一程序化机制将资料程序化至闪存模块，并判定闪存模块的。资料错误参数。若资料错误参数超过错误默认值，存储器控制器则以第二程序化机制将资料程序化至闪存模块。其中，第一程序化机制及第二程序化机制分别映像至第一临界电压框及第二临界电压框，且第二临界电压框的电压区间宽于第一临界电压框的电压区间。
[0015]基于上述，在本范例实施例的固态储存装置及其控制方法中，可通过读取资料时所侦测到的资料错误参数来使用适当的程序化机制，以于不同的时期使用不同的验证电压来程序化与读取资料，由此延长闪存模块的使用寿命。
[0016]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0017]为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，以下配合实施例及附图详细说明如后，其中:
[0018]图1是根据已知技术所绘示的闪存元件的示意图。
[0019]图2是绘示根据一范例实施例所绘示的存储器储存装置的概要方块图。
[0020]图3是根据一范例实施例所绘示的闪存模块的概要方块图。
[0021]图4是根据一范例实施例所绘示的存储单元阵列的示意图。
[0022]图5是根据一范例实施例所绘示的闪存模块中的储存状态与临界电压关系示意图。
[0023]图6是根据一范例实施例所绘示的程序化存储单元的示意图。
[0024]图7是根据一范例实施例所绘示的闪存模块中的储存状态与临界电压关系另一示意图。
[0025]图8是依照本发明一范例实施例所绘示的固态储存装置的控制方法的流程图。
[0026]图9A与图9B分别为依照本发明一范例实施例所绘示的第一程序化机制及第二程序化机制的不意图。
[0027]图1OA为依照本发明一范例实施例所绘示的多个程序化机制的示意图。
[0028]与图1OB为依照本发明另一范例实施例所绘示的第一程序化机制及第二程序化机制的示意图。
【具体实施方式】
[0029]一般而言，固态储存装置包括闪存模块与存储器控制器。通常固态储存装置是与主机系统一起使用，以使主机系统可将资料写入至固态储存装置或从固态储存装置中读取资料。
[0030]图2是绘示根据第一范例实施例所绘示的固态储存装置的概要方块图。请参照图2，固态储存装置100包括连接器102、存储器控制器104与闪存模块106。
[0031]在本范例实施例中，连接器102是兼容于通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)标准。然而，必须了解的是，本发明不限于此，连接器102亦可以是符合并列先进附件(Parallel Advanced Technology Attachment, PATA)标准、电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronie Engineers, IEEE) 1394 标准、高速周边零件连接接口 (Per ipheral Component Interconnect Express, PCI Express)标准、安全数字(Secure Digital, SD)接口标准、序列先进附件(Serial Advanced TechnologyAttachment, SATA)标准、存储棒(MemoryStick，MS)接口标准、多媒体储存卡(Multi MediaCard, MMC)接口标准、炭入式多媒体储存卡(EmbeddedMultimedia Card, eMMC)接口标准、通用闪存(Universal Flash Storage,UFS)接口标准、小型快闪(Compact Flash,CF)接口标准、整合式驱动电子接口(Integrated Device Electronics, IDE)标准或其他适合的标准。
[0032]存储器控制器104用以执行以硬件型式或韧体型式实作的多个逻辑栅或控制指令，并且根据主机系统的指令在闪存模块106中进行资料的写入、