数据写入方法、存储器控制电路单元与存储器存储装置的制造方法_3

文档序号:8472728阅读:来源:国知局
ulti LevelCell,简称:MLC)NAND型快速存储器模块(即,一个记忆胞中可存储2个字节数据的快速存储器模块)。然而,本发明不限于此,可复写式非挥发性存储器模块106亦可是单阶记忆胞(Single Level Cell,简称:SLC) NAND型快速存储器模块(B卩,一个记忆胞中可存储I个字节数据的快速存储器模块)、复数阶记忆胞(Trinary Level Cell,简称:TLC)NAND型快速存储器模块(即,一个记忆胞中可存储3个字节数据的快速存储器模块)、其他快速存储器模块或其他具有相同特性的存储器模块。
[0091]图5是根据一实施例所示出的存储器控制电路单元的概要方块图。
[0092]请参照图5,存储器控制电路单元104包括存储器管理电路202、主机接口 204与存储器接口 206。
[0093]存储器管理电路202用以控制存储器控制电路单元104的整体操作。具体来说,存储器管理电路202具有多个控制指令,并且在存储器存储装置100操作时,此些控制指令会被执行以进行数据的写入、读取与抹除等操作。
[0094]在本实施例中,存储器管理电路202的控制指令是以固件型式来实作。例如,存储器管理电路202具有微处理器单元(未示出)与只读存储器(未示出),并且此些控制指令是被烧录至此只读存储器中。当存储器存储装置100操作时,此些控制指令会由微处理器单元来执行以进行数据的写入、读取与抹除等操作。
[0095]在本发明另一实施例中,存储器管理电路202的控制指令亦可以程序码型式存储在可复写式非挥发性存储器模块106的特定区域(例如,存储器模块中专用于存放系统数据的系统区502)中。此外,存储器管理电路202具有微处理器单元(未示出)、只读存储器(未示出)及随机存取存储器(未示出)。特别是,此只读存储器具有驱动码,并且当存储器控制电路单元104被致能时,微处理器单元会先执行此驱动码段来将存储在可复写式非挥发性存储器模块106中的控制指令载入至存储器管理电路202的随机存取存储器1104中。之后,微处理器单元会运转此些控制指令以进行数据的写入、读取与抹除等操作。
[0096]此外,在本发明另一实施例中,存储器管理电路202的控制指令亦可以一硬件型式来实作。例如,存储器管理电路202包括微控制器、记忆胞管理电路、存储器写入电路、存储器读取电路、存储器抹除电路与数据处理电路。记忆胞管理电路、存储器写入电路、存储器读取电路、存储器抹除电路与数据处理电路是电性连接至微控制器。其中,记忆胞管理电路用以管理可复写式非挥发性存储器模块106的实体抹除单元;存储器写入电路用以对可复写式非挥发性存储器模块106下达写入指令以将数据写入至可复写式非挥发性存储器模块106中;存储器读取电路用以对可复写式非挥发性存储器模块106下达读取指令以从可复写式非挥发性存储器模块106中读取数据;存储器抹除电路用以对可复写式非挥发性存储器模块106下达抹除指令以将数据从可复写式非挥发性存储器模块106中抹除;而数据处理电路用以处理欲写入至可复写式非挥发性存储器模块106的数据以及从可复写式非挥发性存储器模块106中读取的数据。
[0097]主机接口 204是电性连接至存储器管理电路202并且用以接收与识别主机系统1000所传送的指令与数据。也就是说,主机系统1000所传送的指令与数据会通过主机接口204来传送至存储器管理电路202。在本实施例中,主机接口 204是相容于SATA标准。然而,必须了解的是本发明不限于此,主机接口 204亦可以是相容于PATA标准、IEEE1394标准、PCI Express标准、USB标准、UHS-1接口标准、UHS-1I接口标准、SD标准、MS标准、MMC标准、CF标准、IDE标准或其他适合的数据传输标准。
[0098]存储器接口 206是电性连接至存储器管理电路202并且用以存取可复写式非挥发性存储器模块106。也就是说,欲写入至可复写式非挥发性存储器模块106的数据会经由存储器接口 206转换为可复写式非挥发性存储器模块106所能接受的格式。
[0099]在本发明一实施例中,存储器控制电路单元104还包括缓冲存储器208、电源管理电路210与错误检查与校正电路212。
[0100]缓冲存储器208是电性连接至存储器管理电路202并且用以暂存来自于主机系统1000的数据与指令或来自于可复写式非挥发性存储器模块106的数据。
[0101]电源管理电路210是电性连接至存储器管理电路202并且用以控制存储器存储装置100的电源。
[0102]错误检查与校正电路212是电性连接至存储器管理电路202并且用以执行错误检查与校正程序以确保数据的正确性。具体来说,当存储器管理电路202从主机系统1000中接收到写入指令时,错误检查与校正电路212会为对应此写入指令的数据产生对应的错误检查与校正码(Error Checking and Correcting Code,简称:ECC Code),并且存储器管理电路202会将对应此写入指令的数据与对应的错误检查与校正码写入至可复写式非挥发性存储器模块106中。之后,当存储器管理电路202从可复写式非挥发性存储器模块106中读取数据时会同时读取此数据对应的错误检查与校正码,并且错误检查与校正电路212会根据此错误检查与校正码对所读取的数据执行错误检查与校正程序。
[0103]图6与图7是根据第一实施例所示出的管理实体抹除单元的示意图。
[0104]请参照图6,在存储器存储装置100的操作过程中,存储器控制电路单元104 (或存储器管理电路202)会动态地将实体抹除单元410 (O)?实体抹除单元410-(N)关联为数据区506、备份区504、闲置区508、系统区502与取代区510。
[0105]被关联至数据区506的实体抹除单元是被视为已存储来自于主机系统1000的数据的实体抹除单元。也就是说,当从主机系统1000接收到写入指令与欲写入的数据时,存储器管理电路202会从闲置区508中提取实体抹除单元,将数据写入至所提取的实体抹除单元中,并且将写入数据的实体抹除单元关联至数据区506。
[0106]被关联至备份区504的实体抹除单元是已存储来自于主机系统1000的备份数据的实体抹除单元。例如,在本实施例中,主机系统1000配置有不断电系统(未示出),当主机系统1000的外部电源发生异常时,不断电系统会启动,并且微处理器1102会利用在不断电系统提供有限电力的期间对存储器存储装置100下达备份写入指令,以立即备份暂存在随机存取存储器1104中的数据。此时,存储器控制电路单元104 (或存储器管理电路202)会将从闲置区508中提取实体抹除单元,将主机系统1000欲存储的备份数据写入至所提取的实体抹除单元中并且将写入备份数据的实体抹除单元关联至备份区504。
[0107]被关联至闲置区508的实体抹除单元是为空的实体抹除单元或者存储无效数据的实体抹除单元,其用以替换数据区506的实体抹除单元与备份区504的实体抹除单元。具体来说,当关联至数据区506或备份区504的实体抹除单元中的数据变成为无效时,存储器控制电路单元104(或存储器管理电路202)会将此实体抹除单元重新关联回闲置区508,以利后续执行写入操作之用。
[0108]被关联至系统区502的实体抹除单元是用以记录系统数据。例如,系统数据包括关于可复写式非挥发性存储器模块106的制造商与型号、可复写式非挥发性存储器模块106的实体抹除单元数、每一实体抹除单元的实体程序化单元数等。
[0109]被关联至取代区510中的实体抹除单元是用于坏实体抹除单元取代程序,以取代可复写式非挥发性存储器模块106中损坏的实体抹除单元。例如,倘若取代区510中仍存有正常的实体抹除单元并且数据区506的实体抹除单元损坏时,存储器管理电路202会从取代区510中提取正常的实体抹除单元来更换损坏的实体抹除单元。
[0110]例如,如图6所示,在存储器存储装置100被初始化(亦称为开卡)过程中,实体抹除单元410(0)?实体抹除单元410-(S-1)会被关联至闲置区508,被写入系统数据的实体抹除单元410(S)?实体抹除单元410-(R-1)会被关联至系统区502,并且剩下的实体抹除单元410(R)?实体抹除单元410-(N)会被关联至取代区510。必须了解的是,被关联至数据区506、备份区504、闲置区508、系统区502与取代区510的实体抹除单元的数量会根据不同的存储器规格而有所不同。特别是,在另一实施例中,在存储器存储装置100被初始化(亦称为开卡)过程中,部份实体抹除单元亦可直接被关联至数据区506,并且被视为已存储数据。
[0111]请参照图7,存储器控制电路单元104 (或存储器管理电路202)会配置逻辑单元LBA(O)?逻辑单元LBA(H)(亦称为系统逻辑单元区)以映射被关联至数据区506的实体抹除单元并且配置逻辑单元LBA(H+1)?逻辑单元LBA(T)(亦称为备份逻辑单元区)以映射被关联至备份区504的实体抹除单元,其中每一逻辑单元具有多个逻辑页面以映射对应的实体抹除单元的实体程序化单元。并且,当主机系统100欲写入数据至逻辑单元或更新存储在逻辑单元中的数据时,存储器控制电路单元104(或存储器管理电路202)会从闲置区508中提取一个实体抹除单元来写入数据,以轮替数据区506与备份区504的实体抹除单元。
[0112]为了识别数据每个逻辑单元的数据被存储在那个实体抹除单元,在本实施例中,存储器控制电路单元104 (或存储器管理电路202)会记录逻辑单元与实体抹除单元之间的映射。并且,当主机系统1000欲在逻辑页面中存取数据时,存储器控制电路单元104 (或存储器管理电路202)会确认此逻辑页面所属的逻辑单元,并且在此逻辑单元所映射的实体抹除单元中来存取数据。例如,在本实施例中,存储器控制电路单元104(或存储器管理电路202)会在可复写式非挥发性存储器模块106中存储逻辑转实体地址映射表来记录每一逻辑单元所映射的实体抹除单元,并且当欲存取数据时存储器控制电路单元104(或存储器管理电路202)会将逻辑转实体地址映射表载入至缓冲存储器208来维护。
[0113]值得一提的是,由于缓冲存储器208的容量有限无法存储记录所有逻辑单元的映射关系的映射表,因此,在本实施例中,存储器控制电路单元104(或存储器管理电路202)会将逻辑单元LBA (O)?逻辑单元LBA (T)分组为多个逻辑区域LZ (O)?逻辑区域LZ (K),并且为每一逻辑区域配置一个逻辑转实体地址映射表。特别是,当存储器控制电路单元104(或存储器管理电路202)欲更新某个逻辑单元的映射时,对应此逻辑单元所属的逻辑区域的逻辑转实体地址映射表会被载入至缓冲存储器208来被更新。
[0114]如上所述,在本实施例中,存储器存储装置100的可复写式非挥发性存储器模
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