存储设备、非易失性存储器以及操作其的方法_4

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或快周期的附加数N0F。例如,存储控制器120可以将附加的快周期编写操作和/或擦除操作指向在非易失性存储器110中提供的多个空闲存储单元。
[0097]存储控制器120通过将针对所选择存储块的擦除操作数NOE和/或快周期数NOF装载到工作存储器130中,可以管理指向所选择存储块的擦除操作数NOE和/或快周期数N0F。在存储设备100掉电之前可以将针对所选择存储块的所装载擦除操作数NOE和/或所装载快周期数NOF从工作存储器130拷贝到非易失性存储器110。
[0098]图9是以一种方法总结根据本发明构思实施例的如例如关于图7所述的用于计算在连续擦除操作或编写操作之间的时间间隔的过程的流程图。
[0099]用于计算在擦除操作或编写操作之间的时间间隔的所述过程可以对应于图7和8中的步骤S220。参照图1至9,可以使用存储控制器120读取针对所选择存储块的时间戳TS(S410)。时间戳TS可以是与之前所执行的擦除操作相关联的擦除时间戳或与之前所执行的编写操作相关联的编写时间戳。例如,时间戳TS可以是与针对所选择存储块的最近一次所运行擦除操作或最近一次所运行编写操作的运行相关联的时间。可以使用时间计算器128来计算时间戳TS。
[0100]可以将与所选择存储块相关联的时间戳TS数据存储到在所选择存储块中所提供的空闲存储单元中,或者可以将其作为元数据存储在元数据区域或元数据块中。所述元数据块可以是被用于存储元数据的存储块。通过装载到工作存储器130中可以管理这种时间戳TS数据。
[0101]时间计算器128可以计算如通过从例如所选择存储块或工作存储器130读取的时间戳TS数据所指示的,之前擦除操作时间与当前擦除操作时间之间或者之前编写操作时间与当前编写操作时间之间的时间间隔TK S420)。
[0102]可以使用存储控制器120将关于当前擦除操作或当前编写操作的运行的新时间戳TS数据存储到所选择存储块的空闲存储单元中,或者作为元数据存储到元数据块中,或存储到存储设备100的工作存储器130中(S430)。
[0103]图10是列出根据本发明构思实施例的针对多个存储块BLKl至BLK8的各个擦除操作数NOE、快周期数N0F、时间戳TS和磨损指数WI的表格。
[0104]参照图1至10,假定存储单元阵列111包括存储块BLKl至BLK8。存储块BLKl至BLK8的每一个将含有与其相关联的某擦除操作数Ν0Ε、某快周期数N0F、时间戳TS数据以及磨损指数WI。
[0105]第一至第六存储块BLKl至BLK6可以存储冷数据⑶并且第七存储块BLK7可以存储热数据HD。第八存储块BLK8可以是自由块或无效块。所述自由块或空闲块可以是不存储有效数据的存储块。
[0106]存储控制器120可以管理针对多个存储块BLKl至BLK8的擦除数Ν0Ε、快周期数N0F、时间戳TS以及磨损指数WI。磨损指数WI可以指示存储块BLKl至BLK8的每一个的恶化水平或磨损水平。基于擦除操作数NOE和/或快周期数NOF可以计算磨损指数WI。例如,磨损指数WI可以是擦除操作数NOE和快周期数NOF的加权和。大的磨损指数可以意味着与存储块相对应的高的恶化水平或高的磨损水平。
[0107]含有冷数据⑶的第一和第六存储块BLKl至BLK6可以具有比含有热数据HD的存储块更低的磨损指数。例如,第一至第六存储块BLKl至BLK6可以具有比第七和第八存储块BLK7和BLK8更低的磨损指数WI。第一至第六存储块BLKl至BLK6可以分别具有2、3、2、1、3和4的擦除数Ν0Ε。第一至第六存储块BLKl至BLK6的快周期数NOF可以是零。第七和第八存储块BLK7和BLK8可以分别具有10和9的擦除数。第七至第八存储块BLK7至BLK8的快周期数NOF可以分别是6和5。
[0108]第四存储块BLK4可以具有最低的第一磨损指数WIl。第三存储块BLK3可以具有高于第一磨损指数WIl的第二磨损指数WI2。第一存储块BLKl可以具有高于第二磨损指数WI2的第三磨损指数WI3。第二存储块BLK2可以具有高于第三磨损指数WI3的第四磨损指数WI4。第五存储块BLK5可以具有高于第四磨损指数WI4的第五磨损指数WI5。第六存储块BLK6可以具有高于第五磨损指数WI5的第六磨损指数WI6。第八存储块BLK8可以具有高于第六磨损指数WI6的第七磨损指数WI7。第七存储块BLK7可以具有高于第七磨损指数WI7的第八磨损指数 WI8 O
[0109]第一至第八存储块BLKl至BLK8的时间戳TS可以指示其每一个是相应存储块的擦除操作完成的时间点的擦除时间。
[0110]当擦除时间戳随着时间流逝而增加时,第一至第六存储块BLKl至BLK6可以具有针对冷数据CD的旧擦除时间戳或低擦除时间戳。当擦除时间邮戳随着时间流逝而增加时,第七至第八存储块BLK7至BLK8可以具有针对热数据HD的新擦除时间戳或高擦除时间戳。
[0111]第四存储块BLK4可以具有最低或最旧的第一时间戳TSl。第三存储块BLK3可以具有比第一时间戳TSl更新或更高的第二时间戳TS2。第一存储块BLKl可以具有比第二时间戳TS2更新或更高的第三时间戳TS3。第二存储块BLK2可以具有比第三时间戳TS3更新或更高的第四时间戳TS4。第五存储块BLK5可以具有比第四时间戳TS4更新或更高的第五时间戳TS5。第六存储块BLK6可以具有比第五时间戳TS5更新或更高的第六时间戳TS6。第八存储块BLK8可以具有比第六时间戳TS6更新或更高的第七时间戳TS7。第七存储块BLK7可以具有比第七时间戳TS7更新或更高的第八时间戳TS8。
[0112]图11和12是分别以各种方法总结根据本发明构思实施例的用于选择要被擦除(或被编写)的存储块的过程的流程图。
[0113]用于选择要被擦除(或被编写)的存储块的过程可以对应于图2中所述的步骤S130。参照图1至11,可以使用存储控制器120比较针对存储块BLKl至BLK8的第一至第八磨损指数WIl至WI8的最高磨损指数WI8和最低磨损指数WI1(S510)。
[0114]然后,存储控制器120可以确定最高磨损指数WI8与最低磨损指数WIl之差是否大于第四门限值CR4(S520)。如果磨损指数WI8与WIl之差大于第四门限值CR4,则存储控制器120将从具有最高磨损指数WI8的第七存储块BLK7读取第一数据DATA_1 (S530)。例如,存储控制器120可以读取在第七存储块BLK7中存储的所有有效数据作为第一数据DATA_1,并且可以将从第七存储块BLK7中读取的第一数据DATA_1存储在工作存储器130中。
[0115]存储控制器120可以从具有最低磨损指数WIl的第四存储块BLK4读取第二数据DATA_2。例如,存储控制器120可以读取在第四存储块BLK4中存储的所有有效数据作为第二数据DATA_2。可以将从第四存储块BLK4读取的第二数据DATA_2临时存储在存储器130中并且将其拷贝到第七存储块BLK7。
[0116]可以使用存储控制器120擦除具有最高磨损指数WI8的第七存储块BLK7(S540)。
[0117]存储控制器120可以将第二数据DATA_2从具有最低磨损指数WIl的第四存储块BLK4搬移到具有最高磨损指数WI8的第七存储块BLK7(S550)。例如,存储控制器120可以读取在第四存储块BLK4中存储的所有有效数据作为第二数据DATA_2,并且可以将从第四存储块BLK4读取的第二数据DATA_2临时存储在存储器130中,并且将其拷贝到第七存储块BLK7。
[0118]存储控制器120可以将存储在存储器130中的第一数据DATA_1编写到具有足够空闲空间的存储块以存储第一数据DATA_1 ο例如,在擦除具有最低磨损指数WII的第四存储块之后,存储控制器120可以将第一数据DATA_1编写到第四存储块BLK4中。在擦除第八存储块BLK8之后,存储控制器120可以将第一数据DATA_1编写到第八存储块BLK8中。
[0119]在图11和12所示出实例的上下文中,步骤S530、S540和S550构成交换操作。在运行交换操作期间,可以用可以是存储在具有最低磨损指数WIl的第八存储块BLK8中的热数据HD的第一数据DATA_1交换可以是存储在具有最低磨损指数WIl的第四存储块BLK4中的冷数据⑶的第二数据DATA_2。
[0120]以此方式,因为冷的第一数据DATAj被更新的可能性较低,所以可以减小指向第七存储块B LK 7的附加擦除操作和/或编写操作的可能性。因此,可以减少指向第七存储块BLK7的快周期数NOF和/或可以重置指向第七存储块BLK7的快周期计数N0F。
[0121]根据在存储设备100中的数据转移的存储器配置或效率,可以对图11中所述的读取第一数据DATA_1、读取第二数据DATA_2、编写第一数据DATA_1和编写第二数据DATA_2的顺序进行重新排序。例如,可以在擦除第七存储块BLK7之后执行从第四存储块BLK4读取第二数据DATA_2。此外,当已经擦除了编写第一数据DATA_1或第二数据DATA_2的所选择存储块时,可以跳过擦除步骤S540。
[0122]现在参照图1至12,假设非易失性存储器110提供多个空闲存储块并且存储控制器120可以基于无效存储块的磨损指数WI选择要被擦除的空闲存储块之一(S610)。空闲存储块是当前没有存储有效数据的存储块,并且可以替换地称为自由存储块、空存储块、无效存储块等。例如,存储控制器120可以从空闲存储块中选出具有最低或最尚磨损指数的存储块被擦除。存储控制器120可以基于要被编写到所选择空闲存储块中的数据特征来选择空闲存储块。所述的数据特征可以是数据是否是冷数据CD或热数据HD。存储控制器120可以基于空闲存储块的磨损指数来选择空闲存储块。
[0123]然后,存储控制器120可以擦除所选择的存储块(S620)。例如,如果要被编写的数据是冷数据CD,则存储控制器120可以选择空闲存储块的具有最高磨损指数WI的存储块被擦除,并且可以擦除所选择的存储块。如果要被编写的数据是热数据CD,则存储控制器120可以选择空闲存储块的具有最低磨损指数WI的存储块被擦除,并且可以擦除所选择的存储块。当已经擦除在步骤S610中所选择的存储块时,可以跳过擦除步骤S620。
[0124]图13是以一种方法总结根据本发明构思实施例的基于快周期数NOF调度指向存储块的擦除操作或编写操作的某些过程的流程图。
[0125]参照图1至13,可以使用存储控制器120确定针对所选择存储块的快周期数NOF是否大于第五门限值或禁止门限值CR5(S1010)。所选择存储门限块可以是被编写存储块或被擦除存储块。
[0126]当快周期数NOF大于第六门限值CR6时,存储控制器120将编写虚数据到所选择存储块(S1020)。例如,可以使用包括具有预先定义样式的数据的虚数据样式。就是说,存储控制器120可以编写所选择存储块的多个存储单元,以便所述存储单元可以具有比处于被擦除状态的存储单元的门限电压的分布范围更高的门限电压。
[0127]然后可以使用存储控制器120“禁止”所选择存储块在治疗时间间隔(TCU)期间被编写或被擦除(S1030)。在此上下文中,将所选择存储块归类为“被禁止存储块”。
[0128]所述的治疗时间间隔是如上所述在一旦可以将被
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