数据储存器件及其操作方法
【专利摘要】一种数据储存器件的操作方法包括：使用错误校正码(ECC)来编码写入数据；将错误插入在编码的数据中；以及储存插入错误的数据。
【专利说明】数据储存器件及其操作方法
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求于2015年2月27日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0028334号韩国申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]各种实施例总体上涉及一种数据储存器件，更具体地，涉及一种能够执行用于改善数据的可靠性的数据处理操作的数据储存器件及其操作方法。
【背景技术】
[0004]用于计算环境的范例已经转移到普适计算，使得可以在任意时间和任意地点使用计算机系统。便携式电子设备(诸如移动电话、数字相机和笔记本电脑)的使用已经迅速增加。一般而言，这种便携式电子设备使用数据储存器件(其使用存储器件)。数据储存器件用作便携式电子设备的主存储器件或辅助存储器件。
[0005]使用存储器件的数据储存器件可以提供良好的稳定性和耐久性，并以高信息访问速度和低功耗来操作，因为该数据储存器件具有不移动部分。具有这些优点的数据储存器件包括通用串行总线(USB)存储器件、具有各种接口的存储卡、通用闪速储存(UFS)器件以及固态驱动器(SSD)。
[0006]存储器件具有用于储存数据的存储单元。由于存储单元之间的干扰，储存在存储单元中的数据可以被无意地影响，然后感测为与原始输入的值不同的值。例如，储存在存储单元中的数据可以被存储单元之间的扰动和耦合改变。对于另一示例，储存在存储单元中的数据可以因通过重复擦除/编程操作导致的存储单元的耗损而改变。当储存在存储单元中的数据被感测为不同的值或通过各种原因改变时，储存在存储单元中的数据可以具有错误。
[0007]当具体数据模式被储存在存储单元中时，干扰、扰动和耦合可能增加，导致错误量的增加。为了减小储存在存储单元中的数据的错误率，数据储存器件可以在储存数据之前执行随机化操作。此外，数据储存器件可以在从存储单元读取数据之后执行去随机化操作。
【发明内容】
[0008]各种实施例针对一种能够执行用于改善储存数据的可靠性的数据处理操作的数据储存器件及其操作方法。
[0009]在实施例中，一种数据储存器件的操作方法可以包括:使用错误校正码(ECC)来编码写入数据；将错误插入在编码的数据中；以及储存插入错误的数据。
[0010]在实施例中，一种数据储存器件可以包括:错误校正码(ECC)单元，适用于使用ECC来处理写入数据；错误插入单元，适用于将错误插入在处理的数据中；随机化单元，适用于将插入错误的数据随机化；以及控制单元，适用于将随机化的数据储存在非易失性存储器件中。
[0011]在实施例中，一种数据储存器件的操作方法可以包括:使用错误校正码(ECC)来编码写入数据并解码读取数据；将错误插入在编码的数据中；以及储存插入错误的数据并读取储存的数据作为读取数据。
[0012]根据实施例，可以改善数据储存器件的可靠性。
【附图说明】
[0013]图1是示出根据一个实施例的数据储存器件的框图。
[0014]图2是示出根据另一个实施例的数据储存器件的框图。
[0015]图3是帮助解释根据实施例的数据储存器件的写入操作的流程图。
[0016]图4是帮助解释根据图3的流程图而处理的写入数据的变化过程的示图。
[0017]图5至图7是帮助解释图3的错误插入步骤的示图。
[0018]图8是帮助解释根据实施例的数据储存器件的读取操作的流程图。
[0019]图9是帮助解释根据图8的流程图而处理的读取数据的变化过程的示图。
[0020]图10是示出根据实施例的包括数据储存器件的数据处理系统的框图。
[0021]图11是示出根据实施例的包括固态驱动器(SSD)的数据处理系统的框图。
[0022]图12是示出图11所示的SSD控制器的框图。
[0023]图13是示出根据实施例的其中安装有数据储存器件的计算机系统的框图。
【具体实施方式】
[0024]在本发明中，在结合附图阅读下面示例性实施例之后，优点、特征和实现它们的方法将变得更加明显。然而，本发明可以以不同形式实现，并且不应该被解释为局限于本文中阐述的实施例。更确定地说，提供这些实施例以详细地描述本发明，使得本发明所属领域的技术人员能够容易地实施本发明的技术构思。
[0025]在本文中要理解的是，本发明的实施例不局限于附图中示出的细节，附图不一定按尺寸绘制，并且比例可以被夸大以更清楚地描述本发明的某些特征。当使用特定术语时，要认识到，术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本发明的范围。
[0026]如本文所用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任意和所有组合。将理解的是，当一个元件被称为“在”另一个元件“上”、“连接至”或“耦接至”另一个元件时，其可直接在所述另一个元件上、直接连接或耦接至所述另一个元件，或者可以存在中间元件。如本文所用的，单数形式也意在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或其变型不排除存在或增加一个或更多个其它特征、步骤、操作和/或其元件。
[0027]在下文，将参考附图通过各种实施例来描述数据储存器件及其操作方法。
[0028]图1是示出根据一个实施例的数据储存器件的框图。数据储存器件100可以储存要由主机设备(未示出)(诸如移动电话、MP3播放器、膝上型计算机、台式计算机、游戏播放器、TV、车载信息娱乐系统等)存取的数据。数据储存器件100还可以称为存储系统。
[0029]数据储存器件100可以根据将数据储存器件100与主机设备电耦接的接口的协议，制造为各种储存器件中的任意一种。例如，数据储存器件100可以被配置为各种储存器件(诸如固态驱动器;MMC、eMMC、RS-MMC和微型-MMC形式的多媒体卡；SD、迷你SD和微型SD形式的数字安全卡；通用串行总线(USB)储存器件；通用闪速储存(UFS)器件；个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)卡；外围组件互连(PCI)卡；PCI快速(PC1-E)卡；紧凑型闪存(CF)卡；智能媒体卡；记忆棒等)中的任意一种。
[0030]数据储存器件100可以被制造为各种封装类型中的任意一种。例如，数据储存器件100可以被制造为诸如层叠封装(Ρ0Ρ)、系统级封装(SIP)、芯片上系统(SOC)、多芯片封装(MCP)、板上芯片(COB)、圆片级制造封装(WFP)以及圆片级层叠封装(WSP)的各种封装类型中的任意一种。
[0031]数据储存器件100可以包括非易失性存储器件110。非易失性存储器件110可以作为数据储存器件100的储存介质来操作。非易失性存储器件110可以根据构成存储单元区的存储单元而通过以下各种类型的非易失性存储器件中的任意一种来配置:诸如与非(NAND)闪速存储器件、或非(NOR)闪速存储器件、使用铁电电容器的铁电随机存取存储器件(FRAM)、使用隧道磁阻(TMR)层的磁阻随机存取存储器(MRAM)、使用硫族化物合金的相变随机存取存储器(PRAM)以及使用过渡金属氧化物的电阻随机存取存储器(ReRAM)。
[0032]数据储存器件100可以包括控制器120。控制器120可以包括控制单元121、随机存取存储器123、错误校正码(ECC)单元125、错误插入单元127以及随机化单元129。
[0033]控制单元121可以控制控制器120的一般操作。控制单元121可以分析并处理从主机设备输入的信号、命令或请求。为了此目的，控制单元121可以解码并驱动加载到随机存取存储器123上的固件或软件。控制单元121可以以硬件的形式或以硬件和软件的组合形式来实现。
[0034]随机存取存储器件123可以储存要由控制单元121驱动的固件或软件。而且，随机存取存储器123可以储存驱动固件或软件所需要的数据，例如，诸如地址映射信息的元数据。换句话说，随机存取存储器123可以作为控制单元121的工作存储器来操作。
[0035]随机存取存储器123可以暂时储存要从主机设备传输到非易失性存储器件110或从非易失性存储器110传输到主机设备的数据。换句话说，随机存取存储器123可以作为数据缓冲存储器或数据高速缓冲存储器来操作。
[0036]ECC单元125可以ECC处理要储存在非易失性存储器件110中的数据。在用于将数据写入非易失性存储器件110中的写入操作期间，ECC处理可以包括ECC编码操作，SP，产生错误校正码的操作和添加产生的错误校正码的操作。例如，ECC单元125可以产生用于要储存在非易失性存储器件110中的数据的错误校正码。此外，ECC单元125可以将产生的错误校正码添加到要储存在非易失性存储器件110中的数据。
[0037]ECC单元225也可以ECC处理从非易失性存储器件210读取的数据。在用于读取储存在非易失性存储器件110中的数据的读取操作期间，ECC处理可以包括基于错误校正码的ECC解码操作，S卩，错误检测操作和错误校正操作。例如，ECC单元125可以检查错误是否包括在从非易失性存储器件110读取的数据中。ECC单元125可以在错误校正能力范围内去除或校正包括在数据中的错误。
[0038]当储存在非易失性存储器件110的存储单元中的数据被改变并被读取为与原始值不同的值时，可能意味着在数据中已经出现错误。错误插入单元127可以人工地且随机地将错误插入到要储存在非易失性存储器件110中的数据中。即，错误插入单元127可以通过插入错误，将要储存在非易失性存储器件110中的数据改变成与原始数据不同的数据。错误插入单元127可以以软件、硬件或软件和硬件的组合的形式来实现。
[0039]随机化单元129可以随机化要储存在非易失性存储器件110中的数据。而且，随机化单元129可以去随机化从非易失性存储器件110读取的数据。随机化单元129可以通过计算种子值和数据的逻辑来随机化或去随机化数据。随机化单元129可以以软件、硬件或软件和硬件的组合的形式来实现。
[0040]图2是示出根据另一个实施例的数据储存器件和框图。
[0041]数据储存器件200可以包括非易失性存储器件210。非易失性存储器件210可以作为数据储存器件200的储存介质来操作。
[0042]数据储存器件200可以包括控制器220。控制器220可以包括控制单元221、第一随机存取存储器222和存储器接口单元223。
[0043]控制单元221可以控制控制器220的一般操作。控制单元221可以分析并处理从主机设备输入的信号、命令或请求。为了此目的，控制单元221可以解码并驱动加载到第一随机存取存储器222上的固件或软件。控制单元221可以以硬件的形式或硬件和软件的组合形式来实现。
[0044]第一随机存取存储器222可以储存要由控制单元221驱动的固件或软件。而且，第一随机存取存储器222可以储存驱动固件或软件所需要的数据，例如，诸如地址映射信息的元数据。换句话说，第一随机存取存储器222可以作为控制单元221的工作存储器来操作。
[0045]存储器接口单元223可以在控制单元221的控制下将控制信号(例如，命令、地址和操作控制信号)提供给非易失性存储器件210。此外，存储器接口单元223可以与非易失性存储器件210交换数据。存储器接口单元223可以包括第二随机存取存储器224、错误校正码(ECC)单元225、错误插入单元227和随机化单元229。
[0046]第二随机存取存储器224可以暂时储存要从主机设备传输到非易失性存储器件210或从非易失性存储器件210传输到主机设备的数据。换句话说，第二随机存取存储器224可以作为数据缓冲存储器或数据高速缓冲存储器来操作。
[0047]ECC单元225可以ECC处理要储存在非易失性存储器件210中的数据。在用于将数据写入非易失性存储器件210中的写入操作期间，ECC处理可以包括ECC编码操作，SP，产生错误校正码的操作和添加产生的错误校正码的操作。例如，ECC单元225可以为要储存在非易失性存储器件210中的数据产生错误校正码。此外，ECC单元225可以将产生的错误校正码添加到要储存在非易失性存储器件210中的数据。
[0048]ECC单元225也可以ECC处理要储存在非易失性存储器件210中的数据。在用于读取储存在非易失性存储器件210中的数据的读取操作期间，ECC处理可以包括基于错误校正码的ECC解码操作，S卩，错误检测操作和错误校正操作。例如，ECC单元225可以检查错误是否包括在从非易失性存储器件210读取的数据中。ECC单元225可以在错误校正能力范围内去除或校正包括在数据中的错误。
[0049]错误插入单元227可以人工地且随机地将错误插入到要储存在非易失性存储器件210中的数据中。S卩，错误插入单元227可以通过插入错误来将要储存在非易失性存储器件210中的数据改变成与原始数据不同的数据。
[0050]随机化单元229可以随机化要储存在非易失性存储器件210中的数据。而且，随机化单元229可以去随机化从非易失性存储器件210读取的数据。随机化单元229可以通过计算种子值和数据的逻辑来随机化或去随机化数据。
[0051]图3是帮助解释根据实施例的数据储存器件的写入操作的流程图。例如，图3中示出的写入操作的流程图将参考图1中示出的数据储存器件100的组件(S卩，控制单元121、随机存取存储器123、ECC单元125、错误插入单元127和随机化单元129)来描述。容易理解的是，可以通过分别用图2中示出的数据储存器件200的组件(S卩，控制单元221、第二随机存取存储器224、ECC单元225、错误插入单元227和随机化单元229)替代控制单元121、随机存取存储器123、ECC单元125、错误插入单元127和随机化单元129来进行描述。
[0052]在步骤SllO处，控制单元121可以从主机设备接收写入请求和写入数据。控制单元121可以将写入数据储存在随机存取存储器123中。
[0053]在步骤S120处，ECC单元125可以ECC处理写入数据。换句话说，ECC单元125可以执行产生用于写入数据的错误校正码且将产生的错误校正码添加到写入数据的ECC编码。
[0054]在步骤S130处，错误插入单元127可以将错误插入到ECC处理的数据(即，ECC编码的数据)中。由错误插入单元127执行的错误插入步骤将在后面详细地描述。
[0055]在步骤S140处，随机化单元129可以随机化插入错误的数据。换句话说，随机化单元129可以通过计算种子值和插入错误的数据的逻辑来产生随机化的数据。
[0056]在步骤S150处，控制单元121可以将储存在随机存取存储器123中的随机化的数据储存在非易失性存储器件110中。
[0057]当考虑处于折衷关系的性能和可靠性时，可以省略步骤S140。当省略步骤S140时，在步骤S150中，控制单元121可以将插入错误的数据储存在非易失性存储器件110中。
[0058]图4是帮助解释根据图3的流程图而处理的写入数据的变化过程的示图。例如，图4中示出的写入数据的变化过程将参考图1中示出的数据储存器件100的组件(即，随机存取存储器123、ECC单元125、错误插入单元127和随机化单元129)来描述。容易理解的是，可以通过分别用图2中示出的数据储存器件200的组件(S卩，第二随机存取存储器224、ECC单元225、错误插入单元227和随机化单元229)替代随机存取存储器123、ECC单元125、错误插入单元127和随机化单元129来进行描述。
[0059]储存在随机存取存储器123中的写入数据D可以被输入到ECC单元125。如果写入数据D被ECC单元125ECC处理，则写入数据D可以被改变成添加有错误校正码(即，校验数据H))的ECC编码的数据ED。ECC编码的数据H)可以被储存在随机存取存储器123中。
[0060]储存在随机存取存储器123中的ECC编码的数据ED可以被输入到错误插入单元127。如果错误(见标记.)通过错误插入单元127插入在ECC编码的数据ED的随机位置，则ECC编码的数据ED可以被改变成插入错误的数据ID。插入错误的数据ID可以被储存在随机存取存储器123中。
[0061]插入错误的数据ID可以被输入到随机化单元129。如果插入错误的数据ID通过随机化单元129而随机化，则插入错误的数据ID可以被改变成随机化的数据RD。随机化的数据RD可以被储存在随机存取存储器123中。
[0062]ECC单兀125可以每当输入相同的输入数据时输出相同的输出数据。当种子值相同时，随机化单元129也可以每当输入相同的输入数据时输出相同的输出数据。然而，由于错误插入单元127随机地插入错误，因此即使每次输入相同的输入数据也可以输出不同的输出数据。
[0063]S卩，即使写入请求相同的写入数据D，要储存在非易失性存储器件110中的随机化的数据RD也可以通过用于改善数据的可靠性的一系列数据处理过程(具体地，通过错误插入单元127的处理操作)而变得每次不同。S卩，错误插入单元127可以防止相同的写入数据D被固定为特定模式的随机化的数据RD。当相同的写入数据D没有被固定为特定模式的随机化的数据RD时，通过干扰、扰动或耦合而对存储单元产生的影响被减小，因此可以降低数据错误率。
[0064]图5至图7是帮助解释图3的错误插入步骤的示图。可以通过将输入数据的数据位之中的随机位置处的至少一位反转来执行错误插入步骤。
[0065]换句话说，错误插入单元127可以将输入数据的位值(bit value)之中的至少一个位值改变成另一个值。此外，错误插入单元127可以将随机位置处的位值改变成另一个值。参照图4和图5，错误插入单元127可以改变位于ECC编码的数据ED的数据部分D处的位值。位值可以分别从1/0改变成0/1。参照图4和图6，错误插入单元127可以改变位于ECC编码的数据ED的校验数据部分H)处的位值。位值可以分别从1/0改变成0/1。
[0066]错误插入单元127可以在ECC单元125的错误校正能力范围内将输入数据的位值改变成另一个值，使得输入数据的错误位的数目可以不超过ECC单元可校正的位的数目。参照图7，当ECC单元125的错误校正能力是3位时，错误插入单元127可以将三个位值改变成其它值。
[0067]图8是帮助解释根据实施例的数据储存器件的读取操作的流程图。例如，图8中示出的读取操作的流程图将参照图1中示出的数据储存器件100的组件(S卩，控制单元121、随机存取存储器123、ECC单元125和随机化单元129)来描述。容易理解的是，可以通过分别用图2中示出的数据储存器件200的组件(即，控制单元221、第二随机存取存储器224、ECC单元225和随机化单元229)替代控制单元121、随机存取存储器123、ECC单元125和随机化单元129来进行描述。
[0068]在步骤S210处，控制单元121可以从主机设备接收读取请求。控制单元121可以从非易失性存储器件110读取数据，并将读取数据储存在随机存取存储器123中。
[0069]在步骤S220处，随机化单元129可以去随机化读取数据。换句话说，随机化单元129可以通过计算种子值和读取数据的逻辑来产生去随机化的数据。例如，在步骤S220的去随机化操作中使用的种子值可以与在步骤S140的随机化操作中使用的种子值相同。
[0070]在步骤S230处，ECC单元125可以ECC处理去随机化的数据。即，ECC单元125可以执行基于包括在去随机化的数据中的错误校正码来检查错误是否包括在去随机化的数据中以及在错误校正能力范围内去除或校正包括在去随机化的数据中的错误的ECC解码。
[0071]在步骤S240处，控制单元121可以将ECC解码的数据传输到主机设备。换句话说，控制单元121可以将通过ECC处理而恢复到写入请求状态的原始数据传输到主机设备。
[0072]图9是帮助解释根据图8的流程图处理的读取数据的变化过程的示图。例如，图9示出的读取数据的变化过程将参考图1中示出的数据储存器件100的组件(S卩，随机存取存储器123、ECC单元125和随机化单元129)来描述。容易理解的是，可以通过分别用图2中示出的数据储存器件200的组件(即，第二随机存取存储器224、ECC单元225和随机化单元229)替代随机存取存储器123、ECC单元125和随机化单元129来进行描述。
[0073]储存在随机存取存储器123中的读取数据RDD可以被输入到随机化单元129。如果读取数据RDD通过随机化单元129而被去随机化，则读取数据RDD可以被改变成去随机化的数据DRD。去随机化的数据DRD(包括在写入操作中人工插入的错误)可以由数据D’和校验数据PD’构成。去随机化的数据DRD可以被储存在随机存取存储器123中。
[0074]储存在随机存取存储器123中的去随机化的数据DRD可以被输入到ECC单元125。如果去随机化的数据DRD被ECC单元125ECC处理，则去随机化的数据DRD可以被改变成错误校正码(即，校验数据PD’ )被从其去除的数据D。
[0075]通过这样的一系列过程，读取数据RDD可以被改变成恢复到写入请求状态的数据，即，写入数据D。
[0076]图10是示出根据实施例的包括数据储存器件的数据处理系统的框图。参照图10，数据处理系统1000可以包括主机设备1100和数据储存器件1200。
[0077]数据储存器件1200可以包括控制器1210和非易失性存储器件1220。数据储存器件1200可以通过耦接到主机设备1100(诸如移动电话、MP3播放器、膝上型计算机、台式计算机、游戏播放器、TV、车载信息娱乐系统等)而使用。数据储存器件1200也被称为存储系统。
[0078]控制器1210可以包括主机接口单元1211、控制单元1212、存储器接口单元1213、随机存取存储器1214、错误校正码(ECC)单元1215、错误插入单元1216以及随机化单元1217。
[0079]控制单元1212可以响应于来自主机设备1100的请求来控制控制器1210的一般操作。控制单元1212可以驱动用于控制非易失性存储器件1220的固件或软件。
[0080]随机存取存储器1214可以用作控制单元1212的工作存储器。随机存取存储器1214可以用作缓冲存储器，缓冲存储器暂时储存从非易失性存储器件1220读取的数据或从主机设备1100提供的数据。
[0081]主机接口单元1211可以接口主机设备1100和控制器1210。例如，主机接口单元1211可以通过各种接口协议(诸如，通用串行总线(USB)协议、通用闪速储存(UFS)协议、多媒体卡(MMC)协议、外围组件互连(PCI)协议、PCI快速(PC1-E)协议、并行高级技术附件(PATA)协议、串行高级技术附件(SATA)协议、小型计算机系统接口(SCSI)协议以及串行附接SCSI (SAS)协议)中的一种来与主机设备1100通信。
[0082]存储器接口单元1213可以接口控制器1210和非易失性存储器件1220。存储器接口单元1213可以将命令和地址提供给非易失性存储器件1220。此外，存储器接口单元1213可以与非易失性存储器件1220交换数据。
[0083]ECC单元1215可以ECC编码要储存在非易失性存储器件1220中的数据。而且，ECC单元1215可以ECC解码由随机化单元1217去随机化的数据。
[0084]错误插入单元1216可以将错误人工地插入到由ECC单元1215ECC编码的数据中。
[0085]随机化单元1217可以通过使用种子值来随机化其中通过错误插入单元1216插入有错误的数据。另外，随机化单元1217可以通过使用种子值来去随机化从非易失性存储器件1220读取的数据。
[0086]错误插入单元1216和随机化单元1217可以包括在存储器接口单元1213中。
[0087]非易失性存储器件1220可以用作数据储存器件1200的储存介质。非易失性存储器件1220可以包括多个非易失性存储芯片(或裸片)NVM_1到NVM_k。
[0088]控制器1210和非易失性存储器件1220可以被制造为各种数据储存器件中的任意一种。例如，控制器1210和非易失性存储器件1220可以被集成为一个半导体器件，并且可以被制造为下列项中的任意一种:MMC、eMMC, RS-MMC和微型MMC形式的多媒体卡；SD、迷你SD和微型SD形式的安全数字卡；通用串行总线(USB)储存器件；通用闪速储存(UFS)器件；个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)卡；紧凑型闪存(CF)卡；智能媒体卡；记忆棒等。
[0089]图11是示出根据实施例的包括固态驱动器(SSD)的数据处理系统。参照图11，数据处理系统2000可以包括主机设备2100和固态驱动器(SSD) 2200。
[0090]SSD 2200可以包括SSD控制器2210、缓冲存储器件2220、非易失性存储器件2231至223η、电源2240、信号连接器2250以及电源连接器2260。
[0091]SSD控制器2210可以响应于来自主机设备2100的请求来访问非易失性存储器件2231 至 223η。
[0092]缓冲存储器件2220可以暂时储存要被储存在非易失性存储器件2231至223η中的数据。此外，缓冲存储器件2220可以暂时储存从非易失性存储器件2231至223η读取的数据。暂时储存在缓冲存储器件2220中的数据可以在SSD控制器2210的控制下传输到主机设备2100或非易失性存储器件2231至223η。
[0093]非易失性存储器件2231至223η可以用作SSD 2200的储存介质。非易失性存储器件2231至223η可以通过多个通道CHl到CHn分别电耦接到SSD控制器2210。一个或更多个非易失性存储器件可以电耦接到一个通道。电耦接到一个通道的非易失性存储器件可以电耦接到相同的信号总线和数据总线。
[0094]电源2240可以将通过电源连接器2260输入的电力PWR提供到SSD 2200的内部。电源2240可包括辅助电源2241。辅助电源2241可以供应电力以允许SSD 2200在发生突然断电时适当地终止操作。辅助电源2241可以包括能够用电力PWR充电的超级电容器。
[0095]SSD控制器2210可以通过信号连接器2250与主机设备2100交换信号SGL。信号SGL可以包括命令、地址、数据等。信号连接器2250可以根据主机设备2100和SSD 2200之间的接口方案而被配置为用于各种协议，诸如并行高级技术附件(PATA)协议、串行高级技术附件(SATA)协议、小型计算机系统接口(SCSI)协议、串行附接SCSI (SAS)协议、外围组件互连(PCI)协议和PCI快速(PC1-E)协议。
[0096]图12是示出图11所示的SSD控制器的框图。参照图12，SSD控制器2210可以包括存储器接口单元2211、主机接口单元2212、控制单元2213、随机存取存储器2214、错误校正码(ECC)单元2215、错误插入单元2216以及随机化单元2217。
[0097]存储器接口单元2211可以将控制信号(诸如命令和地址)提供到非易失性存储器件2231到223η。另外，存储器接口单元2211可以与非易失性存储器件2231至223η交换数据。存储器接口单元2211可以在控制单元2213的控制下离散从缓冲存储器件2220传输到通道CHl至CHn的数据。此外，存储器接口单元2211可以在控制单元2213的控制下将从非易失性存储器件2231至223η读取的数据传输到缓冲存储器件2220。
[0098]主机接口单元2212可以与主机设备2100的协议对应地提供与SSD 2200的接口。例如，主机接口单元2212可以通过并行高级技术附件(PATA)协议、串行高级技术附件(SATA)协议、小型计算机系统接口(SCSI)协议、串行附接SCSI (SAS)协议、外围组件互连(PCI)协议和PCI快速(PC1-E)协议中的一种来与主机设备2100通信。另外，主机接口单元2212可以执行支持主机设备2100以将SSD 2200识别为硬盘驱动器(HDD)的磁盘仿真功能。
[0099]控制单元2213可以分析并处理从主机设备2100输入的信号SGL。控制单元2213可以基于用于驱动SSD 2200的固件或软件来控制缓冲存储器件2220和非易失性存储器件2231至223η的操作。随机存取存储器2214可以用作用于驱动固件或软件的工作存储器。
[0100]ECC单元2215可以产生储存在缓冲存储器件2220中的数据之中的要被传输到非易失性存储器件2231至223η的数据的校验数据。产生的校验数据可以与传输的数据一起储存在非易失性存储器件2231至223η中。ECC单元2215可以检测由随机化单元2217去随机化的数据的错误。当检测到的错误在可校正的范围内，ECC单元2215可以校正检测到的错误。
[0101]错误插入单元2216可以将错误人工地插入到由ECC单元2215ECC编码的数据中。
[0102]随机化单元2217可以通过使用种子值来随机化其中通过错误插入单元2216插入有错误的数据。另外，随机化单元2217可以通过使用种子值来去随机化储存在缓冲存储器件2220中的数据之中的从非易失性存储器件2231至223η读取的数据。
[0103]错误插入单元2216和随机化单元2217可以包括在存储器接口单元2211中。
[0104]图13是示出根据实施例的其中安装有数据储存器件的计算机系统的框图。参照图13，计算机系统3000包括电耦接到系统总线3700的网络适配器3100、中央处理单元3200、数据储存器件3300、RAM 3400,ROM 3500和用户接口 3600。数据储存器件3300可以通过图1中示出的数据储存器件100、图2中示出的数据储存器件200、图10中示出的数据储存器件1200或图11中示出的SSD 2200来构建。
[0105]网络适配器3100可以提供计算机系统3000与外部网络之间的接口。中央处理单元3200执行用于驱动加载到RAM 3400上的操作系统或应用程序的一般操作。
[0106]数据储存器件3300可以储存计算机系统3000所需要的一般数据。例如，用于驱动计算机系统3000的操作系统、应用程序、各种程序模块、程序数据和用户数据可以储存在数据储存器件3300中。
[0107]RAM 3400可以用作计算机系统3000的工作存储器。在启动时，从数据储存器件3300读取的驱动程序所需要的程序数据、操作系统、应用程序和各种程序模块可以加载到RAM 3400上。在操作系统被驱动之前激活的B1S (基本输入/输出系统)可以储存在ROM3500中。计算机系统3000与用户之间的信息交换可以通过用户接口 3600来实施。
[0108]虽然上面已经描述了各种实施例，但是本领域技术人员将理解的是，所述实施例仅是示例。相应地，本文中所述的数据储存器件及其操作方法不应基于所述实施例受到限制。
[0109]通过以上实施例可见，本申请可以提供以下技术方案。
[0110]技术方案1.一种数据储存器件的操作方法，包括:
[0111]使用错误校正码ECC来编码写入数据；
[0112]将错误插入到编码的数据中；以及
[0113]储存插入错误的数据。
[0114]技术方案2.根据技术方案I所述的操作方法，其中，将错误插入的步骤包括:
[0115]将编码的数据中的一个或更多个数据位反转。
[0116]技术方案3.根据技术方案2所述的操作方法，其中，被反转的位的数目小于在对编码的数据进行解码过程中可校正的位的数目。
[0117]技术方案4.根据技术方案I所述的操作方法，
[0118]其中，编码的数据包括写入数据和关于写入数据的校验数据，以及
[0119]其中，将错误插入的步骤包括:
[0120]将写入数据和校验数据的数据位之中的随机位置处的数据位反转。
[0121]技术方案5.根据技术方案I所述的操作方法，还包括:
[0122]在储存插入错误的数据的步骤之前随机化插入错误的数据。
[0123]技术方案6.根据技术方案5所述的操作方法，还包括:
[0124]去随机化读取数据；以及
[0125]使用ECC单元来解码去随机化的数据。
[0126]技术方案7.—种数据储存器件，包括:
[0127]错误校正码ECC单元，适用于使用ECC来处理写入数据；
[0128]错误插入单元，适用于将错误插入到处理过的数据中；
[0129]随机化单元，适用于随机化插入错误的数据；以及
[0130]控制单元，适用于将随机化的数据储存在非易失性存储器件中。
[0131]技术方案8.根据技术方案7所述的数据储存器件，其中，错误插入单元将处理过的数据中的一个或更多个数据位反转。
[0132]技术方案9.根据技术方案8所述的数据储存器件，其中，错误插入单元在ECC单元的错误校正能力内将数据位反转。
[0133]技术方案10.根据技术方案8所述的数据储存器件，其中，错误插入单元将处理过的数据的数据位之中的随机位置处的数据位反转。
[0134]技术方案11.根据技术方案7所述的数据储存器件，
[0135]其中，控制单元从非易失性存储器件读取数据，
[0136]其中，随机化单元去随机化读取数据，以及
[0137]其中，ECC单元使用ECC来处理去随机化的数据。
[0138]技术方案12.根据技术方案11所述的数据储存器件，其中，ECC单元使用ECC来编码写入数据和解码去随机化的数据。
[0139]技术方案13.根据技术方案11所述的数据储存器件，还包括:
[0140]存储器接口单元，适用于在控制单元的控制下，将控制信号提供到非易失性存储器件，并与非易失性存储器件交换写入数据和读取数据。
[0141]技术方案14.根据技术方案13所述的数据储存器件，其中，存储器接口单元包括ECC单元、错误插入单元和随机化单元。
[0142]技术方案15.—种数据储存器件的操作方法，包括:
[0143]使用错误校正码ECC来编码写入数据和解码读取数据
[0144]将错误插入到编码的数据中；以及
[0145]储存插入错误的数据并读取储存的数据作为读取数据。
[0146]技术方案16.根据技术方案15所述的操作方法，还包括:
[0147]在储存插入错误的数据的步骤之前随机化插入错误的数据；以及
[0148]在读取储存的数据的步骤之后去随机化读取数据。
【主权项】
1.一种数据储存器件的操作方法，包括: 使用错误校正码ECC来编码写入数据； 将错误插入到编码的数据中；以及 储存插入错误的数据。2.根据权利要求1所述的操作方法，其中，将错误插入的步骤包括: 将编码的数据中的一个或更多个数据位反转。3.根据权利要求2所述的操作方法，其中，被反转的位的数目小于在对编码的数据进行解码过程中可校正的位的数目。4.根据权利要求1所述的操作方法， 其中，编码的数据包括写入数据和关于写入数据的校验数据，以及 其中，将错误插入的步骤包括: 将写入数据和校验数据的数据位之中的随机位置处的数据位反转。5.根据权利要求1所述的操作方法，还包括: 在储存插入错误的数据的步骤之前随机化插入错误的数据。6.根据权利要求5所述的操作方法，还包括: 去随机化读取数据；以及 使用ECC单元来解码去随机化的数据。7.一种数据储存器件，包括: 错误校正码ECC单元，适用于使用ECC来处理写入数据； 错误插入单元，适用于将错误插入到处理过的数据中； 随机化单元，适用于随机化插入错误的数据；以及 控制单元，适用于将随机化的数据储存在非易失性存储器件中。8.根据权利要求7所述的数据储存器件，其中，错误插入单元将处理过的数据中的一个或更多个数据位反转。9.根据权利要求8所述的数据储存器件，其中，错误插入单元在ECC单元的错误校正能力内将数据位反转。10.一种数据储存器件的操作方法，包括: 使用错误校正码ECC来编码写入数据和解码读取数据 将错误插入到编码的数据中；以及 储存插入错误的数据并读取储存的数据作为读取数据。
【文档编号】G11C29/42GK105931673SQ201510662233
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年10月14日
【发明人】严基杓
【申请人】爱思开海力士有限公司