用于数据储存装置的功率降保护的制作方法

用于数据储存装置的功率降保护的制作方法
【专利摘要】一种数据储存装置包括非易失性存储器。一种方法包括，在所述非易失性存储器的字线处编程第一页。当在所述字线处编程第二页时，所述字线的第一储存元件响应于在所述数据储存装置处的功率降而被选择性地编程以增加分离所述第一页的数据值的状态分离。
【专利说明】
用于数据储存装置的功率降保护
技术领域
[0001] 本公开一般涉及数据储存装置并且更具体地涉及用于数据储存装置的功率降保 护。
【背景技术】
[0002] 非易失性数据储存装置、诸如嵌入的存储器装置和可拆卸存储器装置使能了数据 和软件应用的增加的便携性。例如，多级单元(MLC)闪速存储器装置在每个闪速存储器单元 中可以储存多个位，增强了数据储存密度。储存在这样的装置处的数据可以使用误差校正 编码(ECC)技术编码，其中该误差校正编码(ECC)技术保护数据免于电源噪声、温度变化以 及数据损毁的其它原因相关联的误差。在一些情况中，ECC技术可能不足以恢复损毁的数 据。例如，数据损毁可能超出与被用于编码数据相关联的特定的ECC技术相关联的ECC能力， 导致数据丢失。

【发明内容】

[0003] 公开了使能在可能损毁数据的数据储存装置的电源供应电压的功率降的情况下 恢复在数据储存装置处的数据的恢复的技术。在特定的配置中，数据储存装置的字线储存 多个逻辑页，诸如第一逻辑页和第二逻辑页。例如，字线可以包括具有多级单元(MLC)配置 的储存元件，并且第一逻辑页以及第二逻辑页可以分别对应于可以储存在字线处的下部的 页数据(例如，"10"数字中的"〇"位）以及上部的页数据(例如，"10"数字中的"Γ位）。如果在 数据储存装置在字线处写入第一逻辑页并且同时在字线处写入第二逻辑页之后，在数据储 存装置处发生在电源供应电压中的功率降，则在字线处的某些数据值使用误差校正编码 (ECC)技术可能是不可恢复的。例如，与上部的页数据相关联的数据值可能"重叠"（并且可 以与其区分开)与下部的页数据相关联的数据值，由于未完成写入第二页，潜在地导致数据 丢失。
[0004] 为了在功率降的情况中使能数据的恢复，某些装置可以在写入上部的页数据之前 备份下部的页数据。如果当写入上部的页数据时发生功率降，下部的页数据的损毁的位可 以从备份的下部的页数据恢复。但是，这样的技术可能使用大量的存储器以及处理资源来 备份下部的页数据，减少了系统性能。其它技术可能将数据转移到"中间的"分布，诸如"低-至Ij-中"（LM)状态到"B"状态(LMB)分布，以减少在功率降的情况中的状态分布的重叠。"BC首 先"（BCF)技术可以在编程"A"状态之前编程"B"状态和"C"状态。这样的技术可以使能在功 率降的情况中的数据恢复，但是可能与由于在装置处的增加数量的写入操作的性能劣化相 关联。例如，这些技术可以响应于起始写入操作而被应用，不管在写入操作期间是否发生功 率降。
[0005] 根据本公开的示例数据保护技术，响应于在所述数据储存装置处的功率降，选择 性地编程字线的储存元件以增加分离下部的页的数据值的状态分离。增加的状态分离可以 通过防止或减少指示下部的页的不同的数据值的分布之间的重叠来使能下部的页的恢复。 有益地，可以选择性地施加数据保护技术，相比于不管是否需要恢复技术(例如，不管是否 发生功率降）而总是进行恢复技术的传统的装置改善了效率。相应地，数据保护技术可以响 应于功率降而不是在功率降之前被应用，改善了系统性能并且减少了备用数据开销而使能 了数据恢复。
【附图说明】
[0006] 图1是包括被配置为响应于功率降而选择性地编程储存元件的数据储存装置的系 统的特定示意性实施例的框图；
[0007] 图2示出了在图1的数据储存装置处的功率降之后的使能数据的恢复的某些示例 阈值电压分布和状态分尚；
[0008] 图3是示出图1的数据储存装置的操作的示例方法的流程图；以及 [0009]图4是示出图1的数据储存装置的操作的另一示例方法的流程图。
【具体实施方式】
[0010] 图1是系统100的特定示意性实施例的框图，该系统100包括数据储存装置102、电 源电路134和主机装置136。数据储存装置102可以嵌入在主机装置136中，诸如根据嵌入式 的多媒体卡（ eMMC? )(弗吉尼亚州阿灵顿市的电子装置工程联合委员会(JEDEC)固态技 术协会的商标)配置。可替换地，数据储存装置102可以从(即，"可拆卸地"耦接到)主机装置 136拆卸。例如，数据储存装置102可以根据可拆卸的通用串行总线(USB)配置而可拆卸地耦 接到主机装置136。电源电路134可以集成在主机装置136中或者可以在主机装置136的外 部，如在图1的示例中描述的。
[0011] 为了进一步说明，数据储存装置102可以被配置为作为嵌入的存储器而耦接到主 机装置136、诸如作为示意性示例与eMMC配置连接。数据储存装置102可以对应于eMMC装置。 作为另一示例，数据存储装置102可以对应于存储器卡，所述存储器卡诸如安全数字 (SD? )卡、微SD?卡、miniSD?卡(特拉华州威明顿市的SD-3C LLC的商标）、多媒体卡? (MMCtm)卡(弗吉尼亚州阿灵顿市的JEDEC固态技术协会的商标)或者Compact闪速i)(CF)卡 (加利福尼亚州苗比达市的SanDisk公司的商标）。数据存储装置102可以依照JEDEC行业规 范操作。例如，数据存储装置102可以依照JEDEC eMMC规范、JEDEC通用闪速存储(UFS)规范、 一个或多个其它规范或其组合操作。数据储存装置102包括非易失性存储器104、输入/输出 (I/O)部分122和控制器138。在特定的示意性实施例中，非易失性存储器104可以包括闪速 存储器--诸如NAND闪速存储器或NOR闪速存储器。在其它实现方式中，非易失性存储器 104可以包括可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、只 读存储器(R0M)、一次性可编程存储器(OTP)、其它类型的存储器或其组合。非易失性存储器 104、1/0部分122和控制器138可以经由一个或多个总线、一个或多个接口、一个或多个其它 结构或其组合耦接。
[0012] 非易失性存储器104可以包括编程信号调节器148、一个或多个字线和一个或多个 电压检测器。在图1的示例中，非易失性存储器104包括字线106和电压检测器120。在特定的 实施例中，字线106具有多级单元(MLC)配置。例如，字线106可以包括储存元件110、111、112 和113,其每一个被配置为响应于由控制器138的选择和编程来储存多个逻辑数据值。
[0013]为了说明，控制器138可以选择储存元件110以储存指示位值bo，O和bI，O的阈值电 压，并且可以编程储存元件110以储存该阈值电压。控制器138可以选择储存元件111以储存 指示位值b0，l和bl，l的阈值电压，并且可以编程储存元件111以储存该阈值电压。控制器 138可以选择储存元件112以储存指示位值b0,2和bl，2的阈值电压，并且可以编程储存元件 112以储存该阈值电压。控制器138可以选择储存元件113以储存指示位值b0，N和b I，N的阈 值电压，并且可以编程储存元件113以储存该阈值电压。N指示包含在字线106中的储存元件 的数量(例如，512、1024或大于一的任何其它正整数）。尽管在图1的特定示例中示出了每单 元两位（"X2"）的配置，应理解的是，这里所述的一个或多个技术可以应用到其它配置，诸如 每单元三位（"X3"）配置。
[0014] 字线106可以被配置为结合（in connection with)MLC配置来储存多个逻辑页的 数据。例如，字线106可以被配置为储存页116和页117。页116可以包括储存在字线106处的 第一组的位，并且页117可以包括储存在字线106处的第二组的位。在特定的实施例中，页 116、117分别对应于下部的页和上部的页。参考图2进一步描述下部的页和上部的页。
[0015] I/O部分122可以包括电源端子128和一个或多个其它端子，诸如一个或多个命令、 数据和/或时钟端子130。电源端子128可以响应于电源供应电压132。基于电源供应电压 132,电源端子128可以将电压供应到数据储存装置102的一个或多个组件一一诸如到非易 失性存储器104和到控制器138。一个或多个命令、数据和/或时钟端子130可以在主机装置 136和控制器138之间通信命令、命令响应和/或数据。
[0016] 控制器138可以包括主机接口 140、一个或多个电压检测器（例如，电压检测器 142)、随机存取存储器(RAM)144、误差校正码(ECC)引擎146和备用电源154。控制器138经由 一个或多个总线、一个或多个接口、一个或多个其它结构或其组合被耦接到非易失性存储 器104。控制器138被配置为发送读取命令以从非易失性存储器104的特定地址读取数据。控 制器138被配置为发送数据和写入命令以使得非易失性存储器104将数据储存到非易失性 存储器104的特定地址。为进一步说明，控制器138可以发送数据以及一个或多个写入命令 以使得非易失性存储器104在字线106处储存页116、117。控制器138可以发送读取命令以从 字线106读取页116、117的一个或两者。
[0017]主机装置136可以对应于移动电话、音乐播放器、视频播放器、游戏操纵台、电子书 阅读器、个人数字助理(PDA)、诸如膝上型计算机、平板或者笔记本计算机的计算机、其它电 子装置或者其组合。主机装置136经由主机控制器通信，其中所述主机控制器可以使能主机 装置136从非易失性存储器104读取数据并且将数据写入到非易失性存储器104。主机装置 136可以依照JEDEC固态技术行业规范来操作，所述行业规范诸如eMMC规格或UFS主机控制 器接口规格。主机装置136可以依照一个或多个其它规范一一诸如作为示意性示例的安全 数字(SD)主机控制器规范来操作。主机装置136可以根据任何其它合适的通信协议与非易 失性存储器104通信。
[0018]在操作中，控制器138可以从主机装置136接收数据和指令并且可以发送数据到主 机装置136。控制器138可以将数据和命令发送到非易失性存储器104并且可以从非易失性 存储器104接收数据。作为特定的示例，控制器138可以经由主机接口 140从主机装置136接 收数据152。数据152可以对应于储存在非易失性存储器104处的用户数据(例如，文件或文 件的一部分）。
[0019] ECC引擎146可以被配置为接收数据152并且基于数据152产生一个或多个ECC码 字。例如，ECC引擎146可以包括编码器，所述编码器被配置为使用ECC编码技术来编码数据 152。ECC引擎 146可以包括Reed SoIomon编码器、Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)编码 器、低密度奇偶校验(LDPC)编码器、Turbo码编码器、被配置为根据一个或多个其它ECC技术 编码数据的编码器或其组合。ECC引擎122可以包括译码器126,所述译码器126被配置为译 码从存储器104读取的数据，以检测和校正达由ECC引擎146使用的ECC技术的误差校正能力 的可能出现在读取数据中的位误差。
[0020] 为进一步说明，ECC引擎146可以从RAM 144接收数据152 JCC引擎146可以基于数 据152产生一个或多个ECC码字。在特定的实施例中，页116、117对应于基于数据152由ECC引 擎146产生的ECC码字。页116、117可以诸如结合使用从控制器138发送到非易失性存储器 104的多个写入命令将多个逻辑页写入到非易失性存储器104的特定的字线的多阶写入操 作、来非同时地写入到字线106。例如，页116响应于从控制器138发送到非易失性存储器104 的第一写入命令可以在第一时间被写入，并且页117响应于从控制器138发送到非易失性存 储器104的第二写入命令可以在第二时间被写入。可替换地或者此外，页116、117可以使用 一个或多个其它技术写入到非易失性存储器104。
[0021] 如果在字线106处编程页116之后并且在字线106处编程页117的同时发生功率降， 数据储存装置102可以增加分离页116的数据值的状态分离。例如，数据储存装置102可以诸 如通过继续编程储存和/或被安排为储存第一页116的数据值(例如，"0"数据值）的储存元 件110-113的一个或多个，以及通过抑制储存和/或被安排为储存第二页116的数据值(例 如，"Γ数据值）的储存元件110-113的一个或多个的编程，来选择性地编程储存元件110-113的一个或多个。参考图2进一步描述了用于在数据储存装置102处增加状态分离的示例 技术。响应于所述功率降，可以抑制控制器138将额外的命令发送到非易失性存储器104,直 到电源增加(例如，当数据储存装置102的上电时）。
[0022] 功率降可能响应于在数据储存装置102处的功率降事件而发生。例如，响应于主机 装置136起始操作的"关闭"或"待机"模式，电源端子128可以从电源供应电压132解耦，导致 功率降。功率降可以以由一个或多个的下述示例示出的方式被检测。
[0023] 根据第一示例，电压检测器120被配置为检测功率降。例如，由于电压检测器120被 耦接到电源端子128,电压检测器120可以响应于在电源端子128处的电压的改变。在特定的 实施例中，如果电压检测器120检测到电压小于第一阈值(例如，小于安全地将数据写入到 非易失性存储器104所需要的特定的阈值电压水平)而页117被编程到字线106处，则电压检 测器120使得数据储存装置102增加分离页116的数据值的状态分离。例如，电压检测器120 可以产生信号，该信号使得非易失性存储器104继续编程储存或者被安排为储存第一页116 的数据值(例如，"〇"数据值)的字线106的储存元件。可替换地或者此外，信号可以使得非易 失性存储器104抑制储存或者被安排为储存第二页116的数据值(例如，"Γ数据值）的字线 106的储存元件的编程。
[0024] 根据第二示例，控制器138的电压检测器142被配置为在电源端子128处检测功率 降。响应于电压检测器142检测到功率降，控制器138可以将写入保护信号发送到非易失性 存储器104。写入保护信号可以使得非易失性存储器104增加分离页116的数据值的状态分 离。例如，非易失性存储器104可以被配置为响应于从控制器138接收写入保护信号来增加 状态分离。在特定的实施例中，写入保护信号是"通用(general purpose)"写入保护信号。 [0025] 根据第三示例，控制器138的电压检测器142被配置为检测功率降，并且控制器138 被配置为响应于电压检测器142检测到功率降，将专用命令150发送到非易失性存储器104。 专用命令150可以指令非易失性存储器104增加分离所述第一页的数据值的状态分离。在特 定的实施例中，响应于功率降，专用命令150被保留为指令非易失性存储器104增加状态分 离。专用命令150不同于通用命令(例如，通用写入保护命令）。
[0026] 响应于所述功率降，编程信号调节器148可以调节被用于选择性地编程储存元件 110-113的一个或多个的编程信号。可以通过修改所述编程信号的编程脉冲的数量、通过修 改所述编程脉冲的幅度、通过修改所述编程脉冲的持续期间或其组合来调节编程信号。例 如，编程信号调节器148可以通过增加所述编程信号的多个编程脉冲、通过增加编程脉冲的 一个或多个的幅度、通过增加编程脉冲的一个或多个的持续期间或其组合来调节编程信 号。可替换地或者此外，储存元件110-113的一个或多个可以被选择性地编程而不使用验证 信号以便于节省可以被用于进一步选择性地编程储存元件110-113的一个或多个的时间 和/或功率。如参考图2进一步描述的，编程信号可以被调节为使得分离页116的数据值的状 态分离足以恢复页116的数据值(例如，在数据储存装置102处的上电事件之后）。
[0027] 在特定的实施例中，编程信号调节器148被配置为获取备用电源154以调节编程信 号。备用电源154可以被配置为响应于所述功率降，将备用电源提供到编程信号调节器148 以延长时间期限，在该时间期限期间，储存元件110-113的一个或多个可以被选择性地编程 (例如，而电源供应电压132下降并且在数据储存装置102进入操作的"关闭"模式之前）。备 用电源154可以包括电容性的装置(例如，一个或多个电容器）、备用电池 、一个或多个其它 装置或其组合，作为示意性示例。尽管图1描述了备用电源154被包含在控制器138中，但是 备用电源154可以位于系统100中的其它地方。
[0028] 非易失性存储器104可以包括多个电压检测器。如上所述，电压检测器120可以被 配置为响应于检测电源供应电压小于第一阈值而起始储存元件110-113的一个或多个的选 择性编程。非易失性存储器104还可以包括第二电压检测器。第二电压检测器可以被配置为 响应于检测电源供应电压小于第二阈值(例如，与"软重置"操作有关)使得非易失性存储器 104终止编程操作。第二阈值小于第一阈值。为了说明，第一阈值可以对应于指示断电事件 可能即将来临的电源供应电压的电压水平，并且第二阈值可以对应于指示可能不能再在非 易失性存储器104处安全地进行编程操作的电压水平。尽管图1指示电压检测器120被包含 在非易失性存储器104中，但是电压检测器120和/或第二电压检测器可以被包含在控制器 138中而不脱离本公开的范围。作为额外的示例，电压检测器120、142两者可以被包含在非 易失性存储器104中，或者电压检测器120、142两者可以被包含在控制器138中。
[0029]通过选择性地编程数据储存装置102的一个或多个字线的储存元件，可以增加分 离页的数据值的状态分离。例如，与一旦检测到功率降就终止写入操作(如由某些传统的装 置实现)相反，数据储存装置102可以选择性地编程储存元件以增加页的状态分离，使能页 的之后的恢复。相应地，当数据储存装置102的上电时，页可以被恢复而不需要备份页的位 并且不需要使用传统的LMB和BCF技术。相反，这里所述的一个或多个技术可以（例如，通过 响应于功率降而增加页的状态分离，而不是总是备份数据或者不管功率降是否发生而总是 使用LMB技术或BCF技术)被选择性地应用。因此，系统100的性能通过保存数据储存装置102 的操作性资源而改善(例如，通过使用相对于某处传统的技术更少的写入操作）。
[0030] 图2示出了指示可以被编程到非易失性存储器104的阈值电压的分布的柱状图 (histogram)202、208、216和226。在图2中，每个横坐标可以指示非易失性存储器104的储存 元件的阈值电压，并且每个纵坐标可以指示具有特定的阈值电压的多个非易失性存储器 104的储存元件。在特定的实施例中，柱状图202、208、216和226的每一个对应于字线106的 特定的操作性状态。
[0031] 例如，柱状图202包括分布204和分布206。分布204、206指示储存在字线106处阈值 电压。例如，分布204可以对应于第一页116的数据值，并且分布206可以对应于第二页116的 数据值。分布204、206可以对应于下部的页(LP)，该下部的页(LP)被写入到与多阶写入过程 (例如，在字线106处编程上部的页之前)有关的字线106。在图2的示例中，分布204对应于与 "Γ的数据值相关联的擦除（"E"）状态，并且分布206对应于与"0"的数据值相关联的"LM"状 态。应理解的是，图2的特定的示例是示意性的并且这里所述的技术可应用到多种实现方 式，诸如用除了图2中所述的位约定(convention)和/或状态约定以外的实现方式。
[0032] 柱状图208对应于在编程下部的页之后并且在上部的页(UP)的编程期间的数据储 存装置102的操作性状态。上部的页可以对应于页117。柱状图208包括分布210、212和214。 分布212可以由对应于分布204的编程储存元件产生。就是说，储存与分布204相关联的"E" 状态阈值电压的储存元件可以被编程为储存与分布212相关联的"A"状态阈值电压。此外， 分布214可以由对应于分布206的编程储存元件产生。就是说，储存与分布206相关联的"LM" 状态阈值电压的储存元件可以被编程为储存与分布212相关联的"B"状态阈值电压或"C"状 态阈值电压。在图2中，"E"和"A"状态阈值电压对应于"Γ的下部的页数据值，并且"B"和"C" 状态阈值电压对应于"0"的下部的页数据值。
[0033] 如果当数据储存装置102具有由柱状图208指示的操作性状态并且上部的页的编 程完成时不发生功率降，数据储存装置的字线102的操作性状态可以对应于柱状图216。柱 状图216包括分布218、220、222和224。在图2的示例中，分布212的编程已经完成，导致分布 220。分布214的编程已经完成，导致分布222、224,其分别对应于"B 〃状态阈值电压和"C"状 态阈值电压。分布218、220可以对应于"Γ的下部的页数据值，并且分布222、224可以对应于 "〇"的下部的页数据值。分布218、224可以对应于"Γ的上部的页数据值，并且分布220，222 可以对应于"0"的上部的页数据值。
[0034]可替换地，如果当数据储存装置102具有由柱状图208指示的操作性状态时发生功 率降，则上部的页的编程可能被打断。因此，下部的页的某些位可能损毁。例如，因为分布 212、214可能部分地重叠(如图2中所示），重叠中的阈值电压可以对应于"Γ或"0"的下部的 页数据值。此外，重叠的尺寸可能超出ECC引擎146的误差校正能力，导致下部的页的数据的 丢失。
[0035] 相应地，响应于在数据储存装置102处的功率降，数据储存装置102可以选择性地 编程储存元件以使能下部的页数据值的恢复。柱状图226示出了数据储存装置的操作性状 态，在该状态中响应于功率降状态分离234已经通过选择性地编程储存元件而增加。数据储 存装置的字线102可以在功率降之后在上电时具有对应于柱状图226的操作性状态。
[0036] 柱状图226示出了响应于所述功率降，储存对应于分布214的阈值电压储存元件已 经被选择性地编程，导致分布232。在柱状图226中，分布210，212相对于柱状图208在功率降 之后还没有被编程。为了说明，数据储存装置102响应于所述功率降，可以抑制储存对应于 分布210、212的阈值电压的储存元件的编程。
[0037]通过响应于所述功率降而选择性地编程储存元件，状态分离234被增加。例如，状 态分离234将分布212的最高阈值电压236从分布232的最低阈值电压238分离。相应地，"Γ 的下部的页数据值可以从"〇"的下部的页数据值分离，使能下部的页数据值的恢复。在其它 实施例中，即使分布212、232重叠，下部的页数据可以被恢复。例如，假设重叠被降低到ECC 引擎146的特定的误差校正能力内，下部的页可以由ECC引擎146解译。在这些情况中，如这 里所使用的"状态分离"可以指示分布212的中位数值(或近似中位数值)和分布232中位数 值(或近似中位数值)之间的差值。
[0038] 这里所述的一个或多个技术可以应用到使能下部的页和上部的页的两者的恢复， 或者使能仅下部的页的恢复。例如，在柱状图226的示例中，分布232不包括"B"状态和"C"状 态（即，"B"状态和T状态在分布232中组合)之间的分离。相应地，柱状图226可以对应于由 控制器138使用的"快速"分离增加技术来增加状态分离234以使能下部的页的恢复。在特定 的实施例中，当上部的页的副本储存在(例如，缓存)于系统1 〇〇中的其它地方时--诸如在 非易失性存储器的恢复块处、在RAM 144处、在另外的位置或其组合，控制器138应用快速分 离增加技术。可替换地，响应于除了增加状态分离234之外的功率降，控制器138可以被配置 为使得或者增加分布232的"B"状态和"C"状态之间的状态分离。分布232的"B"状态和"C"状 态之间的这样的状态分离可以通过区分上部的页的数据值而使能上部的页的恢复。
[0039] 在特定示意性实施例中，控制器138可以在编程上部的页的同时延迟分布212的编 程。例如，为减少参考柱状图208所述的重叠，控制器138可以在起始被选择为储存"B"状态 阈值电压或状态阈值电压的储存元件的编程之后，起始被选择为储存"A"状态阈值电压 的储存元件的编程，增加分布212、214之间的分离。相应地，状态分离234可以通过延迟分布 212的编程而增加。可替换地或者此外，控制器138可以诸如通过调节被选择为储存"A"状态 阈值电压的储存元件的位线电压以便于放缓分布212的编程，来放缓分布212的编程而编程 上部的页。
[0040] 参考图2所述的技术可以选择性地应用到在功率降的情况中的数据的恢复。例如， 如果当写入图2的上部的页时没有检测到功率降，则数据的备份和其它传统的技术可能是 不必要的。通过响应于功率降增加状态分离234,数据可以被恢复而不需要备份大量的数据 并且不需要使用"中间的"编程操作，从而清空储存空间和/或计算性资源并且改善系统100 的性能。
[0041] 参考图3,描述了方法的特定示意性实施例并且该方法被一般地表示为300。方法 300可以在数据储存装置102中进行，诸如通过非易失性存储器104、通过控制器138或其组 合。
[0042]方法300可以包括，在302处，在非易失性存储器104的字线处编程第一页。第一页 可以对应于页116,并且字线可以对应于字线106,作为示意性示例。
[0043]方法300还可以包括，在304处，选择性地编程所述字线的第一储存元件以增加分 离所述第一页的数据值的状态分离。当在字线处编程第二页时，第一储存元件可以响应于 在数据储存装置102处的功率降而被选择性地编程。功率降可以对应于在数据储存装置102 处的功率降事件。第二页可以对应于页117,并且状态分离可以对应于状态分离234。在特定 示意性实施例中，控制器138通过发布一个或多个命令增加状态分离，该一个或多个命令指 示非易失性存储器104使用增加的电压控制栅极LM-状态验证(VCG-AVl)参数(例如，通过发 布命令以使用增加的验证电压验证页116的编程)来编程第一页。
[0044] 为进一步说明，在特定的实施例中，第二储存元件对应于被选择为被编程到最低 阈值电压状态或到第二最低阈值电压状态的储存元件。最低阈值电压状态可以对应于分布 218,并且第二最低阈值电压状态可以对应于分布220,作为示意性示例。第一储存元件可以 对应于被选择为被编程到第二最高阈值电压状态或到最高阈值电压状态的储存元件。最高 阈值电压状态可以对应于分布224,并且第二最高阈值电压状态可以对应于分布222,作为 示意性示例。
[0045] 图3的方法300可以响应于功率降增加分离页的数据值的状态分离。例如，可以使 用方法300而减少或避免在指示页的不同的位值的分布之间的重叠。相应地，方法300可以 使能页的数据值的恢复，改善性能并且减少或避免在诸如数据储存装置102的数据储存装 置处的数据丢失。
[0046] 参考图4,描述了方法的特定示意性实施例并且该方法被一般地表示为400。方法 400可以诸如通过非易失性存储器104、通过控制器138或其组合，在数据储存装置102中进 行。
[0047]方法400包括，在402处，在诸如数据储存装置102的数据储存装置的电源端子处接 收电源供应电压。电源供应电压可以对应于电源供应电压132,并且电源端子可以对应于电 源端子128,作为示意性示例。
[0048]方法400还可以包括，在404处，编程诸如非易失性存储器104的非易失性存储器的 字线的第一页。字线可以对应于字线106,并且第一页可以对应于页116,作为示意性示例。 第一页可以结合多级单元(MLC)编程技术的多阶写入过程而被编程。例如，页116可以基于 由控制器138发送到非易失性存储器104的多个写入命令在将字线106作为目标的多个写入 操作期间被编程。页116可以响应于多个写入命令的第一写入命令而被编程。
[0049]方法400还可以包括，在406处，起始在字线的处的第二页的编程。例如，控制器138 可以向非易失性存储器104发送页117和第二命令以在字线106处写入页117。非易失性存储 器104可以起始在字线106处写入页117。
[0050]方法400可以包括确定功率降是否已经发生。例如，在408处，可以作出电源供应电 压是否小于第一阈值的决定。电源供应电压可以对应于电源供应电压132(或者对应于由电 压检测器120或电压检测器142检测的电源或电压）。第一阈值可以对应于指示功率降事件 倾向于发生的电源供应电压的电压水平。在示意性配置中，第一阈值近似为电源供应电压 (例如，从3.3伏到2.9伏的功率降或更少，或者从2.8伏到2.4伏的功率降或更少，作为示意 性示例）的正常或者期望的操作范围的百分之85到90,尽管所使用的特定的阈值取决于特 定的应用。功率降可以由电压检测器120、电压检测器142或数据储存装置102的另外的电压 检测器检测。在410处，如果没有检测到功率降，则第二页的编程可以完成。
[0051]如果检测到功率降，在412处，方法400还包括确定被选择为储存第一页的第一数 据值的字线的第一储存元件以及被选择为储存第一页的第二数据值的字线的第二储存元 件。例如，第一储存元件可以包括被选择为储存第一页的"〇"的数据值的字线的储存元件， 诸如对应于分布214的字线的储存元件。第二储存元件可以包括被选择为储存第一页的"Γ 的数据值的字线的储存元件，诸如对应于分布210、212的字线的储存元件。
[0052]方法400还可以包括，在414处，抑制第二储存元件的编程以增加分离第一数据值 和第二数据值的状态分离。状态分离可以对应于状态分离234。
[0053]方法400还可以包括，在416处，调节数据储存装置102的编程信号。例如，编程信号 调节器148可以通过增加所述编程信号的多个编程脉冲、通过增加编程脉冲的一个或多个 的幅度、通过增加编程脉冲的一个或多个的持续期间或其组合而调节编程信号。可替换地 或者此外，来自备用电源154的备用电源可以被提供到编程信号调节器148,诸如以增加编 程脉冲的幅度。
[0054] 方法400还可以包括，在418处，使用调节的编程信号选择性地编程所述字线的第 一储存元件以增加状态分离。在特定的实施例中，所述第一储存元件被编程而不使用验证 信号（例如，响应于所述功率降，在字线处使用验证信号可能临时停止）。为进一步说明，在 一些情况中，由于增加状态分离的原因，被选择为储存"B"状态阈值电压的储存元件可以储 存更大的阈值电压(例如，Τ'状态阈值电压）。
[0055] 方法400还可以包括，在420处，响应于检测到电源供应电压小于第二阈值来终止 第一储存元件的编程。第二阈值小于第一阈值。检测到电源供应电压小于第二阈值可以由 电压检测器120或通过数据储存装置102的另外的电压检测器一一诸如参考图1所述的第二 阈值检测器进行。第二阈值可以对应于数据可能不再能够安全地写入到非易失性存储器 104的电源供应电压的电压水平。
[0056]方法400还可以包括，在422处，在上电事件之后访问在字线处的第一页。所述状态 分离使能所述第一页的恢复。作为特定的示例，如果字线使用在阈值电压236、238之间的读 取阈值而被感测，则被编程到小于读取阈值的阈值电压的字线的储存元件可以被确定为储 存与第一页相关联的"Γ的数据值，并且被编程到大于读取阈值的阈值电压的字线的储存 元件可以被确定为储存与第一页相关联的"〇"数据值。读取阈值可以使用合适的技术而被 确定，其中该合适的技术诸如单元电压分布(CVD)跟踪技术和/或重复误码率(BER)估测技 术。在特定示意性实施例中，控制器138被配置为将第一页重新安置到储存第二页的数据储 存装置102的恢复块，并且第一页和第二页被重新写入到字线106、写入到非易失性存储器 104的另外的字线或其组合。
[0057]通过编程第一储存元件并且抑制第二储存元件的编程，分离页的数据值的状态分 离可以增加。相应地，当数据储存装置102的上电时，页可以被恢复而不需要备份页的位并 且不需要使用"中间的"写入阶段，改善数据储存装置102的性能。
[0058]将理解的是，尽管这里所述的一个或多个组件被示出为块组件并且以一般的术语 描述，但是这样的组件可以包括一个或多个微处理器、状态机或被配置为使能控制器138和 非易失性存储器1〇4(或其一个或多个组件)进行这里所述的操作的其它电路。例如，这里所 述的一个或多个组件可以对应于一个或多个物理组件一一诸如硬件控制器、状态机、逻辑 电路、一个或多个其它结构或其组合一一以使能控制器138进行这里所述的一个或多个操 作。控制器138的一个或多个方面可以使用编程为进行这里所述操作的微处理器或微控制 器来实现，其中该操作诸如对应于方法300、400的一个或多个操作。在特定的实施例中，控 制器138包括执行储存在非易失性存储器104处的指令的处理器。可替换地或者此外，由处 理器执行的可执行的指令可以被储存在不包含在非易失性存储器104中的分离的存储器位 置处，诸如在非易失性存储器104之后的只读存储器(ROM)处。
[0059]作为特定的示意性示例，控制器138可以经由I/O部分122和主机接口 140从主机装 置136接收数据152。控制器138可以接收指令以在非易失性存储器104处写入数据152。控制 器138可以从主机装置136经由I 0部分122和主机接口 140接收指令。控制器138可以将数据 152发送到ECC引擎146以使得ECC引擎146产生一个或多个ECC码字，该ECC码字可以对应于 页116、117 ACC引擎146可以输出页116、117,并且控制器138可以将页116和第一写入指令 发送到非易失性存储器104,诸如经由总线和/或一个或多个其它结构。第一写入指令可以 包括字线106的地址。
[0060] 响应于写入指令，非易失性存储器104可以在字线106处写入页116并且可以发送 确认消息或其它信号到控制器138,指示页116已经被成功地储存在字线106处。响应于确认 消息或其它信号，控制器138可以发送页117和第二写入指令到非易失性存储器104。第二写 入指令可以包括字线106的地址。响应于第二写入指令，非易失性存储器104可以起始在字 线106处写入页117。如果当页117正在字线106处被写入时检测到功率降(例如，通过电压检 测器120、142的任一个），可以发布指令或其它信号以使得非易失性存储器104增加分离页 116的数据值的状态分离。根据第一示例，响应于检测到所述功率降，电压检测器120发送使 得非易失性存储器104增加状态分离的信号。根据第二示例，响应于电压检测器142检测到 功率降，控制器138发送通用写入保护命令到非易失性存储器104。根据第三示例，响应于电 压检测器142检测到功率降，控制器138发送专用命令150到非易失性存储器104。应理解的 是，前述示例操作被提供以用于示意性目的并且不意欲限制本公开的范围。
[0061] 在特定的实施例中，数据储存装置102可以附接到或者嵌入在一个或多个主机装 置中一一诸如在可以对应于主机装置136的主机通信装置的外壳中。例如，数据储存装置 102可以集成在封装的设备一一诸如无线电话、个人数字助理(PDA)、游戏装置或操纵台、便 携式导航装置或者使用内部非易失性存储器的其它装置一一中。但是，在其它实施例中，数 据储存装置102可以实现在被配置为选择性地耦接到诸如主机装置136的一个或多个外部 装置的便携式装置中。在特定的实施例中，数据储存装置102可以包括非易失性存储器，诸 如三维(3D)存储器、闪速存储器(例如，NAND存储器、NOR存储器、MLC存储器、分割的位线NOR (DINOR)存储器、AND存储器、高电容性耦合率(HiCR)装置、非对称非接触晶体管(ACT)装置 或一个或多个其它闪速存储器）、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读 存储器(EEPROM)、只读存储器(ROM)、一次性可编程存储器(OTP)、其它类型的存储器。
[0062]对这里所述的实施例的说明意欲提供对各种实施例的一般理解。可以使用并且从 本公开中得出其它实施例，使得可以作出结构的和逻辑的替换和改变而不脱离本公开的范 围。本公开意欲覆盖各种实施例的任何和全部后续改变或变化。本领域技术人员应认识到 这样的修改在本公开的范围内。
[0063]上述主题应被认为是示意性的，而不是限制性的，并且所附权利要求意欲覆盖落 入本公开的范围内的所有这样的修改、改进和其它实施例。因此，在法律所允许的最大范 围，本发明的范围应该由下述权利要求及其等价物的最宽许可的解释所确定，并且不应被 前述详细的描述所局限或者限制。
【主权项】
1. 一种方法，包括： 在包括非易失性存储器的数据储存装置中，进行： 在所述非易失性存储器的字线处编程第一页；以及 当在所述字线处编程第二页时，响应于在所述数据储存装置处的功率降，选择性地编 程所述字线的第一储存元件以增加分离所述第一页的数据值的状态分离。2. 如权利要求1所述的方法，其中所述第一储存元件被选择为储存所述数据值的第一 数据值，并且还包括： 响应于所述功率降，确定被选择为储存所述数据值的第二数据值的所述字线的第二储 存元件；以及 抑制所述第二储存元件的编程以增加所述状态分离。3. 如权利要求2所述的方法，其中所述第二储存元件每一个被选择为被编程到最低阈 值电压状态或到第二最低阈值电压状态，并且其中所述第一储存元件每一个被选择为被编 程到第二最高阈值电压状态或到最高阈值电压状态。4. 如权利要求1所述的方法，其中所述字线具有多级单元(MLC)配置，其中所述第一页 对应于下部的页，并且其中所述状态分离将所述数据值的第一数据值与所述数据值的第二 数据值区分开。5. 如权利要求1所述的方法，其中所述非易失性存储器包括电压检测器，并且其中所述 功率降由所述电压检测器检测。6. 如权利要求1所述的方法，其中所述数据储存装置还包括耦接到所述非易失性存储 器的控制器，其中所述控制器包括电压检测器，并且其中所述功率降由所述电压检测器检 测 。7. 如权利要求6所述的方法，还包括响应于检测到所述功率降，由所述控制器将写入保 护信号发送到所述非易失性存储器以使得所述非易失性存储器增加所述状态分离。8. 如权利要求6所述的方法，还包括响应于检测到所述功率降，由所述控制器将专用命 令发送到所述非易失性存储器，其中所述专用命令使得所述非易失性存储器增加所述状态 分呙。9. 如权利要求1所述的方法，还包括响应于所述功率降，调节编程信号，其中所述第一 储存元件使用所述调节的编程信号而被选择性地编程。10. 如权利要求9所述的方法，其中通过修改所述编程信号的编程脉冲的数量、通过修 改所述编程脉冲的幅度、通过修改所述编程脉冲的持续期间或其组合来调节所述编程信 号。11. 如权利要求9所述的方法，其中所述数据储存装置包括备用电源，并且其中使用备 用电源来供电所述调节的编程信号。12. 如权利要求9所述的方法，其中响应于所述功率降，所述第一储存元件被编程而不 使用验证信号。13. 如权利要求1所述的方法，其中所述功率降对应于断电事件。14. 如权利要求13所述的方法，还包括在接着功率降的上电事件之后访问在所述字线 处的第一页，其中所述状态分离使能所述第一页的恢复。15. -种数据储存装置，包括： 控制器；以及 非易失性存储器，耦接到所述控制器，其中所述非易失性存储器包括字线，其中所述非 易失性存储器被配置为，响应于当在所述字线处编程第二页时的功率降，选择性地编程所 述字线的第一储存元件以增加分离在所述字线处的第一页的数据值的状态分离。16. 如权利要求15所述的数据储存装置，还包括： 电源端子，其中所述电源端子被配置为接收电源供应电压；以及 第一电压检测器，其中所述第一电压检测器被配置为通过检测所述电源供应电压小于 第一阈值而检测所述功率降。17. 如权利要求16所述的数据储存装置，还包括第二电压检测器，其中所述第二电压检 测器被配置为检测所述电源供应电压小于第二阈值，其中该第二阈值小于所述第一阈值， 并且其中所述非易失性存储器还被配置为，响应于所述电源供应电压小于所述第二阈值， 终止所述字线的编程。18. 如权利要求17所述的数据储存装置，其中所述非易失性存储器包括所述第一电压 检测器和所述第二电压检测器的一个或两者。19. 如权利要求17所述的数据储存装置，其中所述控制器包括所述第一电压检测器和 所述第二电压检测器的一个或两者。20. 如权利要求17所述的数据储存装置，其中所述非易失性存储器包括所述第一电压 检测器和所述第二电压检测器的一个，并且其中所述控制器包括所述第一电压检测器和所 述第二电压检测器的另一个。
【文档编号】G11C16/22GK106062882SQ201480066218
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年10月20日
【发明人】M.史利克, M.穆林, M.拉瑟
【申请人】桑迪士克科技有限责任公司