用于生成用以由于错误而重新访问存储驱动器的非易失性半导体存储器的描述符的装置 ...的制作方法
【专利说明】用于生成用w由于错误而重新访问存储驱动器的非易失性 半导体存储器的描述符的装置和方法
[0001] 巧关申请的香叉引用
[0002] 本公开内容要求于2014年3月13日提交的美国专利申请No. 14/208,814的优 先权，该申请是于2013年12月18日提交的美国专利申请No. 14/132,810的部分继续申 请。本申请要求于2013年3月15日提交的美国临时专利申请No. 61/794,092的权益。美 国专利申请No. 14/132,810是于2011年6月22日提交的美国专利申请No. 13/166,340的 部分继续申请。美国专利申请No. 14/132, 810要求于2013年11月5日提交的美国临时专 利申请No.61/900, 104和于2012年12月19日提交的美国临时专利申请No.61/739,386 的权益。美国专利申请No. 13/166, 340要求于2010年7月7日提交的美国临时专利申请 No. 61/362,251的权益。将上述申请的公开内容通过引用整体并入本文中。
技术领域
[0003] 本公开内容设及非易失性半导体存储器访问系统，并且更具体地设及针对非易失 性半导体存储器的数据传输控制系统。
【背景技术】
[0004] 本文中提供的背景描述是出于大体呈现本公开内容的上下文的目的。当前署名的 发明人的到在该【背景技术】部分中描述的工作的程度的工作、W及在提交的时候不可W称为 现有技术的说明书的各个方面，既非明确地也非隐含地被认为是针对本公开内容的现有技 术。
[000引非易失性半导体存储器（NVSM)驱动器（例如，快闪驱动器）包括NVSM并且基于 数据页的大小来操作。例如，向NVSM和从NVSM传输的数据被分组成数据集。数据集中的 每个数据集具有与一个或多个数据页的长度相等的长度。例如，数据页可W具有8千字节 (KB)的长度。
[0006] 例如，NVSM驱动器可W包括NVSM接口、缓冲器管理模块、错误校正码巧CC)模块、 接口管理模块和NVSM控制模块。NVSM接口可W与主机通信。在NVSM接口与主机之间传输 数据。缓冲器管理模块在数据被存储在NVSM中之前从主机接收数据并在数据被传输到主 机之前从NVSM接收数据。ECC模块对被提供到NVSM的数据进行编码并对从NVSM接收到的 数据进行解码。接口管理模块控制在ECC模块与NVSM之间的数据传输。
[0007]NVSM控制模块执行固件W响应于从主机接收到的访问请求信号来生成描述符。 例如，描述符可W指示要执行读取操作还是编程（即，写入）操作、要传输的数据量W及在 NVSM中访问的地址。基于描述符来操作ECC模块和接口管理模块。
[0008] 接口控制模块经由多个通道（例如，每个NVSM忍片8个通道）来与NVSM通信并 且包括用于通道中的每个通道的先进先出（FIFO)寄存器。在读取操作和编程操作期间顺 序地访问FIFO寄存器。FIFO寄存器中的每个FIFO寄存器的大小等于一个或多个数据页的 大小。
[0009] 在编程操作期间，ECC模块可w在数据被存储在NVSM中之前向接口控制模块传输 基于页的格式的数据。ECC模块可W向FIFO寄存器中的每个FIFO寄存器传输一个或多个 数据页（M页），其中M是大于或等于1的整数。ECC模块向FIFO寄存器中的每个FIFO寄 存器传输的页的数量取决于NVSM驱动器的页格式。针对传输的每个M页的集合，可W生成 单个描述符。
[0010] 例如，如果ECC模块在具有单页格式的NVSM驱动器中操作，则1个数据页被传输 到FIFO寄存器中的每个FIFO寄存器。在该示例中，FIFO寄存器中的每个FIFO寄存器的 大小等于1个数据页的大小。如果ECC模块在具有双页格式的NVSM驱动器中操作，则2个 数据页被传输到FIFO寄存器中的每个FIFO寄存器，并且FIFO寄存器中的每个FIFO寄存 器的大小等于2个数据页的大小。M个数据页在向下一（或后续）FIFO寄存器传输数据之 前被传输到当前FIFO寄存器。针对读取操作反向执行上述数据传输。
[0011] 因为直到当前FIFO寄存器接收到M个数据页才向下一FIFO寄存器传输数据，所 W可W导致数据传输延迟。运些延迟可W在FIFO寄存器中的一个或多个FIFO寄存器处出 现并且可W随着较高阶的页格式而增加。页格式的阶是指在单个数据传输事件期间传输的 页的数量。数据传输事件是指向NVSM的通道中的一个通道传输数据或者从NVSM的通道中 的一个通道传输数据。例如，在具有2页格式的NVSM驱动器中，如果由于ECC模块与第一 通道之间的速度差异而在第一FIFO寄存器处出现"瓶颈"，则延迟可W出现在第一FIFO寄 存器处W及所有后续FIFO寄存器处。由于两个数据页被传输到单个FIFO寄存器，所W在 第一数据页被延迟时第二数据页可W被延迟。此外，在将第二数据页传输到第一FIFO寄存 器中的延迟使向第一FIFO寄存器之后的FIFO寄存器的数据传输延迟。
[0012] 另外，数据错误可W在从NVSM读取数据期间出现。例如，数据错误可W由于对 NVSM中的不准确的电压基准的使用而出现。NVSM中的存储单元的状态是基于电压基准可 区分的。如果电压基准随时间变得不准确，则对检测到的对应于存储单元的状态的电压的 解读可W是不准确的并且因此可W导致数据错误。为了校正所述数据错误，NVSM控制模块 能够执行固件W生成用于重新读取具有对应的数据错误的存储单元的描述符。
【发明内容】
[0013] 提供了一种存储驱动器，并且所述存储驱动器包括第一模块和第二模块。所述第 一模块被配置为基于第一描述符的指令信号来向所述存储驱动器中的非易失性半导体存 储器传输数据块或者从所述存储驱动器中的所述非易失性半导体存储器传输所述数据块。 所述第二模块被配置为：监控所述数据块的所述传输的状态；确定关于所述数据块的所述 传输的错误是否存在；W及独立于与主机设备的通信，在所述错误存在时发起第二描述符 的生成。所述第二模块被配置为根据所述第二描述符来执行重新访问事件，所述重新访问 事件包括重新访问所述非易失性半导体存储器W再次向所述非易失性半导体存储器传输 所述数据块或者从所述非易失性半导体存储器传输所述数据块。
[0014] 在其他特征中，所述存储驱动器还包括第=模块和第四模块。所述第=模块被配 置为根据所述第一描述符来生成用于在所述第一模块与所述非易失性半导体存储器之间 传输所述数据块的第=描述符。第四模块被配置为响应于所述第二描述符来生成所述指令 信号。所述第二模块被配置为基于由所述第一模块对所述第=描述符的执行来监控所述数 据块的所述传输的所述状态，确定关于所述数据块的所述传输的所述错误是否存在，并且 在所述错误存在时发起所述第二描述符的所述生成。
[0015] 在其他特征中，所述第=模块被配置为：访问模板；基于所述第一描述符中的参 数来更新所述模板中的字段；W及根据所述模板来生成所述第二描述符或所述第=描述 符。
[0016] 在其他特征中，所述第二模块被配置为触发所述第=模块W生成分别对应于针对 所述数据块的多个重新访问事件的重新访问描述符。所述重新访问描述符包括所述第二 描述符。所述第=模块被配置为：访问针对所述重新访问事件中的每个重新访问事件的模 板，其中所述模板中的每个模板包括字段；基于所述第一描述符来更新所述模板中的所述 字段；W及根据所述模板来生成所述重新访问描述符。
[0017] 在其他特征中，所述存储驱动器还包括第=模块和第四模块。第=模块被配置为 处理在所述第一模块与所述非易失性半导体存储器之间传输的数据并且在所述错误存在 时生成指示信号。所述第二模块被配置为基于所述指示信号来生成用于触发所述第二描述 符的所述生成的触发信号。第四模块被配置为基于所述触发信号来生成所述第二描述符。
[0018] 在其他特征中，所述存储驱动器还包括第=模块，所述第=模块被配置为设定针 对所述数据块的重新访问事件的最大数量。所述第二模块被配置为跟踪针对所述数据块执 行的重新访问事件的数量，触发分别对应于针对所述数据块执行的所述重新访问事件的重 新访问描述符的生成，并且在重新访问事件的所述数量等于或大于重新访问事件的所述最 大数量时停止重新访问描述符的生成。针对所述重新访问事件生成的所述重新访问描述符 中的一个重新访问描述符是所述第二描述符。
[0019] 在其他特征中，提供了一种方法，并且所述方法包括：基于第一描述符的指令信号 来向存储驱动器中的非易失性半导体存储器传输数据块或者从所述存储驱动器中的所述 非易失性半导体存储器传输所述数据块；监控所述数据块的所述传输的状态；确定关于所 述数据块的所述传输的错误是否存在；W及在所述错误存在时发起第二描述符的生成。所 述方法还包括根据所述第二描述符来执行重新访问事件，所述重新访问事件包括重新访问 所述非易失性半导体存储器W再次向所述非易失性半导体存储器传输所述数据块或者从 所述非易失性半导体存储器传输所述数据块。
[0020] 在其他特征中，所述方法还包括根据所述第一描述符来生成用于向所述非易失性 半导体存储器传输所述数据块或者从所述非易失性半导体存储器传输所述数据块的第= 描述符。响应于所述第二描述符来生成所述指令信号。基于所述第=描述符的执行，监控 所述数据块的所述传输的所述状态。执行对关于所述数据块的所述传输的所述错误是否存 在的所述确定。在所述错误存在时发起所述第二描述符的所述生成。
[0021] 在其他特征中，所述方法还包括：访问模板；基于所述第一描述符中的参数来更 新所述模板中的字段；W及根据所述模板来生成所述第二描述符或所述第=描述符。
[0022] 在其他特征中，所述方法还包括：触发分别对应于针对所述数据块的重新访问事 件的重新访问描述符的生成，其中所述重新访问描述符包括所述第二描述符；访问针对所 述重新访问事件中的每个重新访问事件的模板，其中所述模板中的每个模板包括字段；基 于所述第一描述符来更新所述模板中的所述字段；并且根据所述模板来生成所述重新访问 描述符。
[0023] 在其他特征中，所述方法还包括：处理向所述非易失性半导体存储器或者从所述 非易失性半导体存储器传输的数据；在所述错误存在时生成指示信号；基于所述指示信号 来生成用于触发所述第二描述符的所述生成的触发信号；W及基于所述触发信号来生成所 述第二描述符。
[0024] 在其他特征中，所述方法还包括：设定针对所述数据块的重新访问事件的最大数 量；跟踪针对所述数据块执行的重新访问事件的数量；触发分别对应于针对所述数据块执 行的所述重新访问事件的重新访问描述符的生成，其中针对所述重新访问事件生成的所述 重新访问描述符中的一个重新访问描述符是所述第二描述符；W及在重新访问事件的所述 数量等于或大于重新访问事件的所述最大数量时停止重新访问描述符的生成。
[0025] 在其他特征中，所述方法还包括：在所述错误由于针对所述数据块执行的所述重 新访问事件中的一个重新访问事件清除所述错误而不再存在时，报告所述数据块的通过； W及在针对所述数据块执行的重新访问事件的所述数量等于或大于重新访问事件的所述 最大数量时，报告所述数据块的通过或失败。
[0026] 本公开内容的适用性的进一步领域将从详细的描述、权利要求书和附图变得显而 易见。详细的描述和具体示例旨在仅出于说明的目的并且不旨在限制本公开内容的范围。
【附图说明】
[0027] 本公开内容将从详细的描述和附图得到更完全的理解，在附图中：
[0028] 图1是根据本公开内容的并入重新读取模块的NVSM存储系统的功能性框图；
[0029] 图2是根据本公开内容的接口管理控制系统的一部分的功能性框图；
[0030] 图3是根据本公开内容的图示了具有页大小的传输的多页编程事件的接口管理 控制系统的一部分的功能性框图；
[0031] 图4是根据本公开内容的图示了具有分配块大小的传输的基于分配块的编程事 件的接口管理控制系统的一部分的功能性框图；
[0032] 图5是根据本公开内容的并入多个编码器和解码器的接口管理控制系统的一部 分的功能性框图；
[003引图6图不了根据本公开内容的操作NVSM存储系统和NVSM驱动器的方法；
[0034] 图7是根据本公开内容的图示了对每个分配单元生成固件描述符的框图；
[0035] 图8是根据本公开内容的图示了对每个分配单元生成硬件描述符的框图；
[0036] 图9图示了根据本公开内容的描述符生成方法；
[0037] 图10图示了根据本公开内容的由NVSM控制模块生成的固件描述符的示例；
[0038] 图11图示了针对图21的固件描述符的控制行的示例。
[0039] 图12图示了根据本公开内容的状态寄存器的示例；
[0040] 图13图示了根据本公开内容的固件描述符的示例；
[0041] 图14图示了根据本公开内容的模板的示例；W及
[0042] 图15图示了根据本公开内容的执行重新访问过程的方法。
【具体实施方式】
[0043]NVSM控制模块可W执行固件W生成用于从NVSM读取数据或将数据写入到NVSM的 描述符。NVSM控制模块还可W生成用于在数据错误出现时重新访问NVSM的存储单元的描 述符。生成用于读取、写入和重新访问NVSM的存储单元的描述符可W需要大量固件开销并 且可W利用大量带宽和/或NVSM控制模块的处理时间。为了减少与生成描述符相关联的 固件开销、带宽W及处理时间，下面公开了包括经由与NVSM控制模块分开的重新访问模块 和/或硬件来生成描述符的示例。如下面描述的，重新访问模块和/或硬件可W包括用于 生成描述符的电子电路或其他适当的硬件。尽管下面的示例主要被描述为利用为了运些目 的的硬件，但是所述示例可W包括可W执行用于描述符生成的附加的固件的逻辑器件和/ 或处理器。重新访问模块和/或硬件可W生成用于在没有NVSM控制模块介入的情况下重 新访问NVSM的描述符。
[0044] 在下面的描述中，术语"非易失性半导体存储器（NVSM)"可W是指相变存储器 (PCM)、电可擦可编程只读存储器巧EPROM)、只读存储器（ROM)和/或随机存取存储器 (RAM)。一对EEPR0M的示例是NAND快闪存储器和NOR快闪存储器。
[0045] 此外，在下面的描述中，术语"主机"可W是指向NVSM驱动器传输数据和/或访问 来自NVSM驱动器的数据的设备。NVSM驱动器可W是快闪驱动器、通用串行总线扣SB)驱动 器、固态存储器驱动器等等。
[0046] 作为几个示例，主机可W是指计算机、相机、手持设备、便携式设备、蜂窝电话、打 印机、个人数据助理、电子笔记本、电视、显示器、电器、监控系统等等。计算机的示例是台式 计算机、膝上型计算机、电子笔记本等等。电器的示例是洗衣机、烘干机、冰箱等等。NVSM驱 动器包括NVSM并且可W不包括诸如硬盘驱动盘的旋转磁性存储介质。监控系统的示例包 括防盗监控器、烟雾检测系统、婴儿监控器等等。
[0047]另外，本文中公开了各种系统元件，诸如模块、网络设备W及电路部件。系统元件 的布置的示例被公开并且包括相邻元件和非相邻元件。相邻元件被示出为彼此直接连接。 非相邻元件被示出为彼此间接连接。
[004引图1示出了非易失性半导体存储器（NVSM)存储系统10。NVSM系统10包括重新 访问模块11，重新访问模块11被配置为生成用于由于在对NVSM12的访问期间出现的错 误而重新访问NVSM12的描述符。下面进一步描述对描述符的生成和对NVSM系