延长快闪记忆体资料保存期的方法及其装置与流程

【技术领域】

本发明关于一种快闪记忆体资料保存的方法及其装置，尤指一种延长快闪忆体资料保存期的方法及其装置。

背景技术：

快闪记忆体(flashmemory)属于非挥发性记忆体(non-volatilememory)，在写入或读取资料时需耗用电力，但资料一旦写入后，即使移除电源，仍可将资料保留一段时间而不会消失。此外，快闪记忆体还具有体积小、容量大、读写速度快、安静省电、耐震及防潮等众多优点，因此被普遍应用在嵌入式系统、可携式资讯产品及消费性电子产品上。

由于快闪记忆体具备上述优点，因此目前市面上暂时的资料储存媒体，例如记忆卡、随身碟等产品，以快闪记忆体制作已成为业界的主流。甚至，部分需长期保存资料的产品，例如硬盘，都有对应的快闪记忆体产品出现，即固态硬盘(solidstatedisk,ssd)。

然而，快闪记忆体虽然方便且具有诸多优点，但仍存在部分限制与缺陷，包含有资料保存期(dataretention)、记忆耗损(wear-out)、读取干扰(readdisturb)及写入干扰(writedisturb)等。

其中，快闪记忆体的资料保存能力，即其资料保存期，与其抹写循次数有密切的关联。当快闪记忆体的抹写循次数超过一预定数值后，其资料保存能力将会产生可观的衰减。因此，即使资料写入快闪记忆体后，就不在进行存取，但快闪记忆体存放超过其资料保存期时，仍可能产生资料错误。

因此，如何延长快闪记忆体的资料保时间，防止资料因存放过久而出现错误，实为业界亟待解决的课题。

技术实现要素：

有鉴在上述问题，本发明提出一种延长快闪忆体资料保时间的方法及其装置。

本发明的延长快闪记忆体资料保存时间的方法，适用在一快闪记忆体装置，快闪记忆体装置包含有一快闪记忆体，快闪记忆体包含有多个记忆区块，并设有一资料储存区，所述方法包含：取得快闪记忆体装置的温度及抹写循环次数；依快闪记忆体装置的温度及抹写循环次数计算其资料保存的安全期间；及在安全期间内将资料储存区的各记忆区块进行刷新。

在一实施例中，将资料储存区的各记忆区块进行刷新的步骤包含有：复制其中一或多个记忆区块的资料；将一或多个记忆区块进行抹除；及将复制的资料写入一或多个记忆区块。

在一实施例中，快闪记忆体还设有一保留区；复制的资料系储存在保留区中。

在一实施例中，所述方法还包含有：一取得资料储存区的记忆区块数的步骤；将安全期间依记忆区块数等分为多个区块期间；及以区块期间为周期依序刷新资料储存区的各记忆区块。

在一实施例中，安全期间为快闪记忆体装置的温度及抹写循环次数所对应的资料保存期的一预设比例。

在一实施例中，预设比例大于0，且小于1。

在一实施例中，将资料储存区的各记忆区块进行刷新的动作，是在快闪记忆体装置处在闲置状态时进行。

本发明的延长快闪记忆体资料保存时间的快闪记忆体装置，其中快闪记忆体装置包含：一快闪记忆体，包含有多个记忆区块，并设有一资料储存区；一控制器，连接快闪记忆体，用以控制快闪记忆体的资料存取，控制器具有一刷新单元；及一温度感测器，连接控制器，用以感测快闪记忆体装置的温度；其中，刷新单元包含有：一温度撷取模块，用以撷取温度感测器所感测的温度；一抹写循环次数撷取模块，用以取得快闪记忆体的抹写循环次数；一期间计算模块，用以根据温度及抹写循环次数计算一安全期间；及一刷新模块，用以在安全期间内刷新资料储存区中的各记忆区块。

在一实施例中，快闪记忆体还设有一保留区；刷新模块刷新各记忆区块时，是将其中一或多个记忆区块的资料复制在保留区中，抹除一或多个记忆区块，再将复制的资料写入一或多个记忆区块。

在一实施例中，期间计算模块还可依资料储存区的记忆区块数，将安全期间等分为多个区块期间；刷新模块则以区块期间为周期，依序刷新资料储存区中的各记忆区块。

在一实施例中，刷新单元还包含有一特性资料模块，用以储存快闪记忆体的特性资料。

在一实施例中，刷新单元可选择以硬体、软体及韧体的其中一种方式实施。

基于上述，本发明的延长快闪忆体资料保存期的方法及其装置，能延长快闪记忆体的资料保时间，防止资料因存放过久而出现错误。

【附图说明】

图1是本发明一实施例的延长快闪记忆体资料保存时间的方法的步骤流程图。

图2是本发明一实施例的刷新记忆区块的步骤流程图。

图3是本发明一实施例的快闪记忆体装置的示意图。

图4是本发明一实施例的刷新单元的示意图。

图5是本发明一实施例的快闪记忆体资料保存期与抹写循环次数的关系图。

主要组件符号说明：

101-107步骤

121-123步骤

201-205步骤

30快闪记忆体装置32快闪记忆体

321记忆区块323资料储存区

325保留区34温度感测器

36控制器38刷新单元

42温度撷取模块44抹写循环次数撷取模块

46期间计模块48刷新模块

49特性资料模块

50资料保存期。

【具体实施方式】

以下结合附图来详细说明本发明的具体实施方式。相同的符号代表具有相同或类似功能的构件或装置。

请参阅图1，是本发明一实施例的提延长快闪记忆体资料保存时间的方法的步骤流程图。本发明一实施例的延长快闪记忆体保存时间的方法适用在一快闪记忆体装置，快闪记忆体装置包含有一快闪记忆体(flashmemory)，快闪记忆体包含有多个记忆区块(block)，并设有一资料储存区。本发明延长快闪记忆体资料保存时间的方法，主要是先取得快闪记忆体装置的温度，并由快闪记忆体装置的控制器取得快闪记忆体的抹写循环(program/erasecycle,p/ecycle)次数，如步骤101及步骤103。其次，根据温度及抹写循环次数计算快闪记忆体的资料保存的安全期间，并在安全期间内刷新(refresh)资料储存区的各记忆区块，如步骤105及步骤107。通过在安全期间内刷新资料储存区中的所有记忆区块，可将各记忆区块的资料保存期重置，防止资料因超出其资料保存期而产生错误。

其中，安全期间的计算，主要是根据快闪记忆体厂商所提供的快闪记忆体规格书或特性资料中，关于资料保存期(dataretention)与抹写循次数的关系(如图5所示)，以及因温度不同而产生的加速效应而进行运算。先根据如图5所示的资料保存期50关系图计算快闪记忆体在常温(40℃)下的资料保存期，再根据其温度特性计算其加速效应。

在本发明的一实施例中，其中快闪记忆体的温度特性是如下列公式所述：

af＝e^{-(ea/r(1/t2-1/t1))}…(eq1)

其中，af为加速因子(accelerationfactor)；r为波兹曼常数；ea为活化能(activationenergy)，与快闪记忆体的型式及制程有关；t为绝对温度(kelvintemperature)，t1为40℃＝313.15k。

根据上述公式eq1，即可依常温的资料保存期推算出目标温度的资料保存期。为确保资料的安全性，本发明另取资料保存期的一预设比例，做为本发明的安全期间。其中，预设比例可选择大于0，且小于1的任何数字。

请参阅图2，是本发明一实施例的刷新记忆区块的步骤流程图。如图所示，本发明中，将资料储存区的各记忆区块进行刷新的步骤包含有：复制资料储存区的其中一或多个记忆区块的资料；将一或多个记忆区块进行抹除；及将复制的资料重新写入一或多个记忆区块，如步骤201至步骤205。

在本发明的一实施例中，快闪记忆体还设有一保留区，而复制的资料是暂时储存在保留区中。

请再次参阅图1，本发明延长快闪记忆体资料保存时间的方法，还包含有一取得快闪记忆体资料储存区的记忆区块数的步骤，如步骤121。并在取得记忆区块数后，将安全期间依记忆区块数等分为多个区块期间，如步骤123。而步骤107中刷新资料储存区的各记忆区块的步骤，则可以区块期间为周期，依序刷新资料储存区的各记忆区块。

在本发明的一实施例中，刷新资料储存区的各记忆区块的动作，是在快闪记忆体装置处在闲置状态时进行。

请参阅图3及图4，分别为本发明一实施例的快闪记忆体装置的示意图及本发明一实施例的刷新单元的示意图。如图所示，本发明的快闪记忆体装置30包含有：一快闪记忆体32、一控制器36及一温度感测器34。其中，快闪记忆体32包含有多个记忆区块321，并设有一资料储存区323，资料储存区的各记忆区块321分别用以储存资料。温度感测器34用以感测快闪记忆体装置30的温度。控制器36分别连接快闪记忆体32及温度感测器34，用以控制快闪记忆体32的资料存取及基本运作。

其中，控制器36包含有一刷新单元38，用以进行快闪记忆体32中各记忆区块321的刷新动作。刷新单元38包含有：一温度撷取模块42、一抹写循环次数撷取模块44、一期间计算模块46及一刷新模块48。温度撷取模块42用以撷取温度感测器34所感测的温度；抹写循环次数撷取模块44用以取得快闪记忆体32的抹写循环次数；期间计算模块46则根据温度及抹写循环次数计算一安全期间；刷新模块48则在安全期间内对资料储存区323中的各记忆区块321进行刷新动作。安全期间的计算方式则如前述方法所述，在此不在赘述。

在本发明的一实施例中，快闪记忆体32还设有一保留区325，做为快闪记忆体装置30内部运作所需的资料储存空间。在本实施例中，刷新模块48所刷新资料储存区323的各记忆区块321时，是将资料储存区323的其中一或多个记忆区块321的资料复制在保留区325中，然后抹除一或多个记忆区块321，最后再将复制的资料重新写入一或多个记忆区块321，藉以完成各记忆区块321的刷新动作。由于记忆区块321经抹除后，再重新写入资料，其资料保存期将会被重置而重新起算，因此可大幅延长快闪记忆体30的资料保存时间，防止资料因超过资料保存期而产生错误。

在本发明的一实施例中，期间计算模块46还可依资料储存区323的记忆区块数，将安全期间等分为多个区块期间，而刷新模块48则以区块期间为周期，依序刷新资料储存区323中的各记忆区块321。

在本发明的一实施例中，刷新单元38还包含有一特性资料模块49，用以储存快闪记忆体32的特性资料，例如图5所述的资料保存期与抹写循环资数的关系资料、活化能或资料保存期与温度的关系资料等。在本实施例中，期间计算模块46可根据快闪记忆体装置30的温度及快闪记忆体32的抹写循环次数，直接存取特性资料模块49而取得对应的资料保存期，并据以计算安全期间。

其中，第一来源的薄形材201通过处在第一工作模式的两用针轮10后，在薄形材201的预设位置分别形成多个穿孔31，经切割模块23裁切后形成多个薄形片材203。各薄形片材203经配置轮25的配置与传送后到达折迭轮27，其第二端207与后一薄形片材203的第一端205分别位在尖版271的两侧，且多个穿孔31分别位在凹槽273的两侧。

为了防止资料因超过资料保存期而产生错误，以及避免资料因读取干扰而发生错误，本发明另取其资料保存期的一预设比例为安全期间。例如，当预设比例为1/2时，则在40℃且抹写循环次数小于100次时，其安全期间为5年，亦即本发明的方法或装置将会在5年时间内将所有资料储存区323的记忆区块321完成一次刷新的动作。在40℃且抹写循环次数大于3000次时，其安全期间为0.5年。同理，在85℃且抹写循环次数小于100次时，其安全期间约为0.9个月；在85℃且抹写循环次数大于3000次时，其安全期间约为66小时。

另有部分厂商19nm制程的mlc快闪记忆体，其活化能ea为0.6ev。根据前述公式eq1，当快闪记忆体装置30的温度为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃及85℃时，其加速因子分别为1、3、11、35、101及168。因此，若考虑最资料保存最严酷的状态，即快闪记忆体32的抹写循环次数大于3000次时，假设其资料保存期与抹写循环次数的关系仍如图5所示，则前述各温度环境下的资料保存期分别约为1年、4个月、33天、10天、3.6天及52小时。若取其预设比例为1/2时，则其安全期间分别约为0.5年、2个月、16天、1.8天及26小时。

在本发明的一实施例中，亦可取得快闪记忆体32位在资料储存区323的记忆区块数，再依记忆区块数将安全期间等分为多个区块期间。假设快闪记忆体32位在资料储存区323的记忆区块数为1024，则可将前述安全期间等分为1024个区块期间，而在各区块期间内分别对一记忆区块321完成刷新的动作。此外，亦可将安全期间等分为512或256个区块期间，而在各区块期间内分别对2个或4个记忆区块321完成刷新的动作。

由于快闪记忆体32的抹写循次数与其使用寿命存在紧密的关联，因此在本发明的一实施例中，亦可在安全期间内考虑一特间时间区间(例如1年、1个月或1天)内会增加的抹写循环次数，藉以计算区块期间。例如前述19nm制程的mlc快闪记忆体，抹写循环次数大于3000次，若在50℃环境中，考虑1年增加26次抹写循环次数，则资料储存区323具有1024个记忆区块321的快闪记忆体32，其区块期间为20分钟，可在每20分钟进行一记忆区块321的刷新动作；资料储存区323具有2048个记忆区块321的快闪记忆体32，其区块期间为10分钟，可在每10分钟进行一记忆区块321的刷新动作。

若同样条件的快闪记忆体32处于85℃的环境中，则考虑1天增加1次抹写循环次数，料储存区323具有1024个记忆区块321的快闪记忆体32，其区块期间为85秒，可在每85秒进行一记忆区块321的刷新动作；资料储存区323具有2048个记忆区块321的快闪记忆体32，其区块期间为43秒，可在每43秒进行一记忆区块321的刷新动作。

利用本发明的方法或装置可在安全期间内对资料储存区的各记忆区块进行刷新动作，经由适当的选取预设比例，除可防止资料因超出资料保存期而产生错误之外，亦可排除读取干扰所造成的资料错误，藉以确保资料的正确性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式。本发明的范围幷不以上述实施方式为限。举凡熟习本案技艺的人士援依本发明的精神所作的等效修饰或变化，皆应包含在权利要求内。