閃存控制器制造技術

本發明專利技術提供一種閃存控制器，包含有記錄媒體以及處理電路。當閃存模塊中的數據量小于第一閥值時，處理電路會控制閃存模塊的讀寫電路以第一電壓范圍內的編程臨界電壓來編程目標數據區塊，以將數據寫入目標數據區塊。當閃存模塊中的數據量高于第二閥值時，處理電路會控制讀寫電路以第二電壓范圍內的編程臨界電壓來編程目標數據區塊，以將數據寫入目標數據區塊，其中第二閥值大于第一閥值，且第一電壓范圍小于第二電壓范圍的50％。前述架構能降低將數據寫入數據區塊所需的耗電量，更有效改善閃存模塊的耐耗損能力和數據可靠度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是有關閃存的技術，尤指一種可提升閃存模塊的耐耗損能力和數據可靠度的閃存控制器。
技術介紹
閃存被廣泛使用在很多應用中，例如固態硬盤(solid-state disk，SSD)、存儲卡、數字相機、數字攝影機、多媒體播放器、移動電話、計算機和許多其它電子裝置。閃存可用單階儲存單元(single-level cells, SLC)、多階儲存單元(multi-levelcells,MLC)、三階儲存單元(triple-level cells,TLC)或更高階數的儲存單元來實現。單階儲存單元在存取速度和數據可靠度方面的效能較高。多階儲存單元、三階儲存單元、和更高階數的儲存單元可用較低成本提供較高的儲存容量，但耐用程度(endurance)和耐耗損 能力(wear capacity)則不如單階儲存單元來得好。由于前述的特性，現有的閃存裝置在追求低成本、高容量的目標時，很難同時兼顧耐耗損能力和數據可靠度方面的表現。
技術實現思路
有鑒于此，如何有效改善以多階儲存單元、三階儲存單元或更高階數的儲存單元來實現的閃存的耐耗損能力和提高數據可靠度，實為業界有待解決的問題。本專利技術提供了一種閃存控制器之實施例，其包含有一通信接口，用于接收一第一數據、一第二數據、以及一第三數據；一記錄媒體，用于記錄一閃存模塊中儲存的數據量，其中該閃存模塊包含有一讀寫電路、一第一數據區塊、一第二數據區塊、與一第三數據區塊；以及一處理電路，耦接于該通信接口、該記錄媒體、以及該閃存模塊，用于在該閃存模塊中儲存的數據量低于一第一閥值時，控制該讀寫電路將該第一數據區塊中的至少一儲存單元的編程臨界電壓設置于一第一電壓范圍內，以將該第一數據寫入該第一數據區塊中，而當該閃存模塊中儲存的數據量高于一第二閥值時，該處理電路會控制該讀寫電路將該第三數據區塊中的至少一儲存單元的編程臨界電壓設置于一第二電壓范圍內，以將該第三數據寫入該第三數據區塊中；其中該第二閥值大于該第一閥值，且該第一電壓范圍小于該第二電壓范圍的50%。另一種閃存控制器的實施例包含有一記錄媒體，用于記錄一閃存模塊中儲存的數據量，其中該閃存模塊包含有一讀寫電路和一目標數據區塊；以及一處理電路，耦接于該記錄媒體以及該閃存模塊，用于在該閃存模塊中儲存的數據量小于一第一閥值時，控制該讀寫電路以一第一電壓范圍內的編程臨界電壓來編程該目標數據區塊的儲存單元，以將數據寫入該目標數據區塊中，而當該閃存模塊中儲存的數據量高于一第二閥值時，該處理電路會控制該讀寫電路以一第二電壓范圍內的編程臨界電壓來編程該目標數據區塊的儲存單元，以將數據寫入該目標數據區塊中；其中該第二閥值大于該第一閥值，且該第一電壓范圍小于該第二電壓范圍的50%。另一種閃存控制器的實施例包含有一記錄媒體，用于記錄一閃存模塊使用中的數據區塊數量，其中該閃存模塊包含有一讀寫電路和多個數據區塊；以及一處理電路，耦接于該記錄媒體以及該閃存模塊，用于在該閃存模塊使用中的數據區塊數量高于一第三閥值，或是空白數據區塊數量低于一第四閥值時，控制該讀寫電路將多個候選數據區塊中的有效數據寫入一目標數據區塊，并抹除該多個候選數據區塊；其中該多個候選數據區塊中的至少一儲存單元在被抹除前的編程臨界電壓是設置于一第一電壓范圍內，而該目標數據區塊中的至少一儲存單元的編程臨界電壓則是設置于一第二電壓范圍內，且該第一電壓范圍小于該第二電壓范圍的50%。上述閃存控制器的優點之一是，不僅能降低將數據寫入數據區塊時所需的耗電量，更能有效改善閃存模塊的儲存單元的耐耗損能力，進而提高閃存模塊中所儲存的數據的可靠度。上述閃存控制器的另一優點是，在進行數據讀取運作時，處理電路可直接指定讀寫電路所使用的讀取臨界電壓，進而加快讀取閃存模塊的速度。·上述閃存控制器的另一優點是，不僅能用MLC芯片、TLC芯片、甚至是更高階數的芯片來實現閃存模塊，以滿足低成本、高容量的目標，又能有效改善閃存模塊的耐用程度、耐耗損能力、和數據可靠度。附圖說明圖I為本專利技術的數據儲存系統的一實施例簡化后的功能方塊圖。圖2為本專利技術的閃存寫入方法的第一實施例簡化后的流程圖。圖3為圖I中的數據區塊中的儲存單元的編程臨界電壓的一實施例簡化后的示意圖。圖4為本專利技術的閃存寫入方法的第二實施例簡化后的流程圖。圖5為本專利技術的閃存寫入方法的第三實施例簡化后的流程圖。具體實施例方式以下將配合相關圖式來說明本專利技術的實施例。在這些圖式中，相同的標號表示相同或類似的組件或流程步驟。在說明書及后續的申請專利范圍當中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，同樣的組件可能會用不同的名詞來稱呼。本說明書及后續的申請專利范圍并不以名稱的差異來做為區分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來做為區分的基準。在通篇說明書及后續的權利要求當中所提及的「包含」為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定于...」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接(包含透過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等訊號連接方式)連接于該第二裝置，或透過其它裝置或連接手段間接地電性或訊號連接至該第二裝置。圖I為本專利技術一實施例的數據儲存系統100簡化后的功能方塊圖。數據儲存系統100包含主控裝置110、閃存控制器120、和閃存模塊130。主控裝置110會透過閃存控制器120來存取閃存模塊130。主控裝置110可以是計算機、卡片閱讀機、數字相機、數字攝影機、移動電話、GPS定位裝置，或其它任何能把閃存模塊130當作儲存介質的電子裝置。閃存控制器120包含有記錄媒體(Recording Media) 122、處理電路124、和通信接口 126。通信接口 126用以與主控裝置110耦接，以使處理電路124和主控裝置110能透過通信接口 126進行數據傳輸。閃存模塊130包含有一讀寫電路132和多個數據區塊134。在一實施例中，這些數據區塊134是以一或多個三階儲存單元(TLC)芯片來實現，藉以提供較低成本的高儲存容量。閃存控制器120和閃存模塊130可一起整合成單一內存裝置，例如固態硬盤(SSD)或存儲卡等等。以下將搭配圖2和圖3來進一步說明本專利技術將數據寫入閃存模塊130的運作方式。圖2是本專利技術的閃存寫入方法的第一實施例簡化后的流程圖200。圖3是數據區塊134中的儲存單元的編程臨界電壓(program threshold voltage)的一實施例簡化后的示意圖300。在流程210中，閃存控制器120會透過通信接口 126接收主控裝置110傳來的待寫入數據。接著，閃存控制器120的處理電路124會依據閃存模塊130當時已儲存的數據量，來決定待寫入數據的目標數據區塊的編程臨界電壓的范圍。例如，在圖2的實施例中，處理電路124會進行流程220，判斷閃存模塊130中已儲存的數據量是否高于一第一閥值TH1。若閃存模塊130當時的數據量低于第一閥值THlJU處理電路124會進行流程230 ;反之，則會進行流程240。在流程240中，處理電路124會進一步判斷閃存模塊130當時已儲存的數據量是否高于一第二閥值TH2，其中TH2大于TH1。若閃存模塊130當時已儲存的數據量介于第一閥值THl與第二閥值T本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種閃存控制器，其包含有：一通信接口，用于接收一第一數據、一第二數據、以及一第三數據；一記錄媒體，用于記錄一閃存模塊中儲存的數據量，其中該閃存模塊包含有一讀寫電路、一第一數據區塊、一第二數據區塊、與一第三數據區塊；以及一處理電路，耦接于該通信接口、該記錄媒體、以及該閃存模塊，用于在該閃存模塊中儲存的數據量低于一第一閥值時，控制該讀寫電路將該第一數據區塊中的至少一儲存單元的編程臨界電壓設置于一第一電壓范圍內，以將該第一數據寫入該第一數據區塊中，而當該閃存模塊中儲存的數據量高于一第二閥值時，該處理電路會控制該讀寫電路將該第三數據區塊中的至少一儲存單元的編程臨界電壓設置于一第二電壓范圍內，以將該第三數據寫入該第三數據區塊中；其中該第二閥值大于該第一閥值，且該第一電壓范圍小于該第二電壓范圍的50％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊宗杰，郭郡杰，林璟輝，沈揚智，
申請(專利權)人：慧榮科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：