非挥发性储存装置与控制器制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种非挥发性储存装置与控制器，在闪存存储器等非挥发性储存装置遇到异常状态后的修复操作中，对于不稳定的数据页，为了避免错误的蔓延，直接将有效的数据页复制到另外的实体区块，不要再使用原先的实体区块。另外，在寻找哪个是有效数据页的时候，只读取部分的数据根据统计值来判断是否为有效数据页以加速判断的流程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于非挥发性存储器的储存装置与控制器，且特别是关于具有异常状况后修复功能的非挥发性存储器的储存装置与控制器。
技术介绍
快闪存储器等非挥发性存储器近年来快速发展，并且出现在各式各样的电子装置。目前看来，接下来不管是容量或是技术的发展，还会继续加强。一旦越来越多的数据被放在这类的非挥发性存储器，为了确保储存数据的正确性与安全性，如果发生异常现象，例如突然断电等，提供有效而且可靠的修复机制也就越来越重要。
技术实现思路
本专利技术提供一种非挥发性储存装置，包括一非挥发性存储器，划分成多个实体区块，每一实体区块划分成多个实体页；一连接界面，供连接至一主机；以及一控制器，其中该控制器通过该连接界面接收来自该主机的一系列写入命令，这些写入命令的地址分别对应到相应的逻辑区块中的相应的逻辑页；该控制器从该多个实体区块选择一个实体区块作为一操作实体区块，并将不同逻辑区块的不同逻辑页写入到该操作实体区块中；以及当该控制器在一异常状态后进行一修复操作时，即使该操作实体区块还有空间可写入数据，选择另一个实体区块作为该操作实体区块，以进行后续的数据写入操作。一种控制器，用于一非挥发性储存装置，该非挥发性储存装置包含一非挥发性存储器与一连接界面，该非挥发性储存器划分成多个实体区块，每一实体区块划分成多个实体页，该连接界面连接一主机，其中该控制器通过该连接界面接收来自该主机的一系列写入命令，这些写入命令的地址分别对应到相应的逻辑区块中的相应的逻辑页；该控制器从该多个实体区块选择一个实体区块作
为一操作实体区块，不同逻辑区块的不同逻辑页写入到该操作实体区块中；以及当该控制器在一异常状态后进行一修复操作时，即使该操作实体区块还有空间可写入数据，选择另一个实体区块作为该操作实体区块，以进行后续的数据写入操作。附图说明图1举例说明根据本专利技术第一实施例的使用方式。图2举例说明根据专利技术第一实施例的一种实作示意图。图3举例说明实体区块与页之间的关联。图4举例说明逻辑区块被分成三种区域。图5举例说明逻辑区块跟实体区块之间的对应关系。图6举例说明逻辑区块和实体区块之间的关联。图7例示一个NAND结构快闪存储器的存储元件的一个区块。图8是一个三层式储存单元(TLC)的快闪存储器储存单元存放电量跟操作电压的示意图。图9例示如果对储存单元施加操作电压VT_1所可能发生的情形。图10例示在一次的读取操作时，依序使用7个不同的电压对储存单元进行读取操作。图11例示用来找CSB的方法。图12例示用来找MSB的方法。图13例示异常模式前后的操作实体区块的对应关系。图14例示控制器找寻有效写入数据页的方法。【符号说明】10：电脑； 12：随身盘；20：主机； 22：数据储存装置；24：存储器模块； 41：系统区块群组；43：数据区块群组； 45：备用区块群组；102：USB传输接口； 201：管理模块；203：第一传输接口； 221：微控制器；223：存储器管理模块； 225：重组编码模块；227：第二传输接口； 229：缓冲存储器；231：第一模块接口； 241：第二模块接口；243：控制电路； 245：存储器区块阵列；130～132P、PB 1～PB 9： 实体区块；P 1～P 12：页； LB 0～LB 3：逻辑区块；1321、1322、P_1～P_N： 数据页；1301、1302： 操作实体区块；VG_0～VG_N：电压； M_1～M_K：存储单元；VT_1～VT_7、VT_1’～VT_7’： 操作电压；VL S B、VC S B 1、VC S B2、VMS B 1～VMS B4： 电压；L0～L7： 区间；1401、1403、1405、1407、1409、1411、1413： 步骤。具体实施方式本专利技术的实施例是一种非挥发性储存装置跟其中的控制器，例如一种闪存外接碟或一种闪存外接硬盘。这个非挥发性储存装置可通过USB、SATA等连接界面连接到一主机，作为该主机的存储装置。在非挥发性储存装置包含一个或多个非挥发性存储器，也可包括一个或多个随机读取存储器或传统磁性硬盘。主机通过连接界面将存取命令，例如读取或写入命令传到这个非挥发性储存装置。控制器根据这些读取或写入命令，对于存储器进行操作。为了加快闪存存储器的整体存取速度或是减少耗损，可以通过设置一些随机读取存储器作为快取或是缓存。换言之，有些数据并不是直接写入到闪存存储器，而是暂时先写入到随机读取存储器。另一种可能的做法是，将速度比较快的单层(SLC)闪存存储器作为第一阶的快取，另外配置比较便宜的多层(MLC)闪存存储器实际存放大量数据。这类的做法虽然能产生一定的效能，但当遇到不正常的状况，例如突然断电、使用者未适当处理即从主机取下非挥发性存储装置，有些数据可能需要进行重新写入等修复工作。在这类的异常状态后的修复操作中，本专利技术的实施例包括对于不稳定的数据页，例如跟其他数据页属于同一个硬件电路元件或区域，彼此间会互相影响，为了避免错误的蔓延，直接将有效的数据页复制到另外的实体区块，不要再使用原先的实体区块。本实施例也包括在找哪个是有效数据页的时候，只读取部分的数据根据统计值来判断是否为有效数据页以加速判断的流程。以下将先介绍这些实施例所可适用的架构，之后通过图示解释这些实施例的概念。请参照图1，其举例示范根据本专利技术第一实施例的使用示意图。电脑10具有USB传输接口102，并且电脑10通过USB传输接口102对随身盘12进行数据存取的操作。这个例子只是作为说明，并非用于限制本专利技术的范围。举例来说，电脑10可替换成各种电子装置，例如手机、平板电脑、电视、相机等各类需要数据储存装置的电子设备。随身盘12可替换成连接在电脑10外部的其他类别外接储存装置，也可替换成固定安装在电脑内部的内部储存装置。USB传输接口102可替换成各种数据传输接口，例如IEEE1394接口、SATA接口、MS接口、MMC接口、SD接口、CF接口、IDE接口、PCI接口等。以随身盘、外接硬盘或是内接磁盘或是快闪盘为例，当这些数据储存装置经由传输接口被连接到电脑等电子装置时，电脑等电子装置会对这些数据储存装置进行数据读取，以判断这些数据储存装置是否已经格式化。如果尚未格式化，电脑等电子装置通常会询问使用者是否对数据储存装置进行格式化操作。当使用者决定对数据储存装置进行格式化，电脑等电子装置可发出命令给数据储存装置，由数据储存装置自行按照命令进行格式化。另一种做法是，电脑等电子装置会提供格式化所需的细节控制指令，例如在数据储存装置中建立档案对照表、预设数值填写等等。请参照图2，其举例示范图1对应的装置内部架构的一种实作方式。主机20具有管理模块201与第一传输接口203。主机20通过管理模块201的硬件或软件或软件硬件的组合，经由第一传输接口203存取数据储存装置22。这里提到的主机20可以对应到图1的电脑10。其中管理模块201的范例包括在主机上执行，负责档案与数据储存的操作系统、对应的驱动程序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非挥发性储存装置，包含：一非挥发性存储器，划分成多个实体区块，每一实体区块划分成多个实体页；一连接界面，供连接至一主机；以及一控制器，其中该控制器通过该连接界面接收来自该主机的一系列写入命令，这些写入命令的地址分别对应到相应的逻辑区块中的相应的逻辑页；该控制器从该多个实体区块选择一个实体区块作为一操作实体区块，并将不同逻辑区块的不同逻辑页写入到该操作实体区块中；以及当该控制器在一异常状态后进行一修复操作时，即使该操作实体区块还有空间可写入数据，选择另一个实体区块作为该操作实体区块，以进行后续的数据写入操作。

【技术特征摘要】
2014.10.13 TW 1031353261.一种非挥发性储存装置，包含：一非挥发性存储器，划分成多个实体区块，每一实体区块划分成多个实体页；一连接界面，供连接至一主机；以及一控制器，其中该控制器通过该连接界面接收来自该主机的一系列写入命令，这些写入命令的地址分别对应到相应的逻辑区块中的相应的逻辑页；该控制器从该多个实体区块选择一个实体区块作为一操作实体区块，并将不同逻辑区块的不同逻辑页写入到该操作实体区块中；以及当该控制器在一异常状态后进行一修复操作时，即使该操作实体区块还有空间可写入数据，选择另一个实体区块作为该操作实体区块，以进行后续的数据写入操作。2.如权利要求1所述的非挥发性储存装置，其特征在于，在该异常状态后进行该修复操作时，该控制器将该异常状态前最后写入到该操作实体区块的至少一实体页复制到新选择的该操作实体区块。3.如权利要求1所述的非挥发性储存装置，其特征在于，该异常状态后进行该修复操作时，该控制器找出该异常状态前对于该操作实体区块最后写入的有效实体页。4.如权利要求3所述的非挥发性储存装置，其特征在于，该异常状态后进行该修复操作时，该控制器读取该操作实体区块的多个实体页，针对每个读物的实体页读取一预定数目的数据，并且通过判断该数据的数值统计值来判断哪些是被有效写入的实体页。5.如权利要求4所述的非挥发性储存装置，其特征在于，该控制器在正常
\t读取该操作实体区块时，如果无法读取数据，会启动不同电位来进行重试，但在该异常状态后进行该修复操作时，关闭该重试机制读取该预定数目的数据来判断哪些是被有效写入的实体页。6.如权利要求4所述的非挥发性储存装置，其特征在于，该控制器在正常读取该操作实体区块时，会启动错误更正机制来辨识及更正错误，但在该异常状态后进行该修复操作时，关闭该错误更正机制读取该预定数目的数据来判断哪些是被有效写入的实体页。7.如权利要求4所述的非挥发性储存装置，其特征在于，该控制器在正常读取该操作实体区块时，会启动重组解码机制来还原数据，但在该异常状态后进行该修复操作时，关闭该重组解码机制以读取该预定数目的数据来判断哪些是被有效写入的实体页。8.如权利要求1所述的非挥发储存装置，其特征在于，该控制通过一表格记录该操作实体区块的这些实体页对应到哪些逻辑区块的逻辑页，在该异常状态后进行该修复操作时，该控制器更新该表格。9.如权利要求1所述的非挥发储存装置，其特征在于，该非挥发性存储器为一闪存存储器。10.如权利要求1所述的非挥发储存...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯冠宇，
申请(专利权)人：慧荣科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71