用于压缩输入数据的数据存储装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种数据存储装置，其可以包括：存储器单元阵列；数据缓冲器，其配置为从主机提供的输入数据生成包括多个页面的数据块；数据压缩器，其配置为压缩数据块并将压缩过的数据块作为写入数据输出；写入队列，其配置为以页面为基础存储写入数据；映射表，其配置为存储逻辑地址和数据块地址之间的映射关系以及数据块地址和物理地址之间的映射关系；以及控制器，其配置为控制将从写入队列输出的写入数据存储在存储器单元阵列中的操作，使得包括任何一个压缩过的数据块的一部分和另一压缩过的数据块的一部分两者的页面写入存储器单元阵列。

A data storage device for compression of input data

The invention provides a data storage device, which includes a memory cell array; data buffer generation data block comprises a plurality of pages configured to input data from the host; a data compressor configured to compress the data block and the compressed data block as the write data output; write queue, its configuration for web based storage data; mapping table is configured to store the mapping relationship between the mapping between logical address and data block address and data block address and physical address; and a controller configured to control the data storage from the write write queue output in the memory cell array operation, which includes any compressed data block and a portion of a compressed data block part of the page is written into the memory unit array Column.

【技术实现步骤摘要】
用于压缩输入数据的数据存储装置相关申请的交叉引用本申请要求于2016年7月19日提交的申请号为10-2016-0091456的韩国专利申请的优先权，其全文通过引用并入本文。
本专利技术的示例性实施例涉及一种数据存储装置，且更特别地，涉及一种用于压缩并存储数据的数据存储装置。
技术介绍
包括诸如SSD(固态驱动器)的半导体存储器装置的数据存储装置需要高成本以存储大容量数据。在NAND闪速存储器的情况下，多条位信息被存储在一个单元中。因此，单元的寿命趋于降低。因此，已经开发了一种压缩并存储数据的技术，从而降低对存储容量的成本，同时增加数据存储装置的寿命。基于NAND的存储器装置以页面为基础来存储数据。当页面数据被压缩时，其长度不以页面为基础进行排序。因此，当以页面为基础存储压缩数据时，页面的一部分可能被浪费，使得更加难以增加存储容量。例如，在将页面大小设置为8千字节的假设下，当对应于四个页面的32千字节的数据被压缩成17千字节的数据时，17千字节的数据被存储在三个页面中。在这种情况下，浪费了7千字节的存储空间。因此，需要一种能够压缩并存储数据同时防止浪费存储空间的改进技术。
技术实现思路
本专利技术的各种实施例涉及以包括多个页面的数据块为基础来压缩并存储数据的数据存储装置。各种实施例还涉及通过收集在诸如数据模式的特性上具有高相似性的页面来生成数据块从而提高数据的压缩率的数据存储装置。各种实施例还涉及选择性地压缩并存储多个页面的数据存储装置。各种实施例还涉及能够减小映射表的大小的数据存储装置。在实施例中，数据存储装置可以包括：存储器单元阵列；数据缓冲器，其配置为从主机提供的输入数据生成包括多个页面的数据块；数据压缩器，其配置为压缩数据块并将压缩过的数据块作为写入数据输出；写入队列，其配置为以页面为基础存储写入数据；映射表，其配置为存储逻辑地址和数据块地址之间的映射关系以及数据块地址和物理地址之间的映射关系；以及控制器，其配置为控制将从写入队列输出的写入数据存储在存储器单元阵列中的操作，使得包括任何一个压缩过的数据块的一部分和另一压缩过的数据块的一部分两者的页面写入存储器单元阵列。附图说明通过以下参照附图对本专利技术的各种实施例的详细描述，本专利技术的上述和其它特征和优点对本专利技术所属领域内的技术人员更加明显，在附图中：图1是示出根据本专利技术的实施例的数据存储装置的框图；图2是用于描述图1的数据存储装置生成包括多个页面的数据块的方法的简图。图3是用于描述图1的数据存储装置选择性地压缩数据块的方法的简图。图4是用于描述图3的压缩控制单元的操作的状态简图。图5是示出图1的映射表的示例的简图。图6是示出将数据块存储在图5的映射表中的物理页面中的状态的简图。图7是示出图1的映射表的另一示例的简图。图8是示出将数据块存储在图7的映射表中的物理页面中的状态的简图。图9是示出图1的映射表的另一示例的简图。图10是示出将数据块存储在图9的映射表中的物理页面中的状态的简图。图11是用于描述图1的数据存储装置将存储在写入队列中的数据写入存储器单元阵列中的方法的框图。图12是示出图1的写入队列的操作的简图。具体实施方式在下文中，根据本专利技术的数据存储装置及其操作方法将参照附图通过本专利技术的示例性实施例来描述。然而，本专利技术可以不同的形式实施并且不应该被解释为限于本文所述的实施例。而是，这些实施例被提供以详细描述本专利技术至本专利技术所属领域内的技术人员可以实施本专利技术的技术方案的程度。将理解的是，本专利技术的实施例不限于附图中所示的细节，附图不一定按比例绘制，并且，在一些实例中，比例可能已经被放大以更清楚地描述本专利技术的某些特征。虽然使用了特定的术语，但将理解的是，所使用的术语只是为了描述特定的实施例，而并不旨在限制本专利技术的范围。应进一步注意到的是，在下面的描述中，为了便于理解本专利技术而描述了具体细节，然而，本专利技术可以在没有这些具体细节中的一些的情况下实施。还应注意到的是，已知的结构和/或进程可能仅被简要地描述或者完全未被描述，以避免用不必要的已知细节使本公开模糊。还应当注意的是，在某些情况下，如对相关领域技术人员将显而易见的是，结合一个实施例描述的元件(也称为特征)可以被单独使用或与另一实施例的其它元件结合使用，除非另有特别说明。在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的各种实施例。图1是示出根据本专利技术的实施例的数据存储装置1000的框图。根据图1的实施例的数据存储装置1000可以包括控制器100、数据缓冲器200、数据压缩器300、映射表400、存储器单元阵列500以及写入队列600。存储器单元阵列500可以是以页面为基础读取并写入数据的存储器装置。例如，存储器单元阵列500可以包括闪速存储器单元阵列或另一类型的存储器单元阵列。在实施例中，存储器单元阵列500可以是NAND闪速存储器单元阵列。控制器100可以控制向/从存储器单元阵列输入/输出数据的操作，例如，向/从NAND闪速存储器单元阵列输入/输出数据的操作。控制器100可以执行由闪速转换层(FTL)所执行的操作，诸如地址映射操作、垃圾收集操作、磨损均衡操作等。在本实施例中，控制器100可以控制数据缓冲器200、数据压缩器300、映射表400以及写入队列600。数据缓冲器200可以临时存储从主机1提供的输入数据，并且输出从其生成的数据块。在本实施例中，数据块可以包括一个页面或者两个或更多个页面。优选地，数据块可以包括两个或更多个页面。在本实施例中，将四个页面形成一个数据块的情况作为示例来说明。控制器100可以控制数据缓冲器200基于从主机1提供的输入数据生成数据块的操作。例如，当生成数据块时，控制器100可以改变从主机提供的输入数据的顺序。该操作将参照图2详细描述。数据压缩器300可以压缩从数据缓冲器200输出的数据块或者可以不压缩该数据块，并且将该数据块提供至写入队列600。在本实施例中，控制器100可以通过确定是否压缩数据块来控制数据压缩器300的操作。当控制器100命令数据压缩器300压缩数据块时，数据压缩器300压缩数据块并将压缩过的数据块作为写入数据提供至写入队列600。当控制器100命令数据压缩器300不压缩数据块时，数据压缩器300将数据块作为写入数据提供至写入队列600，而不压缩数据块。该操作将参照图3和图4详细描述。控制器100控制以页面为基础将存储在写入队列600中的写入数据存储到存储器单元阵列500中的操作。该操作将参照图11和图12详细描述。映射表400可以存储主机1所请求的逻辑地址与存储器单元阵列500的物理地址之间的映射关系。在本实施例中，数据块可以包括多个页面。映射表400可以存储逻辑地址和数据块之间的第一映射关系以及数据块与物理地址之间的第二映射关系。例如，在实施例中，映射表400可以包括第一表和第二表(参见图7)。第一表可以存储逻辑地址和数据块之间的第一映射关系，第二表可以存储数据块和物理地址之间的第二映射关系。控制器100可以根据数据块是否被压缩来控制第一表和第二表。该操作将参照图5至图10详细描述。图2是用于描述图1的数据存储装置1000生成包括来自多个页面的数据的数据块的方法的简图。数据缓冲器200以页面为基础存储来自主机1的输入数据210。在图2中，图2的上部(A)示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据存储装置，其包括：存储器单元阵列；数据缓冲器，其配置为从主机提供的输入数据生成包括多个页面的数据块；数据压缩器，其配置为压缩所述数据块并将压缩过的数据块作为写入数据输出；写入队列，其配置为以页面为基础存储所述写入数据；映射表，其配置为存储逻辑地址和数据块地址之间的映射关系以及所述数据块地址和物理地址之间的映射关系；以及控制器，其配置为控制将从所述写入队列输出的所述写入数据存储在所述存储器单元阵列中的操作，使得包括任何一个压缩过的数据块的一部分和另一压缩过的数据块的一部分两者的页面写入所述存储器单元阵列。

【技术特征摘要】
2016.07.19 KR 10-2016-00914561.一种数据存储装置，其包括：存储器单元阵列；数据缓冲器，其配置为从主机提供的输入数据生成包括多个页面的数据块；数据压缩器，其配置为压缩所述数据块并将压缩过的数据块作为写入数据输出；写入队列，其配置为以页面为基础存储所述写入数据；映射表，其配置为存储逻辑地址和数据块地址之间的映射关系以及所述数据块地址和物理地址之间的映射关系；以及控制器，其配置为控制将从所述写入队列输出的所述写入数据存储在所述存储器单元阵列中的操作，使得包括任何一个压缩过的数据块的一部分和另一压缩过的数据块的一部分两者的页面写入所述存储器单元阵列。2.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述控制器包括：特性比较单元，其配置为比较从所述主机提供的所述输入数据的特性；缓冲器控制单元，其配置为根据所述特性比较单元的比较结果调整所述输入数据的顺序。3.根据权利要求2所述的数据存储装置，其中所述缓冲器控制单元根据所述特性比较单元的比较结果来调整所述输入数据的顺序，使得具有相似特性的数据彼此靠近地布置。4.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述控制器包括：压缩控制单元，其配置为控制所述数据压缩器将所述数据块或压缩过的数据块作为所述写入数据输出。5.根据权利要求4所述的数据存储装置，其中所述控制器进一步包括：映射控制单元，其配置为根据所述压缩控制单元的控制来控制所述映射表，其中当所述压缩控制单元控制所述数据压缩器不压缩所述数据块时，所述映射控制单元控制所述映射表将所述物理地址映射至所述逻辑地址，并且当所述压缩控制单元控制所述数据压缩器压缩所述数据块时，所述映射控制单元控制所述映射表将所述数据块地址映射至所述逻辑地址并将所述物理地址映射至所述数据块地址。6.根据权利要求4所述的数据存储装置，其中所述压缩控制单元在每个预定的周期中对所述数据块的压缩率进行采样，并且根据采样结果控制是否执行压缩。7.根据权利要求6所述的数据存储装置，其中当连续预定次数获得表示所述压缩率低于阈值的采样结果时，所述压缩控制单元控制所述数据压缩器不压缩所述数据块，并且当连续所述预定次数获得表示所述压缩率等于或高于所述阈值的采样结果时，所述压缩控制单元控制所述数据压缩器压缩所述数据块。8.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述映射表包括：第一表，其用于存储所述逻辑地址和所述数据块地址之间的映射关系；以及第二表，其用于存储所述数据块地址和所述物理地址之间的映射关系，其中所述第二表进一步存储关于对应于所述数据块地址的压缩过的数据块在所述物理地址中的起始位置的偏移信息以及压缩过的数据块的长度。9.根据权利要求8所述的数据存储装置，其中所述第二表中的一个数据块地址映射至一个物理地址。10.根据权利要求9所述的数据存储装置，其中所述控制器控制所述存储器单元阵列将对应于数据块地址的压缩过的数据块写入到一个物理地址或者两个或更多个连续的物理地址。11.根据权利要求8所述的数据存储装置，其中所述第二表中的一个数据块地址映射至不连续的两个或更多个物理地址，并且所述两个或更多个物理地址根据对应于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩相郁，全浩润，金志洪，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，首尔大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR