存储器系统、控制器以及控制器的操作方法技术方案

本公开涉及存储器系统、控制器以及控制器的操作方法。例如，一种存储器系统包括：存储器设备，包括多个存储器块；以及控制器，与存储器设备通信以控制存储器设备的操作，控制器在多个存储器块中分配正常区域和冗余区域，其中控制器将正常区域划分为用于存储用户数据的用户区域、用于用户数据管理的用户预留空间区域、用于存储映射数据的映射区域以及用于映射数据管理的映射预留空间区域，并将冗余区域划分为保留区域和附加映射预留空间区域，并且其中在确定正常区域中的块是坏块时，用保留区域替换坏块。

【技术实现步骤摘要】
存储器系统、控制器以及控制器的操作方法相关申请的交叉参考本申请要求于2019年5月17日提交的韩国专利申请第10-2019-0058121号的优先权和权益，其通过引用全部并入本文。
示例性实施例涉及一种存储器系统。
技术介绍
计算机环境范式已经转向云计算，并且正在向随时随地出现的普适计算发展。与桌面计算不同，普适计算可使用任何设备(包括便携式电子设备，诸如移动电话、数码相机和笔记本电脑)在任何位置进行。一般来说，这种便携式电子设备使用一个或多个数据存储器设备作为便携式电子设备的主存储器设备或辅助存储器设备。与传统硬盘驱动器相比，使用非易失性存储器设备的数据存储器设备具有以下优点：没有机械移动部分，并且非易失性存储器设备具有优异的稳定性和耐用性、高数据速率和低功耗。具有这些优点的数据存储器设备包括通用串行总线(USB)存储器设备、具有各种接口的存储器卡和固态驱动器(SSD)。
技术实现思路
所公开技术的实施例涉及通过利用存储器设备的冗余区域的至少一部分来提高其性能的存储器系统。基于所公开技术的实施例实施的存储器系统可提高其性能和可靠性，而不管其寿命如何。本公开提供了存储器系统、控制器以及控制器的操作方法。在一个实施例中，一种存储器系统可包括：存储器设备，包括多个存储器块；以及控制器，与存储器设备通信，以控制存储器设备的操作，控制器在多个存储器块中分配正常区域和冗余区域，其中控制器将正常区域划分为用于存储用户数据的用户区域、用于用户数据管理的用户预留空间区域(overprovisioningregion)、用于存储映射数据的映射区域以及用于映射数据管理的映射预留空间区域，并且将冗余区域划分为保留区域和附加映射预留空间区域，并且其中保留区域在确定正常区域中的块是坏块时替换坏块。在一个实施例中，一种用于控制包括多个存储器块的存储器设备的控制器可包括：映射管理器，用于分配正常区域和冗余区域，正常区域包括逻辑地址和物理地址之间的映射；以及块管理器，适于分配数目对应于多个存储器块的总数目与坏块的最大可接受数目之间的差值的存储器块，冗余区域包括数目对应于坏块的最大可接受数目与从存储器设备的初始操作开始存在的坏块的初始数目之间的差值的存储器块，块管理器将正常区域划分为用于存储用户数据的用户区域、用于用户数据管理的用户预留空间区域、用于存储映射数据的映射区域以及用于映射数据管理的映射预留空间区域，并且将冗余区域划分为保留区域和附加映射预留空间区域，其中在确定正常区域中的块是坏块时，保留区域替换坏块。在一个实施例中，一种用于控制包括多个存储器块的存储器设备的方法可包括：分配正常区域和冗余区域，正常区域包括数目对应于多个存储器块的总数目与坏块的最大可接受数目之间的差值的存储器块，冗余区域包括数目对应于坏块的最大数目与从存储器设备的初始操作开始存在的坏块的初始数目之间的差值的存储器块；将正常区域划分为用于存储用户数据的用户区域、用于用户数据管理的用户预留空间区域、用于存储映射数据的映射区域以及用于映射数据管理的映射预留空间区域；以及将冗余区域划分为保留区域和附加映射预留空间区域，其中在确定正常区域中的块是坏块时，保留区域替换坏块。根据本公开实施例的效果如下。根据本公开的实施例，控制器可使用存储器设备的冗余区域的至少一部分作为用于存储映射数据的映射预留空间区域。如果用于存储映射数据的存储器空间足够，则可以减少用于确保存储器空间的擦除操作的频率。因此，可以提高包括控制器和存储器设备的存储器系统的性能。根据本公开的实施例，控制器可将存储器设备的冗余区域的剩余部分分配为用于替换坏块的保留区域。控制器可灵活地调整映射预留空间区域的大小，使得保留区域的大小不会因为替换坏块而减小。因此，即使在存储器设备老化的情况下，也可以确保存储器系统的性能和可靠性。从本公开获得的效果可不限于上述效果。本公开所属
的普通技术人员可以从以下描述中清楚地理解其他未提及的效果。附图说明图1是基于所公开技术的实施例的示例存储器系统的示图。图2是示出包括存储器系统的数据处理系统的层级结构的示例的示图。图3是示出基于所公开技术的一些实施例的存储器系统的示例的示图。图4A和图4B是示意性示出基于所公开技术的一些实施例的存储器设备的示例的示图。图5A至图5C是示出基于所公开技术的一些实施例的存储器设备的示例的示图。图6是示出基于所公开技术的一些实施例的存储器系统中包括的块管理信息的示例的示图。图7是基于所公开技术的一些实施例的用于操作存储器系统的示例方法的示图。具体实施方式可以在一些实施例中实施本专利文献中公开的技术，以提供在其他特征和优点中有效利用存储资源的存储器系统和方法。图1是基于所公开技术的实施例的示例存储器系统110的示图。在一些实施方式中，存储器系统110可包括存储器设备150和控制存储器设备150的操作的控制器130。存储器设备150可包括多个非易失性存储器单元。在一些实施方式中，多个非易失性存储器单元可包括以多个存储器串布置的NAND闪存单元。以存储器串布置的存储器单元集合被称为存储器单元阵列。包括在存储器设备150的存储器单元阵列中的存储器单元集合可被分组为多个存储器块。每个存储器块可包括多个页面。每一页面可包括共享字线的存储器单元集合。在一些实施方式中，存储器设备150可基于存储器块执行擦除操作，并且可基于页面执行读取和写入操作。在一些存储器单元是闪存单元的实施方式中，存储器设备150在写入操作之前执行擦除操作，这与允许覆写操作的传统文件系统相反。创建和移除文件的文件系统通常通过用新内容覆写存储器块来重用存储器块。基于闪存的存储器设备不能在不先擦除的情况下覆写存储块。为了填补传统文件系统和这种基于闪存的存储器设备之间的空隙，控制器130可包括用于有效地管理存储器设备150的操作的闪存转换层(FTL)。图1示出了可包括在FTL中的块管理器48。图2是示出包括存储器系统110的数据处理系统100的层级结构的示例的示图。在一些实施方式中，数据处理系统100可包括主机102和存储器系统110。例如，主机102可包括便携式电子设备(诸如移动电话、MP3播放器和膝上型计算机)或电子设备(诸如台式计算机、游戏播放器、TV和投影仪)。主机102可包括应用104和文件系统106。存储器系统110可用作主机102的主存储器设备或辅助存储器设备。数据处理系统100可按照应用104、文件系统106、控制器130和存储器设备150的顺序具有层级结构。控制器130可从应用104或文件系统106接收逻辑地址。控制器130可接收逻辑地址，并且可将逻辑地址转换为物理地址，该物理地址用于在存储器设备150中选择期望的物理存储器单元。控制器130可具有用于将逻辑地址映射到物理地址的映射表。如图1所示，存储器设备150可包括有缺陷的存储器块。在一个示例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器系统，包括：/n存储器设备，包括多个存储器块；以及/n控制器，与所述存储器设备通信，以控制所述存储器设备的操作，所述控制器在所述多个存储器块中分配正常区域和冗余区域，/n其中所述控制器将所述正常区域划分为用于存储用户数据的用户区域、用于用户数据管理的用户预留空间区域、用于存储映射数据的映射区域以及用于映射数据管理的映射预留空间区域，并将所述冗余区域划分为保留区域和附加映射预留空间区域，并且其中在确定所述正常区域中的块是坏块时，所述保留区域替换所述坏块。/n

【技术特征摘要】
20190517 KR 10-2019-00581211.一种存储器系统，包括：
存储器设备，包括多个存储器块；以及
控制器，与所述存储器设备通信，以控制所述存储器设备的操作，所述控制器在所述多个存储器块中分配正常区域和冗余区域，
其中所述控制器将所述正常区域划分为用于存储用户数据的用户区域、用于用户数据管理的用户预留空间区域、用于存储映射数据的映射区域以及用于映射数据管理的映射预留空间区域，并将所述冗余区域划分为保留区域和附加映射预留空间区域，并且其中在确定所述正常区域中的块是坏块时，所述保留区域替换所述坏块。


2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述控制器用分配给所述保留区域的存储器块中的特定存储器块替换所述坏块，并且将分配给所述附加映射预留空间区域的存储器块中的至少一个存储器块变为所述保留区域。


3.根据权利要求2所述的存储器系统，其中所述控制器替换所述坏块，使得替换所述坏块的所述特定存储器块的数目与所述坏块的数目相同。


4.根据权利要求3所述的存储器系统，其中所述控制器将所述至少一个存储器块变为所述保留区域，使得变为所述保留区域的存储器块的数目与替换所述坏块的所述特定存储器块的数目相同。


5.根据权利要求1所述的存储器系统，
其中所述坏块包括从所述存储器系统的初始操作开始存在的初始坏块，并且
其中所述控制器将存储器块分配给所述冗余区域，使得分配给所述冗余区域的存储器块的数目对应于坏块的最大可接受数目与初始坏块的数目之间的差值。


6.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述控制器被配置为：在确定分配给所述附加映射预留空间区域的存储器块中不存在空存储器块时，通过控制所述存储器设备以对分配给所述附加映射预留空间区域的存储器块中不具有有效数据的存储器块执行擦除操作，来确保空存储器块。


7.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述控制器通过以下来控制所述存储器设备，以执行用于回收存储器块的垃圾收集操作，从而确保用于所述映射数据的存储器空间：
将分配给所述映射区域以保持所述映射数据的存储器块中将被回收的牺牲存储器块的有效映射数据加载到内部存储器；
将所加载的映射数据写入分配给所述映射区域的存储器块中的目标存储器块；以及
擦除所述牺牲存储器块。


8.根据权利要求2所述的存储器系统，其中所述控制器通过以下来用所述特定存储器块替换所述坏块：
将存储在所述坏块中的数据的逻辑地址映射到替换所述坏块的所述特定存储器块的物理地址；以及
控制所述存储器设备，以将存储在所述坏块中的所述数据移动到替换所述坏块的所述特定存储器块。


9.根据权利要求2所述的存储器系统，其中所述控制器包括用于存储块管理信息的存储器，所述块管理信息指示所述多个存储器块中的每个存储器块是否为坏块以及所述多个存储器块中的哪个存储器块被分配给所述保留区域或所述附加映射预留空间区域。


10.根据权利要求9所述的存储器系统，其中所述控制器被配置为：在确定所述坏块被所述特定存储器块替换并且分配给所述附加映射预留空间区域的存储器块中的至少一个存储器块被变为所述保留区域时，更新关于所述多个存储器块中的所述坏块、所述特定存储器块以及所述至少一个存储器块的所述块管理信息。


11.根据权利要求1所述的存储器系统，其中在分配给所述正常区域的存储器块中，所述控制器将读取操作或写入操作失败的存储器块指定为所述坏块。


12.一种用于控制包括多个存储器块的存储器设备的控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗珉，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR