数据区段尺寸不同于存储器页面和／或区块尺寸之非易失性存储器系统的操作技术技术方案

本文公开的一种非易失性的存储器系统，比如一种闪速ＥＥＰＲＯＭ系统，划分为多个区块，每个区块又划分为一个或多个页面，其中存放着数据区段，其尺寸既不同于页面，又不同于区块。一种特定的技术将多个区段装入一个区块，而不是装入为该区块提供的页面。优选情况下，许多用户数据区段的纠错码和其它属性数据，一起存放在与用户数据不同的页面和区块中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体存储器系统，尤其是非易失性的存储器系统，已经应用于闪速可电擦除可编程只读存储器(EEPROM)。
技术介绍
闪速EEPROM系统正在应用于许多方面，尤其是封装在封闭卡中，该卡能够可拆卸地连接到一个主机系统。当前的商业存储卡格式包括个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)、CompactFlash(CF)、多媒体卡(MMC)和“安全数字”(SD)的格式。这些卡的一个供应商是SanDisk公司——本申请书的受让人。使用了此类卡的主机系统包括个人计算机、笔记本计算机、手持计算设备、照相机、音频重现设备等等。闪速EEPROM系统也用于嵌入主机系统的大容量存储器。此类非易失性的存储器系统包括浮动栅存储器单元的阵列和系统控制器。该控制器管理着与主机系统的通信以及在存储器单元阵列中存放和检索用户数据的操作。存储器单元组成若干单元区块，一个单元区块就是可同时擦除之单元的最小的组。在一个或多个单元区块写入数据之前，要先擦除这些单元区块。典型情况下，在主机和存储器阵列之间，用户数据是以区段的形式传递。用户数据的一个区段可以是便于处理的任何数量，优选情况下是小于存储器区块的容量，往往等于标准磁盘驱动器的扇区大小——512字节。在一个商业架构中，存储器系统区块的大小定为存放一个区段的用户数据加辅助数据，辅助数据的信息包括存放在本区块中用户数据所用的纠错码(ECC)、本区块的使用历史、存储器单元区块的缺陷和其它物理信-->息等等。在以下转让给SanDisk公司的美国专利和待批准的申请书中，介绍了这种类型的非易失性存储器系统的多种实现方案，其中每一个都在这里全文引用作为参考：5,172,338、5,602,987、5,315,541、5,200,959、5,270,979、5,428,621、5,663,901、5,532,962、5,430,859和5,712,180号专利，以及1997年8月7日提交的序列号为08/910,947和1999年6月30提交的序列号为09/343,328的申请书。另一种类型的非易失性存储器系统使用较大规模的存储器单元区块，每一区块都存放多个页面，一个页面就是在仅仅一次写入操作中，写入之数据的最小单位。典型情况下，一个页面包括用户数据的一个区段，以及与该用户数据和存放该数据的区块有关的辅助数据。更有另一种特定的系统，从其提交日期算起，从商业上说SanDisk公司已经使它可用一年多了，在该系统中，与存放的用户数据有关的辅助数据，比如ECC，与用户数据一起存放在一个公共区段中，而与存放着该区段之数据区块有关的辅助数据，则写入一个不同区块的不同区段中，作为该区段的一部分。2000年2月17日提交的序列号为09/505,555的专利申请书，给出了这种系统的一个实例，该申请书在这里全文引用作为参考。存储器单元阵列的一种架构，由存储器单元的一行或两行方便地形成了一个区块，这些单元在单元的一个子阵列或其它单位之内，共享一个公共的擦除门。这里全文引用的、SanDisk公司的5,677,872号和5,712,179号美国专利给出了这种架构的实例。虽然当前最普通的是在每个浮动栅单元中存放一位数据，这样只须定义两种写入阈值电平，而趋势却是通过建立多于两种的浮动栅晶体管阈值范围，在每个单元中存放多于一位数据。目前已经有了每个浮动栅存放两位数据(四种阈值电平范围或者说状态)的存储器系统，未来的系统可以预期每个单元三位(八种阈值电平范围或者说状态)和每个单元四位(十六种阈值电平范围)。当然，随着每个单元中存放的位数上升，存放一个数据区段所需要的存储器单元数目下降。这个趋势结合着由单元结构和一般半导体处理的改善引起的阵列扩大，在一行单元的一-->个片段中形成一个存储器单元区块也是切实可行的。也可以形成区块结构，以便在存储器单元中每一个的操作时，能够选择以两种状态(每单元一位数据)还是以某些多种比如四种状态(每单元两位数据)来进行，正如SanDisk公司的5,930,167号美国专利中介绍的，在这里全文引用它作为参考。由于把数据写入浮动栅存储器单元可能要耗费相当多的时间，所以典型情况下，同时写入一行中的大量存储器单元。但是增大这种并行性导致电源需求增大，以及邻近单元电荷的潜在干扰和它们之间的相互作用。这里全文引用的SanDisk公司的5,890,192号美国专利介绍了一种系统，它通过同时把多个字节片的数据写入位于不同存储器操作单元单位(子阵列)的不同单元区块中，使这些效应达到最小。以上引用的专利介绍了一种存储器阵列设计，其中在包括字线的行中，各个存储器单元在相邻位线之间进行连接——一种“或非”架构。对于非易失性存储器阵列，一种“与非”架构在商业上也很流行，其中多个存储器单元组成的一串，串联在各条位线和一个参考电位之间，而许多此类串中每一串的一个单元就形成了单元的行。文献中也建议了其它的特定架构。以上引用的专利也介绍了一种类型非易失性存储器单元的使用，它采用一种导电材料制成的一个或两个浮动栅，其中存放着电子电荷电平，以便控制该单元的有效阈值电平。在多种存储器阵列架构中有用的、存放电子的其它技术，包括在两个绝缘层之间的一个绝缘层中束缚电子，而不是使用导电浮动栅的方法。此外，以上引用的专利进一步介绍了擦除栅的使用，在每次擦除一个或多个区块期间从单元的存储元件向擦除栅排除电荷。另一种技术从擦除元件向基底擦除电荷，该基底作为一个擦除极。
技术实现思路
依据本专利技术的一个方面，简要地和一般地说，不是强制用一个区段或某个整数数目区段的用户数据以及伴随的辅助数据来充满各个-->数据页面，而是至少某些此类数据区段分布在存储器的两个或更多页面中。在一种配置中，一个或多个用户数据区段，连同所有伴随的辅助数据、一部分辅助数据或者没有辅助数据，一起写入存储器的一个页面中，而组成方式类似的其它区段，则以某种方式进行划分并写入两个或更多页面，这种方式能有效地使用这些页面的存储容量。在另一种配置中，各个用户数据区段——带有或者没有至少其辅助数据的某个部分——都大于存放它们的页面的存储容量，使得实际上每一个此类区段都分布在两个页面中。这些方法提供了许多可能性，改善了性能，高效地使用一个具体的存储器区块和页面架构。如果存储器系统只能在每个页面或区块中存放整数数目的数据区段，就没有这些可能性。无论是在每个区块包含许多页面的系统中，还是在各个区块只包含单一页面的系统中，这些技术都有应用。依据本专利技术的另一个方面，一个区段主要包含的仅仅是用户数据，而无论是用户数据的辅助数据，还是写着用户数据之区块的辅助数据，都存放在存储器单元的其它区块中的一个或多个其它页面中。这样做的优点是，对于一个给定尺寸的区块，增加了可以存放之用户数据的数量，尤其适用于读取或写入流式数据，比如数据内容是音乐、其它音频或者视频信息的情况。这种技术的优点还在于，可以适应用户数据和辅助数据在更新频率上的差异，在更新一项时，不必更新另一项。这样做改善了系统的性能，尤其是通过缩短读取和/或写入的时间。另外，这样做也允许存放的辅助数据的数量不依赖于页面和区块的尺寸，而在现有的系统中，用户数据和辅助数据都是存放在这些页面和区块中的。在采纳了本专利技术这些方面的一个系统的一个特定实例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作存储器系统的方法，该系统具有被组织成多个区块的多个存储器单元，分别包含着通过对各个区块寻址从而可同时擦除的存储器单元的最小组群，所述区块可以整数数目的多个页面为单位分别写入，每个页面有给定数量的数据，这些区块包括数据的写入区段，在各个区块之内跨越所述页面的边界，分别包含少于所述给定数量的数据，其特征在于，写入一个区块的数据区段多于该区块中的页面数目。

【技术特征摘要】
US 2000-11-22 09/718,8021.一种操作存储器系统的方法，该系统具有被组织成多个区块的多个存储器单元，分别包含着通过对各个区块寻址从而可同时擦除的存储器单元的最小组群，所述区块可以整数数目的多个页面为单位分别写入，每个页面有给定数量的数据，这些区块包括数据的写入区段，在各个区块之内跨越所述页面的边界，分别包含少于所述给定数量的数据，其特征在于，写入一个区块的数据区段多于该区块中的页面数目。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述数据区段分别包含所有的用户数据、用户数据属性的数据以及写入所述数据区段的区块属性的数据。3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述数据区段分别包含用户数据和用户数据属性的数据这两种，而写入所述数据区段的区块属性的数据，存放为不同的数据区段的一部分。4.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述数据区段分别包含用户数据，而用户数据属性的数据和写入各个数据区段的区块属性的数据，存放为不同的数据区段的一部分。5.根据权利要求3或4中任何一条的方法，其特征在于，所述不同数据区段存放在与属性数据所属的所述数据区段不同的区块中。6.根据权利要求1-4中任何一条的方法，另外包括操作具有超过两个的多个有效阈值电平的存储器单元，这些电平对应于各个单元超过两个的多个可变状态，从而单元的存储元件分别存放着不只一位数据。7.一种操作存储器系统的方法，该系统具有被组织成多个区块的多个存储器单元，分别包含着通过对各个区块寻址从而可同时擦除之存储器单元的最小组群，所述区块可以一个或多个整数数目的页面为单位分别写入，每个页面有给定数量的数据，这些区块包括数据的写入区段，在跨越所述页面的边界，分别包含多于所述给定数量的数据。8.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述数据区段分别包含所有的用户数据、用户数据属性的数据以及写入所述数据区段的区块属性的数据。9.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述数据区段分别包含用户数据和用户数据属性的数据这两种，而写入所述数据区段的区块属性的数据，存放为不同的数据区段的一部分。10.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述数据区段分别包含用户数据，而用户数据属性的数据和写入各个数据区段的区块属性的数据，存放为不同的数据区段的一部分。11.根据权利要求9或10中任何一条的方法，其特征在于，所述不同数据区段存放在与属性数据所属的所述数据区段不同的区块中。12.根据权利要求7-10中任何一条的方法，其特征在于，所述区块分别包括仅仅一个页面。13.根据权利要求7-10中任何一条的方法，其特征在于，所述区块分别包括多个页面。14.根据权利要求7-10中任何一条的方法，另外包括操作具有超过两个的多个有效阈值电...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡罗斯冈泽雷兹，凯文M康利，伊利亚霍哈莱利，
申请(专利权)人：三因迪斯克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]