智能读重做方法及其介质接口控制器技术

本申请公开了智能读重做方法及其介质接口控制器。读命令处理方法，包括：接收介质接口命令；对根据介质接口命令要生成的读命令或读重做命令进行调整，将调整后的读命令或读重做命令提供给非易失性存储器芯片。本申请通过介质接口控制器的读命令调整单元调整要生成的读命令或读重做命令所使用的读阈值参数，得以实施复杂的搜索读阈值参数，为错误恢复过程提供更多的引导，并智能地选择或提示读重做中使用的读阈值参数，来缩短错误处理时间，降低存储设备的错误率，延长存储设备的使用寿命。延长存储设备的使用寿命。延长存储设备的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
智能读重做方法及其介质接口控制器


[0001]本申请涉及存储设备技术，尤其涉及在存储设备中智能对NVM实施读重做的方法及实施该方法的介质接口控制器。

技术介绍

[0002]图1展示了存储设备的框图。存储设备102同主机相耦合，用于为主机提供存储能力。主机同存储设备102之间可通过多种方式相耦合，耦合方式包括但不限于通过例如SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件)、SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)、SAS(Serial Attached SCSI，串行连接SCSI)、IDE(Integrated Drive Electronics，集成驱动器电子)、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)、PCIE(Peripheral Component Interconnect Express,PCIe，高速外围组件互联)、NVMe(NVM Express，高速非易失存储)、以太网、光纤通道、无线通信网络等连接主机与存储设备102。主机可以是能够通过上述方式同存储设备相通信的信息处理设备，例如，个人计算机、平板电脑、服务器、便携式计算机、网络交换机、路由器、蜂窝电话、个人数字助理等。存储设备102包括接口103、控制部件104、一个或多个NVM芯片105以及DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机访问存储器)110。
[0003]NAND闪存、相变存储器、FeRAM(Ferroelectric RAM，铁电存储器)、MRAM(Magnetic Random Access Memory，磁阻存储器)、RRAM(Resistive Random Access Memory，阻变存储器)、XPoint存储器等是常见的NVM。NVM中存储的数据会在一定程度上出现损坏，为克服此类问题，通常在访问NVM时，通过错误校正码(Error Correction Code，ECC)对NVM上存储的数据进行保护。常用的错误校正码包括BCH码、LDPC、RS码等。
[0004]接口103可适配于通过例如SATA、IDE、USB、PCIE、NVMe、SAS、以太网、光纤通道等方式与主机交换数据。
[0005]控制部件104用于控制在接口103、NVM芯片105以及DRAM 110之间的数据传输，还用于存储管理、主机逻辑地址到闪存物理地址映射、擦除均衡、坏块管理等。控制部件104可通过软件、硬件、固件或其组合的多种方式实现，例如，控制部件104可以是FPGA(Field-programmable gate array，现场可编程门阵列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，应用专用集成电路)或者其组合的形式。控制部件104也可以包括处理器或者控制器，在处理器或控制器中执行软件来操纵控制部件104的硬件来处理IO(Input/Output)命令。控制部件104还可以耦合到DRAM 110，并可访问DRAM 110的数据。在DRAM可存储FTL表和/或缓存的IO命令的数据。
[0006]控制部件104包括闪存接口控制器(或称为介质接口控制器、闪存通道控制器)，闪存接口控制器耦合到NVM芯片105，并以遵循NVM芯片105的接口协议的方式向NVM芯片105发出命令，以操作NVM芯片105，并接收从NVM芯片105输出的命令执行结果。已知的NVM芯片接口协议包括“Toggle”、“ONFI”等。
[0007]NVM芯片包括一个或多个逻辑单元(Logic Unit，LUN)。NVM芯片封装内可包括一个
或多个管芯(Die)。典型地，逻辑单元对应于单一的管芯。逻辑单元可包括多个平面(Plane)。逻辑单元内的多个平面可以并行存取，而NVM芯片内的多个逻辑单元可以彼此独立地执行命令和报告状态。在可从http://www.micron.com/～/media/Documents/Products/Other％20Documents/ONFI3_0Gold.as hx获得的“Open NAND Flash Interface Specification(Revision 3.0)”中，提供了关于目标(target)、逻辑单元、平面(Plane)的含义，其为现有技术的一部分。
[0008]NVM芯片通常按页来存储和读取数据。而按块来擦除数据。块(也称物理块)包含多个页(也称为物理页)。物理页具有固定的尺寸，例如17664字节。物理页也可以具有其他的尺寸。
[0009]图2展示了存储设备的控制部件的详细的框图。
[0010]主机以遵循存储协议的IO命令访问存储设备。控制部件根据来自主机的IO命令，生成一个或多个存储命令并提供给介质接口控制器。介质接口控制器根据存储命令生成遵循NVM芯片的接口协议的存储介质访问命令(例如，编程命令、读命令、擦除命令)。控制部件还跟踪从一个IO命令生成的所有存储命令都被执行完成，并向主机指示IO命令的处理结果。
[0011]参看图2，控制部件包括例如主机接口、主机命令处理单元、存储命令处理单元、介质接口控制器与存储介质管理单元。主机接口获取主机提供的IO命令，并生成存储命令提供给存储命令处理单元。存储命令例如访问相同大小的存储空间，例如4KB。将NVM芯片中记录的对应一个存储命令所访问数据的数据单元称为数据帧。物理页记录一个或多个数据帧。例如，物理页的大小17664字节，而数据帧大小为4KB，则一个物理页能存储4个数据帧。
[0012]将经数据校正码保护的最小数据单元称为ECC块。ECC块包括用户数据与校验数据，并具有不同的大小。用户数据单元大小与ECC块大小的比率，被称为ECC的码率。ECC的码率体现了ECC的纠错能力。一般而言，码率越低，纠错能力越强。在一个例子中，ECC块内的用户数据大小为一个数据帧大小，而校验数据大小为15字节。在又一个例子中，ECC块内的用户数据大小为512字节，而校验数据大小为8字节，从而一个数据帧能容纳多个ECC块。
[0013]存储介质管理单元为每个存储命令维护逻辑地址到物理地址的转换。例如，存储介质管理单元包括FTL表。对于读命令，存储介质管理单元输出存储命令所访问的逻辑地址对应的物理地址，对于写命令，存储介质管理单元为其分配可用的物理地址，并记录其访问的逻辑地址与分配的物理地址的映射关系。存储介质管理单元还维护诸如垃圾回收、磨损均衡等管理NVM芯片所需的功能。
[0014]存储命令处理单元根据存储介质管理单元提供的物理地址，操作介质接口控制器向NVM芯片发出存储介质访问命令。为了清楚的目的，将存储命令处理单元发送给介质接口控制器的命令称为介质接口命令，而将介质接口控制器发送给NVM芯片的命令称为存储介质访问命令。存储介质访问命令遵循NVM芯片的接口协议。以存储介质访问读命令为例，NVM芯片支持的读命令按读本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种读命令处理方法，其特征在于，包括：接收介质接口命令；对根据介质接口命令要生成的读命令或读重做命令进行调整，将调整后的读命令或读重做命令提供给非易失性存储器芯片。2.如权利要求1所述的读命令处理方法，其特征在于，根据要生成的读命令或读重做命令所访问的物理地址识别对该物理地址的第一读阈值参数；依据识别出的第一读阈值参数更新所生成的读命令或读重做命令，将该读命令或读重做命令更新为指示使用所述第一读阈值参数的读重做命令。3.如权利要求1或2所述的读命令处理方法，其特征在于，根据要生成的读重做命令，若对于要生成的读重做命令要访问的物理地址，要生成的读重做命令是无效的，或者相对于读命令并不具备更好的效果，则将该读重做命令更新为读命令来访问该物理地址。4.如权利要求1-3中任一项所述的读命令处理方法，其特征在于，根据要生成的读命令或读重做命令，用读命令或读重做命令要访问的物理地址或该物理地址的部分查询读阈值表，以获取同要访问的物理地址对应的读阈值，并用获取的读阈值更新读命令或读重做命令，以及将更新后的命令提供非易失性存储器芯片。5.如权利要求4所述的读命令处理方法，其特征在于，根据指示使用第二读阈值访问物理地址的要生成的读重做命令，用该物理地址查询读阈值表，若读阈值表中不存在记录了该物理地址的条目，则将该读重做命令不加修改地提供给非易失性存储器芯片，以及还在读阈值表中添加记录该物理地址与第二读阈值的条目。6.如权利要求4或5所述的读命令处理方法，其特征在于，还包括识别读阈值表条目中的不可纠正标记，所述不可纠正标记指示之前用读阈值条目记录的读阈值访问对应的物理地址得到的数据无法被正确的错误校正码译码；根据要生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨阳，
申请(专利权)人：北京忆芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：