多级数据存储单元的维护操作制造技术

本发明专利技术涉及多级数据存储单元的维护操作。包括计算机软件的用于从闪存存储单元（124）中读取数据的系统和方法涉及检测来自存储单元组的电压。该组存储单元具有用于差错检测（605）的相关元数据，并且每一个存储单元都存储了一个电压，该电压代表的是从多个可能数据值中选出的一个数据值。每一个可能的数据值都与多个非重叠模拟电压范围中的一个范围相对应。具有不确定数据值的存储单元是根据检测到的电压来识别的（610）。对于具有不确定数据值的存储单元来说，其备选数据值将被确定（615）。备选数据值的组合将被选择（625），并且使用与存储单元相关联的元数据以及选定的备选数据值组合来执行差错检查（635）。

【技术实现步骤摘要】

这里的各种实施方式主要涉及非易失性存储设备，并且某些特定实施方式涉及的是用于操作多级闪存単元的系统和方法。
技术介绍
随着计算设备能力和特征的提升，对数据存储设备的需求也在增长。例如，数据存储设备业已用于存储可以由处理器执行的程序指令(也就是代码)。此外，数据存储设备还 用于存储其他类型的数据，其中包括例如音频、图像和/或文本信息。近来，具有能够存储大量数据内容(例如歌曲、音乐视频等等)的数据存储设备的系统在便携设备中已经可以广泛使用。这些便携设备包括具有很小的形状因子并且能用电池之类的便携电源操作的数据存储设备(data storage device, DSD)。便携设备中的某些DSD可以提供非易失性存储器，该存储器能在从电源断开的时候保持数据。便携设备已经使用了各种非易失性数据存储设备，例如硬盘驱动器、EEPROM (电可擦写可编程只读存储器)和闪存存储器(flashmemoryノ。闪存存储器已经成为一种广泛使用的DSD。例如，闪存存储器可以在便携电子设备和消费应用中提供非易失性存储器。目前存在的两种类型的闪存存储器是NOR闪存(flash)和NAND闪存。NOR闪存通常提供的是原地执行代码的能力，并且它是可以被随机存取的(也就是类似于RAM)。而NAND闪存通常可以更快擦除数据以及以脉冲串的形式(例如512字节的组块)存取数据，此外，与类似的NOR闪存相比，它可以提供更长寿命的擦除周期。NAND闪存通常能以很低的每比特成本来提供非易失性存储，以此作为例如数码相机和MP3播放器这类消费设备的高密度文件存储介质。典型的闪存存储器是通过在每ー个存储单元(memory cell)中将电荷存储在代表数字数据值的电压上来存储ー个单位的信息的。对单级单元来说，它是基于将其充电成“高”电压或者放电成“低”电压来存储ー比特信息的。对NAND闪存存储器来说，已开发的NAND闪存存储器能够对电荷进行解码，使之处于四个不同电压范围之一，从而在单个单元中存储两比特之多的信息。此外，对NOR闪存存储器来说，已开发的NOR闪存存储器能够对电荷进行解码，使之处于256个不同电压范围之一，由此就能在单个单元中存储8比特之多的信息。
技术实现思路
所描述的装置和相关联的系统、方法及计算机程序产品涉及的是闪存存储设备中的多级数据存储。在ー个通常方面中，通过检测来自第一存储单元的电压电平，可以对包含了多个存储单元的多级闪存存储设备进行管理，其中所述第一存储单元存储了达到代表数据值的电压电平的电荷。该电压电平所代表的数据值至少部分是根据与第一存储单元相对应的分辨率寄存器条目(resolution register entry)来确定。电荷被施加于ー个或多个存储单元，以便达到代表数据值的目标电压。该目标电压至少部分是根据与一个或多个存储単元相对应的分辨率寄存器条目来确定的。本实施方式可以包括一个或多个下列特征。所述ー个或多个存储单元是第一存储単元，并且将电荷施加于第一存储单元的操作包括将附加电荷施加于第一存储单元，以便调整第一存储单元中的电压暂降(voltage sag)。通过检测存储在基准单元中的基准电压电平，可以确定第一存储单元中的暂降量。该基准単元与相应的预定电压电平相关联，并且暂降量是通过将预定电压电平与检测到的存储在基准単元中电压电平相比较来确定的。暂降量是通过检测存储在多个基准单元中的电压电平来确定的。施加于第一存储单元的附加电荷量是根据ー个校正函数来确定的。 从主机设备接收ー个启动维护操作的信号，响应于接收到的信号，电荷将被施加于ー个或多个存储単元，以便达到代表数据值的目标电压。来自主机设备的信号指示的是电源条件。这个来自主机设备的信号指示了是否用交流电源为主机设备供电和/或是否将主机设备的电池充电至预定电荷等级。此外，来自主机设备的信号还指示了所调度的维护操作。从闪存存储器处理器接收启动维护操作的信号，响应于接收到的信号，电荷将被施加于ー个或多个存储単元，以便达到代表数据值的目标电压。这个来自闪存存储器处理器的信号指示的是该闪存存储器处理器具有足够带宽来执行维护操作。此外，来自闪存存储器处理器的信号还指示该闪存存储器处理器空闲。与第一存储单元相对应的分辨率寄存器条目指示的是与第一可能数据值数量相对应的第一分辨率。接收以与第二可能数据值数量相对应的第二分辨率写入的信号，并且更新与一个或多个存储単元相对应的分辨率寄存器条目，以便指示该第二分辨率。目标电压基于第二分辨率。第一可能数据值数量大于第二可能数据值数量，并且所述ー个或多个存储单元包含从多个存储单元中选出的多于ー个的存储单元。作为替换，第一可能数据值数量等于第二可能数据值数量，并且所述ー个或多个存储単元包含了与第一存储单元不同的存储单元。第二可能数据值数量超过第一可能数据值数量。第一可能数据值数量不超过4比特；例如，第一可能数据值数量是2比特或I比持。第二可能数据值数量至少是4比特；例如，第二可能数据值数量至少是8比持。以第一分辨率存储在第一存储单元中的数据值是将从主机设备接收的数据写入闪存存储设备的写入操作的結果。从主机设备接收将从主机设备接收的数据写入闪存存储设备的信号。从主机设备接收的数据值是以与第一可能数据值数量相对应的第一分辨率而被写入到第一存储单元中的，并且所述第一分辨率被记录在与第一存储单兀相对应的分辨率寄存器中。以与第二可能数据值数量相对应的第二分辨率写入的信号将被接收，并且第二可能数据值数量超过第一数据值数量。与一个或多个存储単元相对应的分辨率寄存器被更新，以便指示第二分辨率，并且目标分辨率基于第二分辨率。从主机设备接收指示主机设备的电源条件的信号。与第一存储单元相对应的分辨率寄存器条目指示的是与第一可能数据值数量相对应的第一分辨率。与第一存储单元相关联的分辨率寄存器条目被更新，以便指示与第ニ可能数据值数量相对应的第二分辨率，并且第一可能数据值数量大于第二可能数据值数量。第二数据值以第二分辨率被写入第一存储单元。对更新与第一存储单元相关联的分辨率寄存器条目和以第二分辨率写入第一存储单元的处理来说，这些处理是由与包含第一存储单元的存储单元页面相关联的差错条件触发的。存储单元页面与降级存储単元的第二页面进行配对。此外，逻辑寻址软件代码被更新，以便将存储单元页面配对视为处于第一分辨率的单个存储单元页面。在另ー个通常方面中，确定是否执行维护操作。在确定应该执行维护操作时，作为响应，与存储单元页面相关联的差错信息被识别，并且确定该差错信息是否满足差错判据。与存储单元页面相对应的一个或多个分辨率寄存器被从第一分辨率调整到第二分辨率。所述第一和第二分辨率中的姆ー个都定义了多个电压范围，并且姆ー个电压范围都对应于ー个可能的数据值。与第二分辨率相比，第一分辨率具有更多的电压范围。 设备是否具有满足预定条件的电源，例如主机是否正在接收交流电源或者主机设备是否具有充电至预定电荷等级的电池。确定是否执行维护操作包括确定处理器是否具有超过预定阈值的未使用带宽。在另ー个通常方面中，针对已存储数据值暂降所进行的调整可以通过将电荷施加于多个存储单元来实施。每ー个存储单元都被充电至与数据值相对应的目标电压。这些存储单元包括基准単元，其中所述基准単元被充电至预定电压。基准単元中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含机器可读指令的制品，其中在被执行时，该指令使操作被执行，所述操作包括：确定是否执行维护操作；读取与多个闪存存储单元相关联的维护日志；执行在维护日志上标识的维护活动，其中该维护活动是从包含下列各项的组中选出的：以更高分辨率来重写初始以较低分辨率存储的数据值；降低与预定差错条件相关联的存储单元组的分辨率；以与初始数据值相等同的分辨率重写超过预定差错阈值的数据值；以及交换最频繁存取的数据与最不频繁存取的数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·康威尔，C·P·杜得特，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：