MLC自RAID闪速数据保护方案制造技术

一种在MLC多电平单元闪存装置中保护基于页的存储数据的二维自RAID方法。该保护方案包括：在每个数据页上保留一个奇偶校验扇区，保留一个奇偶校验页作为列奇偶校验，选择特定数量的页以形成奇偶校验组，把针对存储在奇偶校验组的页中的数据的组奇偶校验值写到奇偶校验页中。奇偶校验扇区代表在第一维度应用RAID技术。组偶校验代表在第二维度应用RAID技术。因为可能由二维RAID数据恢复损坏的数据扇区，所以实现了数据保护。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文描述的专利技术涉及半导体闪存中的数据存储管理，具体地讲，涉及一种在电源中断的情况下防止多电平单元(MLC)存储装置中的数据损坏的数据存储保护方法。
技术介绍
当前的企业级海量存储依赖于硬盘驱动器，硬盘驱动器通常以3. 5”形状系数、15000rpm主轴电机以及73GB和450GB之间的存储容量为特征。机械设计采用具有单个致 动器和在8个表面上移动的8个读/写头的传统的硬盘驱动器。头/介质技术的约束把读/写能力限制于一次仅使用一个有效的头。发送给驱动器的所有数据请求以串行方式处理，在操作之间具有较长延迟，因为致动器把读/写头移动至所需的位置并且介质旋转以使数据位于读/写头下方。在企业海量存储环境中，固态存储装置很有吸引力。对于该环境，闪存是各种固态存储装置之中的很好的候选，因为它没有与硬盘驱动器关联的机械延迟，由此能够实现更高的性能和相应地更低的成本以及电源和空间的更好的使用。闪存是一种形式的非易失性存储器，即EEPR0M(电可擦除可编程只读存储器)。闪存阵列中的存储单元通常包括形成在基底中的具有控制栅以及漏极和源极扩散区域的晶体管。晶体管具有位于控制栅下方的浮动栅，因此形成电子存储装置。沟道区域位于浮动栅下方，由沟道和浮动栅之间的绝缘层(例如，隧穿氧化层)隔离。通过在绝缘层上施加足够高的电场，能够克服由绝缘层施加的阻止电荷载流子移动进入或离开浮动栅的能垒。存储在浮动栅中的电荷确定单元的阈值电压(Vt)，其代表单元的存储的数据。存储在浮动栅中的电荷使得单元具有更高的vt。为了把单元的Vt改变为更高或更低的值，通过在控制栅、漏极和源极扩散区域以及沟道区域施加合适的电压，增加或减少存储在浮动栅中的电荷。合适的电压使得电荷在这些区域中的一个或多个区域之间移动以及通过绝缘层移动至浮动栅。单电平单元(SLC)闪存装置具有单个阈值电压Vt，并且能够在每个单元存储一位的数据。多电平单元(MLC)闪存装置中的存储单元具有多个阈值电压，并且根据存储在浮动栅中的电荷的量，能够代表超过一位的数据。因为MLC闪存装置能够实现在每个单元存储多个数据位，所以可容易地实现高密度海量存储应用(诸如，512Mb及以上)。在典型的四电平两位MLC闪存装置中，单元阈值电压Vt能够设置为代表数据“00”、“01”、“ 10”和“ 11”的四个电平中的任何电平。为了把存储单元编程为给定电平，单元可以被多次编程。在每次写之前，擦除闪存阵列以把阵列中的每个单元重置为默认状态。结果，共享同一单元的多个数据位和它们的电子状态(因此，它们的阈值电压Vt)互相依赖，从而意料不到的电源中断能够产生不可预测的后果。存储单元的电子状态的变化也在真实系统中的阈值电压的范围内产生变化。以下的表I显示两位MLC中的电子状态和阈值电压范围。表I两位MLC存储单元中的阈值电压和位值权利要求1.一种管理多电平单元闪存的方法，该多电平单元闪存逻辑上被组织为包括具有多个页的块，每个页包括多个扇区，该方法包括 (a)在每个页中选择奇偶校验扇区； (b)把块的页分配至一个或多个组并在每个组中选择奇偶校验页； (c)对于每个页，针对存储在页的扇区中的数据计算扇区奇偶校验值并把扇区奇偶校验值存储在页的奇偶校验扇区中；以及 (d)计算存储在组的页中的数据的组奇偶校验值并把组奇偶校验值存储在奇偶校验页中。2.如权利要求I所述的管理闪存的方法，还包括 (e)对于每个组重复步骤(C)和(d)。3.如权利要求2所述的管理闪存的方法，其中每个页的每个扇区被分配扇区编号，该方法还包括 (f)选择列奇偶校验页，并且对于每个扇区编号，针对块的页中的该扇区编号的所有扇区计算列奇偶校验。4.如权利要求I所述的方法，其中每个多电平单元由块的至少两页共享。5.如权利要求I所述的方法，其中每个组包括8页。6.如权利要求4所述的方法，其中共享每个多电平单元的页被分配到不同的组。7.如权利要求6所述的方法，其中每个组被分配组编号，并且其中共享多电平单元的页被分配连续的组编号。8.如权利要求7所述的方法，其中分配给一个或多个组的页的数量是分配给块的其余的每个组的页的数量的一半。9.一种管理多电平单元闪存的方法，该多电平单元闪存以逻辑方式组织为一个或多个块，每个块具有多个页，每个页包括多个扇区，该方法包括 (a)从块中选择奇偶校验块； (b)在每个页中选择奇偶校验扇区； (c)把块的页分配至多个组； (d)对于每个页，针对存储在每个页中的扇区中的数据计算扇区奇偶校验值并把扇区奇偶校验值存储在奇偶校验扇区中； (e)在完成把数据写到组的所有页中之前，针对组中的页的子集计算子集组奇偶校验；以及 (f)把子集组奇偶校验存储在奇偶校验块中。10.如权利要求9所述的方法，还包括下述步骤 (h)重复步骤⑷至⑴。11.如权利要求9所述的方法，其中每个页的每个扇区被分配扇区编号，该方法还包括 (f)选择列奇偶校验页，并且对于每个扇区编号，针对块的页中的该扇区编号的所有扇区计算列奇偶校验。12.如权利要求9所述的方法，其中每个组包括8页。13.如权利要求9所述的方法，其中每个多电平单元由同一组的两页共享。14.如权利要求9所述的方法，其中所述奇偶校验块位于闪存外面。15.如权利要求9所述的方法，其中所述奇偶校验块位于非易失性存储器上。16.如权利要求9所述的方法，其中写到奇偶校验块中的组的子集组奇偶校验在数据被完全写到该组的页中之后被擦除。17.如权利要求9所述的方法，其中写到奇偶校验块中的组的子集组奇偶校验在数据被完全写到该组的页中之后被保存。18.如权利要求9所述的方法，其中根据组的一半的页中的数据计算子集组奇偶校验。19.一种可根据如权利要求I所述的方法工作的闪存数据存储系统。20.一种可根据如权利要求9所述的方法工作的闪存数据存储系统。21.—种管理多电平单元闪存的方法，该多电平单元闪存以逻辑方式组织为块，每个块包括多个页，每个页包括多个顺序编号的扇区，该方法包括 (a)以预定速度在页上对数据编程以及擦除数据； (b)针对块的每个页检测错误率并基于错误率识别一组高错误页；以及 (c)在识别的高错误页上对数据编程以及擦除数据时，应用比所述预定速度慢的速度。22.—种管理包括感测电路的多电平单元闪存的方法，包括 (a)使用第一感测电压检测多电平单元的电荷水平，并编制第一感测电压和每个多电平单元的每个电荷水平之间的第一相关表； (b)选择低于第一感测电压的第二感测电压并使用第二感测电压检测多电平单元的电荷水平，并且编制第二感测电压和每个多电平单元的每个电荷水平之间的相关表； (c)用第二相关表替换第一相关表。全文摘要一种在MLC多电平单元闪存装置中保护基于页的存储数据的二维自RAID方法。该保护方案包括在每个数据页上保留一个奇偶校验扇区，保留一个奇偶校验页作为列奇偶校验，选择特定数量的页以形成奇偶校验组，把针对存储在奇偶校验组的页中的数据的组奇偶校验值写到奇偶校验页中。奇偶校验扇区代表在第一维度应用RAID技术。组偶校验代表在第二维度应用RAID技术。因为可能由二维RAID数据恢复损坏的数据扇区，所以实现了数据保护。文档编号G06F12/02GK102906712SQ20118本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·欧伯瑞士，D·A·普林斯，
申请(专利权)人：闪迪企业知识产权有限责任公司，
类型：
国别省市：