闪存控制器制造技术

本发明专利技术提供一种闪存控制器，包含有记录媒体以及处理电路。当闪存模块中的数据量小于第一阀值时，处理电路会控制闪存模块的读写电路以第一电压范围内的编程临界电压来编程目标数据区块，以将数据写入目标数据区块。当闪存模块中的数据量高于第二阀值时，处理电路会控制读写电路以第二电压范围内的编程临界电压来编程目标数据区块，以将数据写入目标数据区块，其中第二阀值大于第一阀值，且第一电压范围小于第二电压范围的50％。前述架构能降低将数据写入数据区块所需的耗电量，更有效改善闪存模块的耐耗损能力和数据可靠度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关闪存的技术，尤指一种可提升闪存模块的耐耗损能力和数据可靠度的闪存控制器。
技术介绍
闪存被广泛使用在很多应用中，例如固态硬盘(solid-state disk，SSD)、存储卡、数字相机、数字摄影机、多媒体播放器、移动电话、计算机和许多其它电子装置。闪存可用单阶储存单元(single-level cells, SLC)、多阶储存单元(multi-levelcells,MLC)、三阶储存单元(triple-level cells,TLC)或更高阶数的储存单元来实现。单阶储存单元在存取速度和数据可靠度方面的效能较高。多阶储存单元、三阶储存单元、和更高阶数的储存单元可用较低成本提供较高的储存容量，但耐用程度(endurance)和耐耗损 能力(wear capacity)则不如单阶储存单元来得好。由于前述的特性，现有的闪存装置在追求低成本、高容量的目标时，很难同时兼顾耐耗损能力和数据可靠度方面的表现。
技术实现思路
有鉴于此，如何有效改善以多阶储存单元、三阶储存单元或更高阶数的储存单元来实现的闪存的耐耗损能力和提高数据可靠度，实为业界有待解决的问题。本专利技术提供了一种闪存控制器之实施例，其包含有一通信接口，用于接收一第一数据、一第二数据、以及一第三数据；一记录媒体，用于记录一闪存模块中储存的数据量，其中该闪存模块包含有一读写电路、一第一数据区块、一第二数据区块、与一第三数据区块；以及一处理电路，耦接于该通信接口、该记录媒体、以及该闪存模块，用于在该闪存模块中储存的数据量低于一第一阀值时，控制该读写电路将该第一数据区块中的至少一储存单元的编程临界电压设置于一第一电压范围内，以将该第一数据写入该第一数据区块中，而当该闪存模块中储存的数据量高于一第二阀值时，该处理电路会控制该读写电路将该第三数据区块中的至少一储存单元的编程临界电压设置于一第二电压范围内，以将该第三数据写入该第三数据区块中；其中该第二阀值大于该第一阀值，且该第一电压范围小于该第二电压范围的50%。另一种闪存控制器的实施例包含有一记录媒体，用于记录一闪存模块中储存的数据量，其中该闪存模块包含有一读写电路和一目标数据区块；以及一处理电路，耦接于该记录媒体以及该闪存模块，用于在该闪存模块中储存的数据量小于一第一阀值时，控制该读写电路以一第一电压范围内的编程临界电压来编程该目标数据区块的储存单元，以将数据写入该目标数据区块中，而当该闪存模块中储存的数据量高于一第二阀值时，该处理电路会控制该读写电路以一第二电压范围内的编程临界电压来编程该目标数据区块的储存单元，以将数据写入该目标数据区块中；其中该第二阀值大于该第一阀值，且该第一电压范围小于该第二电压范围的50%。另一种闪存控制器的实施例包含有一记录媒体，用于记录一闪存模块使用中的数据区块数量，其中该闪存模块包含有一读写电路和多个数据区块；以及一处理电路，耦接于该记录媒体以及该闪存模块，用于在该闪存模块使用中的数据区块数量高于一第三阀值，或是空白数据区块数量低于一第四阀值时，控制该读写电路将多个候选数据区块中的有效数据写入一目标数据区块，并抹除该多个候选数据区块；其中该多个候选数据区块中的至少一储存单元在被抹除前的编程临界电压是设置于一第一电压范围内，而该目标数据区块中的至少一储存单元的编程临界电压则是设置于一第二电压范围内，且该第一电压范围小于该第二电压范围的50%。上述闪存控制器的优点之一是，不仅能降低将数据写入数据区块时所需的耗电量，更能有效改善闪存模块的储存单元的耐耗损能力，进而提高闪存模块中所储存的数据的可靠度。上述闪存控制器的另一优点是，在进行数据读取运作时，处理电路可直接指定读写电路所使用的读取临界电压，进而加快读取闪存模块的速度。·上述闪存控制器的另一优点是，不仅能用MLC芯片、TLC芯片、甚至是更高阶数的芯片来实现闪存模块，以满足低成本、高容量的目标，又能有效改善闪存模块的耐用程度、耐耗损能力、和数据可靠度。附图说明图I为本专利技术的数据储存系统的一实施例简化后的功能方块图。图2为本专利技术的闪存写入方法的第一实施例简化后的流程图。图3为图I中的数据区块中的储存单元的编程临界电压的一实施例简化后的示意图。图4为本专利技术的闪存写入方法的第二实施例简化后的流程图。图5为本专利技术的闪存写入方法的第三实施例简化后的流程图。具体实施例方式以下将配合相关图式来说明本专利技术的实施例。在这些图式中，相同的标号表示相同或类似的组件或流程步骤。在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，同样的组件可能会用不同的名词来称呼。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来做为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来做为区分的基准。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于...」。另外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接(包含透过电性连接或无线传输、光学传输等讯号连接方式)连接于该第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电性或讯号连接至该第二装置。图I为本专利技术一实施例的数据储存系统100简化后的功能方块图。数据储存系统100包含主控装置110、闪存控制器120、和闪存模块130。主控装置110会透过闪存控制器120来存取闪存模块130。主控装置110可以是计算机、卡片阅读机、数字相机、数字摄影机、移动电话、GPS定位装置，或其它任何能把闪存模块130当作储存介质的电子装置。闪存控制器120包含有记录媒体(Recording Media) 122、处理电路124、和通信接口 126。通信接口 126用以与主控装置110耦接，以使处理电路124和主控装置110能透过通信接口 126进行数据传输。闪存模块130包含有一读写电路132和多个数据区块134。在一实施例中，这些数据区块134是以一或多个三阶储存单元(TLC)芯片来实现，藉以提供较低成本的高储存容量。闪存控制器120和闪存模块130可一起整合成单一内存装置，例如固态硬盘(SSD)或存储卡等等。以下将搭配图2和图3来进一步说明本专利技术将数据写入闪存模块130的运作方式。图2是本专利技术的闪存写入方法的第一实施例简化后的流程图200。图3是数据区块134中的储存单元的编程临界电压(program threshold voltage)的一实施例简化后的示意图300。在流程210中，闪存控制器120会透过通信接口 126接收主控装置110传来的待写入数据。接着，闪存控制器120的处理电路124会依据闪存模块130当时已储存的数据量，来决定待写入数据的目标数据区块的编程临界电压的范围。例如，在图2的实施例中，处理电路124会进行流程220，判断闪存模块130中已储存的数据量是否高于一第一阀值TH1。若闪存模块130当时的数据量低于第一阀值THlJU处理电路124会进行流程230 ;反之，则会进行流程240。在流程240中，处理电路124会进一步判断闪存模块130当时已储存的数据量是否高于一第二阀值TH2，其中TH2大于TH1。若闪存模块130当时已储存的数据量介于第一阀值THl与第二阀值T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闪存控制器，其包含有：一通信接口，用于接收一第一数据、一第二数据、以及一第三数据；一记录媒体，用于记录一闪存模块中储存的数据量，其中该闪存模块包含有一读写电路、一第一数据区块、一第二数据区块、与一第三数据区块；以及一处理电路，耦接于该通信接口、该记录媒体、以及该闪存模块，用于在该闪存模块中储存的数据量低于一第一阀值时，控制该读写电路将该第一数据区块中的至少一储存单元的编程临界电压设置于一第一电压范围内，以将该第一数据写入该第一数据区块中，而当该闪存模块中储存的数据量高于一第二阀值时，该处理电路会控制该读写电路将该第三数据区块中的至少一储存单元的编程临界电压设置于一第二电压范围内，以将该第三数据写入该第三数据区块中；其中该第二阀值大于该第一阀值，且该第一电压范围小于该第二电压范围的50％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宗杰，郭郡杰，林璟辉，沈扬智，
申请(专利权)人：慧荣科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：