本发明专利技术揭露一种闪存控制装置，其通过通信接口接收主控装置传来的待写入数据。接着，该闪存控制装置的处理电路会取得该储存单元模块的使用者容量与有效数据量，并判断该有效数据量占该使用者容量的比率是否低于第一设定值：若该比率低于该第一设定值时，则令该储存电路以一位模式存取电荷；若该比率等于或高于该第一设定值，则判断该比率是否高于一第二设定值：若该比率低于该第二设定值，则令该储存电路以二位模式存取电荷；若该比率等于或高于该第二设定值，则令该储存电路以三位模式存取电荷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关闪存的技术，尤指一种可提升储存单元模块的耐耗损能力和数据可靠度的闪存控制装置及其控制方法。
技术介绍
非挥发闪存(non-volatile memory)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。请参考图1A及图1B的闪存储存单元数组架构暨电荷浓度分布示意图。一般将早期闪存储存架构称为单阶储 存单元(single-level cells, SLC)架构，其包含由多个储存单元(memory cell)形成的储存单元数组(memory cell array)。其中，位于同一列的储存单元的栅极(control gate)电性连接而成一字线(word-line,简称WL);位于同一栏的储存单元以源极(soure)与漏极(drain)交互电性连接而成一位线(bite-line,简称BL)。其中，各储存单元晶体管结构中复包含一浮动栅(floating gate)，使得各储存单元可存入电荷，并使该些存入电荷不会于系统断电后挥发。利用判断储存单元中的电荷浓度分布或电压分布，即可定义出各储存单元的数字数据。举例来说，若储存单元11的电荷浓度值位于ab线段之间，且由字线WLl加入一量测电压Vd+，则位线BLl会有电流通过，此时定义储存单元11的位数据为I ;反之，若储存单元12的电荷浓度值位于线段be之间，则位线BL2将不会有电流通过，此时定义储存单元12的位数据为O。随着内存储存架构的演进，美国公开专利文件US2011/0138111A1已揭示一种可自每个内存储存单元的电荷浓度分布定义出两位的数据量。其闪存储存单元数组架构与该一阶储存单元架构大致相同，其差异在于二位储存架构以vd+、Vdl+、Vd2+量测三次，则分别可定义出四组二位数据(11、10、00、01);此架构称为二阶储存单元架构或多阶储存单元(mult1-level cells, MLC)架构。更有甚者，今日内存技术已可利用更精密的量测技术，将内存储存单元的电荷浓度分布由低至高，依序定义出8组三位数据(111、110、100、101、001、000、010、011);此架构称为三阶储存单元(triple-level cells, TLC)架构。由理论上来看，虽然三阶储存单元是上述技术中单一储存单元储存数据容量最高的做法，但由于单阶储存单元每一电荷分布区间宽度约为二阶储存单元每一电荷分布区间宽度的2倍，且为三阶储存单元每一电荷分区间的4倍，因此单阶储存单元架构具有比其它两种架构的有较小量测误差的优点，进而其在存取速度和数据可靠度方面具有最高的效能。换言之，多阶储存单元、三阶储存单元、甚至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。本专利技术揭露一种闪存控制模块，其通过通信接口接收主控装置传来的待写入数据，接着，闪存控制模块的处理电路会取得该储存单元模块的使用者容量与有效数据量，并判断该有效数据量占该使用者容量的比率是否低于第一设定值:若该比率低于该第一设定值时，则令该储存电路以一位模式存取电荷；若该比率等于或高于该第一设定值，则判断该比率是否高于一第二设定值:若该比率低于该第二设定值，则令该储存电路以二位模式存取电荷；若该比率等于或高于该第二设定值，则令该储存电路以三位模式存取电荷。上述的第一设定值与第二设定值分别设为三分之一与三分之二，并于内存控制模块在储存数据前，取得并比较该储存单元模块的使用者容量与有效数据量。若该有效数据量占该使用者容量的比率低于三分之一此时，则令该储存电路采用一位模式，以EV与Vl这两组电荷区间储存一位数据(O或I);若该比率高于三分之一并低于三分之二，则令该储存电路以二位模式，以EV，V1，V2，V3此四组电荷区间储存二位数据(11，10，00，01);若该比率高于该第二设定值时，则指定该储存电路以三位模式，以八组电荷区间储存三位数据(111，110,101,100,001,000,011,010)。本专利技术所揭露的内存控制模块又可包含热数据表，以分辨欲储存的数据为热数据或非热数据。当使用者存放热数据时，考虑到热数据搬移频率较高的特性，则令该储存电路采用一位模式储存，如此则能有效延长三阶储存单元的使用寿命；反之，存放非热数据时，由于非热数据的搬动频率很低，所以采用储存量最高的三位模式，亦不致于严重影响储存单元的使用寿命，又可空出较大的系统容量给后续数据使用。此外，若使用者希望能大幅延长各三阶储存单元的使用寿命，亦可令该内存控制模块指定储存电路完全不采用三位模式储存数据。换言之，仅使用一位模式与二位模式储存数据，以降低电荷转移程度较高区间的使用频率，进而延长各三阶储存单元的使用寿命。抑或，使用者也可令该内存控制模块指定储存电路完全不采用二位模式储存数据。值得注意的是，若该比率低于该第一设定值时，亦可指定该储存电路采用EV与V2这两组区间储存一位数据(O或I)。此模式在理论上虽然不是对储存单元伤害程度最低的储存方式，但由于EV与V2区间相邻的间距较宽，可提供较佳的识别性，在实际使用上也能部分延长内存使用期间，因此也是可实施的态样之一。同理，以EV与V3区间，Vl与V3区间，或EV与V3区间储存一位数据，都是可行的实施态样。同理，当使用二位模式储存数据时，可于该八组区间中任意选用四组区间，例如采用EV，V2，V4，V6区间储存数据，亦为可能实施的态样。如此，采用本专利技术闪存控制装置，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。附图说明图1A及图1B是闪存储存单元数组架构暨电荷浓度分布示意图。图2是本专利技术的数据储存系统功能方块图。图3是本专利技术的闪存写入方法流程图。图4是闪存数据分布示意图。图5是闪存三阶储存单元的电压操作区间示意图。主要组件符号说明11 储存单元；12 储存单元；31-36 闪存写入方法流程；210 主控装置；220 闪存控制模块；222 记录媒体；224 处理电路；226 通信接口；230 储存单元模块；232 储存电路；234 储存单元数组； 40 内存数据分布； 41 普通数据区；410 一般数据存取区；411 暂存数据存取区；412 坏轨数据区；413 系统数据区；42 错误更正码数据区。具体实施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作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种三阶储存单元的闪存装置，其包含有：一储存单元模块，其包含一由多个三阶储存单元组成的储存单元数组与一储存电路，其中，该储存电路是电性连接于该储存单元数组，以将电荷存取于该些三阶储存单元；以及一内存控制模块，电性连接于该储存电路，其是用以取得并比较该储存单元模块之一使用者容量与一有效数据量，并于该有效数据量占该使用者容量的比率低于一第一设定值时，令该储存电路以一位模式存取电荷。
【技术特征摘要】
2011.10.27 TW 1001390621.一种三阶储存单元的闪存装置，其包含有: 一储存单元模块，其包含一由多个三阶储存单元组成的储存单元数组与一储存电路，其中，该储存电路是电性连接于该储存单元数组，以将电荷存取于该些三阶储存单元；以及 一内存控制模块，电性连接于该储存电路，其是用以取得并比较该储存单元模块之一使用者容量与一有效数据量，并于该有效数据量占该使用者容量的比率低于一第一设定值时，令该储存电路以一位模式存取电荷。2.根据权利要求1所述的三阶储存单元的闪存装置，其特征在于，若该比率等于或高于该第一设定值，令该储存电路以二位模式存取电荷。3.根据权利要求1所述的三阶储存单元的闪存装置，其特征在于，若该比率等于或高于该第一设定值，令该储存电路以三位模式存取电荷。4.根据权利要求1所述的三阶储存单元的闪存装置，其特征在于，该一位模式是以三阶储存单元电荷分布操作区间中，电荷浓度分布最低的与第二低的电荷区间分别代表位数据I与位数据O。5.根据权利要求1所述的三阶储存单元的闪存装置，其特征在于，该一位模式是以三阶储存单元电荷分布操作区间中，电荷浓度分布最低的与第三低的电荷区间分别代表位数据I与位数据O。6.根据权利要求2所述的三阶储存单元的闪存装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨宗杰，林璟辉，沈扬智，郭郡杰，
申请(专利权)人：慧荣科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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