半导体存储装置和存储控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体存储装置和存储控制方法。一种半导体存储装置包括：第一存储单元，其具有作为数据写入区域的多个第一块；指令单元，其发出将数据写入所述第一块中的写入指令；转换单元，其参考转换表将输入数据的外部地址转换成在所述第一块中的存储位置，在所述地址转换表中所述数据的外部地址与所述第一块中的所述数据的所述存储位置相关联；以及判断单元，其基于所述输入数据的所述存储位置而判断所述第一块中的任何块是否存储有效数据，其中当所述第一块中的任何块没有存储所述有效数据时，所述指令单元发出将数据写入其中没有存储所述有效数据的所述第一块中的写入指令。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对半导体存储装置的存储控制。
技术介绍
在安装有NAND闪速(flash) ROM等的半导体存储装置中，需要安全地保护先前存储的数据，以便在数据写入操作期间突然切断电源时这些先前存储的数据不被破坏而导致写入失败。多级基元(MLC)型NAND闪速ROM具有通过执行每次写入一个位的写入几次而将信息写入存储器基元中的模式，其中，在该MLC型NAND闪速ROM中根据不同的电压而存储有多个位。在该写入模式中存在这样的问题，即，如果在信息正被添加到其中具有信息的存储器基元中时电源被切断，则会丢失先前存储的信息。为了解决该问题，JP-A2006-221743 (Κ0ΚΑΙ)提出了一种技术，其管理在共享存储器基元的块中的页的关系并控制一次将数据写入每一个块的存储器基元中的写入操作。以该方式，暂时存储外部提供的数据，并以特定的时序将暂时存储的数据复制到另一块。从而，可以避免数据破坏。更具体而言，将MLC NAND闪速ROM暂时用作SLC (两态)NAND闪速R0M，以便保护已完成写入操作的数据不被破坏。然后，通过常规写入方法将暂时存储的数据复制到另一个块。这实现了 MLC NAND闪速ROM的安全的数据写入操作。通过该方法，即使在暂时存储的数据正被复制到另一个块时电源被突然切断，所存储的原始数据也不会受到破坏，因此可以容易地恢复数据。然而，根据JP-A2006-221743 (Κ0ΚΑΙ)的技术，在一次擦除之后可被写入块中的数据量被减小到“I/存储器基元中可写入的位的数目”。这意味着，为了在MLC NAND闪速ROM中写入特定的数据量，必须擦除将要写入的数据量乘以存储器基元中可写入的位的数目而得到的量。此外，根据该技术，总是将暂时存储的数据复制到另一个块。这意味着，在最后，需要擦除数据量乘以“(存储器基元中可写入的位的数目)+1”而得到的量。例如，当在该系统中采用其中可以在每个存储器基元中写入两个位的MLC NAND闪速ROM时，需要擦除将要写入的数据量的2+1=3倍的数据量，这是非常不必要的量。此外，考虑到重写的次数是有限的，应该最小化数据擦除的次数。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种半导体存储装置包括:第一存储单元，其具有作为数据写入区域的多个第一块；指令单元，其发出将数据写入所述第一块中的写入指令；转换单元，其参考转换表而将输入数据的外部地址转换成在所述第一块中的存储位置，在所述转换表中所述数据的外部地址与所述第一块中的所述数据的所述存储位置相关联；以及判断单元，其基于所述输入数据的所述存储位置而判断所述第一块中的任何块是否存储有效数据，所述有效数据为与所述外部地址相关联的数据，其中当所述第一块中的任何块没有存储所述有效数据时，所述指令单元发出将数据写入其中没有存储所述有效数据的所述第一块中的写入指令。根据本专利技术的另一方面，一种半导体存储装置包括:第一存储单元，其具有作为数据写入区域的多个第一块；指令单元，其发出将数据写入所述第一块中的写入指令；转换单元，其参考转换表而将输入数据的外部地址转换成在所述第一块中的存储位置，在所述转换表中所述数据的外部地址与所述块中的所述数据的所述存储位置相关联；管理单元，其管理在所述第一块中的所述数据的存储状态；以及判断单元，其基于所述输入数据的所述存储位置以及所述数据的所述存储状态而判断所述第一块是否包括其中数据写入不会造成有效数据损失的任何第一块，所述有效数据为与所述外部地址相关联的数据，其中当所述第一块包括其中数据写入不会造成所述有效数据损失的第一块时，所述指令单元发出将数据写入其中所述数据写入不会造成所述有效数据损失的所述第一块中的写入指令。根据本专利技术的又一方面，一种在半导体存储装置中实施的存储控制方法，所述方法包括:第二存储单元，其具有作为数据写入区域的多个第二块；以及移动单元，当所述第一块不包括其中所述数据写入不会造成所述有效数据损失的任何第一块时，该移动单元将存储在所述第一块中的有效数据移动到所述第二块，其中所述指令单元发出将数据写入已从其中移出所述有效数据的所述第一块的写入指令。附图说明图1是根据第一实施例的半导体存储装置的框图；图2是用于解释MLC NAND闪速ROM的结构的图；图3是示例块管理列表的图；图4是用于解释地址转换方法的图；图5是用于解释根据第一实施例的判断方法的图；图6是用于解释根据第一实施例的数据移动方法的图；图7也是用于解释根据第一实施例的数据移动方法的图；图8是根据第一实施例将新数据写入NAND闪速ROM中的过程的流程图；图9是根据修改实例将新数据写入NAND闪速ROM的过程的流程图；图10是根据第一实施例的半导体存储装置的框图；图11是示例根据第二实施例的块存储管理列表的图；图12是用于解释根据第二实施例的判断方法的图；以及图13是根据第二实施例将新数据写入NAND闪速ROM的过程的流程图。具体实施例方式下面，将参考附图详细解释根据本专利技术的半导体存储装置和控制半导体存储装置的方法的示例性实例。(第一实施例)如图1所示例的，根据第一实施例的半导体存储装置I在其中存储数据，并包括主机接口 2、动态随机存取存储器(DRAM) 3、NAND闪速只读存储器(ROM) 4、以及控制器5。主机接口 2执行与主机装置6 (例如，个人计算机)的数据通信以传输和接收数据。DRAM3是在其中暂时存储由主机装置6提供的写入数据和在操作期间从NAND闪速R0M4读取的写入/读出数据7的存储器。DRAM3还在其中暂时存储在操作期间从NAND闪速R0M4读取的地址转换表8。稍后在解释NAND闪速R0M4时，将详细讨论地址转换表8。NAND闪速R0M4为MLC类型并在其中存储由主机装置6提供且在DRAM3中暂时存储的数据。NAND闪速R0M4包括地址转换表8、第一存储单元9、第二存储单元10以及块管理列表11。 参考图2解释常规MLC NAND闪速ROM的结构和该结构中存在的问题。在图2中，假设NAND闪速ROM在每个存储器基元中存储两个位。NAND闪速ROM被分割为块，块是擦除操作的单位区域。每一个块被进一步分割为页，页是写入/读取操作的单位区域，每一个页依次与存储器基元的位之一相关联。在图2的实例中，1个块包括8个页，即页O至7。将数据写入页中的次序被限定为页0、1、2、…7。在该图中，目前，直到页4都存储有数据。通常，在存储器基元中的与首先写入的位对应的页称为下位页，而在同一存储器基元中的与第二写入的位对应的页称为上位页。由此，在共享NAND闪速ROM的同一存储器基元的下位页和上位页中，除非完成了对下位页的写入，否则不能将数据写入上位页中。在该实例中，页O和1、页2和3、页4和5、以及页6和7的每一对共享存储器基元。在该结构的NAND闪速ROM中，如果在数据被写入上位页期间切断电源，同样会破坏已被写入同一存储器基元的下位页中的数据。另一方面，如果在数据被写入下位页期间切断电源，将不会破坏被写入不同的基元(其下位页和上位页)中的数据。换言之，仅仅当数据正被写入上位页时，会发生破坏和丢失在同一存储器基元的下位页中写入的数据的问题。在图2的实例中，如果在数据被写入页5 (上位页)期间切断电源，会一起破坏存储在同一存储器基元的页4 (下位页)中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体存储装置，包括：第一存储单元，其具有作为数据写入区域的多个第一块；指令单元，其发出将数据写入所述第一块中的写入指令；转换单元，其参考转换表而将输入数据的外部地址转换成在所述第一块中的存储位置，在所述转换表中所述数据的外部地址与所述第一块中的所述数据的所述存储位置相关联；以及判断单元，其基于所述输入数据的所述存储位置而判断存储在所述第一块中的所述有效数据的项的总数目，所述有效数据为与所述外部地址相关联的数据，其中当所述总数目小于预定的数目时，所述指令单元发出将数据写入其中没有存储有效数据的所述第一块中的写入指令。

【技术特征摘要】
2008.12.22 JP 325632/20081.一种半导体存储装置，包括: 第一存储单元，其具有作为数据写入区域的多个第一块； 指令单元，其发出将数据写入所述第一块中的写入指令； 转换单元，其参考转换表而将输入数据的外部地址转换成在所述第一块中的存储位置，在所述转换表中所述数据的外部地址与所述第一块中的所述数据的所述存储位置相关联；以及 判断单元，其基于所述输入数据的所述存储位置而判断存储在所述第一块中的所述有效数据的项的总数目，所述有效数据为与所述外部地址相关联的数据，其中 当所述总数目小于预定的数目时，所述指令单元发出将数据写入其中没有存储有效数据的所述第一块中的写入指令。2.—种半导体存储装置，包括: 第一存储单元，其具有作为数据写入区域的多个第一块； 指令单元，其发出将数据写入所述第一块中的写入指令； 转换单元，其参考转换表而将输入数据的外部地址转换成在所述第一块中的存储位置，在所述转换表中所述数据的外部地址与所述块中的所述数据的存储位置相关联； 管理单元，其管理在所述第一块中的所述数据的存储状态；以及判断单元，其基于所述输入数据的所述存储位置以及所述数据的所述存储状态而判断所述第一块是否包括其中数据写入不会造成有效数据损失的任何第一块，所述有效数据为与所述外部地址相关联的数据，其中 当存在安全的第一块时，所述指令单元发出将数据写入在所述安全的第一块当中的这样的安全的第一块中的写入指令，在该安全的第一块中写入最大的数据量， 当所述第一块包括其中数据写入不会造成所述有效数据损失的第一块时...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅野伸一，浅野滋博，橘内和也，矢野浩邦，檜田敏克，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：