[发明专利]具有写入/擦除中止检测机制的快闪存储系统

说明书

技术领域

本发明大体而言涉及非易失性存储器及其操作，且更具体而言涉及决定所中止的写入及擦除操作。 

背景技术

快闪EEPROM装置的常见应用是用作电子装置的大量数据存储子系统。通常将此类子系统构建为可插入多个主机系统内的可更换存储卡或构建为主机系统内的非可更换嵌入式存储器。在这两种构建方案中，子系统皆包括一个或多个快闪装置且通常还包括一子系统控制器。 

快闪EEPROM装置由一个或多个晶体管单元阵列组成，每一个单元均能够以非易失性方式存储一个或多个数据位。因此快闪存储器不需要使用功率来保持编程至其中的数据。然而，一旦得到编程，就必须在可使用新数据值对一单元重新编程之前擦除该单元。所述单元阵列分割成若干个群组，以便有效地实施读取、编程及擦除功能。用于大量存储器的典型快闪存储器架构将大量单元群组布置成可擦除的区块，其中一区块包含可一次擦除的最小数量的单元(擦除单位)。 

在一市售形式中，每一区块均包含足够的单元，以存储一个扇区的使用者数据加上与所述使用者数据及/或存储其的区块有关的某些开销数据。一扇区内所包括的用户数据的数量在一种类别的此种存储系统中为标准512个字节，但也可具有其他大小。由于各个单元区块的彼此隔离(以便使其可分别加以擦除)占用集成电路芯片上的空间，因而另一类别的快闪存储器的区块明显变大，以使此种隔离所需要的空间变小。但由于还期望在更小的扇区内处理用户数据，因而通常将每一较大区块进一步分割为可分别定址的页面，所述可分别定址的页面是读取及编程用户数据的基本单位。每一页面通常存储一个扇区的用户数据，但一页面也可存储一不完整扇区或多个扇区。本文所使用的「扇区」是指作为一个单位传输至主机及从主机传输的用户数据数量。 

大区块系统内的子系统控制器执行许多功能，包括在由存储器子系统自主机接收的逻辑位址与存储单元阵列内的实体位址之间进行转译。此种转译通常涉及到对逻辑区块编号(logical block number；LBN)与逻辑页面使用中间项。控制器还通过一系列其经由接口母线发送至快闪存储器装置的命令来管理低层次快闪电路操作。控制器所执行的另一功能是保持通过各种方式(例如通过使用错误修正码(error correction code；ECC))存储于子系统中的数据的完整性。 

倘若在此一存储器电路的操作过程中停电，例如如果从主机移出记忆卡或一具有集成存储器的装置掉电，则存储器可在写入或擦除操作中间中断，导致操作不能完成。例如，如果在一编程过程中当正得到写入的一群组的大部分但非全部单元已到达其目标状态时存储器系统掉电，则所述写入群组可包含大量错误。如在所属技术领域中所熟知，一般在存储器系统内并入错误修正码(ECC)来确定及修正数据错误。在完成编程操作之前停电可导致在读取被中断的写入群组时所述写入群组将处于以下三种状况中：(1)可由ECC修正；(2)无法由ECC修正；以及(3)可发生ECC误检测。在第一种情形中，错误范围足够小，此时错误修正码可抢救所述数据。在第二种情形中，数据将是错误的，但系统会确定出此种状况。在第三种情形中，数据同样将是错误的，但由于ECC误检测，因而系统并不知道此种状况。 

如果(例如)ECC能够修正最多比如4个位的错误、但所述写入群组内有7位数据未被正确写入，就可能发生此最后一种情形，即ECC误检测。因而系统将不知道被不正确写入的数据，并且其工作方式彷佛其已修正了所述写入群组内的任何错误一般，但所述数据仍为错误数据。如果在擦除过程期间发生掉电，也可出现类似情况。所述情形使得ECC写入及擦除中止检测远不够理想，并且对于其中知道数据是否已正确输入将非常重要的紧要任务情况尤其讨厌。因此，存储器系统在这一方面还有改进余地。 

发明内容

依据第一方面，本发明提供一种非易失性存储器及其操作方法，其以最小的系统性能损失在非易失性存储器编程及擦除过程中掉电情况下确保具有用于写入及擦除中止检测的可靠机制。在一示范性具体实施例中，为确保能以最小的性能影响可靠地检测写入中止故障，引入一种新的写入中止检测机制。该演算法包括扇区开销信息内一前一扇区状态旗标(Previous Sector Status；PSS)及一最末扇区状态旗标(Last SectorStatus；LSS)，其中所述前一扇区状态旗标(PSS)可通过ECC保护。