[发明专利]闪存纠错

说明书

本发明涉及用于将纠错算法应用到将被写入到和/或读出自可重写存储器的数据的数据处理装置。

闪速存储器是一种可以被电擦除和重新编程的非易失性存储器。它被组合入各种各样的消费产品中，诸如数字音频播放器，数字摄象机和移动电话。然而，所有的闪速存储器都存在只能经得起有限数量的擦除周期数的缺点。随着闪存的裸片区域不断变大，存储器中的任何给定位被损坏的统计概率增加。

对于大容量存储器应用，通用的选择是NAND闪存，因为和NOR闪存相比数据密度增加。使用NAND闪存具有的主要缺陷是字节的单个位不能随机地存取。作为替代，像硬盘驱动器一样将装置安排为512个字节扇区。当制造和测试闪存集成电路时，可以预期，由于工艺，这些扇形中的一些将被受损，因此额外的扇区可以用来替换那些失去的扇区以解决半导体成品率的问题。经常存在使得这个工艺对外不可见的复杂的控制器，通常对此存在2％的可用额外扇区。通常NAND闪存扇区可以重编程大约10000次。

由于闪存固有的有限持久性，许多制造商放置一些简单的纠错在存储器中。典型地他们使用汉明码并且通过更进一步的16个字节增加扇区大小以调节纠错的额外消耗，但是这个数据空间对外部的系统是不可用的。所有这些技术要求闪存装置上的额外的裸片区域以执行这些功能。

利用纠错，闪存可以仅仅纠正一个扇区中的一个位(4096位中的1位)并且检测每扇区中的2位错误。闪存制造商声称这对于大多数的用途是足够的；然而，一些文件系统可能引起由某些扇区遭受的故障等级大大地增加，使得该产品在很短的时间内就会毁坏。

文件系统诸如FAT16和FAT32保存表格的两个副本，该表格用于告诉主处理器存储在该装置所有东西的位置。每当大容量存储器的任何部分被改变，文件系统使得这个基本数据的两个副本被重写。在NAND闪存中，单个位置或者字节不能被单个地擦除，因此每当大容量存储器的部分被改变时，必须将整个块(覆盖几个扇区)格式化并且重写。这引起许多装置诸如拇指驱动器的过早失效。

这个问题的一个解决方法是保证某些经常被存取的数据项目不被写回到该闪存的相同区域而是旋转该存储器以将“磨损“遍及整个装置布置。

显而易见，制造商不想不断地增加闪存驱动的内装复杂性的水平，因为这在用户不一定能察觉到好处的情况下增加了成本。闪存制造商同样不想引起关于其产品的先天不可靠性的大问题。

消费音频制造商面临的一个问题是他们的成本越来越与商品存储器市场价格相联系。因为数字媒体的普及性增长，所以这个趋势将增加。然而，终端客户不允许他们的音频供应者将这个存储器价格浮动转嫁到他们的购买价格中(正如这是个人计算机市场中的情况)因此这将音频供应者暴露在了反复无常的存储器市场风口浪尖。

消费音频工业已经寻找到克服这个问题的方法并且存储器的重复利用已经变得平常。DRAM是经常地从旧的SIMMS中拯救出的一种商品存储器产品并且其价格经常是周围市价的一部分。随着来自音频电子工业的NAND闪存需求的革命即将发生，看来很可能这种类型的存储器产品将同样成为部件重复利用公司的目标。

重复利用闪存将以许多因素为特征：(i)较旧的技术以及(ii)故障扇区的高检出概率。进入市场的任何闪存控制器应适合于处理这些缺点以便它能与重复利用闪存一起被使用。

因此存在对用于处理写入到和/或读出自可重复利用的存储器的数据的改进的数据处理装置的需要。

根据本发明的第一方面，提供对于施加纠错算法到写入到或者读出自可重写存储器的数据的数据处理装置，该数据处理装置包括在硬件中实现的编码单元，该编码单元能够执行编码操作，在操作中它接收将写入到该存储器的第一数据集，根据纠错算法处理那些数据以形成第二数据集并且输出写入到该存储器的第二数据集，以及错误检测操作，在该操作中它接收自该存储器读出的数据并且根据该纠错算法处理那些数据以确定是否该读出数据包含错误以及在软件中实现的纠错单元，该纠错单元被安排以接收包含错误的读出数据，根据该纠错算法处理那些数据以纠正所述错误并因此形成校正数据，并输出该校正数据。

优选地，如果它确定从存储器读出的数据不包含错误，该编码单元被安排以输出从存储器读出的数据。

该编码单元可以被安排在错误检测操作期间对从存储器读出的数据执行与它在编码操作期间在第一数据集上执行的相同的处理。

在错误检测操作期间，该编码单元可以被安排将从存储器读出的数据视为根据编码操作的第一数据集，并且根据该纠错算法处理那些数据以形成第二数据集。