[发明专利]一种Nand Flash的坏列管理装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Nand Flash的坏列管理装置，以及该装置对Nand Flash的坏列的管理方法。

背景技术

闪存（Flash Memory），简称闪存或Flash，是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）存储器，允许在操作中被多次擦(Erase) 或写(Program)，它以其大容量、低成本等优势，在终端中得到广泛的应用。

目前Flash主要分为NOR型和NAND型两种，Nand Flash相较于NOR Flash具有擦写速度快、储存容量大、单位成本低的优点，因此主要用来存储资料，我们常用的闪存产品有闪存盘、数码存储卡等。Nand Flash在物理上分为块（Block）、页（Page）、列（Column）或物理单元（Cell），Nand Flash由若干块组成，而其中每个块由若干个页组成，而其中每个页则由若干列（或物理单元）组成。不同类型的Flash，其一个列（物理单元）可以存储1个bit或2个bit，甚至更多个bit的数据。

Nand Flash虽是EEPROM的一种，但与常见的EEPROM有很大的不同，主要表现在擦写方面的限制。Nand Flash的读写操作单位是页，擦除操作则是以块为单位，并且Nand Flash的物理单元在写操作（Program）时只能由1变为0，所以写过的单元也只能通过擦除（Erase）的方法来恢复。Nand Flash的列经过一定的擦除和写入操作之后，1或0的状态变得不稳定，存储数据出现错误，这些列就认为已经损坏。虽然大部分基于Flash 的存储装置都会带有一定程度的纠错机制，但是错误的范围增加，超过ECC纠错能力时，就不再能够保证数据的正确性，这时候可以认为存储装置的使用寿命到了。但是如果因为小部分物理单元错误，就导致整个Nand Flash报废，显然是很浪费的。所以Nand Flash存储装置包含有一定的坏块管理机制，基本原理是：以Nand Flash的块为单位，将Nand Flash的存储空间划分出一些冗余块，使用过程中发现有存储数据的块损坏时，采用地址映射的方法，从冗余块中选取一块来替换坏块，这样就能保证数据的有效存储，延长存储装置的寿命。这种管理方法虽然延长了存储装置的寿命，但是被认为已经损坏的块，并非所有的列都已经损坏，事实上只是其中某一个页损坏，甚至是某个页中一部分列损坏。因此，该块还有很多页或列是可以使用的，如果可以对存储装置的列操作，将这些好页或列利用起来，等效增加了Nand Flash的使用寿命和容量。目前采用地址映射的方法替换坏块是较常见的坏块管理方法，采用这种方法需要存储坏块地址和冗余地址信息，信息存储量较大。如果能减少存储坏块地址和冗余地址信息，相当于扩大Nand Flash的容量。所以非常有必要采用新的管理方法对Nand Flash进行坏列管理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能延长Nand Flash的使用寿命并相对扩大Nand Flash的存储容量的Nand Flash的坏列管理装置。

本发明还提供了上述Nand Flash的坏列管理装置对Nand Flash的坏列的管理方法。

本发明所述一种Nand Flash的坏列管理装置所采用的技术方案是：该装置包括Nand Flash控制器、伪随机数发生器、数据比较器、坏列控制器和Nand Flash数据缓冲器，其中，所述Nand Flash控制器用于控制Nand Flash的擦除和读写操作；所述伪随机数发生器用于产生伪随机数，配置相同的随机化种子产生相同的随机数序列；所述数据比较器用于比较从Nand Flash控制器读取的数据序列和伪随机数发生器产生相同的随机数序列；所述坏列控制器用于分析所述数据比较器输出的结果并建立坏列信息表，并保存到Nand Flash；所述Nand Flash数据缓冲器用于缓冲即将写入到Nand Flash的数据或者从Nand Flash中读取的数据。

所述伪随机数发生器先后两次产生相同的测试数据，第一次产生的测试数据，通过所述Nand Flash控制器写入Nand Flash；第二次产生的测试数据送至所述数据比较器；从Nand Flash中读取伪随机数发生器第一次产生的测试数据送到所述数据比较器，与送入到数据比较器的第二次产生的测试数据进行比较，输出比较结果到所述坏列控制器。

所述坏列信息表记录所述坏列控制器分析所述数据比较器输出的结果形成的坏列信息。