[发明专利]多位存储单元非易失性存储器的写入方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种非易失性存储器，特别是涉及一种将填充数据（padding data）写入至多位存储单元（multi-bit per cell）非易失性存储器的方法及系统。

现有技术

闪存为一种非易失性固态存储装置，可以电性抹除或写入数据。相较于其它存储器，闪存的优点包括低功率、非易失性储存、高效能、物理稳定性、可移植性等。

闪存广泛使用于电子装置，特别是便携式电子装置，例如数码相机、个人数字助理（PDA）、动态图像专家组-1（MPEG-1）或动态图像专家组-2（MPEG-2）音频层面III（简称为MP3）播放器、移动电话、平板电脑等。该些电子装置可使用各种界面协议，例如安全数字（SD）、微安全数字（μSD）、内嵌式安全数字（eSD）、内嵌式多媒体卡（eMMC）、通用串行总线（USB）、快捷外设互联标准（PCIe）、串行高级技术附件（SATA）等。

传统闪存又称为单位存储单元（single-bit per cell）闪存，其中一个存储单元储存一比特单位信息，因此，每个存储单元经写入后会有两种可能的状态。现代闪存又称为多位存储单元（multi-bit per cell）闪存，其中一个存储单元可储存多比特单位信息，因此，每个存储单元经写入后会有多于两种可能状态，因而可以提高存储容量或者降低制造成本。

闪存一般会包括多个实体数据区块（block），通常是由逻辑寻址与转换机制来确定数据的储存位置。藉此，每一实体数据区块即可共享于多个逻辑单位。对于多位闪存，当一命令所对应的逻辑单元遭到损坏时，则另一命令所对应的另一逻辑单元也可能遭到损坏。图1所示的两位存储单元闪存的数据区块，其包括多个数据页（data page）。每一字符线对应一对数据页，即，最低有效位（LSB）页与最高有效位（MSB）页。图式中所示的序号代表写入顺序。当逻辑单元所对应的数据页8和9被损坏，例如遇到电源中断，则另一逻辑单元所对应的数据页2和3的先前写入数据也可能会遭到损坏。

因此亟需提出一种新颖且有效的机制，在写入失败时，避免受到其它逻辑单元的干扰。

发明内容

鉴于上述情况，本发明实施例的目的之一在于提出一种有效地将填充数据写入至多位存储单元非易失性存储器的系统及方法，其具有高效能与低写入放大率（write amplification）。

根据本发明实施例，接收写入命令及其主机数据，在写入主机数据至多位存储单元非易失性存储器时，将填充数据写入至少一个较低有效位（LSB）页。其中，对于该写入命令，写入有主机数据的每一LSB页所对应的较高有效位（MSB）页也写入有主机数据。

附图说明

图1是示出两位存储单元闪存的数据区块。

图2是示出第一机制，在写入失败时用以避免受到其它逻辑单元的干扰。

图3显示第二机制，在写入失败时用以避免受到其它逻辑单元的干扰。

图4A至图4C是示出第三机制，在写入失败时用以避免受到其它逻辑单元的干扰。

图5是示出本发明实施例的存储器系统的方框图。

图6是示出本发明实施例的将填充数据写入至多位存储单元非易失性存储器的方法流程图。

图7A至图7F是示出根据图6的流程将虚拟数据填充于数据区块。

图8是示出本发明另一实施例的将填充数据写入至多位存储单元非易失性存储器的方法流程图。

图9A至图9C是示出根据图8的流程将待回收（GC）旧数据与虚拟数据填充于数据区块。

图10是示出本发明又一实施例的将填充数据写入至多位存储单元非易失性存储器的方法流程图。

附图标记说明

500  存储器系统

50   主机

51   控制器

511  界面

512  缓冲器

513  虚拟数据生成器

514  旧数据储存器

52   非易失性存储器

521  数据区块

61   接收写入命令

62   决定填充LSB页数量及填充LSB页指数

63   目前是否为LSB页

64   比较目前数据页的指数与填充LSB页指数

65   主机数据移至缓冲器

66   缓冲数据写入存储器

67   尚有数据页待写入

68   虚拟数据移至缓冲器

81   是否有旧数据