[发明专利]嵌有阶段性动态阈值损耗均衡模块的NAND Flash主控芯片

权利要求书

1.一种嵌有阶段性动态阈值损耗均衡模块的NAND Flash主控芯片，其特征在于，所述主控芯片包括：地址映射模块(1)、垃圾回收模块(2)、损耗均衡模块(3)、坏块管理模块(4)、闪存寿命阶段判定单元、系统数据表维护单元、上层接口(7)、Flash阵列接口(8)；其中，

所述地址映射模块(1)用于实现逻辑地址和物理地址之间的相互转换；

所述垃圾回收模块(2)用于释放被无效数据占据的存储空间；

所述损耗均衡模块(3)用于根据损耗均衡预处理信号控制闪存块之间的磨损不均衡程度；

所述坏块管理模块(4)用于对出厂坏块及使用过程中产生的坏块进行管理；

所述闪存寿命阶段判定单元用于根据擦除次数表来判断闪存芯片当前使用寿命，若判断结果为磨损过度则向损耗均衡模块(3)发出损耗均衡预处理信号；

所述系统数据表维护单元用于闪存设备上电后，维护一个闪存块的擦除次数表，并在每次擦除操作后更新数据；

所述上层接口(7)用于接收主机端发送来的数据及命令；

所述Flash阵列接口(8)用于与Flash颗粒进行信息交互；

所述损耗均衡模块(3)包括：动态阈值计算单元(9)、比较单元(10)、数据迁移单元(11)和擦除单元(12)；

所述闪存寿命阶段判定单元用于根据擦除次数表来判断闪存芯片当前使用寿命，若判断结果为磨损过度则向动态阈值计算单元(9)发出损耗均衡预处理信号；

所述动态阈值计算单元(9)用于在接收该损耗均衡预处理信号，定期的根据当前使用情况来计算动态阈值，并将该动态阈值发送给比较单元(10)；

所述比较单元(10)用于接收动态阈值，并利用擦除次数表来计算闪存芯片损耗的不均衡程度，根据比较的不同结果输出信号不同，若不均衡程度超过了阈值则输出处理信号到数据迁移单元(11)，否则反馈到闪存寿命阶段判定单元；

所述数据迁移单元(11)接收到处理信号后把擦除次数小的数据块检索出来，将上面的数据迁移到当前擦除次数最大的空闲块上，并向擦除单元(12)发出擦除信号；

所述擦除单元(12)用于在接收到擦除信号后将选中的数据块擦除，输出信号给系统数据表维护单元，更新记录数据的表格。

2.如权利要求1所述的嵌有阶段性动态阈值损耗均衡模块的NAND Flash主控芯片，其特征在于，由闪存寿命阶段判定单元监控闪存芯片上闪存块的最大磨损程度，若存在闪存块的最大磨损程度大于设定值，则输出损耗均衡预处理信号到动态阈值计算单元(9)。

3.如权利要求1所述的嵌有阶段性动态阈值损耗均衡模块的NAND Flash主控芯片，其特征在于，闪存芯片整体擦除次数每增加一定的数值则由闪存寿命阶段判定单元判定一次寿命阶段。

4.如权利要求1所述的嵌有阶段性动态阈值损耗均衡模块的NAND Flash主控芯片，其特征在于，所述损耗均衡预处理信号由动态阈值计算单元(9)接收，每当闪存芯片总体的擦除次数增加一定数值时，该动态阈值计算单元(9)则根据当前闪存块的综合磨损程度计算现阶段的动态阈值。

5.如权利要求4所述的嵌有阶段性动态阈值损耗均衡模块的NAND Flash主控芯片，其特征在于，所述动态阈值处理的计算依据为：

其中，maxEC为当前闪存块最大擦除次数，life_phase为芯片寿命阶段划分参数，EClimit为闪存块可擦除次数上限，n为阈值控制参数。

6.如权利要求1所述的嵌有阶段性动态阈值损耗均衡模块的NAND Flash主控芯片，其特征在于，比较单元(10)接收动态阈值后，从擦除次数表中读取擦除次数数据，计算闪存芯片磨损的不均衡程度并与接收到的当前的动态阈值进行比较；如果超过动态阈值则输出处理信号给数据迁移单元(11)，若未超过动态阈值则反馈给闪存寿命阶段判定单元。

7.如权利要求1所述的嵌有阶段性动态阈值损耗均衡模块的NAND Flash主控芯片，其特征在于，所述闪存芯片磨损的不均衡程度是指：闪存块最大擦除次数与最小擦除次数之间的差值。