專利名稱：存儲器控制器、非易失性存儲裝置、非易失性存儲系統(tǒng)及數(shù)據(jù)寫入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備可重寫的非易失性存儲器的非易失性存儲裝置， 以及控制所述非易失性存儲裝置的存儲器控制器、非易失性存儲系統(tǒng) 及數(shù)據(jù)寫入方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于具備可重寫的非易失性主存儲器的非易失性存儲裝置，主要 是應(yīng)用于半導(dǎo)體存儲卡的需求逐步增加。關(guān)于此存儲卡，具有快閃存 儲器作為非易失性存儲器，且具有用于控制此快閃存儲器的存儲器控
制器。存儲器控制器根據(jù)數(shù)碼相機、個人電腦(PC)本體等的存取裝
置的讀寫指示，對快閃存儲器的讀寫處理進行控制。
另外，在使用非易失性存儲器的非易失性存儲裝置中，眾所周知 有對數(shù)據(jù)進行追加式重寫的裝置(專利文獻1)。這種非易失性存儲 裝置中，當(dāng)來自主機的寫入數(shù)據(jù)量小于擦除塊單位時，那么并非以擦 除塊為單位，而是以非易失性存儲器的最小寫入單位(扇區(qū)或者頁) 為單位而進行寫入。由此，可提供一種在對連續(xù)的邏輯地址進行數(shù)據(jù) 寫入操作時不會進行多余的復(fù)制處理，因而可提高寫入性能的快閃存 儲媒體。
而且，作為多值NAND快閃存儲器，期待其為低價快閃存儲器， 且很可能今后主要用作存儲卡的主存儲器。專利文獻2中，公開了一 種為了實現(xiàn)高速存取而改良了多值NAND快閃存儲器的頁結(jié)構(gòu)的技 術(shù)。作為二值存儲器，常規(guī)的快閃存儲器是利用一個存儲單元保存一 頁的某一位的數(shù)據(jù)。另一方面，多值NAND快閃存儲器中，各存儲單 元跨多頁，例如跨兩頁而構(gòu)成，也就是說，保存多位數(shù)據(jù)。
圖1至圖3是表示頁位置的結(jié)構(gòu)圖，其中，當(dāng)使用如多值NAND
快閃存儲器這樣的一個存儲單元內(nèi)保存多位信息的存儲單元來構(gòu)成 非易失性存儲器時，所述頁內(nèi)保存著物理塊中的同 一存儲單元群組的
信息。圖1至圖3中，PN表示頁編號，當(dāng)對物理塊進行寫入時，是 按照PN的編號順序進行寫入的。而且，群組編號(GN)相同的頁是 含有由相同存儲單元群組保存的數(shù)據(jù)的兩頁。未標注陰影的頁作為相 同存儲單元群組中最先寫入的第一頁，而將以斜線標注了陰影的頁作 為之后寫入的第二頁。
例如，圖1所示的多值NAND快閃存儲器中，由偶數(shù)頁和奇數(shù) 頁成對地構(gòu)成一個存儲單元群組。圖中GN所示的群組編號相同的頁 表示含有由一個存儲單元群組所保存的數(shù)據(jù)的成對的頁。各成對的頁 中，將地址在前的頁作為第一頁，將地址在后的頁(標注了陰影的頁) 作為第二頁。圖l中，第一頁與第二頁相鄰，圖2及圖3中第一頁與 第二頁分離。使兩者分離是為了減少已完成寫入的頁內(nèi)所存儲的數(shù)據(jù) 受其他頁的寫入的影響(干擾)。
然而，當(dāng)一個存儲單元跨兩頁而構(gòu)成時，存在以下問題如果一 頁的寫入出錯，那么另一頁內(nèi)所存儲的數(shù)據(jù)會發(fā)生改變。關(guān)于此問題， 以下參看圖4至圖6進行說明。
圖4是表示圖1至圖3所示的多值NAND快閃存儲器的存儲單 元的閾值電壓分布的特性圖。此存儲單元內(nèi)存儲2位信息。橫軸表示 存儲單元的閾值電壓V，縱軸表示存儲單元數(shù)P，四個曲線表示存儲 單元的閾值電壓分布在4處。
其中，圖4的4個分布，從左到右分配為"ll"、 "10"、 "00"、 "01" 四個代碼。各代碼中的右側(cè)數(shù)字(bit )對應(yīng)于第 一頁，而左側(cè)數(shù)字(bit) 對應(yīng)于第二頁。在擦除結(jié)束的狀態(tài)下，各存儲單元是"ll"。如果從這 一狀態(tài)開始對第一頁進行寫入，那么正常寫入后，各存儲單元保持 "ll"的狀態(tài)，或者從"11"轉(zhuǎn)變?yōu)?10"。然后，如果對第二頁進行寫入， 那么當(dāng)正常寫入后，各存儲單元保持"ll"的狀態(tài)，或者從"ll，，轉(zhuǎn)變?yōu)?"01"。再或者，保持"10"的狀態(tài)，或者從"10"轉(zhuǎn)變?yōu)?00"。
圖5是表示對存儲單元進行正常寫入的狀態(tài)的特性圖。圖5中，
假設(shè)向第一頁及第二頁進行寫入后，寫入目標值"01，，的信息。關(guān)于寫
入過程，首先，經(jīng)過對第一頁的寫入，成為"ll"的狀態(tài)，然后，經(jīng)過
對第二頁的寫入，成為"01"的狀態(tài)。
圖6是表示未對存儲單元進行正常寫入的狀態(tài)的特性圖。圖6 中，當(dāng)對第二頁進行寫入時，在施加到存儲單元的電壓從"ll，，轉(zhuǎn)變?yōu)?"01"的過程中，會產(chǎn)生包括電源突然切斷在內(nèi)的電源電壓的變動、或 存儲單元自身產(chǎn)生的物理缺陷，而導(dǎo)致電壓成為"10，，或"00"(圖中的 箭頭表示電壓成為"10")。如果成為這種狀態(tài)，那么第二頁的寫入錯 誤會影響到已完成寫入的第一頁。
專利文獻1:日本專利特開2004 - 62328號〃>才艮
專利文獻2:日本專利特開2001 - 93288號7>才艮

發(fā)明內(nèi)容
以下，對于將圖1所示的多值NAND快閃存儲器用在常規(guī)的非 易失性存儲系統(tǒng)，即專利文獻l中所示的快閃存儲媒體中時會出現(xiàn)的 系統(tǒng)問題進行說明。首先，當(dāng)主機對快閃存儲媒體寫入扇區(qū)0~3的2 kB的數(shù)據(jù)時，快閃存儲媒體僅對位于最前面的頁即PN0進行寫入， 然后，通知主機已完成正常寫入。主機在接收到所述通知后，識別為 扇區(qū)0~3的2kB的數(shù)據(jù)已正常寫入。接著，當(dāng)主機向快閃存儲媒體 重新寫入扇區(qū)4~7的2 kB的數(shù)據(jù)時，因為必須按照頁的順序來寫入 數(shù)據(jù)，所以是對下一頁即PN1寫入數(shù)據(jù)。如圖1所示，所述PN0及 PN1具有相同的群組編號GN0。因此，當(dāng)頁編號PN1,即扇區(qū)編號4~ 7的寫入出錯時，可能導(dǎo)致與頁編號PN1屬于同一群組的頁編號PN0 的扇區(qū)編號0~3的數(shù)據(jù)被損壞。此時，無法修復(fù)已損壞的數(shù)據(jù)。快 閃存儲媒體無法通知主機已完成寫入，所以，主機可正確地識別為 扇區(qū)4~7的2 kB的數(shù)據(jù)未正常寫入。然而，因為無法識別出，已識 別為在之前的寫入處理已正確寫入的扇區(qū)0~3的2 kB的數(shù)據(jù)在快閃 存儲媒體內(nèi)部被損壞，所以，之后會在錯誤的識別下繼續(xù)對快閃存儲
媒體進行讀取、寫入，由此可能導(dǎo)致可靠性出現(xiàn)問題。
因此，鑒于所述問題，本發(fā)明的目的在于提供存儲器控制器、非
易失性存儲裝置、非易失性存儲系統(tǒng)及數(shù)據(jù)寫入方法，所述存儲器控 制器即便因為對規(guī)定頁的寫入處理失敗，而導(dǎo)致構(gòu)成與此規(guī)定頁屬于 相同的存儲單元的其他頁中所存儲的數(shù)據(jù)發(fā)生了改變，仍不會使可靠 性出現(xiàn)問題。
解決問題的手段
為了解決所述問題，本發(fā)明的存儲器控制器，根據(jù)由外部提供的 寫入及讀取命令和地址，對存儲器進行數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)讀取，且，所 述存儲器是由多頁構(gòu)成，所述頁是所述存儲器的寫入單位、物理單元 是由至少一個包括第一頁和第二頁的頁群組而構(gòu)成，當(dāng)對其中一頁寫 入數(shù)據(jù)時，對另一頁的數(shù)據(jù)寫入狀態(tài)暫時改變，所述存儲器控制器具 備物理單元寫入部，所述物理單元寫入部根據(jù)來自所述外部的寫入命 令對未寫入的所述物理單元執(zhí)行寫入。
為了解決所述問題，本發(fā)明的非易失性存儲裝置中具備由多頁 構(gòu)成的非易失性存儲器，及根據(jù)由外部提供的寫入及讀取命令和地址 而對所述非易失性存儲器進行數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)讀取的存儲器控制器， 所述頁是所述存儲器的寫入單位，物理單元是由至少一個包括第一頁 和第二頁的頁群組而構(gòu)成，當(dāng)對其中一頁寫入數(shù)據(jù)時，對另一頁的數(shù)
據(jù)寫入狀態(tài)暫時改變，所述存儲器控制器具備物理單元寫入部，所述
單元執(zhí)行寫入。
為了解決所述問題，本發(fā)明的非易失性存儲系統(tǒng)具備存取裝置及 非易失性存儲裝置，所述存取裝置向所述非易失性存儲裝置至少發(fā)送 寫入命令和數(shù)據(jù)，所述非易失性存儲裝置具有由多頁構(gòu)成的非易失 性存儲器，及根據(jù)由外部提供的寫入及讀取命令和地址而對所述非易 失性存儲器進行數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)讀取的存儲器控制器，所述頁是所述 存儲器的寫入單位，物理單元是由至少一個包括第一頁和第二頁的頁 群組而構(gòu)成，當(dāng)對其中一頁寫入數(shù)據(jù)時，對另一頁的數(shù)據(jù)寫入狀態(tài)暫 時改變，所述存儲器控制器具備物理單元寫入部，所述物理單元寫入 部根據(jù)來自所述外部的寫入命令，對未寫入的所述物理單元執(zhí)行寫
入。
為了解決所述問題，本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)寫入方法為如下所述根 據(jù)由外部提供的寫入命令和地址，向存儲器寫入數(shù)據(jù)，所述存儲器是 由多頁構(gòu)成，所述頁是所述存儲器的寫入單位，物理單元是由包括至 少一個第一頁和第二頁的頁群組而構(gòu)成，當(dāng)對其中一頁寫入數(shù)據(jù)時， 對另一頁的數(shù)據(jù)寫入狀態(tài)暫時改變，所述數(shù)據(jù)寫入方法中包括物理單 元寫入步驟，其根據(jù)來自所述外部的寫入命令，向未寫入的所述物理 單元執(zhí)行寫入。
此處，所述存儲器也可使用多值存儲單元來存儲數(shù)據(jù)。
此處，所述存儲器也可為非易失性存儲器。
此處，所述物理單元也可是由連續(xù)的2n (n-l， 2......)頁而構(gòu)成。
此處，所述物理單元寫入部，當(dāng)根據(jù)來自所述外部的一次命令所 進行的寫入，以小于等于所述物理單元為單位來寫入第一數(shù)據(jù)時，從 已完成寫入的物理單元中復(fù)制第二數(shù)據(jù)，由此利用所述第一數(shù)據(jù)和所 述第二數(shù)據(jù)以所述物理單元為單位進行數(shù)據(jù)寫入。
此處，也可具備包括保存著所述物理單元是由哪些所述多頁所構(gòu) 成的信息的頁信息指示部。
此處，所述物理單元中也可存在未進行來自所述外部的寫入數(shù)據(jù) 寫入的區(qū)域。
此處，未進行所述寫入的區(qū)域也可是所述頁群組的一部分區(qū)域。 此處，所述物理單元也可是由不連續(xù)的多頁構(gòu)成。 此處，所述物理單元寫入部根據(jù)來自外部的寫入命令而向存儲器 寫入數(shù)據(jù)時，也可依據(jù)寫入數(shù)據(jù)的量來改變所述物理單元的大小。 發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，即使某存儲單元發(fā)生這樣的狀況因為在存儲多頁 數(shù)據(jù)的存儲器中發(fā)生了特殊錯誤而導(dǎo)致數(shù)據(jù)改變，也可提前避免出現(xiàn) 外部主機無法識別前述情況這樣的可靠性方面的問題。因此，可確保 使用今后成為主流的多值NAND等快閃存儲器的非易失性存儲裝置
的可靠性等同于甚至高于使用存儲單元存儲l頁數(shù)據(jù)的常規(guī)存儲器的 非易失性存儲裝置的可靠性。


圖1是表示多值NAND非易失性存儲器的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是表示多值NAND非易失性存儲器的結(jié)構(gòu)圖。 圖3是表示多值NAND非易失性存儲器的結(jié)構(gòu)圖。 圖4是表示多值NAND快閃存儲器的存儲單元的電壓分布的特性圖。
圖5是表示已對存儲單元進行正常寫入的狀態(tài)的特性圖。 圖6是表示沒有對存儲單元進行正常寫入的狀態(tài)的特性圖。 圖7是本發(fā)明的第一實施方式中的非易失性存儲系統(tǒng)的框圖。 圖8是本實施方式中的非易失性存儲器的結(jié)構(gòu)圖。 圖9是設(shè)置在非易失性存儲器110內(nèi)的物理塊格式的說明圖。 圖10是邏輯地址LA格式的說明圖。 圖ll是物理區(qū)域管理表131格式的說明圖。 圖12是邏輯物理轉(zhuǎn)換表132格式的說明圖。 圖13是寫入狀態(tài)管理表的一例的說明圖。 圖14是表示頁信息表的格式的地址映射。 圖15是表示初始化處理的流程圖。 圖16是表示數(shù)據(jù)寫入處理的流程圖。 圖17是向某物理塊寫入數(shù)據(jù)時的寫入示例的示意圖。 圖18是數(shù)據(jù)的追加寫入處理的一例的示意圖。 圖19是第二實施方式中的數(shù)據(jù)寫入處理的流程圖。 圖20是第二實施方式中的非易失性存儲系統(tǒng)的非易失性存儲器 的結(jié)構(gòu)圖。
圖21A是第二實施方式中的非易失性存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的寫入狀 態(tài)的示意圖。
圖21B是第二實施方式中的非易失性存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的寫入狀 態(tài)的示意圖。
圖21C是第二實施方式中的非易失性存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的寫入狀 態(tài)的示意圖。
圖22是第二實施方式的變形例中的非易失性存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的 寫入狀態(tài)的示意圖。 附圖標記
100A 非易失性存儲裝置 101 存取裝置 110 非易失性存儲器 120A 存儲器控制器 122 CPU
125 緩沖存儲器
126 地址管理部
127 讀寫控制部
128 頁信息指示部
129 物理單元寫入部
131 物理區(qū)域管理表
132 邏輯物理轉(zhuǎn)換表
133 寫入狀態(tài)管理表 141 頁信息表具體實施方式
(第一實施方式)
以下，對本發(fā)明的第一實施方式中的非易失性存儲系統(tǒng)進行說 明。圖7是非易失性存儲系統(tǒng)的框圖。非易失性存儲系統(tǒng)是由非易失 性存儲裝置100A及存取裝置101構(gòu)成。
非易失性存儲裝置100A具有由快閃存儲器構(gòu)成的非易失性存儲 器110、及存儲器控制器120A。非易失性存儲器110是一個存儲單元 跨兩頁保存數(shù)據(jù)的多值NAND快閃存儲器。如圖8所示，非易失性存 儲器110例如由4096個物理塊PBO ~ PB4095構(gòu)成。物理塊是擦除單 位，且每個物理塊由128頁構(gòu)成。各頁是存儲器控制器120A的存取 單位，具有2112個字節(jié)的存儲容量。此處，為與圖1的群組結(jié)構(gòu)相 同的存儲器。
存取裝置101對非易失性存儲裝置100A發(fā)送用戶數(shù)據(jù)(以下， 簡稱為數(shù)據(jù))的讀寫命令，發(fā)送保存有所述數(shù)據(jù)的邏輯地址，且進行 數(shù)據(jù)的收發(fā)。存儲器控制器120A從該存取裝置101接收讀寫命令， 向非易失性存儲器110寫入所接收的數(shù)據(jù)，從非易失性存儲器110讀 出數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)輸出到外部。
下面，對存儲器控制器120A進行詳細說明。非易失性存儲裝置 100A中所具備的存儲器控制器120A中包括主機IF121，及對整個 存儲器控制器120A進行控制的CPU122。另外，還包括CPU122的 操作區(qū)域即RAM123，及保存有CPU122運行的程序的ROM124。而 且，存儲器控制器120A具有在對非易失性存儲器110進行存取時 用于臨時存儲數(shù)據(jù)的緩沖存儲器125，及指定非易失性存儲器110的 地址的地址管理部126。
讀寫控制部127根據(jù)地址管理部126所指定的地址，向非易失性 存儲器110內(nèi)寫入數(shù)據(jù)，或從非易失性存儲器110內(nèi)讀取數(shù)據(jù)。
圖9表示非易失性存儲器110內(nèi)的物理塊格式。如圖9所示，一 個物理塊是由頁編號(PN)為0~127的128頁構(gòu)成，且各頁包括4 個扇區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)域和管理區(qū)域MR。 1個扇區(qū)是512個字節(jié)，l頁由4 個扇區(qū)構(gòu)成，因此是2048個字節(jié)。每l頁中管理區(qū)域MR為64個字 節(jié)。存儲l簇信息所需的頁數(shù)為8頁。而且，從圖9的左上方開始，
標注著PSAO、 PSAl........ PSA511等物理配置符號。PSA是物理
扇區(qū)地址(Physical Sector Address )的首字母縮寫。
圖IO是邏輯地址LA格式的說明圖。如該圖所示，從低位起， 依次為扇區(qū)編號、頁編號、邏輯塊地址LBA，邏輯塊地址LBA所對 應(yīng)的12位相當(dāng)于地址轉(zhuǎn)換對象，也就是邏輯物理轉(zhuǎn)換表132的地址。 存取裝置101的文件系統(tǒng)中規(guī)定，扇區(qū)大小為512個字節(jié)，簇大小為 16 k字節(jié)，因此，簇編號LSB對應(yīng)于位5 (b5)。邏輯地址LA的 b8~b2對應(yīng)于頁編號。
地址管理部126包括物理區(qū)域管理表131，邏輯物理轉(zhuǎn)換表132 和寫入狀態(tài)管理表133。地址管理部126參看這些表來進行所謂的地 址管理，即，選擇作為從存取裝置101傳送的數(shù)據(jù)的寫入對象的物理 塊，或者指示此物理塊內(nèi)的寫入對象的頁、也就是當(dāng)前頁編號等。物 理區(qū)域管理表131中存儲著作為非易失性存儲器110內(nèi)的擦除單位的 物理塊的狀態(tài)，也就是存儲著表示是否存儲有效數(shù)據(jù)的狀態(tài)標記。邏 輯物理轉(zhuǎn)換表132是將存取裝置101所傳送的邏輯地址轉(zhuǎn)換為非易失 性存儲器110內(nèi)的物理地址所必需的表。
圖11表示物理區(qū)域管理表131的格式。根據(jù)圖11可知，物理區(qū) 域管理表131的地址對應(yīng)于非易失性存儲器110的物理塊地址PBA, 存儲著各物理塊的狀態(tài)標記。關(guān)于狀態(tài)標記，以2進制表示，值00 表示存儲著有效數(shù)據(jù)的有效塊，值11表示已被擦除的無效塊、或者 已寫入數(shù)據(jù)但為無用數(shù)據(jù)的無效塊，值10表示因存儲單元上的硬傷 (solid error)等錯誤而無法使用的壞塊。
圖12表示邏輯物理轉(zhuǎn)換表132的格式。此表132中保存著與各 邏輯塊地址LBA相對應(yīng)的物理塊地址PBA。
圖13是寫入狀態(tài)管理表133的示意圖。寫入狀態(tài)管理表133中， 當(dāng)將某邏輯塊的數(shù)據(jù)不僅寫入一個物理塊內(nèi)，而且也寫入其他物理塊 (新物理塊)內(nèi)時，具有存儲所述邏輯塊的地址LBA和新物理塊的地 址PBA，而且，保存著已對所述物理塊PBA完成寫入的頁的區(qū)域。 所述寫入狀態(tài)管理表133最少設(shè)置一個，較好的是設(shè)置多個，由此可 使多個邏輯塊與新舊物理塊相對應(yīng)。
頁信息指示部128具有頁信息表141，用于存儲保存在存儲單元 內(nèi)的數(shù)據(jù)的頁信息。圖14中表示頁信息指示部128所含的頁信息表 141的格式的地址映射。頁信息表141中有129個字(word)，從第 l個到第128個字對應(yīng)于頁編號(PN) 0~127。各字中存儲頁編號相 關(guān)信息141a和頁類型信息141b。頁編號相關(guān)信息141a中存儲同一群 組內(nèi)的其他頁編號。頁類型信息141b中存儲用于識別是同一存儲單 元群組中的第1頁還是第2頁的標記。此處，"0"表示第1頁，'T，表
示第2頁。另外，如上文所述，第1頁和第2頁表示多值存儲單元的 同 一存儲單元群組內(nèi)的寫入順序。
頁信息表141的最后一個字中，存儲著由一個存儲單元構(gòu)成的頁 數(shù)，此處存儲的是2。另外，圖14中的頁信息表141是以圖表的形式 表示了圖8中所示的多值NAND快閃存儲器的頁結(jié)構(gòu)，其內(nèi)容會根據(jù) 多值NAND快閃存儲器的種類而變化。
另外，頁信息表141建立在SRAM等易失性RAM、鐵電存儲器 (FeRAM)等非易失性RAM或ROM中。如果是易失性RAM，在電 源啟動進行初始化處理時，CPU122可根據(jù)其從非易失性存儲器110 讀出的設(shè)備代碼，而將頁信息表141建立到SRAM等存儲器中。關(guān) 于具體的建立方法中的一種，按照各個設(shè)備種類可將此頁信息表預(yù)先 存儲到ROM124等存儲器，再根據(jù)設(shè)備代碼而選擇性地將相關(guān)頁信 息表從ROM124傳送到SRAM。而且，如圖1所示，如果使用頁結(jié) 構(gòu)比較簡單的多值NAND快閃存儲器，那么因為存在偶數(shù)/奇數(shù)的關(guān) 系性(規(guī)則性)，頁信息指示部128中無須具有頁信息表，能夠根據(jù) 設(shè)備代碼經(jīng)過位運算來計算出頁編號相關(guān)信息。具體地說，就如圖1 所示的多值NAND快閃存儲器而言，能夠根據(jù)下式(1)進行計算。 此處，運算符A是"異或，，邏輯的運算符。
頁編號相關(guān)信息=頁編號A 0x01...... (1)
物理單元寫入部129根據(jù)依據(jù)頁信息表141所判定的邊界結(jié)果，
以小于等于物理單元單位的寫入單位向物理塊進行數(shù)據(jù)寫入時，也將 與所述數(shù)據(jù)一同構(gòu)成一個物理單元的其他區(qū)域的數(shù)據(jù)復(fù)制到此物理 單元內(nèi)未進行寫入的區(qū)域內(nèi)，由此，可控制為以物理單元為單位寫入 數(shù)據(jù)。
以下，對非易失性存儲裝置100A的動作進行說明。 (電源啟動時的初始化處理)
圖15是接通電源后的處理的流程圖。接通電源后，首先，重置 CPU122，根據(jù)ROM124內(nèi)存儲的程序進行初始化處理(S101)。所 述初始化處理中，首先，完全清空RAM123和緩沖存儲器125。利用
讀寫控制部127，從非易失性存儲器110內(nèi)的系統(tǒng)區(qū)域讀取設(shè)備代碼， 且根據(jù)此設(shè)備代碼來指定非易失性存儲器110的類型和容量(S102)。 然后，根據(jù)從非易失性存儲器110讀取的設(shè)備代碼，在頁信息指 示部128內(nèi)建立頁信息表141 (S103)。或者，頁信息指示部128也 可根據(jù)所述設(shè)備代碼相應(yīng)的運算功能(對應(yīng)于式1)而掌握頁結(jié)構(gòu)信 息。
然后，利用讀寫控制部127，讀取非易失性存儲器IIO內(nèi)所有物 理塊的第一頁的管理區(qū)域(S104)。之后，在地址管理部126內(nèi)，創(chuàng) 建物理區(qū)域管理表131、邏輯物理轉(zhuǎn)換表132和寫入狀態(tài)管理表133 (S105)。
之后，CPU122依據(jù)在S102中所讀取的設(shè)備代碼，來決定非易 失性存儲器110的邊界(S106)。例如，圖1中所示的多值NAND 快閃存儲器中，頁PNO和頁PN1的4kB的區(qū)域構(gòu)成一個存儲單元群 組。這樣，將構(gòu)成一個存儲單元群組的多頁定義為頁群組。因此，由 頁PNO和PN1構(gòu)成了一個頁群組。而且，將物理塊內(nèi)由按照寫入順 序形成在連續(xù)的區(qū)域內(nèi)的至少1個頁群組單位構(gòu)成，且將頁群組并未 跨多個區(qū)域而結(jié)束的區(qū)域作為一個物理單元。以下，同樣地，因為1 個頁群組所連續(xù)的區(qū)域在頁PN2、 PN3的4 kB內(nèi)結(jié)束，所以構(gòu)成1 個物理單元，其邊緣則成為邊界。而且，圖2所示的多值NAND快閃 存儲器中，因為兩頁群組在頁PN0 PN3的8 kB連續(xù)區(qū)域內(nèi)結(jié)束， 所以兩頁群組構(gòu)成1個物理單元。以下，同樣地，在8kB內(nèi)結(jié)束兩 頁群組，所以，這兩頁群組構(gòu)成1個物理單元，其邊緣則成為l個邊 界。如上所述，物理單元是由連續(xù)的2n (n為自然數(shù))頁構(gòu)成。此信 息由頁信息指示部128保存。這樣，決定了邊界之后，允許接收來自 存取裝置100的命令(S107)，轉(zhuǎn)為正常運行(S108)。
(正常運行時的處理)
然后，使用圖16的流程圖對初始化之后正常運行時的處理進行 說明。另外，本發(fā)明中，為了避免寫入處理時出現(xiàn)問題，即，為了避 免對構(gòu)成同一存儲單元的其他頁造成影響而進行了改善，以使收到存
取裝置101發(fā)出的寫入命令時必定對未進行寫入的物理單元進行寫
入，因此，在此也僅對寫入處理進行說明。
首先，存取裝置101例如將邏輯地址LA0 LA3的2k字節(jié)的寫 入命令傳送到非易失性存儲裝置IOOA。主機IF121接收到寫入命令 后，通知CPU122已接收寫入命令，再由CPU122保存存取裝置101 開始寫入的第一個邏輯地址的信息(步驟S201、 S202 )。
然后，CPU122指示地址管理部126獲取一個寫入對象的物理塊 (S203 )。地址管理部126參看寫入狀態(tài)管理表133，檢索與所述邏輯 地址對應(yīng)的注冊。如果沒有與邏輯地址對應(yīng)的注冊，那么從隨機選擇 的地址開始按升序搜索無效的物理塊，將搜索出的第一個無效物理塊 作為寫入對象的物理塊。此時，寫入對象的頁成為第一頁，即PNO。 當(dāng)已在寫入狀態(tài)管理表133中注冊時，將所注冊的物理塊(PBA)作 為寫入對象的物理塊。此時，寫入對象的頁成為在寫入狀態(tài)管理表133 中已完成寫入的頁的下一頁。
然后，CPU122確認存取裝置101開始寫入的地址是否相當(dāng)于邊 界的最前端(S204 ),如果從邊界的最前端進行寫入，那么可從未進 行寫入的物理單元的最前端開始進行寫入，所以進入步驟205，通過 緩沖存儲器125依次寫入從存取裝置101傳送的邏輯地址LAO ~ LA3 的數(shù)據(jù)。
然后，CPU122確認步驟S206中寫入是否一直進行到了邊界的 末尾。當(dāng)寫入一直進行到邊界的末尾時，進入步驟S207，對物理區(qū)域 管理表131、邏輯物理轉(zhuǎn)換表132、寫入狀態(tài)管理表133進行必要的 更新，向主機的存取裝置101響應(yīng)完成寫入(S208)，結(jié)束處理。主 機的存取裝置101接收到非易失性存儲裝置100A完成寫入的響應(yīng)后， 正確終止根據(jù)所述寫入命令所進行的數(shù)據(jù)寫入，且識別數(shù)據(jù)已正確寫
入o
而且，當(dāng)步驟S204中并未從邊界的最前端開始進行寫入時，在 步驟S209中，依據(jù)物理區(qū)域管理表131獲得與舊物理塊對應(yīng)的頁的 地址，且從舊物理塊中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)(S209 )，然后，在步驟S210 中，將存取裝置101開始寫入的地址之前的數(shù)據(jù)，從未寫入的物理單
元的最前端開始依次進行復(fù)制(前半巻入處理)。然后，返回到步驟
S205o
而且，如果步驟S206中寫入沒有一直進行到邊界的末尾，那么 在步驟S211中依據(jù)物理區(qū)域管理表131而獲得與舊物理塊對應(yīng)的頁 的地址，且從舊物理塊中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)(S211 )。然后，進入步驟S212， 復(fù)制所述數(shù)據(jù)一直到邊界末尾(后半巻入處理)。然后，返回到步驟 S207。這樣，對于存取裝置IOI發(fā)出的一次寫入命令，所進行的寫入 通常是從邊界的最前端一直到邊界的末尾。
然后，使用具體的寫入示例，對于直到邊界的寫入處理進行說明。 圖17中的物理塊PB8，如圖所示，例如為所有頁中均寫入數(shù)據(jù)的物 理塊。物理塊PB8內(nèi)的數(shù)值僅表示了扇區(qū)編號PSBO ~ PSB511的編號。 而且，此處，假設(shè)是圖1所示的多值NAND快閃存儲器，那么物理單 元是由偶數(shù)、奇數(shù)的連續(xù)的兩頁構(gòu)成。而且，對于向與其同屬一個邏 輯塊地址的扇區(qū)0~3寫入新數(shù)據(jù)的情況進行說明。此時，選擇新的 物理塊，例如是PBll，作為寫入對象物理塊。由此，物理塊PB11 則成為新物理塊，而與其同屬一個邏輯地址的已寫入數(shù)據(jù)的物理塊 PB8則成為舊物理塊。利用邏輯物理轉(zhuǎn)換表132使舊物理塊與邏輯塊 關(guān)聯(lián)。新物理塊由寫入狀態(tài)管理表133管理。而且，物理塊PB11的 頁PNO內(nèi)寫入了扇區(qū)0~3的數(shù)據(jù)。而且，與物理塊PB11的頁PNO 共同構(gòu)成物理單元的頁PN1內(nèi)，也必須寫入數(shù)據(jù)。因此，如上文所述， 將舊物理塊PB8的頁PN1內(nèi)所保存的由圖中虛線所示的扇區(qū)4~7的 數(shù)據(jù)，復(fù)制到PB11的頁PN1內(nèi)(巻入處理)。由此，能夠一直寫入 到邊界的邊緣，即以物理單元為單位進行寫入。
接著，使用圖18，對于向?qū)儆谕贿壿媺K的扇區(qū)12、 13寫入數(shù) 據(jù)時的情況進行說明。扇區(qū)12、 13并不是邊界的最前端，因此，首 先，將邊界的最前端即從扇區(qū)8到扇區(qū)11為止(開始寫入的扇區(qū)12 之前)的數(shù)據(jù)，從舊物理塊PB8復(fù)制并寫入到物理塊PB11。接著， 在物理塊PBll內(nèi)追加寫入來自存取裝置101的寫入數(shù)據(jù)，即扇區(qū)12、
13。而且，復(fù)制并寫入舊物理塊PB8的物理扇區(qū)地址14、 15。這樣， 結(jié)束從物理單元的邊界的最前端到邊界的末尾為止的寫入.以下，同 樣地，即便是邊界以內(nèi)的寫入，也是以邊界為單位進行寫入。
如上文所述，本發(fā)明的實施方式中，是以物理單元為單位，即總 是寫入數(shù)據(jù)一直到邊界的邊緣為止，所以各存儲單元跨兩頁保存數(shù)據(jù) 的非易失性存儲器110所特有的錯誤、也就是因第二頁的寫入錯誤而 導(dǎo)致第一頁所存儲的數(shù)據(jù)發(fā)生改變的錯誤，不會跨越主機的存取裝置 101的多次命令而發(fā)生。在存取裝置101的一次命令處理中必定是以 物理單元為單位而完成，這也被稱為封閉。因此，可以消除存取裝置 101識別為已正常寫入的數(shù)據(jù)實際上卻已損壞這種可靠性的問題。
此處，非易失性存儲器110，不僅限于以圖l或圖2所示的方式 構(gòu)成物理塊，而且，能夠封閉在多頁內(nèi)，將數(shù)據(jù)的寫入錯誤不會影響 到其他頁的單位作為物理單元，且將其邊緣作為邊界。
而且，非易失性存儲器110是各存儲單元跨兩頁保存數(shù)據(jù)的存儲 器，但也可為跨三頁保存數(shù)據(jù)的存儲器，所述兩種類型都適用于本發(fā) 明。
(第二實施方式)
然后，對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。表示第二實施方式中 的非易失性存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的塊的結(jié)構(gòu)與圖l相同，以下，省略了塊結(jié) 構(gòu)的相關(guān)說明。
除了如圖l、圖2所示的封閉兩頁或四頁而構(gòu)成頁群組的多值型 非易失性存儲器之外，還有如圖3所示的多值型非易失性存儲器。圖 3所示的非易失性存儲器中，沒有以特定的單位來封閉第一實施方式 中作為對象的物理單元，從而無法使用第一實施方式中的非易失性存 儲系統(tǒng)。此情況下，為了防止寫入時損壞數(shù)據(jù)，而在第二實施方式中 擴展了物理單元的概念。
然后，使用圖19中的寫入流程圖，對于第二實施方式中的寫入 處理進行說明。首先，存取裝置101向非易失性存儲裝置100A發(fā)送 寫入命令。主機IF121收到寫入命令后，向CPU122通知已收到命令，
且CPU122內(nèi)保存表示存取裝置101開始寫入的最前端的邏輯地址信 息(步驟S301、 S302)。
然后，CPU122指示地址管理部126獲取一個寫入對象上的物理 塊(S303 )。地址管理部126參看寫入狀態(tài)管理表133，檢索與所述 邏輯地址對應(yīng)的注冊。如果沒有與邏輯地址對應(yīng)的注冊，那么從隨機 選擇的地址開始按升序搜索無效物理塊，將最初搜索到的無效物理塊 作為寫入對象的物理塊。此時，作為寫入對象的頁則成為最前端的頁， 即PNO。當(dāng)已在寫入狀態(tài)管理表133中注冊時，將所注冊的物理塊 (PBA)作為寫入對象的物理塊。此時，作為寫入對象的頁，那么成 為寫入狀態(tài)管理表133內(nèi)所記錄的已完成寫入的頁之后的頁并且是最 初的頁群組中的第一頁。為了判斷是第一頁還是第二頁，使用頁信息 指示部128的頁類型信息141b。
然后，CPU122從存取裝置101開始寫入的地址開始依次寫入一 頁數(shù)據(jù)(S304)。然后，在步驟S305中，CPU122根據(jù)頁信息指示部 128的頁編號相關(guān)信息141a，獲得與已寫入的頁屬于同一頁群組的第 二頁的位置，且保持寫入容許狀態(tài)。此處，所保存的第二頁的地址， 一直有效保持到在存取裝置101的一次寫入命令期間進行寫入為止， 而在存取裝置101的一次寫入命令結(jié)束時無效。所以，步驟S304中 所寫入的頁，僅僅是各個頁群組的第一頁，或者是下一步驟305中所 保存的頁群組的第二頁。也就是說，不對步驟S305中未保存的頁群 組的第二頁進行寫入。
然后，判斷步驟S306中的存取裝置101的寫入是否已結(jié)束，當(dāng) 尚未結(jié)束時返回到步驟S304繼續(xù)進行處理，當(dāng)已結(jié)束時進入到下一 步驟S307，對物理區(qū)域管理表131、邏輯物理轉(zhuǎn)換表132、寫入狀態(tài) 管理表133進行必要的更新，且向主機的存取裝置101響應(yīng)寫入已結(jié) 束(S308)，結(jié)束處理。主機的存取裝置101接收非易失性存儲裝置 100A的寫入已結(jié)束的響應(yīng)后，正確結(jié)束根據(jù)所述寫入命令所進行的 數(shù)據(jù)寫入，確認數(shù)據(jù)已正確寫入。
這樣，步驟S304中所寫入的頁僅限于各個頁群組的第一頁，或
者是存取裝置101的同一個一次寫入命令的處理中寫入有頁群組的第
一頁的第二頁這兩者中的一種。因此，不會寫入到與根據(jù)前一個寫入 命令所寫入的第一頁構(gòu)成相同的頁群組的第二頁內(nèi)。
圖20是各個頁群組中的圖3所示的多值NAND快閃存儲器110 的示意圖。圖中左側(cè)表示頁群組的群組號GN,而與此群組號所成的 行對應(yīng)的左側(cè)框內(nèi)表示第一頁的頁編號PN，而右側(cè)框內(nèi)表示對應(yīng)的 第二頁的頁編號。第一行的GN為O，框內(nèi)表示0和2，此表示由頁 PNO和頁PN2構(gòu)成一個頁群組，且其群組號為GNO。以下，對于由 如本圖所示的群組所構(gòu)成的非易失性存儲器，根據(jù)寫入命令如何進行 寫入的細節(jié)進行說明。
(1) 例如，根據(jù)存取裝置101發(fā)出的一次寫入命令寫入4個扇區(qū) (l頁)的數(shù)據(jù)時，如圖21A所示，僅向陰影所示的第一頁即頁PNO 寫入數(shù)據(jù)。而對于與PNO構(gòu)成同一頁群組的頁即PN2，不論是在存取 裝置101此次發(fā)出的寫入命令，還是存取裝置101以后發(fā)出的寫入命 令，都不向PN2頁進行寫入。此時，當(dāng)下一次寫入數(shù)據(jù)時，從頁PNO 以后第一個相當(dāng)于第一頁的頁PN1開始，也就是從GN1開始寫入數(shù) 據(jù)。此時，最初所寫入的擴展物理單元則成為由一個頁群組GNO構(gòu) 成的單位。
(2) 而且，當(dāng)根據(jù)存取裝置101發(fā)出的一次寫入命令寫入12扇 區(qū)(三頁)數(shù)據(jù)時，根據(jù)同樣的寫入規(guī)則進行寫入，因此，如圖21B 所示，從頁PNO直到PN2按照頁編號的順序向陰影區(qū)域內(nèi)寫入數(shù)據(jù)。 此時，寫入到兩頁群組，即GNO、 GN1內(nèi)。然后，寫入數(shù)據(jù)時，從 頁PN2以后第 一個相當(dāng)于第 一 頁的頁PN3所屬的GN2開始寫入數(shù)據(jù)， 而對于GN1的PN4不進行之后的寫入處理。此時，擴展物理單元則 成為由兩頁群組GNO、 GN1構(gòu)成的單位。
(3) 然后，當(dāng)根據(jù)存取裝置101發(fā)出的一次寫入命令寫入16扇 區(qū)(4頁)數(shù)據(jù)時，如圖21C中的陰影所示，數(shù)據(jù)寫入到頁編號GNO、 GN1、 GN2的頁PN0~PN3內(nèi)。在下一次寫入數(shù)據(jù)時，按照PN7、 PN8......的形式，從頁PN3以后第一個相當(dāng)于第一頁的GN3頁PN5
開始寫入。此時，不對頁群組GN1、 GN2的第一頁即頁PN1、 PN3 進行寫入，因此，不使用頁PN4、 PN6。而且，此時，擴展物理單元 是由GN0、 GN1、 GN2這3個頁群組構(gòu)成。
如上所述，根據(jù)存取裝置101進行的一次寫入的頁數(shù)而適當(dāng)改變 擴展物理單元的大小，根據(jù)所述命令所構(gòu)成擴展物理單元中僅進行一 次寫入處理，剩余的頁不進行之后的寫入處理。本發(fā)明的實施方式是 將必定包含所有已進行數(shù)據(jù)寫入的區(qū)域內(nèi)的頁群組的區(qū)域，作為擴展 物理單元。因此，當(dāng)無法構(gòu)成以特定的頁群組單位來封閉的區(qū)域時， 由于多值NAND型非易失性存儲器110所特有的錯誤、也就是因第二 頁的寫入錯誤而導(dǎo)致第一頁內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)發(fā)生改變的錯誤，不會在主 機即存取裝置101的多次命令下產(chǎn)生。因此，能夠避免被存取裝置101 識別為已正常寫入的數(shù)據(jù)實際上被損壞這種可靠性上的問題。
以下，對本發(fā)明的變形例進行說明。非易失性存儲器中，也可同 時使用多個例如為兩個存儲芯片，對兩個存儲芯片同時進行數(shù)據(jù)的寫 入和讀取，這可進行高速處理。圖22中表示這樣的非易失性存儲器 的結(jié)構(gòu)，PB10表示第一存儲單元的一個物理塊，而PB4105表示第二 存儲單元的一個物理塊。這些物理塊所對應(yīng)的頁內(nèi)同時進行數(shù)據(jù)的寫 入或讀取。此時，由PB10的PN0、 PN4形成1個頁群組。以下也相 同。此時，例如，寫入到PN0-PN7時，以圖22中的陰影所示的單 位寫入數(shù)據(jù)。此時，擴展物理單元XPU中包括頁PN0~PN13。而且， 物理塊PB10的PN8、 PN12和物理塊PB4105的PN9、 PN13中未寫 入數(shù)據(jù)，在下一次寫入時以新的擴展物理單元為單位進行寫入。此時， 出錯對其他頁產(chǎn)生影響的范圍，僅在存取裝置101的一次寫入命令所 封閉的范圍。因此，能夠防止已被存取裝置101識別為已正常寫入的 數(shù)據(jù)實際被損壞這種可靠性上的問題。
工業(yè)利用可能性
本發(fā)明的存儲器控制器、非易失性存儲裝置、非易失性存儲系統(tǒng) 中，使用了如多值NAND快閃存儲器等各存儲單元跨多頁保存數(shù)據(jù)的 非易失性存儲器，因此能夠提高可靠性。本發(fā)明可應(yīng)用于靜止圖像記
錄再現(xiàn)裝置、動態(tài)圖像記錄再現(xiàn)裝置等便攜式AV設(shè)備，或者移動電 話等便攜式通信設(shè)備的記錄媒體中。
權(quán)利要求
1、一種存儲器控制器，用于根據(jù)由外部提供的寫入及讀取命令和地址，對存儲器進行數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)讀取，所述存儲器是由多頁構(gòu)成，所述頁是所述存儲器中的寫入單位，物理單元是由至少一個包括第一頁和第二頁的頁群組而構(gòu)成，當(dāng)對其中一頁寫入數(shù)據(jù)時，對另一頁的數(shù)據(jù)寫入狀態(tài)暫時改變，所述存儲器控制器具有物理單元寫入部，所述物理單元寫入部根據(jù)來自所述外部的寫入命令對未寫入的所述物理單元執(zhí)行寫入。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲器控制器，所述存儲器使用多值 存儲單元來存儲數(shù)據(jù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲器控制器，所述存儲器是非易失 性存儲器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲器控制器，所述物理單元是由連 續(xù)的2n (n-l， 2......)頁而構(gòu)成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲器控制器，所述物理單元寫入部， 當(dāng)根據(jù)來自所述外部的一次命令所進行的寫入，以小于等于所述物理 單元為單位來寫入第一數(shù)據(jù)時，從已完成寫入的物理單元中復(fù)制第二 數(shù)據(jù)，由此利用所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)以所述物理單元為單位 進行數(shù)據(jù)寫入。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲器控制器，包括保存著所述物理 單元是由哪些所述多頁所構(gòu)成的信息的頁信息指示部。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲器控制器，所述物理單元中存在 未進行來自所述外部的寫入數(shù)據(jù)寫入的區(qū)域。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲器控制器，所述未進行寫入的區(qū) 域是所述頁群組的一部分區(qū)域。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲器控制器，所述物理單元是由不 連續(xù)的多頁構(gòu)成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲器控制器，所述物理單元寫入部 根據(jù)來自外部的寫入命令向存儲器寫入數(shù)據(jù)時，依據(jù)寫入數(shù)據(jù)的量來 改變所述物理單元的大小。
11、 一種非易失性存儲裝置，包括 由多頁構(gòu)成的非易失性存儲器，及根據(jù)由外部提供的寫入及讀取命令和地址，對所述非易失性存儲 器進行數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)讀取的存儲器控制器， 所述頁是所述存儲器的寫入單位，物理單元是由至少一個包括第一頁和第二頁的頁群組而構(gòu)成，當(dāng) 對其中一頁寫入數(shù)據(jù)時，對另一頁的數(shù)據(jù)寫入狀態(tài)暫時改變，所述存儲器控制器具備物理單元寫入部，所述物理單元寫入部根 據(jù)來自所述外部的寫入命令，對未寫入的所述物理單元執(zhí)行寫入。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的非易失性存儲裝置，所述非易失性 存儲器使用多值存儲單元來存儲數(shù)據(jù)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的非易失性存儲裝置，所述物理單元 是由連續(xù)的2n (n-l， 2......)頁構(gòu)成。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的非易失性存儲裝置，所述物理單元 寫入部，當(dāng)根據(jù)來自所述外部的一次命令所進行的寫入，以小于等于 所述物理單元為單位來寫入第一數(shù)據(jù)時，從已完成寫入的物理單元中 復(fù)制第二數(shù)據(jù)，由此利用所述第 一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)以所述物理單 元為單位進行數(shù)據(jù)寫入。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的非易失性存儲裝置，所述存儲器控 制器包括保存著所述物理單元是由哪些所述多頁所構(gòu)成的信息的頁 信息指示部。
16、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的非易失性存儲裝置，所述物理單元 中存在未進行來自所述外部的寫入數(shù)據(jù)寫入的區(qū)域。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的非易失性存儲裝置，所述未進行寫 入的區(qū)域是所述頁群組的一部分區(qū)域。
18、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的非易失性存儲裝置，所述物理單元是由不連續(xù)的多頁構(gòu)成。
19、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的非易失性存儲裝置，所述物理單元 寫入部，根據(jù)來自外部的寫入命令向存儲器寫入數(shù)據(jù)時，依據(jù)寫入數(shù) 據(jù)的量來改變所述物理單元的大小。
20、 一種非易失性存儲系統(tǒng)，具備存取裝置和非易失性存儲裝置， 所述存取裝置，向所述非易失性存儲裝置至少發(fā)送寫入命令和數(shù)據(jù)，所述非易失性存儲裝置，包括 由多頁構(gòu)成的非易失性存儲器，及根據(jù)由外部提供的寫入及讀取命令和地址對所述非易失性存儲 器進行數(shù)據(jù)寫入、數(shù)據(jù)讀取的存儲器控制器， 所述頁是所述存儲器的寫入單位、物理單元是由至少一個包括第一頁和第二頁的頁群組而構(gòu)成，當(dāng) 對其中一頁寫入數(shù)據(jù)時，對另一頁的數(shù)據(jù)寫入狀態(tài)暫時改變，所述存儲器控制器具備物理單元寫入部，所述物理單元寫入部根 據(jù)來自所述外部的寫入命令，對未寫入的所述物理單元執(zhí)行寫入。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的非易失性存儲系統(tǒng)，所述非易失性 存儲器使用多值存儲單元來存儲數(shù)據(jù)。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的非易失性存儲系統(tǒng)，所述物理單元 是由連續(xù)的2n (n = l， 2......)頁而構(gòu)成。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的非易失性存儲系統(tǒng)，所述物理單元 寫入部，當(dāng)根據(jù)來自所述外部的一次命令所進行的寫入，以小于等于 所述物理單元為單位來寫入第一數(shù)據(jù)時，從已完成寫入的物理單元中 復(fù)制第二數(shù)據(jù)，由此利用所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)以所述物理單元為單位進行數(shù)據(jù)寫入。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的非易失性存儲系統(tǒng)，所述存儲器控 制器包括保存著所述物理單元是由哪些所述多頁所構(gòu)成的信息的頁 信息指示部。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的非易失性存儲系統(tǒng)，所述物理單元 中存在未進行來自所述外部的寫入數(shù)據(jù)寫入的區(qū)域。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的非易失性存儲系統(tǒng)，所述未進行寫 入的區(qū)域是所述頁群組的一部分區(qū)域。
27、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的非易失性存儲系統(tǒng)，所述物理單元 是由不連續(xù)的多頁構(gòu)成。
28、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的非易失性存儲系統(tǒng)，所述物理單元 寫入部根據(jù)來自外部的寫入命令向存儲器寫入數(shù)據(jù)時，依據(jù)寫入數(shù)據(jù) 的量來改變所述物理單元的大小。
29、 一種數(shù)據(jù)寫入方法，根據(jù)由外部提供的寫入命令和地址，向 存儲器寫入數(shù)據(jù)，所述存儲器是由多頁構(gòu)成， 所述頁是所述存儲器的寫入單位，物理單元是由至少一個包括第一頁和第二頁的頁群組而構(gòu)成，當(dāng) 對其中一頁寫入數(shù)據(jù)時，對另一頁的數(shù)據(jù)寫入狀態(tài)暫時改變，所述數(shù)據(jù)寫入方法包括物理單元寫入步驟，其根據(jù)來自所述外部 的寫入命令，向未寫入的所述物理單元執(zhí)行寫入。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的數(shù)據(jù)寫入方法，所述存儲器使用多 值存儲單元來存儲數(shù)據(jù)。
31、 根據(jù)權(quán)利要求30所述的數(shù)據(jù)寫入方法，所述存儲器是非易 失性存儲器。
32、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的數(shù)據(jù)寫入方法，所述物理單元是由 連續(xù)的2n (n-l， 2......)頁而構(gòu)成。
33、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的數(shù)據(jù)寫入方法，所述物理單元寫入 步驟，當(dāng)根據(jù)來自所述外部的一次命令所進行的寫入，以小于等于所 述物理單元為單位來寫入第一數(shù)據(jù)時，從已完成寫入的物理單元中復(fù) 制第二數(shù)據(jù)，由此利用所述第 一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)以所述物理單元 為單位進行數(shù)據(jù)寫入。
34、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的數(shù)據(jù)寫入方法，保存著所述物理單 元是由哪些所述多頁所構(gòu)成的信息。
35、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的數(shù)據(jù)寫入方法，所述物理單元中存 在未進行來自所述外部的寫入數(shù)據(jù)寫入的區(qū)域。
36、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的數(shù)據(jù)寫入方法，所述未進行寫入的 區(qū)域是所述頁群組的一部分區(qū)域。
37、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的數(shù)據(jù)寫入方法，所述物理單元是由 不連續(xù)的多頁構(gòu)成。
38、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的數(shù)據(jù)寫入方法，所述物理單元寫入 步驟，當(dāng)根據(jù)來自外部的寫入命令而向存儲器寫入數(shù)據(jù)時，依據(jù)寫入 數(shù)據(jù)的量來改變所述物理單元的大小。
全文摘要
本發(fā)明的存儲單元使用的是保存多頁數(shù)據(jù)的多值NAND快閃存儲器等非易失性存儲器。當(dāng)向非易失性存儲器110寫入數(shù)據(jù)時，構(gòu)成成對的且以多頁為單位的物理單元。當(dāng)無法寫入所有物理單元時，從保存著已寫入的有效數(shù)據(jù)的舊物理塊中復(fù)制數(shù)據(jù)，寫入新物理塊內(nèi)，直至物理單元的寫入完成為止。由此，當(dāng)下一次要寫入數(shù)據(jù)時，可從新的物理單元的起始開始寫入，所以可防止出錯。
文檔編號G06F12/16GK101194238SQ20068002051
公開日2008年6月4日 申請日期2006年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者中西雅浩, 井上學(xué), 本多利行, 森博范, 泉智紹, 真木晉弘 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社