用于控制非易失性存儲器的控制器和包括其的半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利說明】用于控制非易失性存儲器的控制器和包括其的半導(dǎo)體器件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年6月3日提交的申請?zhí)枮?0-2014-0067860的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部公開內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例涉及一種電子器件，且更具體而言，涉及一種用于控制非易失性存儲器的控制器和包括所述控制器的半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體存儲器件是由諸如硅(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)等的半導(dǎo)體形成的存儲器件。半導(dǎo)體存儲器件主要分類成易失性存儲器件和非易失性存儲器件。
[0005]易失性存儲器件是當(dāng)其電源切斷時儲存的數(shù)據(jù)消失的存儲器件。易失性存儲器件包括:靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)、動態(tài)RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)等。非易失性存儲器件是即使當(dāng)其電源切斷時也能保持儲存的數(shù)據(jù)的存儲器件。非易失性存儲器件包括:只讀存儲器(R0M)、可編程ROM(PROM)、可擦除可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM (EEPROM)、快閃存儲器、相變RAM (PRAM)、磁阻RAM (MRAM)、阻變RAM (RRAM)、鐵電RAM(FRAM)等?？扉W存儲器主要分類成或非型(NOR)或與非型(NAND)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例針對一種增加具有減小尺寸的內(nèi)部隨機(jī)存取存儲器(RAM)的操作速度的控制器。
[0007]本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種控制非易失性存儲器的控制器，所述控制器包括:第一存儲區(qū)，其適于儲存第一地址表；第二存儲區(qū)，其適于儲存第二地址表；地址轉(zhuǎn)換塊，其適于訪問第一存儲區(qū)和第二存儲區(qū)，并且參照第一地址表和第二地址表將從主機(jī)接收的扇區(qū)地址轉(zhuǎn)換成與非易失性存儲器相對應(yīng)的物理地址；以及一個或更多個功能塊，其適于與地址轉(zhuǎn)換塊共享第二存儲區(qū)，其中，地址轉(zhuǎn)換塊獨(dú)占使用第一存儲區(qū)。
[0008]作為一個實(shí)施例，所述地址轉(zhuǎn)換塊可以以小組塊為單位將地址映射從非易失性存儲器加載至第一存儲區(qū)，以產(chǎn)生第一地址表，小組塊包括M個扇區(qū)地址，以及地址轉(zhuǎn)換塊可以以大組塊為單位將地址映射從非易失性存儲器加載至第二存儲區(qū)，以產(chǎn)生第二地址表，大組塊包括N個扇區(qū)地址，N大于M。
[0009]作為一個實(shí)施例，所述地址轉(zhuǎn)換塊可以確定出包括來自主機(jī)的扇區(qū)地址的小組塊，以及在第一地址表中搜索確定出的小組塊。
[0010]作為一個實(shí)施例，當(dāng)在第一地址表中存在確定出的小組塊時，地址轉(zhuǎn)換塊可以參照搜索出的小組塊的地址映射將從主機(jī)接收的扇區(qū)地址轉(zhuǎn)換成物理地址，以及當(dāng)在第一地址表中不存在確定出的小組塊時，地址轉(zhuǎn)換塊可以確定出包括從主機(jī)接收到的扇區(qū)地址的大組塊，并且在第二地址表中搜索確定出的大組塊。[0011 ] 作為一個實(shí)施例，地址轉(zhuǎn)換塊可以參照搜索出的大組塊的地址映射將從主機(jī)接收的扇區(qū)地址轉(zhuǎn)換成物理地址。
[0012]作為一個實(shí)施例，當(dāng)從主機(jī)接收的扇區(qū)地址對應(yīng)于熱數(shù)據(jù)時，地址轉(zhuǎn)換塊可以確定出包括從主機(jī)接收到的扇區(qū)地址的小組塊，從非易失性存儲器讀取確定出的小組塊中的地址映射，以及在第一地址表中更新讀取的地址映射。
[0013]作為一個實(shí)施例，地址轉(zhuǎn)換塊可以參照小組塊的更新的地址映射確定物理地址。
[0014]作為一個實(shí)施例，當(dāng)從主機(jī)接收的扇區(qū)地址對應(yīng)于冷數(shù)據(jù)時，地址轉(zhuǎn)換塊可以確定包括從主機(jī)接收的扇區(qū)地址的大組塊，從非易失性存儲器讀取確定出的大組塊中的地址映射，以及在第二地址表中更新讀取的地址映射。
[0015]作為一個實(shí)施例，地址轉(zhuǎn)換塊可以參照大組塊的更新的地址映射確定物理地址。
[0016]作為一個實(shí)施例，在垃圾回收中，地址轉(zhuǎn)換塊可以讀取與在非易失性存儲器中的犧牲塊相對應(yīng)的扇區(qū)地址，確定出包括讀取的扇區(qū)地址的大組塊，以及將確定出的大組塊的地址映射加載至第二存儲區(qū)。
[0017]作為一個實(shí)施例，地址轉(zhuǎn)換塊可以參照加載的地址映射確定犧牲塊的每個頁是否有效。
[0018]作為一個實(shí)施例，所述控制器還可以包括垃圾回收塊，其適于讀取犧牲塊的有效頁中的數(shù)據(jù)，并且將讀取的數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲器中的目標(biāo)塊的頁。
[0019]作為一個實(shí)施例，第一地址表可以包括以小組塊為單位劃分的地址映射，每個小組塊包括M個扇區(qū)地址，以及第二地址表可以包括以大組塊為單位劃分的地址映射，每個大組塊包括N個扇區(qū)地址，N大于M。
[0020]作為一個實(shí)施例，第一地址表中的每個地址映射可以包括被映射成M個扇區(qū)地址的物理地址。
[0021]作為一個實(shí)施例，第二地址表中的每個地址映射可以包括被映射成N個扇區(qū)地址的物理地址。
[0022]本發(fā)明的另一個實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，其包括非易失性存儲器和適于控制非易失性存儲器的控制器，其中，所述控制器包括:第一存儲區(qū)，其適于儲存第一地址表；第二存儲區(qū)，其適于儲存第二地址表；地址轉(zhuǎn)換塊，其適于訪問第一存儲區(qū)和第二存儲器，以及參照第一地址表和第二地址表將從主機(jī)接收的扇區(qū)地址轉(zhuǎn)換成與非易失性存儲器相對應(yīng)的物理地址；以及一個或更多個功能塊，其適于與地址轉(zhuǎn)換塊共享第二存儲區(qū)，其中，地址轉(zhuǎn)換塊獨(dú)占使用第一存儲區(qū)。
[0023]作為一個實(shí)施例，非易失性存儲器可以包括適于儲存地址信息的存儲器單元陣列，并且地址轉(zhuǎn)換塊可以選擇性地加載地址信息，以及產(chǎn)生第一地址表和第二地址表。
[0024]作為一個實(shí)施例，地址轉(zhuǎn)換塊可以以小組塊為單位將來自地址信息的地址映射加載至第一存儲區(qū)，以及產(chǎn)生第一地址表，小組塊包括M個扇區(qū)地址，以及地址轉(zhuǎn)換塊可以以大組塊為單位將來自地址信息的地址映射加載至第二存儲區(qū)，以及產(chǎn)生第二地址表，大組塊包括N個扇區(qū)地址，N大于M。
[0025]本發(fā)明的另外實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，其包括包含有存儲器單元陣列的非易失性存儲器和適于控制非易失性存儲器的控制器，其中，所述控制器包括:第一存儲區(qū)，其適于儲存包括小組塊的第一地址映射的第一地址表；第二存儲區(qū)，其適于儲存包括大組塊的第二地址映射的第二地址表；地址轉(zhuǎn)換塊，其適于選擇性地將存儲器單元陣列中的地址信息加載為第一地址表和第二地址表，以及參照第一地址表和第二地址表將從主機(jī)接收的扇區(qū)地址轉(zhuǎn)換成與存儲器單元陣列相對應(yīng)的物理地址；以及一個或更多個功能塊，其適于與地址轉(zhuǎn)換塊共享第二存儲區(qū)，但是不與地址轉(zhuǎn)換塊共享第一存儲區(qū)。
【附圖說明】
[0026]通過參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的以上和其他的特征和優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得更加顯而易見，其中:
[0027]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的框圖；
[0028]圖2是圖示包括在圖1中所示的非易失性存儲器中的存儲器單元陣列的圖；
[0029]圖3是圖示從主機(jī)提供的扇區(qū)地址的概念圖；
[0030]圖4是圖示圖1中的半導(dǎo)體器件的一個實(shí)施例的框圖；
[0031]圖5是圖示圖1中的半導(dǎo)體器件的另一個實(shí)施例的框圖；
[0032]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于描述利用圖1中所示的第一存儲區(qū)和第二存儲區(qū)的方法的概念圖；
[0033]圖7是用于描述圖1中所示的地址轉(zhuǎn)換塊的操作方法的流程圖；
[0034]圖8是圖不根據(jù)圖7的實(shí)施例配置的第一地址表和第二地址表的概念圖；
[0035]圖9是用于描述小組塊和大組塊的概念圖；
[0036]圖10是圖不圖8的第一地址表和第二地址表的實(shí)例的概念圖；
[0037]圖11是用于描述圖1中所示的地址轉(zhuǎn)換塊的操作方法的一個應(yīng)用實(shí)例的流程圖；
[0038]圖12是用于描述圖1中所示的地址轉(zhuǎn)換塊的操作方法的另一個應(yīng)用實(shí)例的流程圖；
[0039]圖13是圖示垃圾回收中的犧牲塊的圖；
[0040]圖14是圖示圖1中的控制器的修改實(shí)施例的框圖；以及
[0041]圖15是圖示圖1中的半導(dǎo)體器件的一個應(yīng)用實(shí)例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]在下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在以下描述中，將僅描述用來理解根據(jù)本發(fā)明的操作所需的部分，并且將省略會不必要地模糊本發(fā)明要旨的、與本發(fā)明相關(guān)的已知技術(shù)。此外，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制于本文中所闡述的示例性實(shí)施例，并且可以采用不同的形式來體現(xiàn)。下面足夠詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，以使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠體現(xiàn)和實(shí)踐本發(fā)明。
[0043]在本說明書中，只要未在句子中具體提及，單數(shù)形式就可以包括復(fù)數(shù)形式。此外，在說明書中使用的“包括/包含”或“包括有/包含有”表示存在或增加一個或多個部件、步驟、操作以及元素。
[0044]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的半導(dǎo)體器件1000的框圖。圖2是圖示包括在非易失性存儲器100中的存儲器單元陣列110的圖。
[0045]參見圖1，半導(dǎo)體器件1000可以包括非易失性存儲器100和控制器200。
[0046]非易失性存儲器100可以響應(yīng)于控制器200的控制來操作。非易失性存儲器100可以通過一個通道CH與控制器200連接。
[0047]非易失性存儲器100可以包括存儲器單元陣列110和用于驅(qū)動存儲器單元陣列110的外圍電路120。參見圖2，存儲器單元陣列110可以包括多個存儲塊BLKl至BLKz。多個存儲塊BLKl至BLKz中的每個可以包括多個頁page I至pageN。
[0048]再次參見圖1，外圍電路120可以與存儲器單元陣列110連接。外圍電路120可以響應(yīng)于控制器200的控制來操作。外圍電路120可以響應(yīng)于控制器200的控制，對存儲器單元陣列110中的數(shù)據(jù)進(jìn)行編程，從存儲器單元陣列110讀取數(shù)據(jù)，以及擦除存儲器單元陣列110中的數(shù)據(jù)。
[0049]作為一個實(shí)施例，可以采用每個頁(page，見圖2)作為基本單位來執(zhí)行非易失性存儲器100的讀取操作和程序操作?？梢圆捎妹總€存儲塊(BLK，見圖2)作為基本單位來執(zhí)行非易失性存儲器100的擦除操作。
[0050]在程序操作中，外圍電路120可以從控制器200接收寫入數(shù)據(jù)和物理地址。具體的存儲塊BLK和頁可以由物理地址來指明。外圍電路120可以把寫入數(shù)據(jù)編排在由物理地址指示的頁中。
[0051]在讀取操作中，從控制器200傳送至外圍電路120的物理地址可以指明具體的存儲塊BLK和頁。外圍電路120可以從與物理地址相對應(yīng)的頁中讀取數(shù)據(jù)，并且將讀取的數(shù)據(jù)輸出至控制器200。
[0052]在擦除操作中，從控制器200傳送至外圍電路120的物理地址可以指定一個存儲塊BLK。外圍電路120可以擦除與物理地址相對應(yīng)的存儲塊BLK中的數(shù)據(jù)。
[0053]作為一個實(shí)施例，非易失性存儲器100可以為快閃存儲器。
[0054]地址信息可以儲存在存儲器單元陣列110中。地址信