【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明關(guān)于一種快閃記憶體資料保存的方法及其裝置，尤指一種延長快閃憶體資料保存期的方法及其裝置。

背景技術(shù)：

快閃記憶體(flashmemory)屬于非揮發(fā)性記憶體(non-volatilememory)，在寫入或讀取資料時(shí)需耗用電力，但資料一旦寫入后，即使移除電源，仍可將資料保留一段時(shí)間而不會(huì)消失。此外，快閃記憶體還具有體積小、容量大、讀寫速度快、安靜省電、耐震及防潮等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此被普遍應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)、可攜式資訊產(chǎn)品及消費(fèi)性電子產(chǎn)品上。

由于快閃記憶體具備上述優(yōu)點(diǎn)，因此目前市面上暫時(shí)的資料儲(chǔ)存媒體，例如記憶卡、隨身碟等產(chǎn)品，以快閃記憶體制作已成為業(yè)界的主流。甚至，部分需長期保存資料的產(chǎn)品，例如硬盤，都有對應(yīng)的快閃記憶體產(chǎn)品出現(xiàn)，即固態(tài)硬盤(solidstatedisk,ssd)。

然而，快閃記憶體雖然方便且具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但仍存在部分限制與缺陷，包含有資料保存期(dataretention)、記憶耗損(wear-out)、讀取干擾(readdisturb)及寫入干擾(writedisturb)等。

其中，快閃記憶體的資料保存能力，即其資料保存期，與其抹寫循次數(shù)有密切的關(guān)聯(lián)。當(dāng)快閃記憶體的抹寫循次數(shù)超過一預(yù)定數(shù)值后，其資料保存能力將會(huì)產(chǎn)生可觀的衰減。因此，即使資料寫入快閃記憶體后，就不在進(jìn)行存取，但快閃記憶體存放超過其資料保存期時(shí)，仍可能產(chǎn)生資料錯(cuò)誤。

因此，如何延長快閃記憶體的資料保時(shí)間，防止資料因存放過久而出現(xiàn)錯(cuò)誤，實(shí)為業(yè)界亟待解決的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒在上述問題，本發(fā)明提出一種延長快閃憶體資料保時(shí)間的方法及其裝置。

本發(fā)明的延長快閃記憶體資料保存時(shí)間的方法，適用在一快閃記憶體裝置，快閃記憶體裝置包含有一快閃記憶體，快閃記憶體包含有多個(gè)記憶區(qū)塊，并設(shè)有一資料儲(chǔ)存區(qū)，所述方法包含：取得快閃記憶體裝置的溫度及抹寫循環(huán)次數(shù)；依快閃記憶體裝置的溫度及抹寫循環(huán)次數(shù)計(jì)算其資料保存的安全期間；及在安全期間內(nèi)將資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊進(jìn)行刷新。

在一實(shí)施例中，將資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊進(jìn)行刷新的步驟包含有：復(fù)制其中一或多個(gè)記憶區(qū)塊的資料；將一或多個(gè)記憶區(qū)塊進(jìn)行抹除；及將復(fù)制的資料寫入一或多個(gè)記憶區(qū)塊。

在一實(shí)施例中，快閃記憶體還設(shè)有一保留區(qū)；復(fù)制的資料系儲(chǔ)存在保留區(qū)中。

在一實(shí)施例中，所述方法還包含有：一取得資料儲(chǔ)存區(qū)的記憶區(qū)塊數(shù)的步驟；將安全期間依記憶區(qū)塊數(shù)等分為多個(gè)區(qū)塊期間；及以區(qū)塊期間為周期依序刷新資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊。

在一實(shí)施例中，安全期間為快閃記憶體裝置的溫度及抹寫循環(huán)次數(shù)所對應(yīng)的資料保存期的一預(yù)設(shè)比例。

在一實(shí)施例中，預(yù)設(shè)比例大于0，且小于1。

在一實(shí)施例中，將資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊進(jìn)行刷新的動(dòng)作，是在快閃記憶體裝置處在閑置狀態(tài)時(shí)進(jìn)行。

本發(fā)明的延長快閃記憶體資料保存時(shí)間的快閃記憶體裝置，其中快閃記憶體裝置包含：一快閃記憶體，包含有多個(gè)記憶區(qū)塊，并設(shè)有一資料儲(chǔ)存區(qū)；一控制器，連接快閃記憶體，用以控制快閃記憶體的資料存取，控制器具有一刷新單元；及一溫度感測器，連接控制器，用以感測快閃記憶體裝置的溫度；其中，刷新單元包含有：一溫度擷取模塊，用以擷取溫度感測器所感測的溫度；一抹寫循環(huán)次數(shù)擷取模塊，用以取得快閃記憶體的抹寫循環(huán)次數(shù)；一期間計(jì)算模塊，用以根據(jù)溫度及抹寫循環(huán)次數(shù)計(jì)算一安全期間；及一刷新模塊，用以在安全期間內(nèi)刷新資料儲(chǔ)存區(qū)中的各記憶區(qū)塊。

在一實(shí)施例中，快閃記憶體還設(shè)有一保留區(qū)；刷新模塊刷新各記憶區(qū)塊時(shí)，是將其中一或多個(gè)記憶區(qū)塊的資料復(fù)制在保留區(qū)中，抹除一或多個(gè)記憶區(qū)塊，再將復(fù)制的資料寫入一或多個(gè)記憶區(qū)塊。

在一實(shí)施例中，期間計(jì)算模塊還可依資料儲(chǔ)存區(qū)的記憶區(qū)塊數(shù)，將安全期間等分為多個(gè)區(qū)塊期間；刷新模塊則以區(qū)塊期間為周期，依序刷新資料儲(chǔ)存區(qū)中的各記憶區(qū)塊。

在一實(shí)施例中，刷新單元還包含有一特性資料模塊，用以儲(chǔ)存快閃記憶體的特性資料。

在一實(shí)施例中，刷新單元可選擇以硬體、軟體及韌體的其中一種方式實(shí)施。

基于上述，本發(fā)明的延長快閃憶體資料保存期的方法及其裝置，能延長快閃記憶體的資料保時(shí)間，防止資料因存放過久而出現(xiàn)錯(cuò)誤。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的延長快閃記憶體資料保存時(shí)間的方法的步驟流程圖。

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的刷新記憶區(qū)塊的步驟流程圖。

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的快閃記憶體裝置的示意圖。

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的刷新單元的示意圖。

圖5是本發(fā)明一實(shí)施例的快閃記憶體資料保存期與抹寫循環(huán)次數(shù)的關(guān)系圖。

主要組件符號說明：

101-107步驟

121-123步驟

201-205步驟

30快閃記憶體裝置32快閃記憶體

321記憶區(qū)塊323資料儲(chǔ)存區(qū)

325保留區(qū)34溫度感測器

36控制器38刷新單元

42溫度擷取模塊44抹寫循環(huán)次數(shù)擷取模塊

46期間計(jì)模塊48刷新模塊

49特性資料模塊

50資料保存期。

【具體實(shí)施方式】

以下結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。相同的符號代表具有相同或類似功能的構(gòu)件或裝置。

請參閱圖1，是本發(fā)明一實(shí)施例的提延長快閃記憶體資料保存時(shí)間的方法的步驟流程圖。本發(fā)明一實(shí)施例的延長快閃記憶體保存時(shí)間的方法適用在一快閃記憶體裝置，快閃記憶體裝置包含有一快閃記憶體(flashmemory)，快閃記憶體包含有多個(gè)記憶區(qū)塊(block)，并設(shè)有一資料儲(chǔ)存區(qū)。本發(fā)明延長快閃記憶體資料保存時(shí)間的方法，主要是先取得快閃記憶體裝置的溫度，并由快閃記憶體裝置的控制器取得快閃記憶體的抹寫循環(huán)(program/erasecycle,p/ecycle)次數(shù)，如步驟101及步驟103。其次，根據(jù)溫度及抹寫循環(huán)次數(shù)計(jì)算快閃記憶體的資料保存的安全期間，并在安全期間內(nèi)刷新(refresh)資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊，如步驟105及步驟107。通過在安全期間內(nèi)刷新資料儲(chǔ)存區(qū)中的所有記憶區(qū)塊，可將各記憶區(qū)塊的資料保存期重置，防止資料因超出其資料保存期而產(chǎn)生錯(cuò)誤。

其中，安全期間的計(jì)算，主要是根據(jù)快閃記憶體廠商所提供的快閃記憶體規(guī)格書或特性資料中，關(guān)于資料保存期(dataretention)與抹寫循次數(shù)的關(guān)系(如圖5所示)，以及因溫度不同而產(chǎn)生的加速效應(yīng)而進(jìn)行運(yùn)算。先根據(jù)如圖5所示的資料保存期50關(guān)系圖計(jì)算快閃記憶體在常溫(40℃)下的資料保存期，再根據(jù)其溫度特性計(jì)算其加速效應(yīng)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，其中快閃記憶體的溫度特性是如下列公式所述：

af＝e^{-(ea/r(1/t2-1/t1))}…(eq1)

其中，af為加速因子(accelerationfactor)；r為波茲曼常數(shù)；ea為活化能(activationenergy)，與快閃記憶體的型式及制程有關(guān)；t為絕對溫度(kelvintemperature)，t1為40℃＝313.15k。

根據(jù)上述公式eq1，即可依常溫的資料保存期推算出目標(biāo)溫度的資料保存期。為確保資料的安全性，本發(fā)明另取資料保存期的一預(yù)設(shè)比例，做為本發(fā)明的安全期間。其中，預(yù)設(shè)比例可選擇大于0，且小于1的任何數(shù)字。

請參閱圖2，是本發(fā)明一實(shí)施例的刷新記憶區(qū)塊的步驟流程圖。如圖所示，本發(fā)明中，將資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊進(jìn)行刷新的步驟包含有：復(fù)制資料儲(chǔ)存區(qū)的其中一或多個(gè)記憶區(qū)塊的資料；將一或多個(gè)記憶區(qū)塊進(jìn)行抹除；及將復(fù)制的資料重新寫入一或多個(gè)記憶區(qū)塊，如步驟201至步驟205。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，快閃記憶體還設(shè)有一保留區(qū)，而復(fù)制的資料是暫時(shí)儲(chǔ)存在保留區(qū)中。

請?jiān)俅螀㈤唸D1，本發(fā)明延長快閃記憶體資料保存時(shí)間的方法，還包含有一取得快閃記憶體資料儲(chǔ)存區(qū)的記憶區(qū)塊數(shù)的步驟，如步驟121。并在取得記憶區(qū)塊數(shù)后，將安全期間依記憶區(qū)塊數(shù)等分為多個(gè)區(qū)塊期間，如步驟123。而步驟107中刷新資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊的步驟，則可以區(qū)塊期間為周期，依序刷新資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，刷新資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊的動(dòng)作，是在快閃記憶體裝置處在閑置狀態(tài)時(shí)進(jìn)行。

請參閱圖3及圖4，分別為本發(fā)明一實(shí)施例的快閃記憶體裝置的示意圖及本發(fā)明一實(shí)施例的刷新單元的示意圖。如圖所示，本發(fā)明的快閃記憶體裝置30包含有：一快閃記憶體32、一控制器36及一溫度感測器34。其中，快閃記憶體32包含有多個(gè)記憶區(qū)塊321，并設(shè)有一資料儲(chǔ)存區(qū)323，資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊321分別用以儲(chǔ)存資料。溫度感測器34用以感測快閃記憶體裝置30的溫度?？刂破?6分別連接快閃記憶體32及溫度感測器34，用以控制快閃記憶體32的資料存取及基本運(yùn)作。

其中，控制器36包含有一刷新單元38，用以進(jìn)行快閃記憶體32中各記憶區(qū)塊321的刷新動(dòng)作。刷新單元38包含有：一溫度擷取模塊42、一抹寫循環(huán)次數(shù)擷取模塊44、一期間計(jì)算模塊46及一刷新模塊48。溫度擷取模塊42用以擷取溫度感測器34所感測的溫度；抹寫循環(huán)次數(shù)擷取模塊44用以取得快閃記憶體32的抹寫循環(huán)次數(shù)；期間計(jì)算模塊46則根據(jù)溫度及抹寫循環(huán)次數(shù)計(jì)算一安全期間；刷新模塊48則在安全期間內(nèi)對資料儲(chǔ)存區(qū)323中的各記憶區(qū)塊321進(jìn)行刷新動(dòng)作。安全期間的計(jì)算方式則如前述方法所述，在此不在贅述。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，快閃記憶體32還設(shè)有一保留區(qū)325，做為快閃記憶體裝置30內(nèi)部運(yùn)作所需的資料儲(chǔ)存空間。在本實(shí)施例中，刷新模塊48所刷新資料儲(chǔ)存區(qū)323的各記憶區(qū)塊321時(shí)，是將資料儲(chǔ)存區(qū)323的其中一或多個(gè)記憶區(qū)塊321的資料復(fù)制在保留區(qū)325中，然后抹除一或多個(gè)記憶區(qū)塊321，最后再將復(fù)制的資料重新寫入一或多個(gè)記憶區(qū)塊321，藉以完成各記憶區(qū)塊321的刷新動(dòng)作。由于記憶區(qū)塊321經(jīng)抹除后，再重新寫入資料，其資料保存期將會(huì)被重置而重新起算，因此可大幅延長快閃記憶體30的資料保存時(shí)間，防止資料因超過資料保存期而產(chǎn)生錯(cuò)誤。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，期間計(jì)算模塊46還可依資料儲(chǔ)存區(qū)323的記憶區(qū)塊數(shù)，將安全期間等分為多個(gè)區(qū)塊期間，而刷新模塊48則以區(qū)塊期間為周期，依序刷新資料儲(chǔ)存區(qū)323中的各記憶區(qū)塊321。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，刷新單元38還包含有一特性資料模塊49，用以儲(chǔ)存快閃記憶體32的特性資料，例如圖5所述的資料保存期與抹寫循環(huán)資數(shù)的關(guān)系資料、活化能或資料保存期與溫度的關(guān)系資料等。在本實(shí)施例中，期間計(jì)算模塊46可根據(jù)快閃記憶體裝置30的溫度及快閃記憶體32的抹寫循環(huán)次數(shù)，直接存取特性資料模塊49而取得對應(yīng)的資料保存期，并據(jù)以計(jì)算安全期間。

其中，第一來源的薄形材201通過處在第一工作模式的兩用針輪10后，在薄形材201的預(yù)設(shè)位置分別形成多個(gè)穿孔31，經(jīng)切割模塊23裁切后形成多個(gè)薄形片材203。各薄形片材203經(jīng)配置輪25的配置與傳送后到達(dá)折迭輪27，其第二端207與后一薄形片材203的第一端205分別位在尖版271的兩側(cè)，且多個(gè)穿孔31分別位在凹槽273的兩側(cè)。

為了防止資料因超過資料保存期而產(chǎn)生錯(cuò)誤，以及避免資料因讀取干擾而發(fā)生錯(cuò)誤，本發(fā)明另取其資料保存期的一預(yù)設(shè)比例為安全期間。例如，當(dāng)預(yù)設(shè)比例為1/2時(shí)，則在40℃且抹寫循環(huán)次數(shù)小于100次時(shí)，其安全期間為5年，亦即本發(fā)明的方法或裝置將會(huì)在5年時(shí)間內(nèi)將所有資料儲(chǔ)存區(qū)323的記憶區(qū)塊321完成一次刷新的動(dòng)作。在40℃且抹寫循環(huán)次數(shù)大于3000次時(shí)，其安全期間為0.5年。同理，在85℃且抹寫循環(huán)次數(shù)小于100次時(shí)，其安全期間約為0.9個(gè)月；在85℃且抹寫循環(huán)次數(shù)大于3000次時(shí)，其安全期間約為66小時(shí)。

另有部分廠商19nm制程的mlc快閃記憶體，其活化能ea為0.6ev。根據(jù)前述公式eq1，當(dāng)快閃記憶體裝置30的溫度為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃及85℃時(shí)，其加速因子分別為1、3、11、35、101及168。因此，若考慮最資料保存最嚴(yán)酷的狀態(tài)，即快閃記憶體32的抹寫循環(huán)次數(shù)大于3000次時(shí)，假設(shè)其資料保存期與抹寫循環(huán)次數(shù)的關(guān)系仍如圖5所示，則前述各溫度環(huán)境下的資料保存期分別約為1年、4個(gè)月、33天、10天、3.6天及52小時(shí)。若取其預(yù)設(shè)比例為1/2時(shí)，則其安全期間分別約為0.5年、2個(gè)月、16天、1.8天及26小時(shí)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，亦可取得快閃記憶體32位在資料儲(chǔ)存區(qū)323的記憶區(qū)塊數(shù)，再依記憶區(qū)塊數(shù)將安全期間等分為多個(gè)區(qū)塊期間。假設(shè)快閃記憶體32位在資料儲(chǔ)存區(qū)323的記憶區(qū)塊數(shù)為1024，則可將前述安全期間等分為1024個(gè)區(qū)塊期間，而在各區(qū)塊期間內(nèi)分別對一記憶區(qū)塊321完成刷新的動(dòng)作。此外，亦可將安全期間等分為512或256個(gè)區(qū)塊期間，而在各區(qū)塊期間內(nèi)分別對2個(gè)或4個(gè)記憶區(qū)塊321完成刷新的動(dòng)作。

由于快閃記憶體32的抹寫循次數(shù)與其使用壽命存在緊密的關(guān)聯(lián)，因此在本發(fā)明的一實(shí)施例中，亦可在安全期間內(nèi)考慮一特間時(shí)間區(qū)間(例如1年、1個(gè)月或1天)內(nèi)會(huì)增加的抹寫循環(huán)次數(shù)，藉以計(jì)算區(qū)塊期間。例如前述19nm制程的mlc快閃記憶體，抹寫循環(huán)次數(shù)大于3000次，若在50℃環(huán)境中，考慮1年增加26次抹寫循環(huán)次數(shù)，則資料儲(chǔ)存區(qū)323具有1024個(gè)記憶區(qū)塊321的快閃記憶體32，其區(qū)塊期間為20分鐘，可在每20分鐘進(jìn)行一記憶區(qū)塊321的刷新動(dòng)作；資料儲(chǔ)存區(qū)323具有2048個(gè)記憶區(qū)塊321的快閃記憶體32，其區(qū)塊期間為10分鐘，可在每10分鐘進(jìn)行一記憶區(qū)塊321的刷新動(dòng)作。

若同樣條件的快閃記憶體32處于85℃的環(huán)境中，則考慮1天增加1次抹寫循環(huán)次數(shù)，料儲(chǔ)存區(qū)323具有1024個(gè)記憶區(qū)塊321的快閃記憶體32，其區(qū)塊期間為85秒，可在每85秒進(jìn)行一記憶區(qū)塊321的刷新動(dòng)作；資料儲(chǔ)存區(qū)323具有2048個(gè)記憶區(qū)塊321的快閃記憶體32，其區(qū)塊期間為43秒，可在每43秒進(jìn)行一記憶區(qū)塊321的刷新動(dòng)作。

利用本發(fā)明的方法或裝置可在安全期間內(nèi)對資料儲(chǔ)存區(qū)的各記憶區(qū)塊進(jìn)行刷新動(dòng)作，經(jīng)由適當(dāng)?shù)倪x取預(yù)設(shè)比例，除可防止資料因超出資料保存期而產(chǎn)生錯(cuò)誤之外，亦可排除讀取干擾所造成的資料錯(cuò)誤，藉以確保資料的正確性。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。本發(fā)明的范圍幷不以上述實(shí)施方式為限。舉凡熟習(xí)本案技藝的人士援依本發(fā)明的精神所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)包含在權(quán)利要求內(nèi)。