相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2016年3月21日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的申請?zhí)枮?0-2016-0033347的韓國申請的優(yōu)先權(quán)，其全文內(nèi)容通過引用并入本文。

本發(fā)明的各個實施例總體涉及一種包括作為存儲媒介的非易失性存儲器裝置的數(shù)據(jù)存儲裝置。

背景技術(shù)：

最近，計算機環(huán)境范例已轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢噪S時隨地使用的普適計算系統(tǒng)。由于此，便攜式電子裝置諸如移動電話、數(shù)碼相機和筆記本電腦的使用已經(jīng)快速增長。通常，這些便攜式電子裝置使用數(shù)據(jù)存儲裝置來存儲待在便攜式電子裝置中使用的數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)存儲裝置使用半導體存儲器裝置(存儲器裝置)。

使用存儲器裝置的數(shù)據(jù)存儲裝置提供下列優(yōu)勢：因為不具有機械驅(qū)動部件，所以穩(wěn)定性和耐用性優(yōu)良，信息存取速度較高以及功耗較小。具有這些優(yōu)點的數(shù)據(jù)存儲裝置包括，例如，通用串行總線(usb)存儲器裝置、具有各種接口的存儲卡、通用閃速存儲(ufs)裝置和固態(tài)驅(qū)動器(ssd)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

各個實施例涉及能夠處理無意重寫操作的包括非易失性存儲器裝置的數(shù)據(jù)存儲裝置。

在實施例中，數(shù)據(jù)存儲裝置可包括：控制器，其配置為控制數(shù)據(jù)被寫入第一頁面中；以及非易失性存儲器裝置，其配置為根據(jù)第一頁面是否被寫入，執(zhí)行用于寫入數(shù)據(jù)的寫入操作，其中非易失性存儲器裝置將包括表示寫入操作是否已經(jīng)引起重寫的重寫信息的狀態(tài)信息提供至控制器。

在實施例中，提供一種數(shù)據(jù)存儲裝置的操作方法，該數(shù)據(jù)存儲裝置包括控制器和根據(jù)控制器的控制操作的非易失性存儲器裝置，其中控制器可控制非易失性存儲器裝置使得數(shù)據(jù)被寫入在第一頁面中，其中非易失性存儲器裝置可根據(jù)第一頁面是否被寫入執(zhí)行用于寫入數(shù)據(jù)的寫入操作，其中控制器可控制非易失性存儲器裝置提供包括寫入操作的結(jié)果的狀態(tài)信息，并且其中非易失性存儲器裝置可將包括表示寫入操作是否已經(jīng)引起重寫的重寫信息的狀態(tài)信息提供至控制器。

根據(jù)實施例，即使控制器請求無意重寫操作，非易失性存儲器裝置可處理無意重寫操作并將處理結(jié)果提供至控制器。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的數(shù)據(jù)存儲裝置的框圖。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲器單元的閾值電壓分布的圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的幫助說明非易失性存儲器裝置的重寫操作的圖的示例代表。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的幫助說明非易失性存儲器裝置的重寫操作的另一圖的示例代表。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的幫助說明非易失性存儲器裝置的重寫操作的另一圖的示例代表。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括數(shù)據(jù)存儲裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括固態(tài)驅(qū)動器(ssd)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。

圖8是示出圖7中所示的ssd控制器的示例的框圖。

圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括數(shù)據(jù)存儲裝置的計算機系統(tǒng)的框圖。

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括在數(shù)據(jù)存儲裝置中的非易失性存儲器裝置的示例的框圖。

具體實施方式

在本發(fā)明中，閱讀結(jié)合附圖得到的以下實施例之后，用于實現(xiàn)它們的優(yōu)勢、特點和方法將變得更顯而易見。然而，本發(fā)明可以以不同的形式實施，并且不應該被解釋為限于本申請闡述的實施例。相反，這些實施例被提供用于更充分詳細地描述本發(fā)明以使本發(fā)明所屬領域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。

在此將被理解的是，本發(fā)明的實施例不限于在附圖中所示的細節(jié)以及附圖不一定按比例繪制且在一些情況下，為了更清楚地示出本發(fā)明的某個特征，比例可能已經(jīng)被夸大。當本申請中使用特定術(shù)語時，將理解的是本申請中使用的術(shù)語僅是用于描述具體實施例的目的，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。

如在本申請中使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任何和所有組合。將被理解的是，當元件被稱為“在另一元件上”、“連接至”或“聯(lián)接至”另一元件時，它可以是直接在其它元件上、連接至或聯(lián)接至其它元件或可以存在中間元件。如本申請中所使用的，單數(shù)形式也旨在包括復數(shù)形式，除非上下文另有清楚地說明。

將進一步理解的是，當在本說明書中使用術(shù)語“包括”、“包括有”、“包含”和“包含有”時，說明闡述的元件的存在而不排除一個或多個其它元件的存在或增加。

除非另有說明，否則本申請使用的包括科學和技術(shù)術(shù)語的所有的術(shù)語具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領域技術(shù)人員通常所理解的相同意義。將進一步理解的是，諸如在常用詞典里定義的那些術(shù)語的術(shù)語應當解釋為具有與其在相關(guān)領域上下文中的意義一致的意義，并且不應解釋為理想化或過于正式的意義，除非在本文中明確地如此定義。

還要注意的是，在一些情況中，對相關(guān)領域的技術(shù)人員顯而易見的是，結(jié)合一個實施例描述的特性或元件可以單獨使用或與另一實施例的其它特性或元件結(jié)合來使用，除非另有明確說明。

下文，包括數(shù)據(jù)存儲裝置及其操作方法的本發(fā)明的各種實施例將參照附圖詳細描述。

現(xiàn)在參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供數(shù)據(jù)存儲裝置100。數(shù)據(jù)存儲裝置100可存儲待由諸如以下的主機裝置(未示出)訪問的數(shù)據(jù)：例如，移動電話、mp3播放器、膝上型電腦、臺式電腦、游戲機、電視、車載信息娛樂系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)存儲裝置100還可被稱為存儲器系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)存儲裝置100可根據(jù)與主機裝置電聯(lián)接的接口的協(xié)議被制造為各種存儲裝置中的任一種。例如，數(shù)據(jù)存儲裝置100可被配置為諸如以下的各種存儲裝置中的任一種：固態(tài)驅(qū)動器，mmc、emmc、rs-mmc和微型-mmc形式的多媒體卡，sd、迷你-sd和微型-sd形式的安全數(shù)字卡，通用串行總線(usb)存儲裝置，通用閃速存儲(ufs)裝置，個人計算機存儲卡國際協(xié)會(pcmcia)卡類型存儲裝置，外圍組件互連(pci)卡類型存儲裝置，高速pci(pci-e)卡類型存儲裝置，標準閃存(cf)卡，智能媒體卡，記憶棒等。

數(shù)據(jù)存儲裝置100可被制造為諸如以下的各種封裝類型中的任一種：例如，封裝堆疊(pop)、系統(tǒng)級封裝(sip)、片上系統(tǒng)(soc)、多芯片封裝(mcp)、板上芯片(cob)、晶片級制造封裝(wfp)和晶片級堆疊封裝(wsp)。

數(shù)據(jù)存儲裝置100可包括控制器200?？刂茊卧?00可驅(qū)動代碼類型的指令或算法，即，軟件，并可分析和處理從主機裝置輸入的請求?？刂破?00可控制非易失性存儲器裝置300處理來自主機裝置的請求。控制器200可生成用于控制非易失性存儲器裝置300的操作的控制信號，例如，命令、地址、控制時鐘信號等等，并且向非易失性存儲器裝置300提供生成的控制信號。

數(shù)據(jù)存儲裝置100可包括非易失性存儲器裝置300。非易失性存儲器裝置300可操作為數(shù)據(jù)存儲裝置100的存儲媒介。非易失性存儲器裝置300可由諸如以下的各種類型的非易失性存儲器裝置的任何一種配置：nand閃速存儲器裝置、nor閃速存儲器裝置、使用鐵電電容的鐵電隨機存取存儲器(fram)、使用遂穿磁阻(tmr)層的磁性隨機存取存儲器(mram)、使用硫族化物合金的相變隨機存取存儲器(pcram)和使用過渡金屬氧化物的電阻式隨機存取存儲器(reram)。鐵電隨機存取存儲器(fram)、磁性隨機存取存儲器(mram)、相變隨機存取存儲器(pcram)和電阻式隨機存取存儲器(reram)是能夠?qū)Υ鎯ζ鲉卧S機存取的非易失性隨機存取存儲器裝置的種類。非易失性存儲器裝置300可由nand閃速存儲器裝置和上述各種類型的非易失性隨機存取存儲器裝置的組合配置。在以下描述中，由nand閃速存儲器裝置配置的非易失性存儲器裝置300將被例示。

非易失性存儲器裝置300可包括存儲器單元區(qū)域310、控制邏輯360和狀態(tài)寄存器370。

從操作視角或者物理(或者結(jié)構(gòu))視角，包括在存儲器單元區(qū)域310中的存儲器單元可被配置成分層存儲器單元組或存儲器單元單元(cellunit)。例如，被聯(lián)接至相同的字線并且同時待被讀取和寫入(或者編程)的存儲器單元可被配置為頁面pg。在以下描述中，為方便說明起見，配置為頁面pg的存儲器單元將被稱為“頁面”。而且，待被同時擦除的存儲器單元可被配置成存儲塊blk。

僅用于說明的目的，并且不以任何方式限制本發(fā)明，由一個存儲塊blk配置的存儲器單元區(qū)域310將被例示。存儲塊blk將被例示以包括在4個字線wl1至wl4與2個位線bl1和bl2彼此相交的區(qū)域處布置的存儲器單元。如上所述，聯(lián)接至相同的字線的存儲器單元可被配置為頁面pg1至pg4。配置存儲器單元區(qū)域310的存儲塊的數(shù)量和包括在每個存儲塊中的頁面的數(shù)量可通過設計被各種改變。

根據(jù)來自控制器200的請求，控制邏輯360可控制非易失性存儲器裝置300的一般操作。例如，根據(jù)控制器200提供的控制信號，控制邏輯360可控制諸如讀取、寫入和擦除操作的操作。

狀態(tài)寄存器370可存儲非易失性存儲器裝置300的狀態(tài)信息。根據(jù)控制器200的請求，諸如狀態(tài)讀取命令，存儲在狀態(tài)寄存器370中的狀態(tài)信息可被提供到控制器200。

狀態(tài)信息可包括由非易失性存儲器裝置300根據(jù)控制器200的請求所執(zhí)行的操作的結(jié)果。例如，狀態(tài)信息可包括關(guān)于執(zhí)行的操作是已經(jīng)通過還是已經(jīng)失敗的通過/失敗信息。在寫入操作被請求的情況下，狀態(tài)信息可包括表示寫入操作是否已經(jīng)引起重寫的重寫信息。

當寫入操作引起重寫時，包括在狀態(tài)信息中的重寫信息可被提供到控制器200?？刂破?00可基于重寫信息執(zhí)行異常處理操作。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲器單元的閾值電壓分布的圖。在包括在圖1的存儲器單元區(qū)域310中的存儲器單元以單層單元(slc)類型被配置的情況下，如圖2所示，存儲器單元可被擦除以具有第一擦除狀態(tài)e的閾值電壓，并且可被寫入以具有第二編程狀態(tài)p的閾值電壓。

在讀取操作中，具有第一狀態(tài)e和第二狀態(tài)p之間的電壓水平的讀取電壓vrd可被施加于存儲器單元。如果讀取電壓vrd被施加，則具有第一狀態(tài)e的閾值電壓的存儲器單元可被區(qū)別為存儲數(shù)據(jù)“1”的接通單元，并且具有第二狀態(tài)p的閾值電壓的存儲器單元可被區(qū)別為存儲數(shù)據(jù)“0”的斷開單元。

在寫入操作中，為了確定用于存儲器單元的寫入操作是否被完成，具有高于讀取電壓vrd的電壓水平的確認電壓vvf可被施加于存儲器單元。如果確認電壓vvf被施加，則具有低于確認電壓vvf的閾值電壓的存儲器單元可被區(qū)別為存儲數(shù)據(jù)“1”的接通單元，即，用于其的寫入操作未完成的存儲器單元，并且具有高于確認電壓vvf的閾值電壓的存儲器單元可被區(qū)別為存儲數(shù)據(jù)“0”的斷開單元，即，用于其的寫入操作完成的存儲器單元。

對于在已經(jīng)寫有數(shù)據(jù)的存儲器單元中寫入數(shù)據(jù)，擦除操作應該預先執(zhí)行。這被稱為寫入前擦除操作。例如，參照圖2，為了在已經(jīng)編程的具有第二狀態(tài)p的閾值電壓的存儲器單元(即，用于其的寫入操作完成的存儲器單元)中重新寫入數(shù)據(jù)，存儲器單元的閾值電壓應該返回到第一狀態(tài)e。在已經(jīng)寫有數(shù)據(jù)的存儲器單元中寫入數(shù)據(jù)的操作以下可被稱為重寫操作。

盡管非易失性存儲器裝置300能夠重寫操作，但控制器200可不請求重寫操作以提高數(shù)據(jù)的可靠性。換言之，控制器200可不請求用于先前請求寫入的物理地址(例如，用于訪問非易失性存儲器裝置300的頁面的地址)的寫入操作。

然而，控制器200可通過錯誤地址映射信息無意地請求重寫操作。即使重寫操作被無意地請求，但非易失性存儲器裝置300可處理重寫操作，并且可通過使用狀態(tài)信息將處理重寫操作的結(jié)果提供至控制器200。下面將參照附圖詳細描述在重寫操作被請求的情況下，非易失性存儲器裝置300的操作。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例幫助說明非易失性存儲器裝置的重寫操作的圖的示例的代表。僅用于說明的目的，圖3概念地示出控制器200的請求，即，用于非易失性存儲器裝置300的控制操作，以及根據(jù)控制器200的控制的非易失性存儲器裝置300的操作?？刂破?00的控制操作可通過將命令、地址和控制信號提供至非易失性存儲器裝置300的具體操作被執(zhí)行。而且，非易失性存儲器裝置300的操作可通過根據(jù)預設偏壓和時序狀態(tài)操作的內(nèi)部功能塊執(zhí)行。

圖3中所示的擦除狀態(tài)表est可被管理在非易失性存儲器裝置300中并且可包括所有頁面的各自狀態(tài)信息。換言之，擦除狀態(tài)表est可包括關(guān)于各自頁面pg1至pg4是在寫入狀態(tài)(例如，由值“0”表示)還是擦除狀態(tài)(例如，由值“1”表示)中的信息。在非易失性存儲器裝置300的初始化操作期間，存儲在存儲器單元區(qū)域310的局部區(qū)域中的擦除狀態(tài)表est可被加載在控制邏輯360內(nèi)部的寄存器(未示出)中?？商鎿Q地，在非易失性存儲器裝置300的初始化操作期間，通過從頁面pg1至pg4的各自備用區(qū)域(spareregion)掃描頁面pg1至pg4的狀態(tài)信息所生成的擦除狀態(tài)表est可被加載在控制邏輯360內(nèi)部的寄存器(未示出)中。

在圖3中表示為“①wrc”的第一步驟處，控制器200可控制非易失性存儲器裝置300使得新數(shù)據(jù)newd被寫入在第二頁面pg2中。

在圖3中表示為“②wr”的第二步驟處，非易失性存儲器裝置300可根據(jù)請求寫入的第二頁面pg2的狀態(tài)執(zhí)行用于寫入新數(shù)據(jù)newd的寫入操作。即，非易失性存儲器裝置300可通過參照擦除狀態(tài)表est而根據(jù)請求寫入的第二頁面pg2的狀態(tài)，不同地執(zhí)行用于寫入新數(shù)據(jù)newd的寫入操作。

例如，在請求寫入的第二頁面pg2在寫入狀態(tài)中(例如，第二頁面pg2的狀態(tài)值是表示寫入狀態(tài)的“0”)的情況下，非易失性存儲器裝置300可在請求寫入的第二頁面pg2中重寫ovw新數(shù)據(jù)newd。當重寫操作完成時，在請求寫入的第二頁面pg2中先前存儲的數(shù)據(jù)可能丟失。

如果請求寫入的第二頁面pg2在擦除狀態(tài)中(例如，第二頁面pg2的狀態(tài)值是表示擦除狀態(tài)的“1”)，則非易失性存儲器裝置300可正常地在請求寫入的第二頁面pg2中寫入新數(shù)據(jù)newd。

在圖3中表示為“③rdc”的第三步驟處，控制器200可控制非易失性存儲器裝置300使得用于完成操作的狀態(tài)信息st從控制器200傳輸至非易失性存儲器裝置300。

在圖3中表示為“④pv”的第四步驟處，非易失性存儲器裝置300可向控制器200提供存儲在狀態(tài)寄存器370中的狀態(tài)信息st。

在寫入操作已經(jīng)通過(即，成功地完成)的情況下，狀態(tài)信息st可包括表示寫入操作已經(jīng)通過的通過信息p。在寫入操作已經(jīng)失敗的情況下，狀態(tài)信息st可包括表示寫入操作已經(jīng)失敗的失敗信息f。

如參照第二步驟(“②wr”)所描述的，由于重寫被請求用于在寫入狀態(tài)中的第二頁面pg2，狀態(tài)信息st可包括表示寫入操作已經(jīng)引起重寫的重寫信息ovw。

例如，非易失性存儲器裝置300可通過狀態(tài)信息st向控制器200提供表示寫入操作已經(jīng)引起重寫以及重寫是已經(jīng)通過還是已經(jīng)失敗的信息。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的非易失性存儲器裝置的重寫操作的另一示例。作為示例，圖4概念地示出控制器200的請求，即，用于非易失性存儲器裝置300的控制操作，以及根據(jù)控制器200的控制的非易失性存儲器裝置300的操作。控制器200的控制操作可包括提供命令、地址和控制信號至非易失性存儲器裝置300。而且，非易失性存儲器裝置300的操作可通過根據(jù)預設偏壓狀態(tài)和時序狀態(tài)操作的內(nèi)部功能塊被執(zhí)行。

圖4中所示的擦除狀態(tài)表est可被管理在非易失性存儲器裝置300中并且可包括所有頁面的各自狀態(tài)信息。例如，擦除狀態(tài)表est可包括關(guān)于各自頁面pg1至pg4是在寫入狀態(tài)(例如，由值“0”表示)還是在擦除狀態(tài)(例如，由值“1”表示)中的信息。在非易失性存儲器裝置300的初始化操作期間，存儲在存儲器單元區(qū)域310的局部區(qū)域中的擦除狀態(tài)表est可被加載在控制邏輯360內(nèi)部的寄存器(未示出)中?？商鎿Q地，在非易失性存儲器裝置300的初始化操作期間，擦除狀態(tài)表est通過從頁面pg1至pg4的各自備用區(qū)域掃描頁面pg1至pg4的狀態(tài)信息生成并且被加載在控制邏輯360內(nèi)部的寄存器(未示出)中。

在圖4中表示為“①wrc”的第一步驟處，控制器200可控制非易失性存儲器裝置300使得新數(shù)據(jù)newd被寫入在第二頁面pg2中。

在圖4中表示為“②wr”的第二步驟處，非易失性存儲器裝置300可根據(jù)請求寫入的第二頁面pg2的狀態(tài)執(zhí)行用于寫入新數(shù)據(jù)newd的寫入操作。即，非易失性存儲器裝置300可根據(jù)通過參照擦除狀態(tài)表est確定的請求寫入的頁面的狀態(tài)不同地執(zhí)行用于寫入新數(shù)據(jù)newd的寫入操作。

例如，在請求寫入的第二頁面pg2在寫入狀態(tài)中(例如，第二頁面具有表示寫入狀態(tài)的狀態(tài)值“0”)的情況下，非易失性存儲器裝置300可跳過用于新數(shù)據(jù)newd的寫入操作。換言之，為了在請求寫入的第二頁面pg2中保存先前存儲的數(shù)據(jù)，非易失性存儲器裝置300可跳過用于在請求寫入的第二頁面pg2中存儲新數(shù)據(jù)newd的寫入操作。

如果請求寫入的第二頁面pg2在擦除狀態(tài)中(例如，第二頁面pg2的狀態(tài)值是表示擦除狀態(tài)的“1”)，則非易失性存儲器裝置300可正常地在請求寫入的第二頁面pg2中寫入新數(shù)據(jù)newd。

在圖4中表示為“③rdc”的第三步驟處，控制器200可控制非易失性存儲器裝置300使得用于完成操作的狀態(tài)信息st從控制器200傳輸至非易失性存儲器裝置300。

在圖4中表示為“④pv”的第四步驟處，非易失性存儲器裝置300可向控制器200提供存儲在狀態(tài)寄存器370中的狀態(tài)信息st。

在寫入操作已經(jīng)通過的情況下，狀態(tài)信息st可包括表示寫入操作已經(jīng)通過的通過信息p。在寫入操作已經(jīng)失敗的情況下，狀態(tài)信息st可包括表示寫入操作已經(jīng)失敗的失敗信息f。

如參照第二步驟(“②wr”)描述的，由于請求用于在寫入狀態(tài)中的第二頁面pg2的重寫沒有被執(zhí)行，狀態(tài)信息st可包括表示寫入操作已經(jīng)引起重寫的重寫信息ovw和表示重寫已經(jīng)失敗的失敗信息f。

換言之，非易失性存儲器裝置300可通過狀態(tài)信息st向控制器200提供表示寫入操作已經(jīng)引起重寫并且因此寫入操作已經(jīng)作為失敗結(jié)束的信息。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的非易失性存儲器裝置的重寫操作的另一示例。作為示例，圖5概念地示出控制器200的請求，即，用于非易失性存儲器裝置300的控制操作，以及根據(jù)控制器200的控制的非易失性存儲器裝置300的操作?？刂破?00的控制操作可包括將命令、地址和控制信號提供至非易失性存儲器裝置300。而且，非易失性存儲器裝置300的操作可由根據(jù)預設偏壓狀態(tài)和時序狀態(tài)操作的內(nèi)部功能塊執(zhí)行。

圖5中所示的擦除狀態(tài)表est可被管理在非易失性存儲器裝置300中并且可包括所有頁面的各自狀態(tài)信息。換言之，擦除狀態(tài)表est可包括關(guān)于各自頁面pg1至pg4是在寫入狀態(tài)(例如，由值“0”表示)還是在擦除狀態(tài)(例如，由值“1”表示)中的信息。在非易失性存儲器裝置300的初始化操作期間，存儲在存儲器單元區(qū)域310的局部區(qū)域中的擦除狀態(tài)表est可被加載在控制邏輯360內(nèi)部的寄存器(未示出)中?？商鎿Q地，在非易失性存儲器裝置300的初始化操作期間，擦除狀態(tài)表est通過從頁面pg1至pg4的各自備用區(qū)域掃描頁面pg1至pg4的狀態(tài)信息生成并且被加載在控制邏輯360內(nèi)部的寄存器(未示出)中。

在圖5中表示為“①wrc”的第一步驟處，控制器200可控制非易失性存儲器裝置300使得新數(shù)據(jù)newd被寫入在第二頁面pg2中。

在圖5中表示為“②wr”的第二步驟處，非易失性存儲器裝置300可根據(jù)請求寫入的第二頁面pg2的狀態(tài)執(zhí)行用于寫入新數(shù)據(jù)newd的寫入操作。即，非易失性存儲器裝置300可根據(jù)通過參照擦除狀態(tài)表est確定的請求寫入的頁面的狀態(tài)，不同地執(zhí)行用于寫入新數(shù)據(jù)newd的寫入操作。

例如，在請求寫入的第二頁面pg2在寫入狀態(tài)中(例如，第二頁面具有表示寫入狀態(tài)的狀態(tài)值“0”)的情況下，非易失性存儲器裝置300可在不同于請求寫入的第二頁面pg2的頁面例如第三頁面pg3中寫入新數(shù)據(jù)newd。換言之，為了在請求寫入的第二頁面pg2中保存先前存儲的數(shù)據(jù)，非易失性存儲器裝置300可不在請求寫入的第二頁面pg2中重寫新數(shù)據(jù)newd，而是可在處于擦除狀態(tài)的另一頁面，例如，第三頁面pg3，中寫入新數(shù)據(jù)newd。盡管重寫操作，但在請求寫入的第二頁面pg2中先前存儲的數(shù)據(jù)可不丟失。

在處于擦除狀態(tài)中的第三頁面pg3中寫入新數(shù)據(jù)newd的重寫之后，非易失性存儲器裝置300可更新第三頁面pg3的狀態(tài)信息。

如果請求寫入的第二頁面pg2在擦除狀態(tài)中(例如，第二頁面pg2的狀態(tài)值是表示擦除狀態(tài)的“1”)，則非易失性存儲器裝置300可正常地在請求寫入的第二頁面pg2中寫入新數(shù)據(jù)newd。

在圖5中表示為“③rdc”的第三步驟處，控制器200可控制非易失性存儲器裝置300使得用于完成操作的狀態(tài)信息st從控制器200傳輸至非易失性存儲器裝置300。

在圖5中表示為“④pv”的第四步驟處，非易失性存儲器裝置300可向控制器200提供存儲在狀態(tài)寄存器370中的狀態(tài)信息st。

在寫入操作已經(jīng)通過的情況下，狀態(tài)信息st可包括表示寫入操作已經(jīng)通過的通過信息p。在寫入操作已經(jīng)失敗的情況下，狀態(tài)信息st可包括表示寫入操作已經(jīng)失敗的失敗信息f。

如參照第二步驟(“②wr”)所描述的，由于重寫被請求用于在寫入狀態(tài)中的第二頁面pg2，狀態(tài)信息st可包括表示寫入操作已經(jīng)引起重寫的重寫信息ovw。

換言之，非易失性存儲器裝置300可通過狀態(tài)信息st向控制器200提供表示寫入操作已經(jīng)引起重寫并且對擦除狀態(tài)的另一頁面而不是寫入狀態(tài)的請求重寫的頁面的另一寫入操作而不是重寫已經(jīng)通過或失敗的信息。

因為新數(shù)據(jù)newd已經(jīng)被存儲在不同于請求寫入的第二頁面pg2的頁面中，所以狀態(tài)信息st可包括用于新數(shù)據(jù)newd被存儲在其中的地址的信息addr。例如，包括在狀態(tài)信息st中的地址信息addr可表示新數(shù)據(jù)newd存儲在其中的頁面pg3的地址。對于另一實例，包括在狀態(tài)信息st中的地址信息addr可包括關(guān)于請求寫入的頁面pg2和新數(shù)據(jù)newd實際存儲在其中的頁面pg3之間的關(guān)聯(lián)的信息，例如，頁面偏移信息。作為用于計算新數(shù)據(jù)newd實際存儲在其中的頁面pg3的地址的值的頁面偏移信息可以是或者包括與請求寫入的頁面pg2的地址的變差或增量/減量。

現(xiàn)參照圖6，根據(jù)本發(fā)明的實施例，包括數(shù)據(jù)存儲裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被提供。根據(jù)圖6的實施例，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1000可包括主機裝置1100和數(shù)據(jù)存儲裝置1200。

數(shù)據(jù)存儲裝置1200可包括控制器1210和非易失性存儲器裝置1220。數(shù)據(jù)存儲裝置1200可通過經(jīng)由雙向箭頭1217表示的通信通道被聯(lián)接至主機裝置1100而被使用。主機裝置1100可以是，例如移動電話、mp3播放器、膝上型電腦、臺式計算機、游戲機、電視、車載信息娛樂系統(tǒng)等等。數(shù)據(jù)存儲裝置1200也被稱為存儲器系統(tǒng)。

控制器1210可包括經(jīng)由多個通信通道1216和系統(tǒng)總線1218有效聯(lián)接至彼此的主機接口單元1211、控制單元1212、存儲器接口單元1213、隨機存取存儲器1214以及錯誤校正碼(ecc)單元1215。

控制單元1212可響應于來自主機裝置1100的請求控制控制器1210的一般操作?？刂茊卧?212可驅(qū)動固件和/或軟件用于控制非易失性存儲器裝置1220。

隨機存取存儲器1214可被用作控制單元1212的工作存儲器。隨機存取存儲器1214可被用作暫時存儲從非易失性存儲器裝置1220讀出的數(shù)據(jù)或由主機裝置1100提供的數(shù)據(jù)的緩沖存儲器。

主機接口單元1211可接合主機裝置1100和控制器1210。例如，主機接口單元1211可通過諸如以下的各種接口協(xié)議之一與主機裝置1100通信：通用串行總線(usb)協(xié)議、通用閃速存儲(ufs)協(xié)議、多媒體卡(mmc)協(xié)議、外圍組件互連(pci)協(xié)議、高速pci(pci-e)協(xié)議、并行高級技術(shù)附件(pata)協(xié)議、串行高級技術(shù)附件(sata)協(xié)議、小型計算機系統(tǒng)接口(scsi)協(xié)議和串列scsi(sas)協(xié)議。

存儲器接口單元1213可經(jīng)由通信通道1219接合控制器1210和非易失性存儲器裝置1220。存儲器接口單元1213可提供命令和地址至非易失性存儲器裝置1220。此外，存儲器接口單元1213可與非易失性存儲器裝置1220交換數(shù)據(jù)。任何合適的存儲器接口可被采用。

錯誤校正碼(ecc)單元1215可ecc-編碼待被存儲在非易失性存儲器裝置1220中的數(shù)據(jù)。而且，ecc單元1215可ecc-解碼從非易失性存儲器裝置1220讀出的數(shù)據(jù)。任何合適的ecc單元可以被采用。

非易失性存儲器裝置1220可被用作數(shù)據(jù)存儲裝置1200的存儲媒介。非易失性存儲器裝置1220可包括多個非易失性存儲器芯片(或者管芯)nvm_1至nvm_k。

如上參照圖3至圖5所述，根據(jù)來自控制器1210的請求，非易失性存儲器裝置1220可提供包括重寫信息的狀態(tài)信息。

控制器1210和非易失性存儲器裝置1220可被制造為各種數(shù)據(jù)存儲裝置的任何一種。例如，控制器1210和非易失性存儲器裝置1220可被集成到單一半導體裝置中并且可被制造為下列中的任何一種：mmc、emmc、rs-mmc和微型-mmc形式的多媒體卡，sd、迷你-sd和微型-sd形式的安全數(shù)字卡，通用串行總線(usb)存儲裝置，通用閃速存儲(ufs)裝置，個人計算機存儲卡國際協(xié)會(pcmcia)卡，標準閃存(cf)卡，智能媒體卡，記憶棒等等。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括固態(tài)驅(qū)動器(ssd)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。根據(jù)圖7的實施例，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2000可包括主機裝置2100和固態(tài)驅(qū)動器(ssd)2200。

ssd2200可包括ssd控制器2210、緩沖存儲器裝置2220、非易失性存儲器裝置2231至223n、電源2240、信號連接器2250以及電源連接器2260。

ssd控制器2210可響應于來自主機裝置2100的請求經(jīng)由多個通道ch1至chn訪問非易失性存儲器裝置2231至223n。

ssd控制器2210可經(jīng)由通信通道2221訪問緩沖存儲器裝置2220。

緩沖存儲器裝置2220可暫時存儲待被存儲在非易失性存儲器裝置2231至223n中的數(shù)據(jù)。進一步地，緩沖存儲器裝置2220可暫時存儲從非易失性存儲器裝置2231至223n讀出的數(shù)據(jù)。在ssd控制器2210的控制下，暫時存儲在緩沖存儲器裝置2220中的數(shù)據(jù)可被傳輸至主機裝置2100或非易失性存儲器裝置2231至223n。

非易失性存儲器裝置2231至223n可被用作ssd2200的存儲媒介。非易失性存儲器裝置2231至223n可分別通過多個通道ch1至chn與ssd控制器2210聯(lián)接。一個或多個非易失性存儲器裝置可被聯(lián)接至每個通道。聯(lián)接至每個通道的非易失性存儲器裝置可被聯(lián)接至相同的信號總線和數(shù)據(jù)總線。

如上參照圖3至圖5所述，根據(jù)來自ssd控制器2210的請求，非易失性存儲器裝置2231至223n的每個可提供包括重寫信息的狀態(tài)信息。

電源2240可經(jīng)由至少一個內(nèi)部動力聯(lián)合(powerlink)2243將通過電源連接器2260從主機裝置2000接收的電力pwr提供至ssd2200的內(nèi)部。電源2240可包括輔助電源2241。當突然斷電發(fā)生時，輔助電源2241可提供電力以允許ssd2200正常地終止。輔助電源2241可包括能夠充電從主機接收的電力pwr的大容量電容器。

ssd控制器2210可通過信號連接器2250與主機裝置2100交換信號sgl。信號sgl可包括命令、地址、數(shù)據(jù)等等。根據(jù)主機裝置2100和ssd2200之間的接口方案，信號連接器2250可由諸如以下的連接器配置：例如，并行高級技術(shù)附件(pata)、串行高級技術(shù)附件(sata)、小型計算機系統(tǒng)接口(scsi)、串列scsi(sas)、外圍組件互連(pci)和高速pci(pci-e)協(xié)議。

圖8示出圖7的ssd控制器的示例。參照圖8，ssd控制器2210可包括存儲器接口單元2211、主機接口單元2212、錯誤校正碼(ecc)單元2213、控制單元2214以及隨機存取存儲器2215。

存儲器接口單元2211可提供控制信號，諸如命令和地址，至非易失性存儲器裝置2231至223n。而且，存儲器接口單元2211可與非易失性存儲器裝置2231至223n交換數(shù)據(jù)。在控制單元2214的控制下，存儲器接口單元2211可將從緩沖存儲器裝置2220傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分散至各自通道ch1至chn。此外，在控制單元2214的控制下，存儲器接口單元2211可將從非易失性存儲器裝置2231至223n讀出的數(shù)據(jù)傳輸至緩沖存儲器裝置2220。

根據(jù)主機裝置2100的協(xié)議，主機接口單元2212可提供相對于ssd2200的接口。例如，主機接口單元2212可通過并行高級技術(shù)附件(pata)、串行高級技術(shù)附件(sata)、小型計算機系統(tǒng)接口(scsi)、串列scsi(sas)、外圍組件互連(pci)和高速pci(pci-e)協(xié)議之一與主機裝置2100通信。另外，主機接口單元2212可執(zhí)行支持主機裝置2100的磁盤仿真功能以識別ssd2200為硬盤驅(qū)動器(hdd)。

控制單元2214可分析和處理從主機裝置2100輸入的信號sgl。根據(jù)用于驅(qū)動ssd2200的固件或軟件，控制單元2214可控制緩沖存儲器裝置2220以及非易失性存儲器裝置2231至223n的操作。隨機存取存儲器2215可被用作工作存儲器以用于驅(qū)動固件或軟件。

在存儲在緩沖存儲器裝置2220中的數(shù)據(jù)之中，錯誤校正碼(ecc)單元2213可生成待被傳輸至非易失性存儲器裝置2231至223n的校驗數(shù)據(jù)。生成的校驗數(shù)據(jù)可與數(shù)據(jù)一起被存儲在非易失性存儲器裝置2231至223n中。錯誤校正碼(ecc)單元2213可檢測從非易失性存儲器裝置2231至223n讀出的數(shù)據(jù)的錯誤。當檢測的錯誤在可校正的范圍內(nèi)時，錯誤校正碼(ecc)單元2213可校正檢測的錯誤。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示出數(shù)據(jù)存儲裝置被安裝于其的計算機系統(tǒng)的框圖。根據(jù)圖9的實施例，計算機系統(tǒng)3000包括電聯(lián)接至系統(tǒng)總線3700的網(wǎng)絡適配器3100、中央處理單元3200、數(shù)據(jù)存儲裝置3300、ram3400，rom3500以及用戶接口3600。數(shù)據(jù)存儲裝置3300可由圖1中所示的數(shù)據(jù)存儲裝置100、圖6中所示的數(shù)據(jù)存儲裝置1200或圖7中所示的ssd2200配置。

網(wǎng)絡適配器3100可提供計算機系統(tǒng)3000和外部網(wǎng)絡之間的連接。中央處理單元3200可執(zhí)行用于驅(qū)動住在ram3400處的操作系統(tǒng)或應用程序的通用計算處理。

數(shù)據(jù)存儲裝置3300可存儲在計算機系統(tǒng)3000中需要的通用數(shù)據(jù)。例如，用于驅(qū)動計算機系統(tǒng)3000的操作系統(tǒng)、應用程序、各種程序模塊、程序數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)可被存儲在數(shù)據(jù)存儲裝置3300中。

ram3400可被用作計算機系統(tǒng)3000的工作存儲器。一經(jīng)啟動，從數(shù)據(jù)存儲裝置3300讀出的操作系統(tǒng)、應用程序、各種程序模塊和驅(qū)動程序所需的程序數(shù)據(jù)，可被加載在ram3400上。在操作系統(tǒng)被驅(qū)動前被激活的bios(基本輸入/輸出系統(tǒng))可被存儲在rom3500中。計算機系統(tǒng)3000和用戶之間的信息交換可通過用戶接口3600實現(xiàn)。

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括在數(shù)據(jù)存儲裝置中的非易失性存儲器裝置的框圖。根據(jù)圖10的實施例，非易失性存儲器裝置300可包括存儲器單元列陣310、行解碼器320、列解碼器330、數(shù)據(jù)讀取/寫入塊340、電壓發(fā)生器350和控制邏輯360。

存儲器單元列陣310可包括布置在字線wl1至wlm和位線bl1至bln彼此相交的區(qū)域處的存儲器單元mc。

行解碼器320可通過字線wl1至wlm與存儲器單元列陣310聯(lián)接。行解碼器320可根據(jù)控制邏輯360的控制來操作。行解碼器320可解碼從外部裝置(未示出)提供的地址。行解碼器320可基于解碼結(jié)果選擇和驅(qū)動字線wl1至wlm。例如，行解碼器320可將從電壓發(fā)生器350提供的字線電壓提供到字線wl1至wlm。

數(shù)據(jù)讀取/寫入塊340可通過位線bl1至bln與存儲器單元列陣310聯(lián)接。數(shù)據(jù)讀取/寫入塊340可包括分別對應于位線bl1至bln的讀取/寫入電路rw1至rwn。數(shù)據(jù)讀取/寫入塊340可根據(jù)控制邏輯360的控制操作。數(shù)據(jù)讀取/寫入塊340可根據(jù)操作模式操作為寫入驅(qū)動器或讀出放大器。例如，數(shù)據(jù)讀取/寫入塊340在寫入操作中可操作為將從外部裝置提供的數(shù)據(jù)存儲在存儲器單元列陣310中的寫入驅(qū)動器。對于另一示例，數(shù)據(jù)讀取/寫入塊340在讀取操作中可操作為從存儲器單元列陣310中讀出數(shù)據(jù)的讀出放大器。

列解碼器330可在控制邏輯360的管理控制下操作。列解碼器330可解碼從外部裝置提供的地址。列解碼器330可基于解碼結(jié)果將數(shù)據(jù)讀取/寫入塊340的分別對應于位線bl1至bln的讀取/寫入電路rw1至rwn與數(shù)據(jù)輸入/輸出線(或者數(shù)據(jù)輸入/輸出緩存器)聯(lián)接。

電壓發(fā)生器350可生成待在非易失性存儲器裝置300的內(nèi)部操作中使用的電壓。電壓發(fā)生器350生成的電壓可施加于存儲器單元列陣310的存儲器單元。例如，在編程操作中生成的編程電壓可被施加于待執(zhí)行編程操作的存儲器單元的字線。對于另一示例，在擦除操作中生成的擦除電壓可被施加于待執(zhí)行擦除操作的存儲器單元的阱區(qū)。對于又一示例，在讀取操作中生成的讀取電壓可被施加于待執(zhí)行讀取操作的存儲器單元的字線。

基于從外部裝置提供的控制信號，控制邏輯360可控制非易失性存儲器裝置300的一般操作。例如，控制邏輯360可控制非易失性存儲器裝置300的操作，諸如非易失性存儲器裝置300的讀取、寫入和擦除操作。盡管未示出，但控制邏輯360可包括用于存儲狀態(tài)信息的狀態(tài)寄存器?？刂七壿?60可根據(jù)來自外部裝置的請求提供包括重寫信息的狀態(tài)信息。

雖然以上已經(jīng)描述了各種實施例，但是對于本領域技術(shù)人員將被理解的是，描述的實施例僅是示例。因此，本申請中描述的數(shù)據(jù)存儲裝置及其操作方法不應基于描述的實施例被限制。

在不脫離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種改變和變型，這對本領域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。