跟蹤對非易失性存儲器的區(qū)域的讀訪問的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年12月14日提交的美國臨時申請第61/737,668號以及與 2013年2月1日提交的美國申請第13/756,946號的優(yōu)先權(quán)。這些申請的每個的內(nèi)容通過 全部引用特別合并于本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開一般涉及跟蹤對非易失性存儲器的訪問。
【背景技術(shù)】
[0004] 諸如通用串行總線（USB)閃存設(shè)備或者可移除存儲卡的非易失性數(shù)據(jù)存儲設(shè)備 已經(jīng)考慮到數(shù)據(jù)和軟件應(yīng)用的增加的便攜性。閃存設(shè)備可以通過在每個閃存單元中存儲多 位來提高數(shù)據(jù)存儲密度。例如，多級單元（MLC)閃存設(shè)備提高每單元存儲3位、每單元存儲 4位或者更多來提供增加的存儲密度。盡管增加每單元的位數(shù)量以及降低存儲器特征尺寸 可以增加存儲器設(shè)備的存儲密度，但是存儲在存儲器設(shè)備處的數(shù)據(jù)的位錯誤率也增加。
[0005] 經(jīng)常使用錯誤校正編碼（ECC)來校正出現(xiàn)在從存儲器設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)中的錯誤。 在存儲之前，可以通過ECC編碼器將數(shù)據(jù)編碼以產(chǎn)生可以與數(shù)據(jù)一起存儲為ECC碼字的冗 余信息（例如，"奇偶校驗位"）。隨著使用更多的奇偶校驗位，ECC的錯誤校正能力增加，并 且存儲編碼的數(shù)據(jù)所需的位數(shù)量也增加。
[0006] 在存儲器設(shè)備中存儲的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的一個錯誤源是由于存儲器設(shè)備的讀訪問。當(dāng) 向閃存設(shè)備的字線和位線施加電壓以使能夠讀取在該字線處存儲的數(shù)據(jù)時，由于存儲器設(shè) 備內(nèi)的單元間耦合，相鄰字線的閾值電壓被干擾（例如稍微增加）。讀干擾影響是累積的， 并且如果未被修正，則可能導(dǎo)致存儲的數(shù)據(jù)中的錯誤數(shù)量超過數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的ECC錯誤校 正能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 由一組計數(shù)器跟蹤對數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的非易失性存儲器的區(qū)域的讀訪問。當(dāng)計數(shù)器 值指示對由計數(shù)器跟蹤的具體區(qū)域的讀訪問的數(shù)量超過閾值量時，開始對在該具體區(qū)域中 存儲的數(shù)據(jù)的諸如數(shù)據(jù)刷新操作或者數(shù)據(jù)移動操作的修正動作。因此，可以在累積的讀干 擾影響超過數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的校正能力之前經(jīng)由刷新或者移動數(shù)據(jù)來校正對存儲器中存儲 的數(shù)據(jù)的讀干擾影響。將非易失性存儲器邏輯分區(qū)為用于讀訪問跟蹤的區(qū)域可以是可編程 的并且可以基于各種因素適應(yīng)性地確定以在非易失性存儲器內(nèi)容納對于讀干擾影響的變 換的敏感度。
【附圖說明】
[0008] 圖1是包括配置為跟蹤對存儲器的多個區(qū)域的讀訪問以開始修正動作的數(shù)據(jù)存 儲設(shè)備的系統(tǒng)的具體例示性實施例的框圖；
[0009] 圖2是例示可以并入圖1的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備中的組件的具體實施例的框圖；
[0010] 圖3是例示圖1的存儲器的邏輯分區(qū)以及計數(shù)器到存儲器的區(qū)域的映射的總圖； 以及
[0011] 圖4是跟蹤對非易失性存儲器的區(qū)域的讀訪問的方法的具體例示性實施例的流 程圖。
【具體實施方式】
[0012] 參考圖1，系統(tǒng)100的一個具體實施例包括耦合到主機設(shè)備130的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備 102。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備102配置為跟蹤對非易失性存儲器104的多個區(qū)域的讀訪問并且基于 跟蹤的讀訪問開始修正動作。
[0013] 主機設(shè)備130可以配置為提供要在非易失性存儲器104處存儲的諸如用戶數(shù)據(jù) 132的數(shù)據(jù)或者請求要從存儲器104讀取的數(shù)據(jù)。例如，主機設(shè)備130可以包括移動電話、 音樂或視頻播放器、游戲控制臺、電子書閱讀器、個人數(shù)字助理（PDA)、諸如膝上型計算機、 筆記本計算機或者平板機的計算機、固態(tài)數(shù)據(jù)存儲驅(qū)動器、任何其他電子設(shè)備或其任意組 合。
[0014] 數(shù)據(jù)存儲設(shè)備102包括耦合到控制器120的非易失性存儲器104。非易失性存儲 器104可以是諸如NAND閃存的閃存。例如，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備102可以是諸如安全數(shù)字SD? 卡、微SD?卡、迷你SD.TM卡（特拉華州化手段的SD-3CLLC的商標(biāo)）、多媒體卡.TM(MMC. TM)卡（維吉尼亞阿靈頓的JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會的商標(biāo)）或者緊湊快閃? (CF)卡（加利福 尼亞米爾皮塔司的SanDisk公司的商標(biāo)）的存儲卡。作為另一例子，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備102可 以配置為耦合到主機設(shè)備130作為嵌入式存儲器，比如作為例示性例子的eMMC(維吉尼亞 阿靈頓的JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會的商標(biāo)）以及eSD。
[0015] 非易失性存儲器104包括多組存儲元件，比如包括多個MLC快閃單元的多級單元 (MLC)閃存中的字線。非易失性存儲器104還可以包括存儲元件的多個塊，比如閃存的在每 個擦除塊中包括多個字線的擦除塊。非易失性存儲器104被邏輯分區(qū)為包括第一區(qū)域（區(qū) 域1) 110和第N區(qū)域（區(qū)域N) 112的多個區(qū)域，其中N是大于1的整數(shù)。每個區(qū)域110-112 可以包括一個或多個字線、塊或者非易失性存儲器104的其他部分。為了例示，在其中非易 失性存儲器104包括多個陣列、多個平面、多個裸片或其任意組合的實現(xiàn)方式中，每個區(qū)域 110-112可以包括在單個陣列、平面或者裸片內(nèi)的多個字線。作為另一例子，單個區(qū)域（例 如第一區(qū)域110)可以跨越多個陣列、平面、或者裸片、或其任意組合。為了例示，第一區(qū)域 110可以包括在第一裸片內(nèi)的存儲元件以及在第二裸片內(nèi)的存儲元件。
[0016] 控制器120配置為在數(shù)據(jù)存儲設(shè)備120操作地耦合到主機設(shè)備130時從主機設(shè)備 130接收數(shù)據(jù)和指令以及向主機設(shè)備130發(fā)送數(shù)據(jù)?？刂破?20進一步配置為向存儲器104 發(fā)送數(shù)據(jù)和命令以及從存儲器104接收數(shù)據(jù)。例如，控制器120配置為發(fā)送數(shù)據(jù)和寫命令 以指示非易失性存儲器104將該數(shù)據(jù)存儲到指定的地址。作為另一例子，控制器120配置 為發(fā)送讀命令以從非易失性存儲器104的指定地址讀取數(shù)據(jù)。
[0017] 控制器120可以包括配置為接收要被存儲到非易失性存儲器104的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生碼 字的ECC引擎（未示出）。例如，ECC引擎可以包括配置為使用ECC編碼方案來編碼數(shù)據(jù)的 編碼器，比如里德所羅門編碼器、博斯-喬赫里-霍克文黑姆（BCH)編碼器、低密度奇偶校 驗（LDPC)編碼器、Turbo碼編碼器、配置為根據(jù)一個或多個其他ECC編碼方案來編碼數(shù)據(jù) 的編碼器、或其任意組合。ECC引擎可以包括配置為對從非易失性存儲器104讀取的數(shù)據(jù)解 碼以檢測并校正可能存在于數(shù)據(jù)中的位錯誤達ECC方案的錯誤校正能力的解碼器。
[0018] 控制器120包括配置為跟蹤對非易失性存儲器104進行的讀訪問的一組計數(shù)器 122。該組計數(shù)器122包括多個計數(shù)器，包括第一計數(shù)器（計數(shù)器1)140和第N計數(shù)器（計 數(shù)器N) 142。第一計數(shù)器140具有第一計數(shù)器值（值1) 160,該第一計數(shù)器值160可由控制 器120更新以跟蹤對第一區(qū)域110的存儲器訪問。第N計數(shù)器142具有也可由控制器120 更新以跟蹤對第N區(qū)域112的存儲器訪問的第N值162。
[0019] 控制器120包括存儲器管理引擎124。存儲器管理引擎124配置為從主機設(shè)備130 接收讀請求并確定與所請求的數(shù)據(jù)對應(yīng)的讀取地址152。例如，讀取地址152可以對應(yīng)于非 易失性存儲器104內(nèi)的一個或多個字線的物理地址。為了例示，存儲器管理引擎124可以 接收存儲在非易失性存儲器104中的所請求的數(shù)據(jù)的邏輯地址并且可以進行地址翻譯以 產(chǎn)生物理讀取地址，比如讀取地址152。存儲器管理引擎124配置為產(chǎn)生從非易失性存儲器 104的讀取地址152讀取數(shù)據(jù)的讀命令150。另外，存儲器管理引擎124配置為將讀取地址 152提供給該組讀取訪問計數(shù)器122。
[0020] 響應(yīng)于確定與要從非易失性存儲器104讀取的數(shù)據(jù)的物理地址對應(yīng)的讀取地址 152,控制器120可以選擇與由該組計數(shù)器122中的具體計數(shù)器跟蹤的非易失性存儲器104 的區(qū)域?qū)?yīng)的該具體計數(shù)器。例如，當(dāng)讀取地址152對應(yīng)于第一區(qū)域110中的數(shù)據(jù)時，控制 器120可以確定第一計數(shù)器140維持對第一區(qū)域110的讀訪問的計數(shù)，因此，第一值160可 以由第一計數(shù)器140更新。作為另一例子，當(dāng)讀取地址152對應(yīng)于由第N計數(shù)器142跟蹤 的第N區(qū)域112中的地址時，第N計數(shù)器142的第N值162可以被更新為指示讀取操作。
[0021] 與對由相應(yīng)的計數(shù)器140-142跟蹤的具體區(qū)域的訪問的計數(shù)對應(yīng)的值160-162的 每個與閾值170比較。響應(yīng)于確定該值160-162中的一個或多個等于或者超過該閾值170， 可以產(chǎn)生標(biāo)志154并將其提供給存儲器管理引擎124。存儲器管理引擎124可以接收該標(biāo) 志154并且可以開始第非易失性存儲器104的相應(yīng)區(qū)域的修正動作126。
[0022] 例如，當(dāng)?shù)谝恢?60指示對第一區(qū)域110的讀訪問的計數(shù)等于或超過閾值170時， 控制器120可以配置為開始對該第一區(qū)域110的修正動作126。修正動作126可以包括指 示相應(yīng)區(qū)域110中的數(shù)據(jù)移動到非易失性存儲器104的不同存儲器位置的數(shù)據(jù)移動操作。 作為另一例子，修正動作126可以包括數(shù)據(jù)刷新操作。該數(shù)據(jù)刷新操作可以包括從該區(qū)域 110的每個塊復(fù)制數(shù)據(jù)、擦除具體塊以及將該數(shù)