[发明专利]读取非易失性计算机存储器的系统和方法

说明书

技术领域

本公开一般涉及用于读取非易失性计算机存储器的系统和方法。

背景技术

用户对像个人数字助理(PDA)、MP3播放器、便携式存储系统、增强型 手机(cell phone)系统、以及照相机这样一类的便携式设备的需求日益增加。 传统的非易失性储存器存储系统(例如软磁盘、硬盘驱动器、以及光驱动)一 般不适合在便携式设备中使用，原因在于它们遭受机械故障、超重、大尺寸以 及高能量消耗。结果，便携式设备的制造致力于固态存储系统，例如闪存以及 电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。

在固态存储设备(例如闪存)上对数据的存取以及存储利用虚拟化的地址。 固态存储设备易于随着使用而耗损，并且同样，固态存储设备内部的扇区可能 失去存储无误差数据的能力。为了减少固态存储设备耗损的问题，微控制器通 常会平衡存储器扇区之间的使用。例如，当数据被提供给闪存设备时，该数据 可以被存储在第一扇区，并且当数据被更新时，微控制器可以将数据存储在第 二扇区，从而减少了第一扇区的耗损。因此，数据块的物理位置可能变化。为 了促进这种平衡且为了寻址变化的物理地址，微控制器通常生成一种列表，该 列表被用来把由计算系统使用的基于位置的地址转换为闪存设备内部所使用的 虚拟地址。通过这种方式，系统可以利用基于相同位置的地址来寻址一组数据， 同时微控制器可以根据平衡协议将该信息存储在闪存的变化扇区内或者闪存内 部的不同地址上。当扇区在闪存设备内部是坏的时，微控制器可以生成坏数据 扇区的映射以阻止数据存储在这种坏数据扇区内。

典型地通过读取数据扇区和校验系统数据内特定的代码值来进行坏扇区的 编目以及扇区映射的生成。一般，与数据扇区的所有数据有关的ECC被包含 在用于纠正和校验数据中的噪声的数据扇区内。例如，当存储数据时基于数据 来计算ECC并随数据一起存储。当存取数据时，从数据中计算新的ECC并与 随数据一起被存储的ECC进行比较。如果新的ECC和所存储的ECC之间存 在差别，则数据很可能被破坏并且扇区可能是坏的。在许多例子中，ECC可以 被用来在传输给随后的存储系统或处理器之前纠正数据。

这种检错、纠错、以及坏数据块的编目对于多级单元闪存变得愈发重要。 多级单元(MLC)闪存比传统的单级单元闪存具有更大的存储密度。但是，多 级单元闪存典型地具有更高的差错率且可能耗损更快。同样，纠错以及扇区编 目对于非易失性固态存储设备而言越来越有用。

但是，读取数据、计算ECC以及纠正受破坏的数据的过程是漫长的过程。 同样，执行任务(例如映射数据扇区)消耗系统资源。在一个例子中，映射任 务可能降低所连接的存储器总线的性能。同样，需要用于读取非易失性存储器 的改进的系统和方法。

附图说明

图1是示出示例性存储系统的框图。

图2是示出示例性存储器的框图。

图3、4和5是示出象在图1中所示的存储系统这样一类存储系统使用的 示例性方法的流程图。

具体实施方式

在特定的实施例中，本公开涉及具有处理器和非易失性存储设备的存储系 统。非易失性存储设备被配置用于存储具有数据扇区或页面的数据块。数据的 每个扇区或页面都包括用户数据区和冗余存储区。每个冗余存储区都包括具有 循环冗余校验码(CRC)的第一部分以及具有纠错码(ECC)的第二部分。当 生成闪存映射时，系统可以读取每个冗余存储区的第一部分并利用有关的循环 冗余校验码(CRC)来校验差错。如果发现冗余部分的数据出错，系统可以利 用在冗余存储区或整个数据扇区上所存储的ECC码来执行数据纠正。

例如，冗余存储区的第一部分可以包括系统数据和对数据块编目有用的数 据，例如一个或多个重写标记、逻辑地址数据、格式预定数据、安全码、数据 管理标记、以及识别扇区内数据类别的标记。在一个示范性实施例中，系统扫 描所有块内的所有数据扇区或特定扇区的第一部分来校验块/扇区状态以建立好 的或坏的扇区或块的列表。在另一例子中，系统扫描一组用于逻辑地址信息的 扇区来建立逻辑到物理的地址映射。在另一的例子中，系统扫描扇区来搜索特 定的标记。在另一例子中，系统在允许扇区被复制到另一个存储器(即，副本 保护)之前校验安全码。例如，CRC代码可以与第一部分一起被包括以有助于 测试第一部分来确定标记或数据中是否具有差错或噪声。