[发明专利]闪存控制器

说明书

技术领域

本发明是有关闪存的技术，尤指一种可提升闪存模块的耐耗损能力和数据可靠度的闪存控制器。

背景技术

闪存被广泛使用在很多应用中，例如固态硬盘(solid-state disk，SSD)、存储卡、数字相机、数字摄影机、多媒体播放器、移动电话、计算机和许多其它电子装置。

闪存可用单阶储存单元(single-level cells，SLC)、多阶储存单元(multi-level cells，MLC)、三阶储存单元(triple-level cells，TLC)或更高阶数的储存单元来实现。单阶储存单元在存取速度和数据可靠度方面的效能较高。多阶储存单元、三阶储存单元、和更高阶数的储存单元可用较低成本提供较高的储存容量，但耐用程度(endurance)和耐耗损能力(wear capacity)则不如单阶储存单元来得好。

由于前述的特性，现有的闪存装置在追求低成本、高容量的目标时，很难同时兼顾耐耗损能力和数据可靠度方面的表现。

发明内容

有鉴于此，如何有效改善以多阶储存单元、三阶储存单元或更高阶数的储存单元来实现的闪存的耐耗损能力和提高数据可靠度，实为业界有待解决的问题。

本发明提供了一种闪存控制器之实施例，其包含有：一通信接口，用于接收一第一数据、一第二数据、以及一第三数据；一记录媒体，用于记录一闪存模块中储存的数据量，其中该闪存模块包含有一读写电路、一第一数据区块、一第二数据区块、与一第三数据区块；以及一处理电路，耦接于该通信接口、该记录媒体、以及该闪存模块，用于在该闪存模块中储存的数据量低于一第一阀值时，控制该读写电路将该第一数据区块中的至少一储存单元的编程临界电压设置于一第一电压范围内，以将该第一数据写入该第一数据区块中，而当该闪存模块中储存的数据量高于一第二阀值时，该处理电路会控制该读写电路将该第三数据区块中的至少一储存单元的编程临界电压设置于一第二电压范围内，以将该第三数据写入该第三数据区块中；其中该第二阀值大于该第一阀值，且该第一电压范围小于该第二电压范围的50％。

另一种闪存控制器的实施例包含有：一记录媒体，用于记录一闪存模块中储存的数据量，其中该闪存模块包含有一读写电路和一目标数据区块；以及一处理电路，耦接于该记录媒体以及该闪存模块，用于在该闪存模块中储存的数据量小于一第一阀值时，控制该读写电路以一第一电压范围内的编程临界电压来编程该目标数据区块的储存单元，以将数据写入该目标数据区块中，而当该闪存模块中储存的数据量高于一第二阀值时，该处理电路会控制该读写电路以一第二电压范围内的编程临界电压来编程该目标数据区块的储存单元，以将数据写入该目标数据区块中；其中该第二阀值大于该第一阀值，且该第一电压范围小于该第二电压范围的50％。

另一种闪存控制器的实施例包含有：一记录媒体，用于记录一闪存模块使用中的数据区块数量，其中该闪存模块包含有一读写电路和多个数据区块；以及一处理电路，耦接于该记录媒体以及该闪存模块，用于在该闪存模块使用中的数据区块数量高于一第三阀值，或是空白数据区块数量低于一第四阀值时，控制该读写电路将多个候选数据区块中的有效数据写入一目标数据区块，并抹除该多个候选数据区块；其中该多个候选数据区块中的至少一储存单元在被抹除前的编程临界电压是设置于一第一电压范围内，而该目标数据区块中的至少一储存单元的编程临界电压则是设置于一第二电压范围内，且该第一电压范围小于该第二电压范围的50％。

上述闪存控制器的优点之一是，不仅能降低将数据写入数据区块时所需的耗电量，更能有效改善闪存模块的储存单元的耐耗损能力，进而提高闪存模块中所储存的数据的可靠度。

上述闪存控制器的另一优点是，在进行数据读取运作时，处理电路可直接指定读写电路所使用的读取临界电压，进而加快读取闪存模块的速度。

上述闪存控制器的另一优点是，不仅能用MLC芯片、TLC芯片、甚至是更高阶数的芯片来实现闪存模块，以满足低成本、高容量的目标，又能有效改善闪存模块的耐用程度、耐耗损能力、和数据可靠度。

附图说明

图1为本发明的数据储存系统的一实施例简化后的功能方块图。

图2为本发明的闪存写入方法的第一实施例简化后的流程图。

图3为图1中的数据区块中的储存单元的编程临界电压的一实施例简化后的示意图。

图4为本发明的闪存写入方法的第二实施例简化后的流程图。

图5为本发明的闪存写入方法的第三实施例简化后的流程图。

具体实施方式