[发明专利]用于非易失性存储器的数据合并方法、控制器与储存装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种用于可复写式非易失性存储器模块的数据合并方法及使用此方法的存储器控制器与存储器储存装置。

背景技术

数字相机、手机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对储存媒体的需求也急速增加。由于可复写式非易失性存储器(rewritable non-volatile memory)具有数据非易失性、省电、体积小、无机械结构、读写速度快等特性，最适于可携式电子产品，例如笔记本型计算机。固态硬盘就是一种以闪存作为储存媒体的储存装置。因此，近年闪存产业成为电子产业中相当热门的一环。

依据每个存储单元可储存的位数，与非(NAND)型闪存可区分为单阶储存单元(Single Level Cell，SLC)NAND型闪存、多阶储存单元(Multi Level Cell，MLC)NAND型闪存与三阶储存单元(Trinary Level Cell，TLC)NAND型闪存，其中SLC NAND型闪存的每个存储单元可储存1个位的数据(即，“1”与“0”)，MLC NAND型闪存的每个存储单元可储存2个位的数据并且TLC NAND型闪存的每个存储单元可储存3个位的数据。

MLC NAND型闪存具有多个物理区块(physical block)，且每一物理区块具有多个物理页面(physical page)。

具体来说，在NAND型闪存中，物理页面是由排列在同一条字线上的数个存储单元所组成。由于SLC NAND型闪存的每个存储单元可储存1个位的数据，因此，在SLC NAND型闪存中，排列在同一条字线上的数个存储单元是对应一个物理页面。

相对于SLC NAND型闪存来说，MLC NAND型闪存的每个存储单元的浮动门储存层可储存2个位的数据，其中每一个储存状态(即，“11”、“10”、“01”与“00”)包括最低有效位(Least Significant Bit，LSB)以及最高有效位(Most Sugnificant Bit，MSB)。例如，储存状态中从左侧算起的第1个位的值为LSB，而从左侧算起的第2个位的值为MSB。因此，排列在同一条字线上的数个存储单元可组成2个物理页面，其中由此些存储单元的LSB所组成的物理页面称为下页物理页面(low physical page)，并且由此些存储单元的MSB所组成的物理页面称为上页物理页面(upper physical page)。特别是，下页物理页面的写入速度会快于上页物理页面的写入速度，并且当编程上页物理页面发生错误时，下页物理页面所储存的数据亦可能因此遗失。

类似地，在TLC NAND型闪存中，的每个存储单元可储存3个位的数据，其中每一个储存状态(即，“111”、“110”、“101”、“100”、“011”、“010”、“001”与“000”)包括每一个储存状态包括左侧算起的第1个位的LSB、从左侧算起的第2个位的中间有效位(Center Significant Bit，CSB)以及从左侧算起的第3个位的MSB。因此，排列在同一条字线上的数个存储单元可组成3个物理页面，其中由此些存储单元的LSB所组成的物理页面称为下页物理页面，由此些存储单元的CSB所组成的物理页面称为中页物理页面，并且由此些存储单元的MSB所组成的物理页面称为上页物理页面。特别是，在排列在同一条字线上的数个存储单元所构成的物理页面中储存数据时，仅能选择仅使用编程下页物理页面储存数据或者一并同时使用编程下页物理页面、中页物理页面与上页物理页面来储存数据，否则所储存的数据可能会遗失。例如，若在仅对排列在同一条字线上的数个存储单元所组成的下页物理页面与中页物理页面储存数据的状态下，从此下页物理页面或此中页物理页面读取数据时，此读取运作将会失败。

此外，在物理区块中写入数据时必须以物理页面为单位来写入数据，并且已被写入数据的物理页面必需先被抹除后才能再次用于写入数据。特别是，物理区块为抹除的最小单位。因此，一般来说，在闪存模块的写入过程中，会轮替使用物理区块来写入数据。