[发明专利]一种闪存控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于数据存储领域，具体为一种针对闪存操作的控制技术。该技术降低了闪存器件在工作时的错误率，有效地延长了闪存器件的使用寿命。这种技术适合应用于固态硬盘控制器、闪存控制器等以闪存器件为存储介质的场合中，以提高设备的健壮性，延长设备的使用寿命。

背景技术

在固态硬盘中，大量采用非易失性的闪存芯片作为存储介质。然而，闪存芯片随着擦写周期的增加，其物理特性逐步衰退，导致保存数据的错误大量增加。最终，错误的比特数会超过系统的纠错能力，造成数据失效。

伴随着闪存器件物理特性的衰退，存储阵列中的各类寄生效应也在不断增强。其中，以浮栅耦合效应、读扰动和写扰动效应表现得最为显著。浮栅耦合效应是指在闪存器件进行编程操作过程中，由于存储单元之间所存在的耦合电容的影响，操作单元对周围存储单元所存在数据造成干扰。读扰动效应则是指在闪存器件进行读操作过程中，由于需要将存储阵列中非操作存储单元字线(Word line)上的电压提高到中间电平状态，造成闪存器件沟道中电子累积，从而导致雪崩击穿的现象。而写扰动效应是指闪存单元在进行编程操作的过程中，需要将对操作单元所在字线的电压提高到高电平状态，从而会改变同一字线上的存储单元的存储信息，引起误操作。

为了能够从闪存器件中读取到正确的数据，在闪存控制器中往往通过设计纠错模块的方式对从闪存器件中读取的数据进行纠错校验的方式来消除闪存器件所引发的错误数据。但是这种方法是在错误发生以后进行的一种补救措施，并不能降低在闪存器件中所发生的错误数量。因此，闪存控制器需要一种新的操作方式，在对闪存进行操作的同时，降低闪存内部各种寄生效应的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出了一种闪存控制器及其控制方法，来降低闪存器件的数据错误。

本发明的技术构思是，在闪存阵列中，对物理块的连续操作会加剧闪存器件内部寄生效应的影响。当对物理块进行连续操作时，该物理块的热度状态升高；当对物理块停止操作时，该物理块的热度状态随空闲时间的增加而逐渐降低。对热度值高于某个阈值的物理块继续进行操作时，会带来更高的数据错误。

为实现上述技术构思，本发明提出了一种闪存控制器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

将单位时间内物理块操作的密集程度定义为热度；所述热度由以下公式得到：

P_k(N)=P_k(N-1)+ΔP_k     ①

ΔPk=Σi=tt+TOi,Oi≠0-C,Oi=0]]>    ②

其中，P_k(N)为物理块k在第N个单位时间的热度，N为自然数，T为单位时间大小，ΔP_k表征热度的变化，O_i为单位时间T内第i时刻的闪存物理块的擦除/编程操作次数，C为冷却系数；

针对不同的闪存器件型号，通过先验实验的方式，得到能够最有效降低错误发生概率时的物理块热度值作为冷却阀值G。

建立热度索引总表，所述热度索引总表记录闪存器件中所有物理块的热度情况；

当闪存控制器需要操作某物理块时，将首先查询所述物理块的热度，当所述物理块的热度高于设定阈值时，闪存控制器将会延迟一段设定时间,等待物理块热度低于冷却阀值G后，再操作所述物理块。