平码五不中公式规律
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存储器管理方法、存储器储存装置及存储器控制电路单元.pdf

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存储器 管理 方法 储存 装置 控制电路 单元
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摘要
申请专利号:

CN201510957906.7

申请日:

2015.12.18

公开号:

CN106683701A

公开日:

2017.05.17

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G11C 16/22申请日:20151218|||公开
IPC分类号: G11C16/22; G11C16/10; G11C16/14; G11C16/34 主分类号: G11C16/22
申请人: 群联电子股份有限公司
发明人: 渡边浩志
地址: 中国台湾苗栗县竹南镇群义路1号
优?#28909;ǎ?/td> 2015.11.06 US 14/934,154
专利代理机构: ?#26412;?#21516;立钧成知识产权代理有限公司 11205 代理人: 马雯雯;臧建明
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510957906.7

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.06.09|||2017.05.17

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供一种存储器管理方法、存储器储存装置及存储器控制电路单元。所述方法包括:获得多个存储单元的第一临界电压分布;将第一临界电压分布分组成多个第一临界电压群组;获得存储单元的第二临界电压分布;将第二临界电压分布分组成多个第二临界电压群组;若某一存储单元的一临界电压对属于第一临界电压群组的一个特定群组和第二临界电压群组的一个特定群组,则将此存储单元分配到一虚拟区块,使得此存储单元操作在一特定阶存储单元模式。藉此,存储单元的可靠度可在不大幅牺牲可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块的容量下获得改善。

权利要求书

1.一种存储器管理方法,用于一可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块,其特征
在于,所述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块包括多个存储单元,所述存储器管
理方法包括:
获得该些存储单元的一第一临界电压分布;
将该些存储单元的所述第一临界电压分布分组成多个第一临界电压群
组;
获得该些存储单元的一第二临界电压分布;
将该些存储单元的所述第二临界电压分布分组成多个第二临界电压群
组,其中该些第一临界电压群组的一端点临界电压低于该些第二临界电压群
组的一端点临界电压;
若该些存储单元中的一第一存储单元的一第一临界电压对属于该些第一
临界电压群组中的一第一群组和该些第二临界电压群组中的一第一群组,将
所述第一存储单元分配到一第一虚拟区块,使得所述第一存储单元操作在一
M阶存储单元模式;以及
若该些存储单元中的一第二存储单元的一第二临界电压对属于该些第一
临界电压群组中的一第二群组和该些第二临界电压群组中的一第二群组,将
所述第二存储单元分配到一第二虚拟区块,使得所述第二存储单元操作在一
N阶存储单元模式;
其中该些第一临界电压群组中的所述第二群组的一端点临界电压低于该
些第一临界电压群组的所述第一群组的一端点临界电压,
其中该些第二临界电压群组中的所述第二群组的一端点临界电压高于该
些第二临界电压群组中的所述第一群组的一端点临界电压,
其中M和N皆为大于1的正整数,并且N大于M。
2.根据权利要求1所述的存储器管理方法,其特征在于,该些存储单元
的所述第一临界电压分布是该些存储单元的一最抹除临界电压分布,
其中该些存储单元的所述第二临界电压分布是该些存储单元的一最程序
化临界电压分布。
3.根据权利要求2所述的存储器管理方法,其特征在于,获得该些存储
单元的所述第一临界电压分布的步骤包括:
抹除该些存储单元并且记录每一个被抹除的存储单元的一最抹除临界电
压,
其中获得该些存储单元的所述第二临界电压分布的步骤包括:
程序化该些存储单元并且记录每一个被程序化的存储单元的一最程序化
临界电压。
4.根据权利要求1所述的存储器管理方法,其特征在于,该些存储单元
是位于所述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块中的至少一第一实体单元,
其中所述存储器管理方法还包括:
将对应于该些存储单元的至少一地址的分组信息储存在所述可复写式非
?#36164;?#24615;存储器模块中的至少一第二实体单元,
其中所述至少一第二实体单元的一可靠度高于所述至少一第一实体单元
的一可靠度。
5.根据权利要求1所述的存储器管理方法,其特征在于,还包括:
若该些存储单元中的一第三存储单元的一第三临界电压对属于该些第一
临界电压群组中的一第三群组和该些第二临界电压群组中的一第三群组,则
将所述第三存储单元分配到一第三虚拟区块,使得所述第三存储单元操作在
一Q阶存储单元模式,
其中该些第一临界电压群组中的所述第三群组的一端点临界电压低于该
些第一临界电压群组中的所述第一群组的端点临界电压,
其中该些第二临界电压群组中的所述第三群组的一端点临界电压高于或
等于该些第二临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,
其中,Q是小于N并且大于M的正整数。
6.根据权利要求5所述的存储器管理方法,其特征在于,还包括:
若该些存储单元中的一第四存储单元的一第四临界电压对属于该些第一
临界电压群组中的一第四群组和该些第二临界电压群组中的一第四群组,则
将所述第四存储单元分配到所述第三虚拟区块,使得所述第四存储单元操作
在所述Q阶存储单元模式,
其中该些第一临界电压群组中的所述第四群组的一端点临界电压低于或
等于该些第一临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,
其中该些第二临界电压群组中的所述第四群组的一端点临界电压高于该
些第二临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压。
7.根据权利要求1所述的存储器管理方法,其特征在于,还包括:
分析该些存储单元的所述第一临界电压分布以及该些存储单元的所述第
二临界电压分布;以及
根据一分析结果来决定该些第一临界电压群组的一第一数量以及该些第
二临界电压群组的一第二数量。
8.根据权利要求7所述的存储器管理方法,其特征在于,所述第一数量
为J,其中所述第二数量为K,其中J和K皆为大于1的整数,
其中N等于M+J+K-2。
9.一种存储器储存装置,其特征在于,包括:
一连接接口单元,用以电性连接至一主机?#20302;常?br />一可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块,包括多个存储单元;以及
一存储器控制电路单元,电性连接至所述连接接口单元以及所述可复写
式非?#36164;?#24615;存储器模块,
其中所述存储器控制电路单元用以获得该些存储单元的一第一临界电压
分布,
其中所述存储器控制电路单元还用以将该些存储单元的所述第一临界电
压分布分组成多个第一临界电压群组,
其中所述存储器控制电路单元还用以获得该些存储单元的一第二临界电
压分布,
其中所述存储器控制电路单元还用以将该些存储单元的所述第二临界电
压分布分组成多个第二临界电压群组,其中该些第一临界电压群组的一端点
临界电压低于该些第二临界电压群组的一端点临界电压,
其中若该些存储单元中的一第一存储单元的一第一临界电压对属于该些
第一临界电压群组中的一第一群组以及该些第二临界电压群组中的一第一群
组,所述存储器控制电路单元还用以将所述第一存储单元分配到一第一虚拟
区块,使得所述第一存储单元操作在一M阶存储单元模式,
其中若该些存储单元中的一第二存储单元的一第二临界电压对属于该些
第一临界电压群组中的一第二群组以及该些第二临界电压群组中的一第二群
组,所述存储器控制电路单元还用以将所述第二存储单元分配到一第二虚拟
区块,使得所述第二存储单元操作在一N阶存储单元模式,
其中该些第一临界电压群组中的所述第二群组的一端点临界电压低于该
些第一临界电压群组中的所述第一群组的一端点临界电压,
其中该些第二临界电压群组中的所述第二群组的一端点临界电压高于该
些第二临界电压群组中的所述第一群组的一端点临界电压,
其中M和N皆为大于1的正整数,并且N大于M。
10.根据权利要求9所述的存储器储存装置,其特征在于,该些存储单元
的所述第一临界电压分布是该些存储单元的一最抹除临界电压分布,
其中该些存储单元的所述第二临界电压分布是该些存储单元的一最程序
化临界电压分布。
11.根据权利要求10所述的存储器储存装置,其特征在于,所述存储器
控制电路单元获得该些存储单元的所述第一临界电压分布的操作包括:
抹除该些存储单元并且记录每一个被抹除的存储单元的一最抹除临界电
压,
其中所述存储器控制电路单元获得该些存储单元的所述第二临界电压分
布的操作包括:
程序化该些存储单元并且记录每一个被程序化的存储单元的一最程序化
临界电压。
12.根据权利要求9所述的存储器储存装置,其特征在于,该些存储单元
是位于所述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块中的至少一第一实体单元,
其中所述存储器控制电路单元还用以将对应于该些存储单元的至少一地
址的分组信息储存在所述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块中的至少一第二实体
单元,
其中所述至少一第二实体单元的一可靠度高于所述至少一第一实体单元
的一可靠度。
13.根据权利要求9所述的存储器储存装置,其特征在于,若该些存储单
元中的一第三存储单元的一第三临界电压对属于该些第一临界电压群组中的
一第三群组和该些第二临界电压群组中的一第三群组,所述存储器控制电路
单元还用以将所述第三存储单元分配到一第三虚拟区块,使得所述第三存储
单元操作在一Q阶存储单元模式,
其中该些第一临界电压群组中的所述第三群组的一端点临界电压低于该
些第一临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,
其中该些第二临界电压群组中的所述第三群组的一端点临界电压高于或
等于该些第二临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,
其中Q是小于N并且大于M的正整数。
14.根据权利要求13所述的存储器储存装置,其特征在于,若该些存储
单元中的一第四存储单元的一第四临界电压对属于该些第一临界电压群组中
的一第四群组和该些第二临界电压群组中的一第四群组,所述存储器控制电
路单元还用以将所述第四存储单元分配到所述第三虚拟区块,使得所述第四
存储单元操作在所述Q阶存储单元模式,
其中该些第一临界电压群组中的所述第四群组的一端点临界电压低于或
等于该些第一临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,
其中该些第二临界电压群组中的所述第四群组的一端点临界电压高于该
些第二临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压。
15.根据权利要求9所述的存储器储存装置,其特征在于,所述存储器控
制电路单元还用以分析该些存储单元的所述第一临界电压分布以及该些存储
单元的所述第二临界电压分布,
其中所述存储器控制电路单元还用以根据一分析结果来决定该些第一临
界电压群组的一第一数量以及该些第二临界电压群组的一第二数量。
16.根据权利要求15所述的存储器储存装置,其特征在于,所述第一数
量为J,其中所述第二数量为K,其中J和K皆为大于1的整数,
其中N等于M+J+K-2。
17.一种存储器控制电路单元,用以控制一可复写式非?#36164;?#24615;存储器模
块,其特征在于,所述存储器控制电路单元包括:
一主机接口,用以电性连接至一主机?#20302;常?br />一存储器接口,用以电性连接至所述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块,其
中所述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块包括多个存储单元;以及
一存储器管理电路,电性连接至所述主机接口以及所述存储器接口,
其中所述存储器管理电路用以获得该些存储单元的一第一临界电压分
布,
其中所述存储器管理电路还用以将该些存储单元的所述第一临界电压分
布分组成多个第一临界电压群组,
其中所述存储器管理电路还用以获得该些存储单元的一第二临界电压分
布,
其中所述存储器管理电路还用以将该些存储单元的所述第二临界电压分
布分组成多个第二临界电压群组,其中该些第一临界电压群组的一端点临界
电压低于该些第二临界电压群组的一端点临界电压,
其中若该些存储单元中的一第一存储单元的一第一临界电压对属于该些
第一临界电压群组中的一第一群组以及该些第二临界电压群组中的一第一群
组,所述存储器管理电路还用以将所述第一存储单元分配到一第一虚拟区块,
使得所述第一存储单元操作在一M阶存储单元模式,
其中若该些存储单元中的一第二存储单元的一第二临界电压对属于该些
第一临界电压群组中的一第二群组以及该些第二临界电压群组中的一第二群
组,所述存储器管理电路还用以将所述第二存储单元分配到一第二虚拟区块,
使得所述第二存储单元操作在一N阶存储单元模式,
其中该些第一临界电压群组中的所述第二群组的一端点临界电压低于该
些第一临界电压群组中的所述第一群组的一端点临界电压,
其中该些第二临界电压群组中的所述第二群组的一端点临界电压高于该
些第二临界电压群组中的所述第一群组的一端点临界电压,
其中M和N皆为大于1的正整数,并且N大于M。
18.根据权利要求17所述的存储器控制电路单元,其特征在于,该些存
储单元的所述第一临界电压分布是该些存储单元的一最抹除临界电压分布,
其中该些存储单元的所述第二临界电压分布是该些存储单元的一最程序
化临界电压分布。
19.根据权利要求18所述的存储器控制电路单元,其特征在于,所述存
储器管理电路获得该些存储单元的所述第一临界电压分布的操作包括:
抹除该些存储单元并且记录每一个被抹除的存储单元的一最抹除临界电
压,
其中所述存储器控制电路单元获得该些存储单元的所述第二临界电压分
布的操作包括:
程序化该些存储单元并且记录每一个被程序化的存储单元的一最程序化
临界电压。
20.根据权利要求17所述的存储器控制电路单元,其特征在于,该些存
储单元位于所述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块中的至少一第一实体单元,
其中所述存储器管理电路还用以将对应于该些存储单元的至少一地址的
分组信息储存在所述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块中的至少一第二实体单
元,
其中所述至少一第二实体单元的一可靠度高于所述至少一第一实体单元
的一可靠度。
21.根据权利要求17所述的存储器控制电路单元,其特征在于,若该些
存储单元中的一第三存储单元的一第三临界电压对属于该些第一临界电压群
组中的一第三群组和该些第二临界电压群组中的一第三群组,所述存储器管
理电路还用以将所述第三存储单元分配到一第三虚拟区块,使得所述第三存
储单元操作在一Q阶存储单元模式,
其中该些第一临界电压群组中的所述第三群组的一端点临界电压低于该
些第一临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,
其中该些第二临界电压群组中的所述第三群组的一端点临界电压高于或
等于该些第二临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,
其中Q是小于N并且大于M的正整数。
22.根据权利要求21所述的存储器控制电路单元,其特征在于,若该些
存储单元中的一第四存储单元的一第四临界电压对属于该些第一临界电压群
组中的一第四群组和该些第二临界电压群组中的一第四群组,所述存储器管
理电路还用以将所述第四存储单元分配到所述第三虚拟区块,使得所述第四
存储单元操作在所述Q阶存储单元模式,
其中该些第一临界电压群组中的所述第四群组的一端点临界电压低于或
等于该些第一临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,
其中该些第二临界电压群组中的所述第四群组的一端点临界电压高于该
些第二临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压。
23.根据权利要求17所述的存储器控制电路单元,其特征在于,所述存
储器管理电路还用以分析该些存储单元的所述第一临界电压分布以及该些存
储单元的所述第二临界电压分布,
其中所述存储器管理电路还用以根据一分析结果来决定该些第一临界电
压群组的一第一数量以及该些第二临界电压群组的一第二数量。
24.根据权利要求23所述的存储器控制电路单元,其特征在于,所述第
一数量为J,其中所述第二数量为K,其中J和K皆为大于1的整数,
其中,N等于M+J+K-2。

说明书

存储器管理方法、存储器储存装置及存储器控制电路单元

技术领域

本发明是有关于一种存储器管理技术,且特别是有关于一种存储器管理
方法、存储器储存装置及存储器控制电路单元。

背景技术

数字相机、移动电话与MP3播放器在这?#25913;?#26469;的成长十分迅速,使得消
费者对储存媒体的需求?#24067;?#36895;增加。由于快闪存储器(例如,快闪存储器)
具有数据非?#36164;?#24615;、省电、体积小等特性,所以非常适合内建于上述所举例
的各种可携式多媒体装置中。

一般?#27492;擔?#22312;混合模式(hybrid mode)的快闪存储器中,某些存储单元被
定义为以一个存储单元为单位来储存两或三个比特(也可称为位(digit)),并且
其中的某些存储单元则被定义为以一个存储单元为单位来储存一个比特。例
如,某些实体区块会被设计成用于在其中的每一个存储单元储存两或三个比
特,以及另一些实体区块则被设计成用于在其中的每一个存储单元储存单一
比特。在一般情况下,若某一个实体区块内的某些存储单元具有较差的可靠
度而在同一实体区块内的另一些存储单元仍具有很好的可靠度,则此实体区
块内的所有的存储单元往往会被统一配置为仅在每一个存储单元中储存单一
个比特,从而增强此实体区块的可靠度。但是,这样的做法可能会造成数据
容量的浪费,因为某些具有还不错的可靠度的存储单元仍然可以分别用来储
存多个比特。因此,如何设计一个方式来克服上述物理限制并可同?#22791;?#21892;存
储单元的可靠度是在相关技术领域中的一个重要课题。

发明内容

本发明提供一种存储器管理方法、存储器储存装置及存储器控制电路单
元,可在不大幅牺牲可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块的容量下改善存储单元的
可靠度。

本发明的一范例实施例提供一种存储器管理方法,其用于可复写式非易
失性存储器模块,所述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块包括多个存储单元,所
述存储器管理方法包括:获得所述存储单元的第一临界电压分布;将所述存
储单元的所述第一临界电压分布分组成多个第一临界电压群组;获得所述存
储单元的第二临界电压分布;将所述存储单元的所述第二临界电压分布分组
成多个第二临界电压群组,其中所述第一临界电压群组的端点临界电压低于
所述第二临界电压群组的端点临界电压;若所述存储单元中的第一存储单元
的第一临界电压对(pair)属于所述第一临界电压群组中的第一群组和所述第
二临界电压群组中的第一群组,将所述第一存储单元分配到第一虚拟区块,
使得所述第一存储单元操作在M阶存储单元模式;以及若所述存储单元中的
第二存储单元的第二临界电压对属于所述第一临界电压群组中的第二群组和
所述第二临界电压群组中的第二群组,将所述第二存储单元分配到第二虚拟
区块,使得所述第二存储单元操作在N阶存储单元模式;其中所述第一临界
电压群组中的所述第二群组的端点临界电压低于所述第一临界电压群组的所
述第一群组的端点临界电压,其中所述第二临界电压群组中的所述第二群组
的端点临界电压高于所述第二临界电压群组中的所述第一群组的端点临界电
压,其中M和N皆为大于1的正整数,并且N大于M。

在本发明的一范例实施例中,获得所述存储单元的所述第一临界电压分
布的步骤包括:抹除所述存储单元并且记录每一个被抹除的存储单元的最抹
除临界电压,其中获得所述存储单元的所述第二临界电压分布的步骤包括:
程序化所述存储单元并且记录每一个被程序化的存储单元的最程序化临界电
压。

在本发明的一范例实施例中,所述存储单元是位于所述可复写式非?#36164;?br />性存储器模块中的至少一第一实体单元,其中所述存储器管理方法还包括:
将对应于所述存储单元的至少一地址的分组信息储存在所述可复写式非?#36164;?br />性存储器模块中的至少一第二实体单元,其中所述第二实体单元的可靠度高
于所述第一实体单元的可靠度。

在本发明的一范例实施例中,所述存储器管理方法还包括:若所述存储
单元中的第三存储单元的第三临界电压对属于所述第一临界电压群组中的第
三群组和所述第二临界电压群组中的第三群组,则将所述第三存储单元分配
到第三虚拟区块,使得所述第三存储单元操作在Q阶存储单元模式,其中所
述第一临界电压群组中的所述第三群组的端点临界电压低于所述第一临界电
压群组中的所述第一群组的端点临界电压,其中所述第二临界电压群组中的
所述第三群组的端点临界电压高于或等于所述第二临界电压群组中的所述第
一群组的所述端点临界电压,其中Q是小于N并且大于M的正整数。

在本发明的一范例实施例中,所述存储器管理方法还包括:若所述存储
单元中的第四存储单元的第四临界电压对属于所述第一临界电压群组中的第
四群组和所述第二临界电压群组中的第四群组,则将所述第四存储单元分配
到所述第三虚拟区块,使得所述第四存储单元操作在所述Q阶存储单元模式,
其中所述第一临界电压群组中的所述第四群组的端点临界电压低于或等于所
述第一临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,其中所述第二
临界电压群组中的所述第四群组的端点临界电压高于所述第二临界电压群组
中的所述第一群组的所述端点临界电压。

在本发明的一范例实施例中,所述存储器管理方法还包括:分析所述存
储单元的所述第一临界电压分布以及所述存储单元的所述第二临界电压分
布;以及根据分析结果来决定所述第一临界电压群组的第一数量以及所述第
二临界电压群组的第二数量。

本发明的另一范例实施例提供一种存储器储存装置,其包括连接接口单
元、可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块及存储器控制电路单元。所述连接接口单
元用以电性连接至主机?#20302;場?#25152;述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块包括多个存
储单元。所述存储器控制电路单元电性连接至所述连接接口单元以及所述可
复写式非?#36164;?#24615;存储器模块,其中所述存储器控制电路单元用以获得所述存
储单元的第一临界电压分布,其中所述存储器控制电路单元还用以将所述存
储单元的第一临界电压分布分组成多个第一临界电压群组,其中所述存储器
控制电路单元还用以获得所述存储单元的第二临界电压分布,其中所述存储
器控制电路单元还用以将所述存储单元的第二临界电压分布分组成多个第二
临界电压群组,其中所述第一临界电压群组的端点临界电压低于所述第二临
界电压群组的端点临界电压,其中若所述存储单元中的第一存储单元的第一
临界电压对属于所述第一临界电压群组中的第一群组以及所述第二临界电压
群组中的第一群组,所述存储器控制电路单元还用以将所述第一存储单元分
配到第一虚拟区块,使得所述第一存储单元操作在M阶存储单元模式,其中
若所述存储单元中的第二存储单元的第二临界电压对属于所述第一临界电压
群组中的第二群组以及所述第二临界电压群组中的第二群组,所述存储器控
制电路单元还用以将所述第二存储单元分配到第二虚拟区块,使得所述第二
存储单元操作在N阶存储单元模式,其中所述第一临界电压群组中的所述第
二群组的端点临界电压低于所述第一临界电压群组中的所述第一群组的端点
临界电压,其中所述第二临界电压群组中的所述第二群组的端点临界电压高
于所述第二临界电压群组中的所述第一群组的端点临界电压,其中M和N皆
为大于1的正整数,并且N大于M。

在本发明的一范例实施例中,所述存储器控制电路单元获得所述存储单
元的所述第一临界电压分布的操作包括:抹除所述存储单元并且记录每一个
被抹除的存储单元的最抹除临界电压,其中所述存储器控制电路单元获得所
述存储单元的所述第二临界电压分布的操作包括:程序化所述存储单元并且
记录每一个被程序化的存储单元的最程序化临界电压。

在本发明的一范例实施例中,所述存储单元是位于所述可复写式非?#36164;?br />性存储器模块中的至少一第一实体单元,其中所述存储器控制电路单元还用
以将对应于所述存储单元的至少一地址的分组信息储存在所述可复写式非易
失性存储器模块中的至少一第二实体单元,其中所述第二实体单元的可靠度
高于所述第一实体单元的可靠度。

在本发明的一范例实施例中,若所述存储单元中的第三存储单元的第三
临界电压对属于所述第一临界电压群组中的第三群组和所述第二临界电压群
组中的第三群组,所述存储器控制电路单元还用以将所述第三存储单元分配
到第三虚拟区块,使得所述第三存储单元操作在Q阶存储单元模式,其中所
述第一临界电压群组中的所述第三群组的端点临界电压低于所述第一临界电
压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,其中所述第二临界电压群组
中的所述第三群组的端点临界电压高于或等于所述第二临界电压群组中的所
述第一群组的所述端点临界电压,其中Q是小于N并且大于M的正整数。

在本发明的一范例实施例中,若所述存储单元中的第四存储单元的第四
临界电压对属于所述第一临界电压群组中的第四群组和所述第二临界电压群
组中的第四群组,所述存储器控制电路单元还用以将所述第四存储单元分配
到所述第三虚拟区块,使得所述第四存储单元操作在所述Q阶存储单元模式,
其中所述第一临界电压群组中的所述第四群组的端点临界电压低于或等于所
述第一临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,其中该些第二
临界电压群组中的所述第四群组的端点临界电压高于所述第二临界电压群组
中的所述第一群组的所述端点临界电压。

在本发明的一范例实施例中,所述存储器控制电路单元还用以分析所述
存储单元的所述第一临界电压分布以及所述存储单元的所述第二临界电压分
布,其中所述存储器控制电路单元还用以根据分析结果来决定所述第一临界
电压群组的第一数量以及所述第二临界电压群组的第二数量。

本发明的另一范例实施例提供一种存储器控制电路单元,其用以控制可
复写式非?#36164;?#24615;存储器模块,所述存储器控制电路单元包括主机接口、存储
器接口及存储器管理电路。所述主机接口用以电性连接至主机?#20302;場?#25152;述存
储器接口用以电性连接至所述可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块,其中所述可复
写式非?#36164;?#24615;存储器模块包括多个存储单元。所述存储器管理电路电性连接
至所述主机接口以及所述存储器接口,其中所述存储器管理电路用以获得所
述存储单元的第一临界电压分布,其中所述存储器管理电路还用以将所述存
储单元的所述第一临界电压分布分组成多个第一临界电压群组,其中所述存
储器管理电路还用以获得所述存储单元的第二临界电压分布,其中所述存储
器管理电路还用以将所述存储单元的所述第二临界电压分布分组成多个第二
临界电压群组,其中所述第一临界电压群组的端点临界电压低于所述第二临
界电压群组的端点临界电压,其中若所述存储单元中的第一存储单元的第一
临界电压对属于所述第一临界电压群组中的第一群组以及所述第二临界电压
群组中的第一群组,所述存储器管理电路还用以将所述第一存储单元分配到
第一虚拟区块,使得所述第一存储单元操作在M阶存储单元模式,其中若所
述存储单元中的第二存储单元的第二临界电压对属于所述第一临界电压群组
中的第二群组以及所述第二临界电压群组中的第二群组,所述存储器管理电
路还用以将所述第二存储单元分配到第二虚拟区块,使得所述第二存储单元
操作在N阶存储单元模式,其中所述第一临界电压群组中的所述第二群组的
端点临界电压低于所述第一临界电压群组中的所述第一群组的端点临界电
压,其中所述第二临界电压群组中的所述第二群组的端点临界电压高于所述
第二临界电压群组中的所述第一群组的端点临界电压,其中M和N皆为大于
1的正整数,并且N大于M。

在本发明的一范例实施例中,所述存储单元的所述第一临界电压分布是
所述存储单元的最抹除(most-erased)临界电压分布,所述存储单元的所述第二
临界电压分布是所述存储单元的最程序化(most-programmed)临界电压分布。

在本发明的一范例实施例中,所述存储器管理电路获得所述存储单元的
所述第一临界电压分布的操作包括:抹除所述存储单元并且记录每一个被抹
除的存储单元的最抹除临界电压,所述存储器控制电路单元获得所述存储单
元的所述第二临界电压分布的操作包括:程序化所述存储单元并且记录每一
个被程序化的存储单元的最程序化临界电压。

在本发明的一范例实施例中,所述存储单元位于所述可复写式非?#36164;?#24615;
存储器模块中的至少一第一实体单元,其中所述存储器管理电路还用以将对
应于所述存储单元的至少一地址的分组信息储存在所述可复写式非?#36164;?#24615;存
储器模块中的至少一第二实体单元,其中所述第二实体单元的可靠度高于所
述第一实体单元的可靠度。

在本发明的一范例实施例中,若所述存储单元中的第三存储单元的第三
临界电压对属于所述第一临界电压群组中的第三群组和所述第二临界电压群
组中的第三群组,所述存储器管理电路还用以将所述第三存储单元分配到第
三虚拟区块,使得所述第三存储单元操作在Q阶存储单元模式,其中所述第
一临界电压群组中的所述第三群组的端点临界电压低于所述第一临界电压群
组中的所述第一群组的所述端点临界电压,其中所述第二临界电压群组中的
所述第三群组的端点临界电压高于或等于所述第二临界电压群组中的所述第
一群组的所述端点临界电压,其中Q是小于N并且大于M的正整数。

在本发明的一范例实施例中,若所述存储单元中的第四存储单元的第四
临界电压对属于所述第一临界电压群组中的第四群组和所述第二临界电压群
组中的第四群组,所述存储器管理电路还用以将所述第四存储单元分配到所
述第三虚拟区块,使得所述第四存储单元操作在所述Q阶存储单元模式,其
中所述第一临界电压群组中的所述第四群组的端点临界电压低于或等于所述
第一临界电压群组中的所述第一群组的所述端点临界电压,其中所述第二临
界电压群组中的所述第四群组的端点临界电压高于所述第二临界电压群组中
的所述第一群组的所述端点临界电压。

在本发明的一范例实施例中,所述存储器管理电路还用以分析所述存储
单元的所述第一临界电压分布以及所述存储单元的所述第二临界电压分布,
其中所述存储器管理电路还用以根据分析结果来决定所述第一临界电压群组
的第一数量以及所述第二临界电压群组的第二数量。

在本发明的一范例实施例中,所述第一数量为J,所述第二数量为K,J
和K皆为大于1的整数,N等于M+J+K-2。

基于上述,多个存储单元的临界电压分布会被分组成多个第一临界电压
群组以及多个第二临界电压群组。藉此,此些存储单元会被划?#31181;?#19981;同的虚
拟区块而被操作在适当的程序化模式。因此,可在不大幅牺牲可复写式非易
失性存储器模块的容量下改善存储单元的可靠度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合
附图作详细说明如下。

附图说明

图1是根据本发明的一范例实施例所示出的主机?#20302;?#19982;存储器储存装置
的示意图;

图2是根据本发明的一范例实施例所示出的电脑、输入/输出装置与存储
器储存装置的示意图;

图3是根据本发明的一范例实施例所示出的主机?#20302;?#19982;存储器储存装置
的示意图;

图4是示出图1的存储器储存装置的概要方块图;

图5是根据本发明的一范例实施例所示出的存储器控制电路单元的方块
图;

图6是根据本发明的一范例实施例所示出的存储单元的临界电压分布的
示意图;

图7是根据本发明的另一范例实施例所示出的存储单元的临界电压分布
的示意图;

图8是根据本发明的又一范例实施例所示出的存储单元的临界电压分布
的示意图;

图9A与9B是分别根据本发明的一范例实施例所示出的正常的临界电压
分布以及退化的临界电压分布的示意图;

图10A与10B是分别根据本发明的一范例实施例所示出的最抹除临界电
压分布以及最程序化临界电压分布的示意图;

图11A至11E是根据本发明的一范例实施例所示出的分组程序的示意
图;

图12是根据本发明的另一范例实施例所示出的分组程序的示意图;

图13是根据本发明的又一范例实施例所示出的分组程序的示意图;

图14是根据本发明的一范例实施例所示出的存储器管理方法的流程图。

附图标记说明:

10:存储器储存装置;

11:主机?#20302;常?br />

12:电脑;

13:输入/输出装置;

122:微处理器;

124:随机存取存储器(RAM);

126?#21512;低?#24635;线;

128:数据传输接口

21:鼠标;

22:键盘;

23?#21512;?#31034;器;

24:打印机;

25:快闪存储器;

26:存储卡;

27:固态硬盘;

31:数字相机(摄影机);

32:安全数字卡;

33:多媒体存储卡;

34:?#19988;?#26834;;

35:小型快闪存储器;

36:?#24230;?#24335;储存装置;

402:连接接口单元;

404:存储器控制电路单元;

406:可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块;

502:存储器管理电路;

504:主机接口;

506:存储器接口;

508:错误检查与校正电路;

510:缓冲存储器;

512:电源管理电路;

610、620、710、720、730、740、810、820、830、840、850、860、870、
880、910、920、912、922、1121~1122、1131~1136、1141~1145、1151~1155:
状态;

1010、1020、1011、1012、1021、1022、1210、1220、1211~1214、1221~1223、
1310、1320:临界电压分布;

1110_1、1110_2、1120_1、1120_2、1210_1~1210_4、1220_1~1220_3、
1310_1~1310_J、1320_1~1320_K:群组;

S1401:步骤(获得可复写非?#36164;?#24615;存储器模块中的存储单元的第一临界
电压分布);

S1402:步骤(将第一临界电压分布分组成多个第一临界电压群组);

S1403:步骤(获得所述存储单元的第二临界电压分布);

S1404:步骤(将第二临界电压分布分组成多个第二临界电压群组);

S1405:步骤(从所述存储单元中选择一个存储单元);

S1406:步骤(若所选择的存储单元的一临界电压对属于第一临界电压群
组中的一特定群组以及第二临界电压群组中的一特定群组,将此存储单元分
配至一虚拟区块,使得此存储单元操作在一个特定阶存储单元模式);

S1407:步骤(确认是否有任何存储单元还未被分组)。

具体实施方式

一般?#27492;擔?#23384;储器储存装置(也称存储器储存?#20302;?包括可复写式非易
失性存储器模块和控制器(也称控制电路)。存储器储存装置通常与主机系
统一起使用,使得主机?#20302;?#21487;?#28304;?#23384;储器储存装置中?#21015;词?#25454;。

图1是根据本发明的一范例实施例所示出的主机?#20302;?#19982;存储器储存装置
的示意图。图2是根据本发明的一范例实施例所示出的电脑、输入/输出装置
与存储器储存装置的示意图。

请参照图1,主机?#20302;?1包括电脑12和输入/输出装置13。电脑12包
括微处理器122、随机存取存储器(random access memory,简称为:RAM)124、
?#20302;?#24635;线126以及数据传输接口128。举例?#27492;擔?#36755;入/输出装置13包括鼠标
21、键盘22、显示器23与打印机24,如图2所示。必须?#31169;?#30340;是,在图2
中所示出的装置并非用以限定输入/输出装置13,输入/输出装置13可还包括
其他装置。

在一范例实施例中,存储器储存装置10是通过数据传输接口128电性连
接至主机?#20302;?1的其他装置。通过使用微处理器122、随机存取存储器124
与输入/输出装置13,可将数据写入至存储器储存装置10中,或从存储器储
存装置10中读取数据。举例?#27492;擔?#23384;储器储存装置10可以是诸如快闪存储
器25、存储卡26或固态硬盘27等的可复写非?#36164;?#24615;存储器储存装置,如图
2所示。

图3是根据本发明的一范例实施例所示出的主机?#20302;?#19982;存储器储存装置
的示意图。

一般?#27492;擔?#20027;机?#20302;?1为可实?#23454;?#19982;存储器储存装置10配合以储存数
据的?#25105;庀低場?#22312;本范例实施例中,主机?#20302;?1是以电脑?#20302;?#20026;例。然而,
在另一范例实施例中,主机?#20302;?1可以是数字相机、摄影机、通信装置、音
讯播放器或视讯播放器等?#20302;場?#20363;如,当主机?#20302;?#20026;数字相机(摄影机)31时,
可复写式非?#36164;?#24615;存储器储存装置则为安全数字(Secure Digital,简称为:SD)
卡32、多媒体存储卡(Multi Media Card,简称为:MMC)33、?#19988;?#26834;(Memory
Stick)34、小型快闪存储器(Compact Flash,简称为:CF)35或?#24230;?#24335;储存装置
36(如图3所示)。?#24230;?#24335;储存装置36包括?#24230;?#24335;多媒体卡(Embedded MMC,
简称为:eMMC)。值得一提的是,?#24230;?#24335;多媒体卡是直接电性连接在主机系
统的基板上。

图4是示出图1的存储器储存装置的概要方块图。

请参照图4,存储器储存装置10包括连接接口单元402、存储器控制电
路单元404与可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406。

在本范例实施例中,连接接口单元402是兼容于串行高级技术附件(Serial
Advanced Technology Attachment,简称为:SATA)标准。然而,本发明不限
于此,连接接口单元402也可以是兼容于并行高级技术附件(Parallel Advanced
Technology Attachment,简称为:PATA)标准、电气和电子工程师协会(Institute
of Electrical and Electronic Engineers,简称为:IEEE)1394标准、外部设备互
连(Peripheral Component Interconnect Express,简称为:PCI Express)标准、通
用串行总线(Universal Serial Bus,简称为:USB)、安全数?#32440;?#21475;标准、超高
速一代(Ultra High Speed-I,简称为:UHS-I)接口标准、超高速二代(Ultra High
Speed-II,简称为:UHS-II)接口标准、?#19988;?#26834;接口标准、多媒体储存卡接口
标准、?#24230;?#24335;多媒体卡接口标准、通用快闪存储器(Universal Flash Storage,
简称为:UFS)接口标准、小型快闪接口标准、集成设备电路(Integrated Device
Electronics,简称为:IDE)标准或其他适合的标准。连接接口单元402与存
储器控制电路单元404是被封装至一个芯片当中,或者连接接口单元402也
可以是布设在包含有存储器控制电路单元404的芯片之外。

存储器控制电路单元404用以执行多个逻辑门或多个以?#24067;?#24418;式或固件
形式实现的控制指令,以根据主机?#20302;?1的指令在可复写式非?#36164;?#24615;存储器
模块406中进行数据的写入、读取与抹除等操作。

可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406被电性连接至存储器控制电路单元
404并且用以储存从主机?#20302;?1写入的数据。可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块
406可以是与非门(NAND)快闪存储器模块、或非门(NOR)快闪存储器模块或
是其他形式的快闪存储器模块。

在可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406中的每一个存储单元可通过改变存
储单元的临界电压来储存一个或更多的比特(或,位(digit))。特别是,在每一
个存储单元中,控制闸与通道之间提供了一个电荷储存层。通过施加一个写
入电压到控制闸来改变电荷存储层中的电子数量,可进一步改变存储单元的
电压。这个改变电压的过程也被称为“将数据写入存储单元”或是“程序化存储
单元”。根据临界电压的改变,可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406中的每一个
存储单元可具有多种储存样态(以下也称为状态)。此外,通过施加读取电压可
读取出存储单元所属的储存状态,进而获得储存在此存储单元中的数据。在
本范例实施例中,存储单元的电荷储存层也可以是指浮动栅(floating gate)或电
荷捕获层(charge trapping layer)。

图5是根据本发明的一范例实施例所示出的存储器控制电路单元的方块
图。

请参照图5,存储器控制电路单元404包括存储器管理电路502、主机接
口504以及存储器接口506。

该存储器管理电路502用来控制存储器控制电路单元404的整体运作。
具体?#27492;擔?#23384;储器管理电路502有多个控制指令。在存储器储存装置10的操
作过程中,此些控制指令会被执行以进行数据的写入、读取与抹除等操作。
存储器管理电路502的操作是类似于存储器控制电路单元404的操作,故以
下省略相关的描述。

在本范例实施例中,存储器管理电路502的控制指令是以固件形式?#35789;?br />现。例如,存储器管理电路502具有微处理器单元(未示出)与只读存储器
(未示出),并且此些控制指令是被烧录至此只读存储器中。当存储器储存
装置10运作时,此些控制指令会被微处理器单元运行以执行数据的写入、读
取与抹除等运作。

在另一范例实施例中,存储器管理电路502的控制指令也可以是以程式
码的形式储存在可复写非?#36164;?#24615;存储器的一特定区域(例如,存储器中专门用
来储存?#20302;?#25968;据的?#20302;?#21306;)。此外,存储器管理电路502具有微处理器单元(未
示出)、只读存储器(未示出)以及随机存取存储器(未示出)。更具体?#27492;擔?#27492;只
读存储器具有开机码,并?#19994;?#23384;储器控制电路单元404被操作时,微处理器
单元会先执行此开机码来将储存于可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406中的控
制指令载入至存储器管理电路502的随机存取存储器中。之后,微处理器单
元会运转此些控制指令以进行数据的写入、读取与抹除等运作。

此外,在另一范例实施例中,存储器管理电路502的控制指令也可以一
?#24067;?#24418;式?#35789;?#29616;。例如,存储器管理电路502包括微控制器、存储器写入电
路、存储器读取电路、存储器抹除电路与数据处理电路。存储器写入电路、
存储器读取电路、存储器抹除电路与数据处理电路是电性连接至微控制器。
其中,存储器写入电路用以对可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406下达写入指
令以将数据写入至可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406中;存储器读取电路用
以对可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406下达读取指令?#28304;?#21487;复写式非?#36164;?#24615;
存储器模块406中读取数据;存储器抹除电路用以对可复写式非?#36164;?#24615;存储
器模块406下达抹除指令以将数据从可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406中抹
除;而数据处理电路用?#28304;?#29702;欲写入至可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406的
数据以及从可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406中读取的数据。

主机接口504是电性连接至存储器管理电路502并且用以接收与识别主
机?#20302;?1所传送的指令与数据。换言之,主机?#20302;?1所传送的指令与数据
会通过主机接口504传送至存储器管理电路502。在本范例实施例中,主机
接口504是兼容于SATA标准。然而,必须?#31169;?#30340;是,本发明不限于此。主
机接口504也可以是兼容于PATA标准、IEEE1394标准、PCI Express标准、
USB标准、SD标准、UHS-I标准、UHS-II标准、MS标准、MMC标准、eMMC
标准、UFS标准、CF标准、IDE标准或其他适合的数据传输标准。

存储器接口506是电性连接至存储器管理电路502并且用以存取可复写
式非?#36164;?#24615;存储器模块406。也就是说,欲写入至可复写式非?#36164;?#24615;存储器
模块406的数据会经由存储器接口506转换为可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块
406所能接受的格式。特别是,若存储器管理电路502欲存取可复写式非易
失性存储器模块406,存储器接口506会发送相对应的指令序列。此指令序
列可以包含一个或多个信号、或来自总线的数据。举例?#27492;擔?#35782;别码和存储
器地址等信息可能会包含在一个读取指令序列中。

在一范例实施例中,存储器控制电路单元404还包括错误检查与校正电
路508,缓冲存储器510以及电源管理电路512。

错误检查与校正电路508电性连接至存储器管理电路502并且用以执行
错误检查与校正程序以确保数据的正确性。具体?#27492;擔?#24403;存储器管理电路502
从主机?#20302;?1接收到写入指令时,错误检查与校正电路508会为对应此写入
指令的数据产生对应的错误检查与校正码(Error Checking and Correcting
Code,简称为:ECC Code)和/或错误检测码(Error detecting code,简称为:
EDC),并且存储器管理电路502会将此数据与对应的错误检查与校正码和/
或错误检测码写入至可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406中。之后,当从可复
写式非?#36164;?#24615;存储器模块406中读取数据时,存储器管理电路502会一并读
取此数据对应的错误检查与校正码和/或错误检测码,并且错误检查与校正电
路508会根据此错误检查与校正码和/或错误检测码对所读取的数据执行错误
检查与校正程序。

缓冲存储器510是电性连接至存储器管理电路502并且用以暂存来自于
主机?#20302;?1的数据与指令或来自于可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406的数
据。电源管理电路512是电性连接至存储器管理电路502并且用以控制存储
器储存装置10的电源。

在本范例实施例中,可复写式非?#36164;?#24615;存储器模块406中的存储单元会
构成多个实体程序化单元,并且此些实体程序化单元会构成多个实体抹除单
元。特别是,在同一条字线上的存储单元会构成一或多个实体程序化单元。
所述实体程序化单元是程序化的最小单位。也就是说,实体程序化单元是用
于写入数据的最小单位。举例?#27492;擔?#23454;体程序化单元可以是实体页或实体?#21462;?br />实体抹除单元是用于抹除的最小单位。也就是说,一个实体抹除单元会包含
一起被抹除的最少数量的存储单元。例如,实体抹除单元可以是实体区块。

图6是根据本发明的一范例实施例所示出的存储单元的临界电压分布的
示意图。

请参照图6,在将数据写入至多个存储单元后,此些存储单元的临界电
压分?#21450;?#25324;两个状态610和620。举例?#27492;擔?#20855;有较低的临界电压峰值的状
态610用以表示数据“1?#20445;?#32780;具有较高的临界电压峰值的状态620用以表示数
据“0”。通过施加介于状态610和620之间的读取电压至此些存储单元,可获
得储存在此些存储单元的数据。例如,反应于所施加的读取电压,临界电压
低于所施加的读取电压的存储单元可被识别为储存数据“1?#20445;?#32780;临界电压高于
所施加的读取电压的另一存储单元可被识别为储存数据“0”。然而,在另一范
例实施例中,状态610也可用以表示数据“0?#20445;?#24182;且状态620也可用以表示数
据“1”。

在本范例实施例中,包括两个状态(例如,状态610和状态620)的存储单
元也可视为是被操作在2阶存储单元(two-level cell,简称为:2LC)模式(或称
为2LC程序化模式)。操作在2阶存储单元模式的一个存储单元用以储存一个
比特的数据(例如,数据“1”或数据“0”)。

图7是根据本发明的另一范例实施例所示出的存储单元的临界电压分布
的示意图。

请参照图7,在将数据写入至多个存储单元,此些存储单元的临界电压
分?#21450;?#25324;四个状态710至740。状态710至740分别用以表示数据“11”、“10”、
“00?#24065;?#21450;“01”。通过施加不同的读取电压至此些存储单元,可获得储存在此
些存储单元中的数据。

在本范例实施例中,包括四种状态的存储单元也可视为是被操作在4阶
存储单元(four-level cell,简称为:4LC)模式(或称为4LC程序化模式)。操作
在4阶单元模式的一个存储单元用以储存两个比特的数据。然而,状态710
至740中的每一者所代表的数据可能取决于不同的设计而有所不同。

图8是根据本发明的又一范例实施例所示出的存储单元的临界电压分布
的示意图。

请参照图8,数据写入多个存储单元后,此些存储单元的临界电压分布
包括八个状态810至880。状态810至880分别表示数据“111”、“110”、“100”、
“101”、“001”、“000”、“010?#24065;?#21450;“011”。通过施加不同的读取电压至此些存
储单元,可获得储存在此些存储单元中的数据。然而,状态810至880中的
每一者所代表的数据可能取决于不同的设计而有所不同。

在本范例实施例中,包括八个状态的存储单元也可视为是被操作在8阶
存储单元(eight-level cell,简称为:8LC)模式(或称为8LC程序化模式)。操作
在8阶存储单元模式的一个存储单元用以储存三个比特的数据。

值得注意的是,在另一范例实施例中,每一个存储单元的状态的数量也
可以是三、五、六、七或者更多,本发明不加以限制。换言之,每一个存储
单元皆可被操作在一个特定阶(specific-level)存储单元模式。其中,此特定阶
存储单元模式可以是指2阶存储单元模式、3阶存储单元模式、4阶存储单元
模式、5阶存储单元模式、6阶存储单元模式等等。在本范例实施例中,若某
一个存储单元操作在M阶存储单元(M-level cell,简称为:MLC)模式,则表
示此存储单元包括M个状态(或,M个峰)。例如,M是大于1的正整数。

然而,在反复地程序化和抹除此些存储单元(例如,经过多个程序化/抹除
循环(P/E cycle))之后,此些存储单元的临界电压分布的每一个峰?#21040;?#21487;能发
生退化(例如,扁平化并变宽),并且储存在此些存储单元的数据中的错误可能
会增加。

图9A与9B是分别根据本发明的一范例实施例所示出的正常的临界电压
分布以及退化的临界电压分布的示意图。

请参照图9A,其是以操作在2阶存储单元模式的存储单元的正常临界电
压分布作为范例。在本范例实施例中,在状态910(表示数据“1”)的右端点至
状态920(表示数据“0”)的左端点之间存在一个很宽的间隙ΔV1。举例?#27492;擔?#38388;
隙ΔV1可能宽到足以允许存储单元进一步操作在3阶存储单元模式、4阶存储
单元模式或5阶存储单元等等。

请参照图9B,在此些存储单元经过反复地程序化及抹除或者承受其他影
响(例如,高温下的热效应)之后,此些存储单元的退化的临界电压分布可被获
得。退化的临界电压分?#21450;?#25324;状态912及922。举例?#27492;擔?#29366;态912表示数
据“1?#20445;?#20197;及状态922表示数据“0”。位于状态912的右端点与状态922的左
端点之间的间隙ΔV2窄于图9A所示的间隙ΔV1。若临界电压分布发生退化,
如图9B所示,则此些存储单元可能不适于被操作在具有两个以上的状态的程
序化模式。

在上述范例实施例中,状态910或912是存储单元的最抹除(most-erased)
状态,而状态920或922则是存储单元的最程序化(most-programmed)状态。
更进一步,最抹除状态的最抹除临界电压分布以及最程序化状态的最程序化
临界电压分布可被用来决定存储单元的程序化模式。

图10A与10B是分别根据本发明的一范例实施例所示出的最抹除临界电
压分布以及最程序化临界电压分布的示意图。

请参照图10A,存储器管理电路502会指示可复写式非?#36164;?#24615;存储器模
块406抹除多个存储单元并且记录每一个被抹除的存储单元的临界电压,藉
以获得此些被抹除的存储单元的临界电压分布1010(以下也称为第一临界电
压分布)。在本范例实施例中,临界电压分布1010也可被视为此些存储单元
的最抹除临界电压分布。

请参照图10B,存储器管理电路502还会指示可复写式非?#36164;?#24615;存储器
模块406程序化此些存储单元并且记录每一个被程序化的存储单元的临界电
压,藉以获得此些被程序化的存储单元的临界电压分布1020(以下也称为第二
临界电压分布)。在本范例实施例中,临界电压分布1020也可被视为此些存
储单元的最程序化临界电压分布。

图11A至11E是根据本发明的一范例实施例所示出的分组程序的示意
图。

请参照图11A,存储器管理电路502会将临界电压分布1010分组为群组
1110_1及1110_2,并且存储器管理电路502会将临界电压分布1020分组成
群组1120_1及1120_2。在本范例实施例中,群组1110_1及1110_2也被视
为第一临界电压群组,而群组1120_1及1120_2也被视为第二临界电压群组。

具体而言,临界电压分布1011(即,临界电压分布1010的?#20918;?#37096;分)是被
划?#31181;?#32676;组1110_1,而临界电压分布1012(即,临界电压分布1010的左边部
分)则是被划?#31181;?#32676;组1110_2;临界电压分布1021(即,临界电压分布1020
的左边部分)是被划?#31181;?#32676;组1120_1,而临界电压分布1022(即,临界电压分
布1020的?#20918;?#37096;分)则是被划?#31181;?#32676;组1120_2。

群组1110_1及1110_2的端点临界电压会小于群组1120_1及1120_2的
端点临界电压。举例?#27492;擔?#32676;组1110_1及1110_2的端点临界电压可以是指
临界电压分布1010的左端点所对应的临界电压,或者临界电压分布1010的
右端点所对应的临界电压;群组1120_1及1120_2的端点临界电压可以是指
临界电压分布1020的左端点所对应的临界电压,或者临界电压分布1020的
右端点所对应的临界电压。或者,在另一范例实施例中,群组1110_1及1110_2
的端点临界电压也可以是指临界电压分布1010上的?#25105;?#28857;所对应的临界电
压,而群组1120_1及1120_2的端点临界电压也可以是指临界电压分布1020
上的?#25105;?#28857;所对应的临界电压。此外,群组1110_1的端点临界电压会高于群
组1110_2的端点临界电压,并且群组1120_2的端点临界电压会高于群组
1120_1的端点临界电压。

请参照图11B,存储器管理电路502会将临界电压对(pair)落于群组
1110_1及1120_1的存储单元分组到至少一个虚拟区块(以下也称为第一虚拟
区块)。在本范例实施例中,每一个在第一虚拟区块内的存储单元会被配置为
操作在M阶(M-level)存储单元模式。其中,M是大于1的正整数。

具体而言,存储器管理电路502从构成临界电压分布1010和1020的多
个存储单元中选择一个存储单元。然后,若所选择的存储单元的最抹除临界
电压属于群组1110_1并且此存储单元的最程序化临界电压属于群组1120_1,
则存储器管理电路502会将此存储单元分组至第一虚拟区块,使得此存储单
元操作在MLC模式。在本范例实施例中,M为4。举例?#27492;擔?#22312;程序化第一
虚拟区块内的存储单元之后,此些被程序化的存储单元的临界电压分布会包
括四个状态1121至1124,如图11B所示。

然而,在另一范例实施例中,M也可以是2、3、5或其他更大的数值,
视群组1110_1的位置(例如,其右端点)和群组1120_1的位置(例如,其左端
点)之间的间隙而定。例如,M的值可以正相关于群组1110_1的右端点和群
组1120_1的左端点之间的间隙之宽度;若群组1110_1的右端点和群组1120_1
的左端点之间的间隙很宽,则M可被设为较大的值;若群组1110_1的右端
点和群组1120_1的左端点之间的间隙较窄,则M可被设为较小的值。

请参照图11C,存储器管理电路502还会将临界电压对落于群组1110_2
及1120_2内的存储单元分组成另外的至少一虚拟区块(以下也称为第二虚拟
区块)。在本范例实施例中,每一个在第二虚拟区块内的存储单元会被配置为
操作在N阶(N-level)存储单元模式。其中,N是大于M的正整数。

具体?#27492;擔?#22312;存储器管理电路502从构成临界电压分布1010和1020的
存储单元中选择一个存储单元之后,若所选择的存储单元的最抹除临界电压
属于群组1110_2并且此存储单元的最程序化临界电压属于群组1120_2,则
存储器管理电路502会将此存储单元分组至第二虚拟区块,使得此存储单元
操作在N阶存储单元模式。在本范例实施例中,N为6,从而第二虚拟区块
中的每一个存储单元皆操作在6阶存储单元模式。举例?#27492;擔?#22312;程序化第二
虚拟区块内的存储单元之后,此些存储单元的临界电压分布会包括六个状态
1131至1136,如图11C所示。

请参照图11D,存储器管理电路502还会将临界电压对落于群组1110_2
及1120_1内的存储单元分组至另外的至少一虚拟区块(以下也称为第三虚拟
区块)。在本范例实施例中,每一个在第三虚拟区块内的存储单元会被配置为
操作在Q阶(Q-level)存储单元模式。其中,Q是小于N的正整数。

具体?#27492;擔?#22312;存储器管理电路502从构成临界电压分布1010和1020的
存储单元中选择一个存储单元之后,若所选择的存储单元的最抹除临界电压
属于群组1110_2并且此存储单元的最程序化临界电压属于群组1120_1,则
存储器管理电路502会将此存储单元分组至第三虚拟区块,使得此存储单元
被配置为操作在Q阶存储单元模式。在本范例实施例中,Q为5,使得第三
虚拟区块内的每一个存储单元皆操作在5阶存储单元模式。举例?#27492;擔?#22312;程
序化第三虚拟区块内的存储单元之后,此些存储单元的临界电压分布会包括
五个状态1141至1145,如图11D所示。

请参照图11E,存储器管理电路502还会将临界电压对落于群组1110_1
及1120_2内的存储单元分组至另外的至少一虚拟区块(以下也称为第四虚拟
区块)。在本范例实施例中,每一个在第四虚拟区块内的存储单元皆被配置为
操作在Q’阶存储单元模式。

具体?#27492;擔?#22312;存储器管理电路502从构成临界电压分布1010和1020的
存储单元中选择一个存储单元之后,若所选择的存储单元的最抹除临界电压
属于群组1110_1并且此存储单元的最程序化临界电压属于群组1120_2,则
存储器管理电路502会将此存储单元分组至第四虚拟区块,使得此存储单元
会被配置为操作在Q’阶存储单元模式。举例?#27492;擔?#22312;程序化第四虚拟区块中
的存储单元之后,此些存储单元的临界电压分布会包括五个状态1151至
1155,如图11E所示。举例?#27492;擔?#21253;含状态1151至1155的临界电压分布类
似于包含状态1141至1145的临界电压分布。在此范例实施例中,Q和Q’是
相同的整数。但是,在另一范例实施例中,Q和Q’不必是相同的整数。

在另一范例实施例中,第一临界电压分布(即,最抹除临界电压分布)及第
二临界电压分布(即,最程序化临界电压分布)被分别分组成两个以上的群组。
举例?#27492;擔?#23384;储器管理电路502会分析第一临界电压分布和第二临界电压分
布并且根据分析结果来决定第一临界电压群组的第一数量和第二临界电压群
组的第二数量。

图12是根据本发明的另一范例实施例所示出的分组程序的示意图。

请参照图12,存储器管理电路502会将临界电压分布1210(即,最抹除
临界电压分布)分组成四个群组1210_1至1210_4并且将临界电压分布
1220(即,最程序化临界电压分布)分组成三个群组1220_1至1220_3。举例来
说,群组1210_1涵盖电压分布1211、群组1210_2涵盖电压分布1212、群组
1210_3涵盖电压分布1213、并且群组1210_4涵盖电压分布1214;群组1220_1
涵盖电压分布1221、群组1220_2涵盖电压分布1222、并且群组1220_3涵盖
电压分布1223。

在本范例实施例中,临界电压对落于群组1210_1及1220_1内的存储单
元会被分组到某一虚拟区块,使得此存储单元被配置为操作在MLC模式。临
界电压对落在群组1210_2及1220_1(或者,群组1210_1及1220_2)内的存储
单元会被分组到另一虚拟区块,使得此存储单元会被配置为操作在(M+1)LC
模式。临界电压对落在群组1210_3及1220_1(或者群组1210_1及1220_3、
或者群组1210_2及1220_2)内的存储单元会被分组到另一虚拟区块,使得此
存储单元被配置为操作在(M+2)LC模式。临界电压对落在群组1210_4及
1220_1(或者群组1210_1及1220_4、或者群组1210_2及1220_3、或者群组
1210_3及1220_2)内的存储单元会被分组到另一虚拟区块,使得此存储单元
被配置为操作在(M+3)LC模式。临界电压对落在群组1210_4及1220_2(或者
群组1210_2及1220_4)内的存储单元会被分组到另一虚拟区块,使得此存储
单元被配置为操作在(M+4)LC模式。临界电压对落在群组1210_4及1220_3
内的存储单元会被分组到另一虚拟区块,使得此存储单元被配置为操作在
(M+5)LC模式。

图13是根据本发明的又一范例实施例所示出的分组程序的示意图。

请参照图13,存储器管理电路502会将临界电压分布1310(即,最抹除
临界电压分布)分组成J个群组1310_1至1310_J并且将临界电压分布
1320(即,最程序化临界电压分布)分组成K个群组1320_1至1320_K。也就
是说,在本范例实施例中,第一数量是J,第二数量是K,其中J和K皆为
大于1的整数。例如,临界电压对落在群组1210_j(0<j<J+1)和群组
1220_k(0<k<K+1)之内的存储单元会被分组到某一个虚拟区块,使得此存储单
元被配置为操作在(M+j+k-2)LC模式。

在一范例实施例中,上述被分组的存储单元是位于可复写非?#36164;?#24615;存储
器模块406的至少一实体单元(也称为第一实体单元)中。其中,每一个实体单
元可以是一个实体地址、一个实体程序化单元或一个实体抹除单元。存储器
管理电路502会储存对应于已分组的存储单元的地址的分组信息至可复写非
?#36164;?#24615;存储器模块406中另外的至少一个实体单元(也称为第二实体单元)。其
中,第二实体单元的可靠度会高于第一实体单元的可靠度。举例?#27492;擔?#31532;一
实体单元是包括于可复写非?#36164;?#24615;存储器模块406中的一使用者数据区,而
第二实体单元则是包含于可复写非?#36164;?#24615;存储器模块406中的一?#20302;?#25968;据
区。使用者数据区是用于储存来自主机?#20302;?1的使用者数据(例如,写入数
据),而?#20302;?#25968;据区则是用于储存?#20302;?#25968;据(例如,各式管理表格)。

在一范例实施例中,第二实体单元中的每一个存储单元皆仅操作在2LC
模式。此外,在一范例实施例中,存储器管理电路502仅针对第一实体单元
中的存储单元来执行上述提及的分组程序。

图14是根据本发明的一范例实施例所示出的存储器管理方法的流程图。

请参照图14,在步骤S1401中,获得可复写非?#36164;?#24615;存储器模块中的存
储单元的第一临界电压分布。在步骤S1402中,将第一临界电压分布分组成
多个第一临界电压群组。在步骤S1403中,获得所述存储单元的第二临界电
压分布。在步骤S1404中,将第二临界电压分布分组成多个第二临界电压群
组。其中,第一临界电压群组的端点临界电压小于第二临界电压群组的端点
临界电压。在步骤S1405中,从所述存储单元中选择一个存储单元。在步骤
S1406中,若所选择的存储单元的一临界电压对属于第一临界电压群组中的
一特定群组以及第二临界电压群组中的一特定群组,将此存储单元分配至一
虚拟区块,使得此存储单元操作在一个特定阶存储单元模式。在步骤S1407
中,确认是否有任何存储单元还未被分组。若仍有至少一个存储单元还未被
分组,重复执行步骤S1405;若否,则结束分组程序。

然而,图14中的每一个步骤已详述于上,故在此便不重复赘述。其中值
得注意的是,图14中的每一个步骤可用程序码或电路?#35789;?#29616;。此外,图14
中所示的方法可与上述范例实施例一起实?#21482;?#21333;独执行,本发明不加以限制。

综上所述,存储单元的临界电压分布会被分组为多个第一临界电压群组
和多个第二临界电压群组。藉此,每一个存储单元会属于一个特定的虚拟区
块以操作在适当的程序化模式。此外,每存储单元的可靠度可在不显著牺牲
可复写非?#36164;?#24615;存储器模块的容量下得到改善。在一范例实施例中,通过使
用虚拟区块,多个存储单元的实体位置所对应的实体边界可被打破或跨越。

最后应说明的是:以上各实施例仅用?#36816;?#26126;本发明的技术方案,而非对
其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通
技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方?#38468;?#34892;修改,
或者对其中部分或者全部技术特征进?#26800;?#21516;替换;而这些修改或者替换,并
不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

关于本文
本文标题:存储器管理方法、存储器储存装置及存储器控制电路单元.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-6079833.html
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