KR20060134011A - Non-volatile memory and method with memory planes alignment - Google Patents

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KR20060134011A
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세르게이 아나톨리에비 고로베츠
피터 존 스미스
알랜 데이비드 베네트
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쌘디스크 코포레이션
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Abstract

A non-volatile memory is constituted from a set of memory planes, each having its own set of read/write circuits so that the memory planes can operate in parallel. The memory is further organized into erasable blocks, each for storing a logical group of logical units of data. In updating a logical unit, all versions of a logical unit are maintained in the same plane as the original. Preferably, all versions of a logical unit are aligned within a plane so that they are all serviced by the same set of sensing circuits. In a subsequent garbage collection operation, the latest version of the logical unit need not be retrieved from a different plane or a different set of sensing circuits, otherwise resulting in reduced performance. In one embodiment, any gaps left after alignment are padded by copying latest versions of logical units in sequential order thereto.

Description

메모리 플레인 배열을 갖춘 비휘발성 메모리 및 방법{NON-VOLATILE MEMORY AND METHOD WITH MEMORY PLANES ALIGNMENT}Non-Volatile Memory and Methods with a Memory Plane Array {NON-VOLATILE MEMORY AND METHOD WITH MEMORY PLANES ALIGNMENT}

본 발명은 일반적으로, 비휘발성 반도체 메모리에 관한 것으로, 구체적으로는 각 플레인이 읽기/쓰기 회로 그 자체로 제공되는, 병렬의 다수의 메모리 플레인들을 작동시키기 위해 최적화된 메모리 블록 관리 시스템을 구비한 것들에 관한 것이다. FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to nonvolatile semiconductor memories, specifically those having a memory block management system optimized for operating multiple memory planes in parallel, each plane being provided by a read / write circuit itself. It is about.

특히, 작은 형상 팩터 카드로서 패키징된 EEPROM 및 플래시 EEPROM 형태의 전하의 비휘발성 저장이 가능한 고상 메모리(solid-state memory)는 최근 다양한 모바일 및 핸드헬드 디바이스, 특히, 정보 기기 및 가전 제품의 최상의 저장 장치가 되고 있다. 역시, 고상 메모리인 컨트롤러(임의 접근 메모리)와는 달리, 플래시 메모리는 비휘발성이며, 파워가 꺼진 이후에도 그 저장된 데이터를 유지한다. 또한, 컨트롤러(판독 전용 메모리)와는 달리, 플래시 메모리는 디스크 저장 디바이스와 유사하게 재기록할 수 있다. 보다 높은 비용에도 불구하고, 플래시 메모리는 대용량 저장 용례에 점증적으로 사용되고 있다. 하드 드라이브 및 플로피 디스크 같은 회전 자기 매체에 기초한 종래의 대용량 저장부는 모바일 및 핸드헬드 환경에서는 부적합하다. 이는 디스크 드라이브가 부피가 큰 경향이 있으며, 기계적 손상을 받기 쉽고, 높은 레이턴시(latency) 및 높은 파워 요구를 갖기 때문이다. 이들 바람직하지 못한 속성은 디스크 기반 저장부가 대부분의 모바일 및 휴대용 용례들에 비실용적이게 한다. 다른 한편, 내장형 및 제거가능한 카드 형태 양자 모두의 플래시 메모리는 그 작은 크기, 낮은 파워 소비, 고속 및 고 신뢰성 특성 때문에, 모바일 및 핸드헬드 환경에 이상적으로 적합하다.In particular, solid-state memory capable of nonvolatile storage of charge in the form of EEPROM and flash EEPROM packaged as small shape factor cards has recently become the best storage device for various mobile and handheld devices, especially information devices and consumer electronics. It is becoming. Unlike the controller (random access memory), which is also a solid state memory, the flash memory is nonvolatile and retains its stored data even after the power is turned off. Also, unlike the controller (read only memory), the flash memory can be rewritten similarly to a disk storage device. Despite the higher cost, flash memory is increasingly used for mass storage applications. Conventional mass storage based on rotating magnetic media such as hard drives and floppy disks is inadequate in mobile and handheld environments. This is because disk drives tend to be bulky, susceptible to mechanical damage, and have high latency and high power requirements. These undesirable attributes make disk based storage impractical for most mobile and portable applications. On the other hand, flash memory, both in embedded and removable card form, is ideally suited for mobile and handheld environments because of its small size, low power consumption, high speed and high reliability characteristics.

플래시 EEPROM은 삭제될 수 있고, 그 메모리 셀에 새로운 데이터가 기록 또는 "프로그램"될 수 있는 비휘발성 메모리라는 점에서, EEPROM(전기적 삭제 및 프로그램가능 판독 전용 메모리)와 유사하다. 양자는 소스와 드레인 영역 사이에서 반도체 기판의 채널 영역 위에 배치되어 있는, 전계 효과 트랜지스터 구조의, 부유(비접속) 도전성 게이트를 활용한다. 이때, 제어 게이트는 부유 게이트 위에 제공된다. 트랜지스터의 임계 전압 특성은 부유 게이트상에 유지된 전하의 양에 의해 제어된다. 즉, 부유 게이트상의 주어진 레벨의 전하에 대하여, 트랜지스터가 그 소스와 드레인 영역 사이의 도전을 가능하게 하기 위해 "온" 상태로 전환되기 이전에, 제어 게이트에 인가되어야만 하는 대응 전압(임계치)이 존재한다. 특히, 플래시 EEPROM 같은 플래시 메모리는 메모리 셀의 전체 블록이 동시에 삭제될 수 있게 한다.Flash EEPROM is similar to EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) in that it is a nonvolatile memory that can be erased and new data can be written or " programmed " Both utilize a floating (non-connected) conductive gate of a field effect transistor structure, which is disposed over the channel region of the semiconductor substrate between the source and drain regions. At this time, the control gate is provided above the floating gate. The threshold voltage characteristic of the transistor is controlled by the amount of charge retained on the floating gate. That is, for a given level of charge on the floating gate, there is a corresponding voltage (threshold) that must be applied to the control gate before the transistor is turned to an "on" state to enable the conductivity between its source and drain regions. do. In particular, flash memory, such as flash EEPROM, allows the entire block of memory cells to be erased simultaneously.

부유 게이트는 소정 범위의 전하를 보유하며, 따라서, 임계 전압 윈도우내의 임의의 임계 전압 레벨로 프로그램될 수 있다. 임계 전압 윈도우의 크기는 디바이스의 최소 및 최대 임계치 레벨들에 의해 한정되며, 이는, 순차적으로, 부유 게이트상에 프로그램될 수 있는 저하의 범위에 대응한다. 임계치 윈도우는 일반적으로, 메모리 디바이스의 특성, 동작 조건 및 이력에 의존한다. 윈도우내의 각각의 별개의 분해가능한 임계 전압 레벨 범위는 원론적으로, 셀의 별개의 한정된 메모리 상태를 지정하기 위해 사용될 수 있다.The floating gate holds a range of charges and can therefore be programmed to any threshold voltage level within the threshold voltage window. The size of the threshold voltage window is defined by the minimum and maximum threshold levels of the device, which in turn correspond to the range of degradation that can be programmed on the floating gate. The threshold window generally depends on the characteristics, operating conditions and history of the memory device. Each separate resolvable threshold voltage level range in the window can in principle be used to specify a separate defined memory state of the cell.

메모리 셀로서 기능하는 트랜지스터는 통상적으로, 두 메커니즘 중 하나에 의해 "프로그램된" 상태로 프로그램된다. "핫 전자 주입"에서, 드레인에 인가된 높은 전압은 전자를 기판 채널 영역을 가로질러 가속한다. 동시에, 제어 게이트에 인가된 높은 전압은 전자를 얇은 게이트 유전체를 통해 부유 게이트상으로 당긴다. "터널링 주입"에서, 높은 전압이 기판에 대해 제어 게이트에 인가된다. 이 방식으로, 전자는 기판으로부터 개입(intervening) 부유 게이트로 당겨진다. 용어 "프로그램"이 역사적으로, 메모리 상태를 변경하도록 메모리의 최초에 삭제되어 있는 전하 저장 유닛에 주입함으로써 메모리에 기록하는 것을 나타내지만, 이는 이제, "기록" 또는 "레코드" 같은 보다 일반적인 용어로 상호교체될 수 있다.Transistors that function as memory cells are typically programmed to a "programmed" state by one of two mechanisms. In "hot electron injection", the high voltage applied to the drain accelerates electrons across the substrate channel region. At the same time, the high voltage applied to the control gate pulls electrons through the thin gate dielectric onto the floating gate. In "tunneling injection", a high voltage is applied to the control gate relative to the substrate. In this way, electrons are drawn from the substrate to the intervening floating gate. The term "program" historically refers to writing to a memory by injecting a charge storage unit that was initially deleted from the memory to change the memory state, but it is now referred to in more general terms such as "write" or "record". Can be replaced.

메모리 디바이스는 다수의 메커니즘에 의해 삭제될 수 있다. EEPROM에 대하여, 메모리 셀은 부유 게이트내의 전자가 기판 채널 영역으로 얇은 산화물을 통해 터널링(즉, 포울러-노드하임(Fowler-Nordheim) 터널링)하도록 제어 게이트에 대하여 기판에 높은 전압을 인가함으로써, 전기적으로 삭제가능하다. 통상적으로, EEPROM은 바이트 단위로 삭제가능하다. 플래시 EEPROM에 대하여, 메모리는 모두 한번에 또는 하나 이상의 최소 삭제가능 블록들을 한번에 전기적으로 삭제할 수 있으며, 여기서, 최소 삭제가능 블록은 하나 이상의 섹터로 구성될 수 있고, 각 섹터는 512바이트 이상의 데이터를 저장할 수 있다. The memory device may be erased by a number of mechanisms. For an EEPROM, the memory cell is electrically charged by applying a high voltage to the substrate relative to the control gate such that electrons in the floating gate tunnel through the thin oxide into the substrate channel region (ie, Fowler-Nordheim tunneling). Can be deleted. Typically, the EEPROM can be erased in bytes. For a flash EEPROM, the memory can electrically erase all at once or one or more minimum erasable blocks at a time, where the minimum erasable block can consist of one or more sectors, each sector can store more than 512 bytes of data. have.

메모리 디바이스는 통상적으로, 카드상에 장착될 수 있는 하나 이상의 메모리 칩을 포함한다. 각 메모리 칩은 디코더와, 삭제, 기록 및 판독 회로 같은 주변 회로에 의해 지원되는 메모리 셀의 어레이를 포함한다. 또한, 지능적이고, 보다 높은 레벨의 메모리 동작 및 인터페이싱을 수행하는 컨트롤러에는 보다 정교한 메모리 디바이스가 따른다. Memory devices typically include one or more memory chips that can be mounted on a card. Each memory chip includes a decoder and an array of memory cells supported by peripheral circuits such as erase, write and read circuits. Intelligent controllers that perform higher levels of memory operation and interfacing also come with more sophisticated memory devices.

오늘날 사용되고 있는 다수의 상업적으로 성공적인 비휘발성 고상 메모리 디바이스가 존재한다. 이들 메모리 디바이스는 플래시 EEPROM일 수 있거나, 비휘발성 메모리 셀의 다른 유형을 사용할 수 있다. 플래시 메모리 및 시스템과 그들을 제조하는 방법의 예는 미국 특허 제5,070,032호, 제5,095,344호, 제5,315,541호, 제5,343,063호 및 제5,661,053호, 제5,313,421호 및 제6,222,762호에 주어져 있다. 특히, NAND 스트링 구조를 갖는 플래시 메모리 디바이스가 미국 특허 제5,570,315호, 제5,903,495호 및 제6,046,935호에 기술되어 있다. 또한, 비휘발성 메모리 디바이스는 전하를 저장하기 위한 유전체층을 구비한 메모리 셀로 제조된다. 전술된 도전성 부유 게이트 소자 대신, 유전체층이 사용된다. 유전체 저장 소자를 사용하는 이런 메모리 디바이스들은 에이탄(Eitan) 등의 "NROM: A Novel Localized Trapping, 2-Bit Novolatile Memory Cell(IEEE Electron Device Letters, vol. 21, no. 11, 2000년 11월, pp.543-545)"에 설명되어 있다. ONO 유전체층은 소스와 드레인 확산부 사이의 채널을 가로질러 연장한다. 1개 데이터 비트를 위한 전하가 드레인에 인접한 유전체층에 국지집결되고, 다른 데이터 비트를 위한 전하는 소스에 인접한 유전체층에 국지집결된다. 예로서, 미국 특허 제5,768,192호 및 제6,011,725 호는 두 개의 이산화실리콘층 사이에 개재된 트랩핑 유전체를 가지는 비휘발성 메모리 셀을 개시한다. 다중상태 데이터 저장부는 유전체내의 공간적으로 분리된 전하 저장 영역의 이진 상태를 개별적으로 판독함으로서 이행된다. There are many commercially successful nonvolatile solid state memory devices in use today. These memory devices may be flash EEPROM or may use other types of nonvolatile memory cells. Examples of flash memories and systems and methods of manufacturing them are given in US Pat. Nos. 5,070,032, 5,095,344, 5,315,541, 5,343,063 and 5,661,053, 5,313,421 and 6,222,762. In particular, flash memory devices having a NAND string structure are described in US Pat. Nos. 5,570,315, 5,903,495 and 6,046,935. In addition, nonvolatile memory devices are made of memory cells having a dielectric layer for storing charge. Instead of the conductive floating gate element described above, a dielectric layer is used. Such memory devices using dielectric storage devices are described by Eitan et al, "NROM: A Novel Localized Trapping, 2-Bit Novolatile Memory Cell (IEEE Electron Device Letters, vol. 21, no. 11, November 2000, pp.543-545). The ONO dielectric layer extends across the channel between the source and drain diffusions. Charges for one data bit are localized in the dielectric layer adjacent to the drain, and charges for the other data bits are localized in the dielectric layer adjacent to the source. By way of example, US Pat. Nos. 5,768,192 and 6,011,725 disclose nonvolatile memory cells having a trapping dielectric sandwiched between two silicon dioxide layers. Multi-state data storage is implemented by individually reading the binary states of the spatially separated charge storage regions in the dielectric.

판독 및 프로그램 성능을 향상시키기 위해, 어레이내의 다수의 전하 저장 소자 또는 메모리 트랜지스터가 병렬로 판독 또는 프로그램된다. 따라서, 메모리 소자의 "페이지"가 함께 판독 또는 프로그램된다. 기존 메모리 아키텍쳐에서, 로우(low)는 통상적으로 수 개의 인터리빙된 페이지를 포함하거나, 이는 하나의 페이지를 구성할 수 있다. 페이지의 모든 메모리 소자는 함께 판독 또는 프로그램된다. In order to improve read and program performance, multiple charge storage elements or memory transistors in an array are read or programmed in parallel. Thus, the "pages" of the memory elements are read or programmed together. In an existing memory architecture, a low typically includes several interleaved pages, or it may constitute one page. All memory elements of a page are read or programmed together.

플래시 메모리 시스템에서, 삭제 동작은 판독 및 프로그램 동작 보다 한배 만큼 보다 긴 시간을 소요할 수 있다. 따라서, 현저한 크기의 삭제 블록을 갖는 것이 바람직하다. 이 방식으로, 삭제 시간은 큰 총 메모리 셀에 걸쳐 상각된다(amortized). In a flash memory system, the erase operation may take as much as one time longer than the read and program operations. Therefore, it is desirable to have erase blocks of significant size. In this way, the erase time is amortized over a large total memory cell.

플래시 메모리 특성은 삭제된 메모리 위치에 데이터가 기록되어야만 하게 한다. 호스트로부터의 특정 논리 어드레스의 데이터가 갱신되는 경우, 한가지 방식은 동일 물리 메모리 위치에 갱신 데이터를 재기록하는 것이다. 즉, 논리 대 물리 어드레스 맵핑은 불변이다. 그러나, 이는 그 물리 위치를 포함하는 전체 삭제 블록이 먼저 삭제되고, 그후, 갱신 데이터로 재기록되어야 한다는 것을 의미한다. 이 갱신 방법은 비효율적이며, 그 이유는 전체 삭제 블록이 삭제 및 재기록되는 것을 필요로 하기 때문에, 특히, 갱신되는 데이터가 단지 삭제 블록의 작은 부분을 점유하는 경우에, 비효율적이다. 또한, 이는 보다 높은 메모리 블록의 삭제 재이용 빈도수를 초래하며, 이는 이 유형의 메모리 디바이스의 제한된 내구성의 견지에서 바람직하지 못하다.The flash memory feature allows data to be written to a deleted memory location. When data of a specific logical address from the host is updated, one way is to rewrite the update data to the same physical memory location. That is, logical to physical address mapping is immutable. However, this means that the entire erase block containing its physical location must be deleted first, and then rewritten with update data. This update method is inefficient because the entire erase block needs to be erased and rewritten, and is therefore inefficient, especially when the data to be updated occupies only a small portion of the erase block. In addition, this results in a higher frequency of erase reuse of the memory block, which is undesirable in view of the limited durability of this type of memory device.

플래시 메모리 시스템 관리의 다른 문제점은 시스템 제어 및 디렉토리 데이터에 있다. 데이터는 다양한 메모리 동작의 과정 동안 생성 및 억세스된다. 따라서, 그 효율적 취급 및 즉석 억세스는 성능에 직접적 영향을 준다. 플래시 메모리가 저장부를 의미하며, 비휘발성이기 때문에, 플래시 메모리내에 이 유형의 데이터를 유지하는 것이 바람직하다. 그러나, 컨트롤러와 플래시 메모리 사이의 개입 파일 관리 시스템이 있으면, 데이터는 직접적으로 억세스될 수 있다. 또한, 시스템 제어 및 디렉토리 데이터는 활성적이고, 분화(fragmented)되는 경향이 있으며, 이는 큰 크기의 블록 삭제를 갖는 시스템의 저장에 유리하지 않다. 종래에, 이 유형의 데이터는 컨트롤러 램(RAM)에 설정되며, 그에 의해, 컨트롤러에 의한 직접 억세스가 가능하다. 메모리 디바이스가 파워공급된 이후, 초기화 프로세스는 플래시 메모리가 필요한 시스템 제어 및 디렉토리 정보를 컨트롤러 램에 배치하도록 컴파일하기 위해 스캐닝될 수 있게 한다. 이 프로세스는 시간을 소요하며, 컨트롤러 램 용량을 필요로 하고, 이 모두는 플래시 메모리 용량이 증가하면 보다 심해진다.Another problem with flash memory system management is system control and directory data. Data is generated and accessed during the course of various memory operations. Thus, its efficient handling and instant access directly affects performance. Since flash memory means storage and is non-volatile, it is desirable to keep this type of data in flash memory. However, if there is an intervening file management system between the controller and the flash memory, the data can be accessed directly. In addition, system control and directory data tend to be active and fragmented, which is not advantageous for storage of systems with large block deletions. Conventionally, this type of data is set in the controller RAM, whereby direct access by the controller is possible. After the memory device is powered up, the initialization process allows the flash memory to be scanned to compile the necessary system control and directory information into the controller RAM. This process is time consuming and requires controller RAM capacity, all of which gets worse as flash memory capacity increases.

US 6,567,307호는 스크래치 패드로서 작용하는 다수의 삭제 블록에 갱신 데이터를 기록하고, 궁극적으로, 다양한 블록중 유효 섹터를 병합하며, 그들을 논리 순차 순서로 재배열한 이후 섹터에 재기록하는 것을 포함하는 큰 삭제 블록 사이의 섹터 갱신을 다루는 방법을 개시한다. 이 방법에서, 모든 미소한 갱신시 블록이 삭제 및 재기록될 필요가 없다.US 6,567,307 discloses a large erase block comprising writing update data to a plurality of erase blocks that act as scratch pads, ultimately merging effective sectors among the various blocks, and rewriting them in sectors after rearranging them in a logical sequential order. Disclosed is a method for dealing with sector update in between. In this way, blocks do not need to be deleted and rewritten on every minor update.

WO 03/027828 및 WO 00/49488 양자 모두는 지역(zone)내의 논리 섹터 어드레스를 구획화하는 것을 포함하는 큰 삭제 블록 사이의 갱신을 다루는 메모리 시스템을 개시한다. 논리 어드레스 범위의 작은 지역이 사용자 데이터를 위한 다른 지역으로부터 별개의 활성적 시스템 제어 데이터를 위해 예약된다. 이 방식으로, 그 소유의 지역에서의 시스템 제어 데이터의 조작은 다른 지역에서의 연계된 사용자 데이터와 상호작용하지 않는다. 갱신은 논리 섹터 레벨에 있으며, 기록 포인터는 기록될 블록내의 대응 물리 섹터를 지시한다. 맵핑 정보는 램에 버퍼링되고, 궁극적으로, 메인 메모리내의 섹터 할당 테이블에 저장된다. 논리 섹터의 최신 버전은 기존 블록 중의 모든 이전 버전을 폐기시키며, 이는 부분적으로 폐기된다. 허용가능한 방식으로 부분적 폐기 블록을 유지하기 위해 조각 모음이 수행된다.Both WO 03/027828 and WO 00/49488 disclose a memory system that handles updates between large erased blocks, including partitioning logical sector addresses within a zone. A small area of the logical address range is reserved for active system control data that is separate from other areas for user data. In this way, manipulation of system control data in its own area does not interact with associated user data in other areas. The update is at the logical sector level and the write pointer indicates the corresponding physical sector in the block to be written. The mapping information is buffered in RAM and ultimately stored in a sector allocation table in main memory. The latest version of the logical sector discards all previous versions of existing blocks, which are partially discarded. Defragmentation is performed to maintain the partially discarded block in an acceptable manner.

종래의 시스템은 다수의 블록에 걸쳐 분포된 갱신 데이터를 갖는 경향이 있거나, 갱신 데이터가 다수의 기존 부분을 부분적 폐기할 수 있다. 종종, 부분적 폐기 블록에 대해 대량의 조각 모음이 필요한 결과가 얻어지며, 이는 비효율적이고, 메모리의 영구적 노화를 초래한다. 또한, 비순차적 갱신에 비해 순차적 갱신을 다루는 계통적 및 효율적 방식이 존재하지 않는다.Conventional systems tend to have update data distributed over multiple blocks, or the update data may partially discard many existing portions. Often, the result is that a large amount of defragmentation is required for partially discarded blocks, which is inefficient and results in permanent aging of memory. In addition, there is no systematic and efficient way of dealing with sequential updates compared to nonsequential updates.

따라서, 고용량 및 고성능 비휘발성 메모리에 대한 일반적 필요성이 존재한다. 특히, 상술된 문제점 없이 큰 블록으로 메모리 동작을 수행할 수 있는 고용량 비휘발성 메모리를 가질 필요가 있다.Thus, there is a general need for high capacity and high performance nonvolatile memory. In particular, there is a need to have a high capacity non-volatile memory capable of performing memory operations in large blocks without the problems described above.

비휘발성 메모리 시스템은 물리적 메모리 위치의 물리적 그룹으로 조직화된다. 각 물리적 그룹(메타블록)은 유닛으로서 삭제가능하며, 데이터의 논리적 그룹을 저장하기 위해 사용될 수 있다. 메모리 관리 시스템은 논리적 그룹의 갱신 데이터를 기록하기 위해 전용화된 메타블록 할당에 의해 데이터의 논리적 그룹의 갱신을 가능하게 한다. 갱신 메타블록은 갱신 데이터를 수신된 순서로 레코드하고, 레코딩이 원래 저장된 바와 같은 정확한 논리적 순서(순차적)인지 아닌지(카오틱) 여부에 제한을 갖지 않는다. 결과적으로, 갱신 메타블록은 추가 레코딩을 위해 폐쇄된다. 다수의 프로세스 중 하나가 취해지지만, 궁극적으로, 원본 메타블록을 교체하는 정확한 순서의 완전히 채워진 메타블록으로 종결된다. 카오틱의 경우에, 디렉토리 데이터가 빈번한 갱신을 수행하는 방식으로 비휘발성 메모리내에 유지된다. 이 시스템은 다수의 논리적 그룹이 동시에 갱신되는 것을 지원한다.Non-volatile memory systems are organized into physical groups of physical memory locations. Each physical group (metablock) is erasable as a unit and can be used to store logical groups of data. The memory management system enables updating of a logical group of data by metablock allocation dedicated to writing the logical group of update data. The update metablock records the update data in the order in which it was received and has no limitation on whether the recording is in the correct logical order (sequential) as originally stored or not (chaotic). As a result, the update metablock is closed for further recording. One of a number of processes is taken, but ultimately ends with the exact order of fully filled metablocks replacing the original metablocks. In the case of chaotic, directory data is maintained in non-volatile memory in a manner that performs frequent updates. The system supports multiple logical groups being updated at the same time.

본 발명의 한가지 특징은 데이터가 논리적 그룹 단위로 갱신될 수 있게 한다. 따라서, 논리적 그룹이 갱신될 때, 논리적 유닛의 분포(그리고, 또한, 갱신이 폐기하는 메모리 유닛의 산재)가 소정 범위로 제한된다. 이는 논리적 그룹이 통상 물리적 블록내에 포함될 때 특히 그러하다.One feature of the present invention allows data to be updated in logical groupings. Thus, when a logical group is updated, the distribution of logical units (and also the scattering of memory units discarded by the update) is limited to a predetermined range. This is especially true when logical groups are typically contained within physical blocks.

논리적 그룹의 갱신 동안, 통상적으로 하나 또는 두 개의 블록이 갱신된 논리적 유닛을 버퍼링하기 위해 할당될 필요가 있다. 따라서, 조각 모음은 비교적 보다 소수의 블록에 걸쳐 수행되기만 하면 된다. 카오틱 블록의 조각 모음은 병합 또는 압축 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있다.During the update of a logical group, typically one or two blocks need to be allocated to buffer the updated logical unit. Thus, defragmentation only needs to be performed over a relatively few blocks. Defragmentation of chaotic blocks may be performed by either merging or compression.

갱신 프로세스의 경제성은 순차적 갱신에 비해 카오틱(비순차적) 갱신을 위해 어떠한 추가적인 블록도 할당될 필요가 없도록 갱신 블록의 포괄적 처리시 보다 더 명백하다. 모든 갱신 블록은 순차적 갱신 블록으로서 할당되며, 임의의 갱신 블록은 카오틱 갱신 블록으로 변할 수 있다. 사실, 순차로부터 카오틱으로의 갱신 블록의 변경은 임의적이다.The economics of the update process are more apparent than in the comprehensive processing of update blocks such that no additional blocks need to be allocated for chaotic (non-sequential) updates compared to sequential updates. Every update block is allocated as a sequential update block, and any update block can turn into a chaotic update block. In fact, the change of the update block from sequential to chaotic is arbitrary.

시스템 자원의 효율적 사용은 다수의 논리적 그룹이 동시에 갱신될 수 있게 한다. 이는 효율을 추가로 증가시키고, 오버헤드를 감소시킨다.Efficient use of system resources allows multiple logical groups to be updated at the same time. This further increases efficiency and reduces overhead.

다수개의 메모리 평면들 상에 분산되는 메모리용 정렬Alignment for Memory Spread Across Multiple Memory Planes

본 발명의 또 다른 양상을 따라, 논리 유니트들이 병렬로 읽기 또는 복수개의 평면들로 프로그램될 수 있도록, 삭제 가능한 블록으로 구성되고, 그리고 복수개의 메모리 평면들로부터 구성되는 메모리 어레이에 있어서, 소정의 메모리 평면에 저장된 제1 블록의 최초 논리 유니트는 업데이트될 때, 준비 상태(provision)에서, 최초 상태와 동일한 평면 내에 업데이트된 논리 유니트가 유지할 수 있도록 구성된다. 상기와 같은 목적은 업데이트된 논리 유니트를 동일 평면 내에 제2 블록의 사용 가능한 다음 위치로 기록하여 성취된다. 바람직하게는, 논리 유니트는 주어진 논리 유니트들의 모든 버전들이 센싱 회로의 동일 세트에 의하여 서비스될 수 있도록 다른 버전으로써 평면 상에서 동일한 옵셋 위치로 저장된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a memory array constructed from a plurality of memory planes and configured from a plurality of memory planes, so that logical units can be read in parallel or programmed into a plurality of planes. The initial logical unit of the first block stored in the plane is configured such that when updated, the updated logical unit remains in the same plane as the original state, in the provisional state. This object is achieved by writing the updated logical unit to the next available position of the second block in the same plane. Preferably, the logic unit is stored at the same offset position on the plane as another version so that all versions of a given logic unit can be serviced by the same set of sensing circuits.

바람직한 실시예에 있어서, 최종 프로그램 유니트로부터 사용 가능한 다음 평면 정렬 메모리 유니트로의 인터비닝(intervening) 갭들은 논리 유니트들의 현재 버전에 따라 패딩된다. In a preferred embodiment, the intervening gaps from the last program unit to the next planar aligned memory unit available are padded according to the current version of the logic units.

상기의 패딩은 최종 프로그램된 논리 유니트로부터 논리적으로 수행되는 논리 유니트들의 현재 버전들과 그리고 사용 가능한 다음 평면 정렬 메모리 유니트 내에 저장된 논리 유니트로부터 논리적으로 선행하는 논리 유니트들의 현재 버전들로 상기 갭을 채움으로써 성취된다. The padding above fills the gap with current versions of logical units that are logically performed from the last programmed logical unit and current versions of logically preceding logical units from logical units stored in the next available planar aligned memory unit. Is achieved.

이와 같은 방법으로, 논리 유니트의 모든 버전들은 쓰레기 수집 작용에서, 논리 유니트의 최근 버전이 다른 평면으로부터 인출(성능 저하)될 필요가 없도록 할 수 있도록 최초의 상태와 동일한 옵셋을 이용하여 동일한 평면 상에 유지된다. 바람직한 실시예에 있어서, 평면을 가로지르는 각각의 메모리 유니트는 최근의 버전으로 업데이트되거나 패딩된다. 각각의 평면으로부터의 논리 유니트는 병렬로 읽기 가능하며, 추가적인 재정렬 없이 논리 순차 순서로 이루어진다. In this way, all versions of the logic unit are on the same plane using the same offset as the original state so that in the garbage collection operation, the latest version of the logic unit does not have to be withdrawn (degraded) from another plane. maintain. In a preferred embodiment, each memory unit across the plane is updated or padded with the latest version. Logical units from each plane are readable in parallel and are in logical sequential order without further rearrangement.

이와 같은 구조에 따라, 논리 그룹의 논리 유니트들의 최근 버전의 평면상 재정렬을 가능하도록 하고, 그리고 다른 메모리 평면들로부터 최근 버전들을 수집하는 것을 피함으로써 혼돈 블록의 통합을 위한 시간을 감소할 수 있다. 상기와 같은 구성은 호스트 인터페이스에 대한 성능 스팩이 메모리 시스템에 의한 섹터 쓰기 작용의 완료를 하는데 있어서 최대 지연 낳는 구성에 잘 적용된다. With such a structure, it is possible to reduce the time for consolidation of the chaotic block by enabling planar reordering of recent versions of logical units of a logical group, and avoiding collecting recent versions from other memory planes. Such a configuration applies well to configurations where the performance specification for the host interface results in a maximum delay in completing sector write operations by the memory system.

단계화된 프로그램 에러 취급Stepped program error handling

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 블록 관리 시스템을 갖는 메모리에 있어서, 시간 임계 메모리 작용 동안의 블록 내의 프로그램 오류는 브레이크아웃 메모리 내에서 프로그래밍 작용을 계속 진행함에 따라 취급된다. 바도 작은 임계 시간에 있어서, 중단이 발생하기 이전의 오류 블록에 기록된 데이트는 또 다른 블록으로 이전되며, 상기와 같은 작용은 브레이크아웃 블록이 될 수도 있다. 오류가 발생한 블록은 버려진다. 이와 같은 방법으로, 결함 블록이 발견되면, 저장된 데이터를 결함 블록 내에 저장된 데이터를 스팟(spot)으로 이동시켜 데이터의 손실 없이 그리고 지정된 시간 제한을 초과하지 않고 취급될 수 있다. 이와 같은 에러 취급은 임계 시간 동안에 전체 작용이 새로운 블록 상에서 반복될 필요가 없도록 쓰레기 수집 작용을 위하여 특히 중요하다. 그 다음에 적절한 시간에, 결합 블록으로부터의 데이터는 또 다른 블록으로 재이동시켜 구조할 수 있다. According to another aspect of the present invention, in a memory having a block management system, program errors in a block during a time critical memory operation are handled as the programming operation continues in the breakout memory. At too short a threshold time, the data written to the error block before the interruption occurs is transferred to another block, and such an action may be a breakout block. The block in which the error occurred is discarded. In this way, if a defect block is found, the stored data can be moved to a spot by moving the data stored in the defect block and handled without loss of data and without exceeding a specified time limit. This error handling is particularly important for the garbage collection operation so that during the critical time the entire operation does not have to be repeated on the new block. Then, at the appropriate time, data from the combining block can be rescued by moving back to another block.

프로그램 오류 취급은 통합 작용 동안에 매우 중요하다. 정상적인 통합 작용은 최초 블록 및 업데이트 블록에 존재하는 논리 그룹의 모든 논리 유니트들의 현재 버전들을 통합 블록 내로 통합한다. 상기의 통합 작용 동안에, 만약 프로그램 오류가 통합 블록 내에 발생한다면, 브레이크아웃 통합 블록으로써 작용하는 도 다른 블록이 나머지 논리 유니트들의 통합을 수신하기 위하여 준비된다. 이와 같은 방법으로, 한번 이상 카피되는 논리 유니트가 존재하지 않게 되며, 예외적인 취급에 따른 작용은 정상적인 통합 작용을 위하여 설정된 기간 내에 완수될 수 있다. 적절한 시간에, 통합 작용은 그룹의 모든 우수한 논리 유니트들을 브레이크아웃 블록으로 통합하여 완수될 수 있다. 적절한 시간은 통합을 수행할 시간이 있을 때, 현재 호스트 쓰기 작용 외부의 다른 기간일 수 있다. 한가지 적절한 시간은 업데이트가 존재하나, 관련된 통합 작용이 없는 곳에서 또 다른 호스트 쓰기 기간일 수 있다. Program error handling is very important during integration. Normal consolidation action integrates the current versions of all logical units of the logical group present in the original block and update block into the consolidation block. During the above integration operation, if a program error occurs in the integration block, another block acting as a breakout integration block is prepared to receive the integration of the remaining logical units. In this way, there will be no logical unit to be copied more than once, and the action of exceptional handling can be completed within a set period for normal integration action. At the appropriate time, the merging action can be accomplished by integrating all the good logic units in the group into the breakout block. The appropriate time may be another period outside the current host write operation when there is time to perform the consolidation. One suitable time may be another host write period where updates exist but there is no associated integration action.

프로그램 오류 취급을 이용한 통합은 복수개의 단계를 통하여 구현될 수 있다. 첫번째 단계에서, 논리 유니트들은 한번 이상의 각 논리 유니트를 통합하는 것을 피하기 위하여 프로그램 오류가 발생한 이후에 한 개의 블록 이상의 블록 내로 통합된다. 최종 단계는 적절한 시간에 완료되며, 상기의 적절한 시간에 논리 그룹은 한 개의 블록 내로 통합되며, 바람직하게는 모든 논리 유니트들을 순차적인 순서로 브레이크아웃 통합 블록 내로 수집하여 이루어진다.Integration using program error handling can be implemented through a plurality of steps. In the first step, logical units are integrated into one or more blocks after a program error to avoid consolidating each logical unit more than once. The final step is completed at an appropriate time, at which time the logical group is integrated into one block, preferably by collecting all logical units into the breakout integration block in sequential order.

비순차 업데이트 블록 인덱싱Out of order update block indexing

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 비순차 논리 유니트들을 갖는 업데이트 블록들을 지원하는 블록 관리 시스템을 갖는 비휘발성 메모리에 있어서, 비순차 업데이트 블록 내의 논리 유니트들의 인덱스는 RAM에 버퍼링되며, 비휘발성 메모리 내로 주기적으로 저장된다. 일실시예에 따르면, 상기의 인덱스는 업데이트 블록 그자체에 저장된다. 또 다른 실시예에 있어서, 최종 업데이트 이후지만 다음 업데이트 이전에 쓰여진 논리 유니트들은 각각의 논리 유니트의 헤더 내에 저장된 인덱싱 정보를 구비하고 있다. 이와 같은 방법으로, 파워 아웃티즈(outage) 이후에, 최근에 쓰여진 논리 유니트들의 위치는 초기화 기간 동안에 스케닝을 수행할 필요없이 결정될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 블록은 부분적으로 순차적이고 그리고 부분적으로 비순차적인 방법으로 관리되며, 한개의 논리 서브그룹 보다 많은 그룹에 해당한다.According to another aspect of the present invention, in a nonvolatile memory having a block management system supporting update blocks having nonsequential logical units, the indexes of the logical units in the nonsequential update block are buffered in RAM, and into the nonvolatile memory. It is stored periodically. According to one embodiment, the index is stored in the update block itself. In another embodiment, logical units written after the last update but before the next update have indexing information stored in the header of each logical unit. In this way, after power outage, the position of the recently written logical units can be determined without the need to perform scanning during the initialization period. In yet another embodiment, blocks are managed in a partially sequential and partially out of order manner, corresponding to more than one logical subgroup.

제어 데이터 통합 및 관리Control data integration and management

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 제어 데이터의 약간 또는 전부와 같은 임계 데이터는 만약 그것이 중복 상태로 유지된다면, 엑스트라 레벨의 신뢰도로 보증된다. 상기와 같은 중복은 메모리 셀들의 동일한 세트의 멀티 비트를 연속으로 프로그래밍하는 2-패스 프로그래밍을 사용하는 멀티-상태 메모리 시스템을 위하여, 제2 패스 내의 소정의 프로그래밍 오류가 제1 패스에 의하여 구성된 데이터를 손상시키지 않는 방법으로 실행된다. 이와 같은 중복은 쓰기 취소의 검출, 검출 오류의 검출(예를 들면, 두개의 카피가 우수한 ECC를 갖지만, 데이터는 서로 다르다) 등을 가능하게 하며, 엑스트라 레벨의 신뢰도를 제공한다.데이터 중복에 대한 여러개의 기술들이 사용 가능하다.According to another aspect of the invention, critical data, such as some or all of the control data, is guaranteed with an extra level of reliability if it remains redundant. Such redundancy is intended for multi-state memory systems that use two-pass programming to continuously program the multi-bits of the same set of memory cells, such that any programming error in the second pass may cause the data configured by the first pass to fail. Run in a way that does not compromise. Such redundancy enables detection of write cancellation, detection of detection errors (eg, two copies have good ECC, but the data are different), and provides extra level of reliability. Several techniques are available.

일 실시예에 있어서, 주어진 데이터의 두개의 카피가 조기 프로그래밍 패스에서 프로그래밍된 이후에, 다음의 프로그래밍 패스는 두개의 카피 중에서 최소한 한개의 카피를 저장하는 메모리 셀들을 프로그래밍하는 것을 피한다. 이와 같은 방법으로, 두개의 카피 중 최소한 한개의 카피는 그 다음의 프로그래밍 패스가 완료되기 이전에 취소되고 그리고 조기 패스의 데이터를 손상시키는 경우 영향을 받지 않는다. In one embodiment, after two copies of a given data are programmed in an early programming pass, the next programming pass avoids programming memory cells that store at least one copy of the two copies. In this way, at least one of the two copies is canceled before the next programming pass is completed and is not affected if it corrupts the data of the early pass.

또 다른 실시예에 있어서, 주어진 데이터의 두개의 카피들은 두개의 카피들 중 최대한 한개의 카피가 다음 프로그래밍 패스에서 프로그래밍되는 메모리 셀들을 구비하는 두개의 다른 블록들에 저장된다.In another embodiment, two copies of a given data are stored in two different blocks having memory cells in which at least one of the two copies is programmed in the next programming pass.

또 다른 실시예에 있어서, 주어진 데이터의 두개의 카피들이 프로그래밍 패스에 저장된 이후에, 두개의 카피를 저장하는 메모리 셀들의 세트에 더 이상의 프로그래밍이 진행되지 않는다. 상기와 같은 것은 메모리 셀들의 세트를 위하여 궁극적인 프로그래밍 패스 내의 두개의 카피를 프로그래밍하여 성취된다. In another embodiment, after two copies of a given data are stored in a programming pass, no further programming is performed on the set of memory cells that store the two copies. Such is accomplished by programming two copies in the ultimate programming pass for the set of memory cells.

또 다른 실시예에 있어서, 주어진 데이터의 두개의 카피들은 프로그래밍된 메모리 셀들 상에서 더 이상의 프로그래밍이 발생하지 않도록 하기 위하여 이진 프로그래밍 모드로 멀티-상태 메모리 내로 프로그래밍된다.In another embodiment, two copies of a given data are programmed into the multi-state memory in binary programming mode so that no further programming occurs on the programmed memory cells.

또 다른 실시예에 있어서, 메모리 셀들의 동일한 세트의 멀티 비트를 연속적으로 프로그래밍하기 위하여 2-패스 프로그래밍 기술을 적용하는 멀티-상태 메모리 시스템에 있어서, 무장애(fault-tolerant) 코드는 조기 프로그래밍 패스에 의하여 구성된 데이터가 다음 프로그래밍 패스의 에러에 둔감하도록 멀티 메모리 상태를토드화하기 위하여 사용된다.In another embodiment, in a multi-state memory system that employs a two-pass programming technique to continuously program multiple bits of the same set of memory cells, fault-tolerant code is generated by an early programming pass. The configured data is used to tod the multi-memory state so that it is insensitive to errors in the next programming pass.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 블록 관리 시스템을 갖는 비휘발성 메모리에 있어서, 메모리 블록의 제어 쓰레기 수집 또는 우선 위치 재설정은 많은 수의 업데이트 블록들이 위치 재설정을 동시에 필요로 하는 상황을 피하기 위하여 구현된다. 예를 들면, 상기와 같은 상황은 블록 관리 시스템의 작용을 제어하기 위하여 사용된 제어 데이터를 업데이트할 때 발생한다. 제어 데이터 유형의 계층은 업데이트 빈도의 가변 정도에 따라 존재할 수 있으며, 그에 따라 다른 속도로 쓰레기 수집 또는 위치 재설정을 필요로 하는 관련 업데이트 블록들을 얻게 된다. 한개의 제어 데이터 유형보다 많은 쓰레기 수집 작용들이 일치하는데 소정의 시간대가 있을 수 있다. 극단적인 경우에 있어서, 모든 제어 데이터 유형을 위한 업데이트 블록들의 위치 재설정 단계들은 정렬되어, 모든 업데이트 블록들이 동시에 위치 재설정을 필요로 할 수 있다. According to another aspect of the present invention, in a nonvolatile memory having a block management system, control garbage collection or priority repositioning of a memory block is implemented to avoid a situation in which a large number of update blocks require repositioning at the same time. . For example, such a situation arises when updating control data used to control the operation of the block management system. The hierarchy of control data types may exist depending on the degree of change in the update frequency, resulting in relevant update blocks requiring garbage collection or repositioning at different rates. There may be a certain time period for more garbage collection actions to match than one control data type. In extreme cases, the repositioning steps of update blocks for all control data types may be aligned such that all update blocks may require repositioning at the same time.

본 발명의 부가적인 특징 및 장점은 그 양호한 실시예의 하기의 설명으로부터 이해될 것이며, 양호한 실시예의 설명은 첨부 도면과 연계하여 이루어진다.Additional features and advantages of the invention will be understood from the following description of its preferred embodiments, which is made in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명을 이행하기에 적합한 메모리 시스템의 메인 하드웨어 콤포넌트를 개략적으로 예시하는 도면.1 is a schematic illustration of a main hardware component of a memory system suitable for implementing the present invention.

도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른, 컨트롤러의 메모리 관리자에 의해 관리되는, 그리고, 섹터의 물리 그룹(또는 메타블록)으로 조직화된 메모리를 예시하는 도면.2 illustrates memory managed by a memory manager of a controller and organized into physical groups (or metablocks) of sectors, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 3A(i) 내지 도 3A(iii)는 본 발명의 양호한 실시예에 따른, 논리 그룹과 메타블록 사이의 맵핑을 개략적으로 예시하는 도면.3A (i) to 3A (iii) schematically illustrate the mapping between logical groups and metablocks, according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3B는 논리 그룹과 메타블록 사이의 맵핑을 개략적으로 예시하는 도면.3B is a diagram schematically illustrating the mapping between logical groups and metablocks.

도 4는 물리 메모리내의 구조와 메타블록의 정렬을 예시하는 도면.4 illustrates the alignment of metablocks with structures in physical memory.

도 5A는 다른 평면의 최소 삭제 유닛의 링크형성으로 구성되는 메타블록을 예시하는 도면.FIG. 5A illustrates a metablock consisting of linking of a minimum erasure unit of another plane. FIG.

도 5B는 메타블록으로의 링크형성을 위해 각 평면으로부터 하나의 최소 삭제 유닛(MEU)이 선택되는 일 실시예를 예시하는 도면.5B illustrates one embodiment where one minimum erasure unit (MEU) is selected from each plane for linkage to the metablock.

도 5C는 메타블록으로의 링크형성을 위해, 각 평면으로부터 하나 이상의 MEU가 선택되는 일 실시예를 예시하는 도면.FIG. 5C illustrates one embodiment where one or more MEUs are selected from each plane for linkage to the metablock. FIG.

도 6은 플래시 메모리와 컨트롤러 내에 구현되는 바와 같은 메타블록 관리 시스템의 개략 블록도.6 is a schematic block diagram of a metablock management system as implemented in a flash memory and a controller.

도 7A는 순차 갱신 블록에 순차 순서로 기록되는 논리 그룹내의 섹터의 예를 예시하는 도면.FIG. 7A illustrates an example of sectors in a logical group written in sequential order to a sequential update block; FIG.

도 7B는 카오틱 갱신 블록에 카오틱 순서로 기록되는 논리 그룹내의 섹터의 예를 예시하는 도면.FIG. 7B illustrates an example of sectors in a logical group written in chaotic order in a chaotic update block. FIG.

도 8은 논리 어드레스의 불연속성을 갖는 두 개의 별개의 호스트 기록 동작의 결과로서 순차적 갱신 블록에 순차 순서로 기록되는 논리 그룹내의 섹터의 예를 예시하는 도면.8 illustrates an example of sectors in a logical group written sequentially in a sequential update block as a result of two separate host write operations with discontinuities in logical addresses.

도 9는 본 발명의 일반적 실시예에 따른, 데이터의 논리 그룹을 갱신하기 위한 갱신 블록 관리자에 의한 프로세스를 예시하는 흐름도.9 is a flow diagram illustrating a process by an update block manager for updating a logical group of data, in accordance with a general embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 양호한 실시예에 따른, 데이터의 논리 그룹을 갱신하기 위한 갱신 블록 관리자에 의한 프로세스를 예시하는 흐름도.10 is a flow diagram illustrating a process by an update block manager for updating a logical group of data, in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 11A는 도 10에 도시된 카오틱 갱신 블록을 폐쇄하는 병합 프로세스를 보다 상세히 예시하는 흐름도.11A is a flow diagram illustrating in more detail the merging process of closing the chaotic update block shown in FIG.

도 11B는 도 10에 도시된 카오틱 갱신 블록을 폐쇄하기 위한 압축 프로세스를 보다 상세히 예시하는 흐름도.FIG. 11B is a flow diagram illustrating in more detail the compression process for closing the chaotic update block shown in FIG. 10. FIG.

도 12A는 논리 그룹의 모든 가능한 상태 및 다양한 동작하에서 그들 사이의 가능한 전이를 예시하는 도면.12A illustrates all possible states of a logical group and possible transitions between them under various operations.

도 12B는 논리 그룹의 가능한 상태를 나열하는 테이블.12B is a table listing the possible states of a logical group.

도 13A는 논리 그룹에 대응하는 물리 그룹인 메타블록의 모든 가능한 상태 및 다양한 동작하에서의 그들 사이의 가능한 전이를 예시하는 도면.13A illustrates all possible states of a metablock that are physical groups corresponding to logical groups and possible transitions between them under various operations.

도 13B는 메타블록의 가능한 상태를 나열하는 테이블.13B is a table listing the possible states of a metablock.

도 14A 내지 도 14J는 논리 그룹의 상태와, 또한, 물리 메타블록에 대한 다양한 동작의 영향을 예시하는 상태도.14A-14J are state diagrams illustrating the state of logical groups and also the impact of various operations on physical metablocks.

도 15는 할당을 위한 삭제 블록과 개방 및 폐쇄된 갱신 블록의 추적을 유지하기 위한 할당 블록 리스트(ABL)의 구조의 양호한 실시예를 예시하는 도면.Fig. 15 illustrates a preferred embodiment of the structure of an allocation block list (ABL) for keeping track of deleted blocks for allocation and open and closed update blocks.

도 16A는 카오틱 블록 인덱스(CBI) 섹터의 데이터 필드를 예시하는 도면.FIG. 16A illustrates a data field of a chaotic block index (CBI) sector. FIG.

도 16B는 전용화된 메타블록내에 레코드되는 카오틱 블록 인덱스(CBI) 섹터의 예를 예시하는 도면.FIG. 16B illustrates an example of a chaotic block index (CBI) sector recorded in a dedicated metablock. FIG.

도 16C는 카오틱 갱신을 받는 주어진 논리 그룹의 논리 섹터의 데이터에 대한 억세스를 예시하는 흐름도.16C is a flow diagram illustrating access to data in logical sectors of a given logical group undergoing chaotic updates.

도 16D는 논리 그룹이 서브그룹으로 분할되어 있는 대안 실시예에 따른, 카오틱 갱신을 받는 주어진 논리 그룹의 논리 섹터의 데이터에 대한 억세스를 예시하는 흐름도.FIG. 16D is a flow diagram illustrating access to data in a logical sector of a given logical group receiving a chaotic update, according to an alternative embodiment where the logical group is divided into subgroups. FIG.

도 16E는 각 논리 그룹이 다수의 서브그룹으로 분할되어 있는 실시예를 위한 카오틱 블록 인덱싱(CBI) 섹터 및 그 기능의 예를 예시하는 도면.16E illustrates an example of a chaotic block indexing (CBI) sector and its function for an embodiment where each logical group is divided into a plurality of subgroups.

도 17A는 그룹 어드레스 테이블(GAT) 섹터의 데이터 필드를 예시하는 도면.17A illustrates a data field of a group address table (GAT) sector.

도 17B는 GAT 블록에 레코드되는 그룹 어드레스 테이블(GAT) 섹터의 예를 예시하는 도면.FIG. 17B is a diagram illustrating an example of a group address table (GAT) sector recorded in a GAT block. FIG.

도 18은 삭제 블록의 사용 및 재생을 위한 제어 및 디렉토리 정보의 분포 및 흐름을 예시하는 개략적 블록도.Fig. 18 is a schematic block diagram illustrating the distribution and flow of control and directory information for use and reproduction of erased blocks.

도 19는 논리 대 물리 어드레스 변환의 프로세스를 도시하는 플로우차트.19 is a flowchart illustrating a process of logical to physical address translation.

도 20은 메모리 관리의 동작의 과정에서 제어 데이터 구조상에 수행되는 동작의 계층체계를 예시하는 도면.20 illustrates a hierarchy of operations performed on a control data structure in the course of operations of memory management.

도21은 복수개의 메모리 평면들로부터 구성되는 메모리 어레이를 도시하는 도면이다.FIG. 21 is a diagram showing a memory array constructed from a plurality of memory planes.

도22A는 본 발명의 일반적인 구현에 따라 평면 정렬을 이용한 업데이트 방법을 도시하는 플로우 차트이다.Figure 22A is a flow chart illustrating an update method using planar alignment in accordance with a general implementation of the present invention.

도22B는 도22A에 도시된 플로우 차트에서 업데이트를 저장하는 단계의 바람직한 실시예를 도시하는 도면이다.FIG. 22B shows a preferred embodiment of the step of storing the update in the flow chart shown in FIG. 22A.

도23A는 평면 정렬과 상관없이 순차적인 업데이트 블록에 대하여 순처적인 순서로 쓰여진 논리 유니트들의 예를 도시하는 도면이다.FIG. 23A is a diagram showing an example of logical units written in a sequential order for a sequential update block regardless of plane alignment. FIG.

도23B는 평면 정렬과 상관없이 혼돈 업데이트 블록에 대하여 비수차적인 순서로 쓰여진 논리 유니트들의 예를 도시하는 도면이다.Fig. 23B is a diagram showing an example of logical units written in non-aberration order for the chaotic update block regardless of the plane alignment.

도24A는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 평면 정렬 및 페딩을 갖는 도23A의 순차 업데이트 예를 도시하는 도면이다.Figure 24A illustrates an example of a sequential update of Figure 23A with planar alignment and padding in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도24B는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 평면 정렬을 구비하고 그리고 페딩을 구비하지 않는 도23B의 혼돈 업데이트 예를 도시하는 도면이다.Figure 24B illustrates a chaotic update example of Figure 23B with planar alignment and without padding in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도24C는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따라 평면 정렬 및 페딩을 갖는 도23B의 혼돈 업데이트 예를 도시하는 도면이다. Figure 24C illustrates a chaotic update example of Figure 23B with planar alignment and padding in accordance with another preferred embodiment of the present invention.

도25는 두 개의 논리 섹터들과 같은 두 개의 논리 유니트들을 저장하기 위하여 각각의 페이지가 두 개의 메모리 유니트들을 포함하는, 예시적인 메모리 구조를 도시하는 도면이다.FIG. 25 is a diagram illustrating an exemplary memory structure, where each page includes two memory units to store two logical units, such as two logical sectors.

도26A는 각각의 페이지가 한 개 대신에 두 개의 섹터들을 포함하는 것을 제 외한 도21의 메모리 구조에 유사한 것을 도시하는 도면이다.FIG. 26A shows an analogous view to the memory structure of FIG. 21 except that each page contains two sectors instead of one.

도26B도는 개력적인 선형 패션 내에 구성된 메모리 유니트들을 갖는 도26A의 메타 블록들을 구비하는 도면이다.FIG. 26B is a diagram having the meta blocks of FIG. 26A with memory units configured in a generic linear fashion.

도27은 한 개의 위치에서 또 다른 위치로 카피되는 논리 유니트들을 페딩하지 않고, 업데이트 블록 내에서 평면 정열을 위한 다른 구조를 도시하는 도면이다.FIG. 27 is a diagram showing another structure for plane alignment within an update block without padding logical units copied from one position to another.

도28은 통합 작용 중에 결함 블록 내에서 프로그램 오류가 발생할때, 통합 작용이 또 다른 블록 상에서 반복되는 구조를 도시하는 도면이다.Fig. 28 is a diagram showing a structure in which the merging operation is repeated on another block when a program error occurs in the defective block during the merging operation.

도29는 쓰기(업데이트) 작용 뿐만 아니라 통합 작용을 완료하기 위하여 충분한 시간을 제공하는 시간 또는 쓰기 지연을 갖는 호스트 쓰기 작용을 개략적으로 도시하는 도면이다.FIG. 29 is a diagram schematically illustrating a host write operation with a time or write delay that provides sufficient time to complete the integration operation as well as the write (update) operation.

도30은 본 발명에 의한 전체 구조에 따라 프로그램 오류 취급에 대한 플로우 차트를 도시하는 도면이다.30 is a flowchart showing a program error handling in accordance with the overall structure according to the present invention.

도31A는 제3 블록(최종 위치 재설정) 블록이 제2(브레이크아웃) 블록과 다른 구성을 갖는 프로그램 오류 취급의 제1실시예를 도시하는 도면이다.FIG. 31A is a diagram showing a first embodiment of program error handling in which the third block (final position reset) block has a configuration different from that of the second (breakout) block.

도31B는 제3 (최종 위치 재설정) 블록이 제2 (브레이크아웃) 블록과 동일한 구성을 갖는 프로그램 오류 취급의 또 다른 실시예를 도시하는 도면이다.FIG. 31B is a diagram showing another embodiment of program error handling in which the third (final position reset) block has the same configuration as the second (breakout) block.

도32A는 통합 작용이 결과적으로 얻어지는 최초 업데이트 작용의 플로우 차트를 도시하는 도면이다.32A is a diagram showing a flow chart of an initial update action in which an integration action is consequently obtained.

도32B는 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 복수개의 단계 통합 작용의 플로우 차트를 도시하는 도면이다.32B is a diagram showing a flow chart of a plurality of step integrating actions in the preferred embodiment of the present invention.

도33은 복수개의 페이즈 통합 작용의 제1 및 최종 단계의 예시적인 타이밍을 도시하는 도면이다.33 is a diagram illustrating exemplary timings of the first and last stages of a plurality of phase integration actions.

도34A는 브레이크아웃 통합 블록이 업데이트 블록으로써 사용되지 않지만, 그 통합 작용이 방해받는 통합 블록으로써 사용되지 않는 경우를 도시하는 도면이다.Fig. 34A is a diagram showing the case where the breakout integration block is not used as an update block, but its integration action is not used as an interrupted integration block.

도34B는 도34A에서 시작된 복수 단계 통합의 제3 및 최종 단계를 도시하는 도면이다.34B is a diagram illustrating the third and final stages of the multi-step consolidation started at FIG. 34A.

도35A는 브레이크아웃 통합 블록이 통합 블록으로써 보다는 호스트 쓰기를 수신하는 업데이트 블록으로써 유지되는 경우를 도시하는 도면이다.35A shows a case where the breakout integration block is maintained as an update block that receives a host write rather than as an integration block.

도35B는 상기 두 번째 경우에 대하여 도35A에서 시작된 복수개의 단계 통합의 제3 및 최종 단계를 도시하는 도면이다.35B is a diagram showing the third and final stages of the plural stage integration started in FIG. 35A for the second case.

도36A는 호스트 쓰기가 업데이트 블록의 폐쇄를 트리거하고, 업데이트 블록이 순차적일때, 시나리오로 인가되는 단계화된 프로그램 에러 취급을 도시하는 도면이다.FIG. 36A illustrates a staged program error handling applied in a scenario when a host write triggers the closure of an update block and the update block is sequential. FIG.

도36B는 업데이트 블록에서 업데이트의 경우에 있어서 그것이 부분 블록 시스템에 인가될 수 있는 것과 같이, 단계화된 프로그램 에러 취급을 도시하는 도면이다.36B is a diagram illustrating staged program error handling, such as in the case of an update in an update block it can be applied to a partial block system.

도36C는 메타블록으로 맵핑된 논리 그룹을 지원하지 않는 메모리 블록 관리 시스템에 있어서 쓰레기(garbage) 수집 작용을 취급하는 단계화된 프로그램 오류를 도시하는 도면이다.Figure 36C is a diagram illustrating a staged program error handling garbage collection operations in a memory block management system that does not support logical groups mapped to metablocks.

도37는 동일한 논리 그룹의 모든 N-섹터 쓰기 이후에, 관련 혼돈 인덱스 섹터에 CBI 섹터의 쓰기 스케쥴의 예를 도시하는 도면이다.FIG. 37 is a diagram illustrating an example of a write schedule of a CBI sector in an associated chaotic index sector after all N-sector writes of the same logical group.

도38A는 소정 횟수의 쓰기 이후에 CBI가 거기에 기록될 때 포인트 지점까지의 업데이트 블록을 도시하는 도면이다.FIG. 38A is a diagram showing an update block up to a point point when a CBI is written there after a predetermined number of writes.

도38B는 인덱스 섹터 이후에 더 기록되는 데이터 페이지 1, 2 및 4를 갖는 도38A의 업데이트 블록을 도시하는 도면이다.FIG. 38B is a diagram showing an update block of FIG. 38A with data pages 1, 2 and 4 recorded further after the index sector.

도38C는 인덱스 섹터의 다음 기록을 트리거하기 위하여 쓰여지는 또 다른 논리 섹터를 갖는 도38B의 업데이트 블록을 도시하는 도면이다.FIG. 38C shows the update block of FIG. 38B with another logical sector written to trigger the next write of an index sector.

도39A는 혼돈 업데이트 블록 내의 각 데이터 섹터의 헤더에 저장된 중간 스기에 대한 중간 인덱스를 도시하는 도면이다.FIG. 39A shows an intermediate index for an intermediate scheme stored in the header of each sector of data in the chaos update block. FIG.

도39B는 각각의 쓰여진 섹터의 헤더 내의 중간 쓰기들에 대하여 중간 인덱스를 저장하기 위한 예를 도시하는 도면이다.FIG. 39B shows an example for storing an intermediate index for intermediate writes in the header of each written sector. FIG.

도40은 혼돈 업데이트 블록의 각 데이터 섹터의 헤더 내에 저장된 혼돈 인덱스 필드의 정보를 도시하는 도면이다.40 is a diagram showing information of a chaos index field stored in a header of each data sector of a chaos update block.

도41A는 각각의 메모리 셀이 두 개의 비트 데이터를 저장할 때 4-상태 메모리 어레이의 문턱 전압 분포를 도시하는 도면이다.Figure 41A is a diagram showing the threshold voltage distribution of a four-state memory array when each memory cell stores two bit data.

도41B는 그레이 코드를 이용하는 종래의 2-패스 프로그래밍 구조를 도시하는 도면이다.Fig. 41B is a diagram showing a conventional two-pass programming structure using gray code.

도42는 중복된 각각의 섹터를 저장하여, 임계 데이터를 보호하기 위한 한가지 안전한 방법을 도시하는 도면이며, 예를 들면, 섹터 A, B, C 및 D가 중복 카피 되어 저장된다. 만약, 한 개의 섹터 카피에 데이터 오류가 발생하면, 그 대신에 다른 것이 읽혀질 수 있다.Fig. 42 is a diagram showing one safe method for protecting critical data by storing each of the overlapping sectors. For example, sectors A, B, C and D are duplicated and stored. If a data error occurs in one sector copy, the other can be read instead.

도43은 중복 섹터들이 멀티-상태 메모리에 일반적으로 저장되는 구성을 갖는 비-로버스트니스(non-robustness)를 도시하는 도면이다.FIG. 43 is a diagram illustrating non-robustness having a configuration in which redundant sectors are generally stored in a multi-state memory.

도44A는 임계 데이터의 지연된 중복 카피를 멀티-상태 메모리에 저장하는 일실시예를 도시하는 도면이다.Figure 44A illustrates one embodiment of storing a delayed duplicate copy of threshold data in a multi-state memory.

도44B는 임계 데이터의 중복 카피들을 멀티-상태 메모리의 논리 상위 페이지에 저장하기는 또 다른 실시예를 도시하는 도면이다.Figure 44B illustrates another embodiment of storing redundant copies of critical data in a logical upper page of a multi-state memory.

도44C는 멀티-상태 메모리의 이진 모드 내에 임계 데이터의 중복 카피들을 저장하는 또 다른 실시예를 도시하는 도면이다.Figure 44C illustrates another embodiment of storing redundant copies of critical data in the binary mode of a multi-state memory.

도45는 임계 데이터의 중복 카피들을 동시에 두개의 메타 블록들에 저장하는 또 다른 실시예를 도시하는 도면이다.FIG. 45 illustrates another embodiment of storing duplicate copies of critical data in two metablocks at the same time.

도46A는 4-상태 메모리 어레이의 문턱 전압 분포를 도시하는데 있어서 도41A와 유사하며, 도46B의 참조도로써 도시되어 있다.FIG. 46A is similar to FIG. 41A in showing the threshold voltage distribution of a four-state memory array, and is shown as a reference diagram of FIG. 46B.

도46B는 무장애(fault-tolerant) 코드를 사용하여 임계 데이터의 중복 카피를 동시에 저장하는 또 다른 실시예의 도면이다. 46B is a diagram of another embodiment that simultaneously stores duplicate copies of critical data using fault-tolerant codes.

도47은 두개의 데이터 카피의 가능한 상태와 데이터의 사용 가능성을 도시하는 테이블을 도시하는 도면이다.Fig. 47 is a diagram showing a table showing the possible states of two data copies and the availability of data.

도48은 제어 데이터를 저장하는 메모리 블록의 우선(preemptive) 위치 재설정의 플로우 차트를 도시하는 도면이다.Fig. 48 is a diagram showing a flow chart of preliminary repositioning of a memory block storing control data.

도 1은 본 발명을 구현하기에 적합한 메모리 시스템의 메인 하드웨어 콤포넌트를 개략적으로 예시한다. 메모리 시스템(20)은 통상적으로, 호스트 인터페이스를 통해 호스트(10)와 함께 동작한다. 메모리 시스템은 통상적으로, 내장 메모리 시스템 또는 메모리 카드의 형태이다. 메모리 시스템(20)은 메모리(200)를 포함하며, 메모리의 동작은 컨트롤러(100)에 의해 제어된다. 메모리(200)는 하나 이상의 집적 회로 칩 위에 분포된 비휘발성 메모리 셀의 하나 이상의 어레이로 구성된다. 컨트롤러(100)는 인터페이스(110), 프로세서(120), 선택적 코프로세서(121), 롬(ROM, 판독 전용 메모리)(122), 램(RAM,임의 접근 메모리)(130) 및 선택적으로 프로그램가능한 비휘발성 메모리(124)로 구성된다. 인터페이스(110)는 호스트에 컨트롤러를 인터페이스 접속하는 하나의 콤포넌트 및 메모리(200)에 인터페이스 연결된 다른 콤포넌트를 포함한다. 비휘발성 롭(122) 및/또는 선택적 비휘발성 메모리(124)에 저장된 펌웨어는 컨트롤러(100)의 기능을 이행하기 위해 프로세서(120)를 위한 코드를 제공한다. 에러 교정 코드는 선택적 코프로세서(121) 또는 프로세서(120)에 의해 처리될 수 있다. 대안 실시예에서, 컨트롤러(100)는 상태 기계(미도시)에 의해 구현된다. 또 다른 실시예에서, 컨트롤러(100)는 호스트내에 구현된다.1 schematically illustrates a main hardware component of a memory system suitable for implementing the present invention. Memory system 20 typically operates with host 10 via a host interface. The memory system is typically in the form of an internal memory system or a memory card. The memory system 20 includes a memory 200, and the operation of the memory is controlled by the controller 100. Memory 200 consists of one or more arrays of nonvolatile memory cells distributed over one or more integrated circuit chips. Controller 100 includes interface 110, processor 120, optional coprocessor 121, ROM (ROM, read only memory) 122, RAM (RAM, random access memory) 130, and optionally programmable. It consists of a nonvolatile memory 124. The interface 110 includes one component that interfaces a controller to a host and the other component that is interfaced to the memory 200. The firmware stored in the nonvolatile rob 122 and / or the optional nonvolatile memory 124 provides code for the processor 120 to perform the functions of the controller 100. The error correction code may be processed by the optional coprocessor 121 or the processor 120. In alternative embodiments, the controller 100 is implemented by a state machine (not shown). In another embodiment, the controller 100 is implemented in a host.

논리 및 물리 블록 구조Logical and Physical Block Structures

도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른, 물리 섹터의 그룹(또는 메타블록)으로 조직화되어 컨트롤러의 메모리 관리자에 의해 관리되는 메모리를 예시한다. 메모리(200)는 메타블록으로 조직화되며, 여기서, 각 메타블록은 함께 삭제할 수 있는 물리 섹터(S0,...,SN-1)의 그룹이다.2 illustrates memory organized into a group (or metablock) of physical sectors and managed by a memory manager of a controller, according to a preferred embodiment of the present invention. Memory 200 is organized into metablocks, where each metablock is a group of physical sectors S 0 ,..., S N-1 that can be deleted together.

호스트(100)는 파일 시스템 또는 오퍼레이팅 시스템하에서 어플리케이션을 운용시 메모리(200)를 억세스한다. 통상적으로, 호스트 시스템은 논리 섹터의 유닛으로 데이터를 어드레스하며, 여기서, 예로서, 각 섹터는 데이터의 512바이트를 포함할 수 있다. 또한, 호스트에 대하여, 각각 하나 이상의 논리 섹터로 구성된 논리 클러스터의 유닛으로 메모리 시스템을 판독 및 그에 기록하는 것이 일반적이다. 일부 호스트 시스템에서, 호스트에서 보다 낮은 레벨의 메모리 관리를 수행하기 위해 선택적 호스트측 메모리 관리자가 존재할 수 있다. 대부분의 경우에, 판독 또는 기록 동작 동안, 호스트(10)는 주로, 연속적 어드레스를 갖는 데이터의 논리 섹터의 스트링을 포함하는 세그먼트를 판독 또는 기록하기 위해 메모리 시스템(20)에 명령을 발령한다. The host 100 accesses the memory 200 when operating an application under a file system or an operating system. Typically, the host system addresses data in units of logical sectors, where, for example, each sector may include 512 bytes of data. It is also common for the host to read and write to the memory system in units of logical clusters each composed of one or more logical sectors. In some host systems, there may be an optional host-side memory manager to perform lower levels of memory management on the host. In most cases, during a read or write operation, the host 10 issues a command to the memory system 20 to read or write a segment that primarily contains a string of logical sectors of data having consecutive addresses.

메모리측 메모리 관리자는 플래시 메모리(200)의 메타블록 중 호스트 논리 섹터의 데이터의 저장 및 검색을 관리하기 위해 메모리 시스템(20)의 컨트롤러(100)내에 구현된다. 양호한 실시예에서, 메모리 관리자는 메타블록의 삭제, 판독 및 기록 동작을 관리하기 위한 다수의 소프트웨어 모듈을 포함한다. 또한, 메모리 관리자는 컨트롤러 램(130) 및 플래시 메모리(200) 중에 그 동작과 연계된 시스템 제어 및 디렉토리 데이터를 유지한다. The memory-side memory manager is implemented in the controller 100 of the memory system 20 to manage the storage and retrieval of data in the host logical sectors of the metablocks of the flash memory 200. In a preferred embodiment, the memory manager includes a number of software modules for managing the delete, read and write operations of the metablock. The memory manager also maintains system control and directory data associated with its operation in the controller RAM 130 and the flash memory 200.

도 3a(i) 내지 도 3a(iii)는 본 발명의 양호한 실시예에 따른, 논리 그룹과 메타블록 사이의 맵핑을 개략적으로 예시한다. 물리 메모리의 메타블록은 논리 그 룹의 데이터의 N 논리 섹터를 저장하기 위한 N 물리 섹터를 갖는다. 도 3a(i)는 논리 그룹 LGi로부터의 데이터를 도시하며, 여기서, 논리 섹터는 연속적인 논리 순서(0, 1,..., N-1)로 존재한다. 도 3a(ii)는 동일 논리 순서로 메타블록내에 저장되어 있는 동일 데이터를 도시한다. 이 방식으로 저장될 때, 메타블록은 "순차적"이라 말해진다. 일반적으로, 메타블록은 다른 순서로 저장된 데이터를 가질 수 있으며, 이 경우, 메타블록은 "비순차적" 또는 "카오틱(chaotic)"이라고 말해진다.3A (i) to 3A (iii) schematically illustrate the mapping between logical groups and metablocks, according to a preferred embodiment of the present invention. The metablock of the physical memory has N physical sectors for storing N logical sectors of data in the logical group. 3A (i) shows data from logical group LG i , where logical sectors exist in consecutive logical order (0, 1, ..., N-1). 3A (ii) shows the same data stored in the metablock in the same logical order. When stored in this manner, metablocks are said to be "sequential." In general, metablocks may have data stored in a different order, in which case the metablocks are said to be "out of order" or "chaotic".

맵핑되는 메타블록의 최저 어드레스와 논리 그룹의 최저 어드레스 사이에 오프셋이 존재할 수 있다. 이 경우, 논리 섹터 어드레스는 메타블록내의 논리 그룹의 저단으로부터 다시 상단으로의 루프로서 랩 어라운드 한다. 예로서, 도 3a(iii)에서, 메타블록은 논리 섹터(k)의 데이터에서 시작하는 그 최초 위치에서 저장한다. 최종 논리 섹터(N-1)가 도달될 때, 이는 섹터 0으로 되돌아가고, 그 최종 물리 섹터에서 논리 섹터 k-1과 연계된 데이터를 최종적으로 저장한다. 양호한 실시예에서, 메타블록의 최초 물리 섹터에 저장된 데이터의 시작 논리 섹터 어드레스를 나타내는 것 같이, 임의의 오프셋을 나타내기 위해, 페이지 태그가 사용된다. 두 개의 블록은 페이지 태그만이 다를 때, 유사한 순서로 저장된 그 논리 섹터를 갖는 것으로 간주된다. There may be an offset between the lowest address of the metablock being mapped and the lowest address of the logical group. In this case, the logical sector addresses wrap around as loops from the bottom of the logical group in the metablock back to the top. As an example, in FIG. 3A (iii), the metablock is stored at its initial location starting from the data of the logical sector k. When the last logical sector N-1 is reached, it returns to sector 0 and finally stores the data associated with logical sector k-1 in that last physical sector. In a preferred embodiment, a page tag is used to indicate any offset, such as to indicate the starting logical sector address of data stored in the first physical sector of the metablock. Two blocks are considered to have their logical sectors stored in a similar order when only the page tag is different.

도 3b는 논리 그룹과 메타블록 사이의 맵핑을 개략적으로 예시한다. 데이터가 현재 갱신되어 있는 소수의 논리 그룹을 제외하고, 각 논리 그룹은 고유 메타블록으로 맵핑된다. 논리 그룹이 갱신된 이후에, 이는 다른 메타블록에 맵핑될 수 있 다. 맵핑 정보는 논리 대 물리 디렉토리의 세트에 유지된다. 이는 보다 상세히 후술될 것이다.3B schematically illustrates the mapping between logical groups and metablocks. Except for a few logical groups whose data is currently updated, each logical group is mapped to a unique metablock. After the logical group is updated, it can be mapped to other metablocks. Mapping information is maintained in a set of logical to physical directories. This will be described later in more detail.

메타블록 맵핑을 위한 논리 그룹의 다른 유형도 고려된다. 예로서, 가변 크기를 갖는 메타블록이 발명의 명칭이 "적응성 메타블록(Adaptive Metablock)"인 알란 신클레어(Alan Sinclair)에 의해 본원과 동일한 날자로 출원된, 동시계류중이며, 공동 소유의 미국 특허 출원에 개시되어 있다. 이 동시계류 출원의 전체 내용은 여기에 참조로 포함되어 있다.Other types of logical groups for metablock mapping are also contemplated. As an example, a metablock with variable size is a co-pending, co-owned US patent, filed on the same date as herein, by Alan Sinclair, entitled “Adaptive Metablock”. Is disclosed in the application. The entire contents of this co-pending application are incorporated herein by reference.

본 발명의 한가지 특징은 시스템이 단일 논리 파티션으로 동작하며, 메모리 시스템의 논리 어드레스 범위 전반에 걸쳐 논리 섹터의 그룹이 동일하게 취급된다는 것이다. 예로서, 시스템 데이터를 포함하는 섹터 및 사용자 데이터를 포함하는 섹터가 논리 어드레스 공간 중 임의의 장소에 분포될 수 있다.One feature of the present invention is that the system operates as a single logical partition, and groups of logical sectors are treated identically throughout the logical address range of the memory system. By way of example, a sector containing system data and a sector containing user data may be distributed in any of the logical address spaces.

종래 기술 시스템과는 달리, 높은 빈도수 및 작은 크기의 갱신을 갖는 데이터를 포함하기 쉬운 논리 어드레스 공간 섹터를 국지화하기 위한 시스템 섹터(즉, 파일 할당 테이블, 디렉토리 또는 서브디렉토리에 관련된 섹터)의 어떠한 특수한 구획형성 또는 지역형성도 존재하지 않는다. 대신, 섹터의 논리 그룹을 갱신하는 본 체계는 파일 데이터를 대표하는 것들 및 시스템 섹터를 대표하는 억세스의 패턴을 효율적으로 다룬다. Unlike prior art systems, any special partition of a system sector (i.e., sectors related to file allocation tables, directories, or subdirectories) for localizing logical address space sectors that are likely to contain data with high frequency and small size updates. No formation or localization is present. Instead, the scheme of updating a logical group of sectors effectively handles the ones representing file data and the pattern of access representing system sectors.

도 4는 물리 메모리내의 구조를 가지는 메타블록의 정렬을 예시한다. 플래시 메모리는 유닛으로서 함께 삭제할 수 있는 메모리 셀의 블록을 포함한다. 이런 삭제 블록은 메모리의 최소 삭제가능 유닛(MEU) 또는 플래시 메모리의 삭제의 최소 유닛이다. 최소 삭제 유닛은 메모리의 하드웨어 설계 파라미터이며, 다수의 MEU 삭제를 지원하는 일부 메모리 시스템에서, 하나 이상의 MEU를 포함하는 "슈퍼 MEU"를 구성하는 것이 가능하다. 플래시 EEPROM에 대하여, MEU는 하나의 섹터를 포함할 수 있지만, 다수의 섹터를 포함하는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서, 이는 M 섹터를 갖는다. 양호한 실시예에서, 각 섹터는 데이터의 512바이트를 저장할 수 있으며, 사용자 데이터 부분과, 시스템 또는 오버헤드 데이터를 저장하기 위한 헤더 부분을 갖는다. 메타블록이 P MEU로 구성되고, 각 MEU가 M 섹터를 포함하는 경우, 이때, 각 메타블록은 N=P*M 섹터를 갖는다.4 illustrates the alignment of metablocks having a structure in physical memory. Flash memory includes a block of memory cells that can be erased together as a unit. This erase block is the minimum eraseable unit (MEU) of memory or the minimum unit of erase of flash memory. The minimum erase unit is a hardware design parameter of the memory, and in some memory systems supporting multiple MEU deletions, it is possible to construct a "super MEU" comprising one or more MEUs. For flash EEPROMs, the MEU may include one sector, but preferably includes multiple sectors. In the embodiment shown, it has M sectors. In a preferred embodiment, each sector can store 512 bytes of data, and has a user data portion and a header portion for storing system or overhead data. If the metablock consists of P MEUs and each MEU includes M sectors, then each metablock has N = P * M sectors.

메타블록은 시스템 레벨에서, 메모리 위치의 그룹, 예로서, 함께 삭제가능한 섹터를 나타낸다. 플래시 메모리의 물리 어드레스 공간은 메타블록의 세트로서 취급되며, 메타블록은 최소 삭제 유닛이다. 본 명세서에서, 용어 "메타블록" 및 "블록"은 미디어 관리를 위한 시스템 레벨에서의 최소 삭제 유닛을 규정하기 위해 같은 의미로 사용되며, 용어 "최소 삭제 유닛" 또는 MEU는 플래시 메모리의 최소 삭제 유닛을 나타내기 위해 사용된다. A metablock represents a group of memory locations, eg, sectors that can be deleted together, at the system level. The physical address space of the flash memory is treated as a set of metablocks, which are the minimum erase units. In this specification, the terms "metablock" and "block" are used in the same sense to define the minimum erase unit at the system level for media management, and the term "minimum erase unit" or MEU is the minimum erase unit of the flash memory. Used to indicate

메타블록을 형성하기 위한 최소 삭제 유닛(MEU)의 링크형성Link formation of least erase units (MEUs) to form metablocks

프로그래밍 속도 및 삭제 속도를 최대화하기 위해, 다수의 MEU가 병렬로 삭제되고, 다수의 MEU에 위치된 다수의 정보 페이지가 병렬로 프로그램되도록 배열함으로써, 병행이 가능한 많이 활용된다.In order to maximize the programming and deletion speed, parallelism is utilized as much as possible by arranging multiple MEUs in parallel and arranging multiple information pages located in multiple MEUs to be programmed in parallel.

플래시 메모리에서, 페이지는 단일 동작에서 함께 프로그램될 수 있는 메모리 셀의 그룹화이다. 페이지는 하나 이상의 섹터를 포함할 수 있다. 또한, 메모리 어레이는 하나 이상의 평면으로 구획화될 수 있으며, 여기서, 하나의 평면내에는 단 하나의 MEU가 한번에 프로그램 또는 삭제될 수 있다. 마지막으로, 평면은 하나 이상의 메모리 칩 중에 분포될 수 있다. In flash memory, pages are a grouping of memory cells that can be programmed together in a single operation. The page may include one or more sectors. In addition, the memory array can be partitioned into one or more planes, where only one MEU can be programmed or erased at one time in one plane. Finally, the plane may be distributed among one or more memory chips.

플래시 메모리에서, MEU는 하나 이상의 페이지를 포함할 수 있다. 플래시 메모리 칩내의 MEU는 평면으로 조직화될 수 있다. 각 평면으로부터의 하나의 MEU가 동시에 프로그램 또는 삭제될 수 있기 때문에, 각 평면으로부터 하나의 MEU를 선택함으로써, 다수의 MEU 메타블록을 형성하는 것이 편리하다(이하의 도 5b 참조).In flash memory, the MEU may include one or more pages. MEUs in flash memory chips may be organized in a plane. Since one MEU from each plane can be programmed or deleted simultaneously, it is convenient to form multiple MEU metablocks by selecting one MEU from each plane (see FIG. 5B below).

도 5a는 다른 평면의 최소 삭제 유닛의 링크형성으로부터 구성되는 메타블록을 예시한다. MB0, MB1,..., 같은 각 메타블록은 메모리 시스템의 다른 평면으로부터의 MEU로부터 구성되며, 여기서, 다른 평면은 하나 이상의 칩 사이에 분포한다. 도 2에 도시된 메타블록 링크 매니저(170)는 각 메타블록을 위한 MEU의 링크형성을 관리한다. 각 메타블록은 최초 포맷팅 프로세스 동안 구성되며, MEU 중 하나의 손상이 존재하지 않는 한, 시스템의 수명 전반에 걸쳐 그 구성 MEU를 유지한다. 5A illustrates a metablock constructed from linking of the minimum erasure unit of another plane. Each metablock, such as MB0, MB1, ..., is constructed from MEUs from different planes of the memory system, where the other planes are distributed between one or more chips. The metablock link manager 170 shown in FIG. 2 manages link formation of the MEU for each metablock. Each metablock is configured during the initial formatting process and maintains that configuration MEU throughout the life of the system, unless there is corruption in one of the MEUs.

도 5b는 하나의 최소 삭제 유닛(MEU)이 메타블록으로의 링크형성을 위해 각 평면으로부터 선택되는 일 실시예를 예시한다.5B illustrates one embodiment where one minimum erasure unit (MEU) is selected from each plane for linkage to the metablock.

도 5c는 메타블록으로의 링크형성을 위해 각 평면으로부터 하나 이상의 MEU가 선택되는 다른 실시예를 예시한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 MEU는 슈퍼 MEU를 형성하도록 각 평면으로부터 선택될 수 있다. 예로서, 슈퍼 MEU는 두 개의 MEU로부터 형성될 수 있다. 이 경우에, 이는 판독 또는 기록 동작을 위해 하나 이상의 패스(pass)를 취할 수 있다. 5C illustrates another embodiment in which one or more MEUs are selected from each plane for linkage to the metablock. In other embodiments, one or more MEUs may be selected from each plane to form a super MEU. As an example, a super MEU can be formed from two MEUs. In this case, this may take one or more passes for read or write operations.

메타블록으로의 MEU의 링크형성 또는 재링크형성은 또한, 본 출원과 동일자로, 카를로스 곤잘레스(Carlos Gonzales) 등에 의해 출원된 발명의 명칭이 "다중 블록 구조로의 블록의 적응적 결정적 그룹화(Adative Deterministic Grouping of Blocks into Multi-Block Structures)"인 동시 계류중인 공동 소유의 미국 특허 출원에 개시되어 있다. Linking or relinking of MEUs into metablocks is also the same as the present application, in which the name of the invention filed by Carlos Gonzales et al. Grouping of Blocks into Multi-Block Structures. "

메타블록 관리Metablock Management

도 6은 컨트롤러 및 플래시 메모리내에 구현된 바와 같은 메타블록 관리 시스템의 개략적인 블록도이다. 메타블록 관리 시스템은 컨트롤러(100)에 구현된 다양한 기능 모듈을 포함하며, 테이블에 다양한 제어 데이터(디렉토리 데이터 포함)와, 컨트롤러 램(130) 및 플래시 메모리(200)내에 계층적으로 분포된 리스트를 유지한다. 컨트롤러(100)에 구현된 기능 모듈은 인터페이스 모듈(110), 논리적-대-물리 어드레스 변환 모듈(140), 갱신 블록 관리자 모듈(150), 삭제 블록 관리자 모듈(160) 및 메타블록 링크 관리자(170)를 포함한다.6 is a schematic block diagram of a metablock management system as implemented in a controller and flash memory. The metablock management system includes various functional modules implemented in the controller 100. The metablock management system includes various control data (including directory data) and a list hierarchically distributed in the controller RAM 130 and the flash memory 200 in a table. Keep it. The functional modules implemented in the controller 100 include the interface module 110, the logical-to-physical address translation module 140, the update block manager module 150, the delete block manager module 160, and the metablock link manager 170. ).

인터페이스(110)는 메타블록 관리 시스템이 호스트 시스템과 인터페이스 연결할 수 있게 한다. 논리 대 물리 어드레스 변환 모듈(140)은 호스트로부터의 논리 어드레스를 물리 메모리 위치에 맵핑한다. 갱신 블록 관리자 모듈(150)은 주어진 논리 데이터 그룹을 위한 메모리 내의 데이터 갱신 동작을 관리한다. 삭제 블록 관리자(!60)는 새로운 정보의 저장을 위해 그 할당 및 메타블록의 삭제 동작을 관리한다. 메타블록 링크 관리자(170)는 주어진 메타블록을 구성하기 위해 섹터의 최소 삭제가능 블록의 서브그룹의 링크형성을 관리한다. 이들 모듈의 상세한 설명은 그 각 섹션에 주어질 것이다.The interface 110 allows the metablock management system to interface with the host system. Logical to physical address translation module 140 maps logical addresses from the host to physical memory locations. The update block manager module 150 manages data update operations in memory for a given logical data group. The deletion block manager (! 60) manages the allocation and metablock deletion operations for storing new information. The metablock link manager 170 manages linkage of subgroups of the minimum erasable blocks of a sector to constitute a given metablock. Detailed descriptions of these modules will be given in their respective sections.

동작 동안, 메타블록 관리 시스템은 어드레스, 제어 및 상태 정보 같은 제어 데이터를 생성하고 그와 함께 동작한다. 제어 데이터 중 다수가 빈번히 변하는 작은 크기의 데이터가 되는 경향이 있기 때문에, 큰 블록 구조를 갖는 플래시 메모리내에 쉽게 저장 및 유지될 수 없다. 보다 효율적인 갱신 및 억세스를 위해 컨트롤러 램(RAM) 내에 보다 많이 변하는 제어 데이터의 보다 적은 양을 배치하면서, 비휘발성 플래시 메모리내에 보다 많은 정적 제어 데이터를 저장하기 위해 계층적 및 분포식 체계가 사용된다. 파워 셔트다운(shutdown) 또는 고장의 경우에, 이 체계는 비휘발성 메모리내의 제어 데이터의 작은 세트를 스캐닝함으로써 쉽게 비휘발성 컨트롤러 램 내의 제어 데이터가 재구성될 수 있게 한다. 이는 본 발명이 데이터의 주어진 논리 그룹의 가능한 활동과 연계된 블록의 수를 규제하기 때문에 가능하다. 이 방식으로, 스캐닝이 한정된다. 부가적으로, 영속성이 필요한 제어 데이터 중 일부는 섹터 단위로 갱신될 수 있는 비휘발성 메타블록에 저장되며, 각 갱신은 이전의 것을 대체하는 새로운 섹터가 기록되는 결과를 초래한다. 메타블록내의 섹터 단위 갱신의 추적을 유지하기 위해 제어 데이터를 위해 섹터 인덱싱 체계가 사용된다.During operation, the metablock management system generates and operates with control data such as address, control and status information. Since many of the control data tend to be small-size data that changes frequently, it cannot be easily stored and maintained in a flash memory having a large block structure. Hierarchical and distributed schemes are used to store more static control data in non-volatile flash memory, placing lesser amounts of control data in the controller RAM for more efficient update and access. In the event of a power shutdown or failure, this scheme makes it easy to reconstruct control data in nonvolatile controller RAM by scanning a small set of control data in nonvolatile memory. This is possible because the present invention regulates the number of blocks associated with possible activities of a given logical group of data. In this way, scanning is limited. In addition, some of the control data requiring persistence are stored in non-volatile metablocks that can be updated sector by sector, with each update resulting in a new sector replacing the old one being written. A sector indexing scheme is used for control data to keep track of sector-by-sector updates in the metablock.

비휘발성 플래시 메모리(200)는 비교적 정적인 다량의 제어 데이터를 저장한다. 이는 그룹 어드레스 테이블(GAT)(210), 카오틱 블록 인덱스들(BSI)(220), 삭제 블록 리스트(EBL)(230) 및 MAP(240)를 포함한다. GAT(210)는 섹터의 논리 그룹과, 그 대응 메타블록 사이의 맵핑의 추적을 유지한다. 맵핑은 그들이 받는 갱신을 제 외하면 변화되지 않는다. CBI(220)는 갱신 동안 논리적으로 비순차적 섹터의 맵핑의 추적을 유지한다. EBL(230)은 삭제된 메타블록의 풀의 추적을 유지한다. MAP(240)는 플래시 메모리내의 모든 메타블록의 삭제 상태를 보여주는 비트맵이다.The nonvolatile flash memory 200 stores a relatively static large amount of control data. It includes a group address table (GAT) 210, chaotic block indexes (BSI) 220, an erase block list (EBL) 230, and a MAP 240. GAT 210 keeps track of the mapping between logical groups of sectors and their corresponding metablocks. The mapping remains unchanged except for the updates they receive. CBI 220 keeps track of the mapping of sectors that are logically out of order during the update. EBL 230 keeps track of the pool of deleted metablocks. MAP 240 is a bitmap that shows the erase status of all metablocks in flash memory.

휘발성 컨트롤러 램(130)은 빈번히 변경 및 억세스되는 제어 데이터의 작음 부분을 저장한다. 이는 할당 블록 리스트(ABL)(134) 및 소거 블록 리스트(CBL)(136)를 포함한다. ABL(134)은 갱신 데이터를 레코딩하기 위하여 메타블록의 할당의 추적을 유지하고, CBL(136)은 할당해제 및 삭제된 메타블록의 추적을 유지한다. 양호한 실시예에서, 램(130)은 플래시 메모리(200)내에 저장된 데어 데이터를 위한 캐시로서 작용한다.Volatile controller RAM 130 stores a small portion of control data that is frequently changed and accessed. It includes an allocation block list (ABL) 134 and an erase block list (CBL) 136. ABL 134 keeps track of the allocation of metablocks to record update data, and CBL 136 keeps track of deallocated and deleted metablocks. In the preferred embodiment, the RAM 130 acts as a cache for the data of data stored in the flash memory 200.

갱신 블록 관리자Update block manager

갱신 블록 관리자(150)(도 2에 도시)는 논리 그룹의 갱신을 취급한다. 본 발명의 일 양태에 따라서, 갱신을 받는 섹터의 각 논리 그룹은 갱신 데이터를 레코딩하기 위해 전용 갱신 메타블록이 할당된다. 양호한 실시예에서, 논리 그룹의 하나 이상의 섹터의 임의의 세그먼트가 갱신 블록에 레코딩된다. 갱신 블록은 순차적 순서 또는 비순차적(또한, 카오틱이라고도 알려짐) 순서 중 어느 하나로, 갱신 데이터를 수신하도록 관리될 수 있다. 카오틱 갱신 블록은 논리 그룹내에 임의의 순서로 섹터 데이터가 갱신될 수 있게 하며, 개별 섹터의 임의의 반복을 갖는다. 특히, 순차적 갱신 블록은 임의의 데이터 섹터의 재배치를 필요로 하지 않고, 카오틱 갱신 블록이 될 수 있다. 카오틱 데이터 갱신을 위한, 어떠한 사전결정된 블록 할당도 필요하지 않으며, 임의의 논리 어드레스에서의 비순차적 기록이 자동으로 수용 된다. 따라서, 종래 기술 시스템과는 달리, 논리 그룹의 다양한 갱신 세그먼트가 논리적으로 순차적인지 또는 비순차적 순서인지 여부에 대한 특별한 처리가 존재하지 않는다. 포괄적 갱신 블록은 단순히, 그들이 호스트에 의해 요청되는 순서로 다양한 세그먼트를 레코딩하기 위해 사용된다. 예로서, 호스트 시스템 데이터 또는 시스템 제어 데이터가 카오틱 형태로 갱신되는 경향이 있는 경우에도, 호스트 시스템 데이터에 대응하는 논리 어드레스 공간의 영역은 호스트 사용자 데이터를 갖는 영역과 달리 취급될 필요가 없다. The update block manager 150 (shown in FIG. 2) handles updating of logical groups. According to one aspect of the invention, each logical group of sectors to be updated is assigned a dedicated update metablock to record the update data. In a preferred embodiment, any segment of one or more sectors of the logical group is recorded in an update block. The update block can be managed to receive update data in either sequential or non-sequential (also known as chaotic) order. The chaotic update block allows sector data to be updated in any order within the logical group, with any repetition of individual sectors. In particular, the sequential update block can be a chaotic update block without requiring any relocation of data sectors. No predetermined block allocation is needed for chaotic data update, and out of order writes at any logical address are automatically accepted. Thus, unlike prior art systems, there is no special processing as to whether the various update segments of the logical group are logically sequential or out of order. Comprehensive update blocks are simply used to record the various segments in the order in which they are requested by the host. By way of example, even if the host system data or system control data tends to be updated in chaotic form, the area of the logical address space corresponding to the host system data need not be treated differently than the area with host user data.

섹터의 완전한 논리 그룹의 데이터는 단일 메타블록에 논리 순차 순서로 저장되는 것이 바람직하다. 이 방식으로, 저장된 논리 섹터에 대한 인덱스가 사전규정된다. 메타블록이 사전규정된 순서로 주어진 논리 그룹의 모든 섹터를 저장하고 있을 때, 이는 "완전한" 것으로 말해진다. 갱신 블록에 대하여, 이는 결과적으로 논리 순차 순서로 갱신 데이터로 채워지며, 그후, 갱신 블록은 이미 원래의 메타블록을 대체하는 갱신된 완전한 메타블록이 된다. 다른 한편, 갱신 블록이 완전한 블록의 것과는 다른 논리 순서로 갱신 데이터로 채워지는 경우, 갱신 블록은 비순차적 또는 카오틱 갱신 블록이며, 비정렬 세그먼트는 궁극적으로, 논리 그룹의 갱신 데이터가 완전한 블록의 것과 동일한 순서로 저장되도록 추가 처리되어야만 한다. 양호한 경우에, 이는 단일 메타블록내에 논리적으로 순차적 순서로 존재한다. 추가 처리는 원래 블록내의 불변 섹터와 갱신 블록내의 갱신 섹터를 또 다른 갱신 메타블록으로 병합하는 것을 수반한다. 병합된 갱신 블록은 그후, 논리적으로 순차적 순서가되며, 원본 블록을 대체하도록 사용될 수 있다. 일부 사전결정된 조건하에 서, 병합 프로세스는 하나 이상의 압축(compaction) 프로세스가 선행된다. 압축 프로세스는 동일 논리 섹터의 순차 갱신에 의해 폐기된 임의의 복제 논리 섹터를 제거하면서, 카오틱 갱신 블록의 섹터를 대체 카오틱 갱신 블록으로 단순히 재레코딩한다. The data of the complete logical group of sectors is preferably stored in a logical sequential order in a single metablock. In this way, the indexes for the stored logical sectors are predefined. When a metablock is storing all sectors of a given logical group in a predefined order, it is said to be "complete". For an update block, this is eventually filled with update data in logical sequential order, after which the update block is an updated complete metablock that already replaces the original metablock. On the other hand, if the update block is filled with update data in a logical order that is different from that of the complete block, the update block is an out-of-order or chaotic update block, and the unaligned segment ultimately results in that the update data of the logical group is It must be further processed to be stored in the same order. In good cases, they are present in logically sequential order within a single metablock. Further processing involves merging the constant sectors in the original block and the update sectors in the update block into another update metablock. The merged update blocks are then logically in sequential order and can be used to replace the original block. Under some predetermined conditions, the merging process is preceded by one or more compaction processes. The compression process simply re-records the sectors of the chaotic update block into replacement chaotic update blocks, removing any duplicate logical sectors discarded by sequential updates of the same logical sector.

갱신 체계는 지정된 최대치까지 다수의 갱신 스레드가 동시에 운용될 수 있게 한다. 각 스레드는 그 전용 갱신 메타블록을 사용하여 갱신을 받는 논리 그룹이다.The update scheme allows multiple update threads to run simultaneously up to a specified maximum. Each thread is a logical group that receives updates using its dedicated update metablock.

순차 데이터 갱신Sequential Data Update

논리 그룹에 속하는 데이터가 최초 갱신될 때, 메타블록이 할당되고, 논리 그룹의 갱신 데이터의 갱신 블록으로서 전용된다. 갱신 블록은, 기존 메타블록이 그 섹터 모두를 완전하게 저장하고 있는 논리 그룹의 하나 이상의 섹터의 세그먼트를 기록하기 위한 명령을 호스트로부터 수신하였을 때 할당된다. 제1 호스트 기록 동작에 대하여, 데이터의 제1 세그먼트가 갱신 블록상에 레코딩된다. 각 호스트 기록이 연속적 논리 어드레스를 갖는 하나 이상의 섹터의 세그먼트이기 때문에, 제1 갱신은 항상 본질적으로 순차적이다. 순차적 호스트 기록에서, 동일 논리 그룹내의 갱신 세그먼트는 호스트로부터 수신된 순서로 갱신 블록내에 레코딩된다. 블록은 순차적 갱신 블록으로서 계속 관리되며, 연계된 논리 그룹내의 호스트에 의해 갱신 섹터는 논리적으로 순차적으로 남아 있는다. 이 논리 그룹내의 갱신된 모든 섹터는 블록이 폐쇄되거나, 카오틱 갱신 블록으로 변환될 때까지, 이 순차적 갱신 블록에 기록된다.When data belonging to a logical group is first updated, a metablock is allocated and dedicated as an update block of update data of the logical group. The update block is assigned when a command is received from the host to record a segment of one or more sectors of a logical group in which the existing metablock completely stores all of its sectors. For the first host write operation, the first segment of data is recorded on the update block. Since each host write is a segment of one or more sectors with consecutive logical addresses, the first update is always essentially sequential. In sequential host recording, update segments in the same logical group are recorded in update blocks in the order received from the host. The block is still managed as a sequential update block, whereby update sectors remain logically sequential by the hosts in the associated logical group. All updated sectors in this logical group are written to this sequential update block until the block is closed or converted to a chaotic update block.

도 7a는 논리 그룹을 위한 원래의 블록의 대응 섹터가 폐기되고, 두 개의 별개의 호스트 기록 동작의 결과로서, 순차 갱신 블록에 순차적 순서로 기록된 논리 그룹의 섹터의 예를 예시한다. 호스트 기록 동작 #1에서, 논리 섹터 LS5 - LS8내의 데이터가 갱신된다. LS5' - LS8'로서 갱신 데이터가 새롭게 할당된 전용 갱신 블록에 레코딩된다.7A illustrates an example of sectors of a logical group written in sequential order in a sequential update block as a result of the corresponding sectors of the original block for the logical group discarded and two separate host write operations. In host write operation # 1, the data in logical sectors LS5-LS8 are updated. As LS5'-LS8 ', update data is recorded in a newly allocated dedicated update block.

편의상, 논리 그룹내에 갱신되는 제1 섹터는 제1 물리 섹터 위치로부터 시작하는 전용 갱신 블록내에 레코드된다. 일반적으로, 갱신되는 제1 논리 섹터는 그룹의 논리 최초 섹터일 필요는 없으며, 따라서, 갱신 블록의 시작과 논리 그룹의 시작 사이에 오프셋이 존재할 수 있다. 이 오프셋은 도 3a에 관련하여 전술된 바와 같이 페이지 태그라 알려져 있다. 후속 섹터는 논리적으로 순차적 순서로 갱신된다. 논리 그룹의 최종 섹터가 기록될 때, 그룹 어드레스 랩 어라운드 및 기록 시퀀스는 그룹의 제1 섹터에서 이어진다. For convenience, the first sector to be updated in the logical group is recorded in a dedicated update block starting from the first physical sector position. In general, the first logical sector to be updated need not be the logical first sector of the group, so there may be an offset between the start of the update block and the start of the logical group. This offset is known as the page tag as described above with respect to FIG. 3A. Subsequent sectors are logically updated in sequential order. When the last sector of the logical group is written, the group address wrap around and write sequence continues in the first sector of the group.

호스트 기록 동작 #2에서, 논리 섹터(LS9-LS12)내의 데이터의 세그먼트가 갱신된다. LS9'-LS12'로 갱신 데이터는 최종 기록이 종료하는 바로 이어지는 위치에서 전용 갱신 블록에 레코드된다. 두 개의 호스트 기록은 갱신 데이터가 논리적으로 순차적 순서로, 즉, LS5' - LS12'로 갱신 블록에 레코드되어 있도록 이루어진다는 것을 알 수 있다. 갱신 블록은 논리적으로 순차적 순서로 충전되기 때문에, 순차 갱신 블록으로서 간주된다. 갱신 블록에 레코드된 갱신 데이터는 원본 블록내의 대응하는 것을 폐기한다. In host write operation # 2, the segment of data in the logical sectors LS9-LS12 is updated. Update data to LS9'-LS12 'is recorded in the dedicated update block at the position immediately following the end of the last recording. It can be seen that the two host writes are such that the update data is logically recorded in the update block in sequential order, that is, LS5'-LS12 '. Since the update blocks are logically filled in sequential order, they are regarded as sequential update blocks. The update data recorded in the update block discards the corresponding in the original block.

카오틱 데이터 갱신Chaotic Data Update

카오틱 갱신 블록 관리는 연계된 논리 그룹내의 호스트에 의해 갱신된 임의의 섹터가 논리적으로 비순차적일 때, 기존의 순차 갱신 블록에 대해 개시된다. 카오틱 갱신 블록은 연계된 논리 그룹내의 논리 섹터가 임의의 반복량으로, 임의의 순서로 갱신될 수 있는 형태이다. 이는 호스트에 의해 기록된 섹터가 갱신되는 논리 그룹내의 이전에 기록된 섹터에 대해 논리적으로 비순차적일 때, 순차 갱신 블록으로부터의 변환에 의해 생성된다. 이 논리 그룹내의 순차 갱신된 모든 섹터는 그룹내에서의 그 논리 섹터 어드레스가 무엇이든 카오틱 갱신 블록내의 다음 가용한 섹터 위치에 기록된다. Chaotic update block management is initiated for an existing sequential update block when any sector updated by a host in the associated logical group is logically out of order. The chaotic update block is a form in which logical sectors in the associated logical group can be updated in any order, in any repetition amount. This is created by conversion from a sequential update block when sectors written by the host are logically out of order with respect to previously written sectors in the logical group to be updated. Every sequentially updated sector in this logical group is written to the next available sector location in the chaotic update block, whatever its logical sector address is in the group.

도 7b는 논리 그룹을 위한 원본 블록내의 대체된 섹터 및 카오틱 갱신 블록내의 복제된 섹터는 모두 폐기되는 반면, 5개 개별 호스트 기록 동작의 결과로서, 카오틱 갱신 블록에 대한 카오틱 순서로 기록되는 논리 그룹내의 섹터의 예를 예시한다. 호스트 기록 동작 #1에서, 원본 메타블록내에 저장된 주어진 논리 그룹의 논리 섹터 LS10 - LS11이 갱신된다. 갱신된 논리 섹터 LS10' - LS11'이 새롭게 할당된 갱신 블록에 저장된다. 이 지점에서, 갱신 블록은 순차적인 것이다. 호스트 기록 동작 #2에서, 논리 섹터 LS5 - LS6이 LS5' - LS6'로 갱신되고, 최종 기록에 바로 이은 위치에서 갱신 블록에 레코드된다. 이는 갱신 블록을 순차적인 것으로부터 카오틱의 것으로 변환한다. 호스트 기록 동작 #3에서, 논리 섹터 LS10이 다시 갱신되고, 갱신 블록의 다음 위치에 LS10"로서 레코드된다. 이 지점에서, 갱신 블록내의 LS10"은 이전 레코딩내의 LS10'를 대체하며, 이는 순차적으로, 원본 블록내의 LS10을 대체한다. 호스트 기록 동작 #4에서, 논리 섹터 LS10내의 데이터가 다시 갱 신되며, LS"'로서 갱신 블록의 다음 위치에 레코드된다. 따라서, LS10"'은 이제 최신의 것이며, 논리 섹터 LS10을 위해 유일한 유효 데이터이다. 호스트 기록 동작 #5에서, 논리 섹터 LS30내의 데이터가 갱신되고, LS30'으로서 갱신 블록에 레코드된다. 따라서, 본 예는 논리 그룹내의 섹터가 임의의 반복수로 임의의 순서로 카오틱 갱신 블록에 기록될 수 있다는 것을 예시한다.FIG. 7B shows that the replaced sectors in the original block for the logical group and the duplicated sectors in the chaotic update block are discarded while written in chaotic order for the chaotic update block as a result of five separate host write operations. An example of a sector in a logical group is illustrated. In host write operation # 1, logical sectors LS10-LS11 of a given logical group stored in the original metablock are updated. The updated logical sectors LS10'-LS11 'are stored in the newly allocated update block. At this point, the update blocks are sequential. In host write operation # 2, logical sectors LS5-LS6 are updated to LS5 '-LS6', and recorded in the update block at a position immediately following the last write. This converts the update blocks from sequential to chaotic. In host write operation # 3, the logical sector LS10 is updated again and recorded as LS10 "at the next position of the update block. At this point, LS10" in the update block replaces LS10 'in the previous recording, which in turn Replace LS10 in the original block. In host write operation # 4, the data in logical sector LS10 is updated again and recorded as LS "'at the next position of the update block. Thus, LS10"' is now up-to-date and the only valid data for logical sector LS10. to be. In host write operation # 5, the data in logical sector LS30 is updated and recorded in the update block as LS30 '. Thus, this example illustrates that sectors within a logical group can be written to the chaotic update block in any order with any number of iterations.

강제 순차 갱신Forced sequential update

도 8은 논리적 어드레스의 불연속성을 가지는 두 개의 별개의 호스트 기록 동작의 결과로서, 순차 갱신 블록에 순차적 순서로 기록되는 논리 그룹내의 섹터의 예를 예시한다. 호스트 기록 #1에서, 논리 섹터 LS5 - LS8내의 갱신 데이터가 LS5' - LS8'로서 전용 갱신 블록에 레코드된다. 호스트 기록 #2에서, 논리 섹터 LS14- LS 16내의 갱신 데이터가 LS14' - LS16'으로서, 최종 기록에 이어 갱신 블록에 레코드된다. 그러나, LS8 및 LS14 사이에는 어드레스 점프가 존재하며, 호스트 기록 #2는 통상적으로, 갱신 블록이 비순차적이 되게 한다. 어드레스 점프는 순차적이지 않기 때문에, 한가지 옵션은 호스트 기록 #2를 실행하기 이전에 원본 블록으로부터 갱신 블록으로 개입 섹터의 데이터를 복사함으로써, 먼저 페이딩 동작(#2A)을 수행하는 것이다. 이 방식으로, 갱신 블록의 순차적 특성이 보전된다.8 illustrates an example of sectors in a logical group that are written in sequential order in a sequential update block as a result of two separate host write operations with discontinuities in logical addresses. In host record # 1, update data in logical sectors LS5-LS8 are recorded in the dedicated update block as LS5 '-LS8'. In host write # 2, update data in logical sectors LS14-LS16 are recorded in the update block following the last write, as LS14'-LS16 '. However, there is an address jump between LS8 and LS14, and host write # 2 typically causes the update block to be out of order. Since address jumps are not sequential, one option is to perform the fading operation (# 2A) first, by copying the intervening sector's data from the original block to the update block before performing host write # 2. In this way, the sequential characteristics of the update block are preserved.

도 9는 본 발명의 일반적 실시예에 따른 데이터의 논리 그룹 갱신을 위한 갱신 블록 관리자에 의한 프로세스를 예시하는 흐름도이다. 갱신 프로세스는 하기의 단계를 포함한다.9 is a flowchart illustrating a process by an update block manager for updating a logical group of data according to a general embodiment of the present invention. The update process includes the following steps.

단계 260 : 메모리가 블록으로 조직화되고, 각 블록은 함께 삭제할 수 있는 메모리 유닛으로 분할되며, 각 메모리 유닛은 데이터의 논리적 유닛을 저장하기 위한 것이다.Step 260: The memory is organized into blocks, each block divided into memory units that can be deleted together, each memory unit for storing logical units of data.

단계 262 : 데이터는 논리 그룹으로 조직화되고, 각 논리 그룹은 논리 유닛으로 분할된다.Step 262: The data is organized into logical groups, where each logical group is divided into logical units.

단계 264 : 표준 경우에, 논리 그룹의 모든 논리 유닛은 제1 지정 순서, 바람직하게는 논리적 순차 순서에 따라 원본 블록의 메모리 유닛 중에 저장된다. 이 방식으로, 박스내의 개별 논리 유닛을 억세스하기 위한 인덱스가 알려진다.Step 264: In the standard case, all logical units of the logical group are stored in the memory unit of the original block according to the first specified order, preferably the logical order. In this way, the indices for accessing the individual logical units in the box are known.

단계 270 : 데이터의 주어진 논리 그룹(예로서, LGx)에 대하여, LGx내의 논리 유닛을 갱신하기 위한 요청이 이루어진다(논리 유닛 갱신은 예로서 주어지는 것이다. 일반적으로, 갱신은 LGx내의 하나 이상의 연속 논리 유닛의 세그먼트이다.)Step 270: For a given logical group of data (eg, LG x ), a request is made to update a logical unit in LG x (logical unit update is given by way of example. In general, the update is one or more in LG x . A segment of continuous logic unit.)

단계 272 : 요청된 갱신 논리 유닛이 LGx의 갱신을 레코드하기 위해 전용화된 제2 블록에 저장된다. 레코딩 순서는 제2 순서에 따르며, 통상적으로, 개인이 요청되는 순서이다. 본 발명의 한가지 특징은 갱신 블록이 최초에 데이터를 논리적으로 순차적 또는 카오틱 순서로 레코딩하기 위해 설정될 수 있게 한다는 것이다. 제2 순서에 따라서, 제2 블록은 순차적인 것이거나 카오틱의 것일 수 있다. Step 272: The requested update logical unit is stored in a second block dedicated to record the update of LG x . The recording order follows the second order and is typically the order in which individuals are requested. One feature of the present invention is that the update block can be initially set up to record the data logically in sequential or chaotic order. According to the second order, the second block may be sequential or chaotic.

단계 274 : 제2 블록은 프로세스가 단계 270으로 되돌아갈 때, 요청된 레코딩된 논리 유닛을 계속 갖고 있다. 폐쇄를 위한 사전결정된 조건이 실현될 때, 추가 갱신을 수신하기 위해 제2 블록이 폐쇄된다. 이 경우에, 프로세스는 단계 276으로 진행한다.Step 274: The second block continues to have the requested recorded logical unit as the process returns to step 270. When a predetermined condition for closure is realized, the second block is closed to receive further updates. In this case, the process proceeds to step 276.

단계 276 : 폐쇄된, 제2 블록이 원본 블록의 것과 유사한 순서로 기록된 그 갱신 논리 유닛을 갖는지 여부에 대한 판정이 이루어진다. 도 3a에 관련하여 설명된 바와 같이, 그 기록된 논리 유닛이 단지 페이지 태그만이 다를 때, 두 블록은 유사한 순서를 갖는 것으로 간주된다. 두 블록이 유사한 순서를 갖는 경우, 프로세스는 단계 280으로 진행하고, 그렇지 않으면, 소정 종류의 조각 모음이 단계 290에서 실행될 필요가 있다. Step 276: A determination is made whether the closed, second block has its update logic units written in an order similar to that of the original block. As described in relation to FIG. 3A, when the written logical unit differs only in page tags, the two blocks are considered to have a similar order. If the two blocks have a similar order, the process proceeds to step 280, otherwise, some kind of defragmentation needs to be executed in step 290.

단계 280 : 제2 블록이 제1 블록과 동일 순서를 가지기 때문에, 이는 원래의 제1 블록을 대체하기 위해 사용된다. 그후, 갱신 프로세스는 단계 299에서 종료한다.Step 280: Because the second block has the same order as the first block, it is used to replace the original first block. The update process then ends at step 299.

단계 290 : 주어진 논리 그룹의 각 논리 유닛의 최신 버전이 제2 블록(갱신 블록) 및 제1 블록(원본 블록) 중으로부터 수집된다. 주어진 논리 그룹의 병합된 논리 유닛이 그후, 제1 블록과 유사한 순서로 제3 블록에 기록된다.Step 290: The latest version of each logical unit of a given logical group is collected from among the second block (update block) and the first block (original block). Merged logical units of a given logical group are then written to the third block in an order similar to the first block.

단계 292 : 제3 블록(병합된 블록)은 제1 블록과 유사한 순서를 갖기 때문에, 원본, 제1 블록을 교체하도록 사용된다. 갱신 프로세스는 그후 단계 299에서 종료한다. Step 292: Since the third block (merged block) has a similar order as the first block, it is used to replace the original, first block. The update process then ends at step 299.

단계 299 : 정리 프로세스가 완전한 갱신 블록을 생성할 때, 이는 주어진 논리 그룹을 위한 새로운 표준 블록이 된다. 논리 그룹을 위한 갱신 스레드는 종결된다.Step 299: When the cleanup process creates a complete update block, it becomes a new standard block for a given logical group. The update thread for the logical group is terminated.

도 10은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 데이터의 논리 그룹을 갱신하기 위한 갱신 블록 관리자에 의한 프로세스를 예시하는 흐름도이다. 갱신 프로세스는 하 기의 단계를 포함한다.10 is a flow diagram illustrating a process by an update block manager for updating a logical group of data in accordance with a preferred embodiment of the present invention. The update process includes the following steps.

단계 310 : 데이터의 주어진 논리 그룹(예로서, LGx)에 대하여, LGx내의 논리 유닛을 갱신하기 위한 요청이 이루어진다(섹터 갱신은 예로서 주어지는 것이다. 일반적으로, 갱신은 LGx내의 하나 이상의 연속 논리 섹터의 세그먼트이다.)Step 310: For a given logical group of data (eg, LG x ), a request is made to update a logical unit in LG x (sector update is given by way of example. In general, the update is one or more consecutive in LG x . Is a segment of a logical sector.)

단계 312 : LGx에 전용화된 갱신 블록이 이미 존재하지 않는 경우, 논리 그룹을 위한 새로운 갱신 스레드를 개시하기 위해 단계 410으로 진행한다. 이는 논리 그룹의 갱신 데이터를 레코드하기 위해 전용화된 갱신 블록을 할당함으로써 달성된다. 이미 개방된 갱신 블록이 존재하는 경우, 갱신 블록상으로 갱신 섹터를 기록하기 시작하도록 단계 314로 진행한다.Step 312: If there is no update block dedicated to LG x already, proceed to step 410 to start a new update thread for the logical group. This is accomplished by allocating a dedicated update block to record the update data of the logical group. If there is already an update block open, the process proceeds to step 314 to start writing the update sector onto the update block.

단계 314 : 현재 갱신 블록이 이미 카오틱(즉, 비순차적)인 경우, 이때, 카오틱 갱신 블록상에 요청된 갱신 섹터를 레코드하기 위해 단순히 단계 510으로 진행한다. 현재 갱신 블록이 순차적인 경우, 순차 갱신 블록의 처리를 위해 단계 316으로 진행한다.Step 314: If the current update block is already chaotic (ie, out of sequence), then simply proceed to step 510 to record the requested update sector on the chaotic update block. If the current update block is sequential, flow proceeds to step 316 for processing of the sequential update block.

단계 316 : 본 발명의 한가지 특징은 데이터를 논리적으로 순차적 또는 카오틱 순서로 레코드하기 위해 최초에 갱신 블록이 포괄적으로 설정될 수 있게 한다는 것이다. 그러나, 논리 그룹이 궁극적으로 논리적 순차 순서로 메타블록에 저장된 그 데이터를 갖기 때문에, 가능한 갱신 블록을 순차적으로 유지하는 것이 바람직하다. 조각 모음이 불필요하기 때문에, 갱신 블록이 추가 갱신을 위해 폐쇄될 때, 이때, 보다 적은 처리가 필요하다.Step 316: One feature of the present invention is that an update block can be initially set comprehensively to record data logically in sequential or chaotic order. However, because logical groups ultimately have their data stored in metablocks in logical sequential order, it is desirable to keep possible update blocks sequentially. Since defragmentation is unnecessary, when the update block is closed for further update, less processing is needed at this time.

따라서, 요청된 갱신이 갱신 블록의 현재 순차적 순서에 이어지는지 여부에 대한 판정이 이루어진다. 갱신이 순차적으로 이어지는 경우, 이때, 순차적 갱신을 수행하기 위해 단계 510으로 진행하고, 갱신 블록은 순차적으로 남아 있는다. 다른 한편, 갱신이 순차적으로 이어지지 않는 경우(카오틱 갱신), 이는 어떠한 다른 작용도 취해지지 않는 경우, 순차 갱신 블록을 카오틱의 것으로 변환한다. Thus, a determination is made whether the requested update follows the current sequential order of the update block. If the updates follow sequentially, then proceed to step 510 to perform a sequential update, where the update blocks remain sequentially. On the other hand, if the updates do not follow sequentially (chaotic updates), which converts the sequential update block to chaotic ones if no other action is taken.

일 실시예에서, 이 상황을 구제하기 위해 어떤 조치도 더 이상 이루어지지 않고, 프로세스는 직접적으로 단계 370으로 진행하며, 여기서, 갱신은 갱신 블록의 카오틱 개인 블록으로의 전환이 허가된다. In one embodiment, no further action is taken to remedy this situation and the process proceeds directly to step 370 where the update is allowed to convert the update block into a chaotic private block.

선택적 강제 순차 프로세스Optional forced sequential process

다른 실시예에서, 강제 순차 프로세스 단계 320이 선택적으로 수행되어 계류중인 카오틱 갱신의 견지에서 가능한 멀리 순차 갱신 블록을 보전한다. 두 가지 상황이 존재하며, 양자 모두는 갱신 블록상에 레코드된 논리 섹터의 순차 순서를 유지하기 위해 원본 블록으로부터 누락 섹터를 복사하는 것을 필요로 한다. 첫 번째 상황은 갱신이 짧은 어드레스 점프를 생성하는 경우이다. 두 번째 상황은 그 순서를 유지하기 위해, 갱신 블록을 조기에 정리하는 것이다. 강제 순차 프로세스 단계 320은 하기의 서브단계를 포함한다.In another embodiment, a forced sequential process step 320 is optionally performed to preserve the sequential update block as far as possible in terms of pending chaotic updates. Two situations exist, both of which require copying missing sectors from the original block to maintain the sequential order of logical sectors recorded on the update block. The first situation is when the update generates a short address jump. The second situation is to clean up the update blocks early to maintain their order. The forced sequential process step 320 includes the following substeps.

단계 330 : 갱신이 사전결정된 양(CB) 보다 크지 않은 논리 어드레스 점프를 생성하는 경우, 프로세스는 단계 350에서 강제 순차 갱신 프로세스로 진행하고, 그렇지 않으면, 프로세스는 강제 순차 정리를 위해 적격인지를 고려하기 위해 단계 340으로 진행한다. Step 330: If the update generates a logical address jump not greater than the predetermined amount C B , the process proceeds to a forced sequential update process in step 350, otherwise considering whether the process is eligible for forced sequential cleanup. Proceed to step 340 to do this.

단계 340 : 채워지지 않은 물리적 섹터의 수가 그 전형적인 값이 개신 블록의 크기의 절반인 사전결정된 설계 파라미터(CC)를 초과하는 경우, 이때, 갱신 블록은 비교적 미사용상태이며, 조기 폐쇄되지 않는다. 프로세스는 단계 370으로 진행하고, 갱신 블록은 카오틱이 된다. 다른 한편, 갱신 블록이 실질적으로 채워져 있는 경우, 이미 많이 활용되는 것으로 간주되며, 따라서, 강제 순차 정리를 위해 단계 360으로 진행한다.Step 340: If the number of unfilled physical sectors exceeds a predetermined design parameter C C whose typical value is half the size of the reforming block, then the update block is relatively unused and does not close prematurely. The process proceeds to step 370, where the update block is chaotic. On the other hand, if the update block is substantially filled, it is considered already heavily utilized, and therefore proceeds to step 360 for forced sequential cleanup.

단계 350 : 강제 순차 갱신은 어드레스 점프가 사전결정된 양(CB)을 초과하지 않는 한, 현재 순차 갱신 블록이 순차적으로 남아 있게 한다. 본질적으로, 갱신 블록의 연계된 원본 블록으로부터의 섹터는 어드레스 점프에 의해 걸쳐진 간격을 채우기 위해 복사된다. 따라서, 순차 갱신 블록은 현재 갱신을 순차적으로 레코드하기 위해, 단계 510으로 진행하기 이전에 개입 어드레스에 데이터로 페이딩된다.Step 350: The forced sequential update causes the current sequential update block to remain in sequence unless the address jump exceeds a predetermined amount C B. In essence, sectors from the associated original block of update blocks are copied to fill the gaps covered by the address jumps. Thus, the sequential update block fades with data at the intervening address before proceeding to step 510, to sequentially record the current update.

단계 360 : 강제 순차 정리는 계류중인 카오틱 갱신에 의해 카오틱한 것으로 변환되는 대신, 이미 순차적으로 충전되어 있는 경우, 현재 순차 갱신 블록이 정리되게 한다. 카오틱 또는 비순차적 갱신은 상술된 어드레스 점프 예외, 후향 어드레스 전이 또는 어드레스 반복에 의해 커버되지 않는 전진방향 어드레스 전이를 갖는 것으로서 정의된다. 순차 갱신 블록이 카오틱 갱신에 의해 변환되는 것을 방지하기 위해, 갱신 블록의 미기록 섹터 위치가 개신 블록의 연계된 원래의 부분 폐기 블록으로부터 섹터를 복사함으로써, 채워진다. 원본 블록은 그후, 완전히 폐기되고, 삭 제될 수 있다. 현재의 갱신 블록은 이제, 완전한 논리 섹터의 세트를 가지며, 그후, 원본 메타블록을 대체하는 완전 메타블록으로서 정리된다. 프로세스는 그후, 단계 310에서 최초 요청된 계류중인 섹터 갱신의 레코딩을 수용하도록 적소에 새로운 갱신 블록이 할당되게 하도록 단계 430으로 진행한다.Step 360: Forced sequential cleanup causes the current sequential update block to be cleaned up if it is already sequentially filled, instead of being converted to chaotic by pending chaotic updates. Chaotic or non-sequential update is defined as having a forward address transition that is not covered by the address jump exception, backward address transition, or address repetition described above. In order to prevent the sequential update block from being converted by chaotic update, the unwritten sector position of the update block is filled by copying the sector from the associated original partial discard block of the update block. The original block can then be completely discarded and deleted. The current update block now has a complete set of logical sectors and is then organized as a complete metablock replacing the original metablock. The process then proceeds to step 430 to allow a new update block to be allocated in place to accommodate recording of the initially requested pending sector update at step 310.

카오틱 갱신 블록으로의 변환Conversion to Chaotic Update Block

단계 370 : 계류중인 갱신이 순차적 순서가 아니고, 선택적으로, 강제 순차 조건이 충족되지 않을 때, 단계 510으로 진행할 때, 순차 갱신 블록은 비순차적 어드레스를 갖는 계류중인 갱신 섹터가 갱신 블록상에 레코드될 수 있게 하는 것에 의해 카오틱한 것으로 변환될 수 있다. 카오틱 갱신 블록의 최대수가 존재하는 경우, 변환이 진행되게 하기 이전에, 가장 이전에 억세스된 카오틱 갱신 블록을 폐쇄하고, 따라서, 카오틱 블록의 최대수가 초과되는 것을 방지할 필요가 있다. 가장 이전에 억세스된 카오틱 갱신 블록의 식별은 단계 420에서 설명된 일반적 경우와 동일하지만, 단지 카오틱 갱신 블록에만 제한된다. 이 시기의 카오틱 갱신 블록 폐쇄는 단계 550에서 설명된 바와 같은 병합에 의해 달성된다.Step 370: When the pending update is not in sequential order and, optionally, the forced sequential condition is not met, when proceeding to step 510, the sequential update block is written so that pending update sectors with non-sequential addresses are recorded on the update block. By enabling it to be converted to chaotic. If there is a maximum number of chaotic update blocks, it is necessary to close the most recently accessed chaotic update block before allowing the conversion to proceed, thus preventing the maximum number of chaotic blocks from being exceeded. The identification of the most recently accessed chaotic update block is the same as the general case described in step 420, but only limited to the chaotic update block. Chaotic update block closure at this time is achieved by merging as described in step 550.

시스템 규제를 받는 새로운 갱신 블록의 할당Allocation of new update blocks subject to system regulation

단계 410 : 갱신 블록으로서의 삭제 메타블록의 할당 프로세스는 사전결정된 시스템 제한이 초과하였는지 여부에 대한 판정과 함께 시작한다. 한정된 자원으로 인해, 메모리 관리 시스템은 통상적으로, 사전결정된 최대수의 갱신 블록(CA)이 동시에 존재할 수 있게 하는 것이 일반적이다. 이 한계는 순차 갱신 블록과 카오틱 갱신 블록의 집단이며, 설계 파라미터이다. 양호한 실시예에서, 이 한계는 예로서, 최대 8 갱신 블록이다. 또한, 보다 높은 시스템 자원에 대한 수요로 인해, 동시에 개방될 수 있는 카오틱 갱신 블록의 최대수(예로서, 4)에 대한 대응하는 사전결정된 제한도 존재할 수 있다.Step 410: The process of assigning a delete metablock as an update block begins with a determination as to whether a predetermined system limit has been exceeded. Due to limited resources, memory management systems typically allow a predetermined maximum number of update blocks C A to exist simultaneously. This limit is a group of sequential update blocks and chaotic update blocks and is a design parameter. In a preferred embodiment, this limit is, for example, up to eight update blocks. In addition, due to the demand for higher system resources, there may also be a corresponding predetermined limit on the maximum number of chaotic update blocks (eg, 4) that can be open at the same time.

따라서, CA 갱신 블록이 이미 할당되어 있을 때, 이때, 다음 할당 요청은 단지 기존의 할당된 것 중 하나를 폐쇄한 이후에만 충족될 수 있다. 프로세스는 단계 420으로 진행한다. 개방 갱신 블록이 수가 CA 보다 작을 때, 프로세스는 직접적으로 단계 430으로 진행한다.Thus, when a C A update block is already allocated, then the next allocation request can only be satisfied after closing one of the existing allocations. The process proceeds to step 420. When the number of open update blocks is less than C A , the process proceeds directly to step 430.

단계 420 : 갱신 블록의 최대수(CA)가 초과되는 경우에, 가장 이전에 억세스된 갱신 블록이 폐쇄되고, 조각 모음이 수행된다. 가장 이전에 억세스된 갱신 블록은 가장 이전에 억세스된 논리 블록과 연계된 갱신 블록으로서 나타내어진다. 가장 이전에 억세스된 블록을 결정하기 위해, 억세스는 기록 및 선택적으로, 논리 섹터의 판독을 포함한다. 개방 갱신 블록의 리스트가 억세스를 위해 유지되며, 초기화시, 어떠한 억세스 순서도 가정되지 않는다. 갱신 블록의 폐쇄는 갱신 블록이 순차적일 때, 단계 360 및 단계 530과 연계하여 설명한 유사한 프로세스를 따르며, 갱신 블록이 카오틱일 때, 단계 540과 연계하여 설명한 유사한 프로세스를 따른다. 폐쇄는 단계 430에서, 새로운 갱신 블록의 할당을 위한 공간을 형성한다.Step 420: If the maximum number C A of update blocks is exceeded, the most recently accessed update block is closed and defragmentation is performed. The most recently accessed update block is represented as an update block associated with the most recently accessed logical block. To determine the most recently accessed block, the access includes writing and optionally reading a logical sector. A list of open update blocks is maintained for access, and at initialization, no access order is assumed. Closure of the update block follows the similar process described in connection with steps 360 and 530 when the update blocks are sequential, and follows the similar process described in connection with step 540 when the update block is chaotic. Closure, at step 430, creates room for allocation of new update blocks.

단계 430 : 할당 요청은 주어진 논리 그룹(LGx)에 전용화된 갱신 블록으로서 새로운 메타블록의 할당으로 충족된다. 프로세스는 그후 단계 510으로 진행한다.Step 430: The allocation request is satisfied with the allocation of a new metablock as an update block dedicated to a given logical group LG x . The process then proceeds to step 510.

갱신 블록상으로의 갱신 데이터의 레코드Record of update data on update block

단계 510 : 요청된 갱신 섹터가 갱신 블록의 차순위 가용 물리적 위치상에 레코드된다. 그후, 프로세스는 갱신 블록이 정리를 위해 준비가 되어있는지를 결정하기 위해 단계 520으로 진행한다.Step 510: The requested update sector is recorded on the next available physical location of the update block. The process then proceeds to step 520 to determine if the update block is ready for cleanup.

갱신 블록 정리Update block cleanup

단계 520 : 갱신 블록이 부가적인 갱신을 수용하기 위한 공간을 여전히 가지고 있는 경우, 단계 570으로 진해한다. 그렇지 않으면, 갱신 블록을 정리하기 위해 단계 522로 진행한다. 현재 요청된 기록이 블록이 갖는 공간 보다 많은 논리 섹터를 기록하기를 시도할 때, 갱신 블록을 충전하는 두 가지 가능한 구현이 존재한다. 제1 구현에서, 기록 요청이 두 개의 부분으로 분할되고, 첫 번째 부분은 블록의 최종 물리 섹터에 기록한다. 블록은 그후, 폐쇄되고, 기록의 두 번째 부분은 새로운 요청된 기록으로서 처리된다. 다른 구현에서, 요청된 기록이 블록이 나머지 섹터가 페이딩되고, 그후 폐쇄되는 동안 보류된다. 요청된 기록은 새로운 요청된 기록으로서 처리된다.Step 520: If the update block still has space to accommodate additional updates, proceed to step 570. Otherwise proceed to step 522 to clear the update block. When the currently requested write attempts to write more logical sectors than the space the block has, there are two possible implementations of filling the update block. In the first implementation, the write request is split into two parts, the first part writing to the last physical sector of the block. The block is then closed and the second part of the record is treated as a new requested record. In another implementation, the requested write is held while the block is fading the remaining sectors and then closed. The requested record is treated as a new requested record.

단계 522 : 갱신 블록이 순차적인 경우, 순차적 폐쇄를 위해 단계 530으로 진행한다. 갱신 블록이 카오틱인 겨우, 카오틱 폐쇄를 위해 단계 540으로 진행한다.Step 522: If the update blocks are sequential, proceed to step 530 for sequential closure. If the update block is chaotic, then proceed to step 540 for chaotic closure.

순차 갱신 블록 정리Sequential update block cleanup

단계 530 : 갱신 블록이 순차적이며, 완전히 채워져 있기 때문에, 그 내부에 저장된 논리 그룹은 완전하다. 메타블록은 완전하며, 원래의 것을 교체한다. 이때, 원본 블록은 완전히 폐기되고 삭제될 수 있다. 프로세스는 그후 단계 570으로 진행하고, 여기서, 주어진 논리적 그룹을 위한 갱신 스레드가 종료한다.Step 530: Since the update blocks are sequential and fully populated, the logical group stored therein is complete. The metablock is complete and replaces the original. At this time, the original block can be completely discarded and deleted. The process then proceeds to step 570, where the update thread for the given logical group ends.

카오틱 갱신 블록 정리Chaotic Update Block Cleanup

단계 540 : 갱신 블록이 비순차적으로 채워지며, 일부 논리 섹터의 다수회 갱신을 포함할 수 있기 때문에, 그 내부의 유효 데이터를 구제하기 위해 조각 모음이 수행된다. 카오틱 갱신 블록은 압축되거나 병합된다. 어느 프로세스가 수행될 것인지는 단계 542에서 결정된다.Step 540: Since the update block is filled out of order and may include multiple updates of some logical sectors, defragmentation is performed to salvage the valid data therein. The chaotic update block is compressed or merged. Which process will be performed is determined in step 542.

단계 542 : 압축 또는 병합의 수행은 갱신 블록의 퇴화에 의존한다. 논리 섹터가 다수회 갱신되는 경우, 그 논리 어드레스는 매우 퇴화한다. 갱신 블록상에 레코딩된 동일 논리 섹터의 다수의 버전이 존재하며, 단지 최종 레코딩된 버전이 그 논리 섹터를 위해 유효한 것이다. 다수의 버전을 갖는 논리 섹터를 포함하는 갱신 블록에서, 별개의 논리 섹터의 수는 논리 그룹의 수 보다 매우 작다. Step 542: Performing compression or merging depends on degeneration of the update block. When a logical sector is updated many times, its logical address is very degenerate. There are multiple versions of the same logical sector recorded on the update block, only the last recorded version being valid for that logical sector. In an update block containing logical sectors having multiple versions, the number of distinct logical sectors is much smaller than the number of logical groups.

양호한 실시예에서, 갱신 블록내의 별개의 논리 섹터의 수가 그 전형적인 값이 논리 그룹의 크기의 절반인 사전결정된 설계 파라미터(CD)를 초과할 때, 정리 프로세스가 단계 550에서 병합을 수행하며, 그 이외의 경우에, 프로세스는 단계 560에서의 압축으로 진행한다. In a preferred embodiment, when the number of distinct logical sectors in the update block exceeds a predetermined design parameter C D whose typical value is half the size of the logical group, the cleanup process performs merging at step 550, and the Otherwise, the process proceeds to compression at step 560.

단계 550 : 카오틱 갱신 블록이 병합되는 경우, 원래의 블록 및 갱신 블록이 병합된 데이터를 포함하는 새로운 표준 메타블록으로 교체된다. 병합 이후, 갱신 스레드는 단계 570에서 종료한다.Step 550: If the chaotic update block is merged, the original block and update block are replaced with a new standard metablock containing the merged data. After the merge, the update thread ends at step 570.

단계 560 : 카오틱 갱신 블록이 압축되는 경우, 이는 압축된 데이터를 수반하는 새로운 갱신 블록에 의해 대체된다. 압축 이후, 압축된 갱신 블록의 처리는 단계 570에서 종료한다. 대안적으로, 압축은 갱신 블록이 다시 기록될 때까지 지연되고, 따라서, 갱신이 개입하지 않고, 압축에 병합이 이어지는 가능성을 제거할 수 있다. 새로운 갱신 블록은 그후, LGx에서 갱신을 위한 다음 요청이 단계 502에서 나타날 때, 주어진 논리 블록의 추가 갱신에 사용된다. Step 560: If the chaotic update block is compressed, it is replaced by a new update block that carries the compressed data. After compression, processing of the compressed update block ends at step 570. Alternatively, the compression is delayed until the update block is written again, thus eliminating the possibility of merging following compression without intervening updates. The new update block is then used for further update of the given logical block when the next request for update in LG x appears in step 502.

단계 570 : 정리 프로세스가 완전한 갱신 블록을 생성할 때, 이는 주어진 논리 그룹을 위한 새로운 표준이 된다. 논리 그룹을 위한 갱신 스레드는 종결된다. 정리 프로세스가 기존의 것을 교체하는 새로운 갱신 블록을 생성할 때, 새로운 갱신 블록은 주어진 논리 그룹을 위해 요청된 다음 갱신을 레코드하기 위해 사용된다. 갱신 블록이 정리되지 않을 때, 처리는 단계 310에서 LGx에서의 갱신을 위한 다음 요청이 나타날 때 이어진다.Step 570: When the cleanup process generates a complete update block, this becomes a new standard for a given logical group. The update thread for the logical group is terminated. When the cleanup process creates a new update block that replaces an existing one, the new update block is used to record the next update requested for a given logical group. When the update block is not cleaned up, processing continues when the next request for update in LG x appears in step 310.

상술된 프로세스로부터 알 수 있는 바와 같이, 카오틱 갱신 블록이 폐쇄될 때, 그 위에 레코딩된 개신 데이터가 추가로 처리된다. 특히, 그 유효 데이터는 새로운 표준 순차 블록을 형성하기 위해, 다른 카오틱 블록으로의 압축 프로세스 또는 그 연계된 원래 블록과의 병합 프로세스 중 어느 하나에 의해 조각 모음된다.As can be seen from the above-described process, when the chaotic update block is closed, the subject data recorded thereon is further processed. In particular, the valid data is defragmented by either a compression process to another chaotic block or a merge process with its associated original block to form a new standard sequential block.

도 11a는 도 10에 도시된 카오틱 갱신 블록을 폐쇄하는 병합 프로세스를 보다 상세히 예시하는 흐름도이다. 카오틱 갱신 블록 병합은 갱신 블록이 정리될 때, 예로서, 갱신 블록이 기록되어 있는 그 최종 물리 섹터 위치로 채워져 있을 때, 수 행되는 두 개의 가능한 프로세스 중 하나이다. 블록내에 기록된 별개의 논리 섹터의 수가 사전결정된 설계 파라미터(CD)를 초과할 때, 병합이 선택된다. 도 10에 도시된 병합 프로세스 단계 550은 하기의 서브단계를 포함한다.11A is a flow diagram illustrating in more detail the merging process of closing the chaotic update block shown in FIG. 10. Chaotic update block merging is one of two possible processes that are performed when the update block is cleaned, eg, when the update block is filled with its last physical sector location where it is written. When the number of distinct logical sectors written in the block exceeds the predetermined design parameter C D , merging is selected. The merging process step 550 shown in FIG. 10 includes the following substeps.

단계 551 : 카오틱 갱신 블록이 폐쇄될 때, 그를 교체하는 새로운 메타블록이 할당된다.Step 551: When the chaotic update block is closed, a new metablock is assigned to replace it.

단계 552 : 모든 폐기 섹터를 무시하고, 카오틱 갱신 블록 및 그 연계된 원래 블록 중의 각 논리 섹터의 최신 버전을 수집한다.Step 552: Ignore all discarded sectors and collect the latest version of each logical sector in the chaotic update block and its associated original block.

단계 554 : 완전한 블록, 즉, 순차적 순서로 레코딩된 논리 그룹의 논리 섹터 모두를 갖는 블록을 형성하기 위해, 논리 순차 순서로 새로운 메타블록상에 수집된 유효 섹터를 레코딩한다.Step 554: Record the valid sectors collected on the new metablock in logical sequential order to form a complete block, ie, a block having all of the logical sectors of the logical group recorded in sequential order.

단계 556 : 원래 블록을 새로운 완전한 블록으로 교체한다.Step 556: Replace the original block with a new complete block.

단계 558 : 정리된 갱신 블록과 원래 블록을 삭제한다.Step 558: Delete the cleaned update block and the original block.

도 11b는 도 10에 도시된 카오틱 갱신 블록을 폐쇄하기 위한 압축 프로세스를 보다 상세히 예시하는 흐름도이다. 압축은 블록내에 기록된 별개의 논리 섹터의 수가 사전결정된 설계 파라미터(CD) 미만일 때 선택된다. 도 10에 도시된 압축 프로세스 단계 560은 하기의 서브 단계를 포함한다.FIG. 11B is a flow diagram illustrating in more detail the compression process for closing the chaotic update block shown in FIG. 10. Compression is selected when the number of distinct logical sectors written in the block is less than the predetermined design parameter C D. The compression process step 560 shown in FIG. 10 includes the following substeps.

단계 561 : 카오틱 갱신 블록이 압축될 때, 그를 교체하는 새로운 메타블록이 할당된다.Step 561: When the chaotic update block is compressed, a new metablock is allocated to replace it.

단계 562 : 압축될 기존 카오틱 갱신 블록 중 각 논리 섹터의 최신 버전을 수집한다.Step 562: Collect the latest version of each logical sector of existing chaotic update blocks to be compressed.

단계 564 : 압축된 섹터를 가지는 새로운 갱신 블록을 형성하도록 새로운 갱신 블록상에 수집된 섹터를 기록한다.Step 564: Record the collected sectors on the new update block to form a new update block with the compressed sector.

단계 566 : 기존 갱신 블록을 압축된 섹터를 갖는 새로운 갱신 블록을 형성하기 위해 새로운 갱신 블록상에 수집된 섹터를 레코딩한다.Step 566: Record the collected sectors on the new update block to form a new update block having the compressed sector with the existing update block.

단계 568 : 정리된 갱신 블록을 삭제한다.Step 568: Delete the cleaned update block.

논리 및 메타블록 상태Logical and Metablock States

도 12a는 논리 그룹의 모든 가능한 상태와, 다양한 동작하에서 그들 사이의 가능한 전이를 예시한다.12A illustrates all possible states of a logical group and possible transitions between them under various operations.

도 12b는 논리 그룹의 가능한 상태를 나열하는 테이블이다. 논리 그룹 상태는 하기와 같이 규정된다.12B is a table listing the possible states of a logical group. The logical group state is defined as follows.

1. 완전 : 논리 그룹내의 모든 논리 섹터가 가능하게는 페이지 태그 랩 어라운드(wrap around)를 사용하여, 단일 메타블록내에 논리 순차 순서로 기록되어 있다. 1. Full: All logical sectors in a logical group are written in logical sequential order within a single metablock, possibly using page tag wrap around.

2. 미기록 : 논리 그룹내의 어떠한 논리 섹터도 기록되어 있지 않다. 논리 그룹은 그룹 어드레스 테이블에 미기록으로 표시되며, 어떠한 할당된 메타블록도 갖지 않는다. 이 그룹내의 모든 섹터를 위한 호스트 판독에 응답하여 규정된 데이터 패턴이 반환된다.2. Unrecorded: No logical sectors in the logical group are recorded. Logical groups are marked unwritten in the group address table and do not have any assigned metablocks. In response to a host read for all sectors in this group, a defined data pattern is returned.

3. 순차 갱신 : 논리 그룹내의 일부 섹터가 가능하게는 페이지 태그를 사용하여 메타블록내에 논리 순차 순서로 기록되어 있으며, 그래서, 이들은 그룹의 임 의의 이전 완전 상태로부터 대응 논리 섹터를 대체한다. 3. Sequential Update: Some sectors in the logical group are possibly written in logical sequential order in the metablock using page tags, so that they replace the corresponding logical sectors from any previous complete state of the group.

4. 카오틱 갱신 : 논리 그룹내의 일부 섹터가 가능하게는 페이지 태그를 사용하여, 메타블록내에서 논리적으로 비순차적 순서로 기록되어 있으며, 그래서, 이들은 그룹의 임의의 이전 완전 상태로부터 대응 논리 섹터를 대체한다. 그룹내의 섹터는 일회 이상 기록될 수 있으며, 최신 버전이 모든 이전 버전을 대체한다.4. Chaotic Updates: Some sectors in a logical group are written logically in a non-sequential order within the metablock, possibly using page tags, so that they can map the corresponding logical sectors from any previous complete state of the group. Replace. Sectors within a group can be written more than once, with the latest version replacing all previous versions.

도 13a는 메타블록의 모든 가능한 상태와, 다양한 동작하에서 이들 사이의 가능한 전이를 예시한다.13A illustrates all possible states of a metablock and possible transitions between them under various operations.

도 13b는 메타블록의 가능한 상태를 나열하는 테이블이다. 메타블록 상태는 하기와 같이 규정된다. 13B is a table listing the possible states of a metablock. The metablock state is defined as follows.

1. 삭제됨 : 메타블록내의 모든 섹터가 삭제됨 1. Deleted: All sectors in the metablock are deleted.

2. 순차 갱신 : 메타블록은 가능하게는 페이지 태그를 사용하여 논리적으로 순차적 순서로 섹터로 부분적으로 기록된다. 모든 섹터는 동일 논리 그룹에 속한다.2. Sequential Update: Metablocks are partially written into sectors in logically sequential order, possibly using page tags. All sectors belong to the same logical group.

3. 카오틱 갱신 : 메타블록이 부분적으로 또는 완전히 논리 비순차적 순서로 섹터로 기록된다. 임의의 섹터는 1회 이상 기록될 수 있다. 모든 섹터는 동일 논리 그룹에 속한다. 3. Chaotic Updates: Metablocks are written into sectors in partly or completely logical out of order. Any sector can be written more than once. All sectors belong to the same logical group.

4. 완전 : 메타블록이 가능하게는 페이지 태그를 사용하여 논리 순차 순서로 완전히 기록된다.4. Fully: Metablocks are written completely in logical sequential order, possibly using page tags.

5. 원본 : 메타블록이 이전에 완전하였지만, 적어도 하나의 섹터가 호스트 데이터 갱신에 의해 폐기되었다.5. Original: The metablock was previously complete, but at least one sector was discarded by host data update.

도 14a 내지 도 14j는 논리 그룹의 상태 및 또한 물리 메타블록에 대한 다양한 동작의 영향을 도시하는 상태도이다. 14A-14J are state diagrams illustrating the state of logical groups and also the effects of various operations on physical metablocks.

도 14a는 제1 기록 동작을 위한 논리 그룹과 메타블록 전이에 대응하는 상태도를 도시한다. 호스트는 이전에 미기록인 논리 그룹의 하나 이상의 섹터를 새롭게 할당된 삭제된 메타블록에 논리 순차 순서로 기록한다. 논리 그룹 및 메타블록은 순차 갱신 상태로 진행한다.14A shows a state diagram corresponding to a logical group and metablock transition for a first write operation. The host writes one or more sectors of a previously unrecorded logical group in logically sequential order to the newly allocated deleted metablock. Logical groups and metablocks proceed in sequential update state.

도 14b는 제1 완전 동작을 위한 논리 그룹과 메타블록 전이에 대응하는 상태도를 도시한다. 모든 섹터가 호스트에 의해 순차 기록될 때, 이전의 미기록 순차 갱신 논리 그룹은 완전 상태가 된다. 전이는 또한 규정된 데이터 패턴으로 잔여 미기록 섹터를 채움으로써 카드가 그룹을 충전하는 경우에도 발생한다. 메타블록은 완전해진다.14B shows a state diagram corresponding to a logical group and metablock transition for the first full operation. When all sectors are sequentially written by the host, the previous unrecorded sequential update logical group is in a complete state. The transition also occurs when the card fills the group by filling the remaining unrecorded sectors with the defined data pattern. The metablock is complete.

도 14c는 제1 카오틱 동작을 위한 논리 그룹 및 메타블록 전이에 대응하는 상태도를 도시한다. 이전의 미기록 순차 갱신 논리 그룹은 적어도 하나의 섹터가 호스트에 의해 비순차적으로 기록될 때, 카오틱이 된다.14C shows a state diagram corresponding to a logical group and metablock transition for a first chaotic operation. The previous unrecorded sequential update logical group becomes chaotic when at least one sector is written out of order by the host.

도 14d는 제1 압축 동작을 위한 논리 그룹 및 메타블록 전이에 대응하는 상태도를 도시한다. 이전의 미기록 카오틱 갱신 논리 그룹내의 모든 유효 섹터는 추후 삭제되는 구 블록으로부터 새로운 카오틱 메타블록으로 복사된다.14D shows a state diagram corresponding to a logical group and metablock transition for a first compression operation. All valid sectors in the previous unrecorded chaotic update logical group are copied from the old block to be deleted later into the new chaotic metablock.

도 14e는 제1 병합 동작을 위한 논리 그룹과 메타블록 전이에 대응하는 상태도를 도시한다. 이전의 미기록 카오틱 갱신 논리 그룹내의 모든 유효 섹터는 논리 순차 순서로 새롭게 할당된 삭제 블록을 충전하도록 구 카오틱 블록으로부터 이동 된다. 호스트에 의해 기록되지 않은 섹터는 규정된 데이터 패턴으로 채워진다. 구 카오틱 블록은 그후 삭제된다.14E illustrates a state diagram corresponding to a logical group and metablock transition for a first merge operation. All valid sectors in the previous unrecorded chaotic update logical group are moved out of the old chaotic block to fill the newly allocated erased blocks in logical sequential order. Sectors not written by the host are filled with a defined data pattern. The old chaotic block is then deleted.

도 14f는 순차 기록 동작을 위한 논리 그룹 및 메타블록 전이에 대응하는 상태도이다. 호스트는 논리적 순차 순서로 완전 논리 그룹의 하나 이상의 섹터를 새롭게 할당된 삭제된 메타블록에 기록한다. 논리 그룹 및 메타블록은 순차 갱신 상태로 진행한다. 이전의 완전 메타블록은 원본 메타블록이 된다.14F is a state diagram corresponding to a logical group and metablock transition for a sequential write operation. The host writes one or more sectors of the full logical group into newly allocated deleted metablocks in logical sequential order. Logical groups and metablocks proceed in sequential update state. The previous full metablock becomes the original metablock.

도 14g는 순차 충전 동작을 위한 논리 그룹 및 메타블록 전이에 대응하는 상태도를 도시한다. 호스트에 의해 그 모든 섹터가 순차 기록될 때, 순차 갱신 논리 그룹은 완전해진다. 이는 또한, 이를 완전하게 하기 위해, 원본 블록으로부터의 유효 섹터로 순차 갱신 논리 그룹이 충전될 때, 조각 모음 동안 이루어질 수도 있으며, 그후, 원본 블록은 삭제된다.14G shows a state diagram corresponding to logical group and metablock transitions for sequential charging operation. When all those sectors are sequentially written by the host, the sequential update logical group is complete. This may also be done during defragmentation when the sequential update logical group is filled with valid sectors from the original block to complete it, after which the original block is deleted.

도 14h는 비순차 기록 동작을 위한 논리 그룹 및 메타블록 전이에 대응하는 상태도이다. 순차 갱신 논리 그룹은 호스트에 의해 적어도 하나의 섹터가 비순차적으로 기록될 때 카오틱이 된다. 비순차 섹터 기록은 갱신 블록 또는 대응 원본 블록의 유효 섹터가 폐기되게 할 수 있다.14H is a state diagram corresponding to a logical group and metablock transition for an out of sequence write operation. Sequential update logical groups become chaotic when at least one sector is written out of order by the host. Out-of-sequence sector writing may cause valid sectors of the update block or the corresponding original block to be discarded.

도 14i는 압축 동작을 위한 논리 그룹과 메타블록 전이에 대응하는 상태도이다. 카오틱 갱신 논리 그룹내의 모든 유효 섹터는 추후 삭제되는 구 블록으로부터 새로운 카오틱 메타블록으로 복사된다. 원본 블록은 영향을 받지 않는다.14I is a state diagram corresponding to a logical group and metablock transition for a compression operation. All valid sectors in the chaotic update logical group are copied from the old block to be deleted to the new chaotic metablock. The original block is not affected.

도 14j는 병합 동작을 위한 논리 그룹과 메타블록 전이에 대응하는 상태도이다. 카오틱 갱신 논리 그룹내의 모든 유효 섹터는 논리 순차 순서로 새롭게 할당된 삭제 블록을 채우도록 구 카오틱 블록 및 원본 블록으로부터 복사된다. 구 카오틱 블록 및 원본 블록은 그후 삭제된다.14J is a state diagram corresponding to a logical group and metablock transition for a merge operation. All valid sectors in the chaotic update logical group are copied from the old chaotic block and the original block to fill the newly allocated erase blocks in logical sequential order. The old chaotic block and the original block are then deleted.

갱신 블록 추적 및 관리Update block tracking and management

도 15는 할당을 위해 삭제 블록과 개방 및 폐쇄된 갱신 블록의 추적을 유지하기 위한 할당 블록 리스트(ABL)의 구조의 양호한 실시예를 예시한다. 할당 블록 리스트(ABL)(610)는 삭제 블록, 할당된 갱신 블록, 연계된 블록 및 제어 구조의 할당 관리를 가능하게 하고, 정확한 논리 대 물리 어드레스 전이를 가능하게 하도록 컨트롤러 램(130)내에 유지된다. 양호한 실시예에서, ABL은 삭제 블록의 리스트, 개방 갱신 블록 리스트(614) 및 폐쇄 갱신 블록 리스트(616)를 포함한다.Figure 15 illustrates a preferred embodiment of the structure of the allocation block list (ABL) for keeping track of deleted and open and closed update blocks for allocation. An assignment block list (ABL) 610 is maintained in the controller RAM 130 to enable allocation management of delete blocks, assigned update blocks, associated blocks and control structures, and to enable accurate logical to physical address transitions. . In a preferred embodiment, the ABL includes a list of delete blocks, an open update block list 614 and a closed update block list 616.

개방 갱신 블록 리스트(614)는 개방 갱신 블록의 속성을 갖는 ABL내의 블록 엔트리의 세트이다. 개방 갱신 블록 리스트는 현재 개방된 각 데이터 갱신 블록을 위해 하나의 엔트리를 갖는다. 각 엔트리는 하기의 정보를 보유한다. LG는 현재 갱신 메타블록이 속하는 논리 그룹 어드레스이다. 순차/카오틱은 갱신 블록이 순차적 또는 카오틱 갱신 데이터 중 어느 쪽으로 채워지는지를 나타내는 상태이다. MB는 갱신 블록의 메타블록 어드레스이다. 페이지 태그는 갱신 블록의 제1 물리 위치에 레코딩된 시작 논리 섹터이다. 기록된 섹터의 수는 갱신 블록상에 현재 기록된 섹터의 수를 나타낸다. MB0은 연계된 원래 블록의 메타블록 어드레스이다. 페이지 태그0은 연계된 원본 블록의 페이지 태그이다. The open update block list 614 is a set of block entries in the ABL with the attributes of the open update block. The open update block list has one entry for each data update block that is currently open. Each entry holds the following information. LG is the logical group address to which the current update metablock belongs. Sequential / chaotic is a state that indicates whether the update block is filled with either sequential or chaotic update data. MB is the metablock address of the update block. The page tag is a starting logical sector recorded at the first physical location of the update block. The number of sectors written represents the number of sectors currently recorded on the update block. MB 0 is the metablock address of the associated original block. Page tag 0 is the page tag of the associated source block.

폐쇄된 갱신 블록 리스트(616)는 할당 블록 리스트(ABL)의 서브세트이다. 이 는 폐쇄된 갱신 블록의 속성을 갖는 ABL내의 블록 엔트리의 세트이다. 폐쇄된 갱신 블록 리스트는 폐쇄되었지만, 그러나, 그 엔트리가 논리 대 메인 물리 디렉토리에서 갱신되지 않은 각 데이터 갱신 블록을 위한 하나의 엔트리를 갖는다. 각 엔트리는 하기의 정보를 유지한다. LG는 현재 갱신 블록이 속하는 논리 그룹 어드레스이다. MB는 갱신 블록의 메타블록 어드레스이다. 페이지 태그는 갱신 블록의 제1 물리 위치에 레코딩된 시작 논리 섹터이다. MB0은 연계된 원본 블록의 메타블록 어드레스이다.The closed update block list 616 is a subset of the allocation block list ABL. This is a set of block entries in the ABL with the attributes of the closed update block. The closed update block list is closed, but has one entry for each data update block whose entry has not been updated in the logical versus main physical directory. Each entry holds the following information. LG is a logical group address to which the current update block belongs. MB is the metablock address of the update block. The page tag is a starting logical sector recorded at the first physical location of the update block. MB 0 is the metablock address of the associated original block.

카오틱 블록 인덱싱Chaotic Block Indexing

순차적인 갱신 블록은 논리적인 순서로 저장된 데이터를 가져서, 블록 중에서 임의의 논리 섹터가 쉽게 위치될 수 있다. 카오틱 갱신 블록은 순서없이 저장된 논리 섹터를 갖고, 논리 섹터의 다중 갱신 세대를 또한 저장할 수 있다. 부가의 정보는 각각의 유효 논리 섹터가 카오틱 갱신 블록에 위치되는 트랙을 유지하도록 보유되어야 한다.Sequential update blocks have data stored in a logical order so that any logical sector in the block can be easily located. The chaotic update block has logical sectors stored out of order, and can also store multiple update generations of logical sectors. Additional information must be retained to keep track of where each valid logical sector is located in the chaotic update block.

양호한 실시예에서, 카오틱 블록 인덱싱 데이터 구조는 카오틱 블록의 모든 유효 섹터의 추적과 빠른 억세스를 허용한다. 카오틱 블록 인덱싱은 논리 어드레스 공간의 작은 영역을 독립적으로 취급하고, 시스템 데이터와 사용자 데이터의 핫 영역을 효율적으로 다룬다. 인덱싱 데이터 구조는 기본적으로 빈번하지 않은 갱신 요구를 갖는 플래시 메모리에 유지되는 정보를 인덱싱하는 것을 허용하여 성능에 강한 영향을 받지 않는다. 한편, 카오틱 블록의 최근에 기록된 섹터들의 리스트는 제 어기 램의 카오틱 섹터 리스트에 보유된다. 또한, 플래시 메모리로부터의 인덱스 정보의 캐시는 어드레스 변환을 위한 플래시 섹터 억세스의 수를 최소화하도록 제어기 램에 보유된다. 각각의 카오틱 블록을 위한 인덱스는 플래시 메모리의 카오틱 블록 인덱스(CBI)에 저장된다.In a preferred embodiment, the chaotic block indexing data structure allows tracking and quick access of all valid sectors of the chaotic block. Chaotic block indexing handles small areas of the logical address space independently and efficiently handles hot areas of system data and user data. Indexing data structures basically allow indexing of information held in flash memory with infrequent update requests and are therefore not strongly impacted by performance. Meanwhile, the list of recently recorded sectors of the chaotic block is held in the chaotic sector list of the controller RAM. In addition, a cache of index information from the flash memory is maintained in the controller RAM to minimize the number of flash sector accesses for address translation. The index for each chaotic block is stored in the chaotic block index (CBI) of flash memory.

도 16a는 카오틱 블록 인덱스(CBI) 섹터의 데이터 필드를 도시한다. 카오틱 블록 인덱스 섹터(CBI 섹터)는 카오틱 갱신 블록에 맵핑된 논리 그룹의 각각의 섹터를 위한 인덱스를 포함하고, 관련된 원본 블록 또는 카오틱 갱신 블록 내의 논리 그룹의 각각의 섹터의 위치를 한정한다. CBI 섹터는 카오틱 블록 내의 유효 섹터의 트랙을 유지하기 위한 카오틱 블록 인덱스 필드, 카오틱 블록을 위한 어드레스 매개변수의 트랙을 유지하기 위한 카오틱 블록 정보 필드 및 CBI 섹터를 저장하는 메타블록(CBI 블록) 내의 유효 CBI 섹터의 트랙을 유지하기 위한 섹터 인덱스 필드를 포함한다.16A shows data fields of a chaotic block index (CBI) sector. A chaotic block index sector (CBI sector) includes an index for each sector of a logical group mapped to a chaotic update block and defines the location of each sector of the logical group in the associated original block or chaotic update block. . The CBI sector includes a chaotic block index field for keeping track of valid sectors in the chaotic block, a chaotic block information field for keeping track of address parameters for the chaotic block, and a metablock for storing the CBI sector (CBI). Sector index field for keeping track of valid CBI sectors in the block).

도 16b는 전용 메타블록에 레코드되는 카오틱 블록 인덱스(CBI) 섹터의 예를 도시한다. 전용 메타블록은 CBI 블록(620)으로 지칭될 것이다. CBI 섹터가 갱신되면, CBI 블록(620)의 다음의 활용 가능한 물리적인 섹터 위치에 기록된다. 따라서 CBI 섹터의 다중 복사는 유효한 최종 기록 복사만을 갖는 CBI 블록에 존재할 것이다. 예를 들어, 논리 그룹(LG1)을 위한 CBI 섹터는 유효한 최종 버전으로 세 번 갱신된다. CBI 블록의 각각의 유효 섹터의 위치는 블록의 최종 기록된 CBI 섹터의 인덱스의 세트에 의해 식별된다. 이러한 예에서, 블록의 최종 기록된 CBI 섹터는 LG136을 위한 CBI 섹터이고 인덱스 세트는 모든 이전의 것을 대리하는 유효한 것이다. CBI 블록이 최종적으로 CBI 섹터들로 채워질 때, 블록은 새로운 블록 위치로 모든 유효 섹터를 재기록함으로써 제어 기록 작동 동안 압축된다. 가득찬 블록은 소거된다.16B shows an example of a chaotic block index (CBI) sector recorded in a dedicated metablock. The dedicated metablock will be referred to as CBI block 620. Once the CBI sector is updated, it is written to the next available physical sector location of the CBI block 620. Thus multiple copies of the CBI sector will exist in the CBI block with only a valid last write copy. For example, the CBI sector for logical group LG 1 is updated three times with a valid final version. The location of each valid sector of the CBI block is identified by a set of indices of the last recorded CBI sector of the block. In this example, the last recorded CBI sector of the block is the CBI sector for LG 136 and the index set is a valid one representing all previous ones. When the CBI block is finally filled with CBI sectors, the block is compressed during the control write operation by rewriting all valid sectors to the new block position. The full block is erased.

CBI 섹터 내의 카오틱 블록 인덱스 필드는 카오틱 갱신 블록으로 맵핑된 논리 그룹 또는 서브 그룹 내의 각각의 논리 섹터를 위한 인덱스 엔트리를 포함한다. 각각의 인덱스 엔트리는 대응하는 논리 섹터를 위한 유효 데이터가 위치되는 카오틱 갱신 블록 내의 오프셋을 의미한다. 역 인덱스 값은 카오틱 갱신 블록에 논리 섹터를 위한 유효 데이터가 존재하지 않는 것을 지시하고, 소정의 카오틱 블록 인덱스 필드 엔트리는 제어기 램에 보유된다.The chaotic block index field in the CBI sector contains an index entry for each logical sector in the logical group or subgroup mapped to the chaotic update block. Each index entry means an offset within the chaotic update block in which valid data for the corresponding logical sector is located. The inverse index value indicates that there is no valid data for the logical sector in the chaotic update block, and the predetermined chaotic block index field entry is held in the controller RAM.

CBI 섹터 내의 카오틱 블록 정보 필드는 시스템에 존재하는 각각의 카오틱 갱신 블록을 위한 하나의 엔트리를 포함하고, 블록을 위한 어드레스 매개변수 정보를 레코드한다. 필드 내의 정보는 CBI 블록의 최종 기록 섹터 내에서만 유효하다. 이러한 정보는 또한 램의 데이터 구조에 존재한다.The chaotic block information field in the CBI sector contains one entry for each chaotic update block present in the system, and records address parameter information for the block. The information in the field is valid only in the last recording sector of the CBI block. This information is also present in the RAM data structure.

각각의 카오틱 갱신 블록을 위한 엔트리는 3개의 어드레스 매개변수를 포함한다. 첫 번째는 카오틱 갱신 블록과 관련된 논리 그룹(또는 논리 그룹 수)의 논리 어드레스이다. 두 번째는 카오틱 갱신 블록의 메타블록 어드레스이다. 세 번째는 카오틱 갱신 블록에 기록된 최종 섹터의 물리적인 어드레스 오프셋이다. 오프셋 정보는 램의 데이터 구조를 재구성하기 위해 초기화 동안 카오틱 갱신 블록의 주사 시작점을 설정한다.The entry for each chaotic update block contains three address parameters. The first is the logical address of the logical group (or logical group number) associated with the chaotic update block. The second is the metablock address of the chaotic update block. The third is the physical address offset of the last sector written to the chaotic update block. The offset information sets the scan starting point of the chaotic update block during initialization to reconstruct the data structure of the RAM.

섹터 인덱스 필드는 CBI 블록의 각각의 유효 CBI 블록을 위한 엔트리를 포함한다. 이는 각각의 허용된 카오틱 갱신 블록에 대해 가장 최근에 기록된 CBI 섹터가 위치되는 CBI 블록 내의 오프셋을 한정한다. 인덱스의 오프셋 역의 값은 허용된 카오틱 갱신 블록이 존재하지 않는다는 것을 지시한다.The sector index field contains an entry for each valid CBI block of the CBI block. This defines the offset within the CBI block in which the most recently recorded CBI sector is located for each allowed chaotic update block. The value of the offset inverse of the index indicates that no allowed chaotic update block exists.

도 16c는 카오틱 갱신 하에서의 주어진 논리 그룹의 논리 섹터의 데이터에 억세스하는 것을 도시하는 흐름도이다. 갱신 프로세스 동안, 갱신 데이터는 카오틱 갱신 블록에 레코드되면서 변경되지 않은 데이터는 논리 그룹과 관련된 원본 메타블록에 유지된다. 카오틱 갱신 하에서의 논리 그룹의 논리 섹터에 억세스하는 프로세스는 이하와 같다.16C is a flow diagram illustrating access to data in logical sectors of a given logical group under chaotic update. During the update process, update data is recorded in the chaotic update block while the unchanged data is kept in the original metablock associated with the logical group. The process of accessing a logical sector of a logical group under chaotic update is as follows.

단계 650: 주어진 논리 그룹의 주어진 논리 섹터를 위치시킨다.Step 650: Locate a given logical sector of a given logical group.

단계 651: CBI 블록 내의 최종 기록된 CBI 섹터를 위치시킨다.Step 651: Locate the last recorded CBI sector in the CBI block.

단계 654: 최종 기록된 CBI 섹터의 카오틱 블록 정보 필드를 참조함으로써 주어진 논리 그룹과 관련된 카오틱 갱신 블록 또는 원본 블록을 위치시킨다. 이러한 단계는 단계 662 이전에 언제든지 수행될 수 있다.Step 654: Locate the chaotic update block or original block associated with the given logical group by referring to the chaotic block information field of the last recorded CBI sector. This step may be performed at any time prior to step 662.

단계 658: 최종 기록된 CBI 섹터가 주어진 논리 그룹으로 지시되면, CBI 섹터가 위치된다. 단계 662에 선행한다. 아니면, 단계 660에 선행한다.Step 658: If the last recorded CBI sector is directed to a given logical group, the CBI sector is located. It precedes step 662. Otherwise, precede with step 660.

단계 660: 최종 기록된 CBI 섹터의 섹터 인덱스 필드를 참조함으로써 주어진 논리 그룹을 위한 CBI 섹터를 위치시킨다.Step 660: Locate the CBI sector for the given logical group by referring to the sector index field of the last recorded CBI sector.

단계 662: 위치된 CBI 섹터의 카오틱 블록 인덱스 필드를 참조함으로써 카오 틱 블록 또는 원본 블록 중에서 주어진 논리 섹터를 위치시킨다.Step 662: Position a given logical sector among the chaotic block or the original block by referring to the chaotic block index field of the located CBI sector.

도 16d는 논리 그룹이 서브 그룹으로 구획되는 대체 실시예에 따라 카오틱 갱신 하에서 주어진 논리 그룹의 논리 섹터의 데이터에 대한 억세스를 도시하는 흐름도이다. CBI 섹터의 유한 용량은 논리 섹터의 소정의 최대수의 트랙을 유지할 수만 있다. 논리 그룹이 단일 CBI 섹터가 취급될 수 있는 것보다 보다 많은 논리 섹터를 가질 때, 논리 그룹은 각각의 서브 그룹에 지정된 CBI 섹터를 갖는 다중 서브 그룹으로 구획된다. 일 예에서, 각각의 CBI 섹터는 256개의 섹터로 구성된 논리 그룹을 추적하기 위한 충분한 용량을 갖고, 최대 8개의 카오틱 갱신 블록을 갖는다. 논리 그룹이 256개의 섹터의 크기를 가지면, 개별 CBI 섹터는 논리 그룹 내의 256개의 섹터의 서브 그룹용으로 존재한다. CBI 섹터는 논리 그룹내에서 최대 8개의 서브 그룹용으로 존재하고, 최대 2048개의 섹터의 크기까지 논리 그룹용으로 지원한다.FIG. 16D is a flow diagram illustrating access to data in a logical sector of a given logical group under chaotic updating, in accordance with an alternative embodiment where the logical group is divided into subgroups. The finite capacity of a CBI sector can only hold a predetermined maximum number of tracks of logical sectors. When a logical group has more logical sectors than a single CBI sector can handle, the logical group is divided into multiple subgroups with CBI sectors assigned to each subgroup. In one example, each CBI sector has sufficient capacity to track a logical group of 256 sectors and has up to eight chaotic update blocks. If a logical group has a size of 256 sectors, then individual CBI sectors exist for a subgroup of 256 sectors in the logical group. CBI sectors exist for up to eight subgroups within a logical group and support up to 2048 sectors for the logical group.

양호한 실시예에서, 간접 인덱싱 체계가 인덱스의 용이한 취급을 위해 채용된다.In a preferred embodiment, an indirect indexing scheme is employed for easy handling of the index.

직접 섹터 인덱스는 특정 카오틱 갱신 블록에 대한 모든 가능한 CBI 섹터들이 위치되는 CBI 블록 내의 오프셋을 한정한다. 이러한 필드의 정보는 특정 카오틱 갱신 블록에 대한 최종 기록된 CBI 섹터에서만 유효하다. 인덱스의 오프셋의 역의 값은 카오틱 갱신 블록에 대한 대응 논리 서브 그룹이 존재하지 않거나 갱신 블록이 할당되기 때문에 갱신되지 않기 때문에, CBI 섹터가 존재하지 않는 것을 지시한다.The direct sector index defines the offset in the CBI block where all possible CBI sectors for a particular chaotic update block are located. The information in this field is valid only in the last recorded CBI sector for that particular chaotic update block. The inverse value of the offset of the index indicates that no CBI sector exists because the corresponding logical subgroup for the chaotic update block does not exist or is not updated because the update block is allocated.

간접 섹터 인덱스는 각각의 허용된 카오틱 갱신 블록에 대한 가장 최근에 기록된 CBI 섹터가 위치되는 오프셋을 한정한다. 인덱스의 오프셋의 역의 값은 허용된 카오틱 갱신 블록이 존재하지 않는 것을 지시한다.The indirect sector index defines the offset at which the most recently recorded CBI sector is located for each allowed chaotic update block. The inverse of the offset of the index indicates that no allowed chaotic update block exists.

도 16d는 이하와 같은 카오틱 갱신 하에서 논리 그룹의 논리 섹터를 억세스하는 프로세스를 도시한다.16D shows a process of accessing logical sectors of a logical group under chaotic updates as follows.

단계 670: 다중 서브 그룹 내로 각각의 논리 그룹을 구획하고 각각의 서브 그룹에 대해 CBI 섹터를 지정한다.Step 670: Partition each logical group into multiple subgroups and specify a CBI sector for each subgroup.

단계 680: 주어진 논리 그룹의 주어진 서브 그룹의 주어진 논리 섹터를 위치시키는 것을 시작한다.Step 680: Begin locating a given logical sector of a given subgroup of a given logical group.

단계 682: CBI 블록의 최종 기록된 CBI 섹터를 위치시킨다.Step 682: Locate the last recorded CBI sector of the CBI block.

단계 684: 최종 기록된 CBI 섹터의 카오틱 블록 정보 필드를 참조함으로써 주어진 서브 그룹과 관련된 카오틱 갱신 블록 또는 원본 블록을 위치시킨다. 이러한 단계는 단계 696 이전의 임의의 시간에 수행될 수 있다.Step 684: Locate the chaotic update block or original block associated with the given subgroup by referring to the chaotic block information field of the last recorded CBI sector. This step may be performed at any time before step 696.

단계 686: 최종 기록된 CBI 섹터가 주어진 논리 그룹으로 지시되면, 단계 691에 선행된다. 그렇지 않으면, 단계 690에 선행된다.Step 686: If the last recorded CBI sector is directed to a given logical group, step 691 is followed. Otherwise, step 690 is followed.

단계 690: 최종 기록된 CBI 섹터의 간접 섹터 인덱스 필드를 참조함으로써 주어진 논리 그룹을 위한 다중 CBI 섹터의 최종 기록을 위치시킨다.Step 690: Locate the last write of multiple CBI sectors for a given logical group by referring to the indirect sector index field of the last recorded CBI sector.

단계 691: 주어진 논리 그룹을 위한 서브 그룹 중 하나와 연관된 적어도 CBI 섹터를 위치시킨다. 계속됨.Step 691: locate at least a CBI sector associated with one of the subgroups for a given logical group. continuation.

단계 692: 위치된 CBI 섹터가 주어진 서브 그룹으로 지시되면, 주어진 서브 그룹을 위한 CBI 섹터가 위치된다. 단계 696에 선행된다. 그렇지 않으면 단계 694에 선행된다.Step 692: If the located CBI sector is directed to a given subgroup, the CBI sector for the given subgroup is located. It is followed by step 696. Otherwise preceded by step 694.

단계 694: 현재 위치된 CBI 섹터의 직접 섹터 인덱스 필드를 참조함으로써 주어진 서브 그룹을 위한 CBI 섹터를 위치시킨다.Step 694: Locate the CBI sector for a given subgroup by referring to the direct sector index field of the currently located CBI sector.

단계 696: 주어진 서브 그룹을 위한 CBI 섹터의 카오틱 블록 인덱스 필드를 참조함으로써 카오틱 블록 또는 원본 블록 중에서 주어진 논리 섹터를 위치시킨다.Step 696: locate a given logical sector among the chaotic block or original block by referring to the chaotic block index field of the CBI sector for the given subgroup.

도 16e는 각각의 논리 그룹이 다중 서브 그룹으로 구획되는 실시예를 위한 카오틱 블록 인덱싱(CBI) 섹터와 그 기능의 예를 도시한다. 논리 그룹(700)은 원래는 원본 메타블록(702)에 저장된 손상되지 않은 데이터를 갖는다. 논리 그룹은 그 다음에는 전용 카오틱 갱신 블록(704)의 할당을 갖는 갱신을 받는다. 본 예에서, 논리 그룹(700)은 각각 256개의 섹터를 갖는 소정의 서브 그룹(A, B, C, D)으로 구획된다.16E shows an example of chaotic block indexing (CBI) sectors and their functionality for an embodiment where each logical group is divided into multiple subgroups. Logical group 700 has intact data that was originally stored in original metablock 702. The logical group then receives an update with assignment of a dedicated chaotic update block 704. In this example, the logical group 700 is divided into predetermined subgroups A, B, C, and D, each having 256 sectors.

서브 그룹(B)에서 i번째 섹터를 위치시키기 위해, CBI 블록(620)의 최종 기록된 CBI 섹터가 우선 위치된다. 최종 기록된 CBI 섹터의 카오틱 블록 정보 필드는 주어진 논리 그룹을 위한 카오틱 갱신 블록(704)을 위치시키기 위한 어드레스를 제공한다. 동시에, 카오틱 블록에 최종 기록된 섹터의 위치가 제공된다. 이러한 정보는 주사 및 재구성 인덱스의 경우에 유용하다.In order to locate the i-th sector in subgroup B, the last recorded CBI sector of CBI block 620 is first located. The chaotic block information field of the last recorded CBI sector provides an address for positioning the chaotic update block 704 for a given logical group. At the same time, the position of the sector last recorded in the chaotic block is provided. This information is useful in the case of scan and reconstruction indexes.

최종 기록된 CBI 섹터는 주어진 논리 그룹의 4개의 CBI 섹터 중 하나로 제조되고, i번째 논리 섹터를 포함하는 주어진 서브 그룹(B)을 위한 CBI 섹터가 정확한지 여부를 결정할 것이다. 그렇다면, CBI 섹터의 카오틱 블록 인덱스는 i번째 논리 섹터를 위한 데이터를 저장하기 위한 메타블록 위치로 지시될 것이다. 섹터 위치는 카오틱 갱신 블록(704) 또는 원본 블록(702)에 있을 것이다.The last recorded CBI sector is made into one of the four CBI sectors of a given logical group and will determine whether the CBI sector for the given subgroup B containing the i th logical sector is correct. If so, the chaotic block index of the CBI sector will be pointed to the metablock location for storing data for the i th logical sector. The sector location may be in chaotic update block 704 or original block 702.

최종 기록된 CBI 섹터는 주어진 논리 그룹의 4개의 CBI 섹터 중 하나로 제조되고, 서브 그룹(B)용으로 정확하지 않지만, 서브 그룹(B)을 위한 CBI 섹터를 위치시키기 위해 직접 섹터 인덱스가 참조된다. 이러한 정확한 CBI 섹터가 위치되면, 카오틱 블록 인덱스는 카오틱 갱신 블록(704)과 원본 블록(702) 중에서 i번째 논리 섹터를 위치시키기 위해 참조된다.The last recorded CBI sector is made into one of the four CBI sectors of a given logical group and is not correct for subgroup B, but a direct sector index is referenced to locate the CBI sector for subgroup B. Once this correct CBI sector is located, the chaotic block index is referenced to locate the i th logical sector among chaotic update block 704 and original block 702.

최종 기록된 CBI 섹터가 주어진 논리 그룹의 4개의 CBI 섹터 중 어느 하나로 구성되지 않으면, 4개 중 하나를 위치시키기 위해 그 간접 섹터 인덱스가 참조된다. 도 16e에 도시된 예에서, 서브 그룹(C)을 위한 CBI 섹터가 위치된다. 그 다음에 서브 그룹(C)을 위한 이러한 CBI 섹터는 서브 그룹(B)을 위한 정확한 CBI 섹터를 위치시키기 위한 그 직접 섹터 인덱스 참조를 갖는다. 예를 카오틱 블록 인덱스가 참조될 때, 그 논리 섹터가 변경되지 않은 것이 발견되고 그 유효 데이터는 원본 블록에 위치되는 것을 도시한다.If the last recorded CBI sector is not composed of any of the four CBI sectors of a given logical group, its indirect sector index is referenced to locate one of the four. In the example shown in FIG. 16E, the CBI sector for subgroup C is located. This CBI sector for subgroup C then has its direct sector index reference to locate the correct CBI sector for subgroup B. For example, when a chaotic block index is referenced, it is found that the logical sector has not changed and its valid data is located in the original block.

유사한 고려가 주어진 논리 그룹의 서브 그룹(C)의 j번째 논리 섹터를 위치시키기 위해 적용된다. 예는 최종 기록된 CBI 섹터가 주어진 논리 그룹의 4개의 CBI 섹터들 중 임의의 것으로 구성되지 않는 것을 도시한다. 4개의 지시된 최종 기록은 서브 그룹(C)을 위한 CBI 섹터를 정확하게 구성한다. 그 카오틱 블록 인덱스가 참조될 때, j번째 논리 섹터는 카오틱 갱신 블록(704)의 지정된 위치에 위치되는 것이 판명되었다. Similar considerations apply to locating the j th logical sector of subgroup C of a given logical group. The example shows that the last recorded CBI sector does not consist of any of the four CBI sectors of a given logical group. The four indicated last writes correctly constitute the CBI sector for the subgroup C. When the chaotic block index is referenced, it is found that the j th logical sector is located at the designated position of the chaotic update block 704.

카오틱 섹터의 리스트가 시스템 내의 각각의 카오틱 갱신 블록에 대해 컨트롤러 램에 존재한다. 각각의 리스트는, 관련 CBI 섹터가 플래시 메모리내에서 최종 갱신되기 때문에 카오틱 갱신 블록내에 기록된 섹터의 레코드를 포함한다. 카오틱 섹터 리스트에 보유될 수 있는 특정 카오틱 갱신 블록에 대한 논리 섹터 어드레스의 수는 8 내지 16의 전형적인 값을 갖는 설계 파라미터이다. 리스트의 최적 크기는 초기화 중의 섹터 스캐닝 시간과 카오틱 데이터 기록 동작을 위한 오버헤드에 대한 그의 효과 사이의 절충으로서 결정된다.A list of chaotic sectors is present in the controller RAM for each chaotic update block in the system. Each list contains a record of the sectors written in the chaotic update block because the associated CBI sectors are last updated in flash memory. The number of logical sector addresses for a particular chaotic update block that can be retained in the chaotic sector list is a design parameter with typical values of 8-16. The optimal size of the list is determined as a compromise between the sector scanning time during initialization and its effect on the overhead for chaotic data write operations.

시스템 초기화 중에, 각각의 카오틱 갱신 블록은 그의 관련 CBI 섹터 중 하나의 이전의 갱신 이후로 기록된 유효 섹터를 식별할 필요가 있기 때문에 스캐닝된다. 각각의 카오틱 갱신 블록에 대한 컨트롤러 램 내의 카오틱 섹터 리스트가 구성된다. 각각의 블록은 단지 최종 기록된 CBI 섹터 내의 그의 카오틱 블록 정보 필드에 규정된 최종 섹터 어드레스로부터 스캐닝될 필요가 있다.During system initialization, each chaotic update block is scanned because it needs to identify a valid sector written since the previous update of one of its associated CBI sectors. A chaotic sector list in the controller RAM for each chaotic update block is constructed. Each block only needs to be scanned from the last sector address specified in its chaotic block information field in the last recorded CBI sector.

카오틱 갱신 블록이 할당될 때, CBI 섹터는 모든 갱신 논리 서브-그룹에 대응하도록 기록된다. 카오틱 갱신 블록에 대한 논리 및 물리 어드레스는, 카오틱 블록 인덱스 필드 내에 널 엔트리를 갖고 섹터 내의 이용 가능한 카오틱 블록 정보 필드에 기록된다. 카오틱 섹터 리스트는 컨트롤러 램 내에 개방된다.When a chaotic update block is allocated, the CBI sector is written to correspond to all update logical sub-groups. The logical and physical addresses for the chaotic update block have a null entry in the chaotic block index field and are written to the available chaotic block information field in the sector. The chaotic sector list is opened in the controller RAM.

카오틱 갱신 블록이 폐쇄될 때, CBI 섹터는 섹터 내의 카오틱 블록 정보 필드로부터 제거된 블록의 논리 및 물리 어드레스로 기록된다. 램 내의 대응 카오틱 섹터 리스트는 미사용된다.When the chaotic update block is closed, the CBI sector is written to the logical and physical address of the block removed from the chaotic block information field in the sector. The corresponding chaotic sector list in RAM is not used.

컨트롤러 램 내의 대응 카오틱 섹터 리스트는 카오틱 갱신 블록에 기록된 섹 터의 레코드를 포함하도록 수정된다. 컨트롤러 램 내의 카오틱 섹터 리스트가 카오틱 갱신 블록으로의 부가의 섹터 기록의 레코드를 위한 이용 가능한 공간을 갖지 않을 때, 갱신 CBI 섹터가 리스트 내의 섹터에 관한 논리 서브-그룹에 대해 기록되고, 리스트가 소거된다.The corresponding chaotic sector list in the controller RAM is modified to include a record of the sectors recorded in the chaotic update block. When the chaotic sector list in the controller RAM does not have available space for the record of additional sector writes to the chaotic update block, an update CBI sector is written for the logical sub-groups for the sectors in the list, and the list is Erased.

CBI 블록(620)이 가득차게 될 때, 유효 CBI 섹터가 할당된 삭제 블록에 복사되고, 이전의 CBI 블록이 삭제된다.When the CBI block 620 becomes full, a valid CBI sector is copied to the assigned erase block, and the previous CBI block is deleted.

어드레스 테이블Address table

도 2에 도시된 논리 대 물리 어드레스 번역 모듈(140)은 플래시 메모리 내의 대응 물리 어드레스에 호스트의 논리 어드레스를 관련시키는 기능을 한다. 논리 그룹과 물리 그룹(메타블록) 사이의 맵핑은 비휘발성 플래시 메모리(200) 및 휘발성이지만 더 예민한 램(130)(도 1 참조) 사이에 분배된 리스트 및 테이블의 세트에 저장된다. 어드레스 테이블은 메모리 시스템 내의 모든 논리 그룹에 대한 메타블록 어드레스를 포함하여 플래시 메모리내에 유지된다. 또한, 최근에 기록된 섹터에 대한 논리 대 물리 어드레스 레코드가 램 내에 일시 보유된다. 이들 휘발성 레코드는 시스템이 시동된 후에 초기화될 때 플래시 메모리 내의 데이터 섹터 헤더 및 블록 리스트로부터 재구성될 수 있다. 따라서, 플래시 메모리 내의 어드레스 테이블은 단지 빈번하지 않게 갱신될 필요가 있어, 낮은 비율의 제어 데이터를 위한 오버헤드 기록 동작을 유도한다.The logical-to-physical address translation module 140 shown in FIG. 2 functions to associate the logical address of the host with the corresponding physical address in the flash memory. The mapping between logical groups and physical groups (metablocks) is stored in a set of lists and tables distributed between nonvolatile flash memory 200 and volatile but more sensitive RAM 130 (see FIG. 1). The address table is maintained in flash memory, including metablock addresses for all logical groups in the memory system. In addition, logical to physical address records for recently written sectors are temporarily held in the RAM. These volatile records can be reconstructed from data sector headers and block lists in flash memory when initialized after system startup. Thus, the address table in flash memory only needs to be updated infrequently, leading to an overhead write operation for a low rate of control data.

논리 그룹에 대한 어드레스 레코드의 계층 구성은 개방 갱신 블록 리스트, 램 내의 폐쇄 갱신 블록 리스트 및 플래시 메모리에 유지된 그룹 어드레스 테이 블(GAT)을 포함한다.The hierarchical structure of address records for logical groups includes an open update block list, a closed update block list in RAM, and a group address table (GAT) maintained in flash memory.

개방 갱신 블록 리스트는 갱신된 호스트 섹터 데이터를 기록하기 위해 현재 개방되어 있는 데이터 갱신 블록의 컨트롤러 램 내의 리스트이다. 블록에 대한 엔트리는 블록이 폐쇄될 때 폐쇄 갱신 블록으로 이동된다. 폐쇄 갱신 블록 리스트는 폐쇄되어 있는 데이터 갱신 블록의 컨트롤러 램 내의 리스트이다. 리스트 내의 엔트리의 서브세트는 제어 기록 동작 중에 그룹 어드레스 테이블 내의 섹터로 이동된다.The open update block list is a list in the controller RAM of the data update block that is currently open for writing updated host sector data. The entry for the block is moved to the closed update block when the block is closed. The closed update block list is a list in the controller RAM of the closed data update block. The subset of entries in the list is moved to sectors in the group address table during the control write operation.

그룹 어드레스 테이블(GAT)은 메모리 시스템 내의 호스트 데이터의 모든 논리 그룹에 대한 메타블록 어드레스의 리스트이다. GAT는 논리 어드레스에 따라 순차적으로 순서화된 각각의 논리 그룹에 대한 하나의 엔트리를 포함한다. GAT 내의 제n 엔트리는 어드레스 n을 갖는 논리 그룹에 대한 메타블록 어드레스를 포함한다. 양호한 실시예에서, 이는 메모리 시스템 내의 모든 논리 그룹에 대한 메타블록 어드레스를 규정하는 엔트리를 갖는 섹터(GAT 섹터라 함)의 세트를 포함하는 플래시 메모리 내의 테이블이다. GAT 섹터는 플래시 메모리 내의 하나 이상의 전용 제어 블록(GAT 블록이라 칭함) 내에 위치된다.The group address table (GAT) is a list of metablock addresses for all logical groups of host data in the memory system. The GAT includes one entry for each logical group sequentially ordered by logical address. The nth entry in the GAT contains the metablock address for the logical group having address n. In a preferred embodiment, this is a table in flash memory that includes a set of sectors (called GAT sectors) with entries defining metablock addresses for all logical groups in the memory system. GAT sectors are located in one or more dedicated control blocks (called GAT blocks) in flash memory.

도 17a는 그룹 어드레스 테이블(GAT) 섹터의 데이터 필드를 도시한다. GAT 섹터는 예로서 128개의 연속 논리 그룹의 세트에 대한 GAT 엔트리를 포함하기에 충분한 능력을 가질 수 있다. 각각의 GAT 섹터는 두 개의 요소, 즉 범위 내의 각각의 논리 그룹의 메타블록 어드레스에 대한 GAT 엔트리의 세트 및 GAT 섹터 인덱스를 포함한다. 제1 요소는 논리 어드레스와 연관된 메타블록을 위치시키기 위한 정보를 포함한다. 제2 요소는 GAT 블록내에 모든 유효 GAT 섹터를 위치시키기 위한 정보를 포함한다. 각각의 GAT 엔트리는 3개의 필드, 즉 메타블록 수, 도 3a(iii)와 관련하여 상기에 정의된 바와 같은 페이지 태그 및 메타블록이 재링크되어 있는지 여부를 지시하는 플래그를 갖는다. GAT 섹터 인덱스는 GAT 블록 내의 유효 GAT 섹터의 위치를 열거한다. 이 인덱스는 모든 GAT 섹터 내에 있지만, GAT 블록 내의 다음의 기록된 GAT 섹터의 버전에 의해 대체된다. 따라서, 단지 최종 기록된 GAT 섹터 내의 버전만이 유효하다.17A shows a data field of a group address table (GAT) sector. The GAT sector may, for example, have sufficient capability to contain GAT entries for a set of 128 contiguous logical groups. Each GAT sector contains two elements, a set of GAT entries for the metablock address of each logical group in range and a GAT sector index. The first element includes information for locating a metablock associated with a logical address. The second element contains information for locating all valid GAT sectors in the GAT block. Each GAT entry has three fields, the number of metablocks, a page tag as defined above with respect to FIG. 3A (iii), and a flag indicating whether the metablock is relinked. The GAT sector index lists the positions of valid GAT sectors in the GAT block. This index is in all GAT sectors, but is replaced by the next recorded version of the GAT sector in the GAT block. Thus, only versions in the last recorded GAT sector are valid.

도 17b는 하나 이상의 GAT 블록내에 레코딩된 그룹 어드레스 테이블(GAT) 섹터의 예를 도시한다. GAT 블록은 GAT 섹터 레코딩에 전용된 메타블록이다. GAT 섹터가 갱신될 때, 이는 GAT 블록(720) 내의 다음의 이용 가능한 물리 섹터 위치에 기록된다. 따라서, GAT 섹터의 다수의 사본이 단지 최종 기록 사본만이 유효한 상태로 GAT 블록내에 존재할 수 있다. 예로서 GAT 섹터(255)(논리 그룹 LG3968-LG4098의 포인터들을 포함함)는 최신 버전이 유효한 것인 상태로 적어도 2회 갱신된다. GAT 블록 내의 각각의 유효 섹터의 위치는 블록 내의 최종 기록된 GAT 섹터 내의 인덱스의 세트에 이해 식별된다. 본 예에서, 블록 내의 최종 기록된 GAT 섹터는 GAT 섹터(236)이고, 그의 인덱스의 세트는 모든 이전의 것들을 대체하는 유효한 것이다. GAT 블록이 결국에 GAT 섹터로 완전히 충전될 때, 블록은 다음 블록 위치에 모든 유효 섹터를 재기록함으로써 제어 기록 동작 중에 압축된다. 다음, 가득찬 블록은 삭제된다. 17B shows an example of a group address table (GAT) sector recorded in one or more GAT blocks. The GAT block is a metablock dedicated to GAT sector recording. When the GAT sector is updated, it is written to the next available physical sector location in the GAT block 720. Thus, multiple copies of a GAT sector may exist in a GAT block with only the last written copy valid. As an example the GAT sector 255 (including pointers in logical group LG 3968- LG 4098 ) is updated at least twice with the latest version being valid. The location of each valid sector in the GAT block is identified by understanding the set of indices in the last recorded GAT sector in the block. In this example, the last recorded GAT sector in the block is the GAT sector 236, and its set of indices is valid to replace all previous ones. When the GAT block is eventually completely filled with the GAT sector, the block is compressed during the control write operation by rewriting all valid sectors in the next block position. Next, the full block is deleted.

상술한 바와 같이, GAT 블록은 논리 어드레스 공간의 구역 내의 그룹의 국부적으로 연속적인 세트에 대한 엔트리를 포함한다. GAT 블록 내의 GAT 섹터는 각각 128개의 연속적인 논리 그룹에 대한 논리 대 물리 맵핑 정보를 포함한다. GAT 블록에 의해 걸친 어드레스 범위 내의 모든 논리 그룹에 대한 엔트리를 저장하는데 요구되는 GAT 섹터의 수는 블록 내의 총 섹터 위치의 부분만을 점유한다. 따라서, GAT 섹터는 블록 내의 다음의 이용 가능한 섹터 위치에 이를 기록함으로써 갱신될 수 있다. 모든 유효 GAT 섹터 및 GAT 블록 내의 이들의 위치의 인덱스는 가장 최근에 기록된 GAT 섹터 내의 인덱스 필드에 유지된다. 유효 GAT 섹터에 의해 점유된 GAT 블록 내의 총 섹터의 부분은 일반적으로는 25%인 시스템 설계 파라미터이다. 그러나, GAT 블록 당 64 유효 GAT 섹터의 최대값이 존재한다. 큰 논리 용량을 갖는 시스템에서, 하나 이상의 GAT 블록내에 GAT 섹터를 저장할 필요가 있을 수 있다. 이 경우, 각각의 GAT 블록은 논리 그룹의 고정 범위와 연관된다.As mentioned above, a GAT block contains entries for a locally contiguous set of groups within a region of the logical address space. The GAT sectors in the GAT block each contain logical to physical mapping information for 128 consecutive logical groups. The number of GAT sectors required to store entries for all logical groups within the address range spanned by the GAT block occupies only a portion of the total sector positions in the block. Thus, the GAT sector can be updated by writing it to the next available sector location in the block. The index of all valid GAT sectors and their positions in the GAT block is maintained in the index field in the most recently recorded GAT sector. The portion of the total sector in the GAT block occupied by the effective GAT sector is a system design parameter that is typically 25%. However, there is a maximum of 64 valid GAT sectors per GAT block. In systems with large logical capacity, it may be necessary to store GAT sectors in one or more GAT blocks. In this case, each GAT block is associated with a fixed range of logical groups.

GAT 갱신은 ABL이 할당을 위한 블록으로부터 나올 때 트리거되는 제어 기록 동작의 일부로서 수행된다(도 18 참조). 이는 ABL 충전 및 CBL 비움 동작과 동시에 수행된다. GAT 갱신 동작 중에, 하나의 GAT 섹터는 폐쇄 갱신 블록 리스트 내의 대응 엔트리로부터의 정보로 갱신된 엔트리를 갖는다. GAT 엔트리가 갱신될 때, 임의의 대응 엔트리가 폐쇄 갱신 블록 리스트(CUBL)로부터 제거된다. 예로서, 갱신될 GAT 섹터는 폐쇄 갱신 블록 리스트 내의 제1 엔트리에 기초하여 선택된다. 갱신된 섹터는 GAT 블록 내의 다음의 이용 가능한 섹터 위치에 기록된다.The GAT update is performed as part of the control write operation triggered when the ABL comes out of the block for allocation (see FIG. 18). This is done simultaneously with the ABL charging and CBL emptying operations. During a GAT update operation, one GAT sector has an entry updated with information from the corresponding entry in the closed update block list. When the GAT entry is updated, any corresponding entry is removed from the closed update block list CUBL. As an example, the GAT sector to be updated is selected based on the first entry in the closed update block list. The updated sector is written to the next available sector position in the GAT block.

GAT 재기록 동작은 어떠한 섹터 위치도 갱신된 GAT 섹터에 대해 이용 가능하 지 않을 때 제어 기록 동작 중에 발생한다. 새로운 GAT 블록이 할당되고, GAT 인덱스에 의해 규정된 바와 같은 유효 GAT 섹터가 가득 찬 GAT 블록으로부터 순차적인 순서로 복사된다. 다음, 가득찬 GAT 블록은 삭제된다.The GAT rewrite operation occurs during the control write operation when no sector position is available for the updated GAT sector. New GAT blocks are allocated and copied in sequential order from the full GAT block, which is filled with valid GAT sectors as defined by the GAT index. Next, the full GAT block is deleted.

GAT 캐시는 GAT 섹터 내의 128 엔트리의 분할부분내의 엔트리의 컨트롤러 램(130) 내의 사본이다. GAT 캐시 엔트리의 수는 전형적인 값 32를 갖는 시스템 설계 파라미터이다. 관련 섹터 분할부분을 위한 GAT 캐시는 엔트리가 GAT 섹터로부터 판독될 때마다 생성된다. 다수의 GAT 캐시가 유지된다. 수는 4의 전형적인 값을 갖는 설계 파라미터이다. GAT 캐시는 최소 현재 사용 기초로 상이한 섹터 분할을 위한 엔트리로 대체된다.The GAT cache is a copy in the controller RAM 130 of entries in the division of 128 entries in the GAT sector. The number of GAT cache entries is a system design parameter with a typical value of 32. A GAT cache for the associated sector partition is created each time an entry is read from the GAT sector. Multiple GAT caches are maintained. Number is a design parameter with a typical value of four. The GAT cache is replaced with entries for different sector partitioning on a minimum current use basis.

삭제된 메타블록 관리Deleted metablock management

도 2에 도시된 삭제 블록 관리자(160)는 디렉토리 및 시스템 제어 정보를 유지하기 위한 리스트의 세트를 사용하여 삭제 블록을 관리한다. 이들 리스트는 컨트롤러 램(130) 및 플래시 메모리(200) 사이에 분배된다. 삭제된 메타블록이 사용자 데이터의 저장을 위해 또는 시스템 제어 데이터 구조의 저장을 위해 할당되어야 할 때, 컨트롤러 램 내에 보유된 할당 블록 리스트(ABL)(도 15 참조) 내의 다음의 이용 가능한 메타블록 수가 선택된다. 유사하게, 메타블록이 철회된 후에 삭제될 때, 그의 수는 컨트롤러 램 내에 또한 보유된 소거 블록 리스트(CBL)에 추가된다. 비교적 정적인 디렉토리 및 시스템 제어 데이터가 플래시 메모리내에 저장된다. 이들은 플래시 메모리 내의 모든 메타블록의 삭제된 상태를 열거하는 비트맵(MAP) 및 삭제 블록 리스트를 포함한다. 삭제 블록 리스트 및 MAP는 개별 섹터에 저장되고 MAP 블 록으로서 공지된 전용 메타블록에 레코딩된다. 컨트롤러 램과 플래시 메모리 사이에 분배된 이들 리스트는 삭제된 메타블록 사용을 효율적으로 관리하도록 삭제 블록 레코드의 계층 구성을 제공한다.The deletion block manager 160 shown in FIG. 2 manages deletion blocks using a set of lists for holding directories and system control information. These lists are distributed between the controller RAM 130 and the flash memory 200. When the deleted metablocks must be allocated for the storage of user data or for the storage of system control data structures, the next available number of metablocks in the allocation block list (ABL) (see FIG. 15) held in the controller RAM is selected. do. Similarly, when a metablock is deleted after it is withdrawn, its number is added to the erase block list CBL also held in the controller RAM. Relatively static directories and system control data are stored in flash memory. These include a bitmap (MAP) and a list of erased blocks, listing the deleted states of all metablocks in flash memory. The erase block list and the MAP are stored in separate sectors and recorded in a dedicated metablock known as a MAP block. These lists, distributed between controller RAM and flash memory, provide a hierarchical structure of erase block records to efficiently manage the use of deleted metablocks.

도 18은 삭제 블록의 사용 및 재생을 위한 제어 및 디렉토리 정보의 분배 및 흐름을 도시하는 개략 블록 다이어그램이다. 제어 및 디렉토리 데이터는 컨트롤러 램(130) 내에 또는 플래시 메모리(200)에 상주하는 MAP 블록(750) 내에 보유되는 리스트 내에 유지된다.18 is a schematic block diagram showing distribution and flow of control and directory information for use and reproduction of an erased block. Control and directory data are maintained in a list held in controller RAM 130 or in MAP block 750 residing in flash memory 200.

양호한 실시예에서, 컨트롤러 램(130)은 할당 블록 리스트(ABL)(610) 및 소거 블록 리스트(CBL)(740)를 보유한다. 도 15와 연관하여 상술한 바와 같이, 할당 블록 리스트(ABL)는 사용자 데이터의 저장을 위해 또는 시스템 제어 데이터 구조의 저장을 위해 최근에 할당되어 있는 메타블록의 트랙을 유지한다. 새로운 삭제된 메타블록이 할당되어야 할 때, 할당 블록 리스트(ABL) 내의 다음의 이용 가능한 메타블록 수가 선택된다. 유사하게, 소거 블록 리스트(CBL)는 할당 해제되고 삭제되어 있는 갱신 메타블록의 트랙을 유지하는데 사용된다. ABL 및 CBL은 비교적 능동적인 갱신 블록을 추적할 때 고속 접근 및 용이한 조작을 위해 컨트롤러 램(130)(도 1 참조)에 보유된다.In the preferred embodiment, the controller RAM 130 maintains an allocation block list (ABL) 610 and an erase block list (CBL) 740. As described above in connection with FIG. 15, the allocation block list ABL keeps track of recently allocated metablocks for storage of user data or for storage of system control data structures. When a new deleted metablock is to be allocated, the next available metablock number in the allocation block list (ABL) is selected. Similarly, the erase block list CBL is used to keep track of update metablocks that have been deallocated and deleted. The ABL and CBL are held in the controller RAM 130 (see FIG. 1) for fast access and easy operation when tracking relatively active update blocks.

할당 블록 리스트(ABL)는 갱신 블록이 되는 삭제 메타블록의 할당 및 삭제된 메타블록의 풀의 트랙을 유지한다. 따라서, 속성에 의해 서술될 수 있는 이들 메타블록 각각은 ABL 계류 할당, 개방 갱신 블록 또는 폐쇄 갱신 블록 내의 삭제 블록인지의 여부를 지정한다. 도 18은 삭제된 ABL 리스트(612), 개방 갱신 블록 리스 트(614) 및 폐쇄 갱신 블록 리스트(616)를 포함하는 ABL을 도시한다. 또한, 개방 갱신 블록 리스트(614)와 연관된 것은 연관 원본 블록 리스트(615)이다. 유사하게, 폐쇄 갱신 블록 리스트와 연관된 것은 연관된 삭제된 원본 블록 리스트(617)이다. 도 15에 미리 도시된 바와 같이, 이들 연관 리스트는 개방 갱신 블록 리스트(614) 및 폐쇄 갱신 블록 리스트(616) 각각의 서브세트이다. 삭제된 ABL 블록 리스트(612), 개방 갱신 블록 리스트(614) 및 폐쇄 갱신 블록 리스트(616)는 모두 대응 속성을 각각 갖는 각각 내의 엔트리 내의 할당 블록 리스트(ABL)(610)의 서브세트이다.The allocation block list (ABL) keeps track of the allocation of deleted metablocks as update blocks and the pool of deleted metablocks. Thus, each of these metablocks, which can be described by an attribute, specifies whether it is a delete block in an ABL pending allocation, open update block or closed update block. 18 shows an ABL including a deleted ABL list 612, an open update block list 614, and a closed update block list 616. Also associated with the open update block list 614 is the associative source block list 615. Similarly, associated with the closed update block list is the associated deleted original block list 617. As previously shown in FIG. 15, these association lists are a subset of each of the open update block list 614 and the closed update block list 616. The deleted ABL block list 612, the open update block list 614 and the closed update block list 616 are all a subset of the allocation block list (ABL) 610 in each entry within each having a corresponding attribute.

MAP 블록(750)은 플래시 메모리(200) 내에 삭제 관리 레코드를 저장하는데 전용되는 메타블록이다. MAP 블록은, 각각의 MAP 섹터가 삭제 블록 관리(EBM) 섹터(760) 또는 MAP 섹터(780)인 MAP 블록 섹터의 시간 시리즈를 저장한다. 삭제 블록이 할당에 사용되고 메타블록이 철수될 때 재생됨에 따라, 연관 제어 및 디렉토리 데이터가 갱신 데이터의 각각의 순간이 새로운 블록 섹터에 레코딩되는 상태로 MAP 블록내에 갱신될 수 있는 논리 섹터에 바람직하게 포함된다. EBM 섹터(760) 및 MAP 섹터(780)의 다중 사본은, 단지 최신 버전만이 유효한 상태로 MAP 블록(750)에 존재할 수 있다. 유효 MAP 섹터의 위치에 대한 인덱스는 EMB 블록 내의 필드에 포함된다. 유효 EMB 섹터는 항상 제어 기록 동작 중에 MAP 블록내에 최종 기록된다. MAP 블록(750)이 충전될 때, 이는 새로운 블록 위치로 모든 유효 섹터를 재기록함으로써 제어 기록 동작 중에 압축된다. 다음, 가득 찬 블록이 삭제된다.MAP block 750 is a metablock dedicated to storing deletion management records in flash memory 200. The MAP block stores a time series of MAP block sectors, where each MAP sector is an erase block management (EBM) sector 760 or a MAP sector 780. As the erase block is used for allocation and played back when the metablock is withdrawn, the association control and directory data are preferably included in a logical sector that can be updated in the MAP block with each moment of update data recorded in a new block sector. do. Multiple copies of EBM sector 760 and MAP sector 780 may be present in MAP block 750 with only the latest version valid. The index for the location of the valid MAP sector is contained in a field in the EMB block. A valid EMB sector is always last written into the MAP block during a control write operation. When MAP block 750 is filled, it is compressed during a control write operation by rewriting all valid sectors to a new block position. Next, the full block is deleted.

각각의 EBM 섹터(760)는 삭제 블록의 집단의 서브세트의 어드레스의 리스트 인 삭제 블록 리스트(EBL)(770)를 포함한다. 삭제 블록 리스트(EBL)(770)는 삭제된 메타블록 수를 포함하는 버퍼로서 작용하고, 이로부터 메타블록 수가 ABL을 재충전하도록 주기적으로 취해지고, 메타블록 수가 CBL을 재비움하도록 주기적으로 이에 추가된다. EBL(770)은 이용 가능한 블록 버퍼(ABB)(772), 삭제 블록 버퍼(EBB)(774) 및 삭제 블록 버퍼(CBB)(776)에 대한 버퍼로서 기능한다. Each EBM sector 760 includes an erase block list (EBL) 770, which is a list of addresses of a subset of a collection of erase blocks. The Deleted Block List (EBL) 770 acts as a buffer containing the number of deleted metablocks, from which the metablock number is periodically taken to recharge the ABL, and periodically added to it to empty the CBL. . The EBL 770 functions as a buffer for the available block buffer (ABB) 772, the erase block buffer (EBB) 774 and the erase block buffer (CBB) 776.

이용 가능한 블록 버퍼(ABB)(772)는 이전의 ABL 충전 동작에 즉시 이어지는 ABL(610) 내의 엔트리의 사본을 포함한다. 이는 ABL 충전 동작 직후에 ABL의 백업 사본에 유용하다.The available block buffer (ABB) 772 includes a copy of the entry in the ABL 610 immediately following the previous ABL charging operation. This is useful for a backup copy of ABL immediately after an ABL charging operation.

삭제 블록 버퍼(EBB)(774)는, MAP 섹터(780)로부터 또는 CBB 리스트(776)(이하에 설명함)로부터 미리 전달되어 있고 ABL 충전 동작 중에 ABL(610)로의 전달을 위해 이용 가능한 삭제 블록 어드레스를 포함한다.The erase block buffer (EBB) 774 is a transfer block previously delivered from the MAP sector 780 or from the CBB list 776 (described below) and available for transfer to the ABL 610 during an ABL charging operation. Contains the address.

삭제 블록 버퍼(CBB)(776)는, CBL 비움 동작 중에 CBL(740)로부터 전달되고 MAP 섹터(780) 또는 EBB 리스트(774)에 순차적으로 전달될 수 있는 삭제 블록의 어드레스를 포함한다.The erase block buffer (CBB) 776 includes the address of the erase block that can be delivered from the CBL 740 and sequentially delivered to the MAP sector 780 or the EBB list 774 during the CBL empty operation.

MAP 섹터(780) 각각은 MAP이라 칭하는 비트맵 구조를 포함한다. MAP는 각각의 블록의 삭제 상태를 지시하기 위해 사용되는 플래시 메모리 내의 각각의 메타블록에 대한 하나의 비트를 사용한다. ABL, CBL 또는 EBM 섹터 내의 삭제 블록 리스트에 열거된 블록 어드레스에 대응하는 비트는 MAP 내의 삭제 상태로 설정되지 않는다.Each of the MAP sectors 780 includes a bitmap structure called MAP. The MAP uses one bit for each metablock in flash memory used to indicate the erase status of each block. The bits corresponding to the block addresses listed in the erase block list in the ABL, CBL or EBM sectors are not set to the erase state in the MAP.

유효 데이터 구조를 포함하지 않고 MAP, 삭제 블록 리스트, ABL 또는 CBL 내 의 삭제 블록으로서 지정되지 않은 임의의 블록은 전혀 블록 할당 알고리즘에 의해 사용되지 않고, 따라서 호스트 또는 제어 데이터 구조의 저장을 위해 접근 불가능하다. 이는 접근 가능한 플래시 메모리 어드레스 공간으로부터 결함 있는 위치를 갖는 블록을 배제하기 위한 간단한 메커니즘을 제공한다.Any block that does not contain a valid data structure and is not designated as a delete block in MAP, delete block list, ABL or CBL is not used by the block allocation algorithm at all, and therefore is inaccessible for storage of host or control data structures. Do. This provides a simple mechanism for excluding blocks with defective locations from the accessible flash memory address space.

도 18에 도시된 계층 구성은 삭제 블록 레코드가 효율적으로 관리되게 하고 컨트롤러의 램 내에 저장된 블록 어드레스 리스트의 완전한 보안을 제공한다. 삭제 블록 엔트리는 빈번하지 않은 기초로 하나 이상의 MAP 섹터(780)와 이들 블록 어드레스 리스트 사이에 교환된다. 이들 리스트는 플래시 메모리 내의 섹터에 저장된 어드레스 번역 테이블 및 삭제 블록 리스트 내의 정보 및 플래시 메모리 내의 소수의 참조된 데이터 블록의 제한된 스캐닝을 거쳐 전원 오프 후에 시스템 초기화 중에 재구성될 수 있다.The hierarchical configuration shown in FIG. 18 allows the erase block record to be managed efficiently and provides complete security of the block address list stored in the RAM of the controller. Erased block entries are exchanged between one or more MAP sectors 780 and these block address lists on an infrequent basis. These lists can be reconstructed during system initialization after power off via limited scanning of the address translation table stored in sectors in flash memory and information in the erase block list and a few referenced data blocks in flash memory.

삭제된 메타블록 레코드의 계층 구성을 갱신하기 위해 채택된 알고리즘은 이 호스트에 의해 갱신되는 순서 블록을 반영하는 CBL(740)로부터의 블록 어드레스의 버스트를 갖는 MAP 블록(750)으로부터의 어드레스 순서 내의 블록의 버스트를 삽입하는 순서에 사용하기 위해 할당되어 있는 삭제 블록을 초래한다. 최대 메타블록 크기 및 시스템 메모리 용량을 위해, 단일 MAP 섹터가 시스템 내의 모든 메타블록에 대한 비트맵을 제공할 수 있다. 이 경우, 삭제 블록은 항상 이 MAP 섹터 내에 레코딩됨으로써 어드레스 순서에 사용을 위해 할당된다.The algorithm adopted for updating the hierarchical configuration of the deleted metablock record is a block in address order from MAP block 750 with a burst of block addresses from CBL 740 reflecting the order block updated by this host. This results in a delete block that is allocated for use in the inserting sequence of bursts. For maximum metablock size and system memory capacity, a single MAP sector can provide a bitmap for all metablocks in the system. In this case, the erase block is always recorded in this MAP sector so that it is allocated for use in address order.

삭제 블록 관리 동작Delete block management behavior

상술한 바와 같이, ABL(610)은 사용을 위해 할당될 수 있는 삭제된 메타블록 및 데이터 갱신 블록으로서 최근에 할당되어 있는 메타블록에 대한 어드레스 엔트리를 갖는 리스트이다. ABL 내의 블록 어드레스의 실제 수는 시스템 설계 변수들인 최대 및 최소 한계 사이에 놓인다. 제조 중에 포맷된 ABL 엔트리의 수는 카드 유형 및 용량의 함수이다. 또한, ABL 내의 엔트리의 수는, 이용 가능한 삭제 블록의 수가 수명 중에 블록의 고장에 의해 감소되기 때문에 시스템의 수명의 종료에 인접하여 감소될 수 있다. 예로서, 충전 동작 후에, ABL 내의 엔트리는 이하의 목적을 위해 이용 가능한 블록을 지정한다. 부분 기록된 데이터에 대한 엔트리는 동시에 개방된 갱신 블록의 최대값에 대한 시스템 한계를 초과하지 않고 블록 당 하나의 엔트리로 블록을 갱신한다. 데이터 갱신 블록으로서 할당을 위해 삭제 블록에 대한 1 내지 20개의 엔트리 사이이다. 제어 블록으로서 할당을 위해 삭제 블록을 위해 4개의 엔트리이다.As noted above, ABL 610 is a list with address entries for deleted metablocks that can be allocated for use and recently allocated metablocks as data update blocks. The actual number of block addresses in the ABL lies between the maximum and minimum limits, which are system design variables. The number of ABL entries formatted during manufacture is a function of card type and capacity. In addition, the number of entries in the ABL can be reduced adjacent to the end of the life of the system because the number of available erased blocks is reduced by the failure of the block during its lifetime. By way of example, after the charging operation, an entry in the ABL specifies a block that is available for the following purposes. The entry for the partially written data updates the block with one entry per block without exceeding the system limit for the maximum value of the update block opened simultaneously. Between 1 and 20 entries for the erase block for allocation as a data update block. As the control block there are four entries for the delete block for assignment.

ABL 충전 동작ABL charging operation

ABL(610)이 할당을 통해 고갈될 때, 이는 재충전될 필요가 있다. ABL을 충전하기 위한 동작은 제어 기록 동작 중에 발생한다. 이는 블록이 할당되어야 할 때 트리거되지만, ABL은 데이터 갱신 블록으로서의 할당을 위해, 또는 소정의 다른 제어 데이터 갱신 블록에 대해 이용 가능한 불충분한 삭제 블록 엔트리를 포함한다. 제어 기록 중에, ABL 충전 동작은 GAT 갱신 동작과 동시 발생한다.When ABL 610 is depleted through assignment, it needs to be recharged. The operation for charging the ABL occurs during the control write operation. This is triggered when a block should be allocated, but the ABL contains insufficient delete block entries available for allocation as a data update block or for some other control data update block. During the control recording, the ABL charging operation occurs concurrently with the GAT update operation.

이하의 작용이 ABL 충전 동작 중에 발생한다.The following actions occur during the ABL charging operation.

1. 현재 데이터 갱신 블록의 속성을 갖는 ABL 엔트리가 유지된다.1. An ABL entry with the attributes of the current data update block is maintained.

2. 블록에 대한 엔트리가 동시 발생 GAT 갱신 동작에 기록되지 않으면 폐쇄 데이터 갱신 블록의 속성을 갖는 ABL 엔트리가 유지되고, 이 경우 엔트리는 ABL로부터 제거된다.2. If an entry for the block is not written to the concurrent GAT update operation, an ABL entry with the attributes of the closed data update block is maintained, in which case the entry is removed from the ABL.

3. 미할당 삭제 블록에 대한 ABL 엔트리가 유지된다.3. ABL entries for unallocated delete blocks are maintained.

4. ABL은 엔트리의 제거에 의해 생성된 간격을 제거하여 엔트리의 순서를 유지하도록 압축한다.4. ABL compresses to maintain the order of entries by eliminating the gap created by the removal of entries.

5. ABL은 EBB 리스트로부터 다음의 이용 가능한 엔트리를 첨부함으로써 완전히 충전된다.5. The ABL is fully charged by attaching the next available entry from the EBB list.

6. ABB 리스트는 ABL 내의 현재의 엔트리로 대체된다.6. The ABB list is replaced with the current entry in the ABL.

CBL 비움 동작CBL empty action

CBL은 ABL과 삭제 블록 엔트리의 수에 대한 동일한 제한을 갖는 컨트롤러 램 내의 삭제 블록 어드레스의 리스트이다. CBL을 비우는 동작이 제어 기록 동작 중에 발생한다. 따라서 이는 ABL 충전/GAT 갱신 동작 또는 CBI 블록 기록 동작과 동시에 발생한다. CBL 비움 동작에서, 엔트리는 CBL(740)로부터 제거되어 CBB 리스트(776)에 기록된다.CBL is a list of erase block addresses in the controller RAM with the same limitation on the number of ABL and erase block entries. The operation of emptying the CBL occurs during the control write operation. Therefore, this occurs simultaneously with the ABL charge / GAT update operation or the CBI block write operation. In a CBL empty operation, entries are removed from CBL 740 and written to CBB list 776.

MAP 교환 동작MAP exchange behavior

EBM 섹터(760)와 MAP 섹터(780) 내의 삭제 블록 정보 사이의 MAP 교환 동작은 EBB 리스트(774)가 비어 있을 때 제어 기록 동작 중에 주기적으로 발생할 수 있다. 시스템 내의 모든 삭제된 메타블록이 EBM 섹터(760) 내에 레코딩되면, MAP 섹터(780)가 존재하지 않고 MAP 교환이 수행되지 않는다. MAP 교환 동작 중에, 삭제 블록을 갖는 EBB(774)를 공급하는 MAP 섹터는 소스 MAP 섹터(782)로서 고려된다. 역으로, CBB(776)로부터 삭제 블록을 수용하는 MAP 섹터는 착신 MAP 섹터(784)로서 고려된다. 단지 하나의 MAP 섹터가 존재하면, 이는 이하에 설명하는 바와 같이 소스 및 착신 MAP 섹터로서 작용한다.The MAP exchange operation between the EBM sector 760 and the erase block information in the MAP sector 780 may occur periodically during the control write operation when the EBB list 774 is empty. If all deleted metablocks in the system are recorded in the EBM sector 760, there is no MAP sector 780 and no MAP exchange is performed. During the MAP exchange operation, the MAP sector supplying the EBB 774 with the erase block is considered as the source MAP sector 782. Conversely, the MAP sector that receives the erase block from CBB 776 is considered as the incoming MAP sector 784. If there is only one MAP sector, it acts as a source and destination MAP sector as described below.

이하의 동작이 MAP 교환 중에 수행된다.The following operation is performed during the MAP exchange.

1. 소스 MAP 섹터가 증분 포인터에 기초하여 선택된다.1. The source MAP sector is selected based on the incremental pointer.

2. MAP 섹터의 착신처가 소스 MAP 섹터 내에 있지 않은 제1 CBB 엔트리 내의 블록 어드레스에 기초하여 선택된다.2. The destination of the MAP sector is selected based on the block address in the first CBB entry that is not in the source MAP sector.

3. MAP 섹터의 착신처가 CBB 내의 관련 엔트리에 의해 규정된 바와 같이 갱신되고, 엔트리가 CBB로부터 제거된다.3. The destination of the MAP sector is updated as defined by the relevant entry in the CBB, and the entry is removed from the CBB.

4. 갱신된 착신 MAP 섹터는 어떠한 별개의 소스 MAP 섹터도 존재하지 않는 한, MAP 블록에 기록된다.4. The updated incoming MAP sector is recorded in the MAP block, unless there is any separate source MAP sector.

5. CBB의 관련 엔트리에 의해 규정된 바와 같이, 소스 MAP 섹터가 갱신되고, CBB로부터 제거된다.5. As defined by the relevant entry of the CBB, the source MAP sector is updated and removed from the CBB.

6. CBB내의 잔여 엔트리가 EBB에 첨부된다.6. The remaining entries in the CBB are attached to the EBB.

7. 소스 MAP 섹터로부터의 규정된 삭제 블록 어드레스로 EBB가 가능한 정도로 채워진다.7. The EBB is filled to the extent possible with the specified erase block address from the source MAP sector.

8. 갱신된 소스 MAP 섹터가 MAP 블록에 기록된다.8. The updated source MAP sector is written to the MAP block.

9. 갱신된 EBM 섹터가 MAP 블록에 기록된다.9. The updated EBM sector is written to the MAP block.

리스트 관리List management

도 18은 다양한 리스트 사이에서 제어 및 디렉토리 정보의 분포 및 흐름을 도시한다. 편의상, 도 18에 [A] 내지 [O]로서 표시된 리스트의 엘리먼트 사이에서 엔트리를 이동시키기 위한, 또는, 엔트리의 속성을 변경하기 위한 동작은 하기와 같다. 18 illustrates the distribution and flow of control and directory information among the various lists. For convenience, the operations for moving an entry between elements of the list indicated as [A] to [O] in FIG. 18 or for changing an attribute of the entry are as follows.

[A] 삭제 블록이 호스트 데이터를 위한 갱신 블록으로서 할당될 때, ABL내의 그 엔트리의 속성은 삭제된 ABL 블록으로부터 개방 갱신 블록으로 변경된다.[A] When a deletion block is assigned as an update block for host data, the attribute of that entry in the ABL is changed from the deleted ABL block to an open update block.

[B] 제어 블록으로서 삭제 블록이 할당될 때, ABL내의 그 엔트리가 제거된다.[B] When an erase block is allocated as a control block, its entry in the ABL is removed.

[C] ABL 엔트리가 개방 갱신 블록 속성으로 생성될 때, 연계된 원본 블록 필드는 갱신된 논리 그룹을 위한 원본 메타블록 어드레스를 레코드하기 위해 엔트리에 추가된다. [C] When an ABL entry is created with an open update block attribute, the associated original block field is added to the entry to record the original metablock address for the updated logical group.

[D] 갱신 블록이 폐쇄될 때, ABL내의 그 엔트리의 속성이 개방 갱신 블록으로부터 폐쇄 갱신 블록으로 변경된다.[D] When the update block is closed, the attribute of that entry in the ABL is changed from the open update block to the closed update block.

[E] 갱신 블록이 폐쇄될 때, 그 연계된 원본 블록은 삭제되고, ABL내의 그 엔트리내의 연계된 원본 블록의 속성은 삭제된 원본 블록으로 변경된다.[E] When the update block is closed, the associated original block is deleted, and the attribute of the associated original block in the entry in the ABL is changed to the deleted original block.

[F] ABL 충전 동작 동안, 동일 제어 기록 동작 동안 GAT내에서 그 어드레스가 갱신된 임의의 폐쇄된 갱신 블록이 그 엔트리가 ABL로부터 그 엔트리가 제거된다. [F] During the ABL charging operation, any closed update block whose address is updated in the GAT during the same control write operation, whose entry is removed from the ABL.

[G] ABL 충전 작업 동안, 폐쇄된 갱신 블록을 위한 엔트리가 ABL로부터 제거될 때, 그 연계된 삭제된 원본 블록을 위한 엔트리가 CBL로 이동된다.[G] During an ABL filling operation, when an entry for a closed update block is removed from the ABL, the entry for the associated deleted original block is moved to the CBL.

[H] 제어 블록이 삭제될 때, 그를 위한 엔트리가 CBL에 추가된다.[H] When a control block is deleted, an entry for it is added to the CBL.

[I] ABL 충전 동작 동안, 삭제 블록 엔트리가 EBB 리스트로부터 ABL로 이동되고, 삭제된 ABL 블록의 속성이 주어진다. [I] During the ABL charging operation, the deletion block entry is moved from the EBB list to the ABL, and the attribute of the deleted ABL block is given.

[J] ABL 충전 동작 동안, 모든 관련 ABL 엔트리들의 변경 이후, ABL내의 블록 어드레스는 ABB 리스트내의 블록 어드레스를 교체한다.[J] During the ABL charging operation, after the change of all relevant ABL entries, the block address in the ABL replaces the block address in the ABB list.

[K] 제어 기록 동안의 ABL 충전 작업과 동시에, CBL내의 삭제 블록을 위한 엔트리가 CBB 리스트로 이동된다.[K] Simultaneously with the ABL filling operation during the control write, the entry for the erase block in the CBL is moved to the CBB list.

[L] MAP 교환 작업 동안, 모든 관련 엔트리가 CBB 리스트로부터 MAP 착신 섹터로 이동된다.[L] During the MAP exchange operation, all relevant entries are moved from the CBB list to the MAP destination sector.

[M] MAP 교환 동작 동안, 모든 관련 엔트리가 CBB 리스트로부터 MAP 소스 섹터로 이동된다.[M] During the MAP exchange operation, all relevant entries are moved from the CBB list to the MAP source sector.

[N] MAP 교환 동작 동안 [L]과 [M]에 후속하여, 모든 잔여 엔트리가 CBB 리스트로부터 EBB 리스트로 이동된다.Following [L] and [M] during the [N] MAP exchange operation, all remaining entries are moved from the CBB list to the EBB list.

[O] MAP 교환 동작 동안, [N]에 후속하여, [M]내에 이동된 것들 이외의 엔트리가 가능한 경우, EBB 리스트를 채우기 위해 MAP 소스 섹터로부터 이동된다.[O] During the MAP exchange operation, subsequent to [N], if entries other than those moved within [M] are available, they are moved from the MAP source sector to populate the EBB list.

논리 대 물리 어드레스 변환Logical to Physical Address Translation

플래시 메모리내에 논리 섹터의 물리 위치를 배치하기 위해, 도 2에 도시된 논리 대 물리 어드레스 변환 모듈(140)은 논리 대 물리 어드레스 변환을 수행한다. 최근 갱신된 논리 그룹을 제외하고, 플래시 메모리(200)내에 존재하는 그룹 어드레스 테이블(GAT) 또는 컨트롤러 램(130)내의 GAT 캐시를 사용하여 수행될 수 있다. 최근 갱신된 논리 그룹을 위한 어드레스 변환은 컨트롤러 램(130)내에 주로 존재하 는 갱신 블록을 위한 참조 어드레스 리스트를 필요로 한다. 논리 섹터 어드레스를 위한 논리 대 물리 어드레스 변환을 위한 프로세스는 따라서, 섹터가 그 내부에 위치되어 있는 논리 그룹과 연계된 블록의 유형에 의존한다. 블록의 유형은 : 완전 블록, 순차 데이터 갱신 블록, 카오틱 데이터 갱신 블록, 폐쇄 데이터 갱신 블록이다.In order to locate the physical locations of logical sectors in the flash memory, the logical to physical address translation module 140 shown in FIG. 2 performs logical to physical address translation. Except for the most recently updated logical group, it may be performed using a group address table (GAT) present in flash memory 200 or a GAT cache in controller RAM 130. Address translation for recently updated logical groups requires a list of reference addresses for update blocks that are primarily present in controller RAM 130. The process for logical-to-physical address translation for a logical sector address thus depends on the type of block associated with the logical group in which the sector is located therein. Types of blocks are: complete block, sequential data update block, chaotic data update block, closed data update block.

도 19는 논리 대 물리 어드레스 변환의 프로세스를 도시하는 플로우차트이다. 실질적으로, 대응 메타블록 및 물리 섹터는 개방 갱신 블록 리스트 및 폐쇄 갱신 블록 리스트 같은 다양한 갱신 디렉토리를 먼저 참조하도록 논리 섹터 어드레스를 사용함으로써 배치된다. 연계된 메타블록이 갱신 프로세스의 일부가 아닌 경우, 이때, 디렉토리 정보는 GAT에 의해 제공된다. 논리 대 물리 어드레스 변환은 하기의 단계를 포함한다:19 is a flowchart illustrating the process of logical to physical address translation. In practice, corresponding metablocks and physical sectors are arranged by using logical sector addresses to refer first to various update directories, such as an open update block list and a closed update block list. If the associated metablock is not part of the update process, then the directory information is provided by the GAT. Logical to physical address translation includes the following steps:

단계 800 : 논리 섹터 어드레스가 주어진다.Step 800: A logical sector address is given.

단계 810 : 컨트롤러 램내의 개방 갱신 블록 리스트(614)내의 주어진 논리 어드레스를 참조한다(도 15 및 도 18 참조). 참조에 실패하면, 단계 820으로 진행하고, 그렇지 않으면, 단계 830으로 진행한다.Step 810: Reference a given logical address in the open update block list 614 in the controller RAM (see Figures 15 and 18). If the reference fails, go to step 820; otherwise, go to step 830.

단계 820 : 폐쇄된 갱신 블록 리스트(616)내의 주어진 논리 어드레스를 참조한다. 참조에 실패하면, 주어진 논리 어드레스는 임의의 갱신 프로세스의 일부가 아니며, GAT 어드레스 변환을 위해 단계 870으로 진행한다. 그렇지 않으면, 폐쇄된 갱신 블록 어드레스 변환을 위해 단계 860으로 진행한다.Step 820: Reference a given logical address in the closed update block list 616. If the reference fails, the given logical address is not part of any update process and proceeds to step 870 for GAT address translation. Otherwise, proceed to step 860 for a closed update block address translation.

단계 830 : 주어진 논리 어드레스를 포함하는 갱신 블록이 순차적인 경우, 순차 갱신 블록 어드레스 변환을 위해 단계 840으로 진행한다. 그렇지 않으면, 카오틱 갱신 블록 어드레스 변환을 위해 단계 850으로 진행한다.Step 830: If the update blocks containing the given logical address are sequential, proceed to step 840 for sequential update block address translation. Otherwise, proceed to step 850 for chaotic update block address translation.

단계 840 : 순차 갱신 블록 어드레스 변환을 사용하여 메타블록 어드레스를 획득한다. 단계 880으로 진행한다.Step 840: Obtain the metablock address using sequential update block address translation. Proceed to step 880.

단계 850 : 카오틱 갱신 블록 어드레스 변환을 사용하여 메타블록 어드레스를 획득한다. 단계 880으로 진행한다.Step 850: Acquire a metablock address using chaotic update block address translation. Proceed to step 880.

단계 860 : 폐쇄된 갱신 블록 어드레스 변환을 사용하여 메타블록 어드레스를 획득한다. 단계 880으로 진행한다.Step 860: Acquire a metablock address using closed update block address translation. Proceed to step 880.

단계 870 : 그룹 어드레스 테이블(GAT) 변환을 사용하여 메타블록 어드레스를 획득한다. 단계 880으로 진행한다.Step 870: Obtain a metablock address using group address table (GAT) translation. Proceed to step 880.

단계 880 : 메타블록 어드레스를 물리 어드레스로 변환한다. 변환 방법은 메타블록이 재링크되었는지 여부에 의존한다.Step 880: Convert the metablock address into a physical address. The conversion method depends on whether the metablock has been relinked.

단계 890 : 물리 섹터 어드레스가 얻어진다.Step 890: A physical sector address is obtained.

다양한 어드레스 변환 프로세스는 하기와 같이 보다 상세히 설명된다.Various address translation processes are described in more detail as follows.

순차 갱신 블록 어드레스 변환(단계 840)Sequential Update Block Address Translation (step 840)

순차 갱신 블록과 연계된 논리 그룹내의 타겟 논리 섹터 어드레스를 위한 어드레스 변환은 개방 갱신 블록 리스트(614)(도 15 및 도 18)내의 정보로부터 직접적으로 하기와 같이 달성될 수 있다.Address translation for a target logical sector address in a logical group associated with a sequential update block can be achieved directly from the information in the open update block list 614 (FIGS. 15 and 18) as follows.

1. 리스트내의 "페이지 태그" 및 기록된 섹터 수" 필드로부터 타겟 논리 섹터가 갱신 블록내에 위치되어 있는지 또는 그 연계된 원본 블록내에 위치되어 있는 지 여부가 판정된다.1. From the "Page Tag" and Number of Sectors Recorded "field in the list, it is determined whether the target logical sector is located in the update block or in the associated original block.

2. 타겟 논리 섹터에 적합한 메타블록 어드레스가 리스트로부터 판독된다.2. The metablock address suitable for the target logical sector is read from the list.

3. 메타블록내의 섹터 어드레스가 적절한 "페이지 태그" 필드로부터 결정된다.3. The sector address in the metablock is determined from the appropriate "Page Tag" field.

카오틱 갱신 블록 어드레스 변환(단계 850)Chaotic Update Block Address Translation (Step 850)

카오틱 갱신 블록과 연계된 논리 그룹내의 타겟 논리 섹터 어드레스를 위한 어드레스 변환 시퀀스는 하기와 같다.The address translation sequence for the target logical sector address in the logical group associated with the chaotic update block is as follows.

1. 섹터가 최근에 기록된 섹터라는 것이 램내의 카오틱 섹터로부터 결정되는 경우, 어드레스 변환은 이 리스트내의 그 위치로부터 직접적으로 달성된다.1. If it is determined from the chaotic sector in RAM that the sector is a recently recorded sector, address translation is achieved directly from that position in this list.

2. CBI 블록내의 가장 최근에 기록된 섹터가 그 카오틱 블록 데이터 필드내에 타겟 논리 섹터 어드레스에 관련한 카오틱 갱신 블록의 물리 어드레스를 포함한다. 또한, 이는 그 간접 섹터 인덱스 필드내에, 이 카오틱 갱신 블록에 관련한 최종 기록 CBI 섹터의 CBI 블록내의 오프셋을 포함한다(도 16a 내지 도 16e 참조).2. The most recently recorded sector in the CBI block contains the physical address of the chaotic update block associated with the target logical sector address in its chaotic block data field. It also contains, in its indirect sector index field, the offset in the CBI block of the last recorded CBI sector associated with this chaotic update block (see FIGS. 16A-16E).

3. 이들 필드내의 정보는 램내에 캐시되어 후속 어드레스 변환 동안 섹터를 판독할 필요성을 제거한다.3. The information in these fields is cached in RAM, eliminating the need to read sectors during subsequent address translations.

4. 단계 3에서 간접 섹터 인덱스 필드에 의해 식별된 CBI 섹터가 판독된다.4. In step 3, the CBI sector identified by the indirect sector index field is read.

5. 가장 이전에 억세스된 카오틱 갱신 서브그룹을 위한 직접 섹터 인덱스 필드가 램에 캐시되어, 동일 카오틱 갱신 블록에 대한 반복적 억세스를 위한 단계 4에서의 판독을 수행할 필요성을 제거한다.5. The direct sector index field for the most recently accessed chaotic update subgroup is cached in RAM, eliminating the need to perform the read in step 4 for iterative access to the same chaotic update block.

6. 단계 4 또는 단계 4에서 판독된 직접 섹터 인덱스 필드는 순차적으로, 타 겟 논리 섹터 어드레스를 포함하는 논리 서브그룹에 관련한 CBI 섹터를 나타낸다.6. The direct sector index field read in step 4 or step 4 sequentially indicates the CBI sector associated with the logical subgroup containing the target logical sector address.

7. 타겟 논리 섹터 어드레스를 위한 카오틱 블록 인덱스 엔트리가 단계 6에서 식별된 CBI 섹터로부터 판독된다.7. The chaotic block index entry for the target logical sector address is read from the CBI sector identified in step 6.

8. 가장 최근에 판독된 카오틱 블록 인덱스 필드가 컨트롤러 램에 캐시되어 동일 논리 서브 그룹에 대한 반복된 억세스를 위해 단계 4 및 단계 7에서의 판독을 수행할 필요성을 제거할 수 있다.8. The most recently read chaotic block index field may be cached in controller RAM to eliminate the need to perform the read in steps 4 and 7 for repeated access to the same logical subgroup.

9. 카오틱 블록 인덱스 엔트리는 카오틱 갱신 블록 또는 연계된 원본 블록 중 어느 하나내의 타겟 논리 섹터의 위치를 정의한다. 타겟 논리 섹터의 유효한 사본이 원본 블록내에 있는 경우, 이는 원본 메타블록 및 페이지 태그 정보의 사용에 의해 배치된다.9. The chaotic block index entry defines the location of the target logical sector in either the chaotic update block or the associated original block. If a valid copy of the target logical sector is in the original block, it is placed by the use of the original metablock and page tag information.

폐쇄된 갱신 블록 어드레스 변환(단계 860)Closed Update Block Address Translation (step 860)

폐쇄된 갱신 블록과 연계된 논리 그룹내의 타겟 논리 섹터 어드레스를 위한 어드레스 변환은 하기와 같이, 폐쇄된 블록 갱신 리스트(도 18 참조)내의 정보로부터 직접적으로 달성된다.Address translation for the target logical sector address in the logical group associated with the closed update block is achieved directly from the information in the closed block update list (see FIG. 18), as follows.

1. 타겟 논리 그룹에 할당된 메타블록 어드레스가 리스트로부터 판독된다.1. The metablock address assigned to the target logical group is read from the list.

2. 메타블록내의 섹터 어드레스가 리스트내의 "페이지 태그" 필드로부터 결정된다.2. The sector address in the metablock is determined from the "Page Tag" field in the list.

GAT 어드레스 변환(단계 870)GAT Address Translation (Step 870)

논리적 그룹이 개방 또는 폐쇄 블록 갱신 리스트 중 어느 하나에 의해 참조되지 않는 경우, 그 GAT내의 엔트리는 유효하다. GAT에 의해 참조된 논리적 그룹내 의 타겟 논리적 섹터 어드레스를 위한 어드레스 변환 시퀀스는 하기와 같다.If a logical group is not referenced by either an open or closed block update list, the entry in that GAT is valid. The address translation sequence for the target logical sector address in the logical group referenced by the GAT is as follows.

1. 타겟 논리적 그룹을 위한 엔트리가 GAT 캐시내에 포함되어 있는 경우를 결정하기 위해, 램내의 가용 GAT 캐시의 범위가 평가된다.1. To determine if an entry for the target logical group is included in the GAT cache, the scope of the available GAT cache in RAM is evaluated.

2. 단계 1에서, 타겟 논리적 그룹이 발견되는 경우, GAT 캐시는 메타블록 어드레스 및 페이지 태그 양자 모두를 포함하는 전체 그룹 어드레스 정보를 포함하며, 타겟 논리적 섹터 어드레스의 변환을 가능하게 한다.2. In step 1, when the target logical group is found, the GAT cache includes global group address information including both the metablock address and the page tag, enabling translation of the target logical sector address.

3. 타겟 어드레스가 GAT 캐시내에 있지 않는 경우, 타겟 논리적 그룹 어드레스에 관한 GAT 섹터의 위치를 식별하기 위해, 타겟 GAT 블록을 위해 GAT 인덱스가 판독되어야만 한다.3. If the target address is not in the GAT cache, the GAT index must be read for the target GAT block to identify the location of the GAT sector relative to the target logical group address.

4. 최종 억세스된 GAT 블록을 위한 GAT 인덱스가 컨트롤러 램 내에 유지되고, 플래시 메모리로부터 섹터를 판독할 필요 없이 억세스될 수 있다.4. The GAT index for the last accessed GAT block is maintained in the controller RAM and can be accessed without having to read a sector from the flash memory.

5. 모든 GAT 블록을 위한 메타블록 어드레스의 리스트 및 각 GAT 블록내에 기록된 섹터의 수가 컨트롤러 램 내에 유지된다. 필요한 GAT 인덱스가 단계 4에서 입수할 수 없는 경우, 따라서, 이는 플래시 메모리로부터 즉시 판독될 수 있다.5. The list of metablock addresses for all GAT blocks and the number of sectors written in each GAT block are maintained in the controller RAM. If the required GAT index is not available in step 4, it can therefore be read immediately from the flash memory.

6. 타겟 논리적 그룹 어드레스에 관한 GAT 섹터가 단계 4 또는 단계 6에서 얻어진 GAT 인덱스에 의해 규정된 GAT 블록내의 섹터 위치로부터 판독된다. GAT 캐시는 타겟 엔트리를 포함하는 섹터의 세분부와 함께 갱신된다.6. The GAT sector with respect to the target logical group address is read from the sector position in the GAT block defined by the GAT index obtained in step 4 or step 6. The GAT cache is updated with the subdivision of the sector containing the target entry.

7. 타겟 섹터 어드레스가 타겟 GAT 엔트리내의 "페이지 태그" 필드 및 메타블록 어드레스로부터 얻어진다.7. The target sector address is obtained from the "page tag" field and the metablock address in the target GAT entry.

메타블록Metablock 대 물리적 어드레스 변환(단계 880) To Physical Address Translation (Step 880)

메타블록 어드레스와 연계된 플래그가 메타블록이 재링크되었다는 것을 나타내는 경우, 관련 LT 섹터가 BLM 블록으로부터 판독되어, 타겟 섹터 어드레스를 위한 삭제 블록 어드레스를 결정한다. 그렇지 않으면, 삭제 블록 어드레스는 메타블록 어드레스로부터 직접적으로 결정된다.If the flag associated with the metablock address indicates that the metablock has been relinked, the associated LT sector is read from the BLM block to determine the erase block address for the target sector address. Otherwise, the erase block address is determined directly from the metablock address.

제어 데이터 관리Control data management

도 10은 메모리 관리의 동작 과정에서 제어 데이터 구조상에 수행되는 동작의 계층체계를 예시한다. 데이터 갱신 관리 동작은 램내에 존재하는 다양한 리스트상에 작용한다. 제어 기록 동작은 플래시 메모리내의 전용 블록 및 다양한 제어 데이터 섹터상에 작용하며, 또한, 램내의 리스트와 데이터를 교환한다.10 illustrates a hierarchy of operations performed on a control data structure in the course of operations of memory management. Data update management operations operate on the various lists present in RAM. Control write operations operate on dedicated blocks in flash memory and various control data sectors, and also exchange data with lists in RAM.

데이터 갱신 관리 동작은 ABL, CBL 및 카오틱 섹터 리스트상에, 램내에서 수행된다. ABL은 삭제된 블록이 갱신 블록 또는 제어 블록으로서 할당될 때, 또는, 갱신 블록이 폐쇄될 때 갱신된다. CBL은 제어 블록이 삭제될 때, 또는, 폐쇄된 갱신 블록을 위한 엔트리가 GAT에 기록될 때 갱신된다. 갱신 카오틱 섹터 리스트는 섹터가 카오틱 갱신 블록에 기록될 때 갱신된다.The data update management operation is performed in RAM on the ABL, CBL, and chaotic sector lists. ABL is updated when a deleted block is allocated as an update block or control block, or when the update block is closed. The CBL is updated when the control block is deleted or when an entry for a closed update block is written to the GAT. The update chaotic sector list is updated when a sector is written to the chaotic update block.

제어 기록 동작은 필요시, 플래시 메모리, 그리고, 램 내의 제어 데이터 구조를 지원하는 다른 결과적 갱신과 함께, 램 내의 제어 데이터 구조로부터의 정보가 플래시 메모리내의 제어 데이터 구조에 기록되게 한다. 이는 ABL이 갱신 블록으로서 할당될 삭제된 블록을 위한 엔트리를 더 이상 포함하지 않을 때, 또는 CBI 블록이 재기록될 때 중 어느 하나의 경우에 트리거된다. The control write operation causes information from the control data structure in the RAM to be written to the control data structure in the flash memory, if necessary, along with the flash memory and other resulting updates supporting the control data structure in the RAM. This is triggered in either case when the ABL no longer contains an entry for the deleted block to be allocated as an update block, or when the CBI block is rewritten.

양호한 실시예에서, ABL 충전 동작, CBL 비움 동작 및 EBM 섹터 갱신 동작이 모든 제어 기록 동작 동안 수행된다. EBM 섹터를 포함하는 MAP 블록이 가득차있을 때, 유효 EBM 및MAP 섹터가 할당된 삭제된 블록에 복사되고, 이전 MAP 블록이 삭제된다.In the preferred embodiment, the ABL charging operation, the CBL emptying operation, and the EBM sector update operation are performed during all control write operations. When the MAP block containing the EBM sectors is full, the valid EBM and MAP sectors are copied to the allocated deleted block, and the previous MAP block is deleted.

모든 제어 기록 동작 동안, 하나의 GAT 섹터가 기록되고, 폐쇄된 갱신 블록 리스트가 따라서 변경된다. GAT 블록이 가득차게 될 때, GAT 재기록 동작이 수행된다.During all control write operations, one GAT sector is written, and the closed update block list is changed accordingly. When the GAT block becomes full, a GAT rewrite operation is performed.

특정 카오틱 섹터 기록 동작 이후, CBI 섹터가 전술한 바와 같이 기록된다. CBI 블록이 가득차게 될 때, 유효 CBI 섹터가 할당된 삭제 블록에 복사되고, 이전 CBI 블록이 삭제된다.After a specific chaotic sector write operation, the CBI sector is recorded as described above. When the CBI block becomes full, a valid CBI sector is copied to the allocated erase block, and the previous CBI block is deleted.

EBM 섹터내의 EBM 리스트내에 더 이상 추가적인 삭제된 블록 엔트리가 존재하지 않을 때, 전술한 바와 같이, MAP 교환 동작이 수행된다.When there are no more deleted block entries in the EBM list in the EBM sector, as described above, the MAP exchange operation is performed.

MAP 블록의 현재 어드레스를 레코드하는 MAP 어드레스(MAPA) 섹터는 MAP 블록이 재기록되는 각 경우에 전용 MAPA 블록에 기록된다. MAPA 블록이 가득차게 될 때, 유효 MAPA 섹터가 할당된 삭제된 블록에 복사되고, 이전 MAPA 블록이 삭제된다.A MAP address (MAPA) sector that records the current address of the MAP block is written to the dedicated MAPA block in each case where the MAP block is rewritten. When the MAPA block becomes full, a valid MAPA sector is copied to the allocated deleted block, and the previous MAPA block is deleted.

MAPA 블록이 재기록되는 각 경우에, 현재 부트 블록내에 부트 섹터가 기록된다. 부트 블록이 가득차게 될 때, 유효 부트 섹터가 부트 블록의 현재 버전으로부터 백업 버전으로 복사되고, 이 백업 버전은 그후 현재 버전이 된다. 이전 현재 버전은 삭제되며, 백업 버전이 되고, 유효 부트 섹터가 이에 다시 기록된다. In each case where the MAPA block is rewritten, a boot sector is written in the current boot block. When the boot block becomes full, a valid boot sector is copied from the current version of the boot block to the backup version, which then becomes the current version. The previous current version is deleted, becomes the backup version, and the valid boot sector is written back to it.

다수개의 메모리 평면들 상에 분산되는 메모리용 정렬Alignment for Memory Spread Across Multiple Memory Planes

도4, 도 5A 내지5C를 참조하여 이전에 기술한 바와 같이, 성능을 향상시키기 위하여 다수개의 메모리 평면들을 병렬로 작용되도록 한다. 기본적으로 각각의 평면은 읽기의 부분으로써 센스 증폭기의 세트와, 평면을 스판(span)하는 기능을 하는 메모리 셀들의 해당하는 페이지를 병렬로 서비스하는 프로그램 회로들을 구비하고 있다. 다수개의 평면들이 상호 결합되면, 다수개의 페이지들이 상호 병렬로 작용하게 되어, 보다 우수한 성능을 얻을 수 있게 된다.As previously described with reference to Figures 4, 5A-5C, multiple memory planes are allowed to operate in parallel to improve performance. Basically, each plane has a set of sense amplifiers as part of the read and program circuits serving in parallel the corresponding pages of memory cells that function to span the plane. When a plurality of planes are combined with each other, the plurality of pages work in parallel with each other, so that better performance can be obtained.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 논리 유니트들이 병렬로 다수개의 평면들로 읽혀지고 또는 프로그램될 수 있도록, 삭제 가능한 블록들로 조직되고 그리고 다수개의 메모리 평면들로부터 구성되는 메모리 구성을 위하여, 주어진 메모리 평면에 저장된 제1 블록의 최초 논리 유니트가 갱신될 때, 최초의 상태와 동일한 평면 내에 갱신된 논리 유니트를 유지시킬 수 있는 구성을 만들어진다. 상기와 같은 구성은 갱신된 논리 유니트들을 제2 블록의 사용 가능한 다음 위치, 그리너 동일한 평면 내에 기록하여 성취된다. 바람직하게는, 논리 유니트는 소정의 논리 유니트들이 센싱 회로의 동일한 세트에 의하여 서비스될 수 있도록, 다른 버전들로서 평면 상의 동일한 옵셋 위치로 저장된다.According to another aspect of the invention, a given memory is provided for a memory configuration organized in erasable blocks and constructed from multiple memory planes such that logical units can be read or programmed into multiple planes in parallel. When the first logical unit of the first block stored in the plane is updated, a configuration is made that can keep the updated logical unit in the same plane as the original state. Such a configuration is achieved by writing the updated logical units in the next usable position of the second block, greener same plane. Preferably, the logic unit is stored in the same offset position on the plane as different versions so that certain logic units can be serviced by the same set of sensing circuits.

바람직한 실시예에 있어서, 최종 프로그램 메모리 유니트로부터 사용 가능한 다음 평면 정렬 메모리 유니트까지의 상호 간섭 갭들은 논리 유니트들의 현재 버전에 다라서 패딩된다. 상기 패딩은 최종 프로그램된 논리 유니트로터 논리적으로 뒤에 이어지는 논리 유니트들의 현재 버전들과, 그리고 사용 가능한 다음 평면 정렬 메모리 유니트 내에 저장된 논리 유니트로부터 논리적으로 선행하는 논리 유니트의 현재 버전들로 상기 갭을 채움에 따라 성취된다. In a preferred embodiment, the mutual interference gaps from the last program memory unit to the next planar aligned memory unit available are padded depending on the current version of the logic units. The padding fills the gap with current versions of logical units that are logically followed by current versions of logical units that are logically followed by the last programmed logical unit, and from logical units stored in the next available planar aligned memory unit. Is achieved accordingly.

이러한 방법으로, 논리 유니트의 모든 버전들은 쓰레기 수집 작용에 있어서, 논리 유니트의 최근 버전이 다른 평면으로부터 인출(성능 감소)되지 않도록 최신의 옵셋으로 동일한 평면에서 유지된다. 바람직한 실시예에 있어서, 각각의 평면을 가로지르는 각각의 메모리 유니트는 최근의 버전들로 갱신되거나 또는 패딩된다. 따라서, 다수개의 평면들을 가로지르는 병렬 작용에 있어서, 논리 유니트는 추가적인 재정렬을 필요로 하지 않고 논리적인 순차 순서로 구성된다. In this way, all versions of the logic unit are kept in the same plane with the latest offset such that in the garbage collection operation, the latest version of the logic unit is not withdrawn (decreased in performance) from another plane. In a preferred embodiment, each memory unit across each plane is updated or padded with recent versions. Thus, in parallel operation across multiple planes, the logic units are organized in a logical sequential order without requiring additional rearrangement.

이와 같은 구조는 논리 그룹의 논리 유니트들의 최근 버전의 평면상의 재정렬을 가능하게 하고, 서로 다른 메모리 평면들로부터 최근의 버전들을 수집하는 것을 피하여 혼돈 블록의 통합에 필요한 시간을 줄이는 장점이 있다. 그리고, 이와 같은 것은 호스트 인터페이스용 성능 스펙이 메모리 시스템에 의하여 섹터 쓰기 작용의 완료에 대한 최대 지연을 가져오는 구성에 있어서 장점적이다.Such a structure has the advantage of enabling on-plane reordering of recent versions of logical units of a logical group and reducing the time required for consolidation of chaotic blocks by avoiding collecting recent versions from different memory planes. And this is advantageous in the configuration in which the performance specification for the host interface brings the maximum delay for the completion of the sector write operation by the memory system.

도21는 다수개의 메모리 평면들로부터 구성되는 메모리 어레이를 도시한다. 메모리 평면들은 동일한 메모리 칩으로부터 구성될 수도 있으며, 그리고 다수개의 메모리 칩들로부터 구성될 수도 있다. 각각의 평면(910)은 메모리 셀들의 페이지(914)를 병렬로 서비스하기 위하여 읽기 및 프로그램 회로(912)의 자체 세트를 구비하고 있다. 일반적인 특징으로 상실하지 않고, 상기 메모리 어레이는 병렬로 작용하는 4개의 평면들을 구비한다.Figure 21 shows a memory array constructed from multiple memory planes. Memory planes may be constructed from the same memory chip, and may be constructed from multiple memory chips. Each plane 910 has its own set of read and program circuits 912 to service the page 914 of memory cells in parallel. Without losing its general features, the memory array has four planes that operate in parallel.

일반적으로, 논리 유니트는 호스트 시스템의 의하여 접근되는 최소 유니트이다. 논리 유니트는 512 바이트의 크기를 갖는 섹터이다. 페이지는 평면 상에 구성 되는 병렬 읽기 또는 프로그램의 최대 유니트이다. 논리 페이지는 한개 또는 그 이상의 논리 유니트들을 구비하고 있다. 따라서 다수개의 평면들을 조합할 때는, 병렬 읽기 또는 프로그램의 최대 유니트는 메모리 셀들의 메타페이지로 정의될 수 있으며, 상기 메타페이지는 다수개의 평면들 각각으로부터의 페이지로 구성된다. 예를 들면, MP0와 같은 메타페이지는 평면 P0, P1, P2 및P3 즉 4개의 페이지를 가지며, LP0, LP1, LP2 및 LP3을 병렬로 저정하게 된다. 따라서, 메모리의 읽기 및 쓰기 성능은 한개의 평면 상에서 작용하는 것과 비교하여, 4배 증가하게 된다.In general, the logical unit is the smallest unit accessed by the host system. The logical unit is a sector having a size of 512 bytes. Pages are the largest units of parallel reads or programs organized on a plane. The logical page has one or more logical units. Thus, when combining multiple planes, the maximum unit of parallel read or program can be defined as a metapage of memory cells, which metapage consists of pages from each of the plurality of planes. For example, a metapage such as MP 0 has planes P0, P1, P2 and P3, namely four pages, and stores LP 0 , LP 1 , LP 2 and LP 3 in parallel. Thus, the read and write performance of the memory is increased by four times compared to operating on one plane.

메모리 어레이는 MB0, ..., MBj와 같은 메타블로들로 조직되며, 각각의 메타 블록 내의 모든 메모리 셀들은 유니트로서 함께 삭제 가능하다. MB0와 같은 메타블록은 LP0-LON-1과 같은 논리 페이지(914)를 저장하기 위하여 다수개의 메모리 위치들로부터 구성된다. 메타블록 내의 논리 페이지들은 메타블록에 채워지는 순서에 따라 소정의 순서로 4개의 평면 P0, P1, P2 및P3 상에 분산된다. 예를 들면, 논리 페이지들이 논리적인 순차 순서에 따라 채워질때, 평면들은 제1 평면에는 제1 페이지가, 그리고 제2 평면에는 제2 페이지와 같은 순서로 채워지게 된다. 최종 평면이 완료되면, 채우기 작용은 다음 메타 페이지 내의 제1 평면으로부터 주기적으로 다시 시작한다. 이와 같은 방법으로, 논리 페이지들의 연속적인 작용은 모든 평면들이 병렬로 작용할 때 병렬로 접근 가능하게 된다.The memory array is organized into metablocks such as MB 0 , ..., MB j, and all memory cells in each meta block can be deleted together as a unit. A metablock such as MB0 is constructed from multiple memory locations to store a logical page 914 such as LP 0 -LO N-1 . Logical pages in the metablock are distributed on four planes P0, P1, P2, and P3 in a predetermined order according to the order in which the metablock is filled. For example, when logical pages are filled in a logical sequential order, the planes are filled in the same order as the first page in the first plane and the second page in the second plane. Once the final plane is complete, the fill action resumes periodically from the first plane in the next meta page. In this way, the continuous operation of the logical pages becomes accessible in parallel when all planes work in parallel.

일반적으로, 만약 병렬로 작용하는 W 평면이 존재하고, 그 메타 블록은 논리적 순차 순서에 의하여 채워진다면, 메타블록 내의 k-번째 논리 페이지는 평면 x상 에 존재하게 되며, 여기서 x=kMOD W이다. 예를 들면, 4개의 평면들을 갖는 것으로 가정한다면, W=4이며, 그리고 블록을 논리 순차 순서로 채울 때, 5번째의 논리 페이지 LP5는 5 MOD 4로 정의되는 평면 내에 위치하게 되며, 상기의 구성은 도21의 평면(1)에 해당한다.In general, if there are W planes operating in parallel and the metablocks are filled by logical sequential order, then the k-th logical page in the metablock is on plane x, where x = kMOD W. For example, assuming four planes, W = 4, and when filling blocks in logical sequential order, the fifth logical page LP5 is placed in the plane defined by 5 MOD 4, the above configuration. Corresponds to the plane 1 of FIG.

각각의 메모리 평면에 있어서 메모리 작용들은 읽기/쓰기 회로(912)의 세트에 의하여 수행된다. 읽기/쓰기 회로의 각각의 내부 또는 외부에 존재하는 데이터는 제어기(920)의 제어에 따라 데이터 버스(930)를 통하여 전송된다. 제어기(920)의 버퍼(922)는 데이터 버스(930)를 통하여 데이터의 이송을 버퍼하게 된다. 특히, 제1 평면에서의 작용이 제2 평면에서의 데이터에 대한 전근을 필요로 한다면, 2-단계의 공정이 필요하게 된다. 데이터는 첫째로 제어기에 의하여 제2 평면으로부터 판독되며, 데이터 버스 및 버퍼를 통하여 제1 평면으로 전송된다. 사실, 가장 바람직한 메모리 구조에 있어서, 두 개의 서로 다른 비트 라인들 사이의 데이터 전송은 데이터 버스(920)를 통하여 상호 교환되는 것을 필요로 한다.Memory operations in each memory plane are performed by a set of read / write circuits 912. Data existing inside or outside each of the read / write circuits is transmitted through the data bus 930 under the control of the controller 920. The buffer 922 of the controller 920 buffers the transfer of data through the data bus 930. In particular, if the action in the first plane requires transfer to data in the second plane, a two-step process is required. Data is first read from the second plane by the controller and transmitted to the first plane via the data bus and the buffer. Indeed, in the most preferred memory structure, data transfer between two different bit lines requires interchange over data bus 920.

최소한, 상기와 같은 작용은 한 개의 평면 내에서 읽기/쓰기 회로의 한 개의 세트로부터의 전송 및 다른 한 개의 평면에서의 읽기/쓰기 회로의 또 다른 세트로의 전송에 영향을 미친다. 평면들이 서로 다른 칩으로부터 구성된다면, 아마도 칩들 간에 전송을 필요로 할 것이다.At the very least, such an effect affects the transfer from one set of read / write circuits in one plane to another set of read / write circuits in the other plane. If the planes are constructed from different chips, it will probably require transmission between the chips.

본 발명은 성능을 최대화하기 위하여 한 개의 평면에 의하여 또 다른 평면으로부터의 데이터 접근을 피할 수 있도록 하기 위하여, 메모리 블록 관리용 구조 및 구성을 제공한다.The present invention provides a structure and configuration for memory block management in order to be able to avoid data access from another plane by one plane to maximize performance.

도21에 도시된 바와 같이, 메타페이지는 각각의 평면 당 한개씩, 다수개의 논리 페이지들로 구성된다. 각각의 논리 페이지는 한 개 또는 그 이상의 논리 유니트들로 구성된다. 데이터가 평면을 가로질러 논리 유니트에 의하여 블록 내로 논리 유트에 기록되는 것과 같이, 각각의 논리 유니트는 4개의 메모리 평면들 중 한 개와 일치하게 된다.As shown in Fig. 21, a metapage is composed of a plurality of logical pages, one for each plane. Each logical page consists of one or more logical units. As data is written to a logical unit into blocks by logical units across the planes, each logical unit will coincide with one of four memory planes.

평면 정렬의 문제점은 논리 유니트가 갱신될 때 발생한다. 예시적인 목적으로 제공되는 현재 보기로는, 논리 유니트가 512 바이트의 논리 섹터로 구성되며, 논리 페이지는 전체 논리 유니트이다. 플래쉬 메모리가 전체 블록을 처음 삭제하지 않고 블록의 소정 부분의 재쓰기를 가능하게 하지 않기 때문에, 논리 페이지들에 대한 갱신들은 현재의 위치에 쓰여지지 않지만, 블록의 사용되지 않은 위치에 기록된다. 논리 유니트의 이전 버전은 폐쇄적이다. 수많은 갱신이 실시된 이후에, 한 개의 블록은 갱신된 이후에 폐쇄되는 수많은 논리 유니트을 포함하고 있다. 블록은 "더러운" 것으로 표현되며, 쓰레기 수집 작용은 상기와 같은 더러운 논리 유니트들을 무시하지만, 각각의 개별 논리 유니트들의 최근 버전을 수집하며, 그들을 한개 또는 그 이상의 새로운 블록들에 논리적 순차 순서에 의하여 재기록한다. 상기의 더러운 블록은 삭제되며, 또 다시 사용된다.The problem of plane alignment occurs when the logical unit is updated. In the present example provided for illustrative purposes, the logical unit consists of 512 byte logical sectors, and the logical page is the entire logical unit. Since the flash memory does not first erase the entire block and does not allow rewriting of any part of the block, updates to the logical pages are not written to the current location, but are written to the unused location of the block. Older versions of the logic unit are closed. After a number of updates have been made, one block contains a number of logical units that are closed after the update. Blocks are represented as "dirty" and the garbage collection operation ignores such dirty logic units, but collects the latest version of each individual logical unit and rewrites them in one or more new blocks in a logical sequential order. do. The dirty block is deleted and used again.

갱신된 논리 유니트가 한 블록 내의 사용되지 않은 다음 위치에 기록될때, 그 이전의 버전과 같은 동일한 메모리 평면에 기록되지 않는다. 즉, 통합 또는 압축과 같은 쓰레기 수집 작용이 실행되면, 논리 유니트의 최근 버전은 최초의 순서를 유지하기 위하여 최초와 동일한 평면 내에 재기록된다. 그렇지만, 만약 최근의 버전이 또 다른 평면으로부터 인출되었다면, 성능 저하가 발생한다.When an updated logical unit is written to the next unused location in a block, it is not written to the same memory plane as the previous version. That is, when garbage collection operations such as consolidation or compression are performed, the latest version of the logical unit is rewritten in the same plane as the original to maintain the original order. However, if the latest version is fetched from another plane, performance degradation occurs.

그러므로, 본 발명의 또 다른 양상에 있어서, 소정의 주어진 평면에 저장된 제1 블록의 최초 논리 유니트가 갱신될때는, 갱신된 논리 유니트는 최초의 것과 동일한 평면에 유지될 수 있도록 구성된다. 이와 같은 것은 갱신된 논리 유니트를 동일한 평면에서 제2 블록의 사용 가능한 다음 위치에 기록함으로써 성취된다. 바람직한 일실시예에 있어서, 최종 프로그램 메모리 유니트로부터 사용 가능한 다음 평면 정렬 메모리 유니트까지에 존재하는 소정의 간섭 갭은 최초의 블록 내의 최초 논리 유니트와 동일한 상대 위치에 존재하는 논리 유니트들의 현재 버전들로 패딩(예를 들면, 카피에 의한 채움)된다.Therefore, in another aspect of the present invention, when the first logical unit of the first block stored in a given plane is updated, the updated logical unit is configured to be kept in the same plane as the first one. This is accomplished by writing the updated logical unit to the next available position of the second block in the same plane. In one preferred embodiment, any interference gap that exists from the last program memory unit to the next available planar aligned memory unit is padded with current versions of logic units present at the same relative position as the first logic unit in the first block. (E.g., fill by copy).

도22A는 본 발명의 전체 구성에 따른 평면 정렬을 이용한 갱신 방법을 도시하는 플로우 차트이다.Fig. 22A is a flowchart showing an update method using plane alignment according to the overall configuration of the present invention.

단계 950: 블록들로 조직되는 비휘발성 메모리에 있어서, 각각의 블록은 함께 삭제 가능한 메모리 유니트들로 파티션되며, 각각의 메모리 유니트는 데이터의 논리 유니트를 저장한다.Step 950: In a nonvolatile memory organized in blocks, each block is partitioned into erasable memory units, each memory unit storing a logical unit of data.

단계 952: 다수개의 메모리 평면들로부터 메모리를 구성하며, 각각의 평면은 메모리 페이지를 병렬로 서비스하기 위하여 센싱 회로의 세트를 구비하며, 상기 메모리 페이지는 한 개 또는 그 이상의 메모리 유니트를 구비한다.Step 952: Configure memory from a plurality of memory planes, each plane having a set of sensing circuits for serving memory pages in parallel, the memory pages having one or more memory units.

단계 954: 제1 순서에 따라 제1 블록의 메모리 유니트들 중에서 논리 뉴니트들의 제1 버전을 저장한다. 각각의 제1 버전 논리 유니트는 메모리 평면들 중 한개에 저장된다.Step 954: Store a first version of logical newnits among the memory units of the first block according to the first order. Each first version logical unit is stored in one of the memory planes.

단계 956: 제1의 순서와 다른 제2 순서에 따라 논리 유니트들의 다음 버전들을 제2 블록에 저장한다. 각각의 다음 버전은 제1 버전과 동일한 평면 내의 사용 가능한 다음 메모리 유니트에 저장되며, 따라서 논리 유니트의 모든 버전드른 센싱 회로의 동일한 세트에 의하여 동일 평면으로부터 접근 가능하다.Step 956: Store the next versions of the logical units in a second block in a second order that is different from the first order. Each next version is stored in the next available memory unit in the same plane as the first version, so that all versions of the logic unit are accessible from the same plane by the same set of sensing circuits.

도22B는 도22A에 도시된 플로우 차트 내에서 갱신을 저장하는 단계의 바람직한 실시예를 도시한다.Figure 22B shows a preferred embodiment of the step of storing the update in the flow chart shown in Figure 22A.

단계 956'는 단계 957, 958 및 959를 포함한다.Step 956 'includes steps 957, 958 and 959.

단계 957: 각각의 블록을 메타 페이지로 파티션한다. 각각의 메타 페이지는 각각의 평면의 페이지로부터 구성된다. 상기의 단계는 저장 단계 이전에 수행된다.Step 957: Partition each block into meta pages. Each meta page is constructed from a page of each plane. The above step is performed before the storing step.

단계 958: 제1의 순서와 다른 제2의 순서에 따라 제2 블록 내에 논리 유니트의 다음 버전을 저장한다. 각각의 다음 버전은 제1 버전의 것과 동일한 메타 페이지 내에 동일한 옵셋을 갖는 사용 가능한 다음 메모리 유니트 내에 저장한다.Step 958: Store the next version of the logical unit in the second block according to a second order that is different from the first order. Each next version stores in the next available memory unit with the same offset in the same meta page as that of the first version.

단계 959: 논리 유니트들의 다음 버전을 저장함과 동시에, 상기 제1의 순서에 따라 논리 유니트들의 현재 버전들을 카피하여 사용 가능한 다음 유니트에 선행하여 사용하지 않은 메모리 유니트들을 메타 페이지 별로 패딩한다.Step 959: At the same time as storing the next version of the logical units, copy the current versions of the logical units in accordance with the first order and pad unused memory units by meta page prior to the next available unit.

도23A는 평면 정렬과 상관 없이 순차 갱신 블록에 대하여 순차적인 순서로 쓰여진 논리 유니트의 보기를 도시한다. 상기 예시는 각각의 논리 페이지가 LS0, LS1과 같은 논리 섹터의 크기를 갖는 것을 도시한다. 평면이 4개인 경우에 있어서, MB0와 같은 각각의 블록은 메타 페이지 MP0, MP1, ...으로 파티션되며, 여기서 MP0와 같은 각각의 메타 페이지는 평면 P0, P1, P2 및 P3로 부터 LS0, LS1, LS2, LS3 와 같은 4개의 섹터를 포함한다. 따라서, 블록은 평면 P0, P1, P2, P3에서 사이클 순서로 섹터별로 논리 유니트 내에 채워진다.Figure 23A shows an example of logical units written in sequential order for sequential update blocks regardless of plane alignment. The above example shows that each logical page has a size of logical sector such as LS0, LS1. In the case of four planes, each block, such as MB0, is partitioned into meta pages MP0, MP1, ..., where each meta page, such as MP0, is LS0, LS1 from planes P0, P1, P2, and P3. , Four sectors such as LS2, LS3. Thus, blocks are filled in logical units sector by sector in cycle order in planes P0, P1, P2, and P3.

호스트 쓰기 작용 #1에 있어서, 논리 섹터 LS5-LS8 내의 데이터들은 갱신 된다. LS5'-LS8'와 같은 갱신된 데이타들은 제1 사용 가능 위치로부터 출발하여, 새롭게 할당된 갱신 블록 내에 기록된다.In host write operation # 1, the data in logical sectors LS5-LS8 are updated. Updated data such as LS5'-LS8 'are written in the newly allocated update block, starting from the first available position.

호스트 쓰기 작용 #2에 있어서, 논리 섹터 LS9-LS12 내의 데이터 세그먼트가 갱신된다. LS9'-LS12'와 같은 갱신된 데이터는 최종 쓰기가 끝나는 지점 뒤의 위치 내에 구성되는 갱신 블록에 기록된다. 갱신 데이터는 LS5'-LS12'와 같은 논리적인 순차 순서로 갱신 블록 내에 기록될 수 있도록 2개의 호스트 쓰기가 제공된다. 갱신 블록은 그것이 논리적인 순차 순서로 채워지고 난 이후에 순차 갱신 블록으로 정의된다. 갱신 블록 내에 기록된 갱신 데이터는 최초 블록 내의 해당하는 데이터를 폐쇄하게 된다.In host write operation # 2, the data segment in logical sectors LS9-LS12 is updated. Updated data, such as LS9'-LS12 ', is written to an update block constructed within a position after the end of the last write. Two host writes are provided so that the update data can be written in the update block in logical sequential order such as LS5'-LS12 '. The update block is defined as a sequential update block after it is filled in logical sequential order. The update data recorded in the update block closes the corresponding data in the first block.

그러나, 갱신 논리 섹터들은 평면 정렬과 상관없이 사용 가능한 다음 위치에 따라 갱신 블록 내에 기록된다. 예를 들면, 섹터 LS5는 평면 P1에 최초로 기록되지만, 갱신된 LS5'는 P0에 기록된다. 이와 유사하게, 다른 갱신 섹터들은 모든 오류 정렬된다.However, update logical sectors are written in the update block according to the next available position regardless of plane alignment. For example, sector LS5 is first recorded in plane P1, but updated LS5 'is recorded in P0. Similarly, other update sectors are all error aligned.

도23B는 평면 정렬과 상관없이 혼돈 갱신 블록에 대하여 비순차 순서로 스여지는 논리 유니트들의 예를 도시하고 있다.Figure 23B shows an example of logical units that are skewed out of order for the chaotic update block irrespective of plane alignment.

호스트 쓰기 작용 #1에 있어서, 최초의 메타 블록에 저장된 주어진 논리 그룹의 논리 섹터 LS10-LS11이 갱신된다. 갱신된 섹터 LS10'-LS11'는 새롭게 할당된 갱신 블록 내에 저장된다. 이 시점에서, 갱신 블록은 순차적으로 이루어진다. 호스트 쓰기 작용 #2에 있어서, 논리 섹터 LS5-LS6은 LS5'-LS6'로 갱신되어, 최종 쓰기 이후의 위치에 있는 갱신 블록 내에 기록된다. 상기와 같은 작용으로 갱신 블록을 순차적인 순서로부터 혼돈의 순서로 변환한다. 호스트 쓰기 작용 #3에 있어서, 논리 섹터 LS10'는 다시 갱신되고, 갱신 블록의 다음 위치에 LS10''로서 기록된다. 이 시점에 있어서, 갱신 블록 내의 LS10''은 최초의 블록 내에서 LS10을 번갈아 추월하는 이전 기록 내의 LS10'를 추월한다. 호스트 쓰기 작용 #4에 있어서, 논리 섹터 LS10'' 내의 데이터는 다시 갱신되고, 그리고 LS10'''으로써 갱신 블록의 다음 위치 내에 기록된다. 따라서, LS10'''은 논리 섹터 LS10에 대하여 최근의 그리고 유일한 유효 버전이 된다. LS10의 모든 이전 버전들은 지금 폐쇄된다. 호스트 쓰기 작용 #5에 있어서, 논리 섹터 LS30 내의 데이터들은 갱신되고, LS30'로써 갱신 블록 내에 기록된다. 상기의 예에 있어서, 논리 그룹 내의 논리 유니트들은 소정의 순서로 그리고 소정의 반복성으로 혼돈 갱신 블록 내에 쓰여진다.In host write operation # 1, logical sectors LS10-LS11 of a given logical group stored in the first meta block are updated. The updated sectors LS10'-LS11 'are stored in the newly allocated update block. At this point, the update blocks are made sequentially. In host write operation # 2, logical sectors LS5-LS6 are updated to LS5'-LS6 'and written into the update block at the position after the last write. The above operation converts the update blocks from sequential order to chaotic order. In the host write operation # 3, the logical sector LS10 'is updated again and written as LS10 " at the next position of the update block. At this point, LS10 " in the update block overtakes LS10 'in the previous record which alternately overtakes LS10 in the first block. In host write operation # 4, the data in logical sector LS10 " is updated again, and written as LS10 '" in the next position of the update block. Thus, LS10 '' 'becomes the latest and only valid version for logical sector LS10. All previous versions of the LS10 are now closed. For host write action # 5, the data in logical sector LS30 are updated and written into the update block as LS30 '. In the above example, the logical units in the logical group are written in the chaotic update block in a predetermined order and with a certain repeatability.

다시, 갱신 논리 섹터들은 평면 정렬과는 상관없이 사용 가능한 다음 위치에 따라 갱신 블록 내에 기록된다. 예를 들면, 섹터 LS10은 평면 P2(예를 들면 MP2, 3번째 평면)에 최초로 기록되지만, 갱신 LS10'는 P0(예를 들면 MP0, 1번재 평면)에 기록된다. 이와 유사하게, 호스트 쓰기 작용 #3에 있어서, 논리 섹터 LS10'는 LS10''로써 다시 갱신되고, 평면 P0(MP1에서 첫번째 평면)과 일치하는 사용 가능한 다음 위치에 위치하게 된다. 따라서, 갱신 섹터를 블록의 사용 가능한 다음 위치에 기록하는 것은 갱신된 섹터가 이전 버전과 다른 평면 내에 w저장될수도 있다는 것 이다. Again, update logical sectors are written in the update block according to the next available position regardless of plane alignment. For example, the sector LS10 is first recorded in the plane P2 (for example, MP2, third plane), but the update LS10 'is recorded in P0 (for example, MP0, first plane). Similarly, for host write action # 3, logical sector LS10 'is updated again as LS10 " and placed in the next available position that coincides with plane P0 (first plane in MP1). Thus, writing the update sector to the next available position of the block means that the updated sector may be stored in a plane different from the previous version.

패딩에 의하여 채워진 간섭 갭을 갖는 평면 정렬, 순차 갱신 블록Planar aligned, sequential update block with interference gaps filled by padding

도24A는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 평면 정렬 및 패딩을 갖는 도23A의 순차 갱신 예를 도시하는 도면이다.24A is a diagram showing a sequential update example of FIG. 23A with plane alignment and padding according to one preferred embodiment of the present invention.

호스트 쓰기 작용 #1에 있어서, 갱신된 데이터 LS5'-LS8'는 제1 사용 가능한 평면 정렬 위치로부터 출발하는 새롭게 할당된 갱신 블록 내에 기록된다. 이 경우에 있어서, LS5는 P1 내에 최초로 위치하게 되며, 상기 P1은 메타 페이지의 2번째 평면에 해당한다. 따라서, LS5'-LS7'는 갱신 블록의 제1 사용 가능한 메타 페이지 MP0 내에의 해당하는 평면들 내에서 프로그램된다. 동시에, MP0 내의 사용하지 않은 제1 평면의 갭은 최초 블록의 메타 페이지 내의 LS5를 선행하는 논리 섹터 LS4의 현재 버전으로 패딩된다. 최초의 LS4는 폐쇄 데이터로 취급된다. 나머지 LS8'은 다음 메타 페이지 MP1의 제1 평면에 기록되며, 평면 정렬된다.For host write action # 1, updated data LS5'-LS8 'is written into a newly allocated update block starting from the first usable plane alignment position. In this case, LS5 is first located in P1, and P1 corresponds to the second plane of the meta page. Thus, LS5'-LS7 'is programmed in the corresponding planes in the first available meta page MP0 of the update block. At the same time, the unused first plane gap in MP0 is padded with the current version of logical sector LS4 preceding LS5 in the meta page of the first block. The first LS4 is treated as closed data. The remaining LS8 'is written in the first plane of the next meta page MP1 and is plane aligned.

호스트 쓰기 작용 #2에 있어서, LS9'-LS12'로 갱신된 데이터는 사용 가능한 다음 평면 정렬 위치의 갱신 블록 내에 기록된다. 따라서, LS9'는 사용 가능한 다음 평면 정렬 미모리 유니트 내에 기록되며, 그것은 MP1의 2번째 평면에 해당한다. 이러한 경우에 있어서, 갭이 발생하지 않으며, 패딩 또한 필요하지 않다. 갱신 블록은 그것이 논리적인 순차 순서로 채워지기 때문에 순처 갱신 블록으로 정의된다. 나아가, 각각의 갱신 논리 유니트가 최초의 평면과 동일한 평면에 있기 때문에 평면 정렬이라 불린다.For host write operation # 2, the data updated by LS9'-LS12 'is written into the update block of the next available plane alignment position. Thus, LS9 'is written into the next available planar alignment memory unit, which corresponds to the second plane of MP1. In this case, no gap occurs and no padding is required. An update block is defined as a sequence update block because it is filled in logical sequential order. Furthermore, it is called plane alignment because each update logic unit is in the same plane as the original plane.

간섭 갭을 갖는 평면 정렬 및 혼돈 갱신 블록Planar Alignment and Chaos Update Block with Interference Gap

도24B는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 평면 정렬을 구비하나, 패딩은 구비하지 않는 도23B의 혼돈 갱신 예를 도시한다.Figure 24B shows a chaotic update example of Figure 23B with planar alignment but without padding in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

호스트 쓰기 작용 #1에 있어서, 갱신된 논리 섹터 LS10'-LS11'는 새롭게 할당된 갱신 블록 내에 저장된다. 그들을 사용 가능한 다음 메모리 유니트에 저장할 필요없이, 그들은 사용 가능한 다음 평면 정렬 메모리 유니트들에 저장된다. LS10' 및LS11'가 평면 P2 및P3(최초 블록의 MP2의 3번째 4번째 평면)에 각각 최초로 저장되기 때문에, 사용 가능한 다음 평면 정렬 메모리 유니트들은 갱신 블록의 MP0'의 3번째 및 4번째 평면 내에 위치한다. 이 시점에 있어서, 갱신 블록은 비순차적이며, MP0'의 페이지들은 Unfilled, Unfilled, LS10' 및 LS11'의 순서로 채워진다.In the host write operation # 1, the updated logical sectors LS10'-LS11 'are stored in the newly allocated update block. They do not need to be stored in the next available memory unit, but they are stored in the next available flat aligned memory units. Since LS10 'and LS11' are first stored in planes P2 and P3 (third and fourth planes of MP2 of the first block, respectively), the next available plane alignment memory units are in the third and fourth planes of MP0 'of the update block. Located. At this point, the update block is out of order, and the pages of MP0 'are filled in the order of Unfilled, Unfilled, LS10' and LS11 '.

호스트 쓰기 작용 #2에 있어서, 논리 섹터 LS5-LS6는 LS5'-LS6'로서 갱신되며, 사용 가능한 다음 평면 정렬 위치의 갱신 블록 내에 기록된다. 따라서, 최초 블록의 2번째(P1) 및 3번째(P2) 평면 또는 메모리 유니트 MP1에 해당하는 LS5' 및 LS6'는 갱신 블록 내의 사용 가능한 다음 메타페이지 MP1' 내의 해당하는 평면으로 프로그램된다.For host write action # 2, logical sectors LS5-LS6 are updated as LS5'-LS6 'and written into an update block of the next available plane alignment position. Thus, LS5 'and LS6' corresponding to the second (P1) and third (P2) planes of the first block or the memory unit MP1 are programmed to the corresponding plane within the next available metapage MP1 'in the update block.

호스트 쓰기 작용 #3에 있어서, 논리 섹터 LS10'는 다시 갱신되고, 갱신 블록의 다음 평면 정렬 위치에 LS10''로서 기록된다. 따라서, 사용 가능한 다음 3번째 평면에 쓰여지며, 그것이 MP2'에 위치하게 된다. 상기와 같은 구성은 MP1' 내의 최종 평면에 선행 갭을 발생하며, 그리고 MP2'의 두개의 제1 평면에서 선행 갭을 발생한다. 상기와 같은 작용으로 MP0'에서 LS10'를 폐쇄하게 된다.In the host write operation # 3, the logical sector LS10 'is updated again and written as LS10' 'in the next planar alignment position of the update block. Thus, it is written on the next available third plane, which is located at MP2 '. Such a configuration produces a leading gap in the final plane in MP1 ', and a leading gap in the two first planes of MP2'. By the above operation, the LS10 'is closed at the MP0'.

호스트 쓰기 작용 #4에 있어서, 논리 섹터 LS10'' 내의 데이터는 다시 갱신 되고, 갱신 블록 내의 메타 페이지 MP2'의 사용 가능한 3번째 평면에 LS10'''로서 기록된다. 따라서, LS10'''은 논리 섹터 LS10에 대하여 지금 최근의 그리고 유일한 유효 버전이 된다. 이에 따라, MP2' 및 두개의 제1 평면 MP3'로 구성되는 갭을 형성하게 된다.In host write operation # 4, the data in logical sector LS10 " is updated again and written as LS10 " " in the usable third plane of meta page MP2 'in the update block. Thus, LS10 '' 'is now the latest and only valid version for logical sector LS10. Accordingly, a gap consisting of MP2 'and two first planes MP3' is formed.

호스트 쓰기 작용 #5에 있어서, 논리 섹터 LS30 내의 데이터는 갱신되고, 갱신 블록 내에 LS30'로써 기록된다. 최초의 LS30이 P2 또는 메타 페이지의 3번째 평면에 존재하기 때문에, 갱신 블록 내의 사용 가능한 다음 3번째 평면에 쓰여진다. 이경우에 있어서, MP4'의 3번째 평면이 된다. MP3'의 최종 평면으로부터 두개의 제1 평면 MP4' 사이에는 갭이 형성된다. 상기의 설명에서, 논리 그룹 내의 논리 섹터들은 평면 정렬 방법으로 소정의 순서 및 소정의 반복성으로 혼돈 갱신 블록 내에 쓰여진다. 다음 쓰레기 수집 작용에 있어서, 모든 버전들, 특히 주어진 논리 섹터의 가장 최근 버전은 센싱 회로의 동일 세트에 의하여 편리하게 서비스된다.In host write operation # 5, the data in logical sector LS30 is updated and written as LS30 'in the update block. Since the first LS30 is in the third plane of P2 or meta page, it is written to the next available third plane in the update block. In this case, it becomes the 3rd plane of MP4 '. A gap is formed between the two first planes MP4 'from the final plane of MP3'. In the above description, logical sectors within a logical group are written in the chaotic update block in a predetermined order and at a predetermined repeatability in a planar alignment method. In the next garbage collection operation, all versions, in particular the most recent version of a given logical sector, are conveniently serviced by the same set of sensing circuits.

패딩으로 채워지는 간섭 갭들을 갖는 평면 정렬, 혼돈 갱신 블록Planar aligned, chaotic update block with interference gaps filled with padding

도24C는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 평면 정렬 및 패딩을 갖는 도23B의 혼돈 갱신 예를 도시한다.Figure 24C shows a chaotic update example of Figure 23B with planar alignment and padding in accordance with another preferred embodiment of the present invention.

본 실시예에 있어서, 간섭 갭들이 먼저 패딩으로 채워지는 것을 제외하고는, 도24B의 그것과 유사하다. 호스트 쓰기 작용 #1에 있어서, 메타 페이지 MP0'의 사용하지 않은 제1 및 제2 평면들에 의하여 형성된 갭은 LS8 및 LS9의 현재 버전으로 먼저 패딩되며, 상기의 구성은 최초 블록 내에 위치하게 된다. 여기서, LS8 및 LS9는 폐쇄된 최초 블록 내에 위치하게 된다. 이 시점에 있어서, 갱신 블록은 순차적 인 것이며, 메타페이지 MP0'는 LS8, LS9, LS10' 및 LS11'의 순서로 채워진다. In this embodiment, it is similar to that of Fig. 24B, except that the interference gaps are first filled with padding. For host write action # 1, the gap formed by the unused first and second planes of meta page MP0 'is first padded with the current versions of LS8 and LS9, with the above configuration placed in the first block. Here, LS8 and LS9 are located in the closed first block. At this point, the update blocks are sequential, and the metapage MP0 'is filled in the order of LS8, LS9, LS10' and LS11 '.

호스트 쓰기 작용 #2에 있어서, 갭은 MP1' 내의 사용하지 않은 1번째 평면에 의하여 형성되며, 그것이 LS4로 처음 패딩된다. 이에 따라 최초 블록 내의 LS4는 폐쇄된다. 제2 쓰기는 갱신 블록을 순차적인 것으로부터 혼돈스러운 것으로 변환한다.For host write action # 2, the gap is formed by the unused first plane in MP1 ', which is first padded with LS4. Accordingly, LS4 in the first block is closed. The second write converts the update blocks from sequential to chaotic.

호스트 쓰기 #3에 있어서, MP1' 내의 사용하지 않은 최종 평면 및 MP2'의 두개의 제1 평면들에 의하여 만들어 진다. MP1'의 최종 평면은 최종 프로그램 LS6' 이후의 LS7에 의하여 처음으로 패딩되며, MP2'의 두개의 제1 평면들은 LS10에 선행하는, 즉 LS8 및 LS9에 의하여 패딩된다. 이에 따라 MP0' 내의 LS10 및 최초 블록 내의 LS7-LS9가 폐쇄된다.For host write # 3, it is created by the unused final plane in MP1 'and the two first planes of MP2'. The final plane of MP1 'is first padded by LS7 after the last program LS6', and the two first planes of MP2 'are padded by LS10, i.e., LS8 and LS9. This closes LS10 in MP0 'and LS7-LS9 in the original block.

호스트 쓰기 작용 #4에 있어서, 갭은 MP2' 내의 최종 평면 및 MP3' 내의 두개의 제1 평면들에 의하여 구성된다. MP2'의 최종 평면은 메타 페이지 MP2' 내의 최종 쓰기 LS10'' 이후의 논리 유니트의 현재 버전에 해당하는 LS11'에 의하여 패딩된다. MP3'의 두개의 제1 평면들은 논리 유니트들이 메타 페이지 MP3' 내의 LS10'''를 선행하기 때문에 각각 LS8 및 LS9에 의하여 패딩된다.For host write action # 4, the gap is formed by the final plane in MP2 'and the two first planes in MP3'. The final plane of MP2 'is padded by LS11' corresponding to the current version of the logical unit after the last write LS10 '' in meta page MP2 '. The two first planes of MP3 'are padded by LS8 and LS9, respectively, because the logic units precede LS10' '' in meta page MP3 '.

호스트 쓰기 작용 #5에 있어서, MP3'의 최종 평면 및 MP4'의 두개의 제1 평면들에 의한 갭은 LS11', LS28 및 LS29에 의하여 각각 패딩된다. 따라서, 논리 그룹 내의 논리 섹터들은 평면 정렬 방법으로 소정의 순서로 그리고 소정의 반복성으로 혼돈 갱신 블록 내에서 쓰여진다.For host write action # 5, the gap by the last plane of MP3 'and the two first planes of MP4' is padded by LS11 ', LS28 and LS29, respectively. Thus, logical sectors within a logical group are written in the chaotic update block in a predetermined order and in a predetermined repeatability in a planar alignment manner.

바람직한 실시예에 있어서, 메타 페이지는 개별 평면들로부터 페이지들의 사 이클 작용을 포함한다. 메타 페이지가 병렬로 읽혀지고 또는 프로그램되기 때문에, 메타페이지의 세분성으로 각각의 호스트 갱신을 구현할 수 있다.In a preferred embodiment, the meta page includes the cycling of pages from separate planes. Because meta pages are read or programmed in parallel, the granularity of meta pages allows each host update to be implemented.

도24A 및도24C의 예에 의한 실시예에 있어서, 각각의 호스트 쓰기 동안에, 패딩은 평면 정렬 메모리 유니트를 선행하는 사용하지 않은 메모리 유니트들에 대하여 수행되며, 상기 메모리 유니트에 대하여 갱신가 프로그래밍된다. 최종 프로그래밍된 메모리 유니트 이후의 사용하지 않은 메모리 유니트들의 작용은 다음 호스트 쓰기 까지 지연된다. 일반적으로, 소정의 선행하는 사용하지 않은 메모리 유니트들은 메타페이지의 경계 내에서 패딩된다. 다른 말로 표현하면, 만약, 선행하는 갭이 두개의 메타페이지에 대하여 지연된다면, 패딩이 각각의 메타페이지에 타당한 논리적으로 순차적인 순서로 각각의 메타페이지에 대하여 수행되지만, 상기 경계를 가로질러 계속성과는 상관없다.In the embodiment by the example of Figs. 24A and 24C, during each host write, padding is performed on unused memory units preceding the plane aligned memory unit, and an update is programmed for the memory unit. The action of unused memory units after the last programmed memory unit is delayed until the next host write. In general, any preceding unused memory units are padded within the bounds of the metapage. In other words, if the preceding gap is delayed for two metapages, padding is performed for each metapage in a logically sequential order that is appropriate for each metapage, but the continuity is Does not matter.

블록의 통합의 경우에 있어서, 만약 부분적으로 쓰여졌다면, 최종 쓰여진 메타페이지는 패딩에 의하여 완전히 채워진다.In the case of block consolidation, if partially written, the final written metapage is completely filled by padding.

또 다른 실시예에 있어서, 소정의 부분적으로 채워진 메타페이지는 다음 메타페이지로 이동하기 이전에 충분히 패딩된다.In another embodiment, some partially filled metapages are sufficiently padded before moving to the next metapage.

메모리 유니트 세분성Memory Unit Granularity

개별적인 메모리 구조에 의하여 지원되는 유연성에 따라, 읽기 또는 프로그램의 유니트에 변형이 가능하다. 개별 평면의 독립적인 본성에 의하여 메타페이지 내의 개별적인 평면들로부터의 각각의 페이지는 각각 독립적으로 읽기 및 프로그램된다. 앞서 설명한 보기들은 각각의 평면에 있어서 페이지가 될 수 있는 프로그램 의 최대 유니트를 갖는다. 메타페이지 내에서, 모든 페이지 보다 작은 부분적인 메타페이지 프로그래밍이 가능하다. 예를 들면, 메타페이지의 3개의 제1 페이지를 프로그래밍하고 그리고 그 다음으로 4번째 페이지를 프로그래밍하는 것이 가능하다.Depending on the flexibility supported by the individual memory structures, it is possible to modify the read or program units. The independent nature of the individual planes allows each page from the individual planes in the metapage to be read and programmed independently of each other. The examples described above have the largest unit of program that can be a page in each plane. Within the metapage, partial metapage programming is possible that is smaller than all pages. For example, it is possible to program three first pages of a metapage and then program a fourth page.

평면 레벨에서, 물리적인 페이지는 한개 또는 그 이상의 메모리 유니트를 갖는다. 만약 각각의 메모리 유니트가 데이터 섹터를 저장한다면, 물리적인 페이지는 한개 또는 그 이상의 섹터를 저장한다. 어느 정도의 메모리 구조는 부분적인 페이지 프로그래밍을 지원하며, 페이지 내에서 선택된 메모리 유니트들의 프로그래밍을 저지하여, 선택된 논리 유니트들은 다수개의 프로그래밍 패스들에 대하여 각기 다른 시간으로 개별적으로 프로그래밍될 수 있다.At the plane level, a physical page has one or more memory units. If each memory unit stores a sector of data, the physical page stores one or more sectors. Some memory architectures support partial page programming and inhibit programming of selected memory units within a page so that the selected logical units can be individually programmed at different times for multiple programming passes.

논리 그룹의 혼돈 갱신용의 메모리 평면 내의 논리 유니트 정렬Logical unit alignment in the memory plane for chaotic updating of logical groups

블록 메모리 관리 시스템에 있어서, 논리 유니트들의 논리 그룹은 최초의 블록 내에 논리적인 순차 순서로 저장된다. 논리 그룹이 갱신되면, 논리 유니트들의 다음 버전들이 갱신 블록 내에 저장된다. 만약 논리 유니트들이 갱신 블록 내에 혼돈적인 방법(예를 들면, 비순차적인 방법)으로 저장되면, 쓰레기 수집이 수행되어, 최초의 블록 및 갱신 블록 중에서 논리 유니트들의 최근 버전들을 수집하며, 그들을 새로운 최초 블록 내로 순차적으로 통합하게 된다. 만약 모든 버전들이 센싱 회로의 동일한 세트에 의하여 접근 가능하도록, 주어진 논리 유니트의 갱신된 버전들이 갱신 블록에 저장된다면, 상기의 쓰레기 수집 작용은 효율적이다.In a block memory management system, logical groups of logical units are stored in a logical sequential order within the first block. When the logical group is updated, the next versions of the logical units are stored in an update block. If logical units are stored in a chaotic way (e.g., out of order) in the update block, garbage collection is performed to collect the latest versions of the logical units among the first block and the update block, making them new first block. It will be integrated sequentially into. If the updated versions of a given logical unit are stored in an update block so that all versions are accessible by the same set of sensing circuits, the above garbage collection operation is efficient.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 상기에 기술된 블록 메모리 관리 시스템에 있어서, 메모리가 메모리 페이지 시리즈로 조직되면, 메모리 유니트들의 각각의 페 이지들은 센싱 회로의 세트에 의하여 병렬로 서비스되며, 만약 그들 모두가 그들이 저장되는 페이지 내에 동일한 옵셋 위치를 갖는다면 주어진 논리 유니트의 모든 버전들은 정렬된다.According to another aspect of the present invention, in the block memory management system described above, if the memory is organized into a series of memory pages, respective pages of the memory units are serviced in parallel by a set of sensing circuits, and if all of them All versions of a given logical unit are sorted if they have the same offset position in the page they are stored in.

도25는 예시적인 메모리 조직을 도시하며, 각각의 페이지는 두개의 논리적인 섹터들과 같은 두개의 논리 유니트를 저장하기 위한 두개의 메모리 유니트들을 그비하고 있다. 최초의 블록에 있어서, 논리 섹터들이 논리적으로 순차적인 순서로 저장되기 때문에, 논리 섹터 LS0 및 LS1은 페이지 P0에 저장되며, 논리 섹터 LS2 및 LS3은 페이지 P1에 저장되며, 논리 섹터 LS4 및 LS5는 페이지 P3에 저장된다. 두개의 섹터 페이지에 있어서, 좌측으로부터의 제1 섹터는 0의 페이지 옵셋을 가지며, 두번째 섹터는 1의 페이지 옵셋을 갖는다.Figure 25 shows an exemplary memory organization, each page having two memory units for storing two logical units, such as two logical sectors. In the first block, because logical sectors are stored in logically sequential order, logical sectors LS0 and LS1 are stored in page P0, logical sectors LS2 and LS3 are stored in page P1, and logical sectors LS4 and LS5 are paged. Stored in P3. For two sector pages, the first sector from the left has a page offset of zero and the second sector has a page offset of one.

최초 블록에 순차적으로 저장된 논리 섹터의 논리 그룹이 갱신될 때, 갱신된 논리 섹터들은 갱신 블록 내에 기록된다. 예를 들면, 논리 섹터 LS2는 최초 블록 내에서 옵셋 0을 갖는 페이지 P0에 존재한다. 제1의 쓰기에서, 만약 LS2가 LS2'로 갱신된다면, 그것은 동일한 페이지 옵셋 0을 갖는 엡데이트 블록 내에 위치하는 제1 사용 가능한 위치에 저장된다. 이와 같은 것은 페이지 P0의 제1 메모리 유니트 내에 존재한다. 제2 쓰기에서, 만약 LS5가 LS5'로 갱신된다면, 동일한 페이지 옵셋 1을 갖는 갱신 블록 내의 제1 사용 가능한 위치에 저장될 것이다. 이와 같은 것은 페이지 P1의 옵셋 1을 갖는 제2 메모리 유니트 내에 존재한다. 그렇지만, LS5'을 저장하기 이전에, P0에서 옵셋 1을 갖는 사용하지 않은 메모리 유니트들과 P1에서 옵셋 0을 갖는 사용하지 않은 메모리 유니트들은 그들을 각각의 페이지 내에 최소 한 논리적인 순차 순서를 유지하는 논리 섹터들의 최근 버전을 카피하여 제공함으로서 패딩된다. 이러한 경우에 있어서, LS3은 P0 내의 옵셋 위치 1 위치로 그리고 LS4는 P1 내의 옵셋 0 위치로 각각 카피된다. 제3 쓰기에서, 만약 LS2'가 LS2''로 다시 갱신 된다면, P2의 옵셋 0 내로 저장될 것이다. 제4 쓰기에서, 만약 LS22 및 LS23이 LS22' 및 LS23'로 각각 갱신된다면, 그들은 각각 P3의 옵셋 0 및 1에 각각 저장될 것이다. 그렇지만, 그런 작용 이전에, P2에서 옵셋 1을 갖는 사용하지 않은 메모리 유니트는 LS3으로 패딩된다.When the logical group of logical sectors sequentially stored in the first block is updated, the updated logical sectors are written in the update block. For example, logical sector LS2 is in page P0 with offset 0 in the first block. In the first write, if LS2 is updated to LS2 ', it is stored in the first available location located in the update block with the same page offset zero. The same exists in the first memory unit of page P0. In the second write, if LS5 is updated to LS5 ', it will be stored in the first available location in the update block with the same page offset 1. The same exists in the second memory unit with offset 1 of page P1. However, before storing LS5 ', the unused memory units with offset 1 at P0 and the unused memory units with offset 0 at P1 are the logic that maintains at least logical sequential order within each page. Padded by providing a copy of the latest version of the sectors. In this case, LS3 is copied to offset position 1 position in P0 and LS4 is offset to offset 0 position in P1, respectively. In the third write, if LS2 'is updated back to LS2' ', it will be stored into offset 0 of P2. In the fourth write, if LS22 and LS23 are updated to LS22 'and LS23', respectively, they will be stored at offsets 0 and 1 of P3 respectively. However, prior to such an action, the unused memory unit with offset 1 at P2 is padded with LS3.

상기에 기술된 갱신 순서는 페이지 내에서 개별적인 섹터들을 프로그래밍할 수 있다는 것을 가장하는 것이다. 부분적인 페이지 프로그래밍이 지원되지 않은 약간의 메모리 구조들에 있어서, 페이지 내의 모든 섹터들은 함께 프로그래밍되어야 한다. 이러한 경우에 있어서, 제1 쓰기에서, LS2 및 LS3는 P0'로 함께 프로그래밍되며, 제2 쓰기에 있어서, LS4 및 LS5'는 P1'으로 각각 함께 프로그래밍된다. 제3 쓰기에 있어서, LS2'' 및 LS3은 P2'로 각각 함께 프로그래밍된다.The update sequence described above pretends that individual sectors can be programmed within a page. For some memory structures where partial page programming is not supported, all sectors within a page must be programmed together. In this case, in the first write, LS2 and LS3 are programmed together at P0 ', and in the second write, LS4 and LS5' are programmed together at P1 ', respectively. In the third write, LS2 " and LS3 are each programmed together to P2 '.

메타페이지 내의 평면 정렬Align Planes Within Metapages

프로그램의 유니트는 메타페이지의 세분성을 갖는다. 만약 혼돈 갱신 블록으로의 쓰기의 세분성이 메타페이지가 된다면, 도16A 및 16B를 참조하여 설명한 CBI 블록 내의 입력 내용들은 섹터 대신에 메타페이지에 관한 것이다. 증가된 세분성으로 인하여 혼돈 갱신 블록용으로 기록되는 입력 내용의 수가 감소하며, 직접 인덱스들이 제거되며, 단일의 CBI 섹터가 메타블록 당 사용될 수 있다.The unit of the program has a subpage granularity. If the granularity of writing to the chaotic update block is a metapage, the entries in the CBI block described with reference to Figures 16A and 16B relate to the metapage instead of the sector. Increased granularity reduces the number of entries written for the chaotic update block, direct indices are removed, and a single CBI sector can be used per metablock.

도26A는 각각의 페이지가 한개 대신에 두개의 섹터를 갖는 것을 제외하고는 도21의 메모리 구조와 유사하다. 즉, 메타페이지 MP0는 데이터의 두개의 논리 유니트들을 저장할 수 있는 페이지를 각각 갖는다. 만약 각각의 논리 유니트가 섹터가 된다면, 논리 섹터들은 평면 p0에서 LS0 및 LS1을 가지며 그리고 P1에서 LS2 및 LS3을 갖는 MP0 내에서 순차적으로 저장된다.Figure 26A is similar to the memory structure of Figure 21 except that each page has two sectors instead of one. That is, the metapage MP0 has a page for storing two logical units of data, respectively. If each logical unit becomes a sector, the logical sectors are stored sequentially in MP0 with LS0 and LS1 in plane p0 and LS2 and LS3 in P1.

도26B는 개략적으로 선형 패션으로 구성되는 메모리 유니트들을 갖는 도26A의 메타블록들을 도시한다. 도21의 단일 섹터 페이지와 비교하여, 논리 섹처들은 각각의 페이지에 두개의 섹터들을 갖는 4개의 페이지들에 사이클적으로 저장된다.FIG. 26B shows the metablocks of FIG. 26A with memory units schematically organized in a linear fashion. Compared with the single sector page of Fig. 21, logical sections are stored periodically in four pages having two sectors in each page.

일반적으로, 만약 병렬로 작용하는 W 평면이 있다면, 그리고 페이지 당 K 페모리가 존재하고, 그리고 메타블록이 논리저으로 순차적인 순서로 채워져 있다면, 메타 블록 내의 k-번째 논리 페이지는 평면 x 내에 존재하여, 여기서 x = k' MOD W이며, k' = INT(k/K)이다. 예를 들면, 4개의 평면을 가지면, W= 4 이며, 페이지 당 2개의 섹터를 가지며, K = 2, 그리고 k = 5이며, 이는 5번째 논리 섹터 LS5에 해당하며, 이는 24A도에 도시된 k와 같이 평면 2에 해당하는 2 MOD 4에 의하여 주어지는 평면 내에 존재한다. 일반적으로, 동일한 원리가 앞서 기술한 평면 정렬을 구현하는데 적용된다.In general, if there are W planes acting in parallel, and if there are K femory per page, and the metablocks are filled in sequential order with logical logic, then the k-th logical page in the metablock is in plane x Where x = k 'MOD W and k' = INT (k / K). For example, with four planes, W = 4, two sectors per page, K = 2, and k = 5, which corresponds to the fifth logical sector LS5, which is k shown in FIG. 24A. As in the plane given by 2 MOD 4 corresponding to plane 2. In general, the same principle applies to implementing the planar alignment described above.

앞서 주어진 예문들은 다수개의 평면 구조에서 평면들을 갖는 페이지 정렬에 대한 것이다. 다수개의 섹터를 갖는 페이지의 경우에 있어서, 한개의 패이지 내에 섹터 정렬을 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 센스 회로의 동일한 세트가 동일한 섹터의 다른 버전을 위하여 사용될 수 있다. 섹터의 위치 재설정 및 읽기-수정-쓰기와 같은 작용들은 효율적으로 수행될 수 있다. 섹터 순서를 한 페이 지 내에서 정렬할때는, 페이지를 평면에 정렬하는 것과 같은 동일한 기술이 사용될 수 있다. 실시예에 따라, 소정의 간섭 갭들이 패딩될 수 있고 또는 패딩되지 않을 수 있다.The examples given above are for page alignment with planes in multiple plane structures. In the case of pages with multiple sectors, it is desirable to maintain sector alignment within one page. In this way, the same set of sense circuits can be used for different versions of the same sector. Operations such as sector repositioning and read-modify-write can be performed efficiently. When sorting the sector order within one page, the same technique may be used, such as sorting pages in a plane. Depending on the embodiment, certain interference gaps may or may not be padded.

패딩이 필요없는 논리 유니트 또는 평면 정렬Logical unit or planar alignment without padding

도27은 한개의 위치로부터 다른 한개의 위치로 카피되는 논리 유니트들을 패딩하지 않고, 한개의 갱신 블록 내에 평면 정렬용 구조를 도시한다. 갱신 블록을 가로지르는 4개 평면의 부분들은 호스트로부터 수신되는 평면 정렬 갱신 논리 유니트들을 수집하는 4개의 버퍼로써 정의된다. 상기 호스트로부터 수신되는 각각의 논리 유니트는 소정의 버퍼의 사용 가능한 다음 메모리 유니트 내에서 패딩하지 않고 프로그래밍된다. 다른 개수의 논리 유니트들은 상기 호스트로부터 수신되는 논리 유니트 주소의 순서에 따라 각각의 평면 내에서 프로그래밍된다.Figure 27 shows a structure for planar alignment in one update block without padding logical units copied from one position to another. The portions of the four planes across the update block are defined as four buffers that collect plane aligned update logic units received from the host. Each logical unit received from the host is programmed without padding in the next available memory unit of the given buffer. Different numbers of logical units are programmed in each plane according to the order of logical unit addresses received from the host.

혼돈 갱신 블록 MB1'은 MP0'와 같은 논리 메타페이지의 모든 논리 유니트의 갱신된 버전들을 포함한다. 그리고, MP1'와 같은 메타페이지의 모든 논리 유니트들 보다 적은 수를 포함할 수 있다. MP1'의 경우에 있어서, 분실 논리 유니트 LS4는 해당하는 최초 블록 MB0로부터 얻을 수 있다.The chaos update block MB1 'contains updated versions of all logical units of the logical metapage, such as MP0'. And, it may include fewer than all the logical units of the metapage such as MP1 '. In the case of MP1 ', the missing logic unit LS4 can be obtained from the corresponding first block MB0.

이와 같은 다른 구조는 만약 메모리 구조가 각각의 평면으로부터 이진 논리 페이지의 병렬 읽기를 지원한다면, 특히 효율적이다. 이와 같은 방법으로, 메타페이지의 모든 논리 페이지들은 심지어 개별 논리 페이지들이 동일한 열로부터 구성되지 않는다 해도 단일 병렬 읽기 작용에서 읽을 수 있다.This other structure is particularly efficient if the memory structure supports parallel reading of binary logical pages from each plane. In this way, all logical pages of a metapage can be read in a single parallel read operation even if individual logical pages are not organized from the same column.

단계화된 프로그램 에러 취급Stepped program error handling

만약 블록 내에 프로그램 오류가 발생한다면, 블록 내에 저장된 보든 데이터들이 또 다른 블록으로 이전되고, 오류가 발생한 블록은 나쁜(bad)으로 표시된다. 오류가 검출되는 작용 동안의 시간 스펙에 따라, 저장된 데이터를 또 다른 블록으로 추가적으로 이전하기 위하여 충분한 시간을 갖지 못할 수도 있다. 가장 최악의 경우는, 모든 데이터를 또 다른 블록으로 위치 재설정하기 위하여 또 다른 그리고 유사한 쓰레기 수집 작용이 필요한 작용, 즉 정상적인 쓰레기 수집 작용 중간에 프로그램 오류가 발생하는 경우이다. 이와 같은 경우에 있어서, 주어진 호스트/메모리 장치의 구체적인 쓰기 지연 시간 제한은 한개에 대하여 두개의 쓰레기 수십 작용을 수용할 수 없도록 설계되었기 때문에 그러한 제한을 종종 어기게 된다.If a program error occurs in a block, all data stored in the block is transferred to another block, and the block in which the error occurred is marked bad. Depending on the time specification during the action in which the error is detected, it may not have enough time to further transfer the stored data to another block. The worst case is when another and similar garbage collection action is required to relocate all data to another block, that is, a program error occurs in the middle of a normal garbage collection action. In such cases, the specific write latency limit of a given host / memory device is often violated because it is designed to not accommodate two dozen garbage operations for one.

도28은 통합 작용 동안의 결함 블록 애네 발생하는 프로그램 오류를 도시하며, 통합 작용은 또 다른 블록에서 반복된다. 예를 들면, 블록 1은 논리적은 순차적인 순서로 논리 그룹의 완전한 논리 유니트를 저장하는 최초의 블록이다. 예시적인 목적으로 도시되었지만, 최초의 블록은 섹션 A, B, C 및 D를 구비하고 있으며, 상기 각 섹션은 논리 유니트들의 서브 그룹을 저장한다. 호스트가 그룹의 소정 논리 유니트들을 갱신하면, 논리 유니트들의 새로운 버전들은 갱신 블록, 즉 블록 2에 기록된다. 상기 갱신 블록과 관련하여 앞서 기술한 바와 같이, 호스트에 따라, 갱신은 순차적인 순서로 또는 비순차적인 (혼돈)의 순서로 논리 유니트들을 기록할 수 있다. 궁극적으로, 갱신 블록은 다른 소정의 이유에 의하여 갱신을 추가적으로 수신하는데 대하여 차단되어 있다. 갱신 블록(블록 2)가 차단되어 있으면, 갱신 블록 또는 최초 블록(블록 1)에 존재하는 논리 유니트들의 현재 버전들은 새로운 블 록(블록 3)에 통합되어, 논리 그룹을 위하여 새로운 최초 블록을 형성하게 된다. 예시는 섹션 B 및 D에서 논리 유니트들의 새로운 버전들을 포함하는 갱신 블록을 도시한다. 섹션 B 및 D는 블록 2 내에 개략적으로 도시되어 있으며, 그들이 기록되는 위치에서는 필요하지 않으며, 블록 1에서 최초의 위치들에 정렬되어 있다.Fig. 28 shows a program error occurring in a defective block animation during the merging operation, in which the merging operation is repeated in another block. For example, block 1 is the first block that stores the complete logical unit of a logical group in logical sequential order. Although shown for illustrative purposes, the first block has sections A, B, C and D, each section storing a subgroup of logical units. When the host updates certain logical units in the group, new versions of the logical units are written to an update block, block 2. As described above in connection with the update block, depending on the host, the update may write logical units in a sequential order or in a non-sequential (chaos) order. Ultimately, the update block is blocked from further receiving the update for some other reason. If the update block (block 2) is blocked, the current versions of the logical units present in the update block or the original block (block 1) are incorporated into a new block (block 3) to form a new original block for the logical group. do. The example shows an update block containing new versions of logical units in sections B and D. FIG. Sections B and D are schematically shown in block 2 and are not needed at the location where they are written and are aligned to the original positions in block 1.

통합 작용에 있어서, 최초로 블록 1에 존재하는 논리 그룹의 모든 논리 유니트들의 현재 버전들은 통합 블록(블록 3)에 순차적인 순서로 기록된다. 섹션 A의 논리 유니트들은 블록 1에서 블록 3으로 카피되며, 그리고 섹션 B에서는 브록 2에서 블록 3으로 카피된다. 예를 들면, 섹션 C의 논리 유니트가 블록 1에서 블록 3으로 카피된다면, 블록 3의 결함에 의하여 프로그램 오류가 발생할 수 있다.In the coalescing operation, the current versions of all the logical units of the logical group initially present in block 1 are written in sequential order to the coalescing block (block 3). Logical units in section A are copied from block 1 to block 3, and in section B from block 2 to block 3. For example, if the logical unit of section C is copied from block 1 to block 3, a program error may occur due to a block 3 defect.

프로그램 오류를 취급하는 한가지 방법은 새로운 블록(블록 4)에 대하여 통합 공정을 다시 시작하는 것이다. 따라서, 섹션 A, B, C 및 D는 블록 4로 카피되며, 결함 블록 3은 저려진다. 그렇지만, 이와 같은 것은 2개의 통합 작용을 실시하는 것이기 때문에, 논리 유니트들로 포화상태인 두개의 블록을 카피하는 결과가 된다.One way to deal with program errors is to restart the integration process for a new block (block 4). Thus, sections A, B, C and D are copied into block 4 and defective block 3 is saved. However, since this is a two-integrated action, the result is a copy of two blocks that are saturated with logical units.

메모리 장치는 소정의 작용을 수행하기 위하여 구체적인 시간 일정을 갖는다. 예를 들면, 한개의 호스트가 메모리 장치로 쓰기를 하면, 쓰기 작용은 소정의 주어진 시간 내에 종료하는 것을 기대하게 된다, 이를 쓰기 지연이라 부른다. 메모리 카드와 같은 메모리 장치가 호스트로부터 데이터를 쓰기에 바쁘다면, 바쁜 상태를 알리는 "Busy" 상태를 호스트에 전송한다. 만약 Busy 상태가 쓰기 지연 기간 보다 오래 지속된다면, 호스트는 쓰기 작용을 시간 종료하게 되며, 쓰기 작용에 예외 또는 에러를 등록하게 된다.The memory device has a specific time schedule to perform a predetermined action. For example, if a host writes to a memory device, the write operation is expected to finish within a given given time, which is called a write delay. If a memory device, such as a memory card, is busy writing data from the host, it sends a " Busy " state to the host indicating the busy state. If the busy state persists longer than the write delay period, the host times out the write operation and registers an exception or error for the write operation.

도29는 쓰기 작용(지연) 뿐만 아니라 통합 작용을 완료하기에 충분한 시간을 제공하는 타이밍 또는 쓰기 지연을 갖는 호스트 쓰기 작용을 개략적으로 도시하고 있다. 호스트 쓰기 작용은 쓰기 지연 Tw를 제공하며, 상기 지연은 쓰기 호스트 데이터의 갱신 작용 972의 완료에 대한 충분한 시간을 갱신 블록(도29A)에 제공한다. 블록 관리 시스템에서 앞서 기술한 바와 같이, 갱신 블록으로의 호스트 쓰기는 통합 작용을 트리거할 수도 있다. 즉, 티이밍에 의하여 갱신 작용(972)에 추가하여 통합 작용(974)(도29B)를 가능하게 한다. 그러나, 발생한 오류에 대응하여 통합 작용을 다시 시작하는 것은 너무 긴 시간을 필요로 할 수 있으며, 설정된 쓰기 지연을 초과할 수도 있다.29 schematically illustrates a host write operation with a timing or write delay that provides sufficient time to complete the integration operation as well as the write operation (delay). The host write action provides a write delay Tw, which provides the update block (FIG. 29A) with sufficient time for completion of the update action 972 of write host data. As described earlier in the block management system, host writes to update blocks may trigger a coalescing action. That is, in addition to the update action 972 by timing, the integration action 974 (Fig. 29B) is enabled. However, restarting the coalescing operation in response to an error that has occurred may take too long time and exceed the set write delay.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 블록 관리 시스템을 갖는 메모리에 있어서, 시간-임계 메모리 작용 동안에 블록에서 발생하는 프로그램 오류는 브레이크아웃 메모리에서 프로그래밍 작용을 계속하여 구현될 수 있다. 보다 작은 임계 시간에서, 중단이 발생하기 이전에 오류가 발생한 블록에 기록된 데이터는 또 다른 블록으로 이전되며, 상기 또 다른 블록은 브레이크아웃 블록일 수도 있다. 오류가 발생한 블록은 버려진다. 이와 같은 방법으로 결합 블록이 발견되면, 결함 블록에 저장된 데이터를 현장에서 바로 이전시킴에 따라, 저장된 데이터를 현장에서 데이터 손실 없이 그리고 설정된 시간 제한을 초과하지 않고 취급할 수 있다. 이와 같응 에러 취급은 전체 작용이 임계 시간 동안 새로운 블록에 대하여 반복될 필요가 없기 때문에 쓰레기 수집 작용에 있어서 특히 중요하다. 결과적으로, 소정의 타당한 시 간에, 결함 블록으로부터의 데이터는 또 다른 블록으로 위치를 재조정하여 구할 수 있다.According to another aspect of the present invention, in a memory having a block management system, a program error occurring in a block during a time-critical memory operation may be implemented by continuing a programming operation in the breakout memory. At smaller threshold times, data written to the failed block before the interruption occurs is transferred to another block, which may be a breakout block. The block in which the error occurred is discarded. If a combined block is found in this way, the data stored in the defective block can be transferred directly in the field, thereby allowing the stored data to be handled in the field without data loss and without exceeding a set time limit. This error handling is particularly important for the garbage collection operation since the entire operation does not have to be repeated for a new block for a threshold time. As a result, at some reasonable time, data from the defective block can be obtained by repositioning to another block.

도30은 본 발명의 전체 구조에 따라 프로그램 오류 취급의 플로우 차트를 도시하는 도면이다.30 is a flowchart showing a program error handling in accordance with the overall structure of the present invention.

단계 1002: 비휘발성 메모리를 블록으로 조직한다. 각각의 블록은 함께 삭제 가능한 메모리 유니트들로 파티션된다. 각각의 메모리 유니트는 데이터의 논리 유니트를 저장한다.Step 1002: Organize the nonvolatile memory into blocks. Each block is partitioned into memory units that can be erased together. Each memory unit stores a logical unit of data.

프로그램 오류 취급 (제1단계)Program Error Handling (Step 1)

단계 1012: 데이터의 논리 유니트의 순서를 제1 블록 내에 저장한다.Step 1012: Store the order of the logical units of data in the first block.

단계 1014: 다수의 논리 유니트들을 저장하고 난 이후에 제1 블록에서의 저장 오류에 대응하여, 다음 논리 유니트들을 제1 블록에 대한 브레이크아웃 블록으로 기능을 하는 제2 블록 내에 저장한다.Step 1014: After storing the plurality of logical units, in response to a storage error in the first block, store the next logical units in a second block that functions as a breakout block for the first block.

프로그램 오류 취급 (최종 단계)Program Error Handling (Final Step)

단계 1020: 소정의 이벤트에 대응하여, 제1 블록에 저장된 논리 유니트들을 제 3블록으로 이전시키고, 상기 제3 블록은 상기 제2 블록에 일치 또는 일치되지 않을 수 있다.Step 1020: In response to a predetermined event, transfer logical units stored in a first block to a third block, where the third block may or may not coincide with the second block.

단계 1022: 상기 제1 블록을 버린다.Step 1022: Discard the first block.

도31A는 제3 블록(최종 위치 재설정) 블록이 제2 (브레이크아웃) 블록과 서로 다른 구성에 있어서, 프로그램 오류 취급의 제1 실시예를 도시하는 도면이다. 단계 I에서, 일련의 논리 유니트들이 제1 블록에 기록된다. 만약 논리 유니트들이 호스트 쓰기로부터 구성되면, 제1 블록은 갱신 블록으로 정의된다. 만약 논리 유니트들이 압축 작용의 통합으로부터 구성된다면, 제1 블록은 위치 재설정 블록으로 정의된다. 소정의 지점에서, 프로그램 오류가 블록 1에서 검출되면, 브레이크아웃 블록이 구성된다. 블록 1에 기록되는 것이 실패한 논리 유니트 및 다른 다음 유니트들은 그 대신에 브레이크아웃 블록에 기록된다. 이와 같은 방법으로, 오류 블록 1 및 그에 존재하는 데이터를 교체하기 위하여 추가적인 시간이 필요 없게 된다. Fig. 31A is a diagram showing a first embodiment of program error handling in a configuration in which the third block (final position reset) block is different from the second (breakout) block. In step I, a series of logical units is written to the first block. If logical units are constructed from host writes, the first block is defined as an update block. If the logic units are constructed from the integration of the compression action, the first block is defined as a reposition block. At a given point, if a program error is detected at block 1, a breakout block is constructed. Logical units and other next units that fail to be written to block 1 are written to the breakout block instead. In this way, no additional time is required to replace error block 1 and the data present therein.

간섭 단계 II에 있어서, 상기 시퀀스의 모든 기록된 논리 유닛은 블록 1과 블록 2 사이에 획득가능하다.In the interference phase II, all written logic units of the sequence are obtainable between block 1 and block 2.

최종 단계 III에 있어서, 오류 블록 1 및 그에 존재하는 데이터는 논리 유니트들을 블록 3으로 위치 재설정하여 교체되며, 상기의 블록 3은 위치 재설정 블록으로써 기능을 한다.In the final step III, error block 1 and the data present therein are replaced by repositioning the logic units to block 3, which block 3 functions as a reposition block.

즉, 오류 블록 내의 데이터는 다시 살아나며, 오류 블록은 버려지게 된다. 최종 단계는 소정의 다른 임시 메모리 작용의 타이밍과 상호 충돌하지 않도록 시간 설정된다.In other words, the data in the error block is revived and the error block is discarded. The final step is timed so as not to conflict with the timing of any other temporary memory operation.

본 실시예에 있어서, 위치 재설정 블록(3)은 브레이크아웃 블록(2)과는 분명하게 차이가 난다. 즉, 이와 같은 것을 중간 단계 동안에 브레이크아웃 블록이 추가 논리 유니트들로 기록될 때 유용하다. 즉, 브레이크아웃 블록이 갱신 블록으로 전환하고, 결함있는 블록(1)로부터 논리 유니트들을 위치 재설정하는 역할을 못하게 되는 것이다.In the present embodiment, the reposition block 3 is clearly different from the breakout block 2. In other words, this is useful when the breakout block is written to additional logical units during the intermediate step. In other words, the breakout block switches to the update block and does not serve to reposition the logical units from the defective block 1.

도31B는 프로그램 오류 취급의 또 다른 실시예를 도시하며, 제3(최종 위치 재설정) 블록은 제2 (브레이트아웃) 블록과 동일한 것이다. 단계 I 및 II는 도31A의 제1 실시예와 유사하다. 그렇지만, 단계 III에 있어서, 결함 블록 I로부터의 논리 유니트들은 브레이크아웃 블록(2)로 위치 재설정된다. 이와 같은 것은 브레이크아웃 블록(2)이 이전의 쓰기 작용의 최초 순서와 다른 추가적인 논리 유니트로 기록될때 유용하다. 이와 같은 방법으로, 논리 유니트들을 저장하는데 있어 최소의 블록들이 필요하게 된다.Fig. 31B shows another embodiment of program error handling, where the third (final position reset) block is the same as the second (brateout) block. Steps I and II are similar to the first embodiment of Fig. 31A. However, in step III, the logic units from the defective block I are repositioned to the breakout block 2. This is useful when the breakout block 2 is written to an additional logical unit that is different from the initial order of the previous write operation. In this way, minimal blocks are needed to store the logical units.

통합 과정에서의 프로그램 오류 취급용 실시예Example for handling program errors in the integration process

프로그램 오류 취급은 통합 작용 과정에 있어서 특히 중요하다. 정상적인 통합 작용이 통합 블록으로 통합되며, 논리 그룹의 모든 논리 유니트들의 현재 버전들은 최초 블록 및 갱신 블록 사이에 존재하게 된다. 통합 작용 과정에서, 만약 프로그램 오류가 통합 블록에서 발생한다면, 브레이크아웃 블록으로 작용하는 또 다른 블록은 나머지 논리 유니트들의 통합을 수신한다. 이와 같은 방법으로,한 번 이상 카피되는 논리 유니트가 없게 되며, 예외적인 취급에 따른 작용은 정상적인 통합 작용 동안에 설정된 기간 내에 완료된다. 적절한 시간에, 통합 작용은 그룹의 모든 우수한 논리 유니트들을 브레이아웃 블록으로 통하여 완료될 수 있다. 적당한 시간이란 통합을 실시할 시간이 있을때 현재의 호스트 쓰기 작용 외부에서의 다른 기간 과정을 의미한다. 그러한 적절한 시간은 갱신이 존재하나, 해당하는 통합 작용이 존재하지 않는 또 다른 호스트 쓰기 과정에 실시될 수 있다.Program error handling is particularly important in the integration process. Normal consolidation action is integrated into the consolidation block, and current versions of all logical units in the logical group are between the initial block and the update block. In the course of the integration operation, if a program error occurs in the integration block, another block acting as a breakout block receives the integration of the remaining logical units. In this way, there will be no logical unit to be copied more than once, and the action of exceptional handling is completed within a set period of time during the normal integration action. At the appropriate time, the integration operation can be completed through the breakout block with all the good logic units in the group. Appropriate time means a different period of time outside of the current host write activity when there is time to perform the integration. Such a suitable time can be implemented during another host write process where there is an update but no corresponding aggregation action.

특히, 프로그램 오류 취급을 이용한 통합은 다수개의 단계들로 구현될 수 있다. 첫번째 단계에 있어서, 한번 이상의 논리 유니트들을 통합하는 것을 피하기 위 하여 프로그램 오류가 발생한 이후에 논리 유니트들이 한개의 블록 이상의 블록으로 통합된다. 최종 단계는 적절한 시간에 완료되며, 모든 논리 유니트들을 순차적인 순서로 브레이크아웃 통합 블록 내로 수집하는 방법으로, 한개의 블록 내로 통합을 한다.In particular, integration using program error handling can be implemented in a number of steps. In the first step, logical units are merged into one or more blocks after a program error to avoid consolidating one or more logical units. The final phase is completed in a timely manner, integrating into one block by collecting all logical units into breakout consolidation blocks in sequential order.

도32A는 통합 작용을 이룰 수 있는 초기 갱신 작용의 플로우 차트이다.32A is a flow chart of an initial update action that may achieve an integration action.

단계 1102: 비휘발성 메모리를 블록들로 조직하고, 각각의 블록은 함께 삭제 가능한 메모리 유니트들로 파티션되고, 각각의 메모리 유니트는 데이터의 논리 유니트를 저장한다.Step 1102: Organize the nonvolatile memory into blocks, each block partitioned into erasable memory units, each memory unit storing a logical unit of data.

단계 1104: 데이터를 다수개의 논리 그룹으로 조직한다. 각각의 논리 그룹은 블록 내에 저장될 수 있는 논리 유니트들의 그룹이다.Step 1104: Organize the data into a plurality of logical groups. Each logical group is a group of logical units that can be stored in a block.

단계 1112: 논리 유니트들로 패키지된 호스트 데이터를 수신한다.Step 1112: Receive host data packaged into logical units.

단계 1114: 제1 순서에 따라 논리 그룹의 논리 유니트들의 제1 버전을 제1 블록 내에 저장하여 논리 그룹의 최초 블록을 생성한다.Step 1114: Store the first version of the logical units of the logical group in the first block according to the first order to generate the first block of the logical group.

단계 1116: 제2 순서에 따라 논리 그룹의 논리 유니트들의 다음 버전을 포함하는 제2 블록 내에 저장하여 논리 그룹의 갱신 블록을 생성한다.Step 1116: Store in a second block containing a next version of logical units of the logical group according to the second order to generate an update block of the logical group.

단계 1119: 앞서 설명한 섹션에서의 소정의 이벤트에 있어서, 쓰레기 수집이 수행되어, 다양한 블록들에서 논리 유니트들의 현재 버전을 수집하여, 새로운 블록으로 재기록한다.Step 1119: For a predetermined event in the section described above, garbage collection is performed to collect the current version of the logical units in the various blocks and rewrite it into a new block.

도32B는 본 발명의 바람직한 실시예의 다수 단계 통합 작용의 플로우 차트이다.32B is a flow chart of a multi-step integration action of a preferred embodiment of the present invention.

통합 오류 취급 (단계 I)Integrated Error Handling (Phase I)

오류 취급, 단계 I 작용 1120에 대한 통합 작용은 단계 1122 및 단계 1124를 구비한다.Error handling, integration action for step I action 1120 includes step 1122 and step 1124.

단계 1122: 제1 순서와 유사한 논리 그룹의 논리 유니트들의 현재 버전들을 제3 블록 내에 저장하여 논리 그룹용 통합 블록을 생성한다.Step 1122: Store current versions of logical units of a logical group similar to the first order in a third block to generate a coalescing block for the logical group.

단계 1124: 통합 블록에서 저장 오류에 대응하여, 상기 제3 블록으로부터 이탈한 논리 그룹의 논리 유니트들을 제1 순서에 유사한 제4 블록에 저장하여, 브레이크아웃 통합 블록을 제공한다. Step 1124: In response to a storage error in the coalescing block, the logic units of the logical group deviating from the third block are stored in a fourth block similar to the first order to provide a breakout coalescing block.

블록 1 및 2에서의 데이터들이 블록 3 및 4로 이전되고, 블록 1 및 2는 공간을 증가시키기 위하여 삭제된다. 바람직한 실시예에 있어서, 블록 2는 EBL(Erased Block List, 도18 참조)로 즉시 릴리즈되고 재사용된다. 블록 1은 만약 이것이 닫힌 얻데이트 블록이라면 릴리즈될 수 있다. 해당하는 GAT 엔트리가 가르키는 또 다른 블록이 존재한다.Data in blocks 1 and 2 are transferred to blocks 3 and 4, and blocks 1 and 2 are deleted to increase space. In a preferred embodiment, block 2 is immediately released and reused as EBL (Erased Block List, see FIG. 18). Block 1 can be released if it is a closed getdate block. There is another block pointed to by the corresponding GAT entry.

특히, 블록 3은 논리 그룹을 위하여 최초 블록이 되며, 블록 4는 블록 3을 위하여 교체 순차 갱신 블록이 된다.In particular, block 3 becomes the first block for the logical group and block 4 becomes the replacement sequential update block for block 3.

단계 I 통합이 완료된 이후에, 메모리 장치는 Busy 신호를 전송하여 호스트에게 신호를 보낸다.After the phase I integration is complete, the memory device sends a busy signal to signal the host.

중간 작용 (단계 II)Intermediate action (phase II)

중간 작용 1130인 단계 II는 단계 III 통합 작용 1140 이전에 수행될 수 있다. 다수의 가능한 시나리오는 단계 1132, 1134 및 1136으로 구성된다.Step II, which is intermediate action 1130, may be performed before step III integrated action 1140. Many possible scenarios consist of steps 1132, 1134 and 1136.

단계 1132: 논리 그룹의 쓰기 작용에 있어서, 갱신 블록으로써 제4번째 블록(브리에크아웃 통합 블록)으로 쓴다.Step 1132: For the write operation of the logical group, write as a fourth block (Breekeout Integration Block) as an update block.

만약 호스트가 의문이 있는 논리 그룹으로 쓰기를 한다면, 브레이크아웃 통합 블록이고, 교체 순차 엡데이트 블록의 역할을 갖는 블록 4는 정상적인 갱신 블록으로 사용될 것이다.If the host writes to the logical group in question, block 4, which is a breakout consolidation block and acts as a replacement sequential block, will be used as a normal update block.

호스트 쓰기에 따라서, 순차적인 상태로 남아 있을 수 있으며, 또는 혼돈 상태로 변환될 수도 있다. 갱신 블록으로써, 그것은 앞선 실시예에서 설명한 바와 같이, 도 다른 혼돈 블록의 소정의 포인트 트리거 클로져에 있을 수 있다.Depending on the host write, it may remain in a sequential state or may be converted to a chaotic state. As an update block, it may be in any point trigger closure of another chaotic block, as described in the previous embodiment.

만약 호스트가 또 다른 논리 그룹으로 쓰기를 한다면, 단계 III의 작용으로 바로 진행한다.If the host writes to another logical group, it proceeds directly to step III.

단계 1134: 또는 읽기 작용에 있어서, 제3 블록을 이용하여 메모리를 논리 그룹용 최초 블록으로써 읽고, 그리고 제4 블록을 갱신 블록으로써 읽는다.Step 1134: Alternatively, in a read operation, the memory is read as the first block for the logical group using the third block, and the fourth block is read as the update block.

이와 같은 경우에 있어서, 섹션 A 및 B로부터의 논리 유니트들은 블록 3으로부터 논리 그룹의 최초 블록으로서 읽어진다. 그리고 섹션 C 및 D로부터의 논리 유니트들은 블록 4로부터 그룹의 갱신 블록으로서 읽어진다. 섹션 A 및 B가 블록 3으로부터 읽혀질 수 있기 때문에, 프로그래밍이 오류를 일으키는 페이지에 대한 접근을 할 수가 없으며, 그 이후에 쓰여진 부분에 대한 접근도 없을 것이다. 플래시 메모리 내의 GAT 디렉토리가 아직 갱신되지 않고, 최초 블록으로써 블록 1을 가리키고 있기 때문에, 그로부터 읽혀지는 데이터가 존재하지 않으며, 블록 그 자체는 조기에 삭제될 수 있다.In this case, the logical units from sections A and B are read from block 3 as the first block of the logical group. And logical units from sections C and D are read from block 4 as update blocks of the group. Since sections A and B can be read from block 3, programming will not have access to the page that is causing the error, and there will be no access to the parts written after that. Since the GAT directory in the flash memory has not yet been updated and points to block 1 as the first block, there is no data read from it, and the block itself can be deleted early.

또 다른 가능성은 논리 그룹에서의 논리 유니들의 호스트 읽기이다. 이 경우에 있어서, 섹션 A 및 B로부터의 논리 유니트들은 논리 그룹 최초 블록으로써 블록 3으로부터 읽혀지며, 섹션 C 및 D로부터의 논리 유니트들은 그룹의 순차 갱신 블록으로써 블록 4로부터 읽혀질 것이다.Another possibility is a host read of logical units in a logical group. In this case, the logical units from sections A and B will be read from block 3 as the logical group first block, and the logical units from sections C and D will be read from block 4 as the sequential update block of the group.

단계 1136: 또는 파워-업 초기화에 있어서, 제1 내지 제4 블록들 중 어느 한개를 그들 내용을 스캐닝하여 다시 확인한다.Step 1136: Or, in power-up initialization, one of the first to fourth blocks is checked again by scanning their contents.

중간 단계의 또 다른 가능성은 파워 오프되어 다시 시작되는 메모리 장치용으로 적용된다. 상기에 기술한 바와 같이, 파워-업 초기화 과정 동안에, 할당 블록 리스트(사용되는 삭제 풀 블록, 도15 및 18 참조) 내의 블록들은 스캔되어, 특수 상태의 최초 블록 (블록 3)과 논리 그룹용 순차 갱신 블록 (블록 4)가되는 결합 통합 블록을 확인한다. 브레이트 블록 (블록 4)의 제1 논리 유니트의 플래그는 해당 블록이 프로그램 에러로 장애를 겪는 최초 블록 (블록 3)인 것을 표시한다. 블록 디렉토리 (GAT)와 통신하여, 블록(3)은 위치 설정된다.Another possibility of the intermediate stage applies for memory devices that are powered off and restarted. As described above, during the power-up initialization process, the blocks in the allocation block list (deletion pool block used, see Figures 15 and 18) are scanned, sequential for the first block of special state (block 3) and the logical group. Identify the combined block of blocks that becomes the update block (block 4). The flag of the first logical unit of the block block (block 4) indicates that the block is the first block (block 3) that has failed due to a program error. In communication with the block directory (GAT), block 3 is positioned.

일 실시예에 따라, 플래그는 브레이크아웃 통합 블록 (블록 4) 내에서 제1 논리 유니트 내로 프로그래밍된다. 이와 같은 작용에 따라, 예를 들면 두개의 블록, 즉 블록 3 및 4로 통합되었다는 것을 표시하는 것과 같은, 논리 그룹의 특수 상태를 표시한다. According to one embodiment, the flag is programmed into the first logical unit in the breakout integration block (block 4). According to this action, the special state of the logical group is indicated, for example, indicating that it is merged into two blocks, namely blocks 3 and 4.

결함 블록을 이용하여 논리 그룹을 확인하기 위하여 플래그를 사용하는 또 다른 방법은 최초의 블록이 그러한 것(최종 페이지에서 에러가 발생하지 않는 한, 최종 페이지는 ECC 에러를 갖지 않는다)과 같이 채워진 상태가 아닌 특징에 따라 스케닝 하는 동안에 결함으로써 블록을 검출하는 것이다. 구형하는 방법에 따라서, 플래시 메모리 내에 브레이크아웃 통합 블록(블록 4)에 쓰여진 제1 섹터의 헤더 영역이 아닌, 제어 데이터 구조에 저장된 오류 그룹/블록에 대한 정보 기록이 있을 수 있다.Another way to use flags to identify logical groups using faulty blocks is that the first block is filled with something like that (unless the last page has an error, the last page has no ECC error). Rather, it detects blocks by defecting during scanning according to features. According to the older method, there may be an information record for error groups / blocks stored in the control data structure, but not in the header area of the first sector written in the breakout integration block (block 4) in the flash memory.

통합 완료 (단계 III)Integration Completed (Step III)

단계 1142: 소정의 이벤트에 대응하여, 그리고 제4번째 블록이 단계 I 이후에 계속하여 기록되지 않았을 때의 제1 경우에 대하여, 제1의 순서에 유사한 논리 그룹의 모든 우수한 논리 유니트들의 현재 버전을 저장하고, 그리고 단계 I 이후의 제4 블록이 더 기록되어 있는 제2의 경우에 대하여, 제3 및 제4 블록들을 제5 블록 내로 통합한다.Step 1142: In response to the predetermined event and for the first case when the fourth block has not been continuously recorded after Step I, take the current version of all the good logical units of the logical group similar to the first order. Store and merge the third and fourth blocks into the fifth block for the second case where the fourth block after step I is further recorded.

단계 1144: 그 이후에, 제1의 경우에 대하여,논리 그룹에 대한 최초 블록으로써 통합된 제4 블록으로 메모리를 작동시키고, 제2의 경우에 대하여, 논리 그룹용 최초 블록으로써 제5 블록으로 메모리를 작동시킨다.Step 1144: Thereafter, for the first case, operate the memory with the fourth block integrated as the first block for the logical group, and for the second case, memory with the fifth block as the first block for the logical group. Activate

단계 III에서의 최종 통합은 명시된 시간 제한을 어기지 않고 기회가 닿는 다면 언제든지 실시된다. 바람직한 경우는 동반되는 통합 작용이 더 없으면, 또 다른 논리 그룹에 대한 갱신 작용이 있을때 다음 쓰기 슬롯에 대하여 피기-백(piggy-back)하는 것이다. 만약 또 다른 논리 그룹으로의 호스트 쓰기가 쓰레기 수십 그 자체를 트리거하면, 단계 III 통합은 지연된다.Final consolidation in Phase III will take place whenever the opportunity is reached without violating the stated time limits. The preferred case is to piggyback on the next write slot when there is no consolidation action to accompany, and when there is an update action on another logical group. If a host write to another logical group triggers dozens of garbage itself, the Phase III integration is delayed.

도33은 다수 단계 통합 작용의 제1 및 최종 단계의 예시적인 타이밍을 도시한다. 호스트 쓰기 지연은 기간 Tw를 갖는 각각의 호스트 쓰기 슬롯의 폭이다. 호 스트 쓰기 1은 단순한 갱신이고, 논리 그룹 LG1 내의 논리 유니트의 제1 세트의 현재 버전들은 관련 갱신 블록에 기록된다.33 illustrates exemplary timings of the first and last steps of a multistep integration action. The host write delay is the width of each host write slot with a period Tw. Host write 1 is a simple update and the current versions of the first set of logical units in logical group LG1 are written to the associated update block.

호스트 쓰기 2에 있어서, 논리 그룹 LG1에 대한 또 다른 갱신이 발생하여 갱신 블록이 닫히도록 한다 (풀 상태). 새로운 갱신 블록이 나머지 갱신을 기록하기 위하여 준비된다. 새로운 갱신 블록의 제공은 쓰레기 수집을 트리거하여, 재사용을 위한 블록을 재상하기 위하여 LG4에 대하여 통합 작용이 실시되는 것이다. LG4 그룹의 현재 논리 유니트는 수차적인 순서로 통합 블록에 기로된다. 통합 작용은 결함이 통합 블록 상에서 발결될 때까지 진행된다. 단계 1 통합은 통합 작용이 브레이크아웃 통합 블록에서 계속되는 구성에서 실시된다. 그리고, LG4 (단계 III)의 최종 통합은 다음 기회를 기다리게 된다.For host write 2, another update to logical group LG1 occurs to cause the update block to close (full state). A new update block is prepared to record the remaining updates. The provision of a new update block triggers a garbage collection, in which an integration action is performed on LG4 to reclaim the block for reuse. The current logical units of the LG4 group are based on the integrated blocks in aberration order. The integration action proceeds until the defect is found on the integration block. Phase 1 integration is performed in a configuration in which the integration action continues in the breakout integration block. And the final integration of LG4 (Phase III) will wait for the next opportunity.

호스트 쓰기 3에 있어서, 논리 그룹 LG2의 논리 유니트들의 쓰기가 발생하여, LG2에 대한 통합을 트리거하게 된다. 이것은 시간 슬롯이 이미 충분히 이용되고 있다는 것을 뜻한다.For host write 3, writes of logical units of logical group LG2 occur, which triggers integration to LG2. This means that time slots are already being used sufficiently.

호스트 쓰기 4에서, 작용은 LG2의 논리 유니트들을 단순히 갱신 블록에 기록하는 것이다. 시간 슬롯에 있어서의 여유 시간은 LG4의 최종 통합을 실시할 수 있는 기회를 제공한다.In host write 4, the action is simply to write the logical units of LG2 to an update block. The spare time in the time slots provides an opportunity for the final integration of LG4.

브레이크아웃 통합 즐로이 갱신 블록으로 변환되지 않는 실시예An embodiment that is not converted to a breakout integration jloy update block

도34A 및 도34B는 도28 및 도31의 보기들에 적용될때 다수개의 단계 통합의 단계 I 및 단계 III에 대한 제1의 경우를 도시한다. 34A and 34B show the first case for stages I and III of multiple stage integration when applied to the examples of FIGS. 28 and 31.

도34A는 브레이크아웃 통합 블록이 갱신 블록으로 사용되지 않는, 그러나 그 통합 작용이 중단되는 통합 블록으로써 더 사용되는 경우를 도시한다. 특히, 도34A는 도33의 호스트 쓰기 #2에 대한 것이며, 호스트는 논리 그룹 LG1에 속하는 논리 유니트들의 갱신을 쓰기하며, 작용에 의하여 또 다른 논리 그룹 LG4와 관련된 블록의 통합을 트리거 된다.34A shows the case where the breakout integration block is not used as an update block but is further used as an integration block in which the integration operation is stopped. In particular, FIG. 34A is for host write # 2 in FIG. 33, where the host writes an update of logical units belonging to logical group LG1, and by action triggers the integration of a block associated with another logical group LG4.

최초 블록(블록 1) 및 갱신 블록 (블록 2)의 정보는 도28의 보기와 동일한 방법으로 구현된다. 통합 작용의 과정에서, 통합 블록(블록 3)은 섹션 C의 논리 유니트를 통합하는 포인트에서 결함을 발견한다. 그러나, 도28의 통합 구조와는 다르게, 본 발명에 의한 다수의 단계 구조는 브레이크아웃 통합 블록으로 작동하는 새로운 블록 (블록 4)에 대하여 통합 작용을 계속한다. 단계 I 통합 작용에 있어서, 섹션 A 및 B에서의 논리 유니트들은 통합 블록(블록 3) 내에 통합된다. 프로그램 오류가 통합 블록 내에 발생하면, 섹션 C 및 D 내의 나머지 논리 유니트들은 브레이크아웃 통합 블록 (블록 4)로 순차적으로 카피된다.The information in the initial block (block 1) and update block (block 2) is implemented in the same way as the example of FIG. In the course of the integration action, the integration block (block 3) finds a defect at the point of integrating the logic unit of section C. However, unlike the unified structure of Fig. 28, the multiple step structure according to the present invention continues the unified action for the new block (block 4) acting as a breakout unified block. In the phase I consolidation action, the logical units in sections A and B are integrated in an integration block (block 3). If a program error occurs in the integration block, the remaining logical units in sections C and D are copied sequentially into the breakout integration block (block 4).

만약 호스트가 제2 논리 그룹과 관련한 블록의 통합 작용을 트리거하는 제1 논리 그룹에서의 갱신을 쓴다면, 제1 논리 그룹의 갱신들은 제1 논리 그룹을 위하여 갱신(새로운 갱신 블록)으로 기록된다. 이러한 경우에 있어서, 브레이크아웃 통합 블록(블록 4)은 통합 작용 외부에서 소정의 갱신 데이터를 기록하기 위하여 사용되지 않으며, 브레이크아웃 통합 블록을 아직 완료되지 않은 상태로 남겨둔다.If the host writes an update in the first logical group that triggers the coalescing action of the block with respect to the second logical group, the updates of the first logical group are written as an update (new update block) for the first logical group. In this case, the breakout integration block (block 4) is not used to write any update data outside of the integration action, leaving the breakout integration block incomplete yet.

블록 1 및 2 내의 데이터는 다른 블록(블록 3) 내로 충분히 포함되기 때문에, 재생을 위하여 다시 지워질 수 있다. 주소 테이블(GAT)은 논리 그룹을 위하여 최초 블록으로써 블록 3으로 갱신 된다. 갱신 블록에 대한 디렉토리 정보(ACL 내에 서, 도15 및 도18을 참조)는 블록 4로 역시 갱신되며, 상기 블록 4는 논리 그룹(예를 들면 LG4)에 대한 순차적인 갱신 블록으로 된다.Since the data in blocks 1 and 2 are sufficiently contained into other blocks (block 3), they can be erased again for reproduction. The address table (GAT) is updated to block 3 as the first block for the logical group. Directory information for the update block (in Figure ALC, see Figures 15 and 18) is also updated to block 4, which becomes a sequential update block for the logical group (eg LG4).

그 결과, 통합된 논리 그룹은 한개의 블록 내에 로칼화되지 않고, 결합 통합 블록(블록 3) 및 브레이크아웃 통합 블록(블록 4)로 분산된다. 본 구조의 중요한 특징은 그룹 내의 논리 유니트들이 한개 또는 그 이상의 블록에 대하여 통합을 분산시키는 비용만으로 본 단계를 실시하는 동안에 단지 한번 통합되는 것이다. 이와 같은 방법으로, 통합 작용은 정상 규정 시간 내에 완료될 수 있다.As a result, the consolidated logical group is not localized in one block, but is divided into a combined consolidation block (block 3) and a breakout consolidation block (block 4). An important feature of this architecture is that the logical units in the group are integrated only once during this step at the expense of distributing the integration over one or more blocks. In this way, the integration action can be completed within the normal prescribed time.

도34B는 도34A에서 시작된 다수 단계 통합의 제3 및 최종 단계를 도시한다. 도33과 관련하여 기술된 바와 같이, 페이즈 III 통합은 동반하는 통합을 트리거 하지 않는 다음 호스트 쓰기 과정과 같은 시간대에 제1 페이즈 이후에 적절한 시간에 실행된다. 특히, 도34B는 시간 슬롯에 관한 것이며, 상기 시간 슬롯에서 도33의 호스트 쓰기 #4가 발생한다. 상기의 기간 동안에, 호스트 쓰기는 또 다른 추가적인 통합 작용을 트리거하지 않고 논리 그룹 LG2에 속하는 논리 유니트들을 갱신한다. 따라서, 시간 슬롯 내의 잉여 시간은 논리 그룹 LG4의 통합의 완료를 위하여 단계 III을 위하여 이용될 수 있다.FIG. 34B shows the third and final stages of the multi-step consolidation started at FIG. 34A. As described with respect to Figure 33, phase III consolidation is executed at the appropriate time after the first phase in the same time zone as the next host write process that does not trigger an accompanying consolidation. In particular, Figure 34B relates to a time slot, where host write # 4 of Figure 33 occurs. During the above period, the host write updates the logical units belonging to the logical group LG2 without triggering another additional consolidation action. Thus, the surplus time in the time slot can be used for stage III to complete the integration of logical group LG4.

작용에 의하여 브레이크아웃 블록 내에 존재하지 않는 LG4의 모든 우수한 논리 유니트들을 브레이크아웃 블록 내로 통합한다. 예를 들면, 섹션 A 및 B는 블록 3으로부터 논리적으로 순차적인 순서로 브레이크아웃 블록(블록 4)로 카피된다. 블록 내의 논리 유니트의 랩-어라운드 구조 및 페이지 태그 사용(도13A 참조)에 있어서, 예문들이 블록 4에서, 섹션 A 및 B가 섹션 C 및 D 이후에 기록되는 것을 도시 한다 할지라도, 기록된 순서는 A, B, C 및 D의 순차적인 순서와 동일하다. 실시의 방법에 따라서, 카피되는 우수한 논리 유니트들의 현재 버전들은 그것이 이미 통합된 형태로 존재하기 때문에 블록 3으로부터 얻어지며, 그들이 삭제되지 않는다면, 블록 1로부터 수집될 것이다.By means of integrating all the good logic units of LG4 that are not in the breakout block into the breakout block. For example, sections A and B are copied from block 3 into breakout blocks (block 4) in a logically sequential order. In the wrap-around structure of the logical unit within the block and the use of page tags (see FIG. 13A), although the examples show that in block 4, sections A and B are written after sections C and D, the order of recording is Same as the sequential order of A, B, C and D. According to the method of implementation, current versions of the good logical units to be copied are obtained from block 3 because it already exists in an integrated form, and will be collected from block 1 if they are not deleted.

브레이크아웃 블록(블록 4) 상에서 최종 통합이 이루어지고 난 이후에, 그것은 노리 그룹을 위한 최초 블록으로서 지정되고, 해당하는 디렉토리 (예를 들면, GAT, 도17A를 참조)는 그에 따라 갱신될 것이다. 이와 유사하게, 오류 물리 블록(블록 3)은 나쁜 것으로 표시되며, 맵 아웃된다. 다른 블록들 및 블록 1 및 블록 2는 삭제되고, 재생된다. 그리고, LG2에 대한 갱신은 LG2와 관련한 갱신 불록 내에서 기록된다.After the final consolidation is made on the breakout block (block 4), it is designated as the first block for the nori group, and the corresponding directory (eg, GAT, see Fig. 17A) will be updated accordingly. Similarly, the error physical block (block 3) is marked bad and is mapped out. The other blocks and blocks 1 and 2 are deleted and played back. And, the renewal for LG2 is recorded in the update block related to LG2.

브레이크아웃 통합 블록이 갱신 블록으로 구현되는 실시예Embodiment in which the breakout integration block is implemented as an update block

도35A 및 도35B는 도28 및 도33의 예문들에 적용된 것과 같이 목수 단계 통합의 단계 I 및 단계 III 작용에 대한 제2의 경우를 각각 도시한다.35A and 35B show the second case for the step I and step III actions of the carpenter step integration, respectively, as applied to the examples of FIGS. 28 and 33.

도35A는 브레이크아웃 통합 블록이 갱신 블록으로써 유지되어, 통합 블록이라기 보다는 호스트 쓰기를 수신하는 경유를 도시하고 있다. 이와 같은 구성은 논리 그룹 LG4를 갱신하고 공정 중에 동일한 논리 그룹 내에서의 통합을 트리거하는 호스트 쓰기에 잘 적용된다.Figure 35A illustrates the breakout integration block being maintained as an update block, receiving a host write rather than an integration block. This configuration works well for host writes that update logical group LG4 and trigger consolidation within the same logical group during the process.

도34A에 도시된 바와 같이, 블록 3에 대한 블록 1 및 블록 2의 통합은 섹션 C를 처리하면서, 프로그램 오류를 검출할때까지 계속 진행된다. 통합은 브레이크아웃 통합 블록(블록 4)에 대하여 계속된다. 논리 그룹의 통합을 완료하기 위하여 단 계 III에서 대기하는 대신에, 우수한 논리 유니트(예를 들면, 섹션 C 및 D 내에서)들이 브레이크아웃 블록(블록 4) 내에서 통합되곤 이후에, 브레이크아웃 블록은 갱신 블록으로써 유지된다. 이와 같은 경우는 호스트 쓰기가 논리 그룹을 갱신하고, 그리고 동일한 논리 그룹의 통합을 틀히거하는 시나리오에 있어 잘 적용된다. 예를 들면, 이와 같은 구성에 따라 새로운 갱신 블록에 기록되는 대신에, 브레이크아웃 통합 블록(블록 4) 내에 기록되는 논리 그룹 LG4를 위하여 호스트 갱신을 기록하는 것을 가능하게 한다. 갱신 블록(이전의 브레이크아웃 통합 블록(블록 4))은 순차적이거나 또는 거기에 기록되는 호스트 데이터에 따라 혼돈 상태가 된다. 도시된 예문에서와 같이, 섹션 C에서의 논리 유니트들의 다음 새로운 버전이 블록 4 내의 선행 버전을 폐쇄 상태로 만들기 때문에 블록 4는 혼돈상태가 된다.As shown in Fig. 34A, the consolidation of block 1 and block 2 to block 3 continues while processing section C, until a program error is detected. Integration continues with the breakout integration block (block 4). Instead of waiting in step III to complete the consolidation of the logical group, after the good logic units (eg, within sections C and D) are integrated within the breakout block (block 4), the breakout block Is maintained as an update block. This case works well in a scenario where host writes update a logical group and misintegrate the same logical group. For example, it is possible to record the host update for the logical group LG4 written in the breakout consolidation block (block 4) instead of being written to the new update block according to this configuration. The update block (formerly breakout consolidation block (block 4)) is sequential or chaotic depending on the host data written therein. As in the illustrated example, block 4 is confused because the next new version of the logical units in section C leaves the preceding version in block 4 closed.

중간 단계 과정에 있어서, 블록 3은 LG4에 대하여 최초 블록으로 정의되며, 블록 4는 관련된 갱신 블록이 될것이다.In the interim process, block 3 is defined as the first block for LG4, and block 4 will be the associated update block.

도35B는 제2의 경우에 대하여 도35A에서 시작된 다수 단계 통합의 제3 및 최종 단계를 도시한다. 도33과 관련하여 기술한 바와 같이, 단계 III의 통합은 동반하는 통합 작용을 트리거하지 않으면서 다음 호스트 쓰기 시간과 같이 제1 단계 이후에 소정의 타당한 시간에 실시된다. 상기의 과정 동안에, 호스트 쓰기는 통합 작용을 트리거하지 않고 논리 그룹에 속하는 논리 유니트들을 갱신한다. 시간 슬롯에서의 여분의 시간은 논리 그룹 LG4의 통합의 완료를 위하여 단계 III 작용을 위하여 이용될 수 있다.Figure 35B shows the third and final stages of the multi-step consolidation started in Figure 35A for the second case. As described with respect to Figure 33, the consolidation in step III is performed at some reasonable time after the first step, such as the next host write time, without triggering the accompanying consolidation action. During the above process, the host write updates the logical units belonging to the logical group without triggering the coalescing action. The extra time in the time slot can be used for phase III operation to complete the integration of logical group LG4.

논리 그룹 LG4는 블록 3 및 블록 4로부터 새로운 통합 블록(블록 5)로 수집 된다. 블록 3은 "나쁜" 표시가 부여되며, 블록 4는 재생되고, 새로운 통합 블록(블록 5)은 논리 그룹 LG4를 위하여 새로운 블록이 된다. 블록 1과 블록 2와 같은 다른 블록들은 역시 삭제되고, 재상된다.Logical group LG4 is collected from blocks 3 and 4 into a new unified block (block 5). Block 3 is given a "bad" indication, block 4 is played, and a new unified block (block 5) becomes a new block for logical group LG4. Other blocks such as block 1 and block 2 are also deleted and replayed.

단계화된 프로그램 오류 취급의 다른 실시예Another embodiment of stepped program error handling

도31A, 31B, 34A, 34B, 및35B에기술된 예문들은 동일한 논리 그룹에 속하는 논리 유니트들만 저장하는 물리 블록(메타블록)을 갖는 바람직한 블록 관리 시스템에 응용된다.The example sentences described in Figures 31A, 31B, 34A, 34B, and 35B apply to a preferred block management system having a physical block (metablock) that stores only logical units belonging to the same logical group.

본 발명은 WO 03/027828 및 WO 00/49488에 공개된 것과 같은 불리 블록 정렬에 대하여 더 이상의 논리 그룹이 존재하지 않는 다른 블록 관리 시스템에 동일하게 적용 가능하다. 이러한 다른 시스템에 대한 단계화된 프로그램 오류 취급 방법의 예문들은 도36A, 36B 및36C에 도시되어 있다.The invention is equally applicable to other block management systems in which no more logical groups exist for disadvantaged block alignments such as those disclosed in WO 03/027828 and WO 00/49488. Examples of staged program error handling methods for such other systems are shown in FIGS. 36A, 36B, and 36C.

도36A는 호스트 쓰기가 갱신 블록의 폐쇄를 트리거할때 그리고 갱신 브록이 순차적일때 시나리오에 적용되는 것과 같이 단계화된 프로그램 에러 취급 방법을 도시한다. 이 경우에 있어서 폐쇄는 최초 블록 2로부터 순차 갱신 블록 3으로 나머지 유효 데이터(B 및 C)를 카피하여 수행된다. 데이터 부분 C 프로그래밍의 시작점에서 프로그램 오류가 발생하는 경우, 부분 C는 예약된 블록 4에 프로그램된다. 새로운 호스트 데이터는 새로운 갱신 블록 5(미도시)에 쓰여진다. 방법의 단계 II 및 III는 혼돈 블록 폐쇄의 경우과 동일하다.Figure 36A illustrates a staged program error handling method as applied to a scenario when a host write triggers the closure of an update block and when the update block is sequential. In this case, the closing is performed by copying the remaining valid data B and C from the first block 2 to the sequential update block 3. If a program error occurs at the start of data part C programming, part C is programmed in block 4 reserved. The new host data is written to a new update block 5 (not shown). Steps II and III of the method are the same as in the case of chaotic block closure.

도36B는 갱신 블록들의 갱신의 경우에 부분 블록 시스템으로 인가되는 것과 같이 단계화된 프로그램 에러 취급을 도시하는 도면이다. 이러한 경우에 있어서, 논리 그룹은 최초 블록 1 및 다른 갱신 블록들에 저장된다. 통합 작용은 최초 블록 1 및 다른 갱신 블록 2로부터 갱신 블록(소정의 규칙에 따라 선택되는, 도면에서는 블록 3)들 중 한개의 블록으로 데이터를 카피한다. 상기에 기술한 주요 시나리오로부터의 차이점은 블록 3은 이미 부분적으로 쓰기가 되었다는 것이다.Fig. 36B is a diagram illustrating program error handling staged as applied to the partial block system in the case of updating of update blocks. In this case, the logical group is stored in the first block 1 and other update blocks. The coalescing action copies data from the original block 1 and the other update block 2 into one of the update blocks (block 3 in the figure, selected according to certain rules). The difference from the main scenario described above is that block 3 has already been partially written.

도36C는 메타블록으로 메핑되는 논리 그룹을 지원하지 않는 기억 블록 관리 시스템 내에서 쓰레기 수집 작용 또는 청소 작업을 취급하는 단계화된 프로그램 에러를 도시한다. 그와 같은 메모리 블록 관리(사이클 저장) 시스템은 WO 03/27828 A1에 공개되어 있다. 사이클 저장 시스템의 주요 특징은 블록들이 단일의 논리 그룹을 위하여 할당되지 않는다는 것이다. 메타블록 내에서 제어 데이터를 위하여 다수의 논리 그룹화에 대한 지원이 존재하지 않는다. 쓰레기 수집은 부분 폐쇄 블록으로부터 약간의 데이터를 가질 수 있는 위치 재설정 블록으로 아무 관계를 갖지 않는(랜덤 논리 블록 주소들) 유효 데이터 섹터를 갖는 것이다. 만약 위치 재설정 블록이 작용 과정 중에서 충분한 것을 갖는다면, 또 다른 한개도 개방될 것이다.Figure 36C illustrates a staged program error handling garbage collection operations or cleaning operations within a storage block management system that does not support logical groups mapped to metablocks. Such a memory block management (cycle storage) system is disclosed in WO 03/27828 A1. The main feature of a cycle storage system is that blocks are not allocated for a single logical group. There is no support for multiple logical groupings for control data in metablocks. Garbage collection is to have a valid data sector that has no relationship (random logical block addresses) to a relocation block that may have some data from the partially closed block. If the reposition block has enough of the course of action, another one will be opened.

비순차 갱신 블록 인덱싱Out of order update block indexing

혼돈 블록 인덱싱에 관한 조기 섹션에 있어서, 그리고 도16A 내지 16E와 관련하여, CBI 섹터는 혼돈 또는 비순차 갱신 블록 내에 랜덤하게 저장되는 논리 섹터의 위치의 자취를 추적하는 인덱스를 저장한다.In the early section on chaotic block indexing, and with respect to Figures 16A-16E, the CBI sector stores an index that tracks the location of the logical sector that is randomly stored within the chaotic or out of order update block.

본 발명의 다른 양상에 따라서, 비순차 논리 유니트를 갖는 갱신 블록을 지지하는 블록 관리 시스템을 갖는 비휘발성 메모리에 있어서, RAM으로 버퍼링되는 갱신 블록 내의 논리 유니트의 인덱스는 비휘발성 메모리에 주기적으로 저장된다. 일실시예에 있어서, 인덱스는 인덱스들을 저장하기 위한 블록 내에 저장된다. 그리고 인덱스는 갱신 블록 내에 저장된다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 인덱스는 각각의 논리 유니트의 헤더 부분에 저장된다. 또 다른 양상에 있어서, 최종 인덱스 갱신 이후 그리고 그 다음 이전에 쓰여진 논리 유니트들은 각각의 논리 유니트의 헤더에 저장된 인덱싱 정보를 갖는다. 이와 같은 방법으로, 전원 중단 이후에, 최근에 쓰여진 논리 유니트의 위치는 초기화 과정 중에 스캐닝을 실시할 필요 없이 결정된다. 또 다른 발명의 양상에 있어서, 블록은 한개의 논리 서브그룹보다 더 관련되며, 부분적으로는 순차적으로 그리고 부분적으로는 비순차적으로 관리된다. According to another aspect of the present invention, in a nonvolatile memory having a block management system for supporting an update block having an out of order logical unit, the index of the logical unit in the update block buffered with RAM is periodically stored in the nonvolatile memory. . In one embodiment, the index is stored in a block for storing the indexes. The index is then stored in the update block. In another embodiment, the index is stored in the header portion of each logical unit. In another aspect, logical units written after and before the last index update have indexing information stored in the header of each logical unit. In this way, after a power interruption, the position of the recently written logical unit is determined without the need for scanning during the initialization process. In another aspect of the invention, blocks are more related than one logical subgroup, and are managed in part sequentially and partly out of order.

소정의 트리거링 이벤트 이후의 CBI 블록에서의 CBI 섹터 내에 저장된 인덱스 포인터Index pointer stored within a CBI sector in a CBI block after some triggering event

도16A 내지 16E에 도시된 구조에 따라, 혼돈 블록 내의 최근에 쓰여진 섹터들의 리스트는 제어기 RAM 내에 제공되어 있다. 가장 현재의 인덱싱 정보를 포함하는 CBI 섹터는 소정의 혼돈 블록과 관련된 논리 그룹 내에서 소정 횟수의 쓰기 이후에, 메모리(CBI 블록 620)를 플래시하기 위하여 쓰여진다. 이러한 방법으로, CBI 블록으로의 갱신의 수는 줄어든다.According to the structure shown in Figures 16A-16E, a list of recently written sectors in the chaos block is provided in the controller RAM. The CBI sector containing the most current indexing information is written to flash the memory (CBI block 620) after a certain number of writes in the logical group associated with the given chaotic block. In this way, the number of updates to the CBI block is reduced.

논리 그룹용 CBI의 다음 갱신 전에, 논그 그룹의 최신 기록 섹터의 리스트는 컨트롤러 램에 홀드된다. 메모리 장치가 전원 차단과 같은 경우에 처하면 이와 같은 리스트는 상실되지만, 전원이 다시 공급된 이후에 초기화되는 과정에 갱신된 블록들을 스캐닝하여 다시 재건(rebuld)할 수 있다.Prior to the next update of the CBI for the logical group, the list of the latest write sectors of the nong group is held in the controller RAM. If the memory device is in the case of a power off, such a list is lost, but can be rebuilt by scanning the updated blocks in the process of initializing after the power is supplied again.

도37은 동일한 논리 그룹의 모든 N-섹터 쓰기 이후에 관련된 혼돈 인덱스 섹 터 블록으로의 CBI 섹터 쓰기 스케쥴의 예문을 도시한다. 예문은 동시 갱신을 수행하고 있는 두개의 논리 그룹 LG3 및 LG11을 도시한다. LG3의 논리 섹터들은 최초 블록 내에 순차적인 순서로 저장된다. 그룹 내의 논리 섹터들의 갱신들은 호스트에 의하여 표시되는 순서로 관련 갱신 블록 상에 기록된다. 예문들은 혼돈 갱신 순서를 도시한다. 동시에, 논리 그룹 LG11은 그 갱신 블록에서 이와 유사한 방법으로 갱신 된다. 모든 논리 섹터 쓰기 이후에, 갱신 블록에서의 그 위치는 제어기 RAM 내에 보관된다. 모든 트리거링 이벤트 이후에, 갱신 블록 내의 논리 섹터들의 현재 인덱스는 비휘발성 혼돈 인덱스 섹터 블록으로 혼돈 인덱스 섹터의 형태로 쓰여진다. 예를 들면, 소정의 트리거링 이벤트는 모든 N 쓰기 이후에 발생하며, N은 3이다.Figure 37 shows an example of a CBI sector write schedule to a related chaotic index sector block after all N-sector writes of the same logical group. The example sentences show two logical groups LG3 and LG11 performing concurrent updates. Logical sectors of LG3 are stored in sequential order within the first block. Updates of logical sectors in the group are written on the associated update block in the order indicated by the host. Examples illustrate the chaotic update order. At the same time, logical group LG11 is updated in a similar manner in its update block. After every logical sector write, its position in the update block is kept in the controller RAM. After every triggering event, the current index of logical sectors in the update block is written to the non-volatile chaotic index sector block in the form of a chaotic index sector. For example, some triggering event occurs after every N writes, where N is three.

주어진 보기들은 섹터 형태의 데이터 논리 유니트로 제공된다. 본 기술 분야의 당업자는 논리 유니트가 섹터 또는 섹터의 그룹을 포한하는 페이지와 같은 집합체이다. 또한, 순차 블록 내의 제1 페이지는 페이지 태그 랩 아라운드가 제위치에 있을 수 있기 때문에, 논리 페이지 0이 될 필요가 없으며, 페이지 태그 랩 어라운드는 적소에 있을 수 있다.Given examples are provided as data logic units in sector form. One skilled in the art is a collection such as a page in which a logical unit contains a sector or a group of sectors. Also, the first page in the sequential block need not be logical page 0 because the page tag wrap around may be in place, and the page tag wrap around may be in place.

소정의 트리거링 이벤트 이후의 혼돈 갱신 블록에서의 CBI 섹터에 저장된 인덱스 포인터Index pointer stored in CBI sector in chaotic update block after some triggering event

다른 실시예에 있어서, 인덱스 포인터는 모든 N 쓰기 이후에 혼돈 갱신 블록 내의 CBI 섹터에 저장되어 있다. 이러한 구조는 인덱스가 CBI 섹터에 저장되는 점에서 이전에 설명한 실시예와 동일하다. 이전의 실시예와의 차이점은, CBI 섹터가 CBI 섹터 블록에 기록되다는 것이며, 갱신 블록 그 자체에는 기록되지 않는다.In another embodiment, the index pointer is stored in the CBI sector in the chaos update block after every N writes. This structure is the same as the previously described embodiment in that the index is stored in the CBI sector. The difference from the previous embodiment is that the CBI sector is written to the CBI sector block, not to the update block itself.

혼돈 갱신 블록 그 자체에서의 혼돈 블록 인덱싱 정보를 유지하는 것이다. 도37A, 37B 및 37C는 3개의 다른 스테이지들에서 CBI 섹터들을 저장하는 갱신 블록의 상태를 도시한다.It is to maintain the chaos block indexing information in the chaos update block itself. 37A, 37B, and 37C show the state of an update block storing CBI sectors in three different stages.

도38A는 CBI 섹터가 소정 횟수의 쓰기 이후에 기록될때 포인터 까지의 갱신 블록을 도시한다. 상기 예문에 있어서, 호스트가 논리 섹터 0-3을 순차적으로 쓴 이후에, 다른 버전의 논리 섹터 1을 다시 쓸것을 명령하여, 데이터 쓰기의 연속 순서를 브레이킹하게 된다.Figure 38A shows an update block up to the pointer when a CBI sector is written after a certain number of writes. In the above example, after the host sequentially writes logical sectors 0-3, it instructs another version of logical sector 1 to be rewritten to break the sequence of writing data.

갱신 블록은 CBI 섹터에 포함된 혼돈 블록 인덱싱의 구현에 따라 혼돈 갱신 블록으로 변환된다. 이전에 기술한 바와 같이, CBI는 혼돈 블록의 모든 논리 섹터들에 대한 인덱스들을 포함하고 있다. 예를 들면 0번째 입력은 0번째 논리 섹터에 대한 갱신 블록 내에서의 옵셋을 포함한다. 이와 유사하게 n-번째 입력은 n-번재 논리 섹터에 대한 옵셋을 표시한다. CBI 섹터는 갱신 블록 내의 사용 가능한 다음 위치로 쓰여진다. 빈번한 플래시 접근을 방지하기 위하여, CBI 섹터는 모든 N 데이터 섹터 쓰기 이후에 쓰여진다. 이와 같은 보기에서, N은 4이다. 만약 이러한 시점에 전원이 단절되면, 최종 쓰기 섹터는 CBI 섹터가 되며, 블록은 혼돈 갱신 블록으로 정의된다. The update block is converted into a chaotic update block according to the implementation of chaos block indexing included in the CBI sector. As previously described, the CBI contains indices for all logical sectors of the chaos block. For example, the 0th input includes an offset in the update block for the 0th logical sector. Similarly, the n-th input indicates the offset for the n-th logical sector. The CBI sector is written to the next available position in the update block. To prevent frequent flash access, the CBI sector is written after every N data sector writes. In this example, N is four. If the power is cut off at this point, the last write sector becomes a CBI sector and the block is defined as a chaotic update block.

도38B는 인덱스 섹터 이후에 거기에 추가로 기록되는 논리 섹터 1, 2 및 4를 갖는 도38A의 갱신 블록을 도시한다. 논리 섹터 1 및 2의 새로운 버전은 갱신 블록 내에 기록된 구형 버전을 앞선다. 이러한 시점에 있어서의 파워 사이클의 경우에 있어서, 최종 쓰기 섹터는 처음으로 발견될 필요가 있으며, 그리고 최종의 쓰기 인덱스 섹터 및 최근의 쓰기 데이터 섹터를 찾기 위하여 스켄될 필요가 있다.FIG. 38B shows the update block of FIG. 38A with logical sectors 1, 2, and 4 further written thereafter after the index sector. The new versions of logical sectors 1 and 2 precede the older versions written in the update block. In the case of a power cycle at this point in time, the last write sector needs to be found first, and needs to be scanned to find the last write index sector and the latest write data sector.

도38C는 인덱스 섹터의 다음 기록을 트리거하기 의하여 스여진 또 다른 논리 섹터를 갖는 도38B의 갱신 블록을 도시한다. 또 다른 N(N=4) 섹터 쓰기 이후에 동일한 갱신 블록이 CBI 섹터의 또 다른 현재 버전을 기록한다.FIG. 38C shows the update block of FIG. 38B with another logical sector seized by triggering the next write of an index sector. After another N (N = 4) sector writes, the same update block writes another current version of the CBI sector.

본 구조의 장점은 별도의 CBI 블록이 필요 없는 장점이 있다. 동시에, 물리 플래시 섹터의 오버헤드 데이터 영역이 충분히 커서 혼돈 갱신 블록 내의 섹터들을 유효화하기 의하여 인덱스용으로 필요한 입력의 수를 수용할 수 있다. 혼돈 갱신 블록은 모든 정보를 구비하며, 주소번역을 위하여 외부 데이터가 필요 없다. 이에 따라, CBI 블록 압축에 따른 제어 갱신이 감소하며, 보다 짧은 케스케이드 제어 갱신이 가능한 보다 단순한 알고리즘을 성취한다.The advantage of this structure is that there is no need for a separate CBI block. At the same time, the overhead data area of the physical flash sector is large enough to accommodate the number of inputs required for the index by validating the sectors in the chaotic update block. The chaos update block has all the information and no external data is needed for address translation. This reduces control updates due to CBI block compression and achieves a simpler algorithm capable of shorter cascade control updates.

혼돈 갱신 블록 내의 데이터 섹터 헤더에 저장된 최근 쓰여진 섹터들에 대한 정보Information about recently written sectors stored in the data sector header in the chaos update block

본 발명의 다른 양상에 따르면, 블록에 기록된 논리 유니트의 인덱스는 모든 N 쓰기 이후에 비휘발성 메모리에 저장되며, 중간 쓰기의 논리 유티트에 대한 현재의 정보는 각각의 쓰여진 논리 유니트의 오버헤드부에 저장된다. 이러한 방법으로, 전원이 재공급된 이후에, 최종 인덱스 갱신 이후에 쓰여진 논리 유니트에 대한 정보는 블록을 스캔할 필요없이 블록 내의 최종 쓰여진 논리 유니트의 오버헤드 부분으로부터 신속하게 얻을 수 있다.According to another aspect of the invention, the index of the logical unit written to the block is stored in the nonvolatile memory after every N writes, and the current information for the logical unit of intermediate writes is the overhead portion of each written logical unit. Are stored in. In this way, after power is resupplied, information about the logical units written since the last index update can be quickly obtained from the overhead portion of the last written logical unit in the block without having to scan the block.

도39A는 혼돈 갱신 블록 내의 각 데이터 섹터의 헤더 부분에 저장되는 중간 쓰기을 위한 중간 인덱스를 도시한다.Figure 39A shows an intermediate index for intermediate writing stored in the header portion of each data sector in the chaos update block.

도39B는 각각의 섹터의 헤더에 존재하는 중간 쓰기를 위한 중간 인덱스를 저장하는 보기를 도시하는 도면이다. 보기에서, 4개의 섹터 이후에, LS0 내지 SL3이 쓰여지며, CBI 인덱스는 블록 내의 다음 섹터로써 쓰여 진다. 따라서, 논리 섹터 LS1', SL2' 및 SL4는 블록으로 쓰여진다. 각각의 시간에 있어서, 헤더는 최종 CBI 인덱스 이후에 쓰여진 논리 유니트용 중간 인덱스를 저장한다. LS2' 내의 헤더는 최종 CBI 인덱스 뿐만 아니라 LS1'의 그것의 옵셋 (예를 들면, 위치)를 제공하는 인댁스를 갖는다. 이와 유사하게, LS4 내의 헤더는 최종 CBI 인덱스 뿐만 아니라 LS1' 및 LS2'의 옵셋을 제공하는 인덱스를 갖는다.FIG. 39B shows an example of storing an intermediate index for intermediate writing present in the header of each sector. FIG. In the example, after four sectors, LS0 through SL3 are written, and the CBI index is written as the next sector in the block. Thus, logical sectors LS1 ', SL2' and SL4 are written in blocks. At each time, the header stores an intermediate index for the logical unit written after the last CBI index. The header in LS2 'has an index that provides not only the final CBI index, but also its offset (eg, location) of LS1'. Similarly, the header in LS4 has an index that provides offsets of LS1 'and LS2' as well as the final CBI index.

최종적으로 쓰여진 데이터 섹터는 N-최종 쓰기 페이지(예를 들면, 최종 스여진 CBI 섹터)까지의 정보를 포함한다. 전원 재공급이 개시되면, 최종 CBI 인덱스는 CBI 인덱스 섹터 이전에 쓰여진 논리 유니트들을 위한 인덱싱 정보를 제공하며, 쓰여진 다음 논리 유니트용 인덱싱 정보는 최종 쓰여진 데이터 섹터의 헤더에 발견된다. 이와 같은 구조는 그들의 위치를 결정하기 위하여 그 다음에 쓰여진 섹터들에 대한 블록을 스캔할 필요성을 제거(초기화)하는 장점을 갖는다.The last sector of data written contains information up to the N-last write page (e.g., the last tucked CBI sector). When power re-start is initiated, the final CBI index provides indexing information for logical units written before the CBI index sector, and the indexing information for the next logical unit written is found in the header of the last sector of data written. Such a structure has the advantage of eliminating (initializing) the need to scan the block for the next written sectors to determine their location.

데이터 섹터의 헤더에서 중간 인덱스 정보를 저장하는 구조는 CBI 인덱스 섹터가 갱신 블록 내에 저장되었는지 또는 분리 CBI 섹터가 앞선 섹션에 저장되었는지에 대한 여부에 대하여 동등하게 적용 가능하다. The structure for storing intermediate index information in the header of the data sector is equally applicable whether a CBI index sector is stored in an update block or whether a separate CBI sector is stored in a preceding section.

혼돈 갱신 블록 내의 데이터 섹터 헤더에 저장된 인텍스 포인터Index pointers stored in data sector headers in the chaos update block

또 다른 실시예에 있어서, 전체 CBI 인덱스는 혼돈 갱신 블록 내의 각각의 데이터 섹터의 서버 헤더 부분에 저장된다.In another embodiment, the full CBI index is stored in the server header portion of each data sector in the chaos update block.

도40은 혼돈 갱신 블록 내의 각각의 데이터 섹터의 헤더 내에 저장된 혼돈 인덱스 필드 내의 정보를 도시한다.40 shows information in the chaos index field stored in the header of each data sector in the chaos update block.

섹터 헤더의 정보 용량은 제한적이다, 따라서 단일 섹터에 의하여 제공되는 인덱스의 범위는 계층 인덱싱 구조의 부분이다. 예를 들면, 메모리의 특정 평면 내의 섹터들은 인덱싱을 상기 평면 내에서 섹터들에게만 제공한다. 따라서, 논리 주소의 범위는 서브 범위들로 나누어져 간접적인 인덱싱 구조가 적용되도록 한다. 예를 들면, 만약 64개의 논리 주소를 갖는 섹터들이 한 개의 평면에 저장되면, 각각의 섹터는 섹터 옵셋 값들에 대하여 3개의 필드를 갖는다. 여기서 각각의 필드는 4개의 옵셋 값들을 저장할 수 있다. 제1 필드는 논리 옵셋 범위 0-15, 15-31, 32-47 및 48-63 내의 최종으로 쓰여진 섹터에 대한 물리적인 옵셋을 갖는다. 그리고 제2 필드는 그것과 관련된 범위 내에서 4개의 섹터의 4개의 서브 범위에 대한 물리적인 옵셋 값들을 정의한다. 3번째 필드는 그것이 관련된 서브 범위 내에 4개의 섹터에 대한 물리적인 옵셋 값들을 갖는다. 혼돈 갱신 블록 내의 논리 섹터의 물리적인 옵셋은 3섹터까지 간접적인 옵셋 값들을 읽어서 결정된다.The information capacity of sector headers is limited, so the range of indexes provided by a single sector is part of the hierarchical indexing structure. For example, sectors within a particular plane of memory provide indexing only to sectors within that plane. Thus, the range of logical addresses is divided into subranges so that an indirect indexing structure is applied. For example, if sectors with 64 logical addresses are stored in one plane, each sector has three fields for sector offset values. Here, each field may store four offset values. The first field has a physical offset for the last written sector in the logical offset ranges 0-15, 15-31, 32-47 and 48-63. And the second field defines the physical offset values for four sub ranges of four sectors within the range associated therewith. The third field has physical offset values for four sectors within the subrange with which it is associated. The physical offset of a logical sector in the chaos update block is determined by reading indirect offset values up to three sectors.

이와 같은 구조의 장점은 블록이 CBI 블록 또는 CBI 섹터에 대한 필요성을 제거하는 것이다. 그렇지만, 물리 플래시 섹터의 오버헤드 데이터 영역은 충분히 커서 혼돈 갱신 블록에서 섹터들을 제거하기 위한 인덱스를 위하여 필요한 입력수를 수용할 수 있다. The advantage of this structure is that the block eliminates the need for CBI blocks or CBI sectors. However, the overhead data area of the physical flash sector is large enough to accommodate the number of inputs needed for an index to remove sectors from the chaotic update block.

혼돈 갱신 블록을 위한 논리 그룹 내의 제한된 논리 범위Limited logical scope in logical groups for chaotic update blocks

논리 그룹 내에서, 비선형적으로 쓰여질 수 있는 세터의 논리 범위가 감소한다. 범위 외부의 섹터들이 최초 블록 및 쓰레기 수집 작용 내에서 순차적으로 쓰여지는 기술의 주요 장점은 순차적으로 쓰여진 데이터가 보다 빨리 실시되는 것과 같이, 그리고 단지 한 개의 멀티-섹터 페이지(멀티-칩 케이스의 경우에 있어서 페이지의 병렬 읽기가 될 수 있는)가 목표 페이지(단, 소스 및 목표가 정렬되어 있는, 만약 그러하지 않다면, 또 다른 읽기가 필요한)에 대하여 모든 데이터를 취하기 위하여 읽기를 할 필요(가 있기 때문에 보다 짧은 시간 내에 이루어질 수 있다는 것이다. 순차 데이터는 온-칩 카피 특징을 이용하여 제어기로부터 또는 제어기로의 데이터 이전 없이 소스로부터 목표로 카피될 수 있다. 만약 소스 데이터가 혼돈 블록에서와 같이 흩어지면, 섹터 당 일 페이지 읽기가 목적지에 쓰여지는 모든 섹터를 수집하기 위하여 필요할 수 있다.Within a logical group, the logical range of setters that can be written non-linearly is reduced. The main advantage of the technique in which sectors out of range are written sequentially within the original block and garbage collection operations is that the data written sequentially is executed faster, and only one multi-sector page (in the case of a multi-chip case). Is shorter because it needs to be read to take all the data for the target page (but the source and target are aligned, if not, another read is required) Sequential data can be copied from the source to the target without the data transfer to or from the controller using the on-chip copy feature, if source data is scattered as in a chaotic block, one per sector Page reads are required to collect all sectors written to the destination Can.

일실시예에 있어서, 논리 제어를 소정 개수의 섹터들로 제한하는 대신에, CBI의 개수를 줄여서 구현된다 (보다 큰 그룹/메터블록을 위하여 혼돈 범위를 제한하는 것이 이해가 된다). 예를 들면, 만약 메타블록/그룹이 2048섹터라면, 8CBI 섹터가 필요할지도 모른다. 그리고 각각은 256개의 섹터들로 구성되는 한 개의 서브 그룹의 연속 논리 범위를 커버링한다. 만약 CBI의 개수가 4개로 제한적이면, 혼돈 메타블록은 4개의 서브 그룹까지의 쓰기 섹터에 대하여 사용될 수 있다. 논리 그룹은 4개의 부분적으로 또는 전체적으로 서브 그룹을 가진다. 최소한 4개의 서브 그룹이 충분히 순차적으로 존재한다. 만약 혼돈 블록이 4개의 사용 가능한 CBI 섹터들을 가지면, 호스트는 CBI 섹터의 범위 밖에서 섹터들을 쓰기 한다. 그리고, 혼돈 논리 그룹은 통합되어, 폐쇄되어야 한다. 그러나 이것은 실제 적용에 있어서 대단히 발생하기에 희박하다. 호스트들이 2048 세터(논리 그룹)의 범위 내에 256 섹터(서브 그룹)의 4개의 혼돈 범위를 필요로 하지 않는다. 결과적으로, 정상적인 경우에, 쓰레기 수집 시간은 영향을 받지 않지만, 제한 규칙 거드는 호스트의 시간 아웃을 트리거할 수 있는 너무 긴 쓰레기 수집의 극한 경유를 형성한다.In one embodiment, instead of limiting the logic control to a certain number of sectors, it is implemented by reducing the number of CBIs (which makes sense to limit the chaotic range for larger group / meter blocks). For example, if the metablock / group is 2048 sectors, an 8CBI sector may be needed. And each covers a contiguous logical range of one subgroup of 256 sectors. If the number of CBIs is limited to four, chaotic metablocks can be used for up to four write groups. Logical groups have four partially or wholly subgroups. At least four subgroups exist in sufficient order. If the chaotic block has four usable CBI sectors, the host writes the sectors out of the CBI sector. And chaos logic groups must be integrated and closed. However, this is very unlikely to occur in practical applications. Hosts do not need four chaotic ranges of 256 sectors (subgroups) within the range of 2048 setters (logical groups). As a result, in the normal case, the garbage collection time is not affected, but the limit rule gauze forms an extreme way of garbage collection that is too long, which can trigger a time out of the host.

부분 순차 혼돈 갱신 블록의 인덱싱Indexing of Partial Sequential Chaos Update Blocks

순차 갱신 블록이 혼돈 관리 모드로 변환되기 이전에 부분적으로 쓰여지면, 논리 그룹의 순차적으로 갱신된 섹션의 모든 부분 또는 일부 부분은 순차적으로 갱신되며, 그리고 혼돈 갱신 관리는 논리 그룹의 주소 순위의 서브세트로 인가된다.If a sequential update block is partially written before being converted to chaos management mode, all or some portions of the sequentially updated section of the logical group are updated sequentially, and chaos update management is a subset of the logical group's address ranks. Is applied.

제어 데이터 통합 및 관리Control data integration and management

메모리 장치에 저장된 데이터는 전원 차단으로 인하여 와해 되며, 소정의 메모리 위치에 결함이 발생한다. 만약 메모리 블록 내에 결함이 발견되면, 상기 데이터는 다른 블록으로 위치 이동하며, 경함 블록은 버려진다. 만약 에러가 크지 않으면, 데이터와 함께 저장되는 에러 수정 코드(ECC)에 의하여 온-더-프라이 방법으로 수정된다. 그러나, ECC가 상기와 같은 문제 데이터를 수정하지 못하면 많은 시간이 필요하다. 예를 들면, 에러 비트의 개수가 ECC의 용량을 초과할 때이다. 이와 같은 상황은 메모리 블록 관리 시스템과 관련된 제어 데이터와 같은 임계 데이터에 대하여는 수용불가이다.Data stored in the memory device is broken due to the power cut, and a defect occurs at a predetermined memory location. If a defect is found in the memory block, the data is moved to another block and the hard block is discarded. If the error is not large, it is corrected in an on-the-fly manner by an error correction code (ECC) stored with the data. However, if ECC fails to correct such problem data, much time is required. For example, when the number of error bits exceeds the capacity of the ECC. This situation is unacceptable for critical data such as control data associated with the memory block management system.

제어 데이터의 보기는 도20에 도시된 디렉토리 정보 및 메모리 블록 관리 시스템과 관련한 블록 할당 정보이다. 앞서 기술한 바와 같이, 제어 데이터는 고속의 RAM 및 저속의 비휘발성 메모리 블록 내에 유지된다. 빈번하게 변경되는 제어 데이터는 비휘발성 메타블록에 저장된 등가 정보를 갱신하기 위하여 주기적으로 제어 쓰기로 RAM에 유지된다. 이와 같은 방법으로, 제어 데이터는 비휘발적으로 저장되나, 빈번한 접근이 필요없는 저속의 플래시 메모리이다. GAT, CBI, MAP 및 MAPA와 같은 제어 데이터 구조의 계층은 플래시 메모리에 유지된다. 제어 쓰기 작용에 따라 RQAM 내의 제어 데이터 구조로부터의 정보가 플래시 메모리 내의 등가 제어 데이트를 갱신하게 된다.Examples of control data are directory information and block allocation information relating to the memory block management system shown in FIG. As described above, control data is maintained in high speed RAM and low speed nonvolatile memory blocks. Frequently changed control data is held in RAM periodically with control writes to update the equivalent information stored in the nonvolatile metablock. In this way, control data is a low speed flash memory that is stored non-volatile, but does not require frequent access. Layers of control data structures such as GAT, CBI, MAP, and MAPA are maintained in flash memory. According to the control write operation, the information from the control data structure in the RQAM updates the equivalent control data in the flash memory.

임계 데이터 중복Critical data redundancy

본 발명의 다른 양상에 따르면, 제어 데이터와 같은 데이터 약간 또는 전부는 중복적으로 유지되면 높은 신뢰도를 확보할 수 있다. 중복은 다음과 같은 방법, 즉 메모리 셀의 동일한 세트의 멀티 비트를 연속으로 프로그래밍하기 위한 2-패스 프로그래밍 기술을 이용하는 멀티-상태 메모리 시스템을 위하여, 제2 패스에서의 소정의 프로그래밍 에러는 제1 패스에 의하여 형성된 데이터를 방해하지 못한다. 중복은 쓰기 포기의 검출, 검출 오류의 검출(카피는 우수한 ECC를 기자나, 데이터는 다르다)를 가능하게 하며, 신뢰도를 더욱 향상 시킨다. 데이터 중복의 여러 기술들이 사용된다.According to another aspect of the present invention, some or all of the data, such as the control data, may be kept redundantly to ensure high reliability. Redundancy is the following method, i.e. for a multi-state memory system using a two-pass programming technique for successively programming the same set of multi-bits of a memory cell, any programming error in the second pass results in It does not interfere with the data formed by it. Redundancy enables the detection of write abandonment, detection of detection errors (copy is a good ECC reporter, but data is different), further improving reliability. Several techniques of data redundancy are used.

일실시예에 있어서, 주어진 데이터의 두개의 카피가 앞선 프로그래밍 패스에서 프로그래밍된 이후에, 다음 프로그래밍 패스는 두 개의 카피 중에서 최소한 한개를 저장하는 메모리 셀을 프로그래밍하는 것을 피한다. 이와 같은 방법으로, 두개의 카피 중에서 최소한 한 개의 카피는 다음 프로그래밍 패스가 완료 이전에 취 소되는 경우에 영향을 받지 않으며, 앞선 패스의 데이터에 손상을 입히지 않는다.In one embodiment, after two copies of a given data have been programmed in a previous programming pass, the next programming pass avoids programming memory cells that store at least one of the two copies. In this way, at least one of the two copies is not affected if the next programming pass is canceled before completion and does not damage the data of the preceding pass.

또 다른 실시예에 있어서, 주어진 데이터의 두 개의 카피는 두 개의 다른 블록에 저장되며, 두개의 카피 중주에서 많아야 하나는 다음 프로그래밍 패스에서 프로그래밍되는 메모리 셀들을 구비한다.In another embodiment, two copies of a given data are stored in two different blocks, with at most one of the two copy quintets having memory cells programmed in the next programming pass.

또 다른 구체예에서, 주어진 데이터의 두개의 카피가 프로그래밍 패스에 저장된 후 추가의 프로그래밍은 두개의 카피를 저장하는 메모리 셀의 셋트에 대하여 수행되지 않는다. 이것은 메모리 셀을 위한 궁극적인 프로그래밍 패스에서 두개의 카피를 프로그래밍 함으로써 달성된다.In another embodiment, after two copies of a given data are stored in a programming pass, no further programming is performed on the set of memory cells that store the two copies. This is accomplished by programming two copies in the ultimate programming pass for the memory cell.

또 다른 구체예에서, 주어진 데이터의 두개의 카피는 바이너리 프로그래밍 모드에서 멀티-스테이트 메모리로 프로그램되어 프로그램된 메모리 셀 상에서의 추가 프로그래밍이 발생되지 않도록 한다.In another embodiment, two copies of a given data are programmed into multi-state memory in binary programming mode such that no further programming on the programmed memory cell occurs.

또 다른 구체예에서, 같은 셋트의 메모리 셀의 멀티-비트 를 연속적으로 프로그래밍하기 위한 두개의 패스 프로그래밍 기술을 사용하는 멀티-스테이트 메모리 시스템에 있어서는 초기 프로그래밍에 패스에 의해 설정된 데이타가 후속하는 프로그래밍 패스에서의 에러에 대하여 영향을 받지 않도록 멀티플 메모리 스테이트를 코딩하기 위하여 무정지형(fault-tolerant)이 사용된다. In another embodiment, in a multi-state memory system using two pass programming techniques for successively programming multi-bits of the same set of memory cells, the data set by the pass in initial programming may be followed in a subsequent programming pass. A fault-tolerant is used to code multiple memory states so that they are not affected by the error of.

각 메모리 셀이 일 비트 이상의 데이타를 저장하는 멀티-스테이트 메모리에서 테이타 복제의 복잡함이 발생한다. 예를 들면, 4-스테이트 메모리가 이 비트로 나타낼 수 있다. 하나의 기존 기술은 그러한 메모리를 프로그램하기 위해 2-패스 프로그래밍을 사용하는 것이다. 제1 비트(하위 페이지 비트)는 제1 패스에 의해 프 로그램된다. 이어서, 같은 셀이 소정의 제2 비트(상위 페이지 비트)를 나타내기 위하여 제2 패스에서 프로그램된다. 제2 패스에서 제1 비트의 값을 변하지 않게 하기 위하여, 제1 비트의 메모리 스테이트 설명이 제2 비트의 값을 좌우하기 위하여 이루어진다. 따라서, 제2 비트의 프로그래밍 중에 에러가 전원 감소 또는 다른 원인으로 발생되어 부정확한 메모리 스테이트를 가져올 경우 제1 비트의 값도 파괴될 수 있다.The complexity of data replication occurs in multi-state memories where each memory cell stores more than one bit of data. For example, four-state memory can represent this bit. One existing technique is to use two-pass programming to program such memory. The first bit (lower page bit) is programmed by the first pass. The same cell is then programmed in a second pass to represent a given second bit (high page bit). In order not to change the value of the first bit in the second pass, the memory state description of the first bit is made to influence the value of the second bit. Thus, if an error occurs during power down or other causes during programming of the second bit resulting in an incorrect memory state, the value of the first bit may also be destroyed.

도 41A는 각 메모리 셀이 이 비트의 테이타를 저장할 때 4-스테이트 메모리 어레이의 한계전압 분포를 도시한 것이다. 4개의 분포는 네개의 메모리 스테이트, "U", "X", "Y" 및 "Z"의 분포를 도시한 것이다. 메모리 셀이 프로그램되기 전에 이것은 먼저 "U" 또는 "비 기록" 스테이트로 소거된다. 메모리 스테이트, "X", "Y" 및 "Z"는 메모리 셀이 증가하면서 프로그래밍 될 때 점진적으로 도달된다.Figure 41A shows the threshold voltage distribution of a four-state memory array as each memory cell stores this bit of data. The four distributions show the distribution of four memory states, "U", "X", "Y" and "Z". Before the memory cell is programmed it is first erased to the "U" or "non-write" state. The memory states, "X", "Y", and "Z" are gradually reached as they are programmed with increasing memory cells.

도 41B는 그레이 코드(Gray code)를사용하여 기존의, 2-패스프로그래밍 구성을 도시한 것이다. 네 개의 스테이트는 (Upper page bit, Lower page bit)와 같은 두개의 비트, 하위 페이지 비트 및 상위 페이지 비트로 나타낼 수 있다. 병렬로 프로그래밍되도록 하기 위한 셀의 페이지에 있어서는 두개의 실제적인 논리적 페이지: 논리적 하위 페이지 및 논리적 상위 페이지가 있다. 제1 프로그래밍 패스는 논리적 하위 페이지만을 프로그래밍한다. 적절한 코딩에 의해 후속하는, 같은 페이지 상에서의 제2 프로그래밍 패스가 논리적 하위 페이지를 리셋하지 않고 논리적 상위 페이지를 프로그램한다. 공통적으로 사용된 코드는 인접한 스테이트로 변할 때 1 비트만을 변화시키는 그레이 코드이다. 따라서, 이러한 코드는 단지 1 비트만 포함 되기 때문에 에러 보정에 대한 적게 요구되는 이점을 갖는다.Figure 41B shows a conventional, two-pass programming configuration using Gray code. Four states can be represented by two bits, such as (Upper page bit, Lower page bit), the lower page bit and the upper page bit. For a page of cells to be programmed in parallel, there are two actual logical pages: a logical lower page and a logical upper page. The first programming pass only programs logical lower pages. A second programming pass on the same page, followed by proper coding, programs the logical upper page without resetting the logical lower page. A commonly used code is a gray code that changes only one bit when changing to adjacent states. Therefore, this code has a less required advantage for error correction since only one bit is included.

그레이 코드를 사용하는데 있어서의 일반적인 구성은 "1"이 "프로그램되지 않음"을 나타내도록 하는 것이다. 따라서, 소거된 메모리 스테이트 "U"는 (Upper page bit, Lower page bit)=(1,1)로 나타내진다.논리적 하위 페이지를 프로그래밍 하기위한 제1 패스에서 데이타 "0"을 저장하기 위한 어떤 셀은 (x, 1)에서 (x, 0)(여기에서, x는 상위 비트의 "돈 케어(don't care)" 값은 나타낸다)로의 논리적 스테이트 전환을 갖는다. 그러나, 상위 비트는 아직 프로그래밍 되지 않았기 때문에 "x"도 일관성 위해서 "1"로 라벨 될 수 있다. (1,0) 논리적 스테이트는 셀을 메모리 스테이트 "X"로 프로그래밍하는 것으로 나타낸다. 즉, 제2 프로그램 패스 전에 "0"의 하위 비트 값이 메모리 스테이트 "X"로 나타내진다.A common configuration for using gray code is to have "1" indicate "not programmed". Thus, the erased memory state " U " is represented by (Upper page bit, Lower page bit) = (1,1). Any cell for storing data " 0 " in the first pass for programming the logical lower page. Has a logical state transition from (x, 1) to (x, 0), where x represents the high-order "don't care" value. However, since the higher bits have not yet been programmed, "x" can also be labeled "1" for consistency. The (1,0) logical state represents the programming of the cell to memory state "X". That is, the lower bit value of "0" before the second program pass is represented by the memory state "X".

제2 패스 프로그래밍은 논리적 상위 페이지의 비트들을 저장하도록 수행된다. "0"의 상위 페이지 비트 값을 요구하는 셀 들만이 프로그래밍 된다. 제1 패스 후에 이 페이지에 있는 셀은 논리적 스테이트 (1,1) 또는 (1,0)이다. 제2 패스에서 하위 페이지의 값을 보존하기 위하여 "0" 또는 "1"의 하위 비트 값이 구별되는 것이 필요하다. (1,0)에서 (0,0)으로 전환을 위하여 문제의 메모리 셀이 메모리 스테이트 "Y"로 프로그래밍 된다. (1,1)에서 (0,1)로 전환을 위하여 문제의 메모리 셀은 메모리 스테이트 "Z"로 프로그래밍 된다. 이 방법에서 판독중에 셀에 프로그래밍된 메모리 스테이트를 측정하므로서 하위 페이지 비트 및 상위 페이지 비트 모두가 디코딩될 수 있다.Second pass programming is performed to store the bits of the logical upper page. Only cells that require an upper page bit value of "0" are programmed. After the first pass, the cells on this page are logical states (1,1) or (1,0). In order to preserve the value of the lower page in the second pass, it is necessary for the lower bit value of "0" or "1" to be distinguished. The memory cell in question is programmed to memory state " Y " for switching from (1,0) to (0,0). In order to switch from (1,1) to (0,1) the memory cell in question is programmed to memory state "Z". In this method, both the low page bit and the high page bit can be decoded by measuring the memory state programmed into the cell during reading.

그러나, 그레이 코드, 2-패스 프로그래밍 구성은 제2-패스 프로그래밍이 에 러성일 때 문제가 될 수 있다. 예를 들면, 하위 비트가 "1"에 있는 동안 "0"로 상위 페이지를 프로그래밍하는 것은 (1,1)에서 (0,1)로 전환을 야기한다. 이것은 메모리 셀이 점진적으로 "U"를 거쳐 "X" 및 "Y"에서 "Z"로 프로그램되는 것이 요구된다. 프로그래밍의 완료 전에 정전이 있는 경우에는 전환 메모리 스테이트 중 하나, 즉 "X"에서 종료될 수 있다. 메모리 셀이 판독될 때 "X"는 논리적 스테이트 (1,0)로서 디코딩된다. 이것은 (0,1)이어야 했기 때문에 상위 및 하위 비트 모두에서 부정확한 결과를 제공한다. 마찬가지로, "Y"에 도달했을 때 프로그래밍이 중단되면 (0,0)에 상응한다. 상위 비트는 이제 정확하지만 하위 비트는 아직도 오류이다.However, gray code, two-pass programming configurations can be problematic when second-pass programming is error-prone. For example, programming the upper page to "0" while the lower bit is at "1" causes a transition from (1,1) to (0,1). This requires that memory cells be progressively programmed from "X" and "Y" to "Z" via "U". If there is a power failure before completion of programming, it may end in one of the switching memory states, ie, "X". When the memory cell is read out, the "X" is decoded as logical state (1,0). This had to be (0,1), giving inaccurate results in both the high and low bits. Likewise, if programming is interrupted when "Y" is reached, it corresponds to (0,0). The upper bit is now correct but the lower bit is still an error.

따라서, 그것은 상위 페이지 프로그래밍에서의 문제점은 상기 하위 페이지에서의 데이터를 이미 변조될 수 있음이 이해될 수 있다. 특히, 제2 패스 프로그래밍이 중간 메모리 스테이트에 대해 패싱하는 것을 포함할 경우, 프로그램 중지(abort)가 메모리 스테이트에서 종료하는 프로그래밍을 가지게 되고, 그 결과 부정확한 하위 페이지에서 디코딩되게 된다.Thus, it can be appreciated that a problem with upper page programming can already be modulated with data in the lower page. In particular, if the second pass programming involves passing to an intermediate memory state, then the program abort will have programming ending in the memory state, resulting in a decoded in the incorrect lower page.

도 42는 이중으로 각 섹터를 보존(save)함에 따라, 크리티컬 데이터를 안전하게 가드(guarding)하는 기법을 예시하고 있다. 예를 들면, 상기 섹터(A, B, C 및 D)는 이중 카피(duplicate copies)로 보존된다. 만일, 하나의 섹터 카피에서의 데이터의 파괴(corruption)가 있다면, 다른 데이터가 대신에 판독될 수 있다.FIG. 42 illustrates a technique for securely guarding critical data as each sector is dual saved. For example, the sectors A, B, C and D are kept in duplicate copies. If there is corruption of data in one sector copy, other data can be read instead.

도 43은 이중 섹터가 멀티-스테이트 메모리에서 통상적으로 보존되는 논-로버스트니스(non-robustness)를 예시하고 있다. 상술한 바와 같이, 실예의 4-스테이트 메모리에서, 상기 멀티-스테이트 페이지는 2개의 패스에서 개별 프로그래밍되 는, 논리 하위 페이지와 논리 상위 페이지를 실제로 포함한다. 예증된 바와 같이, 상기 페이지는 4개의 섹터 와이드(wide)이다. 따라서, 섹터(A)와 그의 복제(duplicate)는 상기 논리 하위 페이지에서 동시 프로그래밍되고, 섹터 B와 그의 복제도 마찬가지이다.FIG. 43 illustrates non-robustness in which dual sectors are typically preserved in multi-state memory. As mentioned above, in an exemplary four-state memory, the multi-state page actually includes a logical lower page and a logical upper page, which are individually programmed in two passes. As illustrated, the page is four sectors wide. Thus, sector A and its duplicates are programmed simultaneously in the logical lower page, and so does sector B and its duplicates.

다음에, 상기 논리 상위 페이지에서의 프로그래밍의 이어지는 제2 패스에서, 섹터(C, C) 는 동시에 프로그래밍되며, 섹터(D, D)도 마찬가지이다. 만일, 섹터(C, C)의 프로그램 중도에 프로그램 중지가 야기되면, 상기 하위 페이지에서의 섹터(A, A)는 파괴될 것이다. 만일 상기 하위 페이지 섹터들이 첫째로 판독되고 상기 상위 페이지 프로그래밍 이전에 버퍼링되지 않을 시에는, 이들은 파괴되면 회복 불가능하게 될 수 있다. 따라서, 섹터(A, A)와 같이 동시에 크리티컬 데이터의 2개의 카피를 보존하게 되면, 이들 양자가 그의 상위 페이지에서의 섹터(C, C)의 계속적인 문제에 의해 파괴되는 것을 방지할 수 없게 된다.Next, in the subsequent second pass of programming in the logical upper page, sectors C and C are programmed simultaneously, and so are sectors D and D. If a program interruption is caused during the program of sectors C and C, sectors A and A in the lower page will be destroyed. If the lower page sectors are read first and not buffered prior to the upper page programming, they may become unrecoverable if destroyed. Therefore, if two copies of critical data are preserved at the same time as sectors A and A, both of them cannot be prevented from being destroyed by the continuous problem of sectors C and C in its upper page. .

도 44A는 멀티-스테이트 메모리에 크리티컬 데이터의 시차(staggered) 복제 카피들을 보존하는 하나의 실시예를 예시하고 있다. 기본적으로, 상기 하위 페이지는 도 43, 즉, 섹터(A, A)와 섹터(B, B)에서와 동일한 방식으로 보존된다. 그러나, 상기 상위 페이지 프로그래밍에서, 상기 섹터(C, D)는 (C, D, C, D)로서의 그들의 복제물을 사용하여 인터리브(interleaved)된다. 만일 부분 페이지 프로그래밍이 지원되면, 상기 섹터(C)의 2개 카피는 섹터(D)의 2개 카피를 위해 동시에 그리고 유사하게 프로그램된다. 프로그램 오브 세이(say), 상기 2개 섹터(C)가 중단되면, 섹터(A)의 하나의 카피와 섹터(B)의 하나의 카피에 의해서만 하위 페이지가 파괴된 다. 상기 다른 카피는 변화없이 유지한다. 따라서, 만일, 제1 패스에서 저장된 크리티컬 데이터의 2개 카피가 있다면, 이들은 동시에 후속하는 제2 패스 프로그래밍에 종속되지 않는다.44A illustrates one embodiment of preserving staggered copies of critical data in a multi-state memory. Basically, the lower page is preserved in the same manner as in Fig. 43, that is, sectors A and A and sectors B and B. However, in the upper page programming, the sectors C, D are interleaved using their copy as (C, D, C, D). If partial page programming is supported, two copies of sector C are programmed simultaneously and similarly for two copies of sector D. If the program of say (say), the two sectors (C) is stopped, the lower page is destroyed only by one copy of the sector (A) and one copy of the sector (B). The other copy remains unchanged. Thus, if there are two copies of the critical data stored in the first pass, they are not subject to subsequent second pass programming at the same time.

도 44B는 멀티-스테이트 메모리의 논리 상위 페이지에 대해서만 크리티컬 데이터의 이중 카피를 보존하는 또 다른 실시예를 예시하고 있다. 이 경우, 상기 하위 페이지에서의 데이터는 사용되지 않는다. 섹터(A, A)와 섹터(B, B)와 같은, 상기 크리티컬 데이터와 그의 복제는 단지 상기 논리 상위 페이지에 보존된다. 이러한 방식에서, 프로그램 중단이 있으면, 상기 크리티컬 데이터가 다른 논리 상위 페이지에서 재기록되고, 반면에, 상기 하위 페이지 데이터에 대한 임의의 파괴는 중요하지 않다. 이러한 솔루션은 기본적으로 각각의 멀티-스테이트 페이지의 저장 용량의 절반을 사용한다.44B illustrates another embodiment of preserving double copies of critical data only for logical upper pages of a multi-state memory. In this case, the data in the lower page is not used. The critical data and its duplicates, such as sectors A and A and sectors B and B, are kept only in the logical upper page. In this way, if there is a program interruption, the critical data is rewritten in another logical upper page, while any destruction on the lower page data is not critical. This solution basically uses half the storage capacity of each multi-state page.

도 44C는 멀티-스테이트 메모리의 바이너리 모드에서의 크리티컬 데이터의 이중 카피를 보존하는 다른 실시예를 예시하고 있다. 이 경우, 각각의 메모리 셀은 그의 쓰레드홀드 영역이 2개의 구역으로 단지 분할되는 바이너리 모드에서 프로그래밍된다. 따라서, 프로그램 중단이 발생하면, 단지 하나의 패스 프로그래밍이 있게 되고, 상기 프로그래밍은 다른 위치에서 재-개시된다. 또한, 이러한 솔루션은 각각의 멀티-스테이트 페이지의 저장 용량의 절반을 사용한다. 바이너리 모드에서 멀티-스테이트 메모리를 작동시키는 것은 미국 특허 등록공고 제 6,456,528호에 개시되어 있으며, 본문에 참조로서 편입되어 있다.44C illustrates another embodiment for preserving double copies of critical data in binary mode of a multi-state memory. In this case, each memory cell is programmed in binary mode where its threaded area is only divided into two zones. Thus, if a program interruption occurs, there is only one pass programming and the programming is re-initiated at another location. This solution also uses half of the storage capacity of each multi-state page. Operating multi-state memory in binary mode is disclosed in US Patent No. 6,456,528, which is incorporated herein by reference.

도 45는 2개의 다른 메타블록에 동시에 크리티컬 데이터의 이중 카피를 보존 하는 또 다른 실시예를 예시하고 있다. 만일, 상기 블록들중 하나가 비활용적으로 된다면, 상기 데이터는 다른 카피로부터 판독될 수 있다. 예를 들어, 상기 크리티컬 데이터가 섹터(A, B, C, D 및 E, F, G, H, 및 J, K, L)에 포함된다. 상기 2개 카피는 2개의 다른 블록(Block 0 및 Block1)에 동시에 기록될 것이다. 만일, 하나의 카피가 논리 하위 페이지에 기록된다면, 다른 카피는 논리 상위 페이지에 기록될 것이다. 이러한 방식에서, 항시 논리 상위 페이지에 프로그램된 하나의 카피가 존재할 것이다. 만일 프로그램 중단이 발발하면, 다른 논리 상위 페이지에 재프로그래밍될 수 있다. 동시에, 만일 상기 하위 페이지가 파괴되면, 다른 블록에서 다른 상위 페이지 카피가 이루어질 것이다.45 illustrates another embodiment of preserving a double copy of critical data in two different metablocks simultaneously. If one of the blocks becomes inactive, the data can be read from another copy. For example, the critical data is included in sectors A, B, C, D and E, F, G, H, and J, K, L. The two copies will be written to two different blocks (Block 0 and Block1) at the same time. If one copy is written to the logical lower page, the other copy will be written to the logical upper page. In this way there will always be one copy programmed in the logical upper page. If a program break occurs, it can be reprogrammed into another logical upper page. At the same time, if the lower page is destroyed, another upper page copy will be made in another block.

도 46B는 내-장애성 코드(fault-tolerant code)의 사용에 의해 동시에 크리티컬 데이터의 이중 카피를 보존하는 다른 실시예를 예시하고 있다. 도 46A는 4-스테이트 메모리 어레이의 쓰레드홀드 전압 분배를 예시하고, 도 48B를 위해 참조로서 도시되어 있다. 상기 내-장애성 코드는 필수적으로 임의의 중간 스테이트들을 통해 교통(transit)하도록 임의의 상위 페이지 프로그래밍을 회피한다. 따라서, 상기 제1 패스 하위 페이지 프로그래밍은 상기 소거 메모리 스테이트("U"to"Y")를 프로그래밍함에 따라 표시된 바와 같이 (0,1)로 전송하는 논리 스테이트(1, 1)를 구비한다. 상기 상위 페이지 비트("0"으로)의 제2 패스 프로그래밍에서, 만일 상기 하위 페이지 비트가 "1"에서 라면, 상기 논리 스테이트(1,1)는, “Y"에서 ”Z"로의 상기 소거 메모리 스테이트를 프로그래밍함에 따라 표현되는 바와 같이, (0, 1)로 전송한다. 상기 상위 페이지 프로그래밍이 단지 다음의 이웃하는 메모리 스테이트 로의 프로그래밍을 포함하기 때문에, 프로그램 중단은 상기 하위 페이지 비트를 변경시키지 않게 된다.46B illustrates another embodiment of preserving double copies of critical data at the same time by the use of fault-tolerant code. 46A illustrates the threshold voltage distribution of a four-state memory array and is shown as a reference for FIG. 48B. The fault-tolerant code essentially avoids any higher page programming to transit through any intermediate states. Thus, the first pass lower page programming has a logical state (1, 1) that transfers to (0,1) as indicated by programming the erase memory state ("U" to "Y"). In a second pass programming of the upper page bit ("0"), if the lower page bit is "1", the logic state (1,1) is the erase memory from "Y" to "Z". Send as (0, 1), as represented by programming state. Since the upper page programming only involves programming to the next neighboring memory state, program abort does not change the lower page bits.

시리얼 쓰기(Serial Write)Serial Write

임계 데이터의 이중 사본들은 전술한 바와 같이 함께 기록되는 것이 바람직하다. 동시에 양 사본들의 오류를 일으키는 것을 피하는 다른 방법은 사본들을 순차적으로 기록하는 것이다. 이 방법은 느리지만, 사본들 스스로 그것들의 프로그래밍이 성공적인지 또는 제어기가 양 사본들을 언제 점검하는지를 나타낸다.Double copies of the critical data are preferably written together as described above. Another way to avoid causing errors in both copies is to record the copies sequentially. This method is slow, but the copies themselves indicate when their programming is successful or when the controller checks both copies.

도 47은 데이터의 두 사본들의 가능한 상태와 데이터의 유효성을 나타내는 표이다.47 is a table showing the possible states of two copies of data and the validity of the data.

첫 번째 및 두 번째 사본들 모두 ECC 에러가 없다면, 데이터의 프로그래밍은 완전히 성공적인 것으로 믿어진다. 유효한 데이터가 어떤 사본으로부터도 얻어질 수 있다.If both the first and second copies are free of ECC errors, the programming of the data is believed to be completely successful. Valid data can be obtained from any copy.

첫 번째 사본은 ECC 에러가 없지만 두 번째 사본은 에러가 있다면, 프로그래밍이 두 번째 사본 프로그램 중에 중단되었음을(interrupted) 의미할 수 있다. 첫 번째 사본은 유효한 데이터를 포함한다. 두 번째 사본은 에러가 정정 가능할지라도 신뢰할 수 없다.If the first copy has no ECC error, but the second copy has an error, it may mean that programming was interrupted during the second copy program. The first copy contains valid data. The second copy is not reliable even if the error is correctable.

첫 번째 사본은 ECC 에러가 없고 두 번째 사본은 비어있다면(삭제되었다면), 프로그래밍이 첫 번째 사본 프로그래밍의 종료 후 두 번째 사본의 개시 전에 중단되었음을 의미할 수 있다. 첫 번째 사본은 유효한 데이터를 포함한다.If the first copy has no ECC error and the second copy is empty (if deleted), it may mean that the programming was aborted after the end of the first copy programming and before the start of the second copy. The first copy contains valid data.

첫 번째 사본은 ECC 에러를 가지고 두 번째는 비어있다면(삭제되었으면), 프 로그래밍이 첫 번째 사본 프로그래밍 중에 중단되었음을 의미할 수 있다. 첫 번째 사본은 에러가 정정 가능할지라도 무효한 데이터를 포함할 수 있다.If the first copy has an ECC error and the second is empty (if deleted), it may mean that programming was interrupted during the programming of the first copy. The first copy may contain invalid data even if the error is correctable.

복제물들에서 유지되는 데이터의 읽기를 위해, 이중 사본들의 존재를 이용하는 다음 기술이 선호된다. 읽기 및 양 사본들 비교하기. 이 경우에, 도 47에 표시된 바와 같은 양 사본들의 상태는 잘못 탐지된 에러가 없음을 보증하는데 사용될 수 있다.For reading of the data maintained in the replicas, the following technique using the presence of duplicate copies is preferred. Read and compare both copies. In this case, the status of both copies as indicated in FIG. 47 can be used to ensure that there are no erroneously detected errors.

속도와 간소화를 고려하여, 제어기가 하나의 사본만을 읽는 다른 실시예에서, 사본 읽기는 두 사본들 사이에서 번갈아 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 제어기가 제어 데이터를 읽을 때, 그것은 사본 1을 읽고, 다음 제어기 읽기(어떤 하나의 제어기 읽기)는 사본 2로부터인 후 사본 1로부터이어야 하고, 그 다음에 사본 1을 다시 읽는다. 이러한 식으로, 두 사본들은 완전히 질서있게 읽히고 검토될 것이다(ECC 검토됨). 이것은 데이터 보유를 저하시킴으로써 유발되는 에러를 때맞춰 탐지하지 못하는 위험을 줄인다. 예컨대, 사본 1만이 정규로 읽힌다면, 사본 2는 에러가 ECC에 의해 더 이상 이용되지(salvaged) 않는 수준으로 점차적으로 저하될 수 있고, 두 번째 사본은 더 이상 사용되지 못할 수 있다.In view of speed and simplicity, in another embodiment where the controller reads only one copy, it is desirable to alternate copy reading between the two copies. For example, when the controller reads control data, it reads copy 1, and the next controller read (which one controller read) must be from copy 2 and then from copy 1, then read copy 1 again. In this way, both copies will be read and reviewed in an orderly manner (ECC reviewed). This reduces the risk of failing to detect errors in time caused by lowering data retention. For example, if only copy 1 is normally read, copy 2 may gradually degrade to the level where the error is no longer salvaged by the ECC, and the second copy may no longer be used.

우선 데이터 재배치(Pre-emptive Data Relocation)Pre-emptive data relocation

도 20과 관련하여 설명된 바와 같이, 블록 관리 시스템은 플레시 메모리에서 제어 데이터 세트를 그것의 작동 동안 유지시킨다. 이 제어 데이터 세트는 호스트 데이터와 유사하게 메타블록들(metablocks)에 저장된다. 그와 같이, 제어 데이터 자체는 블록 관리될 것이고, 갱신되어 가비지 수집 작동을 받게 될 것이다.As described in connection with FIG. 20, the block management system maintains a set of control data in its flash memory during its operation. This control data set is stored in metablocks similar to host data. As such, the control data itself will be block managed and updated to undergo garbage collection operations.

하부 계층에 있는 것들이 상위에 있는 것보다 자주 갱신된다는 것과 함께, 제어 데이터의 계층이 존재한다는 것이 또한 설명되었다. 예컨대, 모든 제어 블록이 쓰기를 위한 N 제어 섹터들을 가진다고 한다면, 제어 갱신과 제어 블록 재배치인 다음 시퀀스가 정규로 일어난다. 도 20을 다시 참조하면, 모든 N CBI 갱신이 CBI 블록을 채우고 CBI 재배치(재쓰기) 및 MAP 갱신을 유발한다. 캐이아틱 블록(Chaotic block)이 폐쇄되면 GAT 갱신을 또한 유발한다. 모든 GAT 갱신은 MAP 업데이트를 유발한다. 모든 N GAT 갱신은 블록을 채이고 GAT 블록 재배치를 유발한다. 또한, MAP 블록이 가득 차게 되면 그것은 MAP 블록 재배치 및 MAPA 블록(만일 존재한다면, 그렇지 않으면 BOOT 블록이 MAP으로 곧바로 지시한다)을 갱신을 유발한다. 또한, MAPA 블록이 가득 차게 되면, 그것은 MAPA 블록 재배치, BOOT 블록 갱신 및 MAP 갱신을 유발한다. 또한, BOOT 블록이 가득 차게 되면, 그것은 다른 BOOT 블록으로 액티브 BOOT 블록 재배치를 유발한다.It has also been described that there is a hierarchy of control data, with those in the lower layers being updated more frequently than those in the upper ones. For example, if every control block has N control sectors for writing, then the next sequence of control update and control block relocation occurs normally. Referring again to FIG. 20, every N CBI update fills the CBI block and causes CBI relocation (rewrite) and MAP update. Closure of the chaotic block also triggers GAT renewal. Every GAT update causes a MAP update. Every N GAT update occupies a block and causes a GAT block relocation. Also, when the MAP block becomes full it causes a MAP block relocation and an update of the MAPA block (if present, otherwise the BOOT block points directly to the MAP). Also, when the MAPA block becomes full, it causes MAPA block relocation, BOOT block update, and MAP update. Also, when a BOOT block becomes full, it causes an active BOOT block relocation to another BOOT block.

계층이 MAPA, MAP 및 GAT를 수반하는 상부에서 BOOT 제어 데이터에 의해 형성되기 때문에, 모든 N3 GAT 갱신에서 "종속 제어 갱신"이 있을 것이고, GAT, MAP, MAPA 및 BOOT 블록 모두 재배치될 것이다. GAT 갱신이 호스트 쓰기의 결과로서 케이아틱 또는 시퀀셜 갱신 블록 폐쇄에 의해 유발되는 경우, 가비지 수집 작동(즉, 재배치 또는 재쓰기)이 또한 있을 것이다. 케이아틱 갱신 블록 가비지 수집인 경우에, CBI가 갱신될 것이고, CBI 블록 재배치를 또한 유발할 수 있다. 따라서 이러한 극단 상황에서, 다수의 메타블록들이 동시에 가비지 수집되어야할 필요가 있 다.Since the layer is formed by BOOT control data on top with MAPA, MAP and GAT, there will be a "dependent control update" in every N 3 GAT update, and all GAT, MAP, MAPA and BOOT blocks will be relocated. If a GAT update is caused by a cyclic or sequential update block closure as a result of a host write, there will also be garbage collection operations (ie, relocation or rewrite). In the case of Kiatic Update Block Garbage Collection, the CBI will be updated and may also cause CBI block relocation. Therefore, in this extreme situation, multiple metablocks need to be garbage collected at the same time.

계층의 각각의 제어 데이터 블록은 채워지고 재배치되는 점에서 자신의 주기성(periodicity)을 가진다. 각각이 정규로 진행된다면, 다수의 블록들의 상(phases)이 정렬되고(line up) 동시에 모든 블록들을 포함하는 대규모 재배치 또는 가비지 수집을 유발하는 시간이 있을 것이다. 많은 제어 블록들의 재배치는 시간이 오래 걸리고, 일부 호스트가 그러한 대규모 제어 작동에 의해 유발되는 긴 지체를 견디지 않으므로 피해야 한다.Each control data block of the layer has its own periodicity in that it is filled and rearranged. If each proceeds normally, there will be time where the phases of multiple blocks line up and cause massive relocation or garbage collection that includes all blocks at the same time. Relocation of many control blocks is time consuming and some hosts do not tolerate the long delays caused by such large control operations and should be avoided.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 블록 관리 시스템을 갖춘 비휘발성 메모리에서, "제어 가비지 수집(control garbage collection)" 또는 메모리 블록의 우선적 재배치는 다수의 갱신 블록들이 모두 동시에 재비치를 필요로 하는 상황을 회피하도록 구현된다. 예를 들면, 이러한 상황은 블록 관리 시스템의 작동을 제어하기 위해 사용되는 제어 데이터를 갱신할 때 발생할 수 있다. 제어 데이터의 계층은 갱신 빈도(frequencies)들의 정도를 변화시킴에 따라 존재할 수 있으므로, 가비지 수집 또는 재배치를 필요로 하는 그 관련 갱신 블록들을 서로 다른 비율로 야기한다. 하나 이상의 제어 데이터 유형의 가비지 수집 작동들이 부합하는 일정한 횟수가 있을 것이다. 비정상적인 상황에서는, 모든 제어 데이터 유형들에 대한 갱신 블록들의 재배치 단계(phase)가 정렬되어서, 재배치를 필요로 하는 모든 갱신 블록들을 동시에 야기할 수 있다.According to another aspect of the present invention, in a nonvolatile memory with a block management system, a situation in which "control garbage collection" or preferential relocation of a memory block requires that multiple update blocks all need to be revacated at the same time. It is implemented to avoid. For example, this situation can occur when updating control data used to control the operation of the block management system. The hierarchy of control data can exist as varying the degree of update frequencies, resulting in different proportions of the relevant update blocks requiring garbage collection or relocation. There will be a certain number of times garbage collection operations of one or more control data types are met. In an abnormal situation, the relocation phase of update blocks for all control data types may be aligned, resulting in all update blocks requiring relocation at the same time.

이러한 불필요한 상황은, 현재의 메모리 작동이 자발적인 가비지 수집 작동을 수용할 때마다, 갱신 블록의 우선적 재배치가 발생하여 미리 블록이 완전히 채 워지게 되는 본원 발명에 의해 회피된다. 특히, 계층에서 가장 높이 있는 데이터 유형이 가장 느린 비율을 갖는 블록에 우선권이 주어진다. 이러한 방식에서, 가장 느린 비율의 블록들이 재배치되면, 그것들은 상대적으로 긴 시간 동안 또 다른 가비지 수집을 필요로 하지 않는다. 또한, 계층에서 더 높이 있는 더 느린 비율의 블록들은 트리거하기 위한 많은 재배치의 캐스케이드를 갖지 않는다. 본 발명의 방법은, 의심스러운 다양한 블록들의 정렬 단계들을 회피하기 위해서 일종의 디더링(dithering)을 전반적인 혼합물에 도입하는 것으로서 여겨질 수 있다. 따라서, 기회가 발생할 때마다, 완전히 채워진 것으로부터 약간의 마진을 갖는 느린-충전 블록이 우선적으로 재배치된다.This unnecessary situation is avoided by the present invention, whenever a current memory operation accommodates spontaneous garbage collection operations, preferential relocation of update blocks occurs and the blocks are completely filled in advance. In particular, the highest data type in the hierarchy is given priority to the block with the slowest rate. In this way, if the slowest proportion of blocks are rearranged, they do not require another garbage collection for a relatively long time. Also, slower proportions of blocks that are higher in the hierarchy do not have much relocation cascade to trigger. The method of the invention can be thought of as introducing some sort of dithering into the overall mixture to avoid the alignment steps of the various suspected blocks. Thus, whenever an opportunity arises, the slow-filling block with some margin from the full fill is preferentially relocated.

제어 데이터의 계층을 갖는 시스템에서, 계층에서 더 낮게 있는 것은 캐스케이딩 효과로 인하여 더 높이 있는 것보다 더 빠르게 변화하므로, 계층에서 더 높이 있는 제어 데이터의 블록에 우선권이 주어진다. 자발적인 우선적 재배치를 실행하기 위한 기회의 일 예는, 호스트 쓰기(host write)가 자체 재배치를 트리거하지 않을 때 그 잠재 기간(latency period)의 나머지가 우선적 재배치 작동을 위해 활용될 수 있다는 것이다. 일반적으로, 전적으로 미리 재배치되어야 하는 블록의 마진은, 블록이 완전히 채워지기 전의, 소정 개수의 쓰이지 않은(written) 메모리 유닛들이다. 미리 완전히 채워지지만, 과도하게 미숙하여 무익한 자원을 야기하는 블록의 재배치를 촉진하는데 마진이 충분한지에 대해 고려한다. 바람직한 실시예에서, 소정 개수의 쓰이지 않은 메모리 유닛들은 1개 내지 6개 메모리 유닛이다.In a system with a layer of control data, the lower one in the layer changes faster than the higher one due to the cascading effect, so that a higher block of control data in the layer is given priority. One example of an opportunity to implement spontaneous preferential relocation is that the remainder of its latent period can be utilized for preferential relocation operations when host write does not trigger self relocation. In general, the margin of a block that must be wholly relocated is a certain number of written memory units before the block is completely filled. Consider whether there is enough margin to facilitate the relocation of blocks that are fully prefilled but overly immature, causing useless resources. In a preferred embodiment, the predetermined number of unused memory units is one to six memory units.

도 48은 제어 데이터를 저장하는 메모리 블록의 우선적 재배치의 순서도를 도시한다.48 shows a flowchart of preferential relocation of memory blocks storing control data.

단계 1202: 함께 소거 가능한 메모리 유닛으로 분할되는 블록들에 비휘발성 메모리를 구성하는 단계.Step 1202: Configuring nonvolatile memory in blocks that are divided into erasable memory units together.

단계 1204: 서로 다른 유형의 데이터를 유지하는 단계.Step 1204: Maintaining different types of data.

단계 1206: 서로 다른 유형의 데이터에 순위(ranking)를 부여하는 단계.Step 1206: Rank the different types of data.

단계 1208: 각 블록이 반드시 동일 유형의 데이터를 저장하도록 복수의 블록 간에 서로 다른 유형의 데이터의 갱신을 저장하는 단계.Step 1208: storing updates of different types of data between the plurality of blocks such that each block necessarily stores the same type of data.

단계 1210: 소정 개수보다 적은 비어있는 메모리 유닛을 구비하며 복수의 블록 간에 가장 높은 순위의 데이터 유형을 갖는 블록에 응답하여, 블록의 현재 데이터 갱신을 또 다른 블록에 재배치하는 단계. 중단되지 않는 한 단계 1208로 진행.Step 1210: Responsive to a block having fewer than a predetermined number of empty memory units and having the highest rank data type among the plurality of blocks, relocating the current data update of the block to another block. Proceed to Step 1208 unless interrupted.

도 20에 도시된 제어 데이터에 대한 우선적 재배치를 구현하기 위한 예시적인 알고리즘은 다음과 같다:An example algorithm for implementing preferential relocation for the control data shown in FIG. 20 is as follows:

If((사용자 데이터로 인하여 가비지 수집이 없는 경우) OR (MAP이 6 또는 보다 소수의 쓰이지 않은 섹터를 갖는 경우) OR (GAT가 3 또는 보다 소수의 쓰이지 않은 섹터를 갖는 경우)If (if there is no garbage collection due to user data) OR (if MAP has 6 or fewer unused sectors) OR (if GAT has 3 or fewer unused sectors)

ThenThen

If(BOOT이 1의 쓰이지 않은 섹터를 갖는 경우)If (if BOOT has an unused sector of 1)

Then BOOT을 재배치(즉, 블록으로 재배치)Then relocate the BOOT (that is, relocate it to a block)

ElseElse

If(MAPA가 1의 쓰이지 않은 섹터를 갖는 경우)If (if MAPA has an unused sector of 1)

Then MAPA를 재배치 및 MAP를 갱신Then relocate MAPA and update MAP

ElseElse

If(MAP가 1의 쓰이지 않은 섹터를 갖는 경우)If (if MAP has an unused sector of 1)

Then MAP를 재배치Then relocate the map

ElseElse

If(최근에 갱신된 것, 또는 가장 큰 것, GAT가 1의 쓰이지 않은 섹터를 갖는 경우)If (most recently updated, or largest, if GAT has an unused sector of 1)

Then GAT를 재배치Then relocate the GAT

ElseElse

If(CBI가 1의 쓰이지 않은 섹터를 갖는 경우)If (if CBI has an unused sector of 1)

Then CBI 재배치Then relocate CBI

ElseElse

ElseElse

ExitExit

따라서, 우선적 재배치는 통상적으로 어떠한 사용자 데이터 가비지 수집이 발생하지 않는 때에 수행된다. 최악의 경우, 매 호스트 쓰기가 사용자 데이터 가비지 수집을 트리거 시키지만, 1개 블록의 자발적인 재배치의 충분한 시간이 있는 때 에, 우선적 재배치가 동시에 하나의 제어 블록에 대해 수행될 수 있다.Thus, preferential relocation is typically performed when no user data garbage collection occurs. In the worst case, every host write triggers user data garbage collection, but when there is sufficient time for spontaneous relocation of one block, preferential relocation can be performed on one control block at the same time.

사용자 데이터 가비지 수집 작동과 제어 갱신이 물리적 에러들과 부합할 때, 초기에 미리, 즉, 블록이 여전히 2개 또는 그 이상의 쓰이지 않은 메모리 유닛(예를 들면, 섹터)을 가지고 있는 시점에, 우선적 재배치 또는 제어된 가비지 수집을 행하여 더 큰 안전한 마진을 갖는 것이 더 좋다.When user data garbage collection operations and control updates coincide with physical errors, preferential relocation early, i.e., when the block still has two or more unused memory units (e.g., sectors). Or it is better to do controlled garbage collection to have a larger safe margin.

비록 본 발명의 다양한 양태를 특정 실시예에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 첨부된 청구범위의 전체 범주내에서 보호가 부여된다는 것을 이해하여야 한다.Although various aspects of the invention have been described with respect to specific embodiments, it should be understood that the invention is protected within the scope of the appended claims.

Claims (23)

블록들로 조직된 비휘발성 메모리에 있어서, 각각의 블록은 함께 삭제 가능한 메모리 유니트들로 파티션되어 있으며, 상기 각각의 메모리 유니트는 데이터의 논리 유니트를 저장하는데 있어서, 데이터 저장 및 업데이트 방법은,In a nonvolatile memory organized in blocks, each block is partitioned into erasable memory units, wherein each memory unit stores a logical unit of data, wherein the method of storing and updating data includes: 상기 메모리를 페이지 시리즈로 구성하는 단계와, 각각의 페이지는 그 내에서 센싱 회로 세트에 의하여 병렬로 서비스되는 모든 메모리 유니트들을 구비하며;Organizing the memory into page series, each page having all memory units serviced in parallel by a set of sensing circuits therein; 데이터를 복수개의 논리 그룹들로 조직하는 단계와, 각각의 논리 그룹은 복수개의 데이터 논리 유니트들로 파티션되며;Organizing data into a plurality of logical groups, each logical group being partitioned into a plurality of data logical units; 각각의 논리 유니트가 주어진 옵셋에 따라 페이지의 메모리 유니트 내에 저장될 수 있도록, 제1 블록 내에 논리 그룹의 논리 유니트들의 제1 버전을 페이지 별로 저장하는 단계와;Storing, by page, a first version of the logical units of the logical group in the first block such that each logical unit can be stored in the memory unit of the page according to a given offset; 상기 제1의 순서와 다른 제2의 순서에 따라 제2 블록에 논리 그룹의 논리 유니트들의 다음 버전을 페이지 별로 저장하는 단계와, 각각의 다음 버전은 제1 버전의 것과 동일한 페이지 내에 옵셋을 갖는 다음 사용 가능한 메모리 유니트 내에 저장되어, 논리 유니트의 모든 버전들이 센싱 회로들의 동일한 그룹에 의하여 접근 가능한 것을 특징으로 하는 데이터 저장 및 업데이트 방법.Storing, by page, the next version of the logical units of the logical group in a second block according to a second order different from the first order, each next version having an offset in the same page as that of the first version; Stored in an available memory unit, wherein all versions of the logic unit are accessible by the same group of sensing circuits. 청구항 1에 있어서, 상기 제1의 순서에 따라 논리 유니트들의 현재 버전들을 카피하여 각각의 페이지 내에서 상기 다음 사용 가능 메모리 유니트에 선행하는 소 정의 사용하지 않은 메모리 유니트들을, 논리 유니트들의 다음 버전들을 저장함과 동시에, 패딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the current versions of the logical units are copied in accordance with the first order to store the next unused memory units that precede the next available memory unit in each page, the next versions of the logical units. And at the same time, further comprising padding. 청구항 1에 있어서, 복수개의 메모리 평면으로부터 메모리를 구성하는 단계와, 상기 평면은 페이지 시리즈로 구성되며, 각각의 페이지는 그 내부에서 센싱 회로 세트에 의하여 병렬로 서비스되는 모든 메모리 유니트들을 구비하며;The method of claim 1, further comprising: constructing a memory from a plurality of memory planes, the plane consisting of a series of pages, each page having all memory units serviced therein in parallel by a set of sensing circuits; 상기 메모리를 메타페이지 시리즈로 구성하는 단계와, 상기 각각의 메타페이지는 한개의 메타페이지 내의 모든 메모리 유니트들이 센싱 회로들에 의하여 병렬로 서비스될 수 있도록 각각의 평면으로부터의 메모리 페이지로부터 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.Organizing the memory into a series of metapages, wherein each metapage is constructed from memory pages from each plane such that all memory units in one metapage can be serviced in parallel by sensing circuits. How to. 청구항 3에 있어서, 상기 제1의 순서에 따라 논리 유니트들의 현재 버전들을 카피하여 각각의 페이지 내에서 상기 다음 사용 가능 메모리 유니트에 선행하는 소정의 사용하지 않은 메모리 유니트들을, 논리 유니트들의 다음 버전들을 저장함과 동시에, 패딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.4. The method of claim 3, wherein copying current versions of logical units in accordance with the first order to store the next unused memory units preceding each next available memory unit in each page, the next versions of logical units. And at the same time, further comprising padding. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 논리 유니트는 호스트 데이터의 섹터인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein each logical unit is a sector of host data. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 페이지는 한개의 데 이터 논리 유니트를 저장하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein each page stores one data logical unit. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 페이지는 한 개 이상의 데이터 논리 유니트 보다 많은 것을 저장하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein each page stores more than one or more data logic units. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 플로팅 메모리 셀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the nonvolatile memory has floating memory cells. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 플레쉬 EEPROM인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the nonvolatile memory is a flash EEPROM. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 NROM인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the nonvolatile memory is an NROM. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 메모리 카드 내에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the nonvolatile memory is provided in a memory card. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 각각 1 비트의 데이터를 저장하는 메모리 셀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the nonvolatile memory includes memory cells that each store one bit of data. 청구항 1 내지4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 각각 1 비트의 데이터 이상을 저장하는 메모리 셀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the nonvolatile memory includes memory cells that each store more than one bit of data. 비휘발성 메모리는,Non-volatile memory, 복수개의 블록으로 구성되는 메모리와, 상기 각각의 블록은 서로 삭제 가능한 복수개의 메모리 유니트들이며, 상기 각각의 메모리 유니트는 데이터의 논리 유니트를 저장하며, 상기 각각의 블록은 복수개의 메타 페이지 중에서 논리 유니트의 논리 그룹을 저장하며, 상기 각각의 메타 페이지는 각각의 평면의 메모리 페이지로부터 구성되며;A memory composed of a plurality of blocks, each block being a plurality of memory units that can be erased from each other, each memory unit storing a logical unit of data, wherein each block of the plurality of meta pages Stores a logical group, each meta page constructed from memory pages of each plane; 상기 블록들의 작용을 제어하기 위한 제어기와;A controller for controlling the operation of the blocks; 상기 제어기는 제1 순서에 따라 제1 블록의 메모리 유니트들 중에서 데이터의 논리 유니트의 제1 버전을 저장하며, 상기 각각의 제1 버전 논리 유니트는 메모리 평면들 중 한 개의 메모리 평면 내에 저장되며;The controller stores a first version of a logic unit of data among the memory units of the first block in a first order, wherein each first version logic unit is stored within one of the memory planes; 상기 제어기는 상기 제1의 순서와 다른 제2 순서에 따라 논리 유니트들의 다음 버전들을 제2 블록으로 저장하며, 상기 각각의 다음 버전은 제1 버전과 동일한 평면 내에서 사용 가능한 다음 메모리 유니트 내에 저장되며, 따라서 논리 유니트의 모든 버전들은 동일한 평면으로부터 접근 가능한 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리.The controller stores the next versions of the logic units into a second block in a second order that is different from the first order, wherein each next version is stored in a next memory unit available within the same plane as the first version. Thus, all versions of the logic unit are accessible from the same plane. 청구항 14에 있어서, 논리 유니트들의 다음 버전들을 저장함과 동시에, 제1 순서에 따라 논리 유니트들의 현재 버전들을 갖는 사용 가능한 다음 메모리 유니트에 선행하는 소정의 사용하지 않은 메모리 유니트들을 메타페이지 별로 패딩하는 제어기를 더 구비하며, 상기 사용 가능한 다음 메모리 유니트는 상기 제1 버전의 그것과 동일한 메타 페이지 내에 옵셋을 구비하는 것을 특징으로 하는 메모리.The controller of claim 14, further comprising: a controller for storing, by metapage, certain unused memory units preceding the next available memory unit with current versions of the logical units in a first order, while storing the next versions of the logical units. Further comprising the next usable memory unit having an offset in the same meta page as that of the first version. 청구항 14에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 플로팅 게이트 메모리 셀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 메모리.15. The memory of claim 14 wherein the nonvolatile memory has floating gate memory cells. 청구항 14에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 플레쉬 EEPROM인 것을 특징으로 하는 메모리.15. The memory of claim 14 wherein the nonvolatile memory is a flash EEPROM. 청구항 14에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 NROM인 것을 특징으로 하는 메모리.15. The memory of claim 14 wherein the nonvolatile memory is an NROM. 청구항 14에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 메모리 카드 내에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 메모리.15. The memory of claim 14 wherein the nonvolatile memory is provided in a memory card. 청구항 14 내지 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 각각 1 비트의 데이터를 저장하는 메모리 셀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 메모리.20. The memory of any one of claims 14 to 19, wherein the nonvolatile memory includes memory cells that each store one bit of data. 청구항 14 내지 19 어느 한 항에 있어서, 상기 비휘발성 메모리는 각각 1 비트의 데이터 이상을 저장하는 메모리 셀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 메모리.20. The memory of any one of claims 14 to 19, wherein the nonvolatile memory includes memory cells that each store more than one bit of data. 비휘발성 메모리는,Non-volatile memory, 복수개의 블록으로 구성되는 메모리와, 상기 각각의 블록은 서로 삭제 가능한 복수개의 메모리 유니트들이며, 상기 각각의 메모리 유니트는 데이터의 논리 유니트를 저장하며, 상기 각각의 블록은 복수개의 메타 페이지 중에서 논리 유니트의 논리 그룹을 저장하며, 상기 각각의 메타 페이지는 각각의 평면의 메모리 페이지로부터 구성되며;A memory composed of a plurality of blocks, each block being a plurality of memory units that can be erased from each other, each memory unit storing a logical unit of data, wherein each block of the plurality of meta pages Stores a logical group, each meta page constructed from memory pages of each plane; 제1 순서에 따라 제1 블록의 메모리 유니트들 중에서 데이터의 논리 유니트들의 제1 버전을 저장하는 수단과, 상기 제1 버전 논리 유니트는 메모리 평면들 중 한개의 메모리 평면 내부에 저장되며;Means for storing a first version of the logic units of data among the memory units of the first block in a first order, the first version logic unit being stored inside one of the memory planes; 상기 제1 순서와 다른 제2 순서에 따라 논리 유니트들의 다음 버전들을 제2 블록 내에 저장하는 수단과, 상기 각각의 다음 버전은 제1 버전과 동일한 평면 내에서 사용 가능한 다음 메모리 유니트 내에 저장되며, 논리 유니트의 모든 버전들은 동일한 평면으로부터 접근 가능한 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리.Means for storing next versions of logical units in a second block in a second order that is different from the first order, wherein each next version is stored in a next memory unit usable in the same plane as the first version, and Non-volatile memory, characterized in that all versions of the unit are accessible from the same plane. 청구항 22에 있어서, 제1 순서에 따라 논리 유니트들의 현재 버전들을 갖는 사용 가능한 다음 메모리 유니트에 선행하여 소정의 사용하지 않은 메모리 유니트들을 메타 페이지 별로 페딩하기 위한 수단을 더 구비하며, 상기 사용 가능한 다음 메모리 유니트는 상기 제1 버전의 그것과 동일한 메타 페이지 내에 옵셋을 구비하는 것을 특징으로 하는 메모리.23. The apparatus of claim 22, further comprising means for padding, by meta page, certain unused memory units prior to the next available memory unit having current versions of logical units in a first order. And the unit has an offset in the same meta page as that of the first version.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100825802B1 (en) * 2007-02-13 2008-04-29 삼성전자주식회사 Data write method of non-volatile memory device copying data having logical pages prior to logical page of write data from data block
KR100982440B1 (en) * 2008-06-12 2010-09-15 (주)명정보기술 System for managing data in single flash memory
US8171239B2 (en) 2007-11-15 2012-05-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Storage management method and system using the same
WO2013165108A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 주식회사 디에이아이오 Nonvolatile memory system
US8817561B2 (en) 2012-07-09 2014-08-26 SK Hynix Inc. Method for estimating channel characteristics of nonvolatile memory device

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7139864B2 (en) 2003-12-30 2006-11-21 Sandisk Corporation Non-volatile memory and method with block management system
US9104315B2 (en) 2005-02-04 2015-08-11 Sandisk Technologies Inc. Systems and methods for a mass data storage system having a file-based interface to a host and a non-file-based interface to secondary storage
JP4751163B2 (en) 2005-09-29 2011-08-17 株式会社東芝 Memory system
US7870231B2 (en) * 2006-07-21 2011-01-11 Qualcomm Incorporated Efficiently assigning precedence values to new and existing QoS filters
US8898412B2 (en) * 2007-03-21 2014-11-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Methods and systems to selectively scrub a system memory
US8634470B2 (en) 2007-07-24 2014-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Multimedia decoding method and multimedia decoding apparatus based on multi-core processor
US8285970B2 (en) * 2008-11-06 2012-10-09 Silicon Motion Inc. Method for managing a memory apparatus, and associated memory apparatus thereof
JP4956593B2 (en) 2009-09-08 2012-06-20 株式会社東芝 Memory system
US8626989B2 (en) * 2011-02-02 2014-01-07 Micron Technology, Inc. Control arrangements and methods for accessing block oriented nonvolatile memory
US9183136B2 (en) 2012-05-16 2015-11-10 Hitachi, Ltd. Storage control apparatus and storage control method
US9817593B1 (en) 2016-07-11 2017-11-14 Sandisk Technologies Llc Block management in non-volatile memory system with non-blocking control sync system
US10423353B2 (en) 2016-11-11 2019-09-24 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for memory alignment
TWI747349B (en) * 2020-06-30 2021-11-21 大陸商合肥沛睿微電子股份有限公司 Low-level formatting method of storage device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5860124A (en) * 1996-09-30 1999-01-12 Intel Corporation Method for performing a continuous over-write of a file in nonvolatile memory
US6763424B2 (en) * 2001-01-19 2004-07-13 Sandisk Corporation Partial block data programming and reading operations in a non-volatile memory

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100825802B1 (en) * 2007-02-13 2008-04-29 삼성전자주식회사 Data write method of non-volatile memory device copying data having logical pages prior to logical page of write data from data block
US8171239B2 (en) 2007-11-15 2012-05-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Storage management method and system using the same
KR100982440B1 (en) * 2008-06-12 2010-09-15 (주)명정보기술 System for managing data in single flash memory
WO2013165108A1 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 주식회사 디에이아이오 Nonvolatile memory system
US8817561B2 (en) 2012-07-09 2014-08-26 SK Hynix Inc. Method for estimating channel characteristics of nonvolatile memory device

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