JP2006134310A - データ信頼性を向上させることができるメモリ管理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数のメモリブロックを有する不揮発性メモリに貯蔵されたデータを管理する方法を提供する。
【解決手段】 まず、選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生したか否かが判別される。前記選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生した場合、前記選択されたメモリブロックがどのデータ領域に属するかが判別される。前記選択されたメモリブロックがコードデータ領域の場合、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致するか否かが判別される。前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致する場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックが余分のメモリブロックに取り替えられ、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックがユーザーデータ領域に指定される。
【選択図】 図3
【解決手段】 まず、選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生したか否かが判別される。前記選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生した場合、前記選択されたメモリブロックがどのデータ領域に属するかが判別される。前記選択されたメモリブロックがコードデータ領域の場合、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致するか否かが判別される。前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致する場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックが余分のメモリブロックに取り替えられ、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックがユーザーデータ領域に指定される。
【選択図】 図3
Description
本発明は半導体メモリ装置に係り、さらに具体的には不揮発性メモリ装置に貯蔵されたデータを管理する方法に関する。
エラー検出及び訂正技術は多様な原因によって損傷されるデータの効率的な復旧を提供する。例えば、メモリにデータを貯蔵する過程で多様な原因によってデータが損傷されることができ、ソースから目的地にデータが伝送されるデータ伝送チャンネルの動揺(perturbations)によってデータが損傷されることができる。損傷されたデータを検出して補正するために多様な方法が提案されている。よく知られたエラー検出技術はRSコード(Reed−Solomon code)、ハミングコード(Hamming code)、BCH (Bose−Chaudhuri−Hocquenghem) コード、CRC(Cyclic Redundancy Code)コードなどがある。このようなコードを利用して損傷されたデータを見つけて補正することが可能である。不揮発性メモリ装置が使われる大部分の応用分野において、データはエラー補正コード(error correcting code;ECC)と呼ばれる値(以下、ECCデータという)とともに不揮発性メモリ装置に貯蔵される。
ECCデータは不揮発性メモリ装置の読み出し動作時に発生するエラーを訂正するためのことであり、ECCデータを利用して訂正可能なエラービット数は制限されている。一般的な不揮発性メモリ装置には、1ビットエラーを訂正するためのECCデータが貯蔵される。読み出し動作時に生ずる1ビットエラーは、したがって、よく知られたブロック取替え(block replacement)のような別途の救済過程なしにエラー検出及び訂正技術を通じて訂正されることができる。
1ビットエラーが訂正されたデータにおいて、次の読み出し動作時追加的にエラーの発生する確率が高い。読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過する場合、ブロック取替え方式で知られた別途の救済方式を通じて読み出されたデータを含むメモリブロックが不揮発性メモリ装置に提供される余分のメモリブロック(reserved memory block)に取り替えられる。この際、取り替えられたメモリブロックのデータは余分のメモリブロックにコピーされるであろう。一旦読み出されたデータが許容されるエラービット数を含めば、与えられたエラー検出及び訂正技術を通じて読み出されたデータのエラーが訂正される。しかし、たとえ読み出されたデータのエラーが訂正されても、エラー訂正されたデータは追後の読み出し動作時エラーの発生する確率が高い。したがって、エラー訂正されたデータの信頼性を向上させることができる技術が要求されている。
本発明の目的は、データの信頼性を向上させることができる不揮発性メモリ装置のデータ管理方法を提供することにある。
上述の諸般の目的を達成するすために本発明の一特徴によると、複数のメモリブロックを有する不揮発性メモリに貯蔵されたデータを管理する方法は、選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生したが否かを判別する段階と、前記選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生した場合、前記選択されたメモリブロックがどのデータ領域に属するかを判別する段階と、前記選択されたメモリブロックがコードデータ領域の場合、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致するか否かを判別する段階と、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致する場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替え、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックをユーザーデータ領域に指定する段階とを含む。
例示的な実施形態において、前記選択されたメモリブロックを取り替えるのに使われた余分のメモリブロックは前記コードデータ領域に指定される。
例示的な実施形態において、前記読み出されたデータを除いた前記選択されたメモリブロックに貯蔵された残りのデータは前記取り替えられたメモリブロックにコピーされる。
例示的な実施形態において、前記読み出されたデータのエラーはエラー訂正コードブロックによって自動に訂正され、エラー訂正されたデータは前記取り替えられたメモリブロックに貯蔵される。
例示的な実施形態において、本発明による方法は、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致しない場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替える段階をさらに含む。
例示的な実施形態において、本発明による方法は、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致しない場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを欠陥メモリブロックに指定する段階をさらに含む。
例示的な実施形態において、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックに貯蔵されたデータは新しくロードされ、新しくロードされたデータは前記取り替えられた余分のメモリブロックに貯蔵される。
例示的な実施形態において、本発明による方法は前記選択されたメモリブロックが前記ユーザーデータ領域の場合、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過したか否かを判別する段階をさらに含む。
例示的な実施形態において、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過しない場合、前記読み出されたデータのエラーはエラー訂正コードブロックによって自動に訂正される。
例示的な実施形態において、本発明による方法は前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過する場合、前記選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替える段階をさらに含む。
例示的な実施形態において、前記選択されたメモリブロックは欠陥メモリブロックに指定される。
本発明の他の特徴によると、複数のメモリブロックを有する不揮発性メモリに貯蔵されたデータを管理する方法は、選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生したか否かを判別する段階と、前記選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生した場合、前記選択されたメモリブロックがデータ領域のうちのどのデータ領域に属するかに応じて前記データ領域のエラーを相異なっているように処理する段階を含む。
例示的な実施形態において、前記エラーを相異なっているように処理する段階は前記選択されたメモリブロックがコードデータ領域の場合、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致するか否かを判別する段階と、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致する場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替え、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックをユーザーデータ領域に指定する段階を含む。
例示的な実施形態において、前記選択されたメモリブロックを取り替えるのに使われた余分のメモリブロックは前記コードデータ領域に指定される。
例示的な実施形態において、前記読み出されたデータを除いた前記選択されたメモリブロックに貯蔵された残りのデータは前記取り替えられたメモリブロックにコピーされる。
例示的な実施形態において、前記読み出されたデータのエラーはエラー訂正コードブロックによって自動に訂正され、エラー訂正されたデータは前記取り替えられたメモリブロックに貯蔵される。
例示的な実施形態において、前記エラーを相異なっているように処理する段階は前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致しない場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替える段階をさらに含む。
例示的な実施形態において、前記エラーを相異なっているように処理する段階は前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致しない場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを欠陥メモリブロックに指定する段階をさらに含む。
例示的な実施形態において、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックに貯蔵されたデータは新しくロードされ、新しくロードされたデータは前記取り替えられた余分のメモリブロックに貯蔵される。
例示的な実施形態において、前記エラーを相異なっているように処理する段階は前記選択されたメモリブロックが前記ユーザーデータ領域の場合、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過したか否かを判別する段階をさらに含む。
例示的な実施形態において、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過しない場合、前記読み出されたデータのエラーはエラー訂正コードブロックによって自動に訂正される。
例示的な実施形態において、前記エラーを相異なっているように処理する段階は前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過する場合、前記選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替える段階をさらに含む。
例示的な実施形態において、前記選択されたメモリブロックは欠陥メモリブロックに指定される。
第1及び第2メモリ領域のエラーを相異なっている方式で管理することで、第1メモリ領域に貯蔵されたデータまたはコードデータの信頼性を向上させることができる。
本発明の例示的な実施形態について図を参照して以下詳細に説明する。
図1は本発明による不揮発性メモリ装置を概略的に示すブロック図である。本発明による不揮発性メモリ装置はNANDフラッシュメモリ装置である。しかし、本発明が他のメモリ装置(例えば、MROM、PROM、FRAM、NORフラッシュメモリ装置など)に適用されることができることはこの分野の通常的な知識を習得した者等に自明である。
図1を参照すると、本発明による不揮発性メモリ装置100は不揮発性メモリ120、バッファメモリ140、および制御回路160を含む。不揮発性メモリ120は、図2に示したように、第1メモリ領域121、第2メモリ領域122、および第3メモリ領域123で構成されたメモリセルアレイを含む。第1乃至第3メモリ領域121、122、123の各々はメモリブロックで構成され、各メモリブロックは複数個のページで構成される。コードデータ領域として第1メモリ領域121には応用プログラムのようなコードデータが貯蔵され、ユーザーデータ領域として第2メモリ領域122には一般的なデータとしてユーザーデータが貯蔵される。第3メモリ領域123は第1及び第2メモリ領域121、122のメモリブロックを取り替えるための余分のメモリ領域である。バッファメモリ140は不揮発性メモリ120で読み出されたデータを一時的に貯蔵するのに、そして不揮発性メモリ120に貯蔵されるデータを一時的に貯蔵するのに使われる。制御回路160は不揮発性メモリ120とバッファメモリ140の動作(例えば、読み出し及び書き込み動作)を制御するように構成される。制御回路160はエラー訂正コードECCブロック162を含む。ECCブロック162はバッファメモリ140から不揮発性メモリ120に書き込まれるデータが伝送される時書き込まれるデータと係わるECCデータを生成する。ECCブロック162は不揮発性メモリ120のからバッファメモリ140に読み出されたデータが伝送される時読み出されたデータにエラーが生成されたか否かを検出する。読み出されたデータにECCブロック162の許容されるエラービット数に該当するエラーが生成された場合、ECCブロック162は読み出されたデータのエラーを訂正する。ECCブロック162の訂正可能なエラービット数はあらかじめ決められる。例えば、ECCブロック162は許容されるエラービット数に該当する1ビットエラーを訂正するように構成されるであろう。しかし、ECCブロック162がこれに限らないことはこの分野の通常的な知識を習得した者等に自明である。
図1において、不揮発性メモリ120、バッファメモリ140、および制御回路160は単一の集積回路に含まれるように実現されることができる。不揮発性メモリ120、バッファメモリ140、および制御回路160はメモリシステムを構成するように互いに違う集積回路に実現されることができる。
図3は本発明による不揮発性メモリ装置のメモリ管理技法を説明するためのフローチャートである。以下、本発明による不揮発性メモリ装置のメモリ管理技法について図を参照して詳細に説明する。
制御回路160は不揮発性メモリ120からバッファメモリ140にデータが伝送されるように制御する。すなわち、制御回路160の制御に応じて読み出し動作が実行される(S100)。説明の便宜上、読み出し動作時一ページ分量のデータ(以下、ページデータという)が不揮発性メモリ120からバッファメモリ140に伝送されると仮定する。不揮発性メモリ120からバッファメモリ140にページデータが伝送される間、制御回路160のECCブロック162は読み出されたページデータでエラーが生成されたか否かを検出する(S110)。もし読み出されたページデータでエラーが発生しなければ、読み出し動作は正常に終わる。もし読み出されたページデータでエラーが発生すれば、制御回路160はエラーがコードデータ領域として第1メモリ領域121で発生したか否かを判別する(S120)。もしそうではなければ、制御回路160は読み出し動作時2ビットエラーが発生したか否かを判別する(S130)。もし読み出し動作時発生したエラーがECCブロック162の許容されるエラービット数を超過する2ビットエラーではなければ、読み出し動作は正常に終わる。すなわち、読み出し動作時発生した第2メモリ領域122で読み出されたページデータのエラーがECCブロック162の許容されるエラービット数に属する1ビットエラーの場合、現在発生されたエラーは別途の救済過程なしにECCブロック162によって検出/訂正される。したがって、もし読み出し動作時発生したエラーが2ビットエラーではなければ、読み出し動作はブロック取替えのような別途の救済過程なしに正常に終わる。
第2メモリ領域122で読み出されたページデータのエラーがECCブロック162の許容されるエラービット数を超過した2ビットエラーの場合、現在読み出されたデータのページを含んだ第2メモリ領域122のメモリブロックは第3メモリ領域123のメモリブロックのうちの一つに取り替えられる(S140)。この際、エラーページデータを除いた残りのページデータは第3メモリ領域123の対応するメモリブロックにコピーされる。これと同時に、エラーページデータを含んだメモリブロックは欠陥メモリブロックに指定され、取り替えられたメモリブロックは第2メモリ領域122のメモリブロックに指定される。エラーページデータを含んだメモリブロックが取り替えられた後、読み出し動作は終わるであろう。もし読み出し動作時第2メモリ領域122で発生したエラーが2ビットエラーであれば、読み出し動作はブロック取替えのような別途の救済過程が実行された後終わる。
再びS120段階に戻ると、エラーが第1メモリ領域 121で発生した場合、制御回路160は現在発生されたエラーがECCブロック162の許容されるエラービット数に属する1ビットエラーであるか否かを判別する(S150)。もし現在発生されたエラーが1ビットエラーではなければ、すなわち、2ビットエラーが第1メモリ領域121で発生すれば、エラーが発生したページを含んだ第1メモリ領域121のメモリブロックは第3メモリ領域123の対応するメモリブロックに取り替えられる(S160)。この際、エラーが発生したメモリブロックは欠陥メモリブロックに指定され、第3メモリ領域123の取り替えられたメモリブロックは第1メモリ領域121のメモリブロックに指定される。ここで、第1メモリ領域121の欠陥メモリブロックに貯蔵されたデータに代えて新しく入力された(またはロードされた)データがよく知られた方式に従って欠陥メモリブロックに代えて指定されたメモリブロックに貯蔵される。以後、読み出し動作が終わる。もし現在発生されたエラーがECCブロック162の許容されるエラービット数に属する1ビットエラーであれば、すなわち、1ビットエラーが第1メモリ領域121で発生すれば、第1メモリ領域121のメモリブロックは第3メモリ領域123の対応するメモリブロックに取り替えられ、第1メモリ領域121のメモリブロックは第2メモリ領域122のメモリブロックに指定される(S170)。第1メモリ領域121のメモリブロックが第3メモリ領域123の対応するメモリブロックに取り替えられるとき、エラーが発生したページデータを除いた残りのページデータは新しく指定されたメモリブロックにコピーされる。エラーが発生したページデータはECCブロック162によって訂正され、エラー訂正されたページデータは新しく指定されたメモリブロックにコピーされる。以後、読み出し動作が終わる。
以上の説明から分かるように、第1メモリ領域121で1ビットエラー(ECCブロックの許容されるエラービット数に属する)が発生すれば、1ビットエラーが発生した第1メモリ領域121のメモリブロックのページデータは第3メモリ領域123の対応するメモリブロックにコピーされる。1ビットエラーが発生する第1メモリ領域121のメモリブロックは第2メモリ領域122のメモリブロックに指定される。これは第1メモリ領域 121に貯蔵されたデータの信頼性が向上することができることを意味する。すなわち、1ビットエラーが第1メモリ領域で発生されるごとに、第1メモリ領域のメモリブロックが余分のメモリブロックに取り替えられ、その結果、一ページで生ずる1ビットエラーの確率が一定に維持されることができる。結果的に、第1メモリ領域121に貯蔵されたデータの信頼性が向上することができる。
この実施形態において、第3メモリ領域のメモリブロックは第1及び第2メモリ領域にかかわらず、使用されるように構成された。しかし、第3メモリ領域のメモリブロックのうちの一部は第1メモリ領域のメモリブロックに代替されるように、残りのメモリブロックは第2メモリ領域のメモリブロックに代替されるように構成されることができる。
以上では、本発明による回路の構成及び動作を上述の説明及び図によって示したが、これは例をあげて説明したことに過ぎず、本発明の技術的思想及び範囲を逸脱しない範囲内で多様な変化及び変更が可能であることは勿論である。
120 不揮発性メモリ
140 バッファメモリ
160 制御回路
162 ECCブロック
140 バッファメモリ
160 制御回路
162 ECCブロック
Claims (23)
- 複数のメモリブロックを有する不揮発性メモリに貯蔵されたデータを管理する方法において、
選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生したか否かを判別する段階と、
前記選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生した場合、前記選択されたメモリブロックがどのデータ領域に属するかを判別する段階と、
前記選択されたメモリブロックがコードデータ領域の場合、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致するか否かを判別する段階と、
前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致する場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替え、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックをユーザーデータ領域に指定する段階とを含むことを特徴とするメモリ管理方法。 - 前記選択されたメモリブロックを取り替えるのに使われた余分のメモリブロックは前記コードデータ領域に指定されることを特徴とする請求項1に記載のメモリ管理方法。
- 前記読み出されたデータを除いた前記選択されたメモリブロックに貯蔵された残りのデータは前記取り替えられたメモリブロックにコピーされることを特徴とする請求項1に記載のメモリ管理方法。
- 前記読み出されたデータのエラーはエラー訂正コードブロックによって自動に訂正され、エラー訂正されたデータは前記取り替えられたメモリブロックに貯蔵されることを特徴とする請求項3に記載のメモリ管理方法。
- 前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致しない場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替える段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のメモリ管理方法。
- 前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致しない場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを欠陥メモリブロックに指定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載のメモリ管理方法。
- 前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックに貯蔵されたデータは新しくロードされ、新しくロードされたデータは前記取り替えられた余分のメモリブロックに貯蔵されることを特徴とする請求項6に記載のメモリ管理方法。
- 前記選択されたメモリブロックが前記ユーザーデータ領域の場合、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過したか否かを判別する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のメモリ管理方法。
- 前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過しない場合、前記読み出されたデータのエラーはエラー訂正コードブロックによって自動に訂正されることを特徴とする請求項8に記載のメモリ管理方法。
- 前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過する場合、前記選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替える段階をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載のメモリ管理方法。
- 前記選択されたメモリブロックは欠陥メモリブロックに指定されることを特徴とする請求項10に記載のメモリ管理方法。
- 複数のメモリブロックを有する不揮発性メモリに貯蔵されたデータを管理する方法において、
選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生したが否かを判別する段階と、
前記選択されたメモリブロックで読み出されたデータにエラーが発生した場合、前記選択されたメモリブロックがデータ領域のうちのいずれのデータ領域に属するかによって前記データ領域のエラーを相異なっているように処理する段階を含むことを特徴とするメモリ管理方法。 - 前記エラーを相異なっているように処理する段階は、
前記選択されたメモリブロックがコードデータ領域の場合、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致するか否かを判別する段階と、
前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致する場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替え、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックをユーザーデータ領域に指定する段階とを含むことを特徴とする請求項12に記載のメモリ管理方法。 - 前記選択されたメモリブロックを取り替えるのに使われた余分のメモリブロックは前記コードデータ領域に指定されることを特徴とする請求項13に記載のメモリ管理方法。
- 前記読み出されたデータを除いた前記選択されたメモリブロックに貯蔵された残りのデータは前記取り替えられたメモリブロックにコピーされることを特徴とする請求項13に記載のメモリ管理方法。
- 前記読み出されたデータのエラーはエラー訂正コードブロックによって自動に訂正され、エラー訂正されたデータは前記取り替えられたメモリブロックに貯蔵されることを特徴とする請求項13に記載のメモリ管理方法。
- 前記エラーを相異なっているように処理する段階は、
前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致しない場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替える段階をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のメモリ管理方法。 - 前記エラーを相異なっているように処理する段階は、
前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数と一致しない場合、前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックを欠陥メモリブロックに指定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載のメモリ管理方法。 - 前記コードデータ領域の選択されたメモリブロックに貯蔵されたデータは新しくロードされ、新しくロードされたデータは前記取り替えられた余分のメモリブロックに貯蔵されることを特徴とする請求項18に記載のメモリ管理方法。
- 前記エラーを相異なっているように処理する段階は、
前記選択されたメモリブロックが前記ユーザーデータ領域の場合、前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過したか否かを判別する段階をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のメモリ管理方法。 - 前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過しない場合、前記読み出されたデータのエラーはエラー訂正コードブロックによって自動に訂正されることを特徴とする請求項20に記載のメモリ管理方法。
- 前記エラーを相異なっているように処理する段階は、
前記読み出されたデータのエラービット数が許容されるエラービット数を超過する場合、前記選択されたメモリブロックを余分のメモリブロックに取り替える段階をさらに含むことを特徴とする請求項20に記載のメモリ管理方法。 - 前記選択されたメモリブロックは欠陥メモリブロックに指定されることを特徴とする請求項22に記載のメモリ管理方法。
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