JP6734320B2 - 記憶装置およびリフレッシュ方法 - Google Patents

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Description

本発明は、フラッシュメモリ装置およびそのリフレッシュ方法に関するものである。
システムの電源がオンになったとき、ソリッドステートディスクもそれに伴ってオンになる。しかしながら、ソリッドステートディスクがオンになってから最初にアクセスされるまで、アイドル時間がある。ソリッドステートディスクの性能を効果的に向上させるために、このアイドル時間に対してより効率的に利用し、ソリッドステートディスクのアクセス速度を向上させる必要がある。
本発明は、記憶装置およびリフレッシュ方法を提供する。
これに鑑み、本発明は、フラッシュメモリアレイおよびコントローラを含む記憶装置を提供する。フラッシュメモリアレイは、複数のブロックを含み、前記ブロックは、データを記憶するように用いられる。コントローラは、アイドル時間内にフラッシュメモリをスキャンし、フラッシュメモリアレイに記憶されたデータの正確性を確認する。
本発明の実施形態に基づいて、アイドル時間は、記憶装置が初期化を完了した後からホストが初期化を完了する時間である。
本発明のもう１つの実施形態に基づいて、アイドル時間は、記憶装置が初期化を完了した後から、ホストからのアクセス指示を受ける前までの時間である。
本発明の実施形態に基づいて、コントローラがフラッシュメモリアレイをスキャンしたとき、コントローラは、各ブロックの少なくとも１つのページを選んでスキャンし、前記ページに対応するエラービットがしきい値を超えるかどうかを判定する。
本発明の実施形態に基づいて、前記ページの任意のエラービットがしきい値を超えるとき、コントローラは、フラッシュメモリアレイにリフレッシュ工程を行う。
本発明の実施形態に基づいて、前記ページの任意のエラービットがしきい値を超えるとき、コントローラは、前記ページに対応するブロックにリフレッシュ工程を行う。
本発明は、記憶装置に用いられるリフレッシュ方法を更に提供し、前記リフレッシュ方法は、記憶装置を初期化するステップ、アイドル時間内に記憶装置をスキャンし、記憶装置に記憶されたデータの正確性を確認し、記憶装置に記憶されたデータの正確性を確認するステップ、および外部からのアクセス指示を受ける準備をする待機状態に入るステップを含む。
本発明の実施形態に基づいて、アイドル時間は、記憶装置が初期化を完了した後からホストが初期化を完了する時間である。
本発明のもう１つの実施形態に基づいて、アイドル時間は、記憶装置が初期化を完了した後から、ホストからのアクセス指示を受ける前までの時間である。
本発明の実施形態に基づいて、記憶装置は、フラッシュメモリアレイを含み、フラッシュメモリアレイは、複数のブロックを含み、アイドル時間内にフラッシュメモリアレイをスキャンし、フラッシュメモリアレイに記憶されたデータの正確性を確認するステップは、各ブロックの少なくとも１つのページをスキャンするステップ、前記ページのエラービットがしきい値を超えるかどうかを判定するステップ、および前記ページの任意のエラービットがしきい値を超えるとき、フラッシュメモリアレイにリフレッシュ工程を行うステップを更に含む。
本発明の実施形態に基づいて、記憶装置は、フラッシュメモリアレイを含み、フラッシュメモリアレイは、複数のブロックを含み、アイドル時間内にフラッシュメモリアレイをスキャンし、フラッシュメモリアレイに記憶されたデータの正確性を確認するステップは、各ブロックの少なくとも１つのページをスキャンするステップ、前記ページのエラービットがしきい値を超えるかどうかを判定するステップ、および前記ページの任意のエラービットがしきい値を超えるとき、エラービットの数を超えるページに対応するブロックにリフレッシュ工程を行うステップを更に含む。
添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解できる。
本発明の実施形態に係る、記憶装置のブロック図である。 本発明の実施形態に係る、パワーオンアクセステーブル（ｐｏｗｅｒ-ｏｎ ａｃｃｅｓｓ ｔａｂｌｅ）のブロック図である。
この説明は、本発明の一般原理を例示する目的のものであり、本発明を限定するものではない。このほか、本開示は、種々の実施形態において、参照符号および／または表示を繰り返し用いている。この繰り返しは、本開示を簡潔で明確にするためのものであり、それ自体が、種々の実施態様および／または議論された構造との間の関係を規定するものではない。本発明の範囲は、添付の請求の範囲を参考にして決定される。
次の開示では、異なる特徴を実施するために、多くの異なる実施の形態または実施形態を提供する。本開示を簡素化するために、複数の要素および複数の配列の特定の実施形態が以下に述べられる。これらはもちろん単に例示するためであり、それに限定するという意図はない。このほか、本開示は、種々の実施形態において、参照符号および／または表示を繰り返し用いている。この繰り返しは、本開示を簡潔で明確にするためのものであり、それ自体が、種々の実施態様および／または議論された構造との間の関係を規定するものではない。また、本開示の別の特徴に接続および／または結合された特徴の形成は、続いて、特徴が直接接触で形成される複数の実施形態を含むことができ、且つ前記特徴が直接接触でないように、付加的な特徴が前記特徴に介在するように形成された複数の実施形態を含むこともできる。
図１は、本発明の実施形態に係る、記憶装置のブロック図である。図１に示すように、記憶装置１００は、フラッシュメモリアレイ１０１およびコントローラ１０２を含み、記憶装置１００は、ホスト１０に接続され、且つホスト１０と記憶装置１００は、システムを形成する。本発明の実施形態に基づいて、記憶装置１００は、ＵＳＢ、 ＵＦＳ、 ｅＭＭＣ、 ＳＤ、 Ｍｅｍｏｒｙ Ｓｔｉｃｋ、 Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｌａｓｈ、 ＣＦａｓｔ、 ＳＡＳ （Ｓｅｒｉａｌ Ａｔｔａｃｈｅｄ ＳＣＳＩ）、 ＳＡＴＡ、 ＰＡＴＡ、 またはＰＣＩＥのプロトコルを採用した物理インターフェース、またはＵＳＢ、 ＮＶＭＥ、 ＡＨＣＩ、 またはＳＣＳＩのプロトコルを採用したソリッドステートディスクであることができる。
ホスト１０が初期化を開始したとき、ホスト１０は、例えば、記憶装置１００などの周辺装置も初期化を開始するように要求する。しかしながら、記憶装置１００が初期化を完了するのに必要な時間は、ホスト１０が初期化を完了するのに必要な時間より短いため、アイドル時間がある。アイドル時間は、記憶装置１００が初期化を完了した後、ホスト１０が初期化を完了する前の期間として定義される。本発明のいくつかの実施形態に基づいて、フラッシュメモリアレイ１０１は、複数のブロックを含み、各ブロックは、データを記憶するように用いられる複数のページを含む。記憶装置１００は、迅速に初期化を完了することができるため、アイドル時間は、記憶装置１００がオンにされた後、記憶装置１００の初期化を完了した後からホスト１０が出したアクセス指示ＩＮＳを受けて記憶装置１００にアクセスを開始する前までの時間であることもできる。
アイドル時間では、コントローラ１０２は、フラッシュメモリアレイ１０１に記憶されたデータの正確性を確認するために、フラッシュメモリアレイ１０１のページをアクティブスキャンすることができる。本発明の実施形態に基づいて、コントローラ１０２がフラッシュメモリアレイ１０１をアクティブスキャンしたとき、コントローラ１０２は、フラッシュメモリアレイ１０１の任意のサンプリングのページを選んでスキャンし、スキャンされたサンプリングのページのエラービットがしきい値を超えているかどうかを判定する。本発明のもう１つの実施形態に基づいて、コントローラ１０２は、任意のサンプリングの方式を用いて、複数のページの各々の、または少なくとも１つのページをスキャンし、サンプリングのページのエラービットがしきい値を超えるかどうかを判定することができる。
本発明の実施形態に基づいて、任意のサンプリングのページのエラービットがしきい値を超えるとき、フラッシュメモリアレイ１０１に記憶されたデータは、データ保存（ｄａｔａ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ）の問題を有するということを意味する。従って、コントローラ１０２は、全てのフラッシュメモリアレイ１０１にリフレッシュ工程を行い、フラッシュメモリアレイ１０１に記憶されたデータの正確性を向上させる。
本発明のもう１つの実施形態に基づいて、コントローラ１０２がフラッシュメモリアレイ１０１をスキャンしたとき、コントローラ１０２は、各ブロックで少なくとも１つのページを選んでスキャンし、任意のサンプリングのページのエラービットがしきい値を超えるかどうかを判定する。任意のスキャンされたページのエラービットの数がしきい値を超えるとき、エラービットの数を超えるスキャンされたページに対応するブロックに記憶されたデータがデータ保存の問題を有するということを意味する。従って、エラービットの数を超えるスキャンされたページに対応するブロックにリフレッシュ工程を行い、ブロックに記憶されたデータの正確性を向上させる。
本発明のもう１つの実施形態に基づいて、コントローラ１０２は、これらのサンプリングの方式を限定するものではなく、さまざまなサンプリングの方式を用いてフラッシュメモリアレイ１０１のページを選んでスキャンし、対応するブロック、ダイ、または全てのフラッシュメモリアレイ１０１にリフレッシュ工程を行うことができる。ここでは、説明するためのものであり、これらを限定するものではない。
図２は、本発明の実施形態に係る、リフレッシュ方法のフローチャートを示している。次の図２のフローチャートは、図１と合わせて詳細に説明される。記憶装置１００が初期化される（ステップＳ２０２）。記憶装置１００がオンにされ、再度オンにされ、または再起動されたとき、初期化が迅速に完了する。また、コントローラ１０２は、アイドル時間内にフラッシュメモリアレイ１０１のページをスキャンし（ステップＳ２０４）、フラッシュメモリアレイ１０１に記憶されたデータの正確性を確認する。本発明の実施形態に基づいて、アイドル時間は、記憶装置１００が初期化を完了した後から、ホスト１０が初期化を完了するまでの期間を定義する。アイドル時間は、また、記憶装置１００がオンにされ、初期化を完了した後から、ホスト１０からのアクセス指示ＩＮＳを受ける前までの期間を定義する。本発明の実施形態に基づいて、図１のコントローラ１０２は、フラッシュメモリアレイ１０１のページをランダムに選んでスキャンする。本発明のもう１つの実施形態に基づいて、コントローラ１０２は、任意のサンプリングの方式を用いて、フラッシュメモリアレイ１０１の複数のブロックの各々の、または少なくとも１つのページをスキャンする。
次いで、スキャンされたページのエラービットがしきい値を超えているかどうかを判定する（ステップＳ２０６）。本発明の実施形態に基づいて、ステップＳ２０６と結合したステップＳ２０４は、記憶装置１００に記憶されたデータをスキャンするように構成され、記憶装置に記憶されたデータの正確性を確認する。スキャンされたページのエラービットがしきい値を超えるとき、リフレッシュ工程を行う（ステップＳ２０８）。次いで、記憶装置１００は、ホスト１０からのアクセス指示ＩＮＳを受ける準備をする待機状態に入る（ステップＳ２１０）。スキャンされたページのエラービットがしきい値を超えていないとき、ステップＳ２０４が繰り返され、全ての、または所定のページがスキャンされた後、ステップＳ２１０を行う。また、ページをスキャンしているプロセスのときに、ホスト１０からの指示ＩＮＳを受けたとき、ページのスキャンを中断し、ステップＳ２１０に直接スキップする。記憶装置１００が待機状態に戻ったとき、中断されたページのスキャンが再開され、全ての、または所定のページのスキャンが全て完了された後、本発明のリフレッシュ方法のプロセスを完了する。
本発明の実施形態に基づいて、スキャンされたページの任意のエラービットがしきい値を超えるとき、全てのフラッシュメモリアレイ１０１にリフレッシュ工程を行い、フラッシュメモリアレイ１０１のデータの正確性を向上させる。本発明のもう１つの実施形態に基づいて、スキャンされたページの任意のエラービットがしきい値を超えるとき、エラービットの数を超えるページに対応するブロックにリフレッシュ工程を行い、ブロックに記憶されたデータの正確性を向上させる。
本発明のもう１つの実施形態に基づいて、コントローラ１０２は、これらのサンプリングの方式を限定するものではなく、さまざまなサンプリングの方式を用いてフラッシュメモリアレイ１０１のページを選んでスキャンし、対応するブロック、ダイ、または全てのフラッシュメモリアレイ１０１にリフレッシュ工程を行うことができる。ここでは、説明するためのものであり、これらを限定するものではない。
アイドル時間内では（即ち、記憶装置１００が初期化を完了した後、ホスト１０が初期化を完了する前の期間）、記憶装置１００は、アイドル状態にあるため、記憶装置１００は、アイドル時間内に、スキャンおよびリフレッシュされるだけでなく、ホスト１０が初期化を完了する前の時間を効果的に利用することができ、後にホスト１０がアクセスするデータの正確性を向上させることもできる。
本発明は、例として及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。当業者は、本発明の精神と範囲から逸脱しない種々の修正及び変更を行い得る。よって、本発明の範囲は、以下の請求項及びその等価のものによって規定されて保護される。
１０ ホスト
１００ 記憶装置
１０１ フラッシュメモリアレイ
１０２ コントローラ
ＩＮＳ アクセス指示
Ｓ２０２〜Ｓ２１０ ステッププロセス

Claims (9)

  1. 記憶装置であって、
    複数のページを含む複数のブロックを含み、前記ページは、データを記憶するように用いられるフラッシュメモリアレイと、
    選択ページとなる、フラッシュメモリの少なくとも１のページを選択し、アイドル時間内に前記選択ページをスキャンし、前記選択ページの何れかにおけるエラービットの数がしきい値を超えるかどうかを判定するコントローラを含み、
    前記アイドル時間は、前記記憶装置が初期化を完了した後からホストが初期化を完了する時間である記憶装置。
  2. 記憶装置であって、
    複数のページを含む複数のブロックを含み、前記ページは、データを記憶するように用いられるフラッシュメモリアレイと、
    選択ページとなる、フラッシュメモリの少なくとも１のページを選択し、アイドル時間内に前記選択ページをスキャンし、前記選択ページの何れかにおけるエラービットの数がしきい値を超えるかどうかを判定するコントローラを含み、
    前記アイドル時間は、前記記憶装置が初期化を完了した後から、ホストからのアクセス指示を受ける前までの時間である記憶装置。
  3. 前記コントローラがフラッシュメモリアレイをスキャンしたとき、前記コントローラは、前記各ブロックの少なくとも１つのページを選んでスキャンし、前記ページに対応するエラービットがしきい値を超えるかどうかを判定する請求項１または２に記載の記憶装置。
  4. 前記ページの何れかにおけるエラービットが前記しきい値を超えるとき、前記コントローラは、前記フラッシュメモリアレイにリフレッシュ工程を行う請求項３に記載の記憶装置。
  5. 前記ページの何れかにおけるエラービットが前記しきい値を超えるとき、前記コントローラは、前記エラービットの数が超過する前記ページに対応する前記ブロックにリフレッシュ工程を行う請求項３に記載の記憶装置。
  6. 記憶装置に用いられるリフレッシュ方法であって、前記リフレッシュ方法は、
    前記記憶装置を初期化するステップ、
    選択ページとなる、フラッシュメモリの少なくとも１のページを選択するステップ、
    アイドル時間内に前記記憶装置の前記選択ページをスキャンし、前記選択ページの何れかにおけるエラービットの数がしきい値を超えるかどうかを判定するステップ、および
    前記選択ページの何れにおいても前記エラービットの数が前記しきい値を超えない場合に、外部からのアクセス指示を受ける準備をする待機状態に入るステップを含み、
    前記アイドル時間は、前記記憶装置が初期化を完了した後からホストが初期化を完了する時間であるリフレッシュ方法。
  7. 記憶装置に用いられるリフレッシュ方法であって、前記リフレッシュ方法は、
    前記記憶装置を初期化するステップ、
    選択ページとなる、フラッシュメモリの少なくとも１のページを選択するステップ、
    アイドル時間内に前記記憶装置の前記選択ページをスキャンし、前記選択ページの何れかにおけるエラービットの数がしきい値を超えるかどうかを判定するステップ、および
    前記選択ページの何れにおいても前記エラービットの数が前記しきい値を超えない場合に、外部からのアクセス指示を受ける準備をする待機状態に入るステップを含み、
    前記アイドル時間は、前記記憶装置が初期化を完了した後から、ホストからのアクセス指示を受ける前までの時間であるリフレッシュ方法。
  8. 前記記憶装置は、フラッシュメモリアレイを含み、前記フラッシュメモリアレイは、複数のブロックを含み、
    前記アイドル時間内に前記フラッシュメモリアレイをスキャンし、前記フラッシュメモリアレイに記憶されたデータの正確性を確認するステップは、
    前記各ブロックの少なくとも１つのページをスキャンするステップ、
    スキャンされた前記ページの何れかにおけるエラービットがしきい値を超えるかどうかを判定するステップ、および
    前記ページの何れかにおけるエラービットがしきい値を超えるとき、前記フラッシュメモリアレイにリフレッシュ工程を行うステップを更に含む請求項６または７に記載のリフレッシュ方法。
  9. 前記記憶装置は、フラッシュメモリアレイを含み、前記フラッシュメモリアレイは、複数のブロックを含み、
    前記アイドル時間内に前記フラッシュメモリアレイをスキャンし、前記フラッシュメモリアレイに記憶されたデータの正確性を確認するステップは、
    前記各ブロックの少なくとも１つのページをスキャンするステップ、
    スキャンされた前記ページのエラービットがしきい値を超えるかどうかを判定するステップ、および
    前記ページの何れかにおけるエラービットがしきい値を超えるとき、前記エラービットの数が超過する前記ページに対応する前記ブロックにリフレッシュ工程を行うステップを更に含む請求項６または７に記載のリフレッシュ方法。
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