KR100910680B1

KR100910680B1 - 소거 카운트 블록을 유지하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100910680B1
Application number: KR1020057007264A
Authority: KR
Inventors: 로버트 씨. 창; 바아멘 콰와미; 파쉬드 샤베트-샤기
Original assignee: 샌디스크 코포레이션
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2009-08-04
Also published as: TWI297893B; EP1559015B1; KR20050070091A; TW200414201A; ATE555441T1; US7103732B1; JP2006504196A; JP4445394B2; AU2003270462A1; WO2004040457A1; CN100538660C; CN1701307A; EP1559015A1

Abstract

본 발명은 비휘발성 메모리 시스템에서 소거 카운트를 유지하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 특징에 따라, 비휘발성 메모리 시스템의 시스템 메모리에서 소거 카운트 블록을 초기화하는 방법이 개시되며, 비휘발성 메모리를 포함하는 비휘발성 메모리 시스템은 다수의 엔트리로 분할되는 시스템 메모리 내의 다수의 페이지를 할당하는 것을 포함한다. 다수의 엔트리 각각은 비휘발성 메모리에 관련된 블록을 갖는다. 본 발명의 방법은 사용자 데이터를 받아들이고 사용자 블록과 관련한 각각의 엔트리에 값들을 저장하는데 적절한 사용가능한 블록을 식별하는 단계를 포함한다. 실질적으로 사용가능한 블록과 관련한 각각의 엔트리에 값을 저장하는 사용가능한 블록을 사용가능한 상태로 식별한다.

Description

소거 카운트 블록을 유지하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING AN ERASE COUNT BLOCK}

본 발명은 대용량 디지털 데이터 저장 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 비휘발성 저장 시스템에서 저장영역과 관련된 마모(wear)가 모든 저장 영역에 걸쳐 균일하게 전개되도록 소거 카운트를 효과적으로 유지할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

메모리 시스템의 콤팩트한 물리적 치수와 비휘발성 메모리의 반복적 재프로그램 능력으로 인해 플래시 저장 시스템과 같은 비휘발성 메모리 시스템의 사용이 증대하고 있다. 플래시 메모리 저장 시스템의 콤팩트한 물리적 치수는 점차 보편화되고 있는 장치들에서 이러한 저장 시스템의 사용을 용이하게 한다. 플래시 메모리 저장 시스템을 이용하는 장치로는, 제한되는 것은 아니지만, 디지털 카메라, 디지털 캠코더, 디지털 뮤직 플레이어, 휴대용 컴퓨터, 위치추적장치가 포함된다. 플래시 메모리 저장 시스템에서 포함된 비휘발성 메모리를 반복적으로 재프로그램할 수 있는 능력으로 인해 플래시 메모리 저장 시스템을 사용 및 재활용할 수 있게 된다.

일반적으로, 플래시 메모리 저장 시스템은 플래시 메모리 카드 및 플래시 메모리 칩 세트를 포함한다. 플래시 메모리 칩은 일반적으로 플래시 메모리 소자 및 제어기 소자를 포함한다. 전형적인 플래시 메모리 칩 세트는 내장형 시스템에 조립되도록 정렬된다. 이러한 조립 시스템 또는 호스트 시스템 제조자는 소자 형태의 플래시 메모리와 기타 다른 소자와 함께 호스트 시스템에 플래시 메모리 및 다른 소자를 조립한다.

비휘발성 메모리, 보다 구체적으로는 플래시 메모리 시스템 내에 있는 플래시 메모리 저장 블록은 반복적으로 프로그램되고 소거될 수 있지만, 각각의 블록 또는 물리적 위치는 블록이 마모되기 이전, 즉 메모리 용량이 축소되기 이전에 특정한 횟수만큼만 소거될 수 있다. 즉, 각각의 블록은 프로그램 및 소거 사이클 한계를 갖는다. 어떤 메모리에서는, 블록의 사용이 불가능한 것으로 간주하기 전까지 대략 만 번 정도의 소거가 가능할 수도 있다. 다른 메모리에서는, 블록이 마모되었다고 간주되기까지 십만 번 내지 심지어 백만 번까지 소거가 가능할 수 있다. 블록이 마모되어 플래시 메모리 시스템의 전체 저장 용량 일부에서 현저한 성능 저하 또는 사용 손실이 야기될 경우, 플래시 메모리 시스템의 사용자는 예를 들면 저장된 데이터의 손실이나, 데이터 저장능력의 불가능으로 인해 악영향을 받는다.

플래시 메모리 시스템 내에서 물리적 위치 또는 블록에 대한 마모는 각각의 블록이 얼마나 많이 프로그램이 되었는가에 따라 다양하게 나타난다. 블록, 더욱 일반적으로는 저장 소자가 일단 프로그램되고 실질적으로 재프로그램될 수 없다면, 프로그램 및 소거 사이클, 및 상기 블록과 관련된 마모 정도는 상대적으로 낮아진다. 그러나 블록이 반복적으로 기입 및 소거되면, 즉 기입/소거 사이클이 반복되면, 상기 블록과 관련된 마모 정도는 상대적으로 높아진다. 논리 블록 어드레스(LBA: Logical Block Address)는 예를 들면 플래시 메모리 시스템을 사용 또는 액세스하는 시스템과 같은 호스트에 의해 사용되어, 플래시 메모리 시스템에 저장된 데이터를 액세스함에 따라, 호스트가 반복적으로 동일한 LBA를 사용하여 데이터를 기입 또는 재기입하면, 플래시 메모리 시스템 내의 동일한 물리적 위치 또는 블록이 반복적으로 기입 및 소거되며, 이는 당업자에게 공지되어 있다.

일부 블록은 심하게 마모되고 다른 블록은 상대적으로 마모 정도가 작은 경우, 마모된 블록의 존재로 인해 플래시 메모리 시스템의 전체 성능이 저하된다. 마모된 블록 자체에 관련된 성능 저하 이외에도, 원하는 데이터를 저장할 수 있는 마모되지 않은 블록이 불충분한 경우에도 플래시 메모리 시스템의 전체 성능이 저하될 수 있다. 종종, 플래시 메모리 시스템에 임계치의 마모된 블록이 존재하는 경우, 심지어 플래시 메모리 시스템의 다른 많은 셀이 상대적으로 마모되지 않은 경우에도 플래시 메모리 시스템을 사용할 수 없는 상태가 될 수 있다. 상대적으로 마모되지 않은 블록을 상당수 가지고 있는 플래시 메모리 시스템이 사용될 수 없는 것으로 간주된 경우, 상기 플래시 메모리 시스템과 관련된 많은 자원을 폐기하여야 한다.

플래시 메모리 시스템 내에서 블록이 균등하게 마모될 가능성을 높이기 위해, 종종 마모 레벨링 동작이 수행된다. 당 분야의 통상의 기술자라면 알 수 있는 바와 같이, 마모 레벨링 동작은 일반적으로 특정 LBA에 관련된 물리적 위치나 블록을 변화시켜 동일한 LBA가 동일한 물리적 위치나 블록에 항상 관련되지 않게 한다. LBA의 블록 연관성을 변경시켜, 다른 블록이 마모되기 전에 특정 블록이 마모되는 것을 감소시킬 수 있다.

종래의 마모 레벨링 프로세스에는 물리적 위치를 교환하는(swapping) 단계가 포함되며, 상기 위치에는 상대적으로 큰 비중을 차지하는 2개의 부분, 즉 커스토머 또는 호스트 LBA가 맵핑된다. 즉, 상대적으로 큰 저장 셀 섹션과 관련된 LBA가 교환된다. 이러한 교환은 커스토머로부터 수동 명령을 통해, 즉 호스트 사용을 통해 초기화되며, 결과적으로 커스토머에게는 이러한 교환이 투명하지 못하다. 또한, 상대적으로 큰 비중을 차지하는 2개의 저장 셀 섹션 사이에서 데이터를 이동시키는 단계를 포함하는 교환 동작은 시간 소모적이므로 효율적이지 못하다. 또한, 전체 플래시 메모리 시스템과 관련된 상당한 자원을 소모하는 비교적 오랜 기간의 동작에 의해 전체 플래시 메모리 시스템의 성능이 악화될 수 있다. 당 분야의 통상의 기술라면 알 수 있는 바와 같이, 제 1 위치로부터 데이터를 이동하는 단계는 통상적으로 데이터를 또 다른 위치로 복사하고 제 1 위치로부터 데이터를 소거하는 단계를 포함한다.

또 다른 종래의 마모 레벨링 프로세스는 블록이 마모되는 것을 허용하는 단계를 포함한다. 일단 블록이 효과적으로 마모되면, 블록에 할당된 섹터는, 섹터에 관련된 어드레스를 맵핑함으로써 섹터가 저장된 블록이 일단 마모되거나 사용할 수 없게 되면 예비 영역으로 재할당된다. 예비 영역 또는 블록의 수는 한정되어 있고 값이 고가이므로, 사용 불가능한 블록이 관련된 섹터가 맵핑될 수 있는 예비 영역을 항상 가질 수는 없다. 또한, 블록이 사용불가능하게 된 이후에만 섹터를 재맵핑하는 것은 전체 플래시 메모리 시스템의 성능을 저하시킨다.

따라서, 플래시 메모리 저장 시스템 내에서 마모 레벨링을 효율적으로 그리고 실질적으로 명료하게 행할 수 있는 방법 및 장치가 필요하다. 즉, 마모 레벨링 프로세스를 용이하게 하고, 이를 통해 연산자원을 많이 사용하지 않고도 플래시 메모리 저장 시스템과 관련된 물리적 위치에서 마모를 더욱 균일하게 하는 시스템이 필요하다.

본 발명은 비휘발성 메모리 시스템에서 소거 카운트를 관리하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 특징에 따라, 본 발명의 방법은 비휘발성 메모리 시스템의 시스템 메모리에서 소거 카운트 블록을 초기화하는 것이며, 비휘발성 메모리를 포함하는 비휘발성 메모리 시스템은 다수의 엔트리로 분할되는 시스템 메모리 내의 다수의 페이지를 할당하는 단계를 포함한다. 다수의 엔트리 각각은 비휘발성 메모리에서 관련된 블록을 갖는다. 본 발명의 방법은 사용자 데이터를 허용하는데 사용하기에 적합한 사용가능한 블록을 식별하는 단계, 및 사용가능한 블록과 관련한 각각의 엔트리에 값들을 저장하는 단계를 포함한다. 사용가능한 블록과 관련한 각각의 엔트리에 값들을 저장하는 단계는 실질적으로 사용가능한 블록이 사용가능하다는 것을 식별한다.

일 실시예에서, 사용가능한 블록을 식별하는 단계는 사용 불가능한 블록을 식별하는 단계를 포함한다. 이러한 실시예에서, 사용 불가능한 블록과 관련한 다수의 엔트리 각각에 표시기를 저장하는 단계를 포함한다. 사용 불가능한 블록과 관련하여 각각의 엔트리에 표시기를 저장하는 단계는 실질적으로 사용 불가능한 블록을 사용 불가능한 상태로 식별한다.

소거 카운트 블록에 소거 카운트를 배치함으로써 소거 카운트를 관리하고, 필요한 소거 카운트를 업데이트하는 것은 사용가능한 블록들에 대해 가장 최근의 소거 카운트가 쉽게 식별되게 함으로써, 빈번하게 사용되는 블록들의 식별을 용이하게 한다. 소거 카운트가 소거 카운트 블록으로부터 얻어지게 함으로써, 사용가능한 블록이 이미 삭제된, 현재 삭제 횟수가 쉽게 결정될 수도 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 다수의 블록들을 포함하는 메모리 시스템의 비휘발성 메모리와 관련한 소거된 블록을 처리하는 방법은 소거된 블록, 및 소거된 블록에 대응하는 메모리 시스템의 비휘발성 메모리에 저장된 소거 카운트 블록에서 제1 엔트리를 식별하는 단계를 포함한다. 본 발명의 방법은 언제 제1 엔트리가 소거된 블록이 소거된 횟수를 표시하는 지를 결정하는 단계, 및 실질적으로 제1 엔트리가 소거된 블록이 소거된 횟수를 표시하는 것이 결정된 경우 소거된 블록으로 제1 엔트리를 복사하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 상기한 방법은 또한 제1 엔트리가 소거된 블록이 소거된 횟수를 표시하지 않는 것이 결정된 경우 실질적으로 소거된 블록으로 제2 엔트리를 복사하는 단계를 포함한다. 시스템 메모리에 저장된 제2 엔트리는 다수의 블록들이 소거된 평균 횟수를 표시한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 시스템 메모리의 소거 카운트 블록 내에 제1 엔트리를 업데이트하는 방법은 비휘발성 메모리에 저장된 블록을 식별하는 단계, 및 블록이 언제 사용가능한 지를 결정하는 단계를 포함한다. 비트들은 블록이 사용 불가능하다는 것을 결정한 경우, 그리고 블록이 사용가능하다고 결정된다면 블록이 소거되지 않을 때를 결정하는 경우, 블록은 사용 가능하지 않다는 것을 표시하는 제1 엔트리에 세팅된다. 상기한 방법은 또한 블록이 소거되지 않은 것이 결정된 경우 블록이 소거된 횟수를 나타내는 블록에 저장된 비트들을 판독하는 단계, 및 블록이 소거되지 않은 것이 결정된 경우 블록에 저장된 비트에 대응하도록 제1 엔트리에 비트를 세팅하는 단계를 포함한다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리장치를 포함하는 일반 호스트 시스템의 개략도.

도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 예를 들면 도 1a의 메모리장치(120)와 같은, 메모리장치를 나타낸 도면.

도 1c는 내장형 비휘발성 메모리를 포함하는 호스트 시스템을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리의 일부를 나타낸 개략도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리 시스템에 대해서 초기화 요청을 처리하는 단계를 예시하는 흐름도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정적 블록을 처리하는 방법을 예시하는 흐름도.

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 시스템 메모리를 나타낸 개략 블록도.

도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 정상 블록, 최소 빈도 소거 블록, 최대 빈도 소거 블록의 예를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 메모리에서의 블록 교환/갱신을 수행하여 블록의 보다 균일한 마모를 가능하게 하는 방법을 예시하는 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 구조를 나타낸 개략도.

도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 소거 카운트 블록을 예시한 도면.

도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 소거 카운트 블록내의 페이지, 예를 들면 도 8a의 소거 카운트 블록(800)의 페이지(810a)를 위치별로 분할하여 나타낸 도면.

도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 소거 카운트 블록의 페이지, 예를 들면 도 8a의 소거 카운트 블록(800)의 페이지(810a)를 바이트 별로 분할하여 나타낸 도면.

도 8d는 본 발명의 실시예에 따른 소거 카운트 블록의 페이지, 예를 들면 도 8a의 소거 카운트 블록(800)의 페이지(810a)를 나타내며, 여기서 페이지(810a)는 특정 블록이 사용불가능하게 되었음을 나타내는 소거 카운트 및 엔트리를 포함하는 것을 나타낸 도면.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 소거 카운트 블록의 헤더, 예를 들면 도 8a의 소거 카운트 블록(800)의 헤더(820)를 나타낸 도면.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 비휘발성 메모리 시스템의 비휘발성 메모리가 먼저 포맷되었을 때 소거 카운트 블록을 초기화하는 방법을 예시하는 흐름도.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 초기화 요청에 응답하여 소거 카운트 블록을 갱신하는 방법을 예시하는 흐름도.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 예비 블록을 위한 소거 카운트를 얻는 방법을 예시하는 흐름도.

본 발명의 여러 가지 장점은 이하의 상세한 설명 및 도면을 통해 명백해 질 것이다.

플래시 메모리 저장 시스템 내에서 비휘발성 메모리 저장블록은 반복적으로 프로그램되거나 소거되며, 블록이 마모되기 전까지 각각의 블록은 일반적으로 무수히 많은 소거과정을 거치게 된다. 블록이 마모되면, 마모된 블록을 포함하는 플래시 메모리 저장 시스템의 전체 저장 용량 부분에는 상대적으로 큰 성능저하가 발생하며, 이 마모 블록이 관련된 부분에 저장된 데이터가 손실되거나 또는 상기 부분에서 데이터를 저장할 수 없게 될 수도 있다.

플래시 메모리 저장 시스템내에서 더욱 균일하게 블록이 마모되는 확률을 높이기 위해, 블록을 골고루 사용하는 방법을 택할 수도 있다. 예를 들어 소거 카운트를 이용하여 각각의 블록의 소거 횟수의 추적을 유지함으로써, 시스템 내의 메모리가 더욱 균일하게 사용되도록 할 수도 있다. 소거 카운트 관리 기술을 통해 소거 카운트를 저장하여, 특정 블록이 블록과 관련된 리던던트 영역에서 몇 번이나 소거되었는지에 대한 추적을 유지할 수 있다. 상대적으로 높은 소거 카운트를 갖는 블록과 상대적으로 낮은 소거 카운트를 갖는 블록으로부터 사용중인 블록을 효과적으로 분리할 수 있는 표를 시스템 메모리에 내장할 수도 있다. 사용중인 블록이 소거될 때, 이 블록은 상대적으로 높은 소거 카운트를 갖는 블록의 표나 상대적으로 낮은 소거 카운트를 갖는 블록의 표에 적절히 "부가"될 수 있다. 마찬가지로, 블록은 상대적으로 높은 소거 카운트를 갖는 블록의 표 또는 상대적으로 낮은 소거 카운트를 갖는 블록의 표로부터 블록 맵핑표, 즉 사용중인 한 세트의 블록 표로 "이동"되어, 재할당된 임의의 블록을 블록 맵핑표로부터 재할당할 수 있다.

블록을 범주화하는(categorizing) 방법에 의해, 각각의 블록의 사용을 더욱 효과적으로 관리하고 블록과 관련된 마모를 균일하게 함으로써, 더욱 균일하게 블록을 사용할 수 있다. 또한, 표로 블록을 범주화하는 것을 통해 높은 소거 카운트를 갖는 블록과 낮은 소거 카운트를 갖는 블록을 쉽게 식별하고, 이에 따라 상당량의 연산 자원이 이용되지 않는다. 따라서 효율적으로 마모 레벨링을 수행할 수 있다. 결과적으로, 플래시 메모리 시스템의 성능에 크게 영향을 주지 않으면서도 플래시 메모리의 수명을 연장시킬 수 있다.

블록의 범주화를 용이하게 하기 위해, 플래시 메모리 시스템 내에 소거 카운트 블록이 할당될 수도 있다. 이러한 블록은 플래시 메모리 내에서 데이터를 저장하는데 사용되는 거의 모든 블록의 소거 카운트를 포함하도록 구성될 수 있다. 블록이 소거될 때, 통상적으로 블록의 소거 카운트는 소거된다. 소거 카운트 블록에서 관련 소거 카운트를 갖는 거의 모든 블록의 소거 카운트를 저장함으로써, 예를 들면 소거 카운트 블록으로부터 소거 카운트를 판독함으로써 소거 블록의 소거 카운트를 용이하게 얻을 수 있다.

플래시 메모리 시스템, 보다 일반적인 표현으로는 비휘발성 메모리장치는 통상 플래시 메모리 카드와 칩 세트를 포함한다. 전형적으로 플래시 메모리 시스템은 호스트 시스템과 함께 사용되며, 호스트 시스템은 플래시 메모리 시스템에 데이터를 기입하거나 플래시 메모리 시스템으로부터 데이터를 판독할 수도 있다. 그러나 일부 플래시 메모리 시스템은 내장 플래시 메모리 및 실질적으로 상기 내장형 플래시 메모리에 대한 제어기로서의 역할을 하도록 호스트 상에서 실행되는 소프트웨어를 포함한다. 먼저, 도 1a를 참조하여, 비휘발성 메모리장치, 예를 들면 콤팩트플래시(CompactFlash) 메모리카드를 포함하는 일반 호스트 시스템 또는 내장형 시스템에 대해 설명한다. 일반적으로 호스트 또는 컴퓨터 시스템(100)은 마이크로 프로세서(108), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(112), 입/출력 회로(116)의 통신을 허용하는 시스템 버스(104)를 포함한다. 일반적으로 호스트 시스템(100)은 예를 들면 디스플레이 장치, 네트워크 장치와 같은 다른 소자를 포함할 수 있으며, 이는 설명을 위한 것으로 도시하지는 않는다.

일반적으로, 호스트 시스템(100)은 제한되지 않고 정지화상정보, 오디오 정보, 비디오 화상정보를 포착할 수 있다(capture). 이러한 정보는 실시간으로 포착되어 무선방식으로 호스트 시스템(100)에 전송될 수 있다. 호스트 시스템(100)은 임의의 시스템일 수 있지만 통상적으로는 디지털 카메라, 비디오 카메라, 이동 무선 통신장치, 오디오 플레이어, 비디오 플레이어와 같은 시스템일 수 있다. 그러나 이러한 호스트 시스템(100)은 데이터 또는 정보를 저장하고 검색하는 것이면 어느 것이라도 가능하다.

호스트 시스템(100)은 또한 데이터 포착용 또는 검색용의 시스템이 될 수도 있다. 즉, 호스트 시스템(100)은 데이터 저장 전용 시스템이거나, 또는 데이터 판독 전용 시스템일 수도 있다. 예를 들면, 호스트 시스템(100)은 데이터를 저장 또는 기입하기만 하는 메모리 라이터(writer)일 수 있다. 선택적으로 호스트 시스템(100)은 데이터를 포착하지 않는 데이터 판독 또는 검색 전용인 MP3 플레이어와 같은 장치일 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 제거가능한 비휘발성 메모리장치일 수 있는 비휘발성 메모리 장치(120)는 정보를 저장하기 위해 버스(104)와 인터페이스되도록 정렬된다. 선택적인 인터페이스 블록(130)은 비휘발성 메모리 장치(120)가 버스(104)에 직접 인터페이스되는 것을 가능하게 한다. 여기서, 입/출력 회로(116)는 버스(104)에서의 부하를 줄이는 역할을 하며, 이는 당업자에게 공지된 것이다. 비휘발성 메모리 장치(120)는 비휘발성 메모리(124) 및 선택적 메모리 제어 시스템(128)을 포함한다. 일 실시예에서, 비휘발성 메모리 장치(120)는 단일 칩 또는 다이(die)상에서 구현된다. 선택적으로, 비휘발성 메모리 장치(120)를 멀티 칩 모듈 또는 칩 세트를 구성하면서 휘발성 메모리장치(120)와 함께 사용되는 다수의 개별 소자 상에서 구현할 수도 있다. 도 1b를 참조하여 비휘발성 메모리 장치(120)의 실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다.

예를 들면 NAND 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리(124)는 필요에 따라 액세스 및 판독이 가능하도록 데이터를 저장한다. 또한, 비휘발성 메모리(124)에 저장된 데이터는 적절히 소거될 수 있으며, 물론 일부 데이터는 소거될 수 없을 수도 있다. 데이터의 저장, 판독, 소거 프로세스는 일반적으로 메모리 제어 시스템(128)에 의해 제어되거나 또는 메모리 제어 시스템(128)이 없을 경우에는 마이크로 프로세서(108)에 의해 실행되는 소프트웨어에 의해 제어된다. 비휘발성 메모리(124)의 동작은 그의 수명이 최대가 되도록 관리되며, 이를 위해 비휘발성 메모리(124)의 섹션이 균일하게 마모되도록 하는 것이 필수적이다.

일반적으로 비휘발성 메모리 장치(120)는 선택형 메모리 제어 시스템(128), 즉 제어기를 포함하는 것으로 되어 있다. 때로 비휘발성 메모리 장치(120)는 비휘발성 메모리(124), 메모리 제어 시스템(128), 즉 제어기, 펑크션을 위한 개별 칩을 포함할 수도 있다. 예를 들면, PC 카드, 콤팩트플래시 카드, 멀티미디어 카드, 시큐어 디지털 카드(이것에만 제한되는 것은 아니지만)와 같은 비휘발성 메모리장치는 별도의 칩 상에서 구현되는 제어기를 포함하며, 다른 비휘발성 메모리장치는 개별 칩 상에서 구현되는 제어기를 포함하지 않는다. 비휘발성 메모리 장치(120)가 개별 메모리 및 제어기 칩을 포함하지 않는 실시예에서, 메모리 및 제어기 펑크션은 단일 칩에 통합될 수 있으며, 이는 당업자에게 공지되어 있다. 선택적으로, 메모리 제어 시스템(128)의 기능은 마이크로프로세서(108)에 의해 제공되며, 예를 들면, 비휘발성 메모리 장치(120)가 상기한 바와 같이 메모리 제어기(128)를 포함하지 않는다.

도 1b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리 장치(120)에 대해 보다 상세히 설명한다. 전술한 바와 같이, 비휘발성 메모리 장치(120)는 비휘발성 메모리(124)를 포함하며, 메모리 제어 시스템(128)을 포함할 수도 있다. 메모리(124)가 내장형 NAND장치일 경우 도 1c를 참조로 아래 설명하는 바와 같이 비휘발성 메모리 장치(120)가 제어 시스템(128)을 포함하지 않을 수도 있지만, 메모리(124) 및 제어 시스템(128) 또는 제어기는 비휘발성 메모리 장치(120)의 구성소자가 될 수 있다. 메모리(124)는 반도체 기판에 형성된 메모리 셀 어레이일 수도 있으며, 이 경우 메모리 셀의 개별 저장 소자에 2가지 이상의 충전 레벨 중 하나를 저장함으로써, 하나 이상의 데이터 비트가 각각의 개별 메모리 셀에 저장된다. 비휘발성 플래시 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)은 이러한 시스템용 메모리의 일반적 타입의 일례가 된다.

제어 시스템(128)이 제공되는 경우, 제어 시스템(128)은 데이터 저장용 메모리 시스템을 이용하는 호스트 컴퓨터 또는 기타 다른 시스템과 버스(15)를 통해 통신을 한다. 일반적으로 버스(15)는 도 1a의 버스(104)의 일부분이 된다. 또한, 제어 시스템(128)은 메모리 셀 어레이(11)를 포함할 수 있는 메모리(124)의 동작을 제어하여, 호스트에 의해 제공되는 데이터를 기입하고, 호스트에 의해 요청된 데이터를 판독하며, 동작중인 메모리(124)에서 다양한 정리작업(housekeeping) 기능을 행한다. 일반적으로 제어 시스템(128)은 관련된 비휘발성 소프트웨어 메모리, 여러 가지 논리회로 등을 갖는 범용성 마이크로프로세서를 포함한다. 특정 루틴의 성능을 제어하기 위해 하나 이상의 상태기계(state machine)도 포함한다.

통상적으로 메모리 셀 어레이(11)는 어드레스 디코더(17)를 통해 제어 시스템(128) 또는 마이크로프로세서(108)에 의해 어드레스된다. 디코더(17)는 교정 전압을 어레이(11)의 게이트 및 비트 라인에 인가하여, 제어시스템에 의해 어드레스되는 데이터를 프로그램하고, 데이터를 판독하거나, 메모리 셀 그룹을 소거할 수 있다. 부가 회로(19)로는 어드레스된 셀 그룹으로 프로그램된 데이터에 따라서 어레이의 소자에 인가되는 전압을 제어하는 프로그래밍 드라이버가 포함된다. 또한, 회로(19)는 센스 증폭기 및 어드레스된 메모리 셀 그룹으로부터 데이터를 판독하는데 필요한 다른 회로들을 포함한다. 어레이(11)에 프로그램될 데이터, 또는 어레이(11)로부터 최근 판독된 데이터는 전형적으로 제어 시스템(128) 내의 버퍼 메모리(21)에 저장된다. 제어 시스템(128)은 통상 명령 및 상태 데이터 등을 임시적으로 저장하기 위한 여러 가지 레지스터를 포함한다.

어레이(11)는 다수의 블록 BLOCKS 0-N의 메모리 셀로 분할된다. 일반적으로 플래시 EEPROM의 경우, 블록이 소거의 최소단위가 된다. 즉, 각각의 블록은 함께 소거되는 단위로서의 최소 개수의 메모리 셀을 포함한다. 각각의 블록은 도 2에 도시된 것처럼 다수의 페이지로 분할된다. 페이지는 프로그래밍의 최소 단위이다. 즉, 기본 프로그래밍 동작은 메모리 셀 중에서 최소 한 페이지에 대해 데이터를 기입하거나 판독할 수 있다. 통상적으로 하나 이상의 데이터 섹터가 각각의 페이지에 저장된다. 도 1b에 도시한 바와 같이, 하나의 섹터는 사용자 데이터와 오버헤드 데이터를 포함한다. 통상적으로 오버헤드 데이터는 섹터의 사용자 데이터로부터 계산된 에러 정정 코드(ECC : Error Correction Code)를 포함한다. 제어 시스템(128)의 부분(23)은 데이터가 어레이(11)로 프로그램되는 경우 EEC를 계산하고, 또한, 데이터가 어레이(11)로부터 판독되는 경우 EEC를 점검한다. 이와는 달리, EEC는 이들이 포함되어 있는 사용자 데이터 이외에 다른 페이지 또는 다른 블록에 저장될 수 있다.

통상적으로 사용자 데이터의 섹터는 512 바이트로 이는 자기 디스크 드라이브 섹터의 크기에 해당한다. 통상적으로 오버헤드 데이터는 추가의 16 바이트이다. 대부분 각 페이지는 한 섹터의 데이터를 포함하지만, 2개 이상의 섹터가 한 페이지를 형성할 수도 있다. 일반적으로 임의의 수의 페이지가 블록을 형성할 수 있다. 예를 들면, 블록은 8페이지부터 512, 1024, 또는 그 이상의 페이지로 형성될 수 있다. 블록의 개수는 메모리 시스템에 대해 원하는 데이터 저장 용량을 제공하도록 선택된다. 어레이(11)는 몇 개의 서브어레이(미도시)로 분할될 수 있으며, 각각의 서브어레이는 일정 비율의 블록을 포함하면서 어느 정도 상호 독립적으로 동작하여 여러 가지 메모리 동작의 실행에 있어서 병렬화의 수준을 향상시키게 된다. 다수의 서브어레이의 사용예는 본 명세서의 참조 문헌인 미국특허 제5,890,192호에 기재되어 있다.

본 발명의 일 실시예에서, NAND 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리는 예를 들면 호스트 시스템과 같은 시스템으로 구현된다. 도 1c는 내장된 비휘발성 메모리를 포함하는 호스트 시스템의 개략도이다. 일반적으로 호스트 또는 컴퓨터 시스템(150)은 마이크로프로세서(158), RAM(162), 입/출력회로(166), 및 호스트 시스템(150)의 그 밖의 부품들을 상호 연결하는 시스템 버스(154)를 포함한다. 예를 들어 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리(174)는 호스트 시스템(150) 내에 정보를 저장할 수 있게 한다. 비휘발성 메모리(174)와 버스(154) 사이에는 인터페이스(180)가 제공되어 비휘발성 메모리(174)에 대한 정보의 판독 및 기입을 가능케 한다.

비휘발성 메모리(174)는 소프트웨어 및 펌웨어 중 하나 또는 둘 다를 실행하여, 비휘발성 메모리(174)를 제어하도록 정렬된 마이크로프로세서(158)에 의해 운영된다. 즉, 마이크로 프로세서(158)는 코드 장치(미도시), 예를 들어 소프트웨어 코드 장치 또는 펌웨어 코드 장치를 작동시켜 비휘발성 메모리(174)를 제어한다. 마이크로프로세서(158), 개별 플래시 ROM 내부에 또는 하기에 설명되는 비휘발성 메모리(174) 내부에 CPU와 패키지된 플래시 메모리일 수 있는 이러한 코드 장치는, 비휘발성 메모리(174)의 물리적 블록이 어드레스 되는 것을 가능케 하며, 물리적 블록에 대해 정보를 저장, 판독하고 소거할 수 있게 한다.

도 1a의 비휘발성 메모리(124)의, 예를 들어 저장 소자와 같은 특정 섹션이 예를 들어, 반복적으로 기입 및 소거되어 연속으로 프로그램되며, 일반적으로 상기 특정 영역은 연속적으로 프로그램되지 않는 영역보다 빨리 마모된다. 비휘발성 메모리(124) 내에서 여러 영역의 마모를 효과적으로 "균일성있게(even out)" 하기 위해, 마모 레벨링을 실질적으로 자동으로 실행하여 연속적으로 프로그램된 영역의 프로그램을 보다 줄이고, 연속으로 프로그램되지 않는 영역을 보다 늘리게 된다.

일반적으로, 마모 레벨링을 수행하기 위해, 예를 들어 반복적으로 프로그램되는 물리적 위치와 관련된 섹터 세트인 블록은 반복적으로 프로그램되지 않은 물리적 위치와 관련된 블록과 교환될 수 있다. 즉, 프로그램되고 반복적으로 소거된 물리적 블록은 프로그램 및 소거가 덜 이루어진 블록과 교환될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 특정 물리적 블록이 반복적으로 프로그램되고 소거되었는지 여부의 결정이 용이하도록, 소거 카운트를 블록에 저장할 수 있다. 즉, 블록의 소거 횟수의 추적을 유지할 수 있는 카운터는 블록이 소거될 때마다 유지 및 증가될 수 있다. 이러한 소거 카운트는 특정 블록이 소거가 덜 이루어진 다른 블록으로 교환되어야 하는지 결정 여부를 용이하게 하는데 사용된다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 메모리의 일부를 나타낸 개략도이다. 플래시 메모리(200)는 페이지들(204)로 분리될 수 있다. 일반적으로 대략 512 바이트의 사용자 데이터가 있는 각각의 페이지(204)는 리던던트(redundant) 영역(206)을 포함하며, 예를 들면 페이지(204a)는 리던던트 영역(206a)을 포함한다. 각각의 리던던트 영역(206) 또는 오버헤드 영역은 약 16 바이트로 이루어진 정보를 포함하며, 상기 정보는 제한되지 않지만 통상적으로 그룹 식별자(216), 갱신 인덱스(212), 소거 카운트(214)를 포함한다.

통상적으로, 블록(210)에는 임의의 개수의 페이지(204)가 포함된다. 설명을 용이하게 하기 위해, 페이지(204a, 204b)가 블록(210)에 포함되는 것으로 도시되었지만 블록(210)에 포함되는 페이지의 개수는 광범위하게 다양하다. 개시되는 실시예에서 블록(210)은 대략 64페이지를 포함하도록 정렬된다. 예를 들면, 플래시 메모리(200)가 대략 512 메가바이트(Mb)를 포함하는 경우, 플래시 메모리(200)는 각각 64페이지를 갖는 약 2048 블록으로 분할될 수 있다.

전술한 바와 같이, 소거 카운트(214)는 사용자 데이터가 관련 블록으로부터 소거될 때마다 증가될 수 있다. 예를 들면, 블록(210)과 관련된 소거 카운트(214)는 블록(210)으로부터 데이터가 소거될 때마다 증가할 수 있다. 일반적으로 블록(210)에 포함된 각각의 페이지(204a, 204b)는 소거 카운트(214)를 포함하기 때문에, 각각의 페이지(204a, 204b)에 관련된 상기 소거 카운트(214)는 블록(210)이 소거될 때 증가된다.

일반적으로, 데이터를 포함한 블록이 소거될 때, 블록의 데이터 영역 및 리던던트 영역 모두가 소거되거나 비워진다. 통상적으로 소거 블록은 예비(spare) 블록 풀(pool)에 부가되며, 이 풀은 예를 들면 다른 테이블의 소거 블록보다는 소거 카운트가 작은 소거 블록을 포함한다. 예비 블록표는 필수적으로 최소 빈도 소거 블록표이며, 이것에 대해서는 후술한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 큰 소거 카운트를 갖는 소거 블록은 다른 소거 블록표에 비해 큰 소거 카운트를 갖는 소거 블록을 포함하는 풀이다. 큰 소거 블록 카운트를 갖는 소거 블록을 포함하는 풀은 최대 빈도 소거 블록표이며, 이것에 대해서는 후술한다. 바로 소거된 블록의 소거 카운트는 1 만큼 증가하여 카운트의 값에 따라서 최소 빈도 소거 블록표나 최대 빈도 소거 블록표에 저장된다.

도 2를 참조하면, 소거 카운트 (214)와 같은 소거 카운트는 초기화 요청 동안에 액세스된다. 초기화를 요청하는 경우로는, 예를 들면 내장형 플래시 메모리를 포함하는 시스템에 전원이 공급될 때, 시스템 내에서 예비 블록의 동작성능이 저하될 때, 사용자가 블록 할당의 균형을 요청할 때, 사용자가 블록 사용을 보다 균일하게 할 것을 요청할 때 등을 들 수 있다. 도 3은 본 발명의 일실시예 따른 것으로서, 플래시 메모리 시스템에 대하여 초기화 요청을 처리하기 위한 단계를 예시하는 흐름도이다. 일반적으로 초기화 요청은 사용자에 의해서 초기화되거나 또는 플래시 메모리 시스템과 관련된 제어기에 의해 자동으로 초기화되며, 이는 주기적이거나 또는 트리거 조건이 충족될 때 발생한다. 초기화 요청에 대해 응답하는 프로세스(300)는 초기화 요청을 효과적으로 수신하는 단계(304)에서 시작된다. 초기화 요청은 제어기 또는 초기화되는 플래시 메모리와 통신하는 프로세서에 의해 수신된다. 이러한 요청은 예를 들면 전원 공급시 또는 블록 할당에 대해 균형을 잡을 때 호스트를 통해 사용자에 의해 이루어질 수 있다.

초기화 요청이 수신되면, 단계(306)에서 평균 소거 카운트가 얻어진다. 일 실시예에서, 평균 소거 카운트는 시스템과 관련된 NAND 메모리에 기입되는 소거 카운트 블록에 저장된다. 각각의 블록의 소거 카운트와 평균 소거 카운트를 포함하는 소거 카운트 블록(ECB)이 플래시 메모리 블록에 저장된다. 소거 카운트 블록이 생성될 때, 예를 들면 시스템이 초기에 포맷될 때, 표에서 평균 소거 카운트와 각각의 블록의 소거 카운트는 통상 제로값으로 초기화된다. 소거 카운트 블록은 도 8a을 참조로 아래에 설명한다. 평균 소거 카운트가 얻어진 이후, 시스템 내의 거의 모든 블록에 대한 소거 카운트가 얻어진다. 도 2를 참조로 상기 설명된 바와 같이, 데이터를 포함하는 특정 블록에 대한 소거 카운트가 상기 블록과 관련된 리던던트 영역에 저장된다. 따라서, 데이터를 포함하는 모든 블록에 대한 소거 카운트를 얻는 단계는 각각의 블록과 관련된 리던던트 영역을 액세스하고, 소거 카운트 블록에 각각의 소거 카운트를 저장하는 단계를 포함한다.

초기화 요청에서, 소거 블록의 소거 카운트는 플래시 메모리의 소거 카운트 블록으로부터 얻어진다. 실질적으로 임의의 주어진 시간에서, 블록은 최대 빈도 소거 블록표, 최소 빈도 소거 블록표, 또는 블록 맵핑표에 포함된다. 관련된 소거 카운트를 갖는 플래시 메모리 내의 실질적으로 모든 물리적 블록들의 소거 카운트는 플래시 메모리의 소거 카운트 블록에 저장될 수도 있다. 데이터를 포함하는 블록의 소거 카운트는 통상적으로 블록 맵핑표에도 포함되며 리던던트 영역에도 저장된다. 블록 맵핑표에 속하는 소거 블록의 소거 카운트는 제로(0) 소거 카운트를 가질 수도 있으며, 이는 상기 블록이 이제까지 사용된 적이 없기 때문이다. 최소 빈도 소거 블록표 또는 최대 빈도 소거 블록표에서 블록으로부터의 소거 카운트를 얻는 단계는 표의 각 엔트리가 일반적으로 소거 블록의 블록 개수와 소거 카운트 모두를 포함하므로 표로부터 값을 얻는 단계를 수반한다. 초기화 요청의 처리 완료에 따라, 소거 카운트 블록은 일반적으로 모든 블록의 현재 소거 카운트와 함께 갱신된다.

단계(320)에서, 블록 맵핑표는 시스템 메모리, 예를 들면 호스트 시스템 메모리에 할당된다. 이미 공지된 바와 같이, 블록 맵핑표는 논리 블록 어드레스(LBA : Logic Block Address)와 물리적 블록 어드레스(PBA Physical Block Address) 사이에 맵핑을 제공한다. 또한, 최대 빈도 소거 블록표 및 최소 빈도 소거 블록표는 단계(320)에서 할당된다.

최대 빈도 소거 블록표는 통상적으로 최대 빈도로 소거된 소거 블록과 관련된 정보를 효과적으로 유지할 수 있는 크기로 구성된다. 즉, 최대 빈도 소거 블록은 시스템에서 최대 소거 카운트와 함께 이 블록에 속하는 예를 들면 소거 카운트, 맵핑 정보 등을 유지하도록 구성된다. 유사하게, 최소 빈도 소거 블록표는 일반적으로 일정 크기를 가지거나 최소 소거 카운트와 함께 이 소거 블록에 포함된 정보를 수용하도록 구성된다. 최대 빈도 소거 블록표의 크기와 최소 빈도 소거 블록표의 크기는 매우 다양하지만, 이들 크기는 최대 빈도 소거로서 지정된 블록의 개수와 최소 빈도 소거로서 지정된 블록의 개수에 의존한다. 통상 최대 빈도 소거 블록표는 최소 빈도 소거 블록표 보다 적은 수의 소거 블록에 대한 정보를 수용하는 크기를 갖는다. 예를 들면, 최대 빈도 소거 블록표는 약 18개의 소거 블록에 대한 정보를 수용하는 크기인 반면, 최소 빈도 소거 블록표는 약 70개의 소거 블록에 대한 정보를 수용하는 크기이다. 선택적으로 최대 빈도 소거 블록표가 약 10개의 소거 블록에 대한 정보를 수용하는 크기인 반면, 최소 빈도 소거 블록표가 약 50개의 소거 블록에 대한 정보를 수용하는 크기가 될 수도 있다.

단계(320)에서 표가 할당된 후, 단계(324)에서 소거 블록이 식별된다. 이후, 단계(328)에서 "N" 소거 블록은 최대 빈도 소거 블록에 할당되고, 필수적으로 최대 빈도 소거 블록표에 할당된다. 일 실시예에서, "N" 소거 블록은 모든 소거 카운트와 비교하여 결정되는 최대 소거 카운트를 갖는 "N" 소거 블록이다. 이와는 달리 최대 빈도 소거 블록표에 저장되는 "N" 소거 블록을 단계(306)에서 얻어진 평균 소거 블록과 비교하여 결정할 수도 있다. 예를 들면, "N" 소거 블록은 최소한 소정의 백분율, 예를 들면 평균 소거 카운트 보다 높은 약 25%의 소거 카운트를 갖는 "N" 소거 블록이 될 수도 있다.

일단 최대 빈도 소거 블록표가 유효하게 많아지면, "M" 소거 블록이 식별되어, 유효하게 단계(332)에서 최소 빈도 소거 블록표에 할당된다. "M" 소거 블록은 일반적으로 시스템과 관련된 모든 소거 블록 중에서 최소 소거 카운트를 갖는 "M"소거 블록이거나, 평균 소거 카운트 보다 낮은 최소한의 백분율의 소거 카운트를 갖는 "M"소거 블록일 수도 있다. "M" 소거 블록은 적절히 블록 맵핑표에 할당된 유효 예비 블록이다.

나머지 소거 블록, 즉, 최소 빈도 소거 블록표 또는 최대빈소 소거 블록표에 할당되지 않은 소거 블록은 단계(336)에서 "비소거" 블록과 함께 블록 맵핑표에 할당된다. 즉, 나머지 소거 블록과 관련된 리던던트 영역 이외의 데이터를 포함하는 블록은 블록 맵핑표와 관련된 것이다.

블록 맵핑표, 최소 빈도 소거 블록표, 최대 빈도 소거 블록표에서 예를 들면 대응 블록에 속하는 소거 카운트와 맵핑 정보가 효과적으로 많아지면, 평균 소거 카운트를 단계(338)에서 결정한다. 평균 소거 카운트를 결정하는 것은 통상 단계 (308)에서 얻어지는 개별 블록의 소거 카운트를 합산하고 블록의 전체 수로 합을 나누는 과정이 포함된다.

단계(338)에서 계산되는 평균 소거 카운트는 시스템과 관련된 소거 카운트 블록에 저장된다. 전술한 바와 같이, 평균 소거 카운트는 시스템에 관련된 NAND 메모리로 기입된 소거 카운트 블록에 저장된다. 평균 소거 카운트를 소거 카운트 블록에 저장하면, 정적(static) 블록, 즉 데이터를 포함하고 상대적은 낮은 연관관계의 소거 카운트를 갖는 블록이 단계(342)에서 처리된다. 정적 블록을 처리하는 방법에 관한 단계를 도 4와 함께 이하에서 설명한다. 일단 정적 블록이 처리되면, 초기화 요청을 처리하는 공정이 완료된다.

플래시 메모리와 관련된 블록 그룹 내에는, 임의의 주어진 시간에서, 사용자 데이터와 같은 데이터를 포함하는 블록 및 소거된 블록이 있다. 데이터를 포함하는 블록의 일부는 "정상" 블록으로 간주될 수 있고, 그 밖의 블록은 정적 블록으로 간주될 수 있다. 정적 블록은 거의 변화가 없는 데이터를 저장하는 블록이다. 즉 , 정적 블록은 거의 소거되지 않는다. 통상적으로 정적 블록은 플래시 메모리에 저장된 상대적으로 오래된 서류, 실행가능 프로그램 또는 운영체계 등과 관련이 있다. 정적 블록은 일반적으로 플래시 메모리 내에서 블록의 대부분에 대한 소거 카운트 보다 낮은 소거 카운트를 갖는다. 일 실시예에서, 블록의 소거 카운트가 특정 백분율, 예를 들면 플래시 메모리 시스템에 관련된 평균 소거 카운트의 약 20% 이하이면, 데이터를 포함하는 블록을 정적 블록으로 간주할 수 있다.

정적 블록이 변화가 거의 없는 데이터를 포함하기 때문에, 정적 블록에 포함된 데이터는 상대적으로 높은 소거 카운트를 갖는 블록으로 복사된다. 즉, 특정 물리적 블록의 콘텐츠가 상대적으로 정적(static)이고, 이에 따라 일반적으로 변화가 없으면, 콘텐츠는 상대적으로 높은 소거 카운트를 갖는 다른 물리적 블록으로 재할당되고, 상대적으로 낮은 소거 카운트를 갖는 원래의 물리적 블록은 보다 빈번히 변화하는 콘텐츠를 저장할 수 있도록 한다. 도 4를 참조하면, 정적 블록을 처리하는 것과 관련된 단계, 즉 도 3의 단계(342)를 본 발명의 실시예에 따라서 설명한다. 시스템의 정적 블록을 처리하는 프로세스(342)는 단계(404)에서 시작하며, 여기서는 비소거 블록, 예를 들면 블록 "A"가 액세스된다. 블록 "A"의 소거 카운트가 일단 액세스되면, 단계(408)에서 비소거 블록"A"의 소거 카운트가 시스템과 관련된 평균 소거 카운트에 비해 매우 낮은가의 여부를 결정한다.

비소거 블록 "A"의 소거 카운트가 평균 소거 카운트에 비해 낮은가에 대한 결정은 적절한 기준에 따라 이루어지는 것이지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이 결정을 블록" A"의 소거 카운트가 평균 소거 카운트의 일부분 값보다 낮은 값을 가지는가의 여부를 기준으로 행해질 수도 있다. 예를 들면, 소거 카운트가 평균 소거 카운트의 소정의 백분율보다 낮을 때 블록 "A"의 소거 카운트를 낮은 것으로 간주할 수도 있다.

단계(408)에서, 블록 "A"의 소거 카운트가 평균 소거 카운트에 비해 매우 낮지 않은 것으로 결정되면, 블록 "A"는 정적 블록일 가능성이 거의 없다는 것을 의미한다. 블록 "A"가 그 소거 카운트가 매우 낮은 것으로 간주되지 않아도 여전히 정적 블록이며, 이 경우 블록 "A"의 소거 카운트는 블록 "A"와 다른 블록을 교환하도록 트리거하지 않는다. 따라서, 정적 블록을 처리하는 프로세스가 된다.

이와는 달리, 단계(408)에서, 블록 "A"의 소거 카운트가 평균 소거 카운트에 비해 매우 낮은 것으로 결정되면, 블록 "A"의 콘텐츠는 상대적으로 높은 소거 카운트를 갖는 블록에 기입되어 낮은 소거 카운트를 갖는 블록 "A"는 상대적으로 빈도가 높게 변화하는 데이터를 저장하는데 자유롭다는 것을 의미한다. 즉, 블록 "A"의 소거 카운트가 평균 소거 카운트에 비해 매우 낮다는 의미는 블록 "A"가 정적 블록이라는 것을 의미한다. 이처럼, 프로세스 흐름은 단계(408)로부터 블록 "A"가 정적 블록으로 식별되는 단계(412)로 이동한다. 블록 "A"가 정적 블록으로 일단 인식되면, 단계(416)에서 최대 빈도 소거 블록표에 의해 식별되는 최대 빈도 소거 블록 그룹으로부터 한 블록, 예를 들면 블록 "B"가 얻어진다.

블록 "B"가 얻어지면, 단계(420)에서 블록 "A"의 콘텐츠는 블록 "B"로 복사된다. 즉, 블록 "A"에 포함된 사용자 데이터는 단계(420)에서 블록 "B"로 복사된다. 블록 "A"의 콘텐츠가 블록 "B"로 복사되면, 블록 "A"는 단계(424)에서 소거된다. 통상적으로, 블록 "A"가 소거될 때, 블록 "A"와 관련된 소거 카운터가 증가한다. 단계 (428)에서 한 블록, 예를 들면, 블록 "C"는 최소 빈도 소거 블록 그룹으로부터 최대 빈도 소거 블록 그룹으로 이동하여 블록 "C"의 연관성을 최소 빈도 소거 블록표로부터 최대 빈도 소거 블록표로 이동시킬 수도 있다. 즉, 블록 "C"는 최소 빈도 소거 블록표와의 연관성을 없애고 최대 빈도 소거 블록표와 관련된다. 이러한 이동을 통해 최소 빈도 소거 블록표에서의 공간이 효과적으로 개방되어 낮은 소거 카운트를 갖는 블록 "A"를 수용할 수 있으며, 이에 따라서 블록 "A"는 시스템에서 최소 빈도 소거 블록 중 하나가 된다. 통상 블록 "C"는 최소 빈도 소거 블록표에서 최대 소거 카운트를 갖는 블록이다.

최소 빈도 소거 블록 그룹으로부터 블록 "C"를 이동시키거나, 최소 빈도 소거 블록표로부터 블록 "C"를 이탈시키면, 프로세스 흐름이 단계(428)로부터 단계(432)로 이동하며, 여기서 블록 "A"가 블록 맵핑표로부터 최소 빈도 소거 블록표로 이동한다. 이후 단계(434)에서 블록 "A"에 앞서 포함되었던 콘텐츠를 포함하는 블록 "B"가 블록 맵핑표와 연관된다. 당 분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 블록 "B"를 블록 맵핑표로 이동시키는 것은 전형적으로 블록 "A"와 연관되었던 논리 블록 어드레스의 맵핑을 갱신하여 현재 블록 "B"와 관련된 것으로 하는 과정을 포함한다. 블록 "C"에 속하는 정보가 최대 빈도 소거 블록표에 존재하고, 블록 "B"에 포함된 정보는 블록 맵핑표에 존재하고, 블록 "A"에 포함된 정보는 최소 빈도 소거 블록표에 존재할 때, 정적 블록을 처리하는 프로세스가 완료된다. 프로세스(342)는 실질적으로 시스템과 관련된 모든 정적 블록이 식별되고 처리될 때까지 반복된다.

초기화 요청이 전체 플래시 메모리 시스템에 송신될 때, 일반적으로, 블록 맵핑표, 최소 빈도 소거 블록표, 최대 빈도 소거 블록표가 시스템 메모리, 예를 들면 도 1a의 RAM(112)에서 생성된다. 표를 생성하기 위해서는 이 표를 수용하는 공간이 먼저 시스템 메모리에서 할당되어야 한다.

상기한 바와 같이, 블록 맵핑표, 최소 빈도 소거 블록표, 최대 빈도 소거 블록표가 평균 소거 카운트와 같이 시스템 메모리에서 생성된다. 각각의 평균 소거 카운트와 각각의 블록의 소거 카운트 또한 소거 카운트 블록에 기입된다. 도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 시스템 메모리의 블록도이다. 시스템 메모리(454) 및 플래시 메모리(460)는 전체 시스템에 포함되며, 예를 들면 메모리 카드의 부품이나 호스트 장치의 부품이 될 수도 있으며, 호스트 장치에 NAND 메모리와 같은 플래시 메모리(460)가 내장된다. 시스템 메모리(454)는 블록이 관련된 블록 맵핑표(462)를 저장한다. 통상적으로, 블록 맵핑표(462)는 플래시 메모리(460)와 관련된 물리적 블록와 LBA를 연관시키기 위해 사용된다.

또한, 시스템 메모리(454)는 최소 빈도 소거 블록표(462)와 최대 빈도 소거 블록표(470)를 유지하며, 이들 표는 블록 맵핑표(462)와 같이 일반적으로 초기화 요청에 따라서 형성된다. 플래시 메모리(460) 내에서 블록의 평균 소거 카운트를 유지하도록 작용하는 평균 소거 카운트(474)는 전체 플래시 메모리가 포맷될 때 생성된다. 일실시예에 따르면, 소거 카운트 블록(480)은 플래시 메모리(460) 내에서 모든 블록(465)의 소거 카운트를 포함하도록 구성된다. 초기화 요청이 만들어질 때마다, 갱신된 평균 소거 카운트가 계산되어 소거 카운트 블록(480)에 저장된다.

도 5b는 본 발명의 일 실시예로서, "정상" 블록 그룹과 최소 빈도 소거 블록 그룹, 최대 빈도 소거 블록 그룹을 나타낸 개략도이다. 블록 그룹(502)에 포함된 블록(514)은 일반적으로 사용자 데이터를 포함하는 정상 또는 정적 블록이거나, 소거가 되었지만 최대 빈도 소거 블록 또는 최소 빈도 소거 블록이 아닌 것이 될 수 있다. 최소 빈도 소거 블록 그룹(506)은 일반적으로 전체 시스템 내에서 소거된 블록들 중 최소 소거 카운트를 갖는 블록(518)을 포함하며, 최대 빈도 소거 블록 그룹(510)은 일반적으로 전체 시스템 내에서 최대 소거 카운트를 갖는 블록(522)을 포함한다. 일반적으로, 블록(518)은 예비 블록으로 사용된다.

블록(514)이 소거될 때, 소거 블록(514)이 상대적으로 낮은 소거 카운트를 갖는가 또는 상대적으로 높은 소거 카운트를 갖는지가 결정된다. 소거 블록(514)이 상대적으로 낮은 소거 카운트를 가지면 소거 블록(514)은 최대 빈도 소거 블록그룹(506)에 부가된다. 반대로, 소거 블록(514)이 상대적으로 높은 소거 카운트를 가지면, 소거 블록(514)은 최대 빈도 소거 블록 그룹(510)에 재할당된다.

임의의 크기를 갖는 최대 빈도 소거 블록 그룹(506)은 소트된 그룹일 수도 있다. 즉, 블록(518)은 실질적으로 소거 카운트를 기초로 소트된다. 이 소트작업은 통상적으로 블록(518)과 관련된 엔트리를 포함하는 대응 최소 빈도 소거 블록표(미도시)에 반영된다. 예를 들면, 신규 블록(518)이 최소 빈도 소거 블록(506)의 그룹으로 이동 또는 부가되거나 또는 이 그룹과 연관될 때마다, 블록(518)은 필수적으로 소거 카운트를 근거로 소트되어, 최소주파수 소거 블록(506)의 그룹에서 최소 빈도 소거 블록(518)은 예를 들면 그룹(502)으로 재할당되는 다음 블록(518)이 되도록 한다. 즉, 데이터를 복사할 신규 블록이 필요할 때 블록(518)의 최소 소거 블록(518)은 최소 빈도 소거 블록표를 이용하여 식별하며, 최소 빈도 소거 블록 그룹(506)으로부터 취한다. 통상적으로, 필요없는 데이터가 포함된 블록(514)이 소거될 때, 이 블록(514)은 최소 빈도 소거 블록 그룹(506)에 저장되며, 최소 빈도 소거 블록표는 이에 따라서 갱신된다, 즉 부가된 블록에 대응하는 엔트리가 최소 빈도 소거 블록표에 포함된다.

최소 빈도 소거 블록 그룹(506)에 저장된 블록(518)과 같이 최대 빈도 소거 블록 그룹(510)에서의 블록(522)은 소거 카운트에 기초하여 소트된다. 이 소트작업은 통상 블록(522)을 식별하는데 사용되는 최대 빈도 소거 블록표(미도시)에서 엔트리를 소팅하는 것에 의해 수행된다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 블록(522)과 관련된 평균 소거 카운트가 계산될 수 있다, 즉, 최대 빈도 소거 블록 그룹(510)을 위한 평균 소거 카운트가 결정될 수 있다. 그룹(502)으로부터 블록(514)이 소거될 때, 그리고 소거 블록(514)의 소거 카운트가 소정의 백분율만큼 예를 들면 약 20% 이상 최대 빈도 소거 블록(514)의 그룹을 위한 평균 소거 카운트를 초과할 때, 소거 블록(514)은 최대소거 블록 그룹(510)에 부가된다. 신규 블록(522)이 최대 빈도 소거 블록 그룹(510)에 부가될 때, 최대 빈도 소거 블록 그룹(510) 내에 최소 소거 카운트를 갖는 블록(522)이 그룹(502)에 재할당된다. 이러한 재할당은 통상 연관 블록 맵핑표, 최소 빈도 소거 블록표, 최대 빈도 소거 블록표(미도시)를 갱신하여 반영한다.

그룹(502)에 포함된 블록(514)이 소거 또는 갱신될 때, 그룹(502)과 최소 빈도 소거 블록(506) 및 최대 빈도 소거 블록 그룹(510) 간의 교환 또는 갱신이 발생한다. 이와는 달리, 불록간의 교환 또는 갱신을 그룹(502)에서 예비 블록 사용을 위해 할당할 필요가 있을 때마다 수시로 행할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라서 도 6을 참조하여 더욱 균일하게 블록을 마모시킬 수 있도록 내장된 플래시 메모리를 갖는 호스트 시스템과 같은 전체 메모리 시스템에서 블록의 교환 또는 갱신을 행하기 위한 방법을 설명한다. 블록 교환 또는 갱신을 행하기 위한 프로세스(600)를 단계(604)에서 시작하며, 여기서 블록, 예를 들면 블록 "Y"가 블록 맵핑표에서 얻어지거나 그렇지 않으면 블록 맵핑표를 이용하여 식별된다. 얻어진 블록은 콘텐츠를 복사 또는 갱신하기 위해 블록 맵핑표로부터 효과적으로 교환되는 블록이다.

블록 "Y"가 일단 얻어지면, 단계(608)에서 예를 들면 블록 "X"가 최소 빈도 소거 블록표로부터 얻어진다. 즉, 예비 블록이 최소 빈도 소거 블록표를 이용하여 최소 빈도 소거 블록의 그룹으로부터 얻어져 적절한 예비 블록을 식별한다. 일반적으로 블록 "X"는 최소 빈도 소거 블록의 그룹에서 최소 소거 카운트를 갖는 블록이지만 최소 빈도 소거 블록의 그룹과 관련된, 즉 최소 빈도 소거 블록표와 관련된 임의 블록일 수도 있다. 블록 "Y"에 저장된 데이터 콘텐츠 또는 블록 "Y"의 원본 콘텐츠를 대체할 신규 콘텐츠를 단계(612)에서 블록 "X"에 복사할 수도 있다.

블록" Y"의 콘텐츠가 블록 "X"에 복사된 후, 블록 "X"는 단계(616)에서 블록 맵핑표로 이동하거나 또는 이 블록 맵핑표와 관련된다. 즉, 블록 "Y" 및 블록 "X" 와 관련된 맵핑이 효과적으로 갱신되어 블록 "Y"에 미리 맵핑된 LBA가 블록 "X"로 재맵핑된다. 블록 "X"가 블록 맵핑표로 이동할 때, 블록 "Y"는 단계(620)에서 소거 된다. 즉, 블록 "Y"에 저장된 예를 들면 사용자 콘텐츠 같은 데이터 콘텐츠는 임의의 적절한 기술을 이용하여 소거된다. 블록 "Y"와 관련된 예비 영역에 저장된 소거 카운트는 이후 단계(624)에서 증가하여 블록 "Y"가 다시 한번 소거되었음을 표시한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 소거 카운트 블록에 유효하게 저장된 "Y"를 위한 소거 카운트는 갱신될 수 있음을 알 수 있다.

단계(628)에서, 최대 빈도 소거 블록표에서 최소 소거 카운트를 갖는 블록을 식별한다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 최대 빈도 소거 블록표에서 기준으로 참조하는 블록은 그 각각의 소거 카운트에 따라서 소트된다. 블록을 소트하는 것에는 블록의 소거 카운트에 따라서 최대 빈도 소거 블록표 내에서 참조기준을 블록에 위치시키는 과정을 포함한다. 따라서, 최소 소거 카운트를 갖는 블록을 식별하는데에는 최소 소거 카운트와 함께 블록 참조기준을 수용하도록 구성된 최대 빈도 소거 블록 내에서 블록 참조기준을 액세스하는 과정을 포함한다.

최대 빈도 소거 블록표에서 참조 기준된 최소 소거 카운트를 갖는 블록이 일단 식별되면, 프로세스 흐름은 단계(628)에서 단계(632)로 이동하며, 단계(632)에서 최대 빈도 소거 블록표에서 참조된 최소 소거 카운트를 갖는 블록의 소거 카운트보다 블록 "Y"의 소거 카운트가 큰가의 여부를 결정한다. 블록 "Y"의 소거 카운트가 최대 빈도 소거 블록표에서 참조된 최소 소거 카운트를 갖는 블록의 소거 카운트 보다 크지 않다고 결정되면, 블록 "Y"가 빈번히 소거된 것이 아니라고 표시한다. 따라서, 프로세스 흐름은 단계(632)에서 단계(636)로 진행하며, 이 단계(636)에서 블록 "Y"는 최소 빈도 소거 블록으로 이동하고 유효하게 최소 빈도 소거 블록표로 이동하며, 다시 말하면 블록 "Y"에 대응하는 엔트리가 최소 빈도 소거 블록표에 부가된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 최소 빈도 소거 블록의 그룹으로 블록 "Y"를 이동시키는 과정은 각 블록의 소거 카운트를 이용하여 최소 빈도 소거 블록표에서 모든 블록참조기준을 리소팅하는 과정을 포함한다. 블록 "Y"가 최소 빈도 소거 블록표로 이동한 이후, 블록을 교환 또는 갱신하는 프로세스를 완료한다.

단계(632)에서 블록 "Y"의 소거 카운트가 최대 빈도 소거 블록표와 관련된 최소소거 카운트를 초과하였다고 판단하면, 블록 "Y"은 최대 빈도 소거 블록 그룹과 최대 빈도 소거 블록표로 이동해야 한다고 표시한다. 최대 빈도 소거 블록표에서 참조기준이 되는 블록 "Y"를 위한 공간을 위해, 예를 들면 최대 빈도 소거 블록표에 참조기준이 되는 최소소거 카운트를 갖는 블록을 최대 빈도 소거 블록표로부터 제거할 필요가 있다. 이와 같이, 단계(640)에서 최대 빈도 소거 블록표에 참조기준이 되는 최소소거 카운트를 갖는 블록을 최소 빈도 소거 블록 그룹으로 이동시키는 동시에 최소 빈도 소거 블록표로도 이동시킨다. 최소 빈도 소거 블록 그룹으로 블록을 이동시키는 단계는 각 블록의 소거 카운트에 따라서 최소 빈도 소거 블록표에서 블록 참조기준을 리소팅하는 과정을 포함한다.

최대 빈도 소거 블록표에서 최소 소거 카운트를 갖는 블록이 최대 빈도 소거 블록표 밖으로 이동한 후, 블록 "Y"는 단계(644)에서 최대 빈도 소거 블록표로 이동한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 최대 빈도 소거 블록으로 또한 최대 빈도 소거 블록표로도 블록 "Y"를 이동시키는 단계는 블록 "Y"를 포함하여 각 블록의 소거 카운트에 따라서 최대 빈도 소거 블록을 리소팅하는 과정을 포함할 수 있다. 블록 "Y"가 최대 빈도 소거 블록표로 이동할 때, 블록의 교환 또는 갱신 프로세스가 완료된다.

일반적으로, 표를 유지하고, 초기화 요청을 처리하며, 마모 레벨링을 수행하는 것, 예를 들면 블록의 교환 또는 갱신에 응답하는 것과 관련된 기능은 소프트웨어, 예를 들면, 프로그램 코드 장치, 또는 호스트 시스템에 위치하는 펌웨어의 형태로 제공된다. 호스트 시스템에 제공되는 소프트 웨어 또는 펌웨어와 관련된 적절한 시스템 구조에 대한 본 발명의 일 실시예를 도 7에 도시한다. 시스템 구조체(700)는 일반적으로 여러 가지 모듈을 포함하며, 이 모듈로는 예를 들어 응용 인터페이스 모듈(704), 시스템 매니저 모듈(708), 데이터 매니저 모듈(712), 데이터 무결성 매니저모듈(716), 장치 매니저 및 인터페이스 모듈(720)을 들 수 있으나, 이것에만 한정되는 것은 아니다. 일반적으로, 시스템 구조체(700)는 소프트웨어 코드 장치 또는 펌웨어를 이용하여 구현될 수 있으며, 이들 소프트웨어 코드 장치 또는 펌웨어는 예를 들면 도 1a의 프로세서에 의해 액세스된다.

일반적으로, 응용 인터페이스 모듈(704)은 호스트, 운영체계, 또는 사용자와 직접 통신한다. 응용 인터페이스 모듈(704)은 또한 시스템 매니저 모듈(708) 및 데이터 매니저 모듈(712)과도 통신한다. 사용자가 플래시 메모리를 판독, 기입 또는 포맷하기 원할 때, 사용자는 운영체계에 요청을 보내며, 이 요청은 응용 인터페이스 모듈(704)을 통과한다. 응용 인터페이스 모듈(704)은 요청과 관련하여, 요청을 시스템 매니저 모듈(708) 또는 데이터 매니저 모듈(712)로 보낸다.

시스템 매니저 모듈(708)은 시스템 초기화 서브모듈(724), 소거 카운트 블록 관리 서브모듈(726), 전력 관리 블록 서브모듈(730)을 포함한다. 시스템 초기화 서브모듈(724)은 일반적으로 초기화 요청이 처리될 수 있도록 하고, 전형적으로 소거 카운트 블록 관리 서브모듈(726)과 통신이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 시스템 초기화 서브모듈(724)은 블록의 소거 카운트가 갱신되는 것을 가능하게 하며, 실질적으로 최소 빈도 소거 블록표와 최대 빈도 소거 블록표를 생성하는 역할을 한다.

소거 카운트 블록 관리서브모듈(726)은 개별 소거 카운트를 이용하여 블록의 소거 카운트가 예를 들면 소거 카운트 블록에 저장되도록 하는 기능과, 평균 소거 카운트가 산출 및 갱신되도록 하는 기능이 있다. 즉, 소거 카운트 블록 관리 서브모듈(726)은 소거 카운트가 범주화되는 것을 가능하게 할 뿐만 아니라 평균 소거 카운트를 저장하는 작용을 한다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 소거 카운트 블록 관리 서브모듈(726)은 전체 시스템의 초기화 요청 중에 소거 카운트 블록의 거의 모든 블록의 소거 카운트를 실질적으로 동기화한다. 소거 카운트 블록 관리 서브모듈(726)이 소거 카운트 블록에 평균 소거 카운트를 저장하는 기능이 있지만, 전력 관리 블록 서브모듈(730)은 대신 평균 소거 카운트가 저장될 수 있도록 한다.

응용 인터페이스 모듈(704)과 통신하는 것 외에도, 시스템 매니저 모듈(708)은 또한 데이터 매니저 모듈(712)뿐만 아니라 장치 매니저 및 인터페이스 모듈 (720)과도 통신할 수 있다. 시스템 매니저 모듈(708)과 응용 인터페이스 모듈(704) 모두와 통신하는 데이터 매니저 모듈(712)은 페이지 또는 블록 맵핑을 제공하는 기능을 가질 수도 있다. 데이터 매니저 모듈(712)은 또한 운영체계 및 파일 시스템 층과 관련된 기능도 가질 수 있다.

시스템 매니저 모듈(708), 데이터 매니저(712), 데이터 보존 매니저(716)와 통신하는 장치 매니저 및 인터페이스 모듈(720)은 플래시 메모리 인터페이스를 제공하며, 예를 들면 I/O 인터페이스와 같은 하드웨어 추상화와 관련된 기능을 포함한다. 데이터 보존 매니저 모듈(716)은 다른 기능 중에서도 특히 ECC 핸들링 기능을 제공한다.

상기한 바와 같이, 비휘발성 메모리 시스템에서 각 블록을 위한 소거 카운트는 소거 카운트 블록에 저장될 수 있으며, 이 블록은 비휘발성 메모리 시스템과 관련된 시스템 또는 NAND 메모리에 저장된 반전 블록이다. 소거 카운트 블록은 또한 각 블록의 소거 카운트 외에도 평균 소거 카운트를 포함한다. 도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 소거 카운트 블록을 나타낸 개략도이다. 소거 카운트 블록(800)은 일반적으로 이 블록이 포함된 전체 비휘발성 시스템 내에서 각 블록, 즉 물리적 블록에 대한 특정 개수의 비트를 포함할 정도의 크기를 갖는다. 각 블록에 할당된 비트의 개수는 한 블록을 위한 전체 소거 카운트가 할당된 비트에 수용될 정도에서 선택한다. 본 발명의 일실시에 따르면, 소거 카운트 블록(800)은 각 블록 당 3개 바이트를 포함하며, 이 3개의 바이트이면 일반적으로 약 십만 차순으로 소거 카운트를 수용하기에 충분한 정도가 된다. 각 블록 당 3개의 바이트가 할당될 때, 블 록 당 64페이지를 갖는 대략 2048 블록을 포함하는 512Mb 시스템에서 소거 카운트 블록(800)은 12페이지, 예를 들면 약 6000 바이트를 포함하는 크기가 된다.

소거 카운트 블록(800)이 포함하는 페이지(810)는 당 분야의 통상의 기술자라면 알 수 있는 바와 같이 소거 카운트와 같은 데이터를 저장하는데 사용되는 약 512 바이트를 포함한다. 도시한 바와 같이, 제 1 페이지(810a)는 블록' 0' 내지 '169'을 위한 소거 카운트 엔트리를 포함하고, 제 2 페이지(810b)는 블록' 170' 내지 '339'를 위한 소거 카운트 엔트리를 포함한다. 블록 '1', 즉 물리적 블록' 1'를 위한 소거 카운트가 기입 또는 판독될 때, 제1페이지(810a)의 바이트 3 내지 5가 액세스되는데 그 이유는 제1 페이지(810a)의 바이트 3 내지 5는 블록'1'에 대응하는 소거 카운트 엔트리를 포함하기 때문이며, 이에 대해서는 도 8b 및 도 8c를 참조하여 설명한다.

페이지(810)를 포함하는 것 외에도, 소거 카운트 블록(800)은 이 블록 내의 임의 장소에 위치하는 헤더(820)를 포함한다. 헤더(820)(도 9를 참조하여 하기에 설명함)는 소거 카운트 블록(800)의 한 페이지이며, 페이지(810)에 저장된 소거 카운트와 관련된 블록을 포함하는 비휘발성 플래시 메모리에 관한 정보를 포함한다.

도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서, 소거 카운트 블록 내의 한 페이지, 예를 들면 도 8a의 소거 카운트 블록(800)의 페이지(810a)의 구조를 나타낸 도면이다. 페이지(810a)는 약 170 물리적 블록에 대응하는 엔트리(830)를 유지한다. 도시한 바와 같이 엔트리(830)에서 블록을 위한 소거 카운트는 페이지(810a)에서의 제1엔트리(830a)가 블록'0'을 위한 소거 카운트를 포함하고, 제2엔트 리(830b)는 블록'1'을 위한 소거 카운트를 포함하도록 되어 있다. 페이지(810a)에서의 최종 엔트리(830d)는 블록'169'를 위한 소거 카운트를 유지한다.

각 엔트리(830)는 실질적으로 동일한 개수의 바이트를 포함한다. 도 8c에 도시한 바와 같이, 블록'0'에 대응하는 엔트리(830a)는 페이지(810a)에서 바이트 0 내지 2이며, 블록'2'에 대응하는 엔트리(830c)는 페이지(810a)에서 바이트 6 내지 8이다. 앞에 설명한 바와 같이, 각 엔트리(830)는 약 3 바이트를 포함하지만, 페이지 810a에서 엔트리(830)의 개수는 다양할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일실시예에 따라서 각 엔트리(830)는 약 4개의 바이트를 포함할 수도 있다.

페이지(810a)에서의 각 엔트리(830)가 소거 카운트를 포함하고 있지만, 엔트리(830)는 소거 카운트를 필수적으로 포함할 필요는 없다. 예를 들면, 제조상 또는 공장측의 결함으로 인해 특정 블록을 사용할 수 없어 기입 또는 판독이 되지 않을 때, 이 블록은 동일한 소거 카운트를 가질 수 없다. 도 8a의 소거 카운트 블록(800)과 같은 소거 카운트 블록은 사용불가능 블록을 위한 소거 카운트가 포함된 엔트리를 가지고 있지 않다. 소거 카운트를 유지하는 대신에 사용불가능 블록을 위한 엔트리(830)는 블록이 사용불가능하다는 것을 식별하는 표시기나 마킹을 유지할 수도 있다.

도 8d는 본 발명의 일 실시예 따른 것으로서, 소거 카운트 블록에서의 페이지, 예를 들면 도 8a의 소거 카운트 블록(800)의 페이지(810a)에 관한 구조를 나타낸 도면이며, 이 페이지(810a)는 특정 블록은 사용불가능하다고 표시하는 엔트리 및 소거 카운트를 포함한다. 블록이 사용가능할 때, 또는 기입 또는 판독이 가능할 때, 블록은 일반적으로 소거 카운트를 가지고 있다. 예를 들면, 페이지(810a)의 엔트리(830a)는 블록'0'에 대응하는 소거 카운트를 포함하며, 블록'0'이 백번 소거되었으면 '100'의 값을 갖게된다. 유사하게 페이지(810a)의 엔트리(830b)는 블록'1'이 30번 소거되었다면 '30'이라는 값을 갖게 된다.

블록'2'가 예를 들어 이 블록'2'에 저장된 마킹을 통해 사용불가능한 것으로 식별되었다면, 블록'2'에 대응하는 페이지(810a)의 엔트리(830c)는 블록'2'는 사용할 수 없다는 것을 표시하는 마킹을 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 엔트리(830c)에서 마킹 'FFFFFF'은 블록'2'가 공장측 결함으로 사용불가능함을 표시한다. 블록의 사용불가능을 표시하는 방법으로는 여러가지 마킹이 사용될 수 있음이 자명하다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일실시예로서 도 8a의 소거 카운트 블록(800)과 같은 소거 카운트블록은 통상 이 블록(800) 내에서의 페이지가 되는 헤드(820)를 포함하며, 이 페이지는 비휘발성 메모리 시스템 내에서 블록에 관한 정보를 포함한다. 도 9를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 소거 카운트 블록에 대해서, 구체적으로는 도 8a의 소거 카운트 블록(800)의 헤더(820)를 예로 설명한다. 소거 카운드 블록의 임의 장소에 위치하는 헤더(820)는 정보 저장을 위한 약 512 바이트의 용량을 갖는다. 헤더(820)에 저장된 정보는 통상적으로 보안 체크에 사용될 수도 있는 서명(850a)을 포함함다. 비휘발성 메모리에 보유된 블록(850d)의 수와 관련한 정보(850d)외에도, 비휘발성 메모리의 숨겨진 블록들의 수와 관련한 정보(850c)는 헤더(820)에 또한 포함될 수도 있다. 정보(850f)는 비휘발성 메모리 에 포함된 블록들의 총수를 포함하며, 평균 소거 카운트는 헤더(820)의 정보(850g)로서 저장된다. 비록 평균 소거 카운트가 실질적으로 비휘발성 메모리 시스템의 시스템 메모리 어느 곳에나 저장될 수 있지만, 실시예에서는 평균 소거 카운트가 헤더(820d)의 정보(850d)로서 저장된다.

일실시예에서, 사용 불가능한 블록의 전체 수와 관련한 정보(850e)는 헤더(820)에 포함될 수 있다. 사용불가능한 블록들의 전체 수는 공장 결함을 포함하는 사용불가능한 블록들의 수와 성장 결함을 포함하는 사용불가능한 블록들의 총 수를 포함할 수 있다. 비록 헤더(820)의 내용이 통상적으로 매우 광범위할 수 있다는 것을 이해하지만, 헤더(820)는 또한 추가의 정보(850b)를 포함할 수 있다. 게다가, 이에 한정되지는 않지만, 정보(850b)는 비휘발성 메모리, 예를 들어 NAND 플래시 메모리 칩 또는 MLC NAND 메모리 칩 내의 구획의 크기와 관련한 구획 정보를 포함하는 정보(850b)를 포함할 수도 있다. 이에 한정되지 않지만, 구획 정보는 또한 실린더, 헤드 및 섹터 정보를 포함할 수 있으며, 이는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있을 것이다.

헤더(820)는 통상적으로 다른 내용을 포함할 수 있다. 예로써, 헤더(820)는 사용중이거나, 사용시 이용할 수 있는 사용가능한 블록들의 총 수에 관한 정보를 포함할 수 있다. 택일적으로, 헤더(820)는 공장 결함을 갖는 블록들의 수와 성장 결함을 갖는 블록들의 수에 관한 정보를 유지한다. 이에 한정되지 않지만, 헤더(820)에 포함된 다른 내용은 소거 카운트 블록의 개정 또는 변형을 실질적으로 식별하도록 설정된 개정 횟수를 포함할 수 있다.

소거 카운트 블록을 포함하는 비휘발성 메모리 시스템에 전원이 먼저 공급될 때 일반적으로 소거 카운트 블록이 초기화되거나 생성된다. 즉, 비휘발성 메모리 시스템의 비휘발성 메모리가 먼저 포맷될 때, 통상적으로 소거 카운트 블록이 초기화된다. 도 10은 본 발명의 일실시예 따른 것으로서 비휘발성 메모리 시스템의 비휘발성 메모리가 먼저 초기화될 때 소거 카운트 블록을 초기화하는 방법에 관한 단계를 나타낸다. 프로세스 1000은 단계(1004)에서 시작되며, 여기서 모든 블록, 보다 구체적으로 비휘발성 메모리 시스템 내의 모든 물리적 블록을 검사한다. 블록의 검사 단계는 블록의 콘텐츠를 검사하여 어느 블록이 사용불가능인가를 결정하는 것, 즉 비휘발성 메모리 제조자에 의해 사용할 수 없는 것으로 식별되는 과정을 포함한다. 따라서, 단계(1008)에서 비휘발성 메모리 내에서 사용불가능 블록을 식별한다. 사용불가능 블록을 식별하는데는 예를 들면 'FFFFFF'와 같이 공장측결함을 갖는 블록을 식별하기 위한 특정마킹 등이 갖는 각 블록을 식별하는 과정을 포함한다.

모든 사용불가능 블록이 일단 식별되면, 단계(1012)에서 소거 카운트 블록에 사용불가능 블록을 마크하거나 식별한다. 특정 블록을 사용불가능으로 마크하는 단계는 사용불가능으로 식별된 불록을 보존하기 위한 소거 카운트 블록의 일부분에 특정 마킹 또는 코드를 배치하는 과정을 포함한다. 소거 카운트 블록에서의 사용불가능 블록을 마킹하는 단계는 소거 카운트 블록의 헤더를 갱신하여 비휘발성 메모리 내에서 사용불가능한 전체 개수의 카운트를 포함시키는 과정을 갖는다.

사용불가능 블록이 소거 카운트 블록에 마크될 때, 사용가능 블록, 또는 공 장측 결함을 갖지 않으면서 소거가 되지 않는 블록은 단계(1016)에서 초기화된다. 소거 카운트를 초기화하는 단계는 소거가 되지 않은 각 블록의 소거 카운트를 0값으로 설정하는 과정을 포함한다. 블록에 대한 소거 카운트는 블록에 관련된 예비 또는 오버헤드 영역 중 최소한 한 곳 이상에 저장된다. 사용가능 블록, 즉 소거와 소거되지 않은 모두의 사용가능 블록에 대응하는 소거 카운트는 단계(1020)에서 소거 카운트 블록에 설정된다. 통상적으로, 소거 카운트 블록에 저장된 소거 카운트는 0의 값으로 설정되거나 초기화되며, 또한 소거되지 않은 블록의 경우 대응하는 소거되지 않은 블록에 저장된 것과 같은 소거 카운트로 설정되거나 초기화된다. 즉, 소거 블록을 위한 소거 카운트는 일반적으로 블록에 대응하는 위치에서 소거 카운트 블록에 저장된 소거 카운트와 일반적으로 같은 값이다. 소거 카운트가 소거 카운트 블록에서의 엔트리로서 설정되면, 단계(1034)에서 평균 소거 카운트는 소거 카운트 블록에 설정된다. 앞서 설명한 바와 같이, 평균 소거 카운트는 소거 카운트 블록의 헤드에 저장될 수도 있다. 사용가능 블록의 소거 카운트가 모드 0값으로 초기화될 때, 평균 소거 카운트는 초기에 0의 값으로 설정된다. 평균 소거 카운트가 설정된 이후 비휘발성 메모리 시스템에 포함된 비휘발성 메모리를 포맷하는 프로세스가 종료된다.

비휘발성 메모리 시스템 내에서 초기화 프로세스가 처리될 때마다 소거 카운트에서의 엔트리가 갱신된다. 도 11은 본 발명의 일실시예를 나타낸 것으로서, 초기화 요청에 따라서 소거 카운트 블록을 갱신하는 방법을 설명한다. 소거 카운트 블록을 갱신하는 프로세스(1100)는 소거되지않은 사용가능 블록을 획득하는 단계(1108)에서 시작된다. 당분야의 통상의 기술자라면 누구나 알 수 있는 바와 같이, 비소거 사용가능 블록은 일반적으로 데이터를 포함하여 사용중에 있는 블록이다. 단계(1108)에서 소거 카운트 블록에서 비소거 사용가능 블록을 위해 저장된 소거 카운트가 얻어진다. 즉, 비소거 사용가능 블록의 소거 카운트에 대응하는 소거 카운트 블록에서의 엔트리를 판독한다. 단계(1108)에서 얻어진 비소거 사용가능 블록의 소거 카운트를 위한 엔트리가 일단 판독되면, 단계(1116)에서 이 소거 카운트 엔트리가 비소거 사용가능 블록에 저장된 소거 카운트 보다 작은 값을 갖는가를 결정한다.

단계(1116)에서 비소거 사용가능 블록을 위한 소거 카운트 블록에 저장된 소거 카운트 엔트리가 비소거 사용가능 블록에서 저장된 소거 카운트 보다 작다고 결정되면, 소거 카운트 블록에 저장된 소거 카운트 엔트리가 현재 없음을 표시한다. 따라서 프로세스 흐름은 단계(1116)에서 단계(1120)로 이동하며, 이 단계(1120)에서 비소거 사용가능 블록에 대응하는 엔트리로서 소거 카운트 블록에 저장된 소거 카운트가 갱신된다. 소거 카운트 엔트리를 갱신하는 단계는 비소거 사용가능 블록의 현재 소거 카운트를 소거 카운트 블록에 저장하는 과정을 포함한다. 소거 카운트 엔트리가 갱신되면, 단계(1124)에서 처리할 더 이상의 비소거 사용가능 블록이 있는가의 여부를 결정한다.

단계(1124)에서 처리할 더 이상의 비소거 사용가능 블록이 있다고 결정하면, 프로세스 흐름은 단계(1108)로 진행하며, 여기서 다른 비소거 사용가능 블록을 얻는다. 이와는 달리, 모든 비소거 사용가능 블록이 처리되었다고 결정하면, 예를 들어 소거 카운트 블록에서 모든 비소거 사용가능 블록을 위한 소거 카운트 엔트리가 갱신되었다고 결정하면, 단계(1128)에서 비휘발성 메모리 내에서 실질적으로 모든 사용가능 블록의 평균 소거 카운트가 재산출된다. 당분야의 통상의 기술자라면 알 수 있는 바와 같이, 평균 소거 카운트는 소거 카운트 블록에 저장된 모든 소거 카운트를 합산하고, 소거 카운트 블록에 저장된 소거 카운트의 수로 나누어 결정된다. 평균 소거 카운트가 재산출된 후, 단계(1132)에서 재산출된 평균 소거 카운트는 소거 카운트 블록에 저장된다. 앞서 설명한 바와 같이, 평균 소거 카운트는 소거 카운트 블록의 헤더에 저장된다. 평균 소거 카운트가 저장되면, 초기화 요청에 따라서 소거 카운트 블록을 갱신하는 프로세스가 완료된다.

단계(1116)에서, 소거 카운트 블록에서의 소거 카운트 엔트리가 얻어진 비소거 사용가능 블록에 저장된 소거 카운트 보다 크다고 결정되면, 이것은 소거 카운트 블록에서 소거 카운트 엔트리가 갱신되었음을 의미한다. 이에 따라 프로세스 흐름은 단계(1116)에서 단계(1124)로 직접 이동하며, 단계(1124)에서 처리할 더 이상의 비소거 사용가능 블록이 있는가의 여부를 결정한다.

전술한 바와 같이, 블록에 대한 소거 카운트는 블록과 관련된 리던던트 영역 또는 오버헤드 영역 중에서 최소한 하나 이상에 저장된다. 예를 들면, 블록의 소거 카운트가 블록 내에서 최소한 제 1 페이지와 관련된 영역에 저장될 수 있다. 그러나, 블록을 소거할 때, 소거 카운트를 포함하는 블록의 모든 콘텐츠가 통상 소거된다. 따라서 사용을 위해 소거 블록을 취할 때, 즉 소거 블록을 최소 빈도 소거 블록표와 같은 예비 블록 풀로부터 얻을 때, 소거 블록은 소거 카운트를 포함하지 않는다.

통상적으로, 사용을 위해 예비 블록 풀로부터 얻어진 소거 블록의 소거 카운트는 소거 카운트 블록으로부터 판독된다. 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 것으로서, 예비 블록의 소거 카운트를 얻는 방법과 관련된 단계를 예시하는 프로세스 흐름도이다. 예비 블록의 소거 카운트를 얻기 위한 프로세스(1200)는 단계(1204)에서 여기서 얻어진 예비 블록을 위한 소거 카운트 엔트리가 소거 카운트 블록으로부터 판독된다. 즉, 예비 블록을 위한 소거 카운트에 대응하는 소거 카운트 블록에 저장된 비트가 판독된다. 단계(1208)에서는 소거 카운트 엔트리에서의 비트가 타당한가의 여부를 결정한다. 즉, 예비 블록에 대한 소거 카운트 엔트리에서의 비트가 미리 저장된 소거 카운트를 나타내는가의 여부나 예비 블록에 대한 소거 카운트 엔트리에서의 비트가 다른 어떤 것을 나타내는 가의 여부, 예를 들면, 예비 블록에 대해 성장 결점에 기인하여 이미 유용하지 않은 것으로 비트가 식별되었나의 여부를 결정하게 된다. 단계(1208)에서 소거 카운트 엔트리 또는 소거 카운트 블록으로부터 판독된 소거 카운트가 타당한 소거 카운트가 아니라고 결정하면, 프로세스 흐름은 단계(1208)에서 단계(1212)로 진행하며 이 단계(1212)에서는 소거 블록은 예비 블록 풀로부터 제거된다. 블록이 일단 리던던트 블록 풀로부터 제거되면, 리던던트 블록을 위해 소거 카운트를 획득하는 프로세스가 효과적으로 완료된다.

이와는 달리, 단계(1208)에서 예비 블록의 소거 카운트 블록에서 소거 카운트 엔트리의 콘텐츠가 소거 카운트로서 사용하기에 타탕하지 않다고 결정하면, 프로세스 흐름은 단계(1208)에서 단계(1216)로 진행하며, 이 단계(1216)에서는 소거 카운트 엔트리의 콘텐츠를 예비 블록의 소거 카운트로 설정한다. 즉, 예비 블록의 소거 카운트로부터 판독된 소거 카운트가 타당한 소거 카운트이면, 소거 카운트 블록으로부터 판독된 소거 카운트는 예비 블록의 실질적 소거 카운트로서 설정된다. 예비 블록의 소거 카운트가 소거 카운트 블록으로부터 판독된 소거 카운트로 설정된 후 예비 블록의 소거 카운트를 얻기 위한 프로세스가 완료된다.

이상과 같이 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 그 기술적 사상을 일탈하지 않고도 여러 가지 변형예를 구현할 수 있다. 예를 들면, 소거 카운트 블록의 크기와 이 소거 카운트 블록 내의 헤더의 위치는 필요에 따라 매우 다양할 수 있다. 또한, 소거 카운트 블록에서 헤더의 콘텐츠도 특정 시스템의 요구에 따라서 다양하게 변경할 수 있다.

비휘발성 메모리 시스템은 관련된 메모리 제어기에 의해 제어되거나 호스트 시스템에 연결된 소프트웨어나 펌웨어를 이용하여 제어될 수 있다고 설명하였지만, 소거 카운트 관리를 포함하는 마모 레벨링 프로세스를 비휘발성 메모리 시스템에 적용할 수 있으며, 이 비휘발성 메모리 시스템은 그 외부에 위치하는 제어기와 통신이 가능하다. 제어기를 사용하는 적절한 메모리 시스템은 PC카드, 콤팩트플래시(CompactFlash)카드, 멀티미디어 카드, 보안 디지털 카드, 플래시 메모리와 플래시메모리 제어기를 포함하는 내장형 칩세트 등을 들 수 있으나, 이것에만 국한되는 것은 아니다. 호스트 시스템에 로드된 소프트웨어나 펌웨어를 사용하여 제어되는 메모리 시스템은 내장형 메모리장치를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 전술한 소거 관리 기술과 소거 카운트 블록관리 기술을 이용하고 메모리 시스템과 관련된 제어기를 사용하지 않는 메모리 시스템은 호스트, 예를 들면 호스트 컴퓨터 시스템과 관련된 제어기를 사용하여 마모 레벨링을 수행할 수 있다. 즉, 호스트는 그 제어기의 사용을 통해 마모 레벨링이 발생하는 메모리를 직접 어드레스하고 관리할 수 있다.

소거 카운트 블록을 일반적으로 다수의 페이지를 포함하는 블록으로 설명하였다. 그러나, 전체 비휘발성 메모리의 시스템 메모리에서의 적절한 데이터 구조가 소거 카운트 및 평균 소거 카운트를 유지하도록 설정될 수도 있음을 주지해야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 소거 카운트 블록은 비휘발성 메모리 시스템 내에서 블록의 소거 카운트에 대응하는 엔트리만을 포함할 수도 있다. 이러한 실시예를 통해, 일반적으로 소거 카운트의 헤더에 포함된 정보를 데이터 구조에 저장하거나, 소거 카운트 블록과는 별도의 블록에 저장할 수도 있다. 즉, 소거 카운트 블록이 상기 블록과 관련된 소거 카운트에 속하는 엔트리만을 포함하도록 구성될 경우에는 평균 소거 카운트와 같은 정보를 소거 카운트 블록에, 보다 구체적으로는 소거 카운트 블록의 헤더에 반드시 저장할 필요는 없다. 이와는 달리, 소거 카운트 블록의 헤더에 저장하는 대신에 평균 소거 카운트를 대신 소거 카운트 블록 내의 임의 장소에 저장할 수도 있다.

일반적으로 상기 여러 가지 프로세스와 관련된 단계와 그 마모 레벨링 방법은 매우 다양하다. 본 발명의 기술적 사상의 범위를 일탈하지 않고도 상기 여러 가지 단계를 부가, 제거, 변경 및 재정렬하여 상기 본 발명의 목적을 구현하기 위한 프로세스를 구성할 수 있음은 자명한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예는 단지 예시를 위한 것으로서, 그 기술적 사상이나 다음의 특허청구범위를 일탈하지 않고도 여러 가지 변경 및 변경이 가능하다.

Claims

비휘발성 메모리 시스템의 시스템 메모리에서 소거 카운트 블록을 초기화시키는 방법으로서, 상기 비휘발성 메모리 시스템은 다수의 블록들로서 정렬된 비휘발성 메모리 및 상기 시스템 메모리를 포함하며, 상기 방법은

상기 시스템 메모리 내에 다수의 페이지들을 할당하는 단계 - 상기 다수의 페이지들 각각은 다수의 엔트리들을 포함하며, 상기 다수의 엔트리들 각각의 엔트리는 상기 비휘발성 메모리에서 상기 다수의 블록들의 해당 블록과 관련됨 - ;

기록 또는 판독될 수 있는 사용가능한-블록들인지를 식별하고, 사용불가능한 블록들을 식별하기 위해 상기 다수의 블록들을 검사하는 단계;

상기 식별된 사용가능한 블록들 각각에 대해, 블록에 대한 상기 다수의 엔트리들의 관련된 엔트리에서, 상기 식별된 사용가능한 블록이 소거되는 횟수를 나타내는 값을 저장하는 단계;

상기 식별된 사용불가능한 블록들 각각에 대해, 블록에 대한 상기 다수의 엔트리들의 관련된 엔트리에서, 상기 식별된 사용불가능한 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내는 표시기를 저장하는 단계;

상기 시스템 메모리 내에 헤더(header)를 할당하는 단계 - 상기 헤더는 상기 다수의 페이지들과 관련됨 - ; 및

상기 헤더에 제 2 값을 저장하는 단계

를 포함하며, 상기 제 2 값은 상기 다수의 블록들의 사용가능한 블록 각각이 소거되는 평균 횟수를 나타내도록 정렬되는, 소거 카운트 블록을 초기화시키는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 식별된 사용가능한 블록이 소거되는 횟수를 나타내는 값은 상기 식별된 사용가능한 블록과 관련된 소거 카운트인 것을 특징으로 하는 소거 카운트 블록을 초기화시키는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 식별된 사용불가능한 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내는 상기 표시기는 최대 값 소거 카운트에 해당하는 것을 특징으로 하는 소거 카운트 블록을 초기화시키는 방법.
비휘발성 메모리 시스템의 시스템 메모리에서 소거 카운트 블록을 초기화시키는 방법으로서, 상기 비휘발성 메모리 시스템은 다수의 블록들로서 정렬된 비휘발성 메모리 및 상기 시스템 메모리를 포함하며, 상기 방법은

상기 시스템 메모리 내에 다수의 페이지들을 할당하는 단계 - 상기 다수의 페이지들 각각은 다수의 엔트리들을 포함하며, 상기 다수의 엔트리들 각각의 엔트리는 상기 비휘발성 메모리에서 상기 다수의 블록들의 해당 블록과 관련됨 - ;

기록 또는 판독될 수 있는 사용가능한-블록들인지를 식별하고, 사용불가능한 블록들을 식별하기 위해 상기 다수의 블록들을 검사하는 단계;

상기 식별된 사용가능한 블록들 각각에 대해, 블록에 대한 상기 다수의 엔트리들의 관련된 엔트리에서, 상기 식별된 사용가능한 블록과 관련된 소거 카운트를 저장하는 단계;

상기 식별된 사용불가능한 블록들 각각에 대해, 블록에 대한 상기 다수의 엔트리들의 관련된 엔트리에서, 상기 식별된 사용불가능한 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내는 표시기를 저장하는 단계;

상기 소거 카운트들을 실질적으로 평균화시킴으로써 평균값을 결정하는 단계; 및

상기 다수의 페이지들과 관련된 제 1 페이지에 상기 평균값을 저장하는 단계

를 포함하는, 소거 카운트 블록을 초기화시키는 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 비휘발성 메모리는 NAND 플래시 메모리인 것을 특징으로 하는 소거 카운트 블록을 초기화시키는 방법.
시스템 메모리;

다수의 블록들로서 정렬된 비휘발성 메모리;

상기 시스템 메모리 내에 다수의 페이지들을 할당하는 코드 장치들 - 상기 다수의 페이지들 각각은 다수의 엔트리들을 포함하며, 상기 다수의 엔트리들의 각각의 엔트리는 상기 비휘발성 메모리의 상기 다수의 블록들의 해당 블록과 관련됨 - ;

기록 또는 판독될 수 있는 사용가능한 블록들을 식별하고, 사용불가능한 블록들을 식별하기 위해 상기 다수의 블록들을 검사하는 코드 장치들;

상기 식별된 사용가능한 블록들 각각에 대해, 블록에 대한 상기 다수의 엔트리들의 관련된 엔트리에서 상기 식별된 사용가능한 블록이 소거되는 횟수를 나타내는 값을 저장하고, 상기 식별된 사용불가능한 블록들에 대해, 블록에 대한 상기 다수의 엔트리들의 관련된 엔트리에서 상기 식별된 사용불가능한 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내는 표시기를 저장하는 코드 장치들;

상기 다수의 페이지들과 관련된 헤더를 상기 시스템 메모리 내에 할당하는 코드 장치들;

상기 헤더에 제 2 값을 저장하는 코드 장치들 - 상기 제 2 값은 상기 다수의 블록들의 사용가능한 각각의 블록이 소거되는 평균 횟수를 나타내도록 정렬됨 - ; 및

상기 코드 장치들을 저장하는 메모리 영역

을 포함하는 메모리 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 식별된 사용가능한 블록이 소거되는 횟수를 나타내는 값은 상기 식별된 사용가능한 블록과 관련된 소거 카운트인 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 식별된 사용불가능한 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내는 표시기는 최대 값 소거 카운트에 해당하는 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 코드 장치들은 팜웨어 코드 장치들 및 소프트웨어 코드 장치들중 하나인 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 비휘발성 메모리는 NAND 플래시 메모리인 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
시스템 메모리;

다수의 블록들로서 정렬된 비휘발성 메모리;

상기 시스템 메모리 내에 다수의 페이지들을 할당하는 코드 장치들 - 상기 다수의 페이지들 각각은 다수의 엔트리들을 포함하며, 상기 다수의 엔트리들의 각각의 엔트리는 상기 비휘발성 메모리의 상기 다수의 블록들의 해당 블록과 관련됨 - ;

기록 또는 판독될 수 있는 사용가능한 블록들을 식별하고, 사용불가능한 블록들을 식별하기 위해 상기 다수의 블록들을 검사하는 코드 장치들;

상기 식별된 사용가능한 블록들 각각에 대해, 블록에 대한 상기 다수의 엔트리들의 관련된 엔트리에서 상기 식별된 사용가능한 블록이 소거되는 횟수를 나타내는 값을 저장하고, 상기 식별된 사용불가능한 블록들에 대해, 블록에 대한 상기 다수의 엔트리들의 관련된 엔트리에서 상기 식별된 사용불가능한 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내는 표시기를 저장하는 코드 장치들;

상기 소거 카운트들을 실질적으로 평균화시킴으로써 평균값을 결정하는 코드 장치들;

상기 다수의 페이지들과 관련된 제 1 페이지에 상기 평균값을 저장하는 코드 장치들; 및

상기 코드 장치들을 저장하는 메모리 영역

을 포함하는 메모리 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 코드 장치들은 팜웨어 코드 장치들 및 소프트웨어 코드 장치들중 하나인 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 비휘발성 메모리는 NAND 플래시 메모리인 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
제 11 항에 있어서,

상기 식별된 사용불가능한 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내는 표시기는 최대 값 소거 카운트에 해당하는 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
메모리 시스템의 비휘발성 메모리와 관련된 소거된 블록을 처리하는 방법으로서 - 상기 비휘발성 메모리는 다수의 블록들을 포함함 - ,

소거된 블록을 얻는 단계;

상기 소거된 블록에 해당하는 소거 카운트 블록에서 제 1 엔트리를 식별하는 단계 - 상기 소거 카운트 블록은 상기 비휘발성 메모리의 시스템 메모리에 저장됨 - ;

상기 제 1 엔트리가 상기 소거된 블록이 소거되는 횟수의 표시인 경우를 결정하는 단계; 및

상기 제 1 엔트리가 상기 소거된 블록이 소거되는 횟수의 표시인 것으로 결정된 경우, 상기 제 1 엔트리를 상기 소거된 블록에 실질적으로 복사하는 단계

를 포함하는, 소거된 블록을 처리하는 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 엔트리가 상기 소거된 블록이 소거되는 횟수의 표시가 아닌 것으로 결정된 경우, 제 2 엔트리를 상기 소거된 블록에 실질적으로 복사하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 2 엔트리는 상기 시스템 메모리에 저장되며, 상기 제 2 엔트리는 상기 다수의 블록들이 소거되는 평균 횟수를 나타내도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 소거된 블록을 처리하는 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 2 엔트리는 상기 소거 카운트 블록에 저장되는 것을 특징으로 하는 소거된 블록을 처리하는 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 엔트리를 상기 소거된 블록에 실질적으로 복사하는 단계는 상기 소거된 블록의 오버헤드 영역에 상기 제 1 엔트리를 복사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소거된 블록을 처리하는 방법.
소거된 블록을 가지는 다수의 블록들을 포함하는 비휘발성 메모리;

시스템 메모리;

상기 소거된 블록을 얻기 위한 코드 장치들;

상기 소거된 블록에 해당하는 소거 카운트 블록에서 제 1 엔트리를 식별하는 코드 장치들 - 상기 소거 카운트 블록은 상기 시스템 메모리에 저장됨 - ;

상기 제 1 엔트리가 상기 소거된 블록이 소거되는 횟수의 표시인 경우를 결정하는 코드 장치들;

상기 제 1 엔트리가 상기 소거된 블록이 소거되는 횟수의 표시인 경우, 상기 제 1 엔트리를 상기 소거된 블록으로 실질적으로 복사하는 코드 장치들; 및

상기 코드 장치들을 저장하는 메모리 영역

을 포함하는 메모리 시스템.
제 19 항에 있어서,

상기 제 1 엔트리가 상기 소거된 블록이 제거되는 횟수의 표시가 아닌 경우, 제 2 엔트리를 상기 소거된 블록으로 실질적으로 복사하는 코드 장치들을 더 포함하며, 상기 제 2 엔트리는 상기 소거 카운트 블록에 저장되며, 상기 제 2 엔트리는 상기 다수의 블록들이 소거되는 평균 횟수를 표시하도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
제 19 항에 있어서,

상기 제 1 엔트리를 상기 소거된 블록에 실질적으로 복사하는 코드 장치들은 상기 제 1 엔트리를 상기 소거된 블록의 오버헤드 영역으로 복사하는 코드 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
제 19 항에 있어서,

상기 코드 장치들은 팜웨어 코드 장치들 및 소프트웨어 코드 장치들중 하나인 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
비휘발성 메모리의 시스템 메모리의 소거 카운트 블록 내에서 제 1 엔트리를 업데이트하는 방법으로서, 상기 소거 카운트 블록은 다수의 페이지들을 포함하며, 상기 다수의 페이지들 각각은 다수의 엔트리들을 포함하며, 상기 제 1 엔트리는 상기 다수의 엔트리들에 포함되며, 상기 방법은

비휘발성 메모리에 저장된 블록을 식별하는 단계;

상기 블록이 이용가능한 경우를 결정하는 단계;

상기 블록이 이용가능하지 않다고 결정될 경우, 상기 블록이 이용가능하지 않다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리의 비트들을 설정하는 단계;

상기 블록이 이용가능하다고 결정될 경우, 상기 블록이 소거되지 않는 경우를 결정하는 단계;

상기 블록이 소거되지 않는다고 결정될 경우, 상기 블록에 저장된 비트들을 판독하는 단계 - 상기 비트들은 상기 블록이 소거되는 횟수를 표시하도록 정렬됨 - ; 및

상기 블록이 소거되지 않는다고 결정될 경우, 상기 블록에 저장된 비트들에 해당하도록 상기 제 1 엔트리의 비트들을 설정하는 단계

를 포함하는, 소거 카운트 블록 내에서 제 1 엔트리를 업데이트하는 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 제 1 엔트리의 비트들을 판독하는 단계; 및

상기 제 1 엔트리의 비트들이 상기 블록에 저장된 비트들과 실질적으로 대응하지 않는 경우를 결정하는 단계

를 더 포함하며, 상기 제 1 엔트리의 비트들이 상기 블록에 저장된 비트들과 실질적으로 대응하지 않는다고 결정될 경우, 상기 제 1 엔트리의 비트들은 상기 블록에 저장된 비트들과 대응되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 소거 카운트 블록 내에서 제 1 엔트리를 업데이트하는 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 블록이 사용가능한 경우를 결정하는 단계는 상기 블록이 성장 결함을 갖는 경우를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 블록이 사용가능하지 않다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리의 비트들을 설정하는 단계는 상기 블록이 성장 결함을 갖는다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리의 비트들을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소거 카운트 블록 내에서 제 1 엔트리를 업데이트하는 방법.
시스템 메모리 - 상기 시스템 메모리는 소거 카운트 블록을 포함하며, 상기 소거 카운트 블록은 다수의 페이지들을 포함하며, 상기 다수의 페이지들의 각각의 페이지는 다수의 엔트리들을 포함하며, 상기 다수의 엔트리들에 제 1 엔트리가 포함됨 - ;

비휘발성 메모리;

상기 비휘발성 메모리에 저장된 블록을 식별하는 코드 장치들;

상기 블록이 사용가능한 경우를 결정하는 코드 장치들;

상기 블록이 사용불가능하다고 결정될 경우, 상기 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리의 비트들을 설정하는 코드 장치들;

상기 블록이 사용가능하다고 결정될 경우, 상기 블록이 소거되지 않는 경우를 결정하는 코드 장치들;

상기 블록이 소거되지 않는다고 결정될 경우, 상기 블록에 저장된 비트들을 판독하는 코드 장치들 - 상기 비트들은 상기 블록이 소거되는 횟수를 나타내도록 정렬됨 - ;

상기 블록이 소거되지 않는다고 결정될 경우, 상기 제 1 엔트리의 비트들을 상기 블록에 저장된 비트들과 대응하도록 설정하는 코드 장치들; 및

상기 코드 장치들을 저장하는 메모리 영역

을 포함하는 메모리 시스템.
제 26 항에 있어서,

상기 제 1 엔트리의 비트들을 판독하는 코드 장치들; 및

상기 제 1 엔트리의 비트들이 상기 블록에 저장된 비트들과 실질적으로 대응하지 않는 경우를 결정하는 코드 장치들

을 더 포함하며, 상기 제 1 엔트리의 비트들이 상기 블록에 저장된 비트들과 실질적으로 대응하지 않는다고 결정될 경우, 상기 제 1 엔트리의 비트들은 상기 블록에 저장된 비트들과 대응되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
제 26 항에 있어서,

상기 블록이 사용가능한 경우를 결정하는 코드 장치들은 상기 블록이 성장 결함을 갖는 경우를 결정하는 코드 장치들을 포함하며, 상기 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리의 비트들을 설정하는 코드 장치들은 상기 블록이 성장 결함을 갖는다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리의 비트들을 설정하는 코드 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
메모리 시스템의 비휘발성 메모리와 관련된 제 1 블록을 프로세싱하는 방법으로서, 상기 비휘발성 메모리는 다수의 블록들을 포함하며, 상기 방법은

상기 제 1 블록이 사용가능한 경우를 결정하는 단계;

상기 제 1 블록이 사용가능하다고 결정될 경우, 상기 제 1 블록의 비트들을 판독하는 단계 - 상기 비트들은 상기 제 1 블록이 소거되는 횟수를 나타내도록 정렬됨 - ;

상기 제 1 블록에 해당하는 소거 카운트 블록에서 제 1 엔트리를 식별하는 단계 - 상기 소거 카운트 블록은 상기 메모리 시스템의 시스템 메모리에 저장됨 - ;

상기 제 1 블록의 비트들이 상기 제 1 엔트리의 값보다 작은 값을 갖는 경우를 결정하는 단계; 및

상기 제 1 블록의 비트들이 상기 제 1 엔트리의 값보다 작은 값을 갖는다고 결정될 경우, 상기 제 1 엔트리를 상기 제 1 블록의 비트들에 실질적으로 복사하는 단계

를 포함하는, 비휘발성 메모리와 관련된 제 1 블록을 프로세싱하는 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 제 1 블록이 사용불가능하다고 결정될 경우, 상기 제 1 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리와 관련된 제 1 블록을 프로세싱하는 방법.
제 30 항에 있어서,

상기 제 1 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리를 업데이트하는 단계는 상기 제 1 블록이 성장 결함을 갖는다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리를 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리와 관련된 제 1 블록을 프로세싱하는 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 제 1 블록의 비트들은 상기 제 1 블록의 리던던트 영역에 위치되는 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리와 관련된 제 1 블록을 프로세싱하는 방법.
제 32 항에 있어서,

상기 제 1 블록의 비트들은 상기 제 1 블록의 소거 카운트인 것을 특징으로 하는 비휘발성 메모리와 관련된 제 1 블록을 프로세싱하는 방법.
제 1 블록을 가지는 다수의 블록들을 포함하는 비휘발성 메모리;

시스템 메모리 - 상기 시스템 메모리는 소거 카운트 블록을 포함하며, 상기 소거 카운트 블록은 다수의 페이지들을 포함하며, 상기 다수의 페이지들은 실질적으로 다수의 엔트리들로 분할됨 - ;

상기 제 1 블록이 사용가능한 경우를 결정하는 코드 장치들;

상기 제 1 블록이 사용가능하다고 결정될 경우, 상기 제 1 블록의 비트들을 판독하는 코드 장치들 - 상기 비트들은 상기 제 1 블록이 소거되는 횟수를 나타내도록 정렬됨 - ;

상기 제 1 블록에 해당하는 상기 소거 카운트 블록의 제 1 엔트리를 식별하는 코드 장치들 ;

상기 제 1 블록의 비트들이 상기 제 1 엔트리의 값보다 작은 값을 가지는 경우를 결정하는 코드 장치들;

상기 제 1 블록의 비트들이 상기 제 1 엔트리의 값보다 작은 값을 갖는다고 결정될 경우, 상기 제 1 엔트리를 상기 제 1 블록의 비트들에 실질적으로 복사하는 코드 장치들 ; 및

상기 코드 장치들을 저장하는 메모리 영역

을 포함하는 메모리 시스템.
제 34 항에 있어서,

상기 제 1 블록이 사용불가능하다고 결정될 경우, 상기 제 1 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리를 업데이트하는 코드 장치들을 더 포함하며, 상기 제 1 블록이 사용불가능하다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리를 업데이트하는 코드 장치들은 상기 제 1 블록이 성장 결함을 갖는다는 것을 나타내도록 상기 제 1 엔트리를 업데이트하는 코드 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
제 34 항에 있어서,

상기 제 1 블록의 비트들은 상기 제 1 블록의 리던던트 영역에 위치되는 것을 특징으로 하는 메모리 시스템.
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