TWI446169B - 快閃記憶體裝置及其資料儲存方法 - Google Patents

Description

快閃記憶體裝置及其資料儲存方法

本發明是有關於一種快閃記憶體裝置及其資料儲存方法，且特別是有關於一種可降低耦合效應的快閃記憶體裝置及其資料儲存方法。

在習知的技術領域中，快閃記憶體(例如NAND型快閃記憶體)需要透過具有先進功能的記憶體控制器來進行控制。然而，由於不同的製造廠商所提供的快閃記憶體，或不同型號的快閃記憶體需要不同的方法及設定，來使快閃記憶體的工作達到最佳化，因此，快閃記憶體控制器常需要一組參數資料來做為其最佳化所屬快閃記憶體的依據。

由於硬體的限制，這些參數資料僅能儲存在快閃記憶體中以供快閃記憶體控制器來讀取。因為快閃記憶體的種類繁多，不同種類的快閃記憶體需要不同的參數，去設定其控制器啟動不同的操作方法，來以正規的方式載入參數資料。然而，一旦快閃記憶體中的參數資料因為快閃記憶體的讀取動作的效應(例如耦合效應(couple effect)而產生損毀時，快閃記憶體控制器將無法獲得參數資料來使快閃記憶體最佳化，影響系統的整體效益。

另外，習知技術中也提出將參數資料儲存在快閃記憶體控制器內建的唯讀記憶體(Read Only Memory,ROM)中，但這種作法會使得參數資料無法被隨機的改變，無法依據現實環境的需求來進行參數資料的調整。

本發明提供一種快閃記憶體裝置以及其資料儲存方法，減低快閃記憶體中的重要資料因耦合效應(couple effect)的影響而損壞的現象。

本發明提出一種快閃記憶體裝置的資料儲存方法，其步驟包括：首先，依據儲存資料的位元資料，來產生主要位元群組、第一隔離位元群組以及第二隔離位元群組；接著，將第一隔離位元群組、主要位元群組以及第二隔離位元群組依序寫入指定字元線上連續的多個記憶胞中在本發明之一實施例中，其中更包括複製該指定字元線上的記憶胞的資料至鄰近指定字元線的多條鄰近字元線的多個記憶胞中。

在本發明之一實施例中，上述之“依據儲存資料的位元資料，產生主要位元群組”的步驟包括：多次複製資料位元群組以獲得主要位元群組。

在本發明之一實施例中，其中更包括：針對指定字元線上的記憶胞所儲存的主要位元群組進行投票計算，並藉以產生投票結果；並且，將投票結果儲存於快閃記憶體裝置的投票儲存區中。

在本發明之一實施例中，上述之投票計算包括：計算主要位元群組中等於1的累計位元數；並依據累計位元數來獲得投票結果。

在本發明之一實施例中，上述之“依據累計位元數來獲得投票結果”的步驟包括：分別針對累計位元數與第一臨界值以及第二臨界值進行比較，並藉以產生投票結果，其中第一臨界值小於第二臨界值。

在本發明之一實施例中，上述之“針對累計位元數與第一臨界值以及第二臨界值進行比較，並藉以產生投票結果”的步驟包括：當累計位元數不大於第一臨界值時，投票結果指示位元資料等於0；當累計位元數不小於第二臨界值時，投票結果指示位元資料等於1；並且，當累計位元數介於第一以及第二臨界值間時，投票結果指示該位元資料為無效資料。

在本發明之一實施例中，其中更包括：分別針對主要位元群組、第一隔離位元群組以及第二隔離位元群組的資料進行反向，並藉以產生反向主要位元群組、第一反向隔離位元群組以及第二反向隔離位元群組；接著，將第一反向隔離位元群組、反向主要位元群組以及第二反向隔離位元群組依序寫入反向指定字元線上連續的多個記憶胞中。

在本發明之一實施例中，上述之主要位元群組、第一隔離位元群組以及第二隔離位元群組的位元總數為質數。

本發明提出一種快閃記憶體裝置，包括記憶體控制器。記憶體控制器接收儲存資料，儲存資料具有多個位元資料，記憶體控制器依據各位元資料產生主要位元群組、第一隔離位元群組以及第二隔離位元群組，並將第一隔離位元群組、主要位元群組以及第二隔離位元群組依序寫入指定字元線上連續的多個記憶胞中。

基於上述，本發明利用儲存資料的位元資料，來產生主要位元群組、第一隔離位元群組以及第二隔離位元群組。其中，主要位元群組為多個位元所組成，可有效降低儲存資料因耦合效應而損壞的機率。本發明並透過隔離位元群組來隔離主要位元群組，以更提升降低儲存資料的位元資料因耦合效應而損壞的機率。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參照圖1，圖1繪示本發明的一實施例的快閃記憶體裝置的資料儲存方法的流程圖。在本實施例中，快閃記憶體裝置的資料儲存的步驟包括：首先，取出所要儲存的儲存資料的每一個位元資料，並依據各位元資料來產生主要位元群組以及兩個隔離位元群組(S110)。具體一點來說明，以8位元的儲存資料為範例，其中若儲存資料的最高位元(MSB)的位元資料等於“1”時，在本實施例中，可依據複製等於“1”的位元資料多次來產生主要位元群組。以具有16位元的主要位元群組為範例，對應儲存資料的最高位元的主要位元群組等於“1111,1111,1111,1111”，若以16進位的方式來表示，主要位元群組等於FFFF。

在另一方面，隔離位元群組同樣可以依據所對應的位元資料來設定。在本實施例中，隔離位元群組可以是預先設定好的值，簡單來說，以8位元的隔離位元群組為範例，當所對應的位元資料等於“1”時，隔離位元群組可以等於“1010,1010”(十六進位的“AA”)。而當所對應的位元資料等於“0”時，隔離位元群組可以等於“0101,0101”(十六進位的“55”)。

當然，在本發明實施例中，可以設定隔離位元群組與主要位元群組的資料是相同的。以上述的範例來說明，二組隔離位元群組的資料可以被設定為都是十六進位的“FF”，這樣可以達到較佳的隔絕效果。

在此請注意，上述的兩個隔離位元群組的位元數可以不相同，並且，兩個隔離位元群組中的資料也可以不相同。其中，在本發明的實施例中，兩個隔離位元群組以及主要位元群組的位元總數可以是一個質數。

以下請參照圖2，圖2繪示本發明實施例的隔離位元群組以及主要位元群組的排列方式的示意圖。其中，隔離位元群組210、主要位元群組220以及隔離位元群組230依序被寫入至指定字元線MWL上的多數個記憶胞中。也就是說，主要位元群組220在沿著指定字元線MWL的延伸方向上，是被兩邊隔離位元群組210及230所包圍住的。因此，在當指定字元線MWL上的字元線信號產生轉態時，主要位元群組220中的位元資料，並不會與隔離位元群組210及230外的記憶胞產生耦合效應而損壞。而若是主要位元群組220與相鄰的隔離位元群組210及230產生 耦合效應時，也不會導致主要位元群組220中的所有位元都產生損壞的現象。在主要位元群組220中的所有位元的位元資料都相同的情況下，主要位元群組220至多只會有鄰近於隔離位元群組210及230的少數位元會因耦合效應而產生損壞。

在完成主要位元群組以及隔離位元群組的設定動作後，則依序將其中的第一隔離位元群組、主要位元群組以及第二隔離位元群組寫入同一指定字元線上的連續的多個記憶胞中(S120)，以完成儲存資料的一個位元的儲存動作。當然，若要完成儲存資料的所有位元的儲存動作時，則僅需要針對儲存資料的每一個位元執行本實施例的步驟S110及S120即可。

此外，本發明實施例的資料儲存方法的步驟中，更包括將指定字元線上的該些記憶胞的資料複製至鄰近的多條鄰近字元線的多個記憶胞中。請對應參照圖3，圖3繪示指定字元線以及鄰近字元線的資料群組的示意圖。其中，指定字元線MWL上的記憶胞儲存資料群組A~資料群組Z，而資料群組A~資料群組Z中的每一個資料群組中都包括如圖2繪示的隔離位元群組、主要位元群組以及另一隔離位元群組。指定字元線MWL的所有的資料群組A~Z的資料被複製至與指定字元線MWL相鄰的多條鄰近字元線MWL-1~MWL-N的資料群組A1~資料群組Z1以及MWL+1~MWL+M的資料群組A2~資料群組Z2(其中的M以及N皆為正整數)。

也就是說，在完成上述的指定字元線MWL上的資料群組A~資料群組Z的複製動作後，資料群組A~資料群組Z分別與資料群組A1~資料群組Z1是相同的，且資料群組A~資料群組Z分別與資料群組A2~資料群組Z2是相同的。值得注意的是，在此狀態下，當記憶體裝置上的位元線(bit line)BL1~BLP上的位元線信號發生轉態時，指定字元線MWL上的記憶胞可以降低與鄰近字元線MWL-N~鄰近字元線MWL+M外的字元線的記憶胞發生耦合效應的機率。並且，在指定字元線MWL以及鄰近字元線MWL-1~MWL-N及MWL+1~MWL+M在對應同一條位元線BL1~BLP上的記憶胞的位元資料是相同的狀態下，指定字元線MWL以及鄰近字元線並不會發生耦合效應。

附帶一提的，鄰近字元線的數目是可以依據所屬快閃記憶體裝置的實際狀態來進行設定的，在本實施例中，N與M可以由設計者進行適應性的調整，沒有固定的關係限制。

在關於如何依據主要位元群組來判讀出其所對應的位元資料的實施方式上，本發明實施例提出一種投票計算的方式，以藉由計算主要位元群組中，位元資料等於1的累計位元數來獲得投票結果。具體一點來說明，以16位元的主要位元群組為範例，若主要位元群組等於“0011,1110,1111,1100”，則針對主要位元群組進行投票計算，可以獲得主要位元群組的累計位元數等於11。

接著，這個累計位元數將與預設的第一以及第二臨界 值進行比對，其中的第一臨界值小於第二臨界值。而當累計位元數不大於第一臨界值時，投票計算所產生的投票結果會指示位元資料等於“0”。此外，當累計位元數不小於第二臨界值時，投票計算所產生的投票結果則指示位元資料等於“1”。並且，當累計位元數介於第一以及第二臨界值間時，投票計算所產生的投票結果指示位元資料為無效資料。

承續上述的範例，若第一臨界值被設定為3，第二臨界值被設定為10，在主要位元群組的累計位元數等於11的狀態下，可以得知主要位元群組的累計位元數是大於第二臨界值(=3)的，如此可以判定主要位元群組對應的位元資料為“1”。

請特別注意的，這個投票結果可以被儲存於快閃記憶體裝置的投票儲存區中。

另外，為使儲存資料可以進行完整性(integrity check)的檢查，本發明實施例更包括針對儲存資料的各位元資料主要位元群組以及隔離位元群組的資料進行反向，並產生反向主要位元群組以及反向隔離位元群組。接著，則將所產生的反向隔離位元群組的其一、反向主要位元群組以及反向隔離位元群組的另一依序寫入反向指定字元線上連續的多個記憶胞中。附帶一提的，對應同一位元資料的主要位元群組以及隔離位元群組與反向主要位元群組及反向隔離位元群組可以被寫在同一條字元線上的記憶胞中。

以下請參照圖4，圖4繪示依據本發明實施例的快閃記憶體裝置400的示意圖。快閃記憶體裝置400包括記憶體控制器410、記憶體陣列420以及存取介面430。記憶體控制器410接收具有多個位元資料的儲存資料。記憶體控制器410依據各位元資料產生主要位元群組、第一隔離位元群組以及第二隔離位元群組，並將第一隔離位元群組、主要位元群組以及第二隔離位元群組依序透過存取介面430來寫入記憶體陣列420中的一指定字元線上連續的多個記憶胞中。

附帶一提的，記憶體控制器410在對記憶體陣列420進行資料的寫入動作時，是透過發送寫入指令至存取介面430，再由存取介面430將資料寫入至記憶體陣列420。而關於存取介面430將資料寫入至記憶體陣列420的動作細節應為本領域具通常知識者所熟知的技術，在此不多贅述。

另外，關於快閃記憶體裝置400的記憶體控制器410所進行的關於儲存資料的儲存細節，在前數的實施例中都有詳細的介紹，以下恕不多贅述。

綜上所述，本發明藉由將一個位元資料轉換成多個位元的主要位元群組，再藉由隔離位元群組的設置，來有效降低快閃記憶體裝置的各記憶胞監所可能發生的耦合效應，進而增加所儲存的資料的可靠度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S110~S120．．．資料儲存方法的步驟

210、230．．．隔離位元群組

220．．．主要位元群組

MWL、MWL+M、MWL-N．．．指定字元線

BL1~BLP．．．位元線

400．．．快閃記憶體裝置

410．．．記憶體控制器

420．．．記憶體陣列

430．．．存取介面

圖1繪示本發明的一實施例的快閃記憶體裝置的資料儲存方法的流程圖。

圖2繪示本發明實施例的隔離位元群組以及主要位元群組的排列方式的示意圖。

圖3繪示指定字元線以及鄰近字元線的資料群組的示意圖。

圖4繪示依據本發明實施例的快閃記憶體裝置400的示意圖。

S110~S120．．．資料儲存方法的步驟

Claims (15)

1. 一種快閃記憶體裝置的資料儲存方法，包括：依據一儲存資料的一位元資料，產生一主要位元群組、一第一隔離位元群組以及一第二隔離位元群組，其中該主要位元群組透過多次複製該位元資料來獲得，該第一隔離位元群組等於一預先設定的值或該主要位元群組，該第二隔離位元群組等於該預先設定的值或該主要位元群組；以及將該第一隔離位元群組、該主要位元群組以及該第二隔離位元群組依序寫入一指定字元線上連續的多數個記憶胞中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存方法，其中更包括：複製該指定字元線上的該些記憶胞的資料至鄰近該指定字元線的多數條鄰近字元線的多數個記憶胞中。
3. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存方法，其中更包括：針對該指定字元線上的該些記憶胞所儲存的該主要位元群組進行一投票計算，並藉以產生一投票結果；以及將該投票結果儲存於該快閃記憶體裝置的一投票儲存區中。
4. 如申請專利範圍第3項所述之資料儲存方法，其中該投票計算包括：計算該主要位元群組中等於1的一累計位元數；以及依據該累計位元數來獲得該投票結果。
5. 如申請專利範圍第4項所述之資料儲存方法，其中“依據該累計位元數來獲得該投票結果”的步驟包括：分別針對該累計位元數與一第一臨界值以及一第二臨界值進行比較，並藉以產生該投票結果，其中該第一臨界值小於該第二臨界值。
6. 如申請專利範圍第5項所述之資料儲存方法，其中“針對該累計位元數與該第一臨界值以及該第二臨界值進行比較，並藉以產生該投票結果”的步驟包括：當該累計位元數不大於該第一臨界值時，該投票結果指示該位元資料等於0；當該累計位元數不小於該第二臨界值時，該投票結果指示該位元資料等於1；以及當該累計位元數介於該第一以及該第二臨界值間時，該投票結果指示該位元資料為無效資料。
7. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存方法，其中更包括：分別針對該主要位元群組、該第一隔離位元群組以及該第二隔離位元群組的資料進行反向，並藉以產生一反向主要位元群組、一第一反向隔離位元群組以及一第二反向隔離位元群組；以及將該第一反向隔離位元群組、該反向主要位元群組以及該第二反向隔離位元群組依序寫入一反向指定字元線上連續的多數個記憶胞中。
8. 如申請專利範圍第1項所述之資料儲存方法，其中 該主要位元群組、該第一隔離位元群組以及該第二隔離位元群組的位元總數為質數。
9. 一種快閃記憶體裝置，包括：一記憶體控制器，接收一儲存資料，該儲存資料具有多數個位元資料，該記憶體控制器依據各該位元資料產生一主要位元群組、一第一隔離位元群組以及一第二隔離位元群組，並將該第一隔離位元群組、該主要位元群組以及該第二隔離位元群組依序寫入一指定字元線上連續的多數個記憶胞中，其中該主要位元群組透過多次複製該位元資料來獲得，該第一隔離位元群組等於一預先設定的值或該主要位元群組，該第二隔離位元群組等於該預先設定的值或該主要位元群組。
10. 如申請專利範圍第9項所述之快閃記憶體裝置，其中該記憶體控制器更複製該指定字元線上的該些記憶胞的資料至鄰近該指定字元線的多數條鄰近字元線的多數個記憶胞中。
11. 如申請專利範圍第9項所述之快閃記憶體裝置，其中該記憶體控制器更針對該指定字元線上的該些記憶胞所儲存的該主要位元群組進行一投票計算，並藉以產生一投票結果，該記憶體控制器且將該投票結果儲存於該快閃記憶體的一投票儲存區中。
12. 如申請專利範圍第11項所述之快閃記憶體裝置，其中該記憶體控制器計算該主要位元群組中等於1的一累計位元數，並依據該累計位元數來獲得該投票結果。
13. 如申請專利範圍第12項所述之快閃記憶體裝 置，其中該記憶體控制器分別針對該累計位元數與一第一臨界值以及一第二臨界值進行比較，並藉以產生該投票結果，其中該第一臨界值小於該第二臨界值。
14. 如申請專利範圍第13項所述之快閃記憶體裝置，其中該記憶體控制器判斷當該累計位元數不大於該第一臨界值時，該投票結果指示該位元資料等於0，當該累計位元數不小於該第二臨界值時，該投票結果指示該位元資料等於1，而當該累計位元數介於該第一以及該第二臨界值間時，該投票結果指示該位元資料為無效資料。
15. 如申請專利範圍第13項所述之快閃記憶體裝置，其中該記憶體控制器更分別針對主要位元群組、第一隔離位元群組以及第二隔離位元群組的資料進行反向，並藉以產生一反向主要位元群組、一第一反向隔離位元群組以及一第二反向隔離位元群組，該記憶體控制器更將該第一反向隔離位元群組、該反向主要位元群組以及該第二反向隔離位元群組依序寫入一反向指定字元線上連續的多數個記憶胞中。