專利名稱：用于控制非易失性存儲器的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開的內(nèi)容涉及信息處理系統(tǒng)，更具體地，涉及包括有非易失性存儲器的存儲系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著移動系統(tǒng)及其各種應(yīng)用的迅猛發(fā)展，快閃存儲器(一種非易失性存儲器)和控制該快閃存儲器的存儲器系統(tǒng)的需求激增。雖然快閃存儲器能夠存儲大量的數(shù)據(jù)信息，但其有讀取及寫入數(shù)據(jù)所需的時(shí)間較長的缺點(diǎn)。
快閃存儲器的這一缺點(diǎn)可以通過緩沖存儲器來解決。例如，從主機(jī)來的數(shù)據(jù)并不直接存儲在快閃存儲器中，而是首先存儲在緩沖存儲器中。接著，讀取緩沖存儲器中存儲的數(shù)據(jù)，并將所讀出的數(shù)據(jù)存儲在快閃存儲器中。類似地，從快閃存儲器讀出的數(shù)據(jù)并不直接傳輸給主機(jī)，而是首先傳輸給緩沖存儲器。接著，讀取緩沖存儲器中存儲的數(shù)據(jù)，并將所讀出的數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)。這種傳輸方法可以提高存儲系統(tǒng)以及包括該存儲系統(tǒng)的信息處理系統(tǒng)(例如，移動應(yīng)用)的性能。
但是，這樣的存儲系統(tǒng)具有以下的問題。在引導(dǎo)裝入時(shí)，存儲在快閃存儲器中的數(shù)據(jù)必須復(fù)制到緩沖存儲器中，因此存儲器使用不充分。此外，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用附加模式(例如，請求頁面調(diào)度模式)來將快閃存儲器中的數(shù)據(jù)復(fù)制到緩沖存儲器中。這給系統(tǒng)帶來軟件負(fù)擔(dān)，而降低了包括該存儲系統(tǒng)的系統(tǒng)的整體性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開的一個(gè)方面提供了一種無需涉及軟件就能控制快閃存儲器的存儲系統(tǒng)。
本發(fā)明公開的另一個(gè)方面提供了一種能夠以頁為單位管理快閃存儲器的存儲系統(tǒng)。
本發(fā)明公開的一個(gè)實(shí)施例涉及一種存儲系統(tǒng)，包括NAND快閃存儲器；用于存儲NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)的RAM；以及用于響應(yīng)存儲器請求而控制對RAM和NAND快閃存儲器的訪問的控制器。該控制器包括用于存儲RAM中存儲的數(shù)據(jù)的地址信息的存儲器，并參考存儲器地址信息控制在存儲器請求中選擇性地被訪問的NAND快閃存儲器。
具體地，該控制器的實(shí)施例確定在存儲器請求中輸入的地址信息和存儲器地址信息是否一致，并根據(jù)確定結(jié)果有選擇地訪問NAND快閃存儲器。例如，當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器地址信息一致時(shí)，該控制器輸出RAM的數(shù)據(jù)到外部而不對NAND快閃存儲器進(jìn)行任何訪問。當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器地址信息不一致時(shí)，該控制器控制NAND快閃存儲器將NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)輸出到RAM以及外部。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，控制器以頁為單位而不是以塊為單位來管理NAND快閃存儲器，并在存儲器中存儲NAND快閃存儲器的頁面地址信息。此外，只要外部輸入的數(shù)據(jù)存儲在RAM中，控制器就在存儲器中存儲所存儲的數(shù)據(jù)的地址信息。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，控制器還包括主控制單元，用于根據(jù)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器的地址信息是否一致，發(fā)出讀/寫訪問命令；存儲器控制單元，用于當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器地址信息一致時(shí)，響應(yīng)來自主控制單元的讀/寫訪問命令，控制對RAM的訪問操作；以及快閃存儲器管理和控制單元，用于當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器地址信息不一致時(shí)，響應(yīng)來自主控制單元的讀/寫訪問命令，控制對NAND快閃存儲器的訪問操作。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器地址信息一致時(shí)，主控制單元將該地址轉(zhuǎn)換為適合RAM的RAM地址，并將所轉(zhuǎn)換的RAM地址輸出到RAM。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器地址信息不一致時(shí)，快閃存儲器管理和控制單元將該地址轉(zhuǎn)換成適合NAND快閃存儲器的NAND地址。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，快閃存儲器管理和控制單元將有關(guān)NAND快閃存儲器的被訪問頁面的信息存儲在存儲器中。當(dāng)NAND快閃存儲器的訪問頁面是缺陷頁面時(shí)，該快閃存儲器管理和控制單元在存儲器中存儲缺陷頁面信息。該快閃存儲器管理和控制單元包括頁面地址表，其設(shè)置為當(dāng)NAND快閃存儲器被訪問時(shí)選擇另一頁面替換該缺陷頁面。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，當(dāng)新數(shù)據(jù)寫入RAM時(shí)，主控制單元在存儲器中存儲用于表示新數(shù)據(jù)是否存儲在RAM中的有效地址信息。當(dāng)請求更新操作時(shí)，該快閃存儲器管理和控制單元參考該存儲器的有效地址信息產(chǎn)生NAND地址。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，該控制器還包括用于臨時(shí)存儲從NAND快閃存儲器中讀出的數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲器。當(dāng)RAM的數(shù)據(jù)存儲在NAND快閃存儲器中時(shí)，該臨時(shí)存儲器通過存儲器控制單元的控制而存儲來自RAM的數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)通過快閃存儲器管理和控制單元的控制而輸出到NAND快閃存儲器。此外，當(dāng)NAND快閃存儲器數(shù)據(jù)存儲在RAM中時(shí)，該臨時(shí)存儲器通過快閃存儲器管理和控制單元的控制而存儲來自NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)通過快閃存儲器管理和控制單元的控制而輸出到RAM以及外部。
本公開內(nèi)容涉及一種存儲系統(tǒng)實(shí)施例，其包括NAND快閃存儲器；RAM，用于存儲NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)；以及控制器，用于控制對RAM和NAND快閃存儲器的訪問。該控制器包括存儲器，用于存儲來自RAM中存儲的數(shù)據(jù)的存儲器地址信息的標(biāo)志地址；主控制單元，用于根據(jù)來自在存儲器請求中輸入的存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲器的標(biāo)志地址是否一致，而發(fā)出第一和第二訪問命令中的任何一個(gè)；存儲器控制單元，用于響應(yīng)第一訪問命令控制對RAM的訪問操作；以及快閃存儲器管理和控制單元，用于響應(yīng)第二訪問命令，控制對NAND快閃存儲器的訪問。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，當(dāng)來自在存儲器請求中輸入的存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲器的標(biāo)志地址一致時(shí)，該控制器控制該存儲器控制單元輸出RAM數(shù)據(jù)到外部而不對NAND快閃存儲器進(jìn)行訪問。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，當(dāng)來自在存儲器請求中輸入的存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲器的標(biāo)志地址不一致時(shí)，該控制器控制該快閃存儲器管理和控制單元以及存儲器控制單元輸出NAND快閃存儲器數(shù)據(jù)到RAM和外部。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，該快閃存儲器管理和控制單元以頁為單位而不是以塊為單位管理該NAND快閃存儲器，并在存儲器中存儲該NAND快閃存儲器的頁面地址信息。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，只要外部輸入的數(shù)據(jù)存儲在RAM中，主控制單元就在存儲器中存儲所存儲的數(shù)據(jù)的標(biāo)志地址。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，當(dāng)來自在存儲器請求中輸入的存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲器的標(biāo)志地址一致時(shí)，主控制單元將存儲器地址轉(zhuǎn)換為適合RAM的RAM地址信息，并將所轉(zhuǎn)換的RAM地址輸出到RAM。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，當(dāng)來自在存儲器請求中輸入的存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲器的標(biāo)志地址不一致時(shí)，快閃存儲器管理和控制單元將存儲器地址轉(zhuǎn)換成適合NAND快閃存儲器的NAND地址。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，快閃存儲器管理和控制單元在存儲器中存儲有關(guān)NAND快閃存儲器的被訪問頁面的信息。
在一個(gè)示范實(shí)施例中，當(dāng)該NAND快閃存儲器訪問頁面是缺陷頁面時(shí)，快閃存儲器管理和控制單元在存儲器中存儲缺陷頁面信息。此外，快閃存儲器管理和控制單元包括頁面地址表，其設(shè)置為當(dāng)NAND快閃存儲器被訪問時(shí)，選擇另一頁面替換缺陷頁面。當(dāng)新數(shù)據(jù)寫入RAM時(shí)，主控制單元在存儲器中存儲用于表示新數(shù)據(jù)是否存儲在RAM中的有效地址信息。當(dāng)請求更新操作時(shí)，該快閃存儲器管理和控制單元參考該存儲器的有效地址信息產(chǎn)生NAND地址。
該控制器還包括用于臨時(shí)存儲從NAND快閃存儲器中讀出的數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲器。當(dāng)來自RAM的數(shù)據(jù)存儲在NAND快閃存儲器中時(shí)，該臨時(shí)存儲器通過存儲器控制單元的控制而存儲來自RAM的數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)根據(jù)快閃存儲器管理和控制單元而輸出到NAND快閃存儲器。此外，當(dāng)NAND快閃存儲器數(shù)據(jù)存儲在RAM中時(shí)，該臨時(shí)存儲器通過快閃存儲器管理和控制單元的控制而存儲從NAND快閃存儲器讀出的數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)通過存儲器控制單元的控制而輸出到RAM和外部。


加入附圖以提供對公開內(nèi)容的進(jìn)一步理解，將其結(jié)合于此，并構(gòu)成說明書的一部分。附解了本發(fā)明公開的示范實(shí)施例，并與說明書一起用于說明本發(fā)明公開內(nèi)容的原理。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的存儲系統(tǒng)的示意方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的圖1中的控制器的示意方框圖；圖3是可用于說明根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的示范實(shí)施例的圖2中的存儲系統(tǒng)的讀和寫操作的流程圖；圖4是用于說明根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的存儲系統(tǒng)的更新操作的流程圖；以及圖5圖示了在快閃存儲器管理和控制單元的頁面地址表和NAND快閃存儲器的頁面數(shù)之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
以下將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)解釋為限于在此所描述的實(shí)施例。當(dāng)然，提供這些實(shí)施例是為了使得這一公開內(nèi)容完整且全面，并對本領(lǐng)域的技術(shù)人員傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在通篇說明書中相同的參考數(shù)字和/或字符表示相同的元件。
以下，將結(jié)合附圖描述本發(fā)明公開內(nèi)容的示范實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的存儲系統(tǒng)的示意方框圖。在圖1中，本發(fā)明公開的存儲系統(tǒng)100可以是一個(gè)單芯片、多芯片模塊等。例如，本發(fā)明公開的存儲系統(tǒng)100可以作為可插入形成在例如個(gè)人計(jì)算機(jī)的電子設(shè)備(例如，主機(jī)系統(tǒng))、移動電子設(shè)備(例如，移動電話和數(shù)碼相機(jī))或游戲機(jī)上的卡槽中的存儲卡而使用。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知，根據(jù)本發(fā)明公開的存儲系統(tǒng)100的用途并不限于這些電子設(shè)備。如圖1所示，本發(fā)明公開的存儲系統(tǒng)100包括控制器110、RAM 120、非易失性存儲器130和總線140。
控制器110控制RAM 120和非易失性存儲器130?？刂破?10包括用于存儲RAM 120中存儲的數(shù)據(jù)的標(biāo)志地址信息的存儲器1100。例如，存儲器1100可以由S-RAM、內(nèi)容可尋址存儲器(CAM)或同類設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。非易失性存儲器130包括NAND快閃存儲器?？刂破?10分析從主機(jī)系統(tǒng)來的命令，并根據(jù)所存儲的地址信息和所分析的命令控制RAM 120和/或非易失性存儲器130。這將全面地說明。例如，主機(jī)系統(tǒng)是一臺個(gè)人計(jì)算機(jī)，并包括插入圖1中的存儲系統(tǒng)100的卡槽。RAM 120用于存儲被主機(jī)系統(tǒng)引用至少一次的數(shù)據(jù)。引用的數(shù)據(jù)的地址信息如上所述存儲在控制器110的存儲器1100中。
根據(jù)本發(fā)明公開的存儲系統(tǒng)100，無論何時(shí)請求存儲器，都無需訪問非易失性存儲器130。換而言之，只有當(dāng)必要時(shí)才訪問非易失性存儲器130的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)請求的數(shù)據(jù)存儲在RAM 120中時(shí)，存儲在RAM 120中的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)而無需訪問非易失性存儲器。如果主機(jī)系統(tǒng)請求的數(shù)據(jù)沒有存儲在RAM 120中，那么從非易失性存儲器130輸出的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)并同時(shí)存儲在RAM 120中。所描述的全部操作可以根據(jù)存儲在存儲器1100中的地址信息來執(zhí)行。因此，非易失性存儲器130可以用附加的方式和設(shè)備驅(qū)動器訪問。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的示范實(shí)施例的圖1中可用的控制器的示意方框圖。在圖2中，RAM 120為DRAM，而非易失性存儲器130為NAND快閃存儲器。參考圖2，本發(fā)明公開的控制器110包括存儲器1100、主機(jī)接口單元1200、主控制單元1300、存儲器控制單元1400、快閃存儲器管理和控制單元1500、臨時(shí)存儲器1600，和數(shù)據(jù)鎖存器1700。
存儲器1100存儲RAM 120中存儲的數(shù)據(jù)的地址信息(例如，標(biāo)志地址信息)。此外，存儲器1100存儲NAND快閃存儲器的頁面地址信息(例如，缺陷頁面信息)。存儲器1100包括用于存儲標(biāo)志地址信息和頁面地址信息的存儲區(qū)域1101、和命中/錯(cuò)失檢測器1102。存儲區(qū)域1101存儲了有效比特信息。有效比特信息表示新數(shù)據(jù)是否存儲在RAM 120中由從主機(jī)系統(tǒng)通過主機(jī)接口單元1200傳輸來的存儲器地址XADD指定的預(yù)定區(qū)域中。命中/錯(cuò)失檢測器1102檢測存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲區(qū)域1101中存儲的標(biāo)志地址是否一致，并將檢測結(jié)果輸出到主控制單元1300。標(biāo)志地址信息和有效比特信息可以根據(jù)主控制單元1300的控制而存儲在存儲區(qū)域1101中。
主控制單元1300確定從主機(jī)系統(tǒng)通過主機(jī)接口單元1200傳輸來的存儲器請求表示讀、寫、還是回寫操作。主控制單元1300根據(jù)確定結(jié)果和從存儲器1100來的命中/錯(cuò)失檢測結(jié)果控制存儲器1100、存儲器控制單元1400和快閃存儲器管理和控制單元1500。主控制單元1300將從主機(jī)系統(tǒng)通過主機(jī)接口單元1200傳輸來的存儲器地址XADD轉(zhuǎn)換成適合RAM 120的RAM地址RADD。將轉(zhuǎn)換后的RAM地址提供給存儲器控制單元1400。
控制單元1400在從主控制單元1300輸入RAM地址RADD和讀命令時(shí)控制RAM 120的讀/寫操作。例如，當(dāng)輸入讀命令時(shí)，存儲器控制單元1400輸出控制信號和地址給RAM 120。以公知方式對RAM 120施加讀操作，而通過讀操作讀取的數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲在數(shù)據(jù)鎖存器1700中。數(shù)據(jù)鎖存器1700中存儲的數(shù)據(jù)可以根據(jù)主控制單元1300的控制而通過主機(jī)接口單元1200輸出到主機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)輸入寫命令時(shí)，存儲器控制單元1400輸出控制信號和地址給RAM。要寫入RAM 120中的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)鎖存器1700發(fā)送到RAM 120。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知，要存儲在RAM 120中的數(shù)據(jù)可以在主機(jī)系統(tǒng)中傳輸?shù)芥i存器1700?？蛇x擇地，當(dāng)輸入寫命令時(shí)，存儲器控制單元1400輸出控制信號和地址給RAM 1200，而要寫入RAM 120的數(shù)據(jù)可以根據(jù)存儲器控制單元1400的控制而從臨時(shí)存儲器1600提供給RAM 120。在這種情況申，臨時(shí)存儲器1600中的數(shù)據(jù)從NAND快閃存儲器130寫入。
快閃存儲器管理和控制單元1500在從主控制單元輸入閃存訪問信息時(shí)根據(jù)訪問信息控制對NAND快閃存儲器130的訪問操作。例如，當(dāng)從主控制單元1300輸入閃存讀信息時(shí)，快閃存儲器管理和控制單元1500根據(jù)預(yù)定的定時(shí)將從主機(jī)系統(tǒng)來的存儲器地址轉(zhuǎn)換成NAND地址，并輸出讀命令和轉(zhuǎn)換后的NAND地址給NAND快閃存儲器130。預(yù)定的時(shí)間過后(或從選定頁面讀出數(shù)據(jù)所需的時(shí)間過后)，從NAND快閃存儲器130輸出的數(shù)據(jù)根據(jù)快閃存儲器管理和控制單元1500的控制而存儲在臨時(shí)存儲器1600中。存儲在臨時(shí)存儲器1600中的數(shù)據(jù)可以根據(jù)存儲器控制單元的控制而存儲在RAM1200中。快閃存儲器管理和控制單元單元1500確定從NAND快閃存儲器130輸出的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)。如果該讀取的數(shù)據(jù)有錯(cuò)，那么快閃存儲器管理和控制單元1500在存儲器1100中存儲有錯(cuò)的數(shù)據(jù)的頁面信息(稱之為“缺陷頁面信息”)。快閃存儲器管理和控制單元1500根據(jù)該缺陷頁面信息重新映射頁面地址。結(jié)果，該缺陷頁面可以被其他頁面所替代(例如，缺陷頁面的下一頁)。然后，對于對缺陷頁面的訪問請求，可以指定替代頁面來取代缺陷頁面。
參考圖3，如果存儲器請求從主機(jī)系統(tǒng)輸入(步驟S100)，主控制單元1300確定該存儲器請求是寫操作還是讀操作(步驟S110)。如果請求讀操作，則處理進(jìn)入步驟S120。在步驟S120中，確定從主機(jī)系統(tǒng)傳輸來的存儲器地址的一部分是否與存儲器1100的存儲區(qū)域中的標(biāo)志地址一致。如果一致，則處理進(jìn)入步驟S140。在步驟S140中，存儲在RAM 120中的數(shù)據(jù)被發(fā)送到主機(jī)系統(tǒng)。更具體地，主控制單元1300將存儲器地址轉(zhuǎn)換成RAM地址，并輸出讀命令和RAM地址給存儲器控制單元1400。存儲器控制單元1400發(fā)送所輸入的讀命令和RAM地址給RAM 120。因此，RAM 120根據(jù)所輸入的讀命令和地址執(zhí)行讀操作。從RAM 120讀出的數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)鎖存器1700和接口單元1200傳輸?shù)街鳈C(jī)系統(tǒng)。
當(dāng)在步驟S120中給主控制單元1300輸入錯(cuò)失(與命中相反)信息時(shí)，則處理進(jìn)入步驟S130。在步驟S130中，根據(jù)快閃存儲器管理和控制單元1500的控制而從NAND快閃存儲器讀取數(shù)據(jù)，并且所讀取的數(shù)據(jù)可以存儲在RAM 120中。更具體地，快閃存儲器管理和控制單元1500將存儲器地址轉(zhuǎn)換成NAND地址，并根據(jù)預(yù)設(shè)的定時(shí)將轉(zhuǎn)換后的地址和讀命令輸出給NAND快閃存儲器130。在此情況中，快閃存儲器管理和控制單元1500參考頁面地址表(或存儲在存儲器1100中的頁面信息)將存儲器地址轉(zhuǎn)換成NAND地址。預(yù)定的時(shí)間過后，通過快閃存儲器管理和控制單元1500的控制，從NAND快閃存儲器130輸出的數(shù)據(jù)存儲在臨時(shí)存儲器1600中。存儲在臨時(shí)存儲器160中的數(shù)據(jù)可以通過存儲器控制單元1400的控制而存儲在RAM 120中。同時(shí)，從NAND快閃存儲器130讀出的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)鎖存器1700和主機(jī)接口單元1200輸出到主機(jī)系統(tǒng)。接著，處理進(jìn)入步驟S140。
再回到步驟S110的處理，如果確定存儲器請求是寫操作，那么處理進(jìn)入步驟S160。在步驟S160中確定從主機(jī)系統(tǒng)傳輸來的存儲器地址的一部分是否與存儲器1100的存儲區(qū)域中的標(biāo)志地址一致。如果一致，則處理進(jìn)入步驟S180。在步驟S180中，從主機(jī)系統(tǒng)傳輸來的數(shù)據(jù)可以存儲在RAM 120中。更具體地，主控制單元1300將存儲器地址轉(zhuǎn)換成RAM地址，并將寫命令和RAM地址輸出給存儲器控制單元1400。存儲器控制單元1400將所輸入的寫命令和RAM地址傳輸給RAM 120。同時(shí)，從主機(jī)系統(tǒng)傳輸來的數(shù)據(jù)通過主機(jī)接口單元1200和數(shù)據(jù)鎖存器1700發(fā)送給RAM 120。根據(jù)所輸入的寫命令和地址，數(shù)據(jù)可以存儲在RAM 120中。接著，處理進(jìn)入步驟S150。
如果在步驟S160中向主控制單元1300輸入了錯(cuò)失信息，那么處理進(jìn)入步驟S170。在步驟S170中，根據(jù)快閃存儲器管理和控制單元1500的控制，從NAND快閃存儲器讀取數(shù)據(jù)，并且將所讀取的數(shù)據(jù)存儲在RAM 120中。更具體地，快閃存儲器管理和控制單元1500將存儲器地址轉(zhuǎn)換成NAND地址，并根據(jù)預(yù)設(shè)的定時(shí)將轉(zhuǎn)換后的地址和讀命令輸出給NAND快閃存儲器130。預(yù)定的時(shí)間過后，從NAND快閃存儲器130輸出的數(shù)據(jù)根據(jù)快閃存儲器管理和控制單元1500的控制而存儲在臨時(shí)存儲器中。存儲在臨時(shí)存儲器1600中的數(shù)據(jù)可以根據(jù)快閃存儲器管理和控制單元1500的控制而存儲在RAM 120中。接著，在步驟S180中，通過存儲器控制單元1400的控制，將從主機(jī)系統(tǒng)傳輸來的數(shù)據(jù)通過主機(jī)接口單元1200和數(shù)據(jù)鎖存器1700發(fā)送到RAM 120，并可以存儲在RAM 120中。
在以上操作完成后，在步驟S150中執(zhí)行更新存儲器1100的操作。標(biāo)志地址信息和用于表示新數(shù)據(jù)存儲在RAM 120的預(yù)定區(qū)域中的有效比特信息。對應(yīng)于標(biāo)志地址的信息存儲在存儲器1100的存儲區(qū)域1101中?？蛇x擇地，頁面地址表的頁面地址信息可以存儲在存儲器1100中。
根據(jù)以上描述，除了存在由RAM 120請求數(shù)據(jù)的時(shí)候之外，無論何時(shí)從主機(jī)系統(tǒng)輸入存儲器請求時(shí)都不訪問NAND快閃存儲器130。這就意味著不需要附加的模式(例如，請求頁面調(diào)度模式)來讀取存儲在NAND快閃存儲器130中的數(shù)據(jù)。即，主機(jī)系統(tǒng)可以解除軟件負(fù)擔(dān)。此外，由于不需要在整個(gè)RAM中存儲NAND快閃存儲器130的數(shù)據(jù)，因此允許存儲器高效管理。
當(dāng)數(shù)據(jù)新寫入到RAM 120中時(shí)，NAND快閃存儲器130應(yīng)當(dāng)用存儲在RAM 120中的新數(shù)據(jù)更新。
圖4是用于說明根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的存儲系統(tǒng)的更新操作的流程圖?，F(xiàn)將參考附圖更詳細(xì)描述說明存儲系統(tǒng)的更新操作。只要主機(jī)系統(tǒng)請求就執(zhí)行更新操作。此外，當(dāng)系統(tǒng)總線未被使用時(shí)，可以通過主控制單元1300的控制來執(zhí)行更新操作。為了示范說明的目的，以主機(jī)系統(tǒng)的示例請求為例說明更新操作。如上所述，在存儲器1100中存儲有有效比特信息。該有效比特信息表示該新數(shù)據(jù)是否存儲在RAM 120的預(yù)定區(qū)域(例如，存儲有NAND快閃存儲器頁面數(shù)據(jù)的區(qū)域)。更新操作基于存儲在存儲器1100中的有效比特信息而執(zhí)行。
當(dāng)首先輸入更新請求(步驟S200)時(shí)，主控制單元1300向快閃存儲器管理和控制單元1500發(fā)出更新命令。該快閃存儲器管理和控制單元1500順序地引用存儲在存儲器1100中的頁面信息和有效比特信息，確定要選擇的NAND快閃存儲器130的頁面是否要更新的頁面(步驟S210)。如果要選擇的頁面是要更新的頁面，那么包括要選擇的頁面的NAND快閃存儲器130的存儲塊就被擦除(步驟S220)。在擦除存儲塊后，檢查被擦除的存儲塊以確定其是否是缺陷頁面(步驟S230)。如果它是缺陷頁面，那么快閃存儲器管理和控制單元1500重新映射頁面地址，接著修改頁面地址表，如圖5所示(步驟S240)。隨后處理進(jìn)入步驟S250。如果在步驟S230中沒有缺陷頁面，那么處理進(jìn)入步驟S250。在步驟S250中快閃存儲器管理和控制單元1500用存儲器的有效比特信息產(chǎn)生NAND地址?？扉W存儲器管理和控制單元1500將該NAND地址、程序命令和一系列數(shù)據(jù)輸出給NAND快閃存儲器130。發(fā)送給NAND快閃存儲器130的數(shù)據(jù)可以以公知的編程方式存儲(步驟S260)。發(fā)送給NAND快閃存儲器130的數(shù)據(jù)為頁面數(shù)據(jù)，并以上述描述相同的方式從RAM 120傳輸。快閃存儲器管理和控制單元1500將頁面地址表中存儲的頁面地址信息存儲在存儲器1100中(步驟S270)。隨后，重復(fù)以上的更新操作，直到所有有效比特信息都被引用了。
如以上所述，除了存在由RAM請求的數(shù)據(jù)的時(shí)候之外，無論何時(shí)從主機(jī)系統(tǒng)輸入存儲器請求都不訪問NAND快閃存儲器。因此，不需要用于讀取存儲在NAND快閃存儲器中的數(shù)據(jù)的命令頁面模式。即，主機(jī)系統(tǒng)可以解除軟件負(fù)擔(dān)。此外，由于不需要在整個(gè)RAM中存儲NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)，因此允許存儲器高效管理。
雖然結(jié)合附圖所示本發(fā)明的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但其并不限于此。顯然，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以作出各種置換、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種存儲系統(tǒng)，包括NAND快閃存儲器；RAM，與該NAND快閃存儲器進(jìn)行信號通信，用于存儲NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)；以及控制器，與該NAND快閃存儲器進(jìn)行信號通信，用于響應(yīng)存儲器請求控制對RAM和NAND快閃存儲器的訪問，其中，該控制器包括用于存儲RAM中存儲的數(shù)據(jù)的地址信息的存儲器，并且該控制器參考該存儲器的地址信息控制在存儲器請求中要選擇性地訪問的NAND快閃存儲器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲系統(tǒng)，其中該控制器確定在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器的地址信息是否一致，并根據(jù)確定結(jié)果選擇性地訪問的NAND快閃存儲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器的地址信息一致時(shí)，控制器將RAM的數(shù)據(jù)輸出到外部，而不對NAND快閃存儲器進(jìn)行任何訪問。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器的地址信息不一致時(shí)，控制器控制NAND快閃存儲器將NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)輸出到RAM和外部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲系統(tǒng)，其中控制器以頁面為單位而不是以塊為單位，來管理NAND快閃存儲器，并將NAND快閃存儲器的頁面地址信息存儲在所述存儲器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲系統(tǒng)，其中只要在RAM中存儲有外部輸入的數(shù)據(jù)時(shí)，控制器就在所述存儲器中存儲所存儲的數(shù)據(jù)的地址信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的存儲系統(tǒng)，該控制器還包括主控制單元，用于根據(jù)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器的地址信息是否一致，發(fā)出讀/寫訪問命令；存儲器控制單元，與主控制單元進(jìn)行信號通信，用于當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器地址信息一致時(shí)，響應(yīng)來自主控制單元的讀/寫訪問命令，控制對RAM的訪問操作；以及快閃存儲器管理和控制單元，與主控制單元進(jìn)行信號通信，用于當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器地址信息不一致時(shí)，響應(yīng)來自主控制單元的讀/寫訪問命令，控制對NAND快閃存儲器的訪問操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器地址信息一致時(shí)，主控制單元將該地址轉(zhuǎn)換為適合RAM的RAM地址，并將轉(zhuǎn)換后的RAM地址輸出到RAM。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器地址信息不一致時(shí)，快閃存儲器管理和控制單元將該地址轉(zhuǎn)換成適合NAND快閃存儲器的NAND地址。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的存儲系統(tǒng)，其中快閃存儲器管理和控制單元將有關(guān)NAND快閃存儲器的被訪問頁面的信息存儲在所述存儲器中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)該NAND快閃存儲器的被訪問頁面是缺陷頁面時(shí)，該快閃存儲器管理和控制單元將缺陷頁面信息存儲在存儲器中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的存儲系統(tǒng)，其中該快閃存儲器管理和控制單元包括頁面地址表，其設(shè)置為當(dāng)訪問NAND快閃存儲器時(shí)選擇另一頁面替換缺陷頁面。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)新數(shù)據(jù)被寫入RAM時(shí)，主控制單元在所述存儲器中存儲用于表示新數(shù)據(jù)是否存儲在RAM中的有效地址信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)請求更新操作時(shí)，該快閃存儲器管理和控制單元參考該存儲器的有效地址信息產(chǎn)生NAND地址。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的存儲系統(tǒng)，其中控制器還包括用于臨時(shí)存儲從NAND快閃存儲器中讀出的數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)RAM的數(shù)據(jù)存儲在NAND快閃存儲器中時(shí)，該臨時(shí)存儲器通過存儲器控制單元的控制而存儲來自RAM的數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)通過快閃存儲器管理和控制單元的控制而輸出到NAND快閃存儲器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)存儲在RAM中時(shí)，該臨時(shí)存儲器通過快閃存儲器管理和控制單元的控制而存儲來自NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)通過存儲器控制單元的控制而輸出到RAM和外部。
18.一種存儲系統(tǒng)，包括NAND快閃存儲器；RAM，用于存儲NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)；以及控制器，與NAND快閃存儲器和RAM進(jìn)行信號通信，用于控制對RAM和NAND快閃存儲器的訪問；其中該控制器包括存儲器，用于存儲來自RAM中存儲的數(shù)據(jù)的存儲器地址信息的標(biāo)志地址；主控制單元，與存儲器進(jìn)行信號通信，用于根據(jù)來自在存儲器請求中輸入的存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲器的標(biāo)志地址是否一致，而發(fā)出第一和第二訪問命令中的任何一個(gè)；存儲器控制單元，與主控制單元進(jìn)行信號通信，用于響應(yīng)第一訪問命令控制對RAM的訪問；以及快閃存儲器管理和控制單元，與主控制單元進(jìn)行信號通信，用于響應(yīng)第二訪問命令，控制對NAND快閃存儲器的訪問。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)來自在存儲器請求中輸入的存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲器的標(biāo)志地址一致時(shí)，該控制器控制該存儲器控制單元輸出RAM的數(shù)據(jù)到外部，而不訪問NAND快閃存儲器。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)來自在存儲器請求中輸入的存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲器的標(biāo)志地址不一致時(shí)，該控制器控制該快閃存儲器管理和控制單元以及存儲器控制單元輸出NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)到RAM和外部。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的存儲系統(tǒng)，其中快閃存儲器管理和控制單元以頁為單位而不是以塊為單位，管理該NAND快閃存儲器，并在該存儲器中存儲該NAND快閃存儲器的頁面地址信息。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的存儲系統(tǒng)，其中只要外部輸入的數(shù)據(jù)存儲在RAM中，主控制單元就在存儲器中存儲所存儲的數(shù)據(jù)的標(biāo)志地址。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)來自在存儲器請求中輸入的存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲器的標(biāo)志地址一致時(shí)，主控制單元將該存儲器地址轉(zhuǎn)換為適合RAM的RAM地址信息，并將轉(zhuǎn)換后的RAM地址輸出到RAM。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)來自在存儲器請求中輸入的存儲器地址的標(biāo)志地址與存儲器的標(biāo)志地址不一致時(shí)，快閃存儲器管理和控制單元將該存儲器地址轉(zhuǎn)換成適合NAND快閃存儲器的NAND地址。
25.根據(jù)權(quán)利要求18的存儲系統(tǒng)，其中快閃存儲器管理和控制單元將有關(guān)NAND快閃存儲器的被訪問頁面的信息存儲在存儲器中。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)該NAND快閃存儲器的被訪問頁面是缺陷頁面時(shí)，快閃存儲器管理和控制單元在存儲器中存儲缺陷頁面信息。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的存儲系統(tǒng)，其中快閃存儲器管理和控制單元包括頁面地址表，其設(shè)置為當(dāng)NAND快閃存儲器被訪問時(shí)，選擇另一頁面替換缺陷頁面。
28.根據(jù)權(quán)利要求18的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)新數(shù)據(jù)寫入RAM時(shí)，主控制單元存儲在用于表示新數(shù)據(jù)是否存儲在RAM中的有效地址信息。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)請求更新操作時(shí)，該快閃存儲器管理和控制單元參考該存儲器的有效地址信息產(chǎn)生NAND地址。
30.根據(jù)權(quán)利要求18的存儲系統(tǒng)，其中控制器還包括臨時(shí)存儲器，與存儲器控制單元進(jìn)行信號通信，用于臨時(shí)存儲從NAND快閃存儲器讀取的數(shù)據(jù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)來自RAM的數(shù)據(jù)存儲在NAND快閃存儲器中時(shí)，該臨時(shí)存儲器通過存儲器控制單元的控制而存儲來自RAM的數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)根據(jù)快閃存儲器管理和控制單元而輸出到NAND快閃存儲器。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的存儲系統(tǒng)，其中當(dāng)來自NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)存儲在RAM中時(shí)，該臨時(shí)存儲器通過快閃存儲器管理和控制單元的控制而存儲來自NAND快閃存儲器的數(shù)據(jù)，所存儲的數(shù)據(jù)通過存儲器控制單元的控制而輸出到RAM和外部。
全文摘要
提供了存儲器控制器，其連接到非易失性存儲器(例如，NAND快閃存儲器)和易失性存儲器(例如，DRAM或SDRAM)，其中該存儲器控制器響應(yīng)存儲器請求而控制對非易失性存儲器和易失性存儲器的訪問，并包括用于存儲易失性存儲器中存儲的數(shù)據(jù)的地址信息的存儲器，并且其中該存儲器控制器確定在存儲器請求中輸入的地址信息與存儲器的地址信息是否一致，并根據(jù)確定結(jié)果有選擇地訪問非易失性存儲器。
文檔編號G06F12/06GK1700188SQ20051007172
公開日2005年11月23日 申請日期2005年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月16日
發(fā)明者徐云植 申請人:三星電子株式會社