本申請要求于2015年11月13日提交的申請?zhí)枮?0-2015-0159580的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán),該韓國專利申請的公開全文通過應用并入本申請。
技術(shù)領域
本發(fā)明的示例性實施例涉及一種存儲器系統(tǒng),并且更特別地,涉及一種用于將數(shù)據(jù)處理至存儲器裝置的存儲器系統(tǒng)及其操作方法。
背景技術(shù):
計算機環(huán)境范例已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭呻S時隨地使用的普適計算系統(tǒng)。因此,諸如移動電話、數(shù)碼相機以及筆記本電腦的便攜式電子裝置的使用持續(xù)快速增加。便攜式電子裝置一般使用具有一個或多個半導體存儲器裝置的存儲器系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)。本文僅簡稱為存儲器裝置的半導體存儲器裝置可以用作便攜式電子裝置的主存儲器裝置或者輔助存儲器裝置。
由于不同于其它類型的數(shù)據(jù)存儲裝置,半導體存儲器裝置不具有活動部件,所以半導體存儲器裝置提供優(yōu)良的穩(wěn)定性、持久性、高的信息存取速度以及低能量消耗。具有這樣的優(yōu)勢的半導體存儲器裝置的實例包括通用串行總線(USB)存儲器裝置、具有各種接口的存儲卡以及固態(tài)驅(qū)動器(SSD)。對更大容量、更快速的便攜式電子裝置的持續(xù)的消費者需求產(chǎn)生了對改進的、更快速的并且更可靠的存儲器系統(tǒng)的要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本公開的各種實施例涉及一種能夠快速且穩(wěn)定地將數(shù)據(jù)處理至存儲器裝置的存儲器系統(tǒng)以及其操作方法。
在本公開的實施例中,存儲器系統(tǒng)可以包括:存儲器裝置,其包括適于存儲從主機接收的數(shù)據(jù)的多個存儲塊;以及控制器,其包括控制器存儲器,該控制器適于:將對應于從主機接收的寫入命令的寫入數(shù)據(jù)存儲在多個存儲塊的第一存儲塊中、將對應于寫入到第一存儲塊的寫入數(shù)據(jù)的第一映射數(shù)據(jù)和第二映射數(shù)據(jù)存儲在多個存儲塊的第二存儲塊中以及將第一映射數(shù)據(jù)的多個第一片段的片段列表存儲在存儲器中。
控制器可以將第二映射數(shù)據(jù)的第二片段存儲在存儲器中,并且針對每個第一片段排序已存儲在存儲器中的第二片段。
控制器可以通過形成排序的第二片段之間的條目(entry)、樹(tree)、鏈接(link)和哈希(hash)表中的一個或多個針對每個第一片段構(gòu)建片段列表。
當更新已存儲在第二存儲塊中的第一映射數(shù)據(jù)時,控制器可通過片段列表檢查第一映射數(shù)據(jù)的第一片段中需要更新的第三片段。
控制器可以將第三片段載入到存儲器,并且隨后檢查第三片段和片段列表中針對第三片段的排序的第二片段的對應的一個。
控制器可以更新已載入存儲器的第三片段中的排序的第二片段的對應的一個,并且隨后將第三片段存儲在第二存儲塊中。
片段列表中的第一片段之間可以具有邏輯地址偏移,并且控制器可以基于邏輯地址偏移,針對每個第一片段排序第二片段。
控制器可以邏輯地址順序針對每個第一片段排序第二片段。
第一映射數(shù)據(jù)可以包括對應于至第一存儲塊的數(shù)據(jù)存儲的邏輯信息,并且第二映射數(shù)據(jù)可以包括對應于至第一存儲塊的數(shù)據(jù)存儲的物理信息。
控制器可以通過片段列表,檢查關于對應于從主機接收的讀取命令的讀取數(shù)據(jù)的邏輯信息和物理信息。
在本發(fā)明的實施例中,存儲器系統(tǒng)的操作方法可以包括:從主機接收針對存儲器裝置的多個存儲塊的寫入命令;以及將對應于寫入命令的寫入數(shù)據(jù)存儲在存儲塊的第一存儲塊中,將對應于寫入第一存儲塊的寫入數(shù)據(jù)的第一映射數(shù)據(jù)和第二映射數(shù)據(jù)存儲到存儲塊的第二存儲塊中,以及將第一映射數(shù)據(jù)的第一片段的片段列表存儲在包括于存儲器裝置的控制器中的存儲器中。
片段列表的存儲可以包括將第二映射數(shù)據(jù)的第二片段存儲在存儲器中,以及針對每個第一片段排序已存儲在存儲器中的第二片段。
片段列表的存儲可以進一步包括通過形成排序的第二片段之間的條目、樹、鏈接和哈希表中的一個或多個,針對每個第一片段構(gòu)建片段列表。
操作方法可以進一步包括:利用片段列表,通過檢查第一映射數(shù)據(jù)的第一片段中需要更新的第三片段,更新已存儲在第二存儲塊中的第一映射數(shù)據(jù)。
第一映射數(shù)據(jù)的更新可以包括將第三片段載入至存儲器,以及檢查第三片段和片段列表中針對第三片段的排序的第二片段的對應的一個。
第一映射數(shù)據(jù)的更新可以進一步包括更新已載入至存儲器的第三片段中的排序的第二片段的對應的一個,并且隨后將第三片段存儲在第二存儲塊中。
片段列表中的第一片段之間可以具有邏輯地址偏移,并且第二片段可以基于邏輯地址偏移針對每個第一片段進行排序。
第二片段可以邏輯地址順序針對每個第一片段進行排序。
第一映射數(shù)據(jù)可以包括對應于至第一存儲塊的數(shù)據(jù)存儲的邏輯信息,并且第二映射數(shù)據(jù)可以包括對應于至第一存儲塊的數(shù)據(jù)存儲的物理信息。
操作方法可以進一步包括:檢查關于對應于從主機接收的讀取命令的讀取數(shù)據(jù)的邏輯信息和物理信息;以及使用檢查的邏輯信息和物理信息從第一存儲塊讀取所述讀取數(shù)據(jù)。
附圖說明
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的包括存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的簡圖,其中存儲器系統(tǒng)包括存儲器裝置和控制器。
圖2是示出圖1的存儲器裝置的示例配置的簡圖。
圖3是圖1的存儲器裝置的一個存儲塊的電路圖。
圖4至圖11是示出圖1的存儲器裝置的示例結(jié)構(gòu)的簡圖。
圖12和圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理操作的簡圖。
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理操作的流程圖。
具體實施方式
下面將參照附圖更加詳細地描述各種實施例。然而,本發(fā)明可以不同的形式呈現(xiàn)且不應被解釋為限于在本文中提出的實施例。而是,這些實施例被提供使得本公開將是徹底且完整的,并且將向相關領域的技術(shù)人員完全地傳達本發(fā)明。在整個公開中,相似的參照數(shù)字表示本發(fā)明的各附圖和實施例中的相似部件。還應該注意的是,在本說明書中,“連接/聯(lián)接”不僅指一個部件直接聯(lián)接另一個部件,而且指通過中間部件間接聯(lián)接另一個部件。另外,單數(shù)形式可包括復數(shù)形式,只要未另外特別地提到。應該容易理解的是,在本發(fā)明中的“上”和“上方”的意思應該以最寬的方式來解釋,使得“上”不僅指“直接在某事物上”,而且指通過其間的中間特征或?qū)佣霸谀呈挛锷稀?,并且“上方”不僅指直接在某事物的頂部上而且指通過其間的中間特征或?qū)釉谀呈挛锏捻敳可?。當?shù)谝粚颖环Q為在第二層“上”或在基板“上”時,其不僅可以指第一層直接形成在第二層或基板上的情況,而且可以指第一層和第二層或基板之間存在第三層的情況。
將理解的是,雖然本文中術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等可以用于描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分,但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語用于區(qū)別一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一元件、部件、區(qū)域、層或部分。因此,在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,下文描述的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分。
此外,將理解的是,當在本說明書中使用時,術(shù)語“包括”、“包括有”“包含”、“包含有”、“有”或“具有”是指提及的特征、整體、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一個或多個其它未提及的特征、整體、操作、元件、部件和/或其組合的存在或添加。在本文中使用時,術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關列出項目的任何和所有組合。
除非另外說明,否則包括本文使用的技術(shù)和科學術(shù)語的所有術(shù)語具有與本發(fā)明構(gòu)思所屬技術(shù)領域的技術(shù)人員通常所理解的意義相同的意義。此外,將理解的是,諸如在常用詞典里定義的那些術(shù)語應當解釋為具有與其在相關技術(shù)上下文中的意義一致的意義,并且將不以理想化或過于正式的意義來解釋,除非在本文中明確地如此定義。
在下列說明中,陳述了大量具體的細節(jié),以提供本發(fā)明的透徹理解。本發(fā)明可以在沒有部分或全部這些具體細節(jié)的情況下實施。在其它情況下,為了不使本發(fā)明被不必要地模糊,未詳細描述公知的工藝結(jié)構(gòu)和/或工藝。
以下,將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的各種實施例。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的包括存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。
參照圖1,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以包括主機102和存儲器系統(tǒng)110。
主機102可以是或者包括例如便攜式電子裝置,諸如移動電話、MP3播放器、筆記本電腦等。主機102也可以是或者包括例如電子裝置,諸如臺式電腦、游戲機、電視機、放映機等。
存儲器系統(tǒng)110可響應于來自主機102的請求來操作。例如,存儲器系統(tǒng)110可以存儲待被主機102訪問的數(shù)據(jù)。存儲器系統(tǒng)110可以用作主機102的主存儲器系統(tǒng)。存儲器系統(tǒng)可以用作主機102的輔助存儲器系統(tǒng)。
根據(jù)與主機102電聯(lián)接的主機接口的協(xié)議,存儲器系統(tǒng)110可以是或者包括各種存儲裝置中的任意一種。存儲器系統(tǒng)110可以是或者包括諸如以下的各種存儲裝置中的任意一種:固態(tài)驅(qū)動器(SSD)、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、減小尺寸的MMC(RS-MMC)和微型-MMC、安全數(shù)字(SD)卡、小型-SD和微型-SD、通用串行總線(USB)存儲裝置、通用閃速存儲(UFS)裝置、標準閃存(CF)卡、智能媒體(SM)卡、記憶棒等。
存儲器系統(tǒng)110的存儲裝置可以是或者包括易失性存儲器裝置,諸如動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)等。存儲器系統(tǒng)110的存儲裝置可以是或者包括非易失性存儲器裝置,諸如只讀存儲器(ROM)、掩膜ROM(MROM)、可編程ROM(PROM)、可擦除可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、鐵電隨機存取存儲器(FRAM)、相變RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、電阻式RAM(RRAM)等。
存儲器系統(tǒng)110可以包括存儲器裝置150和控制器130。存儲器裝置可以存儲待被主機102訪問的數(shù)據(jù)??刂破?30可以控制數(shù)據(jù)在存儲器裝置150中的存儲。
控制器130和存儲器裝置150可以集成到單個半導體裝置中。例如,控制器130和存儲器裝置150可以集成到被配置為固態(tài)驅(qū)動器(SSD)的單個半導體裝置中。當存儲器系統(tǒng)110被配置為SSD時,與存儲器系統(tǒng)110電聯(lián)接的主機102的操作速度可以顯著地增加。
控制器130和存儲器裝置150可以集成到被配置為存儲卡的單個半導體裝置中。控制器130和存儲卡150可集成到被配置為諸如以下的存儲卡的單個半導體裝置中:個人計算機存儲卡國際協(xié)會(PCMCIA)卡、標準閃存(CF)卡、智能媒體(SM)卡(SMC)、記憶棒、多媒體卡(MMC)、RS-MMC和微型MMC、安全數(shù)字(SD)卡、小型-SD、微型-SD和SDHC、通用閃速存儲(UFS)裝置等。
對于另一個實例,存儲器系統(tǒng)110可以是或者包括計算機、超移動PC(UMPC)、工作站、上網(wǎng)本、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜式計算機、網(wǎng)絡平板、平板電腦、無線電話、移動電話、智能電話、電子書、便攜式多媒體播放器(PMP)、便攜式游戲機、導航裝置、黑匣子、數(shù)碼相機、數(shù)字多媒體廣播(DMB)播放器、三維(3D)電視、智能電視、數(shù)字音頻記錄器、數(shù)字音頻播放器、數(shù)字圖片記錄器、數(shù)字圖片播放器、數(shù)字視頻記錄器、數(shù)字視頻播放器、配置數(shù)據(jù)中心的存儲器、能夠在無線環(huán)境下傳輸和接收信息的裝置、配置家庭網(wǎng)絡的各種電子裝置中的一種、配置計算機網(wǎng)絡的各種電子裝置中的一種、配置遠程信息處理網(wǎng)絡的各種電子裝置中的一種、RFID裝置、配置計算系統(tǒng)的各種組成元件中的一種等。
在寫入操作期間,存儲器裝置150可以存儲主機102提供的數(shù)據(jù)。在讀取操作期間,存儲器裝置150可以將存儲的數(shù)據(jù)提供至主機102。存儲器裝置150可以包括多個存儲塊152、154和156。存儲塊152、154和156中的每個可以包括多個頁面。每個頁面可以包括多個存儲器單元,多個字線(WL)可以電聯(lián)接至多個存儲器單元。
存儲器裝置150可以在裝置的電源中斷或關閉時保留所存儲的數(shù)據(jù)。存儲器裝置150可以是非易失性存儲器裝置,例如,閃速存儲器。閃速存儲器可以具有三維(3D)堆棧結(jié)構(gòu)。稍后將參照圖2至11更加詳細地描述存儲器裝置150的3D堆棧結(jié)構(gòu)。
控制器130可以響應于來自主機102的請求控制存儲器裝置150。控制器130可以控制存儲器裝置150和主機102之間的數(shù)據(jù)流。例如,控制器130可以將從存儲器裝置150讀取的數(shù)據(jù)傳輸至主機102,和/或?qū)⒂芍鳈C102提供的數(shù)據(jù)傳輸至存儲器裝置150以存儲在其中。為此,控制器130可以控制存儲器裝置150的全部操作,諸如,例如,讀取操作、寫入操作、編程操作和擦除操作。
在圖1的示例中,控制器130可以包括主機接口單元132、處理器134、錯誤校正碼(ECC)單元138、電源管理單元140、NAND閃速控制器142以及存儲器144。
主機接口單元132可以處理由主機102提供的命令和/或數(shù)據(jù)。主機接口單元132可以通過諸如以下的各種接口協(xié)議中的至少一個與主機102通信:例如,通用串行總線(USB)、多媒體卡(MMC)、高速外圍組件互連(PCI-E)、串列SCSI(SAS)、串行高級技術(shù)附件(SATA)、并行高級技術(shù)附件(PATA)、小型計算機系統(tǒng)接口(SCSI)、加強型小型磁盤接口(ESDI)、集成驅(qū)動電路(IDE)等。主機接口單元132可以包括主機102和控制器130之間的接口所需的所有電路、系統(tǒng)或裝置。
ECC單元138可以檢測和/或校正讀取操作期間從存儲器裝置150讀取的數(shù)據(jù)中的錯誤。例如,當錯誤位的數(shù)量大于或等于可校正錯誤位的閾值數(shù)量時,ECC單元138可以不校正錯誤位,并且可以輸出指示校正錯誤位失敗的錯誤校正失敗信號。
ECC單元138可以基于諸如以下的編碼調(diào)制來執(zhí)行錯誤校正操作:例如,低密度奇偶校驗檢查(LDPC)碼、博斯-查德胡里-霍昆格姆(BCH)碼、turbo碼、里德-所羅門(RS)碼、卷積碼、遞歸系統(tǒng)碼(RSC)、格碼調(diào)制(TCM)、分組編碼調(diào)制(BCM)等。ECC單元138可以包括如錯誤校正操作所需的所有電路、系統(tǒng)或裝置。
PMU 140可以提供和/或管理用于控制器130的電源,即,包括在控制器130中的組成元件的電源。可以使用任何合適的電源模塊。
NFC 142可以用作控制器130和存儲器裝置150之間的存儲器接口,以使控制器130例如響應于來自主機102的請求控制存儲器裝置150。當存儲器裝置150是閃速存儲器時,并且例如當存儲器裝置150是NAND閃速存儲器時,NFC 142可以在處理器134的控制下生成用于存儲器裝置150的控制信號并且處理數(shù)據(jù)。雖然圖1的實施例的接口單元142是適于使NAND閃速存儲器與控制器接口連接的NFC單元,但本發(fā)明不限于這種方式。存儲器接口單元142可以是適于將存儲器裝置150接口連接至控制器的任何適合的存儲器接口單元。應注意的是,接口單元142的特定架構(gòu)和功能可以根據(jù)采用的存儲器裝置的類型而變化。
存儲器144可以用作存儲器系統(tǒng)110和控制器130的工作存儲器,并且存儲用于驅(qū)動存儲器系統(tǒng)110和/或控制器130的數(shù)據(jù)??刂破?30可以響應于來自主機102的請求控制存儲器裝置150。例如,如上所述,控制器130可以將從存儲器裝置150讀取的數(shù)據(jù)提供至主機102,并將由主機102提供的數(shù)據(jù)存儲至存儲器裝置150中。當控制器130控制存儲器裝置150的操作時,存儲器144可以存儲控制器130和存儲器裝置150用于諸如讀取、寫入、編程和擦除操作的操作的數(shù)據(jù)。
存儲器144可以是或者包括任何合適的存儲器裝置。存儲器144可以是易失性存儲器。存儲器144可以是或者包括靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)。存儲器144可以是或者包括動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)。存儲器144可以包括任何合適的架構(gòu)。例如,存儲器144可以包括本領域已知的編程存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、寫入緩沖器、讀取緩沖器、映射緩沖器等。
處理器134可以控制存儲器系統(tǒng)110的一般操作。處理器134可以響應于來自主機102的寫入或讀取請求控制存儲器裝置150的寫入或讀取操作。處理器134可以是或者包括任何合適的處理器。
處理器134可以驅(qū)動被稱作閃存轉(zhuǎn)換層(FTL)的固件以控制存儲器系統(tǒng)110的一般操作。處理器134可以是或者包括微處理器。可以使用任何合適的微處理器。處理器134可以是或者包括中央處理單元(CPU)。
壞塊管理單元(未示出)可以包含在處理器134中,以執(zhí)行存儲器裝置150的壞塊管理。壞塊管理單元可發(fā)現(xiàn)被包含在存儲器裝置150中的對于進一步使用處于不滿意狀態(tài)的壞存儲塊,并對壞存儲塊執(zhí)行壞塊管理。當存儲器裝置150是閃速存儲器例如NAND閃速存儲器時,由于NAND邏輯功能的特性,在寫入操作期間,例如,在編程操作期間,可能發(fā)生編程失敗。在壞塊管理操作期間,編程失敗的存儲塊或壞存儲塊的數(shù)據(jù)可以編程到新的存儲塊中。由于編程失敗產(chǎn)生的壞塊可能使存儲器裝置150的利用效率和存儲器系統(tǒng)100的可靠性嚴重劣化。因此,可靠的壞塊管理可以包括在處理器134中以解決這些問題。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖1的存儲器系統(tǒng)110的存儲器裝置150。
參照圖2,存儲器裝置150可以包括多個存儲塊,例如第0至第(N-1)塊210-240。多個存儲塊210-240中的每個可以包括多個頁面,例如2M數(shù)量的頁面(2M頁面),但本發(fā)明不限于此。多個頁面中的每個頁面可以包括多個存儲器單元,多個字線可以電聯(lián)接至多個存儲器單元。
根據(jù)包含于存儲塊中的每個存儲器單元中可存儲或表達的位的數(shù)量,存儲塊可以是單層單元(SLC)存儲塊或者多層單元(MLC)存儲塊。SLC存儲塊可以包括含有每個存儲器單元能夠存儲1位數(shù)據(jù)的多個存儲器單元的多個頁面。MLC存儲塊可以包括含有每個存儲器單元能夠存儲多位數(shù)據(jù)例如兩位或更多位數(shù)據(jù)的多個存儲器單元的多個頁面。包括通過每個能夠存儲3位數(shù)據(jù)的存儲器單元實現(xiàn)的多個頁面的MLC存儲塊可以稱為三層單元(TLC)存儲塊。
多個存儲塊210至240中的每個可以在寫入操作期間存儲由主機裝置102提供的數(shù)據(jù),并且可以在讀取操作期間將存儲的數(shù)據(jù)提供至主機102。
圖3是示出圖1所示的多個存儲塊152至156中的一個的電路圖。
參照圖3,存儲器裝置150的存儲塊152,例如存儲塊152,可以包括電聯(lián)接至各個位線BL0至BLm-1的多個單元字符串340。每個單元字符串340可以包括至少一個漏極選擇晶體管DST、至少一個源極選擇晶體管SST以及串聯(lián)地電聯(lián)接在漏極選擇晶體管DST和源極選擇晶體管SST之間的多個存儲器單元或者多個存儲器單元晶體管MC0至MCn-1。各個存儲器單元MC0至MCn-1可以由單層單元(SLC)配置,每個單層單元(SLC)存儲單個位的數(shù)據(jù)信息。各個存儲器單元MC0至MCn-1可以由多層單元(MLC)配置,每個多層單元(MLC)存儲多個位的數(shù)據(jù)信息。字符串340可以分別電聯(lián)接至對應的位線BL0至BLm-1。作為參考,在圖3中,“DSL”表示漏極選擇線,“SSL”表示源極選擇線,并且“CSL”表示共源線。
雖然圖3示出由NAND閃速存儲器單元配置的存儲塊152作為示例,但是應當注意存儲器裝置150的存儲塊152不限于NAND閃速存儲器,并且可以通過NOR閃速存儲器、結(jié)合至少兩種存儲器單元的混合閃速存儲器或控制器內(nèi)置在存儲器芯片中的1-NAND閃速存儲器來實現(xiàn)。半導體裝置的操作特征可不僅應用于電荷存儲層由導電浮柵配置的閃速存儲器裝置,而且可應用于電荷存儲層由介電層配置的電荷捕獲閃存(CTF)。
存儲器裝置150的電壓供應塊310可以提供待根據(jù)操作模式供應至各個字線的字線電壓,例如,編程電壓、讀取電壓和過電壓(pass voltage),以及待供應到體材料(bulks)例如其中形成有存儲器單元的阱區(qū)的電壓。電壓供應塊310可以在控制電路(未示出)的控制下執(zhí)行電壓生成操作。電壓供應塊310可以生成多個可變的讀取電壓以生成多個讀取數(shù)據(jù)、在控制電路的控制下選擇存儲塊或存儲器單元陣列的扇區(qū)中的一個、選擇被選擇的存儲塊的一個字線并且將字線電壓提供至選擇的字線和未選擇的字線。
存儲器裝置150的讀取/寫入電路320可以由控制電路控制,并且可以根據(jù)操作模式用作感測放大器或?qū)懭腧?qū)動器。在驗證/正常讀取操作期間,讀取/寫入電路320可以用作用于從存儲器單元陣列讀取數(shù)據(jù)的感測放大器。而且,在編程操作期間,讀取/寫入電路320可以用作根據(jù)待被存儲在存儲器單元陣列中的數(shù)據(jù)驅(qū)動位線的寫入驅(qū)動器。讀取/寫入電路320可以在編程操作期間從緩沖器(未示出)接收待寫入存儲器單元陣列中的數(shù)據(jù),并且可以根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)驅(qū)動位線。為此,讀取/寫入電路320可以包括對應于各個列(或者位線)或者列對(或者位線對)的多個頁面緩沖器322、324和326。多個鎖存器(未示出)也可以被包括在各個頁面緩沖器322、324和326中。
圖4至11是示出存儲器裝置150的各種實施例的示意圖。
圖4是示出圖1所示的存儲器裝置150的多個存儲塊152至156的示例的框圖。
參照圖4,存儲器裝置150可以包括多個存儲塊BLK0至BLK0至BLKN-1。存儲塊BLK0至BLKN-1的每個可以三維(3D)結(jié)構(gòu)或縱向結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。各個存儲塊BLK0至BLKN-1可以包括在第一至第三方向例如x軸方向、y軸方向和z軸方向上延伸的結(jié)構(gòu)。
各個存儲塊BLK0至BLKN-1可以包括在第二方向上延伸的多個NAND字符串NS。多個NAND字符串NS可以設置在第一方向和第三方向上。每個NAND字符串NS可以電聯(lián)接至位線BL、至少一個源極選擇線SSL、至少一個接地選擇線GSL、多個字線WL、至少一個虛擬字線DWL以及共源線CSL。即,各個存儲塊BLK0至BLKN-1可以電聯(lián)接至多個位線BL、多個源極選擇線SSL、多個接地選擇線GSL、多個字線WL、多個虛擬字線DWL以及多個共源線CSL。
圖5是圖4所示的多個存儲塊BLK0至BLKN-1的一個存儲塊BLKi的立體圖。圖6是圖5所示的存儲塊BLKi沿線I-I'截取的截面圖。
參照圖5和圖6,存儲塊BLKi可以包括在第一至第三方向上延伸的結(jié)構(gòu)。
可以設置基板5111?;?111可以包括摻雜有第一類型雜質(zhì)的硅材料。基板5111可以包括摻雜有p-型雜質(zhì)的硅材料或可以是p-型阱,例如袋(pocket)p-阱,并且包括圍繞p-型阱的n-型阱。雖然假定基板5111是p-型硅,但是應注意基板5111不限于p-型硅。
在第一方向上延伸的多個摻雜區(qū)域5311至5314可以設置在基板5111上方。多個摻雜區(qū)域5311至5314可以包含不同于基板5111的第二類型雜質(zhì)。多個摻雜區(qū)域5311至5314可以摻雜有n-型雜質(zhì)。雖然此處假定第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314是n-型,但應注意第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314不限于為n-型。
在第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的基板5111上方的區(qū)域中,在第一方向上延伸的多個介電材料5112可以順序地設置在第二方向上。介電材料5112和基板5111可以在第二方向上以預定距離彼此分開。介電材料5112可以在第二方向上以預定距離彼此分開。介電材料5112可以包括諸如二氧化硅的介電材料。
在第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的基板5111上方的區(qū)域中,可以設置在第一方向上順序設置并且在第二方向上穿過介電材料5112的多個柱狀物5113。多個柱狀物5113可以分別地穿過介電材料5112并且可以與基板5111電聯(lián)接。每個柱狀物5113可以由多種材料構(gòu)成。每個柱狀物5113的表面層5114可以包括摻雜有第一類型雜質(zhì)的硅材料。每個柱狀物5113的表面層5114可以包括摻雜有與基板5111相同類型的雜質(zhì)的硅材料。雖然這里假定每個柱狀物5113的表面層5114可以包括p-型硅,但應注意每個柱狀物5113的表面層5114不限于為p-型硅。
每個柱狀物5113的內(nèi)層5115可以由介電材料形成。每個柱狀物5113的內(nèi)層5115可以由諸如二氧化硅的介電材料填充。
在第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的區(qū)域中,可以沿著介電材料5112、柱狀物5113和基板5111的暴露表面設置介電層5116。介電層5116的厚度可小于介電材料5112之間的距離的一半。換言之,可以設置不同于介電材料5112和介電層5116的材料的區(qū)域可設置在(i)設置在介電材料5112的第一介電材料的底面上方的介電層5116和(ii)設置在介電材料5112的第二介電材料的頂面上方的介電層5116之間。介電材料5112位于第一介電材料下面。
在第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的區(qū)域中,導電材料5211-5291可設置在介電層5116的暴露表面上方。在第一方向上延伸的導電材料5211可以設置在鄰近基板5111的介電材料5112和基板5111之間。例如,在第一方向上延伸的導電材料5211可設置在(i)設置在基板5111上方的介電層5116和(ii)設置在鄰近基板5111的介電材料5112的底面上方的介電層5116之間。
在第一方向上延伸的導電材料可設置在(i)設置在介電材料5112中的一個的頂面上方的介電層5116和(ii)設置在置于特定介電材料5112上方的介電材料5112的另一介電材料的底面上方的介電層5116之間。在第一方向上延伸的導電材料5221-5281可設置在介電材料5112之間。在第一方向上延伸的導電材料5291可設置在最上面的介電材料5112上方。在第一方向上延伸的導電材料5211-5291可以是金屬材料。在第一方向上延伸的導電材料5211-5291可以是諸如多晶硅的導電材料。
在第二摻雜區(qū)域5312和第三摻雜區(qū)域5313之間的區(qū)域中,可設置與第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如,在第二摻雜區(qū)域5312和第三摻雜區(qū)域5313之間的區(qū)域中,可設置:在第一方向上延伸的多個介電材料5112、在第一方向上順序地設置且在第二方向上穿過多個介電材料5112的多個柱狀物5113、設置在多個介電材料5112的暴露表面和多個柱狀物5113的暴露表面上方的介電層5116以及在第一方向上延伸的多個導電材料5212-5292。
在第三摻雜區(qū)域5313和第四摻雜區(qū)域5314之間的區(qū)域中,可設置與第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如,在第三摻雜區(qū)域5313和第四摻雜區(qū)域5314之間的區(qū)域中,可設置:在第一方向上延伸的多個介電材料5112、在第一方向上順序地設置且在第二方向上穿過多個介電材料5112的多個柱狀物5113、設置在多個介電材料5112和多個柱狀物5113的暴露表面上方的介電層5116以及在第一方向上延伸的多個導電材料5213-5293。
漏極5320可分別設置在多個柱狀物5113上方。漏極5320可以是摻雜有第二類型雜質(zhì)的硅材料。漏極5320可以是摻雜有n-型雜質(zhì)的硅材料。盡管為了方便起見假定漏極5320包括n-型硅,但應注意的是,漏極5320不限于為n-型硅。例如,每個漏極5320的寬度可大于每個對應的柱狀物5113的寬度。每個漏極5320可以焊盤墊塊(pad)的形狀設置在每個對應的柱狀物5113的頂面上方。
在第三方向上延伸的導電材料5331-5333可設置在漏極5320上方。導電材料5331-5333可以沿第一方向以均勻間隔隔開。各個導電材料5331-5333可與在第三方向上沿相同行設置的對應柱狀物區(qū)域的漏極5320電聯(lián)接。各個導電材料5331-5333可通過接觸插塞(未示出)與在第三方向上沿相同行設置的對應柱狀物區(qū)域的漏極電聯(lián)接。各個導電材料5331-5333可以是或者包括金屬材料。各個導電材料5331-5333可以是諸如多晶硅的導電材料。
在圖5和圖6中,各自的柱狀物5113可與介電層5116和在第一方向上延伸的導電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293一起形成字符串。各自的柱狀物5113可與介電層5116和在第一方向上延伸的導電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293一起形成NAND字符串NS。每個NAND字符串NS可包括多個晶體管結(jié)構(gòu)TS。
圖7是圖6中所示的晶體管結(jié)構(gòu)TS的放大截面圖。
參照圖7,在圖6中所示的晶體管結(jié)構(gòu)TS中,介電層5116可包括第一子介電層5117、第二子介電層5118和第三子介電層5119。
在每個柱狀物5113中的p-型硅的表面層5114可作為主體。鄰近柱狀物5113的第一子介電層5117可作為隧穿介電層,且可包括熱氧化層。
第二子介電層5118可作為電荷存儲層。第二子介電層5118可作為電荷捕獲層,且可包括氮化物層或諸如氧化鋁層、氧化鉿層等的金屬氧化物層。
鄰近導電材料5233的第三子介電層5119可作為阻斷介電層。鄰近在第一方向上延伸的導電材料5233的第三子介電層5119可形成為單層或多層。第三子介電層5119可以是介電常數(shù)大于第一子介電層5117和第二子介電層5118的諸如氧化鋁層、氧化鉿層等的高k介電層。
導電材料5233可作為柵或控制柵。即,柵或控制柵5233、阻斷介電層5119、電荷存儲層5118、隧穿介電層5117和主體5114可形成晶體管或存儲器單元晶體管結(jié)構(gòu)。例如,第一子介電層5117、第二子介電層5118和第三子介電層5119可形成氧化物-氮化物-氧化物(ONO)結(jié)構(gòu)。在實施例中,為方便起見,在每個柱狀物5113中的p-型硅的表面層5114將被稱為第二方向上的主體。
存儲塊BLKi可包括多個柱狀物5113。即,存儲塊BLKi可包括多個NAND字符串NS。詳細地,存儲塊BLKi可包括在第二方向上或垂直于基板5111的方向上延伸的多個NAND字符串NS。
每個NAND字符串NS可包括設置在第二方向上的多個晶體管結(jié)構(gòu)TS。每個NAND字符串NS的多個晶體管結(jié)構(gòu)TS中的至少一個可作為字符串源極晶體管SST。每個NAND字符串NS的多個晶體管結(jié)構(gòu)TS中的至少一個可作為接地選擇晶體管GST。
柵或控制柵可對應于在第一方向上延伸的導電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293。換言之,柵或控制柵可在第一方向上延伸,且形成字線和至少一個源極選擇線SSL與至少一個接地選擇線GSL的至少兩個選擇線。
在第三方向上延伸的導電材料5331-5333可電聯(lián)接至NAND字符串NS的一端。在第三方向上延伸的導電材料5331-5333可作為位線BL。即,在一個存儲塊BLKi中,多個NAND字符串NS可電聯(lián)接至一個位線BL。
在第一方向上延伸的第二類型摻雜區(qū)域5311-5314可被設置至NAND字符串NS的另一端。在第一方向上延伸的第二類型摻雜區(qū)域5311-5314可作為共源線CSL。
即,存儲塊BLKi可包括在垂直于基板5111的方向上延伸的多個NAND字符串NS,且可作為例如電荷捕獲類型存儲器的NAND閃速存儲塊,其中多個NAND字符串NS電聯(lián)接至一個位線BL。
盡管圖5-圖7中示出了在第一方向上延伸的導電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293被設置為9層,但應注意的是,在第一方向上延伸的導電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293不限于設置為9層。例如,在第一方向上延伸的導電材料可設置為8層、16層或任何多個層。換言之,在一個NAND字符串NS中,晶體管的數(shù)量可以是8個、16個或更多個。
盡管圖5-圖7中示出了3個NAND字符串NS被電聯(lián)接至一個位線BL,但應注意的是,實施例不限于具有被電聯(lián)接至一個位線BL的3個NAND字符串NS。在存儲塊BLKi中,m數(shù)量的NAND字符串NS可電聯(lián)接至一個位線BL,m為正整數(shù)。根據(jù)電聯(lián)接至一個位線BL的NAND字符串NS的數(shù)量,在第一方向上延伸的導電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293的數(shù)量和共源線5311-5314的數(shù)量也可被控制。
進一步地,盡管圖5-圖7中示出了3個NAND字符串NS被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個導電材料,但應注意的是,實施例不限于具有被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個導電材料的3個NAND字符串NS。例如,n數(shù)量的NAND字符串NS可被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個導電材料,n為正整數(shù)。根據(jù)被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個導電材料的NAND字符串NS的數(shù)量,位線5331-5333的數(shù)量也可被控制。
圖8是示出參照圖5-圖7所述的具有第一結(jié)構(gòu)的存儲塊BLKi的等效電路圖。
參照圖8,在具有第一結(jié)構(gòu)的塊BLKi中,NAND字符串NS11-NS31可設置在第一位線BL1和共源線CSL之間。第一位線BL1可對應于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導電材料5331。NAND字符串NS12-NS32可設置在第二位線BL2和共源線CSL之間。第二位線BL2可對應于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導電材料5332。NAND字符串NS13-NS33可設置在第三位線BL3和共源線CSL之間。第三位線BL3可對應于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導電材料5333。
每個NAND字符串NS的源極選擇晶體管SST可電聯(lián)接至對應的位線BL。每個NAND字符串NS的接地選擇晶體管GST可電聯(lián)接至共源線CSL。存儲器單元MC可以設置在每個NAND字符串NS的源極選擇晶體管SST和接地選擇晶體管GST之間。
在該示例中,NAND字符串NS可由行和列的單元定義,且電聯(lián)接至一個位線的NAND字符串NS可形成一列。電聯(lián)接至第一位線BL1的NAND字符串NS11-NS31可對應于第一列,電聯(lián)接至第二位線BL2的NAND字符串NS12-NS32可對應于第二列,并且電聯(lián)接至第三位線BL3的NAND字符串NS13-NS33可對應于第三列。電聯(lián)接至一個源極選擇線SSL的NAND字符串NS可形成一行。電聯(lián)接至第一源極選擇線SSL1的NAND字符串NS11-NS31可形成第一行,電聯(lián)接至第二源極選擇線SSL2的NAND字符串NS21-NS23可形成第二行,并且電聯(lián)接至第三源極選擇線SSL3的NAND字符串NS31-NS33可形成第三行。
在每個NAND字符串NS中,可定義高度。在每個NAND字符串NS中,鄰近接地選擇晶體管GST的存儲器單元MC1的高度可具有值“1”。在每個NAND字符串NS中,當從基板5111被測量時,存儲器單元的高度可隨著存儲器單元靠近源極選擇晶體管SST而增加。在每個NAND字符串NS中,鄰近源極選擇晶體管SST的存儲器單元MC6的高度可以是7。
在相同行中的NAND字符串NS的源極選擇晶體管SST可共享源極選擇線SSL。在不同行中的NAND字符串NS的源極選擇晶體管SST可分別電聯(lián)接至不同的源極選擇線SSL1、SSL2和SSL3。
相同行中的NAND字符串NS中的相同高度處的存儲器單元可共享字線WL。即,在相同高度處,電聯(lián)接至不同行中的NAND字符串NS的存儲器單元MC的字線WL可被電聯(lián)接。相同行的NAND字符串NS中的相同高度處的虛擬存儲器單元DMC可共享虛擬字線DWL。即,在相同高度或水平處,電聯(lián)接至不同行中的NAND字符串NS的虛擬存儲器單元DMC的虛擬字線DWL可被電聯(lián)接。
位于相同水平或高度或?qū)犹幍淖志€WL或虛擬字線DWL可在可設置在第一方向上延伸的導電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293的層處彼此電聯(lián)接。在第一方向上延伸的導電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293可通過接觸部共同電聯(lián)接至上層。在上層處,在第一方向上延伸的導電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293可被電聯(lián)接。換言之,在相同行中的NAND字符串NS的接地選擇晶體管GST可共享接地選擇線GSL。進一步地,在不同行中的NAND字符串NS的接地選擇晶體管GST可共享接地選擇線GSL。即,NAND字符串NS11-NS13、NS21-NS23和NS31-NS33可電聯(lián)接至接地選擇線GSL。
共源線CSL可電聯(lián)接至NAND字符串NS。在有源區(qū)域(active region)上方和在基板5111上方,第一至第四摻雜區(qū)域5311-5314可被電聯(lián)接。第一至第四摻雜區(qū)域5311-5314可通過接觸部電聯(lián)接至上層,且在上層處,第一至第四摻雜區(qū)域5311-5314可被電聯(lián)接。
即,如圖8中所示,相同高度或水平的字線WL可被電聯(lián)接。因此,當位于特定高度處的字線WL被選擇時,電聯(lián)接至字線WL的所有NAND字符串NS可被選擇。在不同行中的NAND字符串NS可電聯(lián)接至不同源極選擇線SSL。因此,在電聯(lián)接至相同字線WL的NAND字符串NS中,通過選擇源極選擇線SSL1-SSL3中的一個,未選擇的行中的NAND字符串NS可與位線BL1-BL3電隔離。換言之,通過選擇源極選擇線SSL1-SSL3中的一個,NAND字符串NS的行可被選擇。此外,通過選擇位線BL1-BL3中的一個,所選擇的行中的NAND字符串NS可在列的單元中被選擇。
在每個NAND字符串NS中,可設置虛擬存儲器單元DMC。在圖8中,虛擬存儲器單元DMC可在每個NAND字符串NS中被設置在第三存儲器單元MC3和第四存儲器單元MC4之間。即,第一至第三存儲器單元MC1-MC3可設置在虛擬存儲器單元DMC和接地選擇晶體管GST之間。第四至第六存儲器單元MC4-MC6可設置在虛擬存儲器單元DMC和源極選擇晶體管SSL之間。每個NAND字符串NS的存儲器單元MC可被虛擬存儲器單元DMC劃分成存儲器單元組。在劃分的存儲器單元組中,鄰近接地選擇晶體管GST的存儲器單元例如MC1-MC3可被稱為下部存儲器單元組,且鄰近字符串選擇晶體管SST的存儲器單元例如MC4-MC6可被稱為上部存儲器單元組。
在下文中,將參照圖9-圖11做出詳細說明,圖9-圖11示出根據(jù)利用不同于第一結(jié)構(gòu)的3D非易失性存儲器裝置實現(xiàn)的實施例的存儲器系統(tǒng)中的存儲器裝置。
圖9是示意性說明利用3D非易失性存儲器裝置來實現(xiàn)的存儲裝置以及示出圖4的多個存儲塊的存儲塊BLKj的立體圖,其中3D非易失性存儲器裝置不同于上文參照圖5-圖8所述的第一結(jié)構(gòu)。圖10是沿圖9的線VII-VII'截取的存儲塊BLKj的截面圖。
參照圖9和圖10,存儲塊BLKj可包括在第一至第三方向上延伸的結(jié)構(gòu)。
可以設置基板6311。例如,基板6311可包括摻雜有第一類型雜質(zhì)的硅材料。例如,基板6311可包括摻雜有p-型雜質(zhì)的硅材料或可以是p-型阱,例如袋p-阱,且包括圍繞p-型阱的n-型阱。盡管為了方便在描述的實施例中假定基板6311為p-型硅,但應注意的是,基板6311不限于為p-型硅。
在x軸方向和y軸方向上延伸的第一至第四導電材料6321-6324可被設置在基板6311上方。第一至第四導電材料6321-6324可在z軸方向上分開預定距離。
在x軸方向和y軸方向上延伸的第五至第八導電材料6325-6328可設置在基板6311上方。第五至第八導電材料6325-6328可在z軸方向上分開預定距離。第五至第八導電材料6325-6328可在y軸方向上與第一至第四導電材料6321-6324分開。
多個下部柱狀物DP可穿過第一至第四導電材料6321-6324。每個下部柱狀物DP可在z軸方向上延伸。而且,多個上部柱狀物UP可穿過第五至第八導電材料6325-6328。每個上部柱狀物UP可在z軸方向上延伸。
下部柱狀物DP和上部柱狀物UP中的每個可包括內(nèi)部材料6361、中間層6362和表面層6363。中間層6362可用作單元晶體管的通道。表面層6363可包括阻斷介電層、電荷存儲層和隧穿介電層。
下部柱狀物DP和上部柱狀物UP可通過管柵PG電聯(lián)接。管柵PG可被設置在基板6311中。例如,管柵PG可包括與下部柱狀物DP和上部柱狀物UP采用的材料相同的材料。
在x軸方向和y軸方向上延伸的第二類型的摻雜材料6312可設置在下部柱狀物DP上方。例如,第二類型的摻雜材料6312可包括n-型硅材料。第二類型的摻雜材料6312可用作共源線CSL。
漏極6340可設置在上部柱狀物UP上方。漏極6340可包括n-型硅材料。在y軸方向上延伸的第一上部導電材料6351和第二上部導電材料6352可設置在漏極6340上方。
第一上部導電材料6351和第二上部導電材料6352可在x軸方向上分開。第一上部導電材料6351和第二上部導電材料6352可由金屬形成。第一上部導電材料6351、第二上部導電材料6352和漏極6340可通過接觸插塞電聯(lián)接。第一上部導電材料6351和第二上部導電材料6352可分別作為第一位線BL1和第二位線BL2。
第一導電材料6321可作為源極選擇線SSL,第二導電材料6322可作為第一虛擬字線DWL1,并且第三導電材料6323和第四導電材料6324可分別作為第一主字線MWL1和第二主字線MWL2。第五導電材料6325和第六導電材料6326可分別作為第三主字線MWL3和第四主字線MWL4,第七導電材料6327可作為第二虛擬字線DWL2,并且第八導電材料6328可作為漏極選擇線DSL。
下部柱狀物DP和鄰近下部柱狀物DP的第一至第四導電材料6321-6324可形成下部字符串。上部柱狀物UP和鄰近上部柱狀物UP的第五至第八導電材料6325-6328可形成上部字符串。下部字符串和上部字符串可通過管柵PG電聯(lián)接。下部字符串的一端可電聯(lián)接至作為共源線CSL的第二類型的摻雜材料6312。上部字符串的一端可通過漏極6340電聯(lián)接至對應的位線。一個下部字符串和一個上部字符串可以形成一個單元字符串,其電聯(lián)接在作為共源線CSL的第二類型的摻雜材料6312和作為位線BL的上部導電材料層6351-6352中的對應的一個之間。
即,下部字符串可包括源極選擇晶體管SST、第一虛擬存儲器單元DMC1、第一主存儲器單元MMC1和第二主存儲器單元MMC2。上部字符串可包括第三主存儲器單元MMC3、第四主存儲器單元MMC4、第二虛擬存儲器單元DMC2和漏極選擇晶體管DST。
在圖9和圖10中,上部字符串和下部字符串可形成NAND字符串NS,且NAND字符串NS可包括多個晶體管結(jié)構(gòu)TS。由于上文參照圖7詳細地描述了包括在圖9和圖10中的NAND字符串NS中的晶體管結(jié)構(gòu),所以在此將省略其詳細說明。
圖11是示出如上參照圖9和圖10所述的具有第二結(jié)構(gòu)的存儲塊BLKj的等效電路的電路圖。為方便起見,僅示出形成第二結(jié)構(gòu)的存儲塊BLKj中的一對的第一字符串和第二字符串。
參照圖11,在存儲器裝置150的多個塊中的具有第二結(jié)構(gòu)的存儲塊BLKj內(nèi),單元字符串可以定義多個對的這種方式來設置,其中,單元字符串中的每個都利用如上參照圖9和圖10所述的通過管柵PG電聯(lián)接的一個上部字符串和一個下部字符串來實現(xiàn)。
即,在具有第二結(jié)構(gòu)的特定存儲塊BLKj中,沿第一通道CH1(未示出)堆疊的存儲器單元CG0-CG31,例如,至少一個源極選擇柵SSG1和至少一個漏極選擇柵DSG1,可形成第一字符串ST1,并且沿第二通道CH2(未示出)堆疊的存儲器單元CG0-CG31,例如,至少一個源極選擇柵SSG2和至少一個漏極選擇柵DSG2,可形成第二字符串ST2。
第一字符串ST1和第二字符串ST2可電聯(lián)接至相同漏極選擇線DSL和相同源極選擇線SSL。第一字符串ST1可電聯(lián)接至第一位線BL1,且第二字符串ST2可電聯(lián)接至第二位線BL2。
盡管圖11中描述了第一字符串ST1和第二字符串ST2可被電聯(lián)接至相同漏極選擇線DSL和相同源極選擇線SSL,但是可以設想不同的布局。例如,在實施例中,第一字符串ST1和第二字符串ST2可電聯(lián)接至相同源極選擇線SSL和相同位線BL,第一字符串ST1可電聯(lián)接至第一漏極選擇線DSL1,并且第二字符串ST2可電聯(lián)接至第二漏極選擇線DSL2。進一步地,可想到第一字符串ST1和第二字符串ST2可電聯(lián)接至相同漏極選擇線DSL和相同位線BL,第一字符串ST1可電聯(lián)接至第一源極選擇線SSL1,并且第二字符串ST2可電聯(lián)接至第二源極選擇線。
下文,將參照圖12至圖14更詳細地描述處理數(shù)據(jù)至根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的存儲器系統(tǒng)中的存儲器裝置的操作,例如,響應于從主機102接收的命令將命令數(shù)據(jù)處理至存儲器裝置150的操作。
圖12和圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理操作的簡圖。下文,為了簡化,作為示例,假定圖1中所示的存儲器系統(tǒng)110處理與從主機102接收的命令相對應的命令數(shù)據(jù),并且對存儲器裝置150執(zhí)行命令操作。即,存儲器系統(tǒng)110可以將對應于寫入命令的寫入數(shù)據(jù)寫入并存儲到包括在存儲器裝置150中的多個存儲塊中。存儲器系統(tǒng)110也可以更新對應于存儲在多個存儲塊中的寫入數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù),并且將更新的映射數(shù)據(jù)存儲到多個存儲塊中。例如,存儲器系統(tǒng)110可以將對應于主機102接收的寫入命令的寫入數(shù)據(jù)存儲在從存儲器裝置的多個存儲塊中選擇的第一存儲塊中,并且可以將更新的映射數(shù)據(jù)存儲到從存儲器裝置的多個存儲塊中選擇的第二存儲塊中。第一存儲塊和第二存儲塊可以是相同或不同的存儲塊。在一個實施例中,第一存儲塊和第二存儲塊是不同的存儲塊。
此外,將描述由控制器130執(zhí)行存儲器系統(tǒng)110的數(shù)據(jù)處理操作作為示例。如上所述,例如,包括在控制器130中的處理器134可以通過FTL執(zhí)行數(shù)據(jù)處理操作??刂破?30可以是存儲器系統(tǒng)110的主要部分。
當控制器130執(zhí)行對應于從主機102接收的命令的寫入操作時,控制器130可以檢查對應于寫入操作的映射數(shù)據(jù)。例如,映射數(shù)據(jù)可以包括包含L2P(邏輯到物理)信息(下文稱為“邏輯信息”)的第一映射數(shù)據(jù)和包含P2L(物理到邏輯)信息(下文稱為“物理信息”)的第二映射數(shù)據(jù)??刂破?30可以更新映射數(shù)據(jù),并且將更新的映射數(shù)據(jù)存儲在存儲器裝置150的一個或多個存儲塊中。然后,當控制器130執(zhí)行對應于從主機102接收的命令的寫入或者讀取操作時,控制器130可以檢查并更新已存儲在存儲器裝置150的存儲塊中的映射數(shù)據(jù),并且執(zhí)行寫入或者讀取操作或者處理與從主機102接收的命令相對應的命令數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的一個實施例中,當控制器130從主機102接收寫入命令時,控制器130可以將對應于寫入命令的用戶數(shù)據(jù)寫入并存儲到存儲器裝置150的例如用戶數(shù)據(jù)塊的存儲塊中的開放塊或自由塊中,并且將對應于用戶數(shù)據(jù)的第一映射數(shù)據(jù)和第二映射數(shù)據(jù)更新并存儲在存儲器裝置150的例如映射塊的存儲塊中的開放塊或自由塊中。第一映射數(shù)據(jù)可以包括包含關于已存儲在存儲塊中的用戶數(shù)據(jù)的邏輯地址和物理地址之間的映射信息即邏輯信息的L2P映射表,并且第二映射數(shù)據(jù)可以包括包含關于用戶數(shù)據(jù)存儲在其中的存儲塊的物理地址和邏輯地址之間的映射信息即物理信息的P2L映射表。
具體地,當從主機102接收寫入命令時,控制器130可以將對應于寫入命令的用戶數(shù)據(jù)寫入并存儲到用戶存儲塊中,并且將關于用戶數(shù)據(jù)的第一映射數(shù)據(jù)和第二映射數(shù)據(jù)存儲到映射存儲塊中。此時,控制器130也可以針對第一映射數(shù)據(jù)的每個邏輯片段(L2P片段)對包含第二映射數(shù)據(jù)的物理信息的物理片段(例如,P2L片段)進行排序。然后,控制器130可以形成針對每個邏輯片段的排序的物理片段的條目、樹、鏈接或哈希表。此外,因為對應于寫入命令的用戶數(shù)據(jù)存儲在存儲塊中,所以控制器130可以形成針對用戶數(shù)據(jù)的每個邏輯片段的排序的物理片段的條目、樹、鏈接或哈希表,并且生成邏輯片段列表,例如,L2P寫入片段列表。然后,控制器130可將生成的邏輯片段列表存儲在包括在控制器130中的存儲器144(下文也稱為控制器存儲器)中,例如,存儲在存儲器144的映射緩沖器或者映射緩存中。
在邏輯片段列表中,包含寫入的用戶數(shù)據(jù)的存儲塊的物理信息的物理片段(例如,P2L片段)可以根據(jù)用戶數(shù)據(jù)的寫入操作針對包含寫入的用戶數(shù)據(jù)的邏輯信息的每個邏輯片段(例如,L2P片段)排序??梢园▽诿總€邏輯片段的排序的物理片段的條目、樹、鏈接或哈希表。即,邏輯片段列表可以包括關于其中形成物理片段的條目的邏輯片段的列表信息。對應于每個邏輯片段的物理片段可以物理片段的邏輯地址順序針對邏輯片段排序,并且可以形成邏輯片段中排序的物理片段之間的條目、樹、鏈接或哈希表。
在本發(fā)明的一個實施例中,當控制器130從主機102接收命令并且執(zhí)行與接收的命令相對應的命令操作時,控制器130可以通過存儲在控制器130的存儲器144中的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段的邏輯片段列表,檢查第一映射數(shù)據(jù)和第二映射數(shù)據(jù)。具體地,當為了檢查與命令相對應的命令數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)而將存儲在存儲器裝置150的存儲塊中的映射塊中的第一映射數(shù)據(jù)和第二映射數(shù)據(jù)載入至控制器130的存儲器144時,控制器130可以通過邏輯片段列表檢查對應于第一映射數(shù)據(jù)的第二映射數(shù)據(jù)。因此,不需要在載入至控制器130的存儲器144的第二映射數(shù)據(jù)中進行對應于命令數(shù)據(jù)的第一映射數(shù)據(jù)的物理信息的掃描操作。
即,在存儲在存儲器裝置150的存儲塊中的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段載入至控制器130的存儲器144之后,通過存儲在控制器130的存儲器144中的邏輯片段列表,控制器130可以檢查已載入到控制器130的存儲器144的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段的物理片段的條目。物理片段的條目可以形成在邏輯片段列表中的各個邏輯片段中。因此,控制器130可以快速并準確地檢查對應于命令數(shù)據(jù)的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段的物理片段,或者快速并準確地檢查對應于命令數(shù)據(jù)的第一映射數(shù)據(jù)的第二映射數(shù)據(jù)。因此,與從主機102接收的命令相對應的命令操作可以比利用現(xiàn)有存儲器系統(tǒng)更快速地執(zhí)行。因此,根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的存儲器系統(tǒng)110可以比現(xiàn)有存儲器系統(tǒng)更快速地對存儲器裝置150執(zhí)行數(shù)據(jù)處理操作。
例如,當控制器130從主機102接收寫入命令并執(zhí)行對應于寫入命令的寫入操作時,控制器130可以將對應于寫入命令的寫入數(shù)據(jù)寫入并存儲至存儲器裝置150的多個存儲塊的用戶數(shù)據(jù)塊的開放塊中。當控制器130更新對應于寫入操作的映射數(shù)據(jù)時,控制器130可以檢查邏輯片段列表,并且檢查存儲在存儲器裝置150的存儲塊的映射塊中的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段中待更新的邏輯片段。然后,控制器130可以將待更新的邏輯片段載入到控制器130的存儲器144、檢查關于載入的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段的邏輯片段列表中的物理片段的條目并且更新對應于寫入操作的第一映射數(shù)據(jù)。此外,控制器130可以利用通過寫入操作配置的邏輯片段列表,更新存儲在存儲器裝置150的存儲塊中的映射塊中的第二映射數(shù)據(jù)。如上所述,在邏輯片段列表中,包含寫入的用戶數(shù)據(jù)的存儲塊的物理信息的物理片段(例如,P2L片段)可以根據(jù)寫入操作針對包含寫入的用戶數(shù)據(jù)的邏輯信息的每個邏輯片段(例如,L2P片段)排序,并且可以包括對應于每個邏輯片段的排序的物理片段的條目、樹、鏈接或哈希表。
因此,為了檢查需要更新的對應于第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段的物理片段,控制器130可不需要對與第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段對應的第二映射數(shù)據(jù)的物理片段的掃描操作。在通過邏輯片段列表檢查第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段后,控制器130可以檢查邏輯片段列表中需要更新的形成在第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段中的物理片段的條目、樹、鏈接或哈希表,使得快速并準確地檢查需要更新的對應于第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段的物理片段。特別地,當控制器130更新對應于寫入操作的映射數(shù)據(jù)時,控制器130不需要對第二映射數(shù)據(jù)的對應于從存儲器裝置150的存儲塊中的映射塊載入至控制器130的存儲器144的第一映射數(shù)據(jù)的各個片段的片段進行掃描操作。因此,可以快速地執(zhí)行對應于寫入操作的映射數(shù)據(jù)的更新。
此外,當控制器130從主機102接收讀取命令并且執(zhí)行對應于讀取命令的讀取操作時,控制器130可以通過邏輯片段列表檢查關于對應于讀取命令的讀取數(shù)據(jù)的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段,檢查形成在已檢查的邏輯片段中的物理片段的條目,并且檢查關于讀取數(shù)據(jù)的第二映射數(shù)據(jù)的物理片段,即,讀取數(shù)據(jù)的物理信息。因此,控制器130可以讀取存儲在存儲器裝置150的存儲塊中的用戶數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù),并且將對應于讀取命令的讀取數(shù)據(jù)提供給主機102。在本發(fā)明的實施例中,控制器130可以通過邏輯片段列表檢查關于對應于讀取命令的讀取數(shù)據(jù)的最近寫入更新信息。即,控制器130可以檢查關于讀取數(shù)據(jù)的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段以及第二映射數(shù)據(jù)的對應物理片段,即,讀取數(shù)據(jù)的物理信息。
因此,控制器130可以通過邏輯片段列表快速并準確地檢查作為關于讀取數(shù)據(jù)的最近寫入更新信息的對應于讀取數(shù)據(jù)的邏輯片段的物理片段。特別地,即使當用于掃描存儲在存儲器裝置150的存儲塊中的映射塊中的第二映射數(shù)據(jù)的物理片段的掃描操作的數(shù)量最小化時,控制器130可以檢查對應于讀取數(shù)據(jù)的邏輯片段的物理片段,即物理信息,由此快速地檢查關于對應于讀取操作的讀取數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)。下文,將參照圖12和圖13更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲器系統(tǒng)。
參照圖12和圖13,控制器130可以將與從主機102接收的例如寫入命令的命令相對應的寫入數(shù)據(jù)寫入并存儲到存儲器裝置150的存儲塊中的用戶數(shù)據(jù)塊1300的開放塊1310-1330中,并且根據(jù)對用戶數(shù)據(jù)塊1300的寫入操作,控制器130可以將寫入數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)更新并存儲到存儲器裝置的存儲塊中的映射塊1350的開放塊1360-1380中。
更具體地,控制器130可以將對應于從主機102接收的寫入命令的寫入數(shù)據(jù),例如具有邏輯地址100、200、300、301、302、2000和2010的數(shù)據(jù)(下文分別稱為數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010),寫入到存儲器裝置150的用戶數(shù)據(jù)塊1300,例如,包括在用戶數(shù)據(jù)塊1300中的開放塊1310-1330中的第一開放塊1310中。
例如,描述了將數(shù)據(jù)100至數(shù)據(jù)2010寫入并存儲在包括于存儲器裝置150的用戶數(shù)據(jù)塊1300中的開放塊1310-1330中的第一開放塊1310的各個頁面即頁面_0-頁面_6中。
即,控制器130可以將對應于從主機102接收的寫入命令的寫入數(shù)據(jù)即數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010分別寫入至包括于存儲器裝置150的存儲塊中的用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310中的第一頁面至第七頁面即頁面_0-頁面_6。此外,控制器130可以將對應于寫入操作的映射數(shù)據(jù)更新并存儲到存儲器裝置150的存儲塊中的映射塊1350的開放塊1360-1380中。換言之,控制器130可以將對應于寫入操作的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段L2P_片段存儲在第一開放塊1360和第二開放塊1370中,并且將對應于寫入操作的第二映射數(shù)據(jù)的物理片段P2L_片段存儲在第三開放塊1380中。
此外,當控制器130執(zhí)行對應于從主機102接收的寫入命令的寫入操作使得數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010被寫入至用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310的第一頁面至第七頁面即頁面_0-頁面_6時,包含關于用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310的物理信息的第二映射數(shù)據(jù)的物理片段可以存儲在包括于控制器130的存儲器144中的映射塊1210的開放塊1212、1214和1216中。
更具體地,當數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010被寫入至用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310中的第一頁面至第七頁面即頁面_0-頁面_6時,包含對應于寫入操作的物理信息的第二映射數(shù)據(jù)的物理片段可以存儲在包括于控制器130的存儲器144中的映射塊1210的第一開放塊1212中。此時,指示數(shù)據(jù)100被寫入至存儲器裝置150的用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310的第一頁面即頁面_0的物理片段100(1220)可以存儲在包括于控制器130的存儲器144中的映射塊1210的第一開放塊1212中。相似地,物理片段200(1222)、300(1224)、301(1226)、302(1228)、2000(1230)和2010(1232)可以存儲在包括于控制器130的存儲器144中的映射塊1210的第一開放塊1212中。
此外,當包括在第一映射數(shù)據(jù)中的邏輯片段之間設定預定的邏輯地址偏移或者包括在第一映射數(shù)據(jù)中的邏輯片段之間具有預定的邏輯地址偏移時,關于寫入至用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310中的第一頁面至第七頁面即頁面_0-頁面_6的數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010的邏輯信息可以基于邏輯地址偏移包含在第一映射數(shù)據(jù)的對應的邏輯片段中。下文,為了簡單說明,作為實例,將描述包括在第一映射數(shù)據(jù)中的邏輯片段之間的邏輯地址偏移為2000。
即,當包括在第一映射數(shù)據(jù)中的邏輯片段之間的邏輯地址偏移為2000時,關于寫入至用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310的第一頁面至第五頁面即頁面_0-頁面_4的數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301和數(shù)據(jù)302的邏輯信息可以包含在第一映射數(shù)據(jù)的第一邏輯片段0例如邏輯片段L2PSeg_0中,并且關于寫入至用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310中的第六頁面和第七頁面即頁面_5和頁面_6的數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010的邏輯信息可以包含在第一映射數(shù)據(jù)的第二邏輯片段例如邏輯片段L2PSeg_1中。
此外,當數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010被寫入至用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310中的第一頁面至第七頁面即頁面_0-頁面_6時,控制器130可以針對第一映射數(shù)據(jù)的每個邏輯片段對與寫入操作對應的物理片段排序,通過形成針對每個邏輯片段排序的物理片段之間的條目、樹、鏈接或哈希表而構(gòu)建邏輯片段列表1240,并且將邏輯片段列表1240存儲在包括于控制器130中的存儲器144例如存儲器144的映射緩沖器或者映射緩存中。
例如,控制器130可以針對存儲在包括于存儲器144中的映射塊1210的第一開放塊1212中的物理片段中的第一映射數(shù)據(jù)的第一邏輯片段對物理片段排序,即,以邏輯地址順序針對邏輯片段L2PSeg_0對物理片段100(1220)、物理片段200(1222)、物理片段300(1224)、物理片段301(1226)和物理片段302(1228)排序,并且隨后通過形成排序的物理片段即針對邏輯片段L2PSeg_0排序的P2L片段1250、1252、1254、1256和1258之間的條目、樹、鏈接或哈希表配置邏輯片段列表1240的第一邏輯片段列表1242。此時,控制器130可構(gòu)建邏輯片段列表1240,使得對于第一邏輯片段列表1242的邏輯片段L2PSeg_0,第一至第五P2L片段1250、1252、1254、1256和1258對應于物理片段100(1220)、200(1222)、300(1224)、301(1226)和302(1228)。
此外,控制器130可以針對存儲在包括于存儲器144中的映射塊1210的第一開放塊1212中的物理片段中的第一映射數(shù)據(jù)的第二邏輯片段對物理片段排序,即,以邏輯地址順序針對邏輯片段L2PSeg_1對物理片段2000(1230)和物理片段2010(1232)排序。然后,控制器130可以通過形成排序的物理片段即針對邏輯片段L2PSeg_1排序的P2L片段1260和1262之間的條目、樹、鏈接或哈希表配置邏輯片段列表1240的第一邏輯片段列表1242。此時,控制器130可以配置邏輯片段列表1240,使得對于第一邏輯片段列表1242中的邏輯片段L2PSeg_1,第一P2L片段1260對應于物理片段2000(1230)并且第二P2L片段1262對應于物理片段2010(1232)。
此外,邏輯片段列表1240可以具有包括指示對應于對存儲器裝置150的用戶數(shù)據(jù)塊1300的寫入操作的邏輯片段的信息的標頭(header)區(qū)域??梢葬槍诎ㄔ跇祟^區(qū)域中的指示信息的每個邏輯片段排序物理片段,并且P2L條目可以形成在設定到排序的物理片段的節(jié)點中。此時,其中形成P2L條目的節(jié)點可以包括排序的物理片段之間的物理偏移。
此外,當數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010被寫入至用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310中的第一頁面至第七頁面即頁面_0-頁面_6時,控制器130可以根據(jù)寫入操作更新已存儲在存儲器裝置150的映射塊1350的第一開放塊1360和第二開放塊1370中的第一映射數(shù)據(jù)。為了更新第一映射數(shù)據(jù),控制器130可以檢查根據(jù)寫入操作需要更新的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段,并且將存儲在第一開放塊1360和第二開放塊1370中的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段載入至控制器130的存儲器144,例如包括在控制器130的存儲器144中的映射緩沖器或者映射緩存。
此時,控制器130可以通過邏輯片段列表1240檢查需要更新的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段。例如,控制器130可以通過第一邏輯片段列表1242檢查作為需要更新的邏輯片段的邏輯片段L2PSeg_0和L2PSeg_1,并且將邏輯片段從存儲器裝置150的映射塊1350載入至控制器130的存儲器144。
更具體地,當數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010被寫入至用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310中的第一頁面至第七頁面即頁面_0-頁面_6時,為了更新對應于數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010的第一映射數(shù)據(jù),控制器130可以檢查已存儲在第一開放塊1360和第二開放塊1370中的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段中對應于數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010的邏輯片段。
即,控制器130可以檢查關于數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301和數(shù)據(jù)302的邏輯信息包含在第一映射數(shù)據(jù)的第一邏輯片段例如邏輯片段L2PSeg_0中,并且關于數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010的邏輯信息包含在第一映射數(shù)據(jù)的第二邏輯片段例如邏輯片段L2PSeg_1中。因此,為了更新關于數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301和數(shù)據(jù)302的第一映射數(shù)據(jù),控制器130可以向存儲器144載入邏輯片段L2P_Seg0(1270),并且為了更新關于數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010的第一映射數(shù)據(jù),控制器130可以向存儲器144載入邏輯片段L2P_Seg1(1290)。
此時,由于如上所述邏輯片段之間的邏輯地址偏移為2000,所以從存儲器裝置150的映射塊1350載入控制器130的存儲器144的邏輯片段L2P_Seg0(1270)可以包括指示對應于邏輯地址0-1999的物理地址的邏輯/物理地址表(1272/1274),并且從存儲器裝置150的映射塊1350載入控制器130的存儲器144的邏輯片段L2P_Seg1(1290)可以包括指示對應于邏輯地址2000-3999的物理地址的邏輯/物理地址表(1292/1294)。
此時,為了更新已載入存儲器144的邏輯片段L2P_Seg0(1270),控制器130可以不掃描已存儲在存儲器144的映射塊1210中的對應于邏輯片段L2P_Seg0(1270)的物理片段,而是檢查邏輯片段列表1240中針對邏輯片段L2PSeg_0的其中形成有條目、樹、鏈接或哈希表的P2L片段1250、1252、1254、1256和1258。即,在不掃描存儲在存儲器144的映射塊1210中的針對載入至存儲器144的邏輯片段L2P_Seg0(1270)的物理片段的情況下,控制器130可以檢查邏輯片段列表1240中的邏輯片段L2PSeg_0的P2L片段1250、1252、1254、1256和1258,由此檢查針對邏輯片段L2P_Seg0(1270)的物理片段。
控制器130可以更新已載入至控制器130的存儲器144的邏輯片段L2P_Seg0(1270)中的P2L片段1250、1252、1254、1256和1258。即,控制器130可以更新已載入至控制器130的存儲器144的邏輯片段L2P_Seg0(1270)中的邏輯/物理地址100/0(1276)、邏輯/物理地址200/1(1278)、邏輯/物理地址300/2(1280)、邏輯/物理地址301/3(1282)和邏輯/物理地址302/4(1284)。
此外,為了更新已載入至存儲器144的邏輯片段L2P_Seg1(1290),控制器130可以不掃描存儲在存儲器144的映射塊1210中的對應于邏輯片段L2P_Seg1(1290)的物理片段,而是檢查邏輯片段列表1240中針對邏輯片段L2PSeg_1的其中形成有的條目、樹、鏈接或哈希表的P2L片段1260和1262。即,在不掃描存儲在存儲器144的映射塊1210中的針對載入至存儲器144的邏輯片段L2P_Seg1(1290)的物理片段的情況下,控制器130可以檢查邏輯片段列表1240中的邏輯片段L2PSeg_1的P2L片段1260和1262,由此檢查針對邏輯片段L2P_Seg1(1290)的物理片段。
控制器130可以更新已載入至控制器130的存儲器144的邏輯片段L2P_Seg1(1290)中的P2L片段1260和1262,或者更新已載入至控制器130的存儲器144的L2P_Seg1(1290)中的邏輯/物理地址2000/5(1296)和邏輯/物理地址2010/6(1298)。
此外,當數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010被寫入至用戶數(shù)據(jù)塊1300的第一開放塊1310中的第一頁面至第七頁面即頁面_0–頁面_6時,控制器130可以更新對應于數(shù)據(jù)100、數(shù)據(jù)200、數(shù)據(jù)300、數(shù)據(jù)301、數(shù)據(jù)302、數(shù)據(jù)2000和數(shù)據(jù)2010的第一映射數(shù)據(jù),并且然后將更新的第一映射數(shù)據(jù)存儲在存儲器裝置150的映射塊1350中。此外,由于第二映射數(shù)據(jù)的物理片段存儲在控制器130的存儲器144中,控制器130可以將第二映射數(shù)據(jù)存儲在存儲器裝置150的映射塊1350中。
根據(jù)本發(fā)明的實施例,當存儲器系統(tǒng)將對應于從主機102接收的寫入命令的數(shù)據(jù)寫入并存儲在存儲器裝置150的存儲塊中時,存儲器系統(tǒng)可以針對關于寫入的數(shù)據(jù)的每個邏輯片段對物理片段排序,并通過形成針對每個邏輯片段排序的物理片段之間的條目、樹、鏈接或哈希表來構(gòu)建邏輯片段列表。當更新關于寫入的數(shù)據(jù)的映射數(shù)據(jù)例如第一映射數(shù)據(jù)時,存儲器系統(tǒng)可以通過邏輯片段列表快速地檢查需要更新的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段以及針對邏輯片段的物理片段。具體地,存儲器系統(tǒng)可以通過邏輯片段列表快速地檢查針對邏輯片段的物理片段,而不掃描物理片段。此外,甚至在用于從主機102接收的讀取命令的讀取操作期間,存儲器系統(tǒng)可以通過邏輯片段列表快速地檢查針對讀取數(shù)據(jù)的邏輯片段的物理片段?,F(xiàn)在,參照圖14,將更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理操作。
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的存儲器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理操作的流程圖。
參照圖14,在步驟1410中,存儲器系統(tǒng)可以從主機接收命令,例如,寫入命令。在步驟1420中,存儲器系統(tǒng)可以將對應于寫入命令的寫入數(shù)據(jù)存儲在包括于存儲器裝置中的存儲塊中,例如,用戶數(shù)據(jù)塊的開放塊中。
此時,存儲器系統(tǒng)可以根據(jù)對存儲器裝置的用戶數(shù)據(jù)塊的寫入操作,針對寫入數(shù)據(jù)的每個邏輯片段對物理片段排序。然后,存儲器系統(tǒng)可以構(gòu)建具有形成在排序的物理片段之間的條目、樹、鏈接或哈希表的邏輯片段列表,并且將邏輯片段列表存儲在控制器的存儲器中。
在步驟1430中,存儲器系統(tǒng)可以根據(jù)對存儲器裝置的用戶數(shù)據(jù)塊的寫入操作,檢查需要更新的第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段,并且更新第一映射數(shù)據(jù)的邏輯片段。
然后,在步驟1440中,存儲器系統(tǒng)可以將更新的映射數(shù)據(jù)存儲在包括在存儲器裝置中的存儲塊中,例如映射塊的開放塊中。
由于已經(jīng)參照圖12和圖13詳細地描述了對應于從主機接收的寫入命令的寫入數(shù)據(jù)的存儲操作、對應于寫入數(shù)據(jù)的存儲的邏輯片段列表的構(gòu)建操作、使用邏輯片段列表更新和存儲映射數(shù)據(jù)的操作以及使用邏輯片段列表的讀取操作,因此在此省略其詳細說明。
根據(jù)本發(fā)明的實施例,存儲器系統(tǒng)及其操作方法可以更快速且穩(wěn)定地將數(shù)據(jù)處理至存儲器裝置。
盡管為了說明的目的已經(jīng)描述了各種實施例,但對于本領域技術(shù)人員將明顯的是,在不脫離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和/或范圍的情況下可以做出各種改變和變型。