專利名稱：閃存資料存取可靠性提升裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及存儲設(shè)備，尤其涉及一種應(yīng)用于閃存的資料讀寫以及可通過硬件電路編碼、比較、裁決及譯碼而提升數(shù)據(jù)存取可靠度的閃存資料存取可靠性提升裝置。
背景技術(shù)：
閃存廣泛使用于計(jì)算機(jī)主機(jī)或消費(fèi)性電子產(chǎn)品中，例如現(xiàn)有的隨身碟、MP3播放器中的閃存，即為最常見的閃存應(yīng)用場合，然而，現(xiàn)有的閃存資料讀寫控制模式，根據(jù)目前技術(shù)，一個(gè)閃存區(qū)塊抹除約一百萬次，存放其上的資料即有可能無法正確被讀出。當(dāng)一個(gè)閃存區(qū)塊因?yàn)槟ǔ螖?shù)過多，而造成無法正確讀出資料時(shí)，即稱此區(qū)塊被寫穿。
由于閃存有此種壽命限制，因此如何確保在閃存區(qū)塊被寫穿的情況下，仍能正確讀出資料，便成為一個(gè)重要的課題。目前現(xiàn)有的解決方法有兩種一種是通過硬件技術(shù)的進(jìn)步來改善閃存的可靠性；另一種則是通過錯(cuò)誤更正碼(Error Correction Code，ECC)來修正錯(cuò)誤。但錯(cuò)誤更正碼的能力受到閃存頁面(page)的保留區(qū)(spare area)大小的限制，以512字節(jié)的頁面來說，要能夠偵測出兩個(gè)位的錯(cuò)誤，并能更正一個(gè)位的錯(cuò)誤，即需要24個(gè)位的錯(cuò)誤更正碼。
如

圖1所示，現(xiàn)有的閃存資料讀寫架構(gòu)，欲寫入的資料A1在寫入資料區(qū)A2的同時(shí)，也產(chǎn)生一錯(cuò)誤更正碼A3存入該資料區(qū)A2后方的保留區(qū)A4中，而這種如圖1所示的現(xiàn)有的閃存資料讀寫架構(gòu)，如應(yīng)用在更不可靠的多級單元(Multi-Level Cell，MLC)閃存上時(shí)，該閃存一個(gè)單元(cell)可以儲存兩個(gè)或以上的位，但是也因此造成位值可能誤判的情形發(fā)生，雖然增大保留區(qū)能提供錯(cuò)誤更正碼更多的儲存空間可以稍加改善問題，但是此種作法勢必將現(xiàn)有的系統(tǒng)及硬件做大幅度的更新與擴(kuò)大才行，使閃存于應(yīng)用上不具有經(jīng)濟(jì)效益。
此外，在相關(guān)的在先專利文獻(xiàn)方面，如中國臺灣專利公報(bào)第575806號“一種增強(qiáng)閃存的錯(cuò)誤更正能力及同時(shí)對資料加密的方法”發(fā)明專利案，揭示了關(guān)于增強(qiáng)閃存的錯(cuò)誤更正能力的技術(shù)，但對于兩個(gè)位的錯(cuò)誤更正能力，并無任何妥善對策，有可能造成誤判情形發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種閃存資料存取可靠性提升裝置，經(jīng)由編碼器對寫入的資料編碼，以及錯(cuò)誤碼產(chǎn)生器接著對編碼后的信息進(jìn)行錯(cuò)誤更正碼運(yùn)算，協(xié)助提升譯碼時(shí)的效能，可有效應(yīng)用于偵測出兩個(gè)位的錯(cuò)誤，并能更正一個(gè)位的錯(cuò)誤的閃存資料存取場合。
本實(shí)用新型的再一目的在于提供一種閃存資料存取可靠性提升裝置，經(jīng)由一比較器、裁決器及譯碼器，通過比較器與保留區(qū)中的錯(cuò)誤更正碼進(jìn)行比對，由比較錯(cuò)誤更正碼的異同來協(xié)助選取用來譯碼的單元群，裁決器能夠?qū)⒂袪幾h的位值信息通知譯碼器，當(dāng)譯碼器在選取用來還原資料的單元時(shí)，即可盡量避免選擇有爭議的單元，提升譯碼的效率，以便應(yīng)用在多級單元閃存上時(shí)，可以使位值準(zhǔn)確被判斷及儲存，提升閃存資料存取的可靠性。
本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種閃存資料存取可靠性提升裝置，該裁決器可針對在多級單元閃存應(yīng)用上，將電壓級別(voltage level)做更進(jìn)一步的區(qū)分，在儲存兩個(gè)位的多級單元閃存中，需要能夠區(qū)分四個(gè)電壓級別(分別代表11、10、01與00)，使位值誤判的情形消除，讓裁決器能夠?qū)⒂袪幾h的位值信息通知譯碼器，當(dāng)譯碼器在選取用來還原資料的單元時(shí)，即可盡量避免選擇有爭議的單元。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型閃存資料存取可靠性提升裝置，其特征在于，包括一指令暫存器，連接一閃存，以儲存閃存資料讀寫的指令數(shù)據(jù)；一地址暫存器，連接閃存，以儲存閃存資料讀寫的地址資料；一閃存控制電路，分別連接指令暫存器及地址暫存器，根據(jù)指令暫存器及地址暫存器內(nèi)容而對閃存資料進(jìn)行寫入或讀出控制；一資料暫存器，連接閃存，作為閃存資料讀寫暫存用；一編碼器，連接資料暫存器，對該閃存寫入的資料進(jìn)行編碼；一錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器，連接編碼器，對該編碼器編碼后的閃存寫入資料產(chǎn)生錯(cuò)誤更正碼；一訊號轉(zhuǎn)換器，連接編碼器、錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器及閃存，將經(jīng)編碼器編碼后的資料轉(zhuǎn)換后存入閃存及將錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的錯(cuò)誤更正碼轉(zhuǎn)換后存入閃存的保留區(qū)內(nèi)；一比較器，連接錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器及訊號轉(zhuǎn)換器，對閃存讀出資料的錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的錯(cuò)誤更正碼與閃存內(nèi)保留區(qū)的錯(cuò)誤更正碼作比較，產(chǎn)生一比較控制命令而輸出；一裁決器，連接訊號轉(zhuǎn)換器，將電壓級別做數(shù)個(gè)級別區(qū)分，并將該閃存資料中有爭議的位值信息選出輸出；一譯碼器，連接訊號轉(zhuǎn)換器、比較器及裁決器，以根據(jù)比較器輸出的比較控制命令與裁決器選出的爭議位值，以選出適當(dāng)單元群來正確譯碼出閃存內(nèi)的讀出資料，并傳入資料暫存器。
前述的閃存資料存取可靠性提升裝置，其中指令暫存器及地址暫存器所連接的閃存為多級單元閃存。
前述的閃存資料存取可靠性提升裝置，其中裁決器將邏輯電壓區(qū)分為數(shù)個(gè)邏輯電壓級別。
本實(shí)用新型閃存資料存取可靠性提升裝置的有益效果是，其包括一指令暫存器、地址暫存器、閃存控制電路、資料暫存器、編碼器、錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器、訊號轉(zhuǎn)換器、比較器、裁決器及譯碼器；其中，該指令暫存器及地址暫存器分別連接至一閃存，以進(jìn)行資料讀寫指令及地址暫存，該閃存控制電路連接該指令暫存器與地址暫存器，以作為閃存資料讀寫控制，該資料暫存器連接閃存控制器，加載欲寫入的數(shù)據(jù)，并由該編碼器進(jìn)行編碼，再由該錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器產(chǎn)生更正碼資料，通過訊號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后寫入閃存中，該比較器及裁決器是在閃存資料讀出，提供錯(cuò)誤更正碼的比對結(jié)果及有爭議的位值通知譯碼器，使該譯碼器可以解出正確的資料及避免有爭議的位值被讀出，達(dá)到本實(shí)用新型提升閃存資料存取可靠性的功效。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖1為現(xiàn)有閃存的錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生及儲存架構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型閃存資料存取可靠性提升裝置實(shí)施電路方塊圖。
圖3為本實(shí)用新型裁決器中針對有爭議位值單元選擇的電壓邏輯圖。
圖中主要標(biāo)號說明100閃存資料存取可靠性提升裝置、10指令暫存器、20地址暫存器、30閃存控制電路、40資料暫存器、50編碼器、60錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器、70訊號轉(zhuǎn)換器、80比較器、81比較控制命令、90裁決器、95譯碼器、200閃存、A位值點(diǎn)、A1欲寫入資料、A2寫入資料區(qū)、A3錯(cuò)誤更正碼、A4保留區(qū)。
具體實(shí)施方式
參閱第二圖所示，本實(shí)用新型之閃存資料存取可靠性提升裝置100，包括一指令暫存器10、地址暫存器20、閃存控制電路30、資料暫存器40、編碼器50、錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器60、訊號轉(zhuǎn)換器70、比較器80、裁決器90及譯碼器95；其中，指令暫存器10與地址暫存器20連接至一閃存200，該指令暫存器10提供閃存200資料存取的指令暫存，指出接收到的命令是寫入或是讀取，地址暫存器20提供閃存200資料存取的地址暫存，暫存欲讀取或?qū)懭氲哪繕?biāo)閃存200地址。
上述的閃存控制電路30連接該指令暫存器10與地址暫存器20，以根據(jù)該指令暫存器10的指令內(nèi)容及地址暫存器20的地址內(nèi)容進(jìn)行閃存200的資料寫入或讀出控制，該資料暫存器40連接該閃存200，以暫存閃存200的讀寫資料。
上述的編碼器50連接資料暫存器40，以由資料暫存器40讀取欲寫入的資料，并進(jìn)行編碼，編碼會(huì)產(chǎn)生額外的信息，借以在之后可以進(jìn)行錯(cuò)誤的更正。
上述的錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器60連接該編碼器50，接著對編碼過后的信息進(jìn)行錯(cuò)誤更正碼運(yùn)算。該錯(cuò)誤更正碼已經(jīng)不再單純負(fù)有錯(cuò)誤更正的任務(wù)，它可以協(xié)助提升將來譯碼時(shí)的效能。
上述的訊號轉(zhuǎn)換器70連接上述編碼器50、錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器60及閃存200，以通過該訊號轉(zhuǎn)換器70分別將編碼器50編碼后的資料及錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器60產(chǎn)生的錯(cuò)誤更正碼通過訊號轉(zhuǎn)換器70轉(zhuǎn)換后，分別寫入閃存200的資料區(qū)與保留區(qū)中。
上述的比較器80連接錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器60及訊號轉(zhuǎn)換器70，以在該閃存200的資料讀出過程中，將原先儲存于該閃存200內(nèi)保留區(qū)的錯(cuò)誤更正碼讀出并與該錯(cuò)誤更碼產(chǎn)生器60所產(chǎn)生的錯(cuò)誤更正碼加以比對，通過比較兩者錯(cuò)誤更正碼的異同，輸出一比較控制命令81來協(xié)助選取閃存200內(nèi)讀出資料的單元群。
參閱圖3所示，上述的裁決器90連接訊號轉(zhuǎn)換器70，以于閃存200資料讀出的過程中，針對在多級單元閃存200應(yīng)用上，將邏輯電壓級別做更進(jìn)一步的區(qū)分，如區(qū)分四個(gè)邏輯電壓級別，分別代表“11、10、01”與“00”等值，并將有爭議的位值信息挑出，例如在圖2中所示的橫軸為邏輯電壓VT；縱軸為單元個(gè)數(shù)，一位值點(diǎn)A介于“11”與“10”兩個(gè)值之間，無法判定有爭議時(shí)，可以將此有爭議的位值點(diǎn)A所代表的位值予以選出，經(jīng)由裁決器90輸出。
上述的譯碼器95連接比較器80、裁決器90及資料暫存器40，該譯碼器95接收來自比較器80的比較控制命令81及裁決器90輸出的爭議位值，若根據(jù)這些信息所選出用來譯碼的單元群解出來的數(shù)據(jù)是正確的，則將譯碼后的資料傳入資料暫存器40，否則選取閃存200另一組單元群進(jìn)行譯碼，直到獲得正確的數(shù)據(jù)或是重復(fù)的次數(shù)超過一個(gè)門檻值為止，進(jìn)而達(dá)到提升閃存200資料存取可靠性及避免選擇有爭議的位值單元被讀出的功效。
在以上圖2至圖3中所示本實(shí)用新型的閃存資料存取可靠性提升裝置，其中所揭示的相關(guān)說明及圖式，僅為便于闡明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)手段，所揭示較佳實(shí)施例的一隅，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種閃存資料存取可靠性提升裝置，其特征在于，包括一指令暫存器，連接一閃存，以儲存閃存資料讀寫的指令數(shù)據(jù)；一地址暫存器，連接閃存，以儲存閃存資料讀寫的地址資料；一閃存控制電路，分別連接指令暫存器及地址暫存器，根據(jù)指令暫存器及地址暫存器內(nèi)容而對閃存資料進(jìn)行寫入或讀出控制；一資料暫存器，連接閃存，作為閃存資料讀寫暫存用；一編碼器，連接資料暫存器，對該閃存寫入的資料進(jìn)行編碼；一錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器，連接編碼器，對該編碼器編碼后的閃存寫入資料產(chǎn)生錯(cuò)誤更正碼；一訊號轉(zhuǎn)換器，連接編碼器、錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器及閃存，將經(jīng)編碼器編碼后的資料轉(zhuǎn)換后存入閃存及將錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的錯(cuò)誤更正碼轉(zhuǎn)換后存入閃存的保留區(qū)內(nèi)；一比較器，連接錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器及訊號轉(zhuǎn)換器，對閃存讀出資料的錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的錯(cuò)誤更正碼與閃存內(nèi)保留區(qū)的錯(cuò)誤更正碼作比較，產(chǎn)生一比較控制命令而輸出；一裁決器，連接訊號轉(zhuǎn)換器，將電壓級別做數(shù)個(gè)級別區(qū)分，并將該閃存資料中有爭議的位值信息選出輸出；一譯碼器，連接訊號轉(zhuǎn)換器、比較器及裁決器，以根據(jù)比較器輸出的比較控制命令與裁決器選出的爭議位值，以選出適當(dāng)單元群來正確譯碼出閃存內(nèi)的讀出資料，并傳入資料暫存器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃存資料存取可靠性提升裝置，其特征在于，所述指令暫存器及地址暫存器所連接的閃存為多級單元閃存。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃存資料存取可靠性提升裝置，其特征在于，所述裁決器將邏輯電壓區(qū)分為數(shù)個(gè)邏輯電壓級別。
專利摘要一種閃存資料存取可靠性提升裝置，包括指令暫存器、地址暫存器、閃存控制電路、資料暫存器、編碼器、錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器、訊號轉(zhuǎn)換器、比較器、裁決器及譯碼器，該指令暫存器及地址暫存器分別連接至一閃存，以進(jìn)行資料讀寫指令及地址暫存，該閃存控制電路連接指令暫存器與地址暫存器，以控制閃存資料讀寫，該資料暫存器連接閃存控制器，以加載欲寫入的數(shù)據(jù)，并由編碼器進(jìn)行編碼，再由錯(cuò)誤更正碼產(chǎn)生器產(chǎn)生更正碼資料，通過訊號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后寫入閃存中，該比較器及裁決器是在閃存資料讀出，提供錯(cuò)誤更正碼的比對結(jié)果及有爭議的位值通知譯碼器，使該譯碼器可以解出正確的資料及避免有爭議的位值被讀出，從而提升閃存資料存取的可靠性。
文檔編號G11C29/04GK2922056SQ200620115768
公開日2007年7月11日 申請日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者謝仁偉, 郭大維, 謝享奇 申請人:創(chuàng)惟科技股份有限公司