專利名稱：電子存儲裝置及其糾錯方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子存儲裝置及其糾錯方法，特別是涉及一種非揮發(fā)性電子存儲 裝置及其糾錯方法。
背景技術：
NAND型閃存因具有讀寫速度快、省電、可靠度高等優(yōu)點，廣泛被應用在消費型電子 產(chǎn)品作為存儲媒體使用。NAND型多值單元記憶體(Multi-Level Cell，MLC)閃存，能大幅 提高存儲容量，降低成本。在燒錄時將單一記憶單元所記錄的兩個位，分別構成同一記憶區(qū)塊中的兩個記憶 頁，而形成低次位稱為最低有效位記憶頁(LSB Page，下面簡稱LSB記憶頁)，高次位稱為最 高有效位記憶頁(MSB Page，下面簡稱MSB記憶頁)的存儲結構。兩者雖具不同的記憶頁， 實質(zhì)上則系以同一組記憶單元進行記錄，被稱為配對記憶頁(Paired Page)。圖1為習知的 MLC型閃存LSB記憶頁與MSB記憶頁的燒錄過程示意圖。具體過程如下(1)若低次位為1 (LSB記憶頁燒錄后為狀態(tài)U)，高次位也為1，則記憶體單元的狀 態(tài)維持在狀態(tài)U;(2)若低次位為1 (LSB記憶頁燒錄后為狀態(tài)U)，高次位為0，則將記憶體單元從狀 態(tài)U燒錄到狀態(tài)C ；(3)若低次位為0 (LSB記憶頁燒錄后為狀態(tài)A)，高次位為1，則記憶體單元的狀態(tài) 維持在狀態(tài)A ；(4)若低次位為0 (LSB記憶頁燒錄后為狀態(tài)A)，高次位為0，則將記憶體單元從狀 態(tài)A燒錄到狀態(tài)B。通常閃存在讀寫數(shù)據(jù)時，會利用錯誤修正碼(Error Correction Code, ECC)來確 保數(shù)據(jù)讀寫的正確性。尤其高密度的閃存芯片，其需要更強的錯誤偵測及修復的能力來支 持。因為閃存在出廠時就不保證記憶胞數(shù)組上所有的記憶胞都是良好的，加上閃存在使用 時也有會發(fā)生記憶胞損壞或老化的現(xiàn)象，以及在讀寫數(shù)據(jù)時可能因受到干擾而造成讀寫錯 誤的情形，所以閃存廠商大多會要求控制器廠商須采用適當位數(shù)的錯誤修正碼來確保存取 數(shù)據(jù)的正確性。如此，錯誤的數(shù)據(jù)位，皆會被偵測出來并予以修正。但若錯誤的數(shù)據(jù)位的數(shù) 目超過錯誤修正碼修復的范圍，錯誤數(shù)據(jù)將無法修復，會造成數(shù)據(jù)損毀而無法讀取的情形。 若欲提高錯誤位偵測與修復的能力來提升閃存中存儲數(shù)據(jù)的可靠度，將需要占用較多的內(nèi) 存冗余位，但閃存可能不會提供足夠多的冗余位數(shù)。而且，數(shù)據(jù)于閃存上存取時，仍有可能會發(fā)生錯誤數(shù)據(jù)的位數(shù)超過ECC的保護范 圍的情況，因而造成數(shù)據(jù)讀取錯誤的情形。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明解決的技術問題是提供一種電子存儲裝置及其資料 糾錯方法，使得電子存儲裝置不僅寫入迅速，還能修復數(shù)據(jù)。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明提出一種電子存儲裝置，其中，所述電子存儲裝置包括存儲單元、ECC單 元和錯誤修正單元。存儲單元由快閃記憶體構成，用于存儲數(shù)據(jù)。ECC單元耦接存儲單元，檢 查從存儲單元讀取的數(shù)據(jù)是否有錯誤，當數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目在ECC單元的糾錯能力以內(nèi)時， 修正數(shù)據(jù)。錯誤修正單元耦接存儲單元，當數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目超出ECC單元的糾錯能力時，依 序反向數(shù)據(jù)。本發(fā)明亦提出一種電子存儲裝置糾錯方法，電子存儲裝置包括ECC單元，檢查并 糾正錯誤，其特征在于，所述數(shù)據(jù)糾錯方法包括以下步驟檢查讀取的數(shù)據(jù)是否有錯誤；當 數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目超出了 ECC單元的糾錯能力時，依序反向所述數(shù)據(jù)；每一次反向后，檢查數(shù) 據(jù)的錯誤數(shù)目是否已在ECC單元的糾錯能力內(nèi)；當數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目在ECC單元的糾錯能力 內(nèi)時，修復數(shù)據(jù)。本發(fā)明的有益效果如下選擇數(shù)據(jù)位逐一反向，再利用ECC單元檢查，可以在ECC 糾錯能力不足的情況下修復數(shù)據(jù)；再者，針對較容易出錯的數(shù)據(jù)位進行反向，能減少錯誤檢 查時間，提高效率。


圖1是習知的MLC型閃存LSB記憶頁與MSB記憶頁的燒錄過程示意圖；圖2是本發(fā)明電子存儲裝置功能方塊圖；圖3是本實施例的第一種錯誤數(shù)據(jù)修復方法示意圖；圖4A、圖4B是本實施例的第二種錯誤數(shù)據(jù)修復方法示意圖；圖5是本實施例的第三種錯誤數(shù)據(jù)修復方法示意圖。
具體實施例方式圖2是本發(fā)明電子存儲裝置功能方塊圖。電子存儲裝置1包括控制器10及存儲 單元11?？刂破?0包括微處理器101、ECC單元102、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103、主機接口 104、存儲 單元接口 105及數(shù)據(jù)錯誤修正單元106。微處理器101用于控制器10內(nèi)各單元間控制命令 的處理與數(shù)據(jù)的傳輸管理；主機接口 104連接外部裝置，以傳輸指令與數(shù)據(jù)。存儲單元接口 105系連接存儲單元11，用于和存儲單元11進行數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103用以暫存存儲 主機接口 104與存儲單元接口 105所接收的數(shù)據(jù)。ECC單元102耦接存儲單元11用于確認 數(shù)據(jù)的正確性，若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤，先透過錯誤修正的功能來修復，若ECC單元102無法修復， 則由錯誤修正單元106利用依序反向數(shù)據(jù)位的方式來修復錯誤數(shù)據(jù)。在寫入數(shù)據(jù)到電子存儲裝置1時，控制器10利用主機接口 104接收外部數(shù)據(jù)，然 后將接收的數(shù)據(jù)暫存于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103。ECC單元102便將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103中的數(shù)據(jù)加上 錯誤修正編碼，然后將加上ECC編碼的數(shù)據(jù)便透過存儲單元接口 105傳送到存儲單元11存 儲。而在讀取數(shù)據(jù)時，控制器10透過存儲單元接口 105讀取存儲單元11中的數(shù)據(jù)，將 讀取出來的數(shù)據(jù)暫存于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103中。ECC單元102偵測是否有錯誤，若有錯誤且錯誤 數(shù)據(jù)位的數(shù)目在ECC單元102的糾錯能力內(nèi)，便將錯誤數(shù)據(jù)予以修復。數(shù)據(jù)修復后，再透過 主機接口 104輸出。若數(shù)據(jù)錯誤的位數(shù)超出ECC單元102糾錯能力的范圍，錯誤修正單元
4106選擇并依序反向數(shù)據(jù)緩存器103中的相應的數(shù)據(jù)位，藉此將數(shù)據(jù)的錯誤位數(shù)降至ECC單 元102可修復的范圍來達到數(shù)據(jù)修復的功效。圖3是本實施例的第一種錯誤數(shù)據(jù)修復方法示意圖。若在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103暫存一 筆512位的數(shù)據(jù)發(fā)生ECC單元102無法修復的錯誤，即錯誤數(shù)據(jù)位的數(shù)目超出了 ECC單元 102的糾錯能力，錯誤修正單元106則依序反向該數(shù)據(jù)位，且每一次反向后，都檢查錯誤數(shù) 據(jù)位的數(shù)目是否已降至ECC單元102的糾錯能力內(nèi)。圖3中箭頭所指的數(shù)據(jù)位即為反向的 數(shù)據(jù)位。當數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103中的數(shù)據(jù)可以被ECC單元102修復時，便由ECC單元102將數(shù) 據(jù)修復，然后將修復后的數(shù)據(jù)透過主機接口 104輸出。為減少修復的時間，本發(fā)明還提出第二種錯誤數(shù)據(jù)修復方法，選擇同值的數(shù)據(jù)位 進行反向，即選擇數(shù)據(jù)位均為“0”的數(shù)據(jù)進行反向，數(shù)據(jù)位為“1”的不反向。同樣，也可選 擇數(shù)據(jù)位均為“1”的數(shù)據(jù)進行反向，數(shù)據(jù)位為“0”的不反向，用戶可自行定義進行操作。圖4A、4B是本實施例的第二種錯誤數(shù)據(jù)修復方法示意圖。圖4A中，在數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 103暫存一筆512位的數(shù)據(jù)發(fā)生ECC單元102無法修復的錯誤，則錯誤修正單元106針對 數(shù)據(jù)為“0”的數(shù)據(jù)位依序執(zhí)行反向，且每一次反向后，ECC單元102都檢查是否可以修復數(shù) 據(jù)。圖4A中箭頭所指數(shù)據(jù)位即為反向的數(shù)據(jù)位。當數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103中的數(shù)據(jù)可以被ECC單 元102修復時，即錯誤數(shù)據(jù)位的數(shù)目已降至ECC單元102的糾錯能力內(nèi)，便由ECC單元102 將修正數(shù)據(jù)，然后將修正后的數(shù)據(jù)透過主機接口 104輸出。圖4B中，錯誤修正單元106則 是針對數(shù)據(jù)為“1”的數(shù)據(jù)位依序執(zhí)行反向，并檢查是否已降至ECC單元102可修復的范圍。 圖4B中箭頭所指數(shù)據(jù)位即為反向的數(shù)據(jù)位。當數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103中的數(shù)據(jù)為ECC單元102 可修復時，便由ECC單元102將數(shù)據(jù)修復，然后修復后的數(shù)據(jù)透過主機接口 104輸出。為進一步減少數(shù)據(jù)修復的時間，本發(fā)明提出第三種錯誤數(shù)據(jù)修復方法，挑選出容 易發(fā)生錯誤的數(shù)據(jù)型態(tài)做反向的動作。如圖1所示，在燒錄MLC閃存MSB記憶頁的記憶體單元時，當記憶體單元由狀態(tài)U 燒錄到C時，記憶體單元的值由“11”燒錄到“01”，因為記憶體單元的電位特性，記憶體單元 的狀態(tài)須由位階“U”經(jīng)過兩個狀態(tài)位階“A”、“B”才得以燒錄到位階“C”。由于這樣的燒錄 過程需經(jīng)過較多的位階，故容易發(fā)生沒有準確燒錄到目標位階的情況。如記憶體單元的狀 態(tài)沒有準確燒錄到位階“C”，而被錯誤燒錄到位階“B”，這將造成原本LSB記憶頁的數(shù)據(jù)應 為“ 1 ”卻變成“0 ”，從而產(chǎn)生錯誤數(shù)據(jù)。根據(jù)以上，本發(fā)明提出第三種錯誤修復方法。圖5是本實施例的第三種錯誤數(shù)據(jù) 修復方法示意圖。錯誤修正單元106針對數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103中較容易發(fā)生錯誤的數(shù)據(jù)型態(tài) (DataPattern)作反向的動作。若數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103中的數(shù)據(jù)為LSB記憶頁的數(shù)據(jù)，而發(fā)生 ECC無法修復的情況，控制器10便將LSB記憶頁所對應的MSB記憶頁中的數(shù)據(jù)讀到數(shù)據(jù)緩 沖區(qū)103中，如圖5所示，對比LSB記憶頁和MSB記憶頁，找出對應位皆為“0”的數(shù)據(jù)位(亦 即上述容易發(fā)生錯誤的數(shù)據(jù)型態(tài))，再將這些數(shù)據(jù)位依序反向，并在每次反向動作后執(zhí)行檢 查。圖5中箭頭所指方向即為反向的數(shù)據(jù)位。若ECC單元102檢查到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)103中 的數(shù)據(jù)能夠修復時，便由ECC單元102將數(shù)據(jù)修復，然后將修復的數(shù)據(jù)透過主機接口 104輸 出。如此，可大大減少作業(yè)的時間。綜上所述，本發(fā)明為利用依序反向相關數(shù)據(jù)位，再修復數(shù)據(jù)的方法。當數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 中的數(shù)據(jù)發(fā)生ECC無法修復的情況，則將數(shù)據(jù)依序反向，或可挑選出數(shù)據(jù)位為“0”或“1”或容易發(fā)生錯誤的數(shù)據(jù)位進行反向，反向后，若經(jīng)檢查可修復時，便由ECC單元102將數(shù)據(jù)修
以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，非因此即局限本發(fā)明的專利范圍，故舉 凡運用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所為的等效結構變化，均同理包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權利要求
一種電子存儲裝置，用以連于主機系統(tǒng)，其特征在于，該電子存儲裝置包含存儲單元，由快閃記憶體構成；ECC單元，耦接所述存儲單元，檢查從所述存儲單元讀取的數(shù)據(jù)是否有錯誤，當所述數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目在所述ECC單元的糾錯能力以內(nèi)時，修正所述數(shù)據(jù)；及錯誤修正單元，耦接所述存儲單元，當所述數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目超出所述ECC單元的糾錯能力時，依序反向所述數(shù)據(jù)。
2.如權利要求1所述的電子存儲裝置，其特征在于，所述錯誤修正單元依序反向所述 數(shù)據(jù)中為“1”的數(shù)據(jù)位。
3.如權利要求1所述的電子存儲裝置，其特征在于，所述錯誤修正單元依序反向所述 數(shù)據(jù)中為“0”的數(shù)據(jù)位。
4.如權利要求1所述的電子存儲裝置，其特征在于，所述錯誤修正單元依序反向所述 數(shù)據(jù)中容易出錯的數(shù)據(jù)位。
5.如權利要求4所述的電子存儲裝置，其特征在于，所述容易出錯的數(shù)據(jù)位為最低有 效位(LSB)記憶頁和最高有效位(MSB)記憶頁的對應數(shù)據(jù)位皆為“0”的數(shù)據(jù)位。
6.如權利要求2、3、4或5所述的電子存儲裝置，其特征在于，所述錯誤修正單元將所述 數(shù)據(jù)反向后，若所述數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目在所述ECC單元的糾錯能力內(nèi)，所述ECC單元便修復所 述數(shù)據(jù)。
7.一種電子存儲裝置的數(shù)據(jù)糾錯方法，所述電子存儲裝置包含ECC單元，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)糾錯方法包含以下步驟檢查讀取的數(shù)據(jù)是否有錯誤；當數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目超出所述ECC單元的糾錯能力時，依序反向所述數(shù)據(jù)；每一次反向后，檢查所述數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目是否已在所述ECC單元的糾錯能力內(nèi)；及當所述數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目在所述ECC單元的糾錯能力內(nèi)時，修復所述數(shù)據(jù)。
8.如權利要求7所述的電子存儲裝置的數(shù)據(jù)糾錯方法，其中當數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目超出了 所述ECC單元的糾錯能力時，依序反向所述數(shù)據(jù)的步驟，包含下列步驟依序反向所述數(shù)據(jù)中為“1”的數(shù)據(jù)位。
9.如權利要求7所述的電子存儲裝置的數(shù)據(jù)糾錯方法，其中當數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目超出了 所述ECC單元的糾錯能力時，依序反向所述數(shù)據(jù)的步驟，包含下列步驟依序反向所述數(shù)據(jù)中為“0”的數(shù)據(jù)位。
10.如權利要求7所述的電子存儲裝置的數(shù)據(jù)糾錯方法，其中當數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目超出 了所述ECC單元的糾錯能力時，依序反向所述數(shù)據(jù)的步驟，包含下列步驟依序反向所述數(shù)據(jù)中容易出錯的數(shù)據(jù)位。
11.如權利要求10所述的數(shù)據(jù)糾錯方法，其特征在于，所述容易出錯的數(shù)據(jù)位為最低 有效位(LSB)記憶頁和最高有效位(MSB)記憶頁的數(shù)據(jù)位皆為“0”的數(shù)據(jù)位。
12.如權利要求7所述的數(shù)據(jù)糾錯方法，其特征在于，其中檢查讀取的數(shù)據(jù)是否有錯誤 的步驟后，包含下列步驟當所述數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目在所述ECC單元的糾錯能力內(nèi)時，所述ECC單元直接修復所述 數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種電子存儲裝置，用以連接主機系統(tǒng)，電子存儲裝置包括存儲單元、ECC單元和錯誤修正單元。存儲單元由快閃記憶體構成，用于存儲數(shù)據(jù)。ECC單元耦接存儲單元，檢查從存儲單元讀取的數(shù)據(jù)是否有錯誤，當數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目在ECC單元的糾錯能力以內(nèi)時，修正數(shù)據(jù)。錯誤修正單元耦接存儲單元，當數(shù)據(jù)的錯誤數(shù)目超出ECC單元的糾錯能力時，依序反向數(shù)據(jù)。本發(fā)明的有益效果是對數(shù)據(jù)逐一反向，再利用ECC單元檢查，可以在ECC單元糾錯能力不足的情況下修復數(shù)據(jù)；再者，針對較容易出錯的數(shù)據(jù)位進行反向，能減少錯誤檢查時間，提高效率。
文檔編號G11C16/06GK101923896SQ20091003240
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權日2009年6月12日
發(fā)明者方子維, 洪世芳, 謝祥安 申請人:威剛科技(蘇州)有限公司