[发明专利]检测静态数据区、磨损均衡、和合并数据单元的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请声明要求2006年12月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2006-0129655的优先权，在此作为参考合并其全文。

技术领域

本发明涉及一种磨损均衡(wear-leveling)方法，并且更加特别地，涉及一种用于非易失性数据存储设备的装置和方法，由此通过在非易失性数据存储设备的每个数据单元中存储指明写入时间的老化值、以及使用老化值检测静态数据区，来使磨损均衡效果最大化。

背景技术

近来，由于闪存的特性，诸如低耗电量、小尺寸、低发热量和高稳定性，以及由于单个闪存的快速增长的存储量，使得闪存作为在包括移动设备的各种多媒体设备中使用的一种非易失性数据存储设备而广泛地用作优选的存储设备。

然而，一般地，闪存具有低的编程(写入)速度，并且，为了更新记录数据的块，必须在针对该块执行写入操作之前对该块进行擦除。

构成擦除操作的基本单元的每个块可以承受多次擦除计数，称为承受条件。例如，对于单级单元(SLC：Single Level Cell)型为100000次擦除计数而对于多级单元(MLC)型为10000次擦除计数。承受条件也被应用到可以执行写入和擦除操作的其它非易失性数据存储设备，因此，下面的描述一般可应用到所有的非易失性数据存储设备中。

如果在存储器的特定块中发生频繁的更新，则由于老化过程导致生成坏的块，从而导致整个存储器的寿命的快速减少。为了防止老化过程，用于管理闪存的文件系统，例如闪存翻译层(FTL)系统，要求磨损均衡方案，并且存储器的寿命很大程度上取决于所采用的磨损均衡方法。

图1是示出了根据已有技术当使用仅对运行时间进行计数的方法时、闪存的每个块的擦除计数数量的图。

用于管理擦除计数数量的磨损均衡方法一般使用存储每个块的擦除计数数量的方法，该方法可以被分为两种方法。第一种方法是其中将包含关于擦除计数数量的信息的管理表存储在闪存上，以及第二种方法是其中将包含关于擦除计数数量的信息的管理表存储在用于驱动闪存的系统的存储器(随机存取存储器(RAM))上。上述第二种方法是仅对运行时间进行计数的方法。

根据第一种方法(存储在闪存上)，具有闪存的物理块地址的擦除计数数量被存储在包括在闪存中的块映射(map)表中，并且只有映射表高速缓存被存储在系统存储器中。因此，因为每个块的擦除计数的数量被存储在闪存中，所以可以执行正确的闪存磨损均衡，然而，由于关于擦除计数数量的附加信息，块映射表的计算开销变为两倍大。

根据第二种方法(仅对运行时间进行计数的方法)，只有物理块地址被存储在包括在闪存中的块映射表上，并且以擦除计数阵列形式在系统存储器中存储和管理关于擦除计数数量的信息。因为当系统的电力关断时，关于擦除计数数量的信息被复位，所以很难执行理想的闪存磨损均衡，然而，不需要计算开销来更新包括在闪存中的块映射表。

参照图1，当使用其中没有计算开销的第二种方法(仅对运行时间进行计数的方法)时，即使由于利用擦除计数数量管理的磨损均衡方法、基本上通过FTL执行的地址重新映射和垃圾收集功能，一般也显示擦除计数数量。参考块编号0到749，可以看出每个块的擦除计数之间的差不是很大。

然而，参考块编号为749到953(参见附图标记110)，每块的擦除计数数量很小，并因此，块编号为749到953的块与其它周围块之间的擦除计数数量的差很大。区110是静态数据区，其中数据被保护很长时间而不被更新或擦除。当用第二种方法时，由于复位了关于擦除计数数量的信息，很难准确地检测静态数据区110。

在使用第二种方法(仅对运行时间进行计数的方法)的磨损均衡方法中，因为当系统电力关断时与磨损有关的信息(关于擦除计数数量的信息)被复位，所以如果静态数据区110在存储设备中广泛地分布，则磨损均衡效果将相当大地减小。

图2是用于描述根据已有技术、关于闪存中的静态区的磨损均衡方法的流程图。

参照图2，在根据已有技术的关于静态区的磨损均衡方法中，在操作210中对写入或擦除操作的数量进行计数，并当计数值是所选数目，例如1000，的倍数时，在操作220中执行任意处理，并且在操作230开始磨损均衡方法。通过在操作240中设置特定的选择顺序或在操作250中激活任意处理，在操作260中选择一单元，在操作270中将所选择的单元的数据移动到另一个自由单元，并且擦除所选择的单元。