[发明专利]一种提高多层单元NAND-Flash存储可靠性的备用区分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及NAND-Flash技术领域，具体涉及一种提高多层单元NAND-Flash存储可靠性的备用区分配方法。

背景技术

NAND-Flash是一种用于存储数据的存储介质。一个NAND-Flash由数据块组成，每个数据块又由页面组组成。一般来说，页面组的每个页面由n字节数据区和m字节备用区组成。另外在数据存储逻辑上，每个页面的n字节数据区可以分解为s个扇区(SECTOR)，其中每个扇区(SECTOR)包括n/s字节数据区，另外在m字节备用区针对每个扇区(SECTOR)m/s字节用存储用于对应的纠错码和其他管理信息，其中n、m以及s为正整数，且n大于m，另外n和m均为s的整数倍。

虽然NAND-Flash的电荷能永久保存电晶体的状态，但是由于这些电荷被氧化物层隔开用以维持一个稳定的状态，而这些氧化物层是会随着时间和使用多少而消失的，因此最终会导致NAND-Flash的Flash Memory失效。这也就导致了NAND-Flash在生产和使用过程中会产生坏块。坏块是指该块所在其中一页或多页在存储数据时，发生数据存储错误。而且，随着使用时间的增加坏块出现的概率也在增大，这样在NAND-Flash使用过程中，如果简单丢弃坏块会造成很大的资源浪费。

所以，为了提高NAND-FLASH存储的可靠性，必须采用一定的数据纠错算法。通过数据纠错算法后，会有一组纠错冗余码附加在页面备用区。早期的NAND-Flash工艺以单层单元为主，单位数据块的出错概率较小，其存储阵列中的备用区足够存储数据纠错算法产生的纠错码。对于目前NAND-Flash主流工艺多层单元，每个存储单元存储两位数据，由于密度的增加导致数据块出错概率增大，数据块所需要的纠错能力远大于单层单元工艺的要求，这就导致了存储数据可靠性的降低。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种提高多层单元NAND-Flash存储可靠性的备用区分配方法，通过利用高有效位MSB页与低有效位LSB页的不同错误率，重新分配多层单元NAND-Flash备用区，高有效位MSB页的错误率较高，需要更多的备用区用于纠错，因此，高有效位MSB页的全部备用区用于存储纠错码，低有效位LSB页应用较少的备用区存储纠错码，高有效位MSB页和低有效位LSB页的管理信息(擦除块管理信息、损耗均衡管理信息等)都存储于低有效位LSB页的备用区，大大提高了纠错能力和提高了存储数据可靠性。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种提高多层单元NAND-Flash存储可靠性的备用区分配方法，首先将多层单元NAND-Flash的数据块中的高有效位MSB页的带有n字节数据区分为s个首扇区数据分部，每个首扇区数据分部的大小为n/s，将该高有效位MSB页的m字节备用区分为一一对应于s个首扇区数据分部的s个首ECC码区数据分部，每个首ECC码区数据分部的大小为m/s，而将多层单元NAND-Flash的数据块中的低有效位LSB页的带有n字节数据区分为s个尾扇区数据分部，每个尾扇区数据分部的大小为n/s，将该低有效位LSB页的m字节备用区分为一一对应于s个尾扇区数据分部的s个尾ECC码区数据分部和管理信息区数据分部，每个尾ECC码区数据分部的大小小于每个首ECC码区数据分部的大小，而管理信息区数据分部用于存放高有效位MSB页和低有效位LSB页的管理信息(擦除块管理信息、损耗均衡管理信息等)。其中n、m以及s为正整数，且n大于m，另外n和m均为s的整数倍。

当要向高有效位MSB页和低有效位LSB页写入数据时，首先高有效位MSB页的4个首扇区数据分部和低有效位LSB页的4个尾扇区数据分部接收对应的所需要写入的数据，同时按照各个首ECC码区数据分部的大小和各个尾ECC码区数据分部的大小分别通过错误纠正算法(BCH，RS)导出对应的各个首扇区数据分部数据的ECC码和各个尾扇区数据分部的ECC码，并将各个首扇区数据分部数据的ECC码和各个尾扇区数据分部的ECC码存放入对应的各个首ECC码区数据分部和各个尾ECC码区数据分部，同时将高有效位MSB页和低有效位LSB页的管理信息(擦除块管理信息、损耗均衡管理信息等)存放入管理信息区数据分部。