[发明专利]存储器系统、数据存储设备、存储卡和固态驱动器

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求2011年11月30日提交的韩国专利申请No.10-2011-0127043的优先权，其主题通过引入合并于此。

技术领域

本发明构思涉及非易失性半导体存储器设备和包括其的存储器系统。更具体地，本发明构思涉及能够执行模式改变操作的非易失性系统，该模式改变操作重新定义在非易失性存储器设备中关于存储器单元阵列的定义的使用领域之间的边界。

背景技术

半导体存储器设备一般可以被分类为易失性和非易失性。非易失性存储器（诸如DRAM、SRAM等)在缺乏所施加的电力的情况下丢失存储的数据。相反，非易失性存储器（诸如EEPROM、FRAM、PRAM、MRAM、闪存存储器等）能够在缺乏所施加的电力的情况下保持存储的数据。在其他类型的非易失性存储器中，闪存存储器享有相对快速的数据存取速度、较低的功耗和较密集的存储器单元集成密度。由于这些因素，闪存存储器已经被广泛采用在各种应用中作为数据存储介质使用。

为了提高性能（例如，传入和传出文件数据的有效管理），许多非易失性存储器系统定义一部分组成存储器单元阵列为“缓冲区”，其基本上充当用于被指定为“用户区”的另一部分存储器单元阵列的高速缓冲存储器。因此，传入数据在编程操作期间在被存储在用户区之前会经过该缓冲区，而传出数据在读操作期间（当从用户区读取数据时）同样会经过该缓冲区。结合用户区使用缓冲区减少了合并操作和/或块擦除操作的数目，否则它们在非易失性存储器系统的操作期间将会被定期执行。另外，结合用户区使用缓冲区减少了在对应存储器控制器中SRAM的使用。

不幸的是，结合用户区的非易失性存储器单元阵列的定义的缓冲区的高速缓存使用引起关于缓冲区的适当尺寸的问题。大的文件数据块可能需要在缓冲区和用户区之间进行频繁的数据传递操作。在缓冲区和用户区之间的这类内务（house-keeping）数据交换趋向于减慢存储器系统的性能。另外，由于在全部编程操作期间使用缓冲区，故缓冲区的存储器单元趋于比用户区的存储器单元磨损得更快。

发明内容

在一个实施例中，本发明构思提供一种存储器系统，包括：非易失性存储器（NVM），其包括多电平存储器单元(MLC)，MLC的第一部分被指定为缓冲区并操作在第一模式而MLC的第二部分被指定为用户区并操作在不同于第一模式的第二模式；以及存储器控制器，被配置来使用片上缓存编程来将数据编程到NVM，其中存储器控制器包括磨损等级控制逻辑，该磨损等级控制逻辑被配置来确定关于MLC的磨损等级信息并且响应于磨损等级信息来改变指定从用户区到缓冲区的边界。

在另一个实施例中，本发明构思提供一种存储器系统，包括：非易失性存储器（NVM），其包括多电平存储单元(MLC)，MLC的第一部分被指定为缓冲区并操作在第一模式而MLC的第二部分被指定为用户区并操作在不同于第一模式的第二模式；以及存储器控制器，被配置来使用片上缓存编程将数据编程到NVM，并且包括纠错编码电路（ECC）和磨损等级控制逻辑，该ECC检测和校正从NVM中读取的数据的比特错误并且提供ECC错误率信息，且磨损等级控制逻辑被配置来针对ECC错误率信息而确定关于MLC的磨损等级信息并且响应于ECC错误率信息来改变指定从用户区到缓冲区的边界。

在另一个实施例中，本发明构思提供一种操作存储器系统的方法，该存储器系统包括多电平存储单元（MLC）的非易失性存储器（NVM）和存储器控制器，该方法包括：在初始化存储器系统时，使用存储器控制器来指定MLC的第一部分为操作在第一模式的缓冲区并且指定MLC的第二部分为操作在第二模式的用户区；在存储器控制器的控制下使用片上缓存编程来将输入数据编程到NVM，其中片上缓存编程总是首先将输入数据编程到缓冲区然后将输入数据从缓冲区移动到用户区；以及确定关于MLC的磨损等级信息并且响应于磨损等级信息来改变指定从用户区到缓冲区的边界。

附图说明

通过参考附图的以下描述，以上和其它目的和特征将变得明了，其中贯穿不同附图，除非另外规定，否则类似的附图参考数字指代类似的组件，其中：

图1是示意图示根据发明构思的实施例的存储器系统的框图。

图2是说明使用编程擦除循环的模式改变操作的框图。

图3是图示根据图2的存储器系统的编程擦除循环的用户区和缓冲区的耐久性的表。

图4A和4B是说明根据图2的存储器系统的编程擦除循环的模式改变操作的图。

图5是图示用于执行图2的存储器系统的模式改变操作的映射表的图。