[发明专利]预交错顺序数据的系统及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2011年12月30日的美国专利申请号13/341704的优先权。美国专利申请号13/341704在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请一般地涉及到存储器设备。更具体地，本申请涉及预交错(pre-interleaving)顺序(sequential)数据，以最大限度地提升并行平面写入性能，同时最小化系统元块(metablock)的大小。

背景技术

非易失性存储器系统，如闪存设备，已经广泛地用于消费产品。闪存设备可以以不同的形式存在，例如在主机设备之间迁移(carry)的便携式存储卡的形式，或作为嵌入到主机装置中的固态盘(SSD)。当将数据写入到传统的闪存设备中时，主机通常将数据写入存储器系统的逻辑地址空间中的多个地址，并从中读取数据。

闪存设备包括：浮栅(floating-gate)存储单元阵列和系统控制器。控制器管理与主机系统的通信和存储单元阵列的操作，以存储和获取用户数据。为了提高将用户数据编程到存储器阵列中和从其读取用户数据期间的并行程度，该阵列通常被划分成多个子阵列，通常称为平面，它包含它们自己的数据寄存器和其他电路以允许并行操作，使得数据扇区可以被同时编程到所有平面中的每个或几个平面，或同时从中读取。单个集成电路上的阵列可以在物理上被划分为多个平面，或每个平面可以从单独的一个或多个闪存芯片形成。

闪存设备的存储器单元可以一起被分组为多个页面和块。页面是块内的数据编程和读取的单位，包含一次编程或读取数据的最小量。然而，为了增加存储器系统的操作并行度，两个或更多块中的这些页面可以逻辑地链接到多个元页面(metapage)。元页面可以由来自多个块的一个物理页面形成。这样一来，例如，元页面可以包括多个块的每个块中的页面，而元页面的页面不一定在每个块中都有相同的相对位置。元页面是编程的最大单位。

块由具有作为同时擦除的最小分组的块的多个页面组成。为了高效地管理存储器，块可以链接在一起以形成虚拟块或元块。也就是说，每个元块都被定义为包括来自每个平面的一个块。元块的使用在美国专利号6,763,424中进行了说明，其在此用于所有目的通过引用整体并入本文。元块通过作为用于编程和读取数据的目的地的主机逻辑块地址确定。同样，元块的所有块都一起擦除。

为了符合各种标准，元块大小通常保持为较小。然而，较小的元块大小可能降低可以并行操作的平面的数量，从而增加对闪存设备编程的时间。因此，存在解决这些问题的需要。

发明内容

为了解决上述问题，公开了一种用于控制存储器设备中的垃圾(garbage)收集的方法和系统。

根据本发明的第一方面，公开了一种加载数据到存储器设备中的方法。该方法包括，在主机系统中：访问指示符，指示符指示存储器设备的并行平面结构；使用指示符以获得交错的数据，交错的数据包括遵循存储器设备的并行平面结构的数据的重新排序，以便于存储器设备对交错的数据并行编程；以及顺序发送交错的数据到存储器设备。存储器设备的并行平面结构的指示符可以包括存储器设备的类型(如，存储器设备的型号)或存储器设备可以并行编程的平面的实际最大数量。主机系统可以使用指示符以几种方式之一获得交错的数据，如使用指示符访问已经在其中存储交错的数据的存储位置，或使用指示符重新排列数据以生成交错的数据。

根据本发明的第二个方面，公开了用于将数据加载到存储器设备的主机系统。主机系统包括存储器和与存储器通信的控制器。控制器被配置成：访问指示符，指示符指示存储器设备的并行平面结构；使用指示符以获得交错的数据，交错的数据包括遵循存储器设备的并行平面结构的数据的重新排序，以便于存储器设备对交错的数据并行编程；以及顺序发送交错的数据到存储器设备。

根据本发明的第三方面，公开了一种用于存储器设备加载数据的方法。该方法包括，在存储器设备中：接收命令以将存储器设备配置到编程模式；配置设备用于编程模式；接收交错的数据；根据编程模式存储交错的数据；接收命令以将配置设备到正常模式；配置存储器设备用于正常模式，其中存储器设备在编程模式下比在正常模式下对更多的平面并行编程。例如，编程模式下的存储器设备对最大数量的平面并行编程。