專利名稱：非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非揮發(fā)性內(nèi)存，特別涉及一種非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入(program)方法。
背景技術(shù)：
閃存為一種非揮發(fā)性固態(tài)內(nèi)存裝置，其可以電氣方式進(jìn)行抹除及寫入。傳統(tǒng)閃存可在每一記憶單元內(nèi)儲(chǔ)存單一位的信息，因而每一記憶單元具有兩種可能狀態(tài)。此種傳統(tǒng)閃存因此稱之為單位/單元(single-bit per cell)閃存?，F(xiàn)今閃存可于每一記憶單元內(nèi)儲(chǔ)存兩位或多位的信息，因而每一記憶單元具有二個(gè)以上的可能狀態(tài)。此種閃存因此稱之為多位/單元(multi-bit per cell)閃存。
圖I顯示傳統(tǒng)三位/單元(3-bit per cell, 3~bpc)閃存的區(qū)塊(block)的頁寫Λ/讀取順序OOh- > Olh- > 02h_ > 03h_ > 04h_ > 05h_ > 06h_ > 07h_ > · · · BDh- > BEh- >BFh。根據(jù)傳統(tǒng)的頁寫入/讀取順序，必須在不同有效位的頁之間不斷地切換。此外，如果最高有效位(MSB)頁在寫入時(shí)發(fā)生電源中斷，則位于同一字符線的其它頁(例如最低有效位(LSB)頁)很可能無法予以回復(fù)。再者，根據(jù)傳統(tǒng)的頁寫入/讀取順序，同一區(qū)塊的相鄰字符線具有截然不同的寫入?yún)^(qū)間或?qū)懭霚囟?，因此，維持(retention)損失或單元臨界電壓會(huì)很高。因此，讀取電壓的調(diào)整會(huì)變得復(fù)雜。因此，亟需提出一種新穎的閃存的寫入方法。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明實(shí)施例的目的之一在于提出一種非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，用以改善單元臨界電壓及位錯(cuò)誤率，且簡(jiǎn)化讀取電壓的調(diào)整機(jī)制。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例之一，配置非揮發(fā)性內(nèi)存的至少兩個(gè)區(qū)塊作為一位/單元(1-bpc)區(qū)塊，在每一個(gè)1-bpc區(qū)塊中，僅最低有效位(LSB)頁用以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。讀取配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)并寫入非揮發(fā)性內(nèi)存的一目標(biāo)區(qū)塊，使得每一個(gè)配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)被移至相同有效位的頁。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，配置非揮發(fā)性內(nèi)存的至少一個(gè)區(qū)塊作為一位/單元(1-bpc)區(qū)塊，在每一個(gè)1-bpc區(qū)塊中，僅最低有效位(LSB)頁用以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。提供一目標(biāo)區(qū)塊，其LSB頁儲(chǔ)存有數(shù)據(jù)。讀取配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)并寫入目標(biāo)區(qū)塊，使得每一個(gè)配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)被移至相同有效位的頁，但LSB頁除外。


圖I顯示傳統(tǒng)三位/單元(3-bpC)閃存的區(qū)塊的頁寫入/讀取順序。圖2A例示本發(fā)明第一實(shí)施例的寫入方法。
圖2B顯示圖2A的流程圖。圖3顯示圖2A/2B所示的第一實(shí)施例的變化型。圖4A顯示未使用合并寫入技術(shù)的3-bpc閃存的位線的臨界電壓分布。圖4B顯示使用合并寫入技術(shù)的3-bpc閃存的位線的臨界電壓分布。圖5A及圖5B例示一區(qū)塊及其二次寫入機(jī)制。圖6A及圖6B例示另一區(qū)塊及其二次寫入機(jī)制。圖7A例示本發(fā)明第二實(shí)施例的寫入方法。圖7B顯示圖7A的流程圖。
圖8顯示圖7A/7B所示的第二實(shí)施例的變化型。主要組件符號(hào)說明11 13 步驟13A 13C 步驟
具體實(shí)施例方式圖2A例示本發(fā)明第一實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法。圖2B顯示圖2A的流程圖。雖然以三位/單元(3-bpc)閃存為例，然而，本發(fā)明也可適用于多位/單元閃存(例如四位/單元閃存)，甚至可適用于其它的非揮發(fā)性內(nèi)存，例如相位改變內(nèi)存(phase changememory, PCM)。參閱圖2A及圖2B，在步驟11，閃存的一些區(qū)塊(例如，至少兩個(gè)區(qū)塊如SLC-1、SLC-2、SLC-3)被配置為一位/單元(1-bpc)區(qū)塊。亦即，僅最低有效位(LSB)頁用以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，然而中央有效位(CSB)頁及最高有效位(MSB)則未使用。在本說明書中，LSB頁、CSB頁、MSB頁也可分別稱為低位頁、中位頁、高位頁；而且，1-bpc、2-bpc、3-bpc也可分別稱為SLC、MLC、TLC0 一般來說，相較于CSB頁及MSB頁，LSB頁具有較高寫入/讀取效率及較低數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率。當(dāng)至少兩個(gè)來源1-bpc區(qū)塊(例如區(qū)塊SLC-I、SLC-2及SLC-3)已填滿數(shù)據(jù)(步驟12)時(shí)，Ι-bpc區(qū)塊的數(shù)據(jù)被讀取并寫入一目標(biāo)區(qū)塊，使得每一個(gè)來源Ι-bpc區(qū)塊的數(shù)據(jù)被移至相同有效位的頁(步驟13)。換句話說，不同的Ι-bpc區(qū)塊占用不同有效位的頁。如圖2A所例示，第一 Ι-bpc區(qū)塊(例如區(qū)塊SLC-1)的數(shù)據(jù)被移至LSB頁(步驟13A)，第二Ι-bpc區(qū)塊(例如區(qū)塊SLC-2)的數(shù)據(jù)被移至CSB頁(步驟13B)，第三Ι-bpc區(qū)塊(例如區(qū)塊SLC-3)的數(shù)據(jù)被移至MSB頁(步驟13C)。在另一實(shí)施例中，當(dāng)至少一個(gè)來源l_bpc區(qū)塊并未填滿數(shù)據(jù)時(shí)，也同樣執(zhí)行寫入動(dòng)作。此時(shí)，未填有數(shù)據(jù)的頁可填以默認(rèn)值，例如FFh (十六進(jìn)制的FF)。根據(jù)圖2A及圖2B所示的寫入方法，由于整個(gè)區(qū)塊數(shù)據(jù)可在一極短時(shí)間(例如100毫秒至10秒)進(jìn)行搬移，因此同一區(qū)塊的相鄰字符線具有類似的寫入?yún)^(qū)間或?qū)懭霚囟?，字符線之間的維持(retention)損失或單元臨界電壓即可以降低，且讀取電壓的調(diào)整機(jī)制也可簡(jiǎn)化并加速。相較于圖I所示的傳統(tǒng)讀取/寫入順序，本實(shí)施例的寫入方法使用一新穎的順序，其可避免不同有效位頁的連續(xù)切換。此外，在寫入發(fā)生電源中斷時(shí)，由于數(shù)據(jù)仍然存在于來源Ι-bpc區(qū)塊中，因此得以回復(fù)數(shù)據(jù)，因而改善電源循環(huán)(power cycle)。上述實(shí)施例(及其它實(shí)施例)的寫入操作可使用以下方式之一。在其中的一種方法，可根據(jù)(閃存可支持的)單一區(qū)塊寫入命令以進(jìn)行寫入，該命令由外部控制器發(fā)出給閃存。閃存在接收到該命令后，可在閃存內(nèi)部執(zhí)行寫入。因此，數(shù)據(jù)不需讀出閃存，且不需進(jìn)行錯(cuò)誤更正碼(ECC)的譯碼。另一種方式是由控制器針對(duì)每一頁發(fā)出一命令給閃存，該閃存則根據(jù)命令以執(zhí)行相應(yīng)頁的寫入。在又一種方式中，控制器發(fā)出數(shù)據(jù)搬移命令，例如復(fù)制寫入(copy-back-program)命令,在閃存內(nèi)部進(jìn)行寫入,而不需從閃存讀取數(shù)據(jù)且不需錯(cuò)誤更正碼(ECC)的譯碼。還有一種方式是由控制器從來源Ι-bpc區(qū)塊讀取數(shù)據(jù)再寫至閃存，以完成寫入動(dòng)作。圖3顯示圖2A/2B所示的第一實(shí)施例的變化型。在變化型實(shí)施例中，一些來源Ι-bpc區(qū)塊(例如區(qū)塊SLC-2及SLC-3)可使用合并(merge)寫入技術(shù)在同時(shí)寫入。由于來源Ι-bpc區(qū)塊(例如區(qū)塊SLC-2及SLC-3)的數(shù)據(jù)是可得的，因此，可將這些數(shù)據(jù)先予以結(jié)合，再依字符線的順序一一地將結(jié)合后的數(shù)據(jù)移至目標(biāo)3-bpc閃存的CSB頁及MSB頁。圖4A顯示未使用合并寫入技術(shù)的3-bpc閃存的位線的臨界電壓分布，且圖4B顯示使用合并寫入技術(shù)的3-bpc閃存的位線的臨界電壓分布。經(jīng)觀察圖4B可知，對(duì)于給定的每一個(gè)字符線，CSB頁及MSB頁是在同時(shí)寫入的，而非先寫完所有CSB頁再寫MSB頁。
對(duì)于上述寫入方法，還可使用二次寫入技術(shù)，用以補(bǔ)償耦合效應(yīng)及維持(retention)效應(yīng)。有關(guān)二次寫入的細(xì)節(jié)可參考本發(fā)明申請(qǐng)人另一申請(qǐng)案，題為“多位/單元非揮發(fā)性內(nèi)存的使用新順序的二次寫入方法”，申請(qǐng)日為2010年7月14日，申請(qǐng)?zhí)枮?99123079。圖5A及圖5B例示一區(qū)塊及其二次寫入機(jī)制，其中，在目前字符線(例如WLn+1)的MSB頁之后，接著對(duì)目前字符線的前一字符線(例如WLn)的MSB頁進(jìn)行二次寫入。換句話說，MSB頁是依字符線順序依序進(jìn)行二次寫入。圖6A及圖6B例示另一區(qū)塊及其二次寫入機(jī)制，其中，在一些字符線的MSB頁之后，接著針對(duì)這些字符線的至少一部份字符線(例如WLO WLn-I)的MSB頁進(jìn)行二次寫入。換句話說，MSB頁是以區(qū)塊為基礎(chǔ)而進(jìn)行二次寫入。圖7A例示本發(fā)明第二實(shí)施例的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法。圖7B顯示圖7A的流程圖。第二實(shí)施例類似于第一實(shí)施例(圖2A/2B)，不同的地方如下所述。在本實(shí)施例中，一個(gè)Ι-bpc區(qū)塊提供作為目標(biāo)區(qū)塊，其LSB頁儲(chǔ)存有數(shù)據(jù)，并讀取至少一個(gè)Ι-bpc區(qū)塊的數(shù)據(jù)以寫入目標(biāo)區(qū)塊，使得每一個(gè)來源Ι-bpc區(qū)塊的數(shù)據(jù)被移至相同有效位(但LSB除外)的頁(步驟13)。換句話說，不同的Ι-bpc區(qū)塊占用不同有效位的頁。如圖7A所例示，第一Ι-bpc區(qū)塊(例如區(qū)塊SLC-1)提供作為目標(biāo)區(qū)塊，第二 Ι-bpc區(qū)塊(例如區(qū)塊SLC-2)的數(shù)據(jù)被移至目標(biāo)區(qū)塊的CSB頁(步驟13B)，且第三Ι-bpc區(qū)塊(例如區(qū)塊SLC-3)的數(shù)據(jù)被移至目標(biāo)區(qū)塊的MSB頁(步驟13C)。類似于圖3，本實(shí)施例也可使用合并寫入技術(shù)，如圖8所示，其顯示圖7A/7B所示的第二實(shí)施例的變化型。此外，類似于圖5A/5B或圖6A/6B圖，本實(shí)施例也可使用二次寫入機(jī)制以補(bǔ)償I禹合效應(yīng)及維持(retention)效應(yīng)。根據(jù)上述實(shí)施例，由于寫入動(dòng)作是搬移整個(gè)來源區(qū)塊的LSB頁(無論來源1-bpc區(qū)塊是否填滿數(shù)據(jù))，由于尚未寫入下一字符線，因此單元臨界電壓不會(huì)太低，且可降低位
錯(cuò)誤率。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明；凡其它未脫離發(fā)明所公開精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，包含 配置所述非揮發(fā)性內(nèi)存的至少兩個(gè)區(qū)塊作為一位/單元(1-bpc)區(qū)塊，在每一個(gè)該Ι-bpc區(qū)塊中，僅最低有效位(LSB)頁用以儲(chǔ)存數(shù)據(jù) '及 讀取配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)并寫入所述非揮發(fā)性內(nèi)存的一目標(biāo)區(qū)塊，使得每一個(gè)所述配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)被移至相同有效位的頁。
2.如權(quán)利要求I項(xiàng)所述非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中該非揮發(fā)性內(nèi)存為一個(gè)多位/單元閃存。
3.如權(quán)利要求2所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中所述閃存為一個(gè)三位/單元(3-bpc)閃存，且三個(gè)配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)分別移至所述目標(biāo)區(qū)塊的LSB頁、中央有效位(CSB)頁及最高有效位(MSB)頁。
4.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中至少一個(gè)所述Ι-bpc區(qū)塊填滿有數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中至少兩個(gè)配置區(qū)塊以合并寫入技術(shù)而同時(shí)移至所述目標(biāo)區(qū)塊，其中該至少兩個(gè)配置區(qū)塊的每一個(gè)字符線的數(shù)據(jù)先合并，再同時(shí)寫入至所述目標(biāo)區(qū)塊。
6.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，還包含 二次寫入所述目標(biāo)區(qū)塊的至少一 MSB頁。
7.如權(quán)利要求6所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中所述二次寫入步驟包含 寫入所述目標(biāo)區(qū)塊的一目前字符線的MSB頁；及 二次寫入所述目前字符線的前一字符線的MSB頁。
8.如權(quán)利要求6所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中所述二次寫入步驟包含 寫入所述目標(biāo)區(qū)塊的多個(gè)字符線的MSB頁；及 二次寫入該多個(gè)字符線的一部份字符線的MSB頁。
9.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，還包含 發(fā)出一單一區(qū)塊寫入命令至所述非揮發(fā)性內(nèi)存，其中所述非揮發(fā)性內(nèi)存根據(jù)所述單一區(qū)塊寫入命令而在其內(nèi)部進(jìn)行配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)讀取并寫入至所述目標(biāo)區(qū)塊。
10.如權(quán)利要求I所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，還包含 發(fā)出一復(fù)制寫入命令至所述非揮發(fā)性內(nèi)存，其中所述非揮發(fā)性內(nèi)存根據(jù)所述復(fù)制寫入命令而在其內(nèi)部進(jìn)行配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)讀取并寫入至所述目標(biāo)區(qū)塊。
11.一種非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，包含 配置所述非揮發(fā)性內(nèi)存的至少一區(qū)塊作為一位/單元(Ι-bpc)區(qū)塊，在每一個(gè)該ι-bpc區(qū)塊中，僅最低有效位(LSB)頁用以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)； 提供一目標(biāo)區(qū)塊，其LSB頁儲(chǔ)存有數(shù)據(jù) '及 讀取配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)并寫入該目標(biāo)區(qū)塊，使得每一個(gè)該配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)被移至相同有效位的頁，但LSB頁除外。
12.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中所述非揮發(fā)性內(nèi)存為一個(gè)多位/單元閃存。
13.如權(quán)利要求12所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中所述閃存為一個(gè)三位/單元(3-bpc)閃存，且兩個(gè)配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)分別移至所述目標(biāo)區(qū)塊的中央有效位(CSB)頁及最高有效位(MSB)頁。
14.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中至少一個(gè)所述Ι-bpc區(qū)塊填滿有數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中至少二個(gè)配置區(qū)塊以合并寫入技術(shù)而同時(shí)移至所述目標(biāo)區(qū)塊，其中該至少二個(gè)配置區(qū)塊的每一個(gè)字符線的數(shù)據(jù)先合并，再同時(shí)寫入至所述目標(biāo)區(qū)塊。
16.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，還包含 二次寫入所述目標(biāo)區(qū)塊的至少一個(gè)MSB頁。
17.如權(quán)利要求16所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中該二次寫入步驟包含 寫入所述目標(biāo)區(qū)塊的一目前字符線的MSB頁；及 二次寫入所述目前字符線的前一字符線的MSB頁。
18.如權(quán)利要求16所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，其中該二次寫入步驟包含 寫入所述目標(biāo)區(qū)塊的多個(gè)字符線的MSB頁；及 二次寫入該多個(gè)字符線的一部份字符線的MSB頁。
19.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，還包含 發(fā)出一單一區(qū)塊寫入命令至所述非揮發(fā)性內(nèi)存，其中所述非揮發(fā)性內(nèi)存根據(jù)所述單一區(qū)塊寫入命令而在其內(nèi)部進(jìn)行配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)讀取并寫入至所述目標(biāo)區(qū)塊。
20.如權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法，還包含 發(fā)出一復(fù)制寫入命令至所述非揮發(fā)性內(nèi)存，其中所述非揮發(fā)性內(nèi)存根據(jù)所述復(fù)制寫入命令而在其內(nèi)部進(jìn)行配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)讀取并寫入至所述目標(biāo)區(qū)塊。
全文摘要
一種非揮發(fā)性內(nèi)存的寫入方法。配置非揮發(fā)性內(nèi)存的至少兩個(gè)區(qū)塊作為一位/單元(1-bpc)區(qū)塊。讀取配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)并寫入一目標(biāo)區(qū)塊，使得每一配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)被移至相同有效位的頁。在另一實(shí)施例中，部分配置區(qū)塊的數(shù)據(jù)被讀取并寫入另一配置區(qū)塊。
文檔編號(hào)G06F12/02GK102929784SQ201110258888
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者黃漢龍, 周銘宏 申請(qǐng)人:擎泰科技股份有限公司