專利名稱：包含多用戶可選編程模式的非易失存儲設(shè)備及相關(guān)的方法
包含多用戶可選編程4莫式的非易失存儲設(shè)備及相關(guān)的方法 技術(shù)領(lǐng)域本本發(fā)明涉及場電子學(xué)，尤其涉及電子存儲器系統(tǒng)。
技術(shù)背景使用非易失存儲器的便攜式設(shè)備正在日益普及。例如，非易失存儲器可以用作MP3播放器、數(shù)碼相機(jī)、移動電話、攝像放像機(jī)、閃存卡、固態(tài)磁盤 (SSD)等設(shè)備中的存儲器單元。隨著基于非易失存儲器的存儲單元應(yīng)用的增長，存儲容量同樣也在提升。 其中一種用于提升存儲容量的方法可以包括在一個單位存儲器單元中存儲多 個數(shù)據(jù)位的多級單元(MLC)模式。圖l是常規(guī)存儲器系統(tǒng)的框圖。參見圖1，存儲器系統(tǒng)100可以包括主 機(jī)IIO、存儲器控制器120以及閃存130。存儲器控制器120可以包括緩存存儲器121。閃存130可以包括單元陣 列131以及頁面緩存器132。雖然在圖l中并未顯示，但是閃存130還可以 包括解碼器、數(shù)據(jù)緩存器以及控制單元。存儲器控制器120可以接收來自主機(jī)110的數(shù)據(jù)和寫入命令，并且可以 通過控制閃存130而將接收數(shù)據(jù)寫入單元陣列131。此外，該存儲器控制器 120用于控制閃存130，以便響應(yīng)從主機(jī)110提供的讀耳又命令而從單元陣列 131中讀取數(shù)據(jù)。緩存存儲器121可以臨時存儲那些將要寫入和/或從閃存130中讀取的數(shù) 據(jù)。由此，緩存存儲器121可以將數(shù)據(jù)傳送到主機(jī)110或閃存130。閃存130的單元陣列131可以包括多個存儲單元。這些存儲單元可以具 有非易失屬性，由此，在存儲了數(shù)據(jù)之后，這些存儲單元可以在沒有電力的 情況下保持其數(shù)據(jù)。頁面緩存器132可以用于存儲將要寫入的數(shù)據(jù)和/或從選定頁面中讀取的數(shù)據(jù)。閃存130的存儲器單元可以根據(jù)能夠存儲的數(shù)據(jù)比特數(shù)量而被分成單級 單元(SLC)或多級單元(MLC)。 SLC可以存儲單比特數(shù)據(jù)，而MLC則可以存儲多比特數(shù)據(jù)。首先，設(shè)想一個用單位單元存儲單個數(shù)據(jù)比特的SLC。該SLC可以依照 閾值電壓的分配而以兩種模式進(jìn)行操作。在編程操作之后，該SLC可以存儲 數(shù)據(jù)為T或'0，。存儲T的存儲器單元可以正處于擦除狀態(tài)，而存儲 '0，的存儲器單元則可以正處于編程狀態(tài)。處于擦除狀態(tài)的存儲器單元可以 被稱為'接通單元，，而處于編程狀態(tài)的存儲器單元則可以被稱為'斷開單元，。閃存130可以采用一次一個頁面的方式來實(shí)施編程操作。在編程操作過 程中，該存儲器控制器120可以通過緩存存儲器121而將數(shù)據(jù)逐頁傳送至閃 存130。頁面緩存器132可以臨時存儲那些從緩存存儲器121加載的數(shù)據(jù)，并且 可以將加載數(shù)據(jù)編程到選定頁面中。在完成了編程操作之后，可以執(zhí)行一個 編程核實(shí)操作，以便核實(shí)是否正確編程了數(shù)據(jù)。根據(jù)編程核實(shí)操作的結(jié)果，如果所指示的是失敗，那么所述編程和程序 核實(shí)操作可以結(jié)合遞增的程序電壓來重復(fù)執(zhí)行。在完全編程了與一個頁面相 對應(yīng)的數(shù)據(jù)之后，這時可以接收用于下一個編程操作的下一個數(shù)據(jù)。接下來設(shè)想的是用一個單位單元來存儲多比特數(shù)據(jù)的MLC。圖2顯示的 是用于將2比特數(shù)據(jù)、也就是最低有效位(LSB)和最高有效位(MSB)編程 到單個存儲器單元之中的過程。參見圖2,根據(jù)閾值電壓的分配，存儲器單元可以通過編程而具有四種 狀態(tài)ll, 01， 10和00中的一種狀態(tài)。用于編程LSB的過程與前述SLC才莫式 是相似的。處于'11，狀態(tài)的存儲器單元可以依照LSB來進(jìn)行編程，從而具 有虛線所示的狀態(tài)'A，。存儲器控制器120可以將頁面數(shù)據(jù)(與一個頁面相對應(yīng)的數(shù)據(jù))從緩存 存儲器121傳送到閃存130,以便對MSB進(jìn)行編程。參見圖2，處于狀態(tài)'A， 的存儲器單元可以被編程到'00，狀態(tài)(程序l)或'10，狀態(tài)(程序2)。 同時，依照MSB，具有'11，狀態(tài)的存儲器單元既可以保持在'11，狀態(tài)， 也可以被編程到'01，狀態(tài)(程序3)。圖3顯示的是用于對2比特數(shù)據(jù)進(jìn)行編程的附加過程。參見圖3,處于 '11，狀態(tài)的存儲器單元可以被編程到'10，狀態(tài)(程序l)或是'01，狀 態(tài)(程序3)。同樣，當(dāng)處于'10，狀態(tài)時，存儲器單元可以被編程到'00， 狀態(tài)(程序2)。參見圖1,存儲器系統(tǒng)100可以借助前述過程而將多比特數(shù)據(jù)編程到閃存130的單元陣列131中。也就是說，通過對LSB進(jìn)行編程以及將MSB編程 到已經(jīng)使用LSB進(jìn)行編程的存儲器單元中，可以對多比特數(shù)據(jù)進(jìn)行編程。MLC可以用于提高存儲器芯片上的區(qū)域存儲容量。雖然MLC可以提升存 儲器芯片的存儲容量，但是在編程和/或讀取方面，MLC的速度有可能低于 SLC。例如，SLC可以在大約200|as中編程，而MLC則可以在大約800jus中 編程。此外，MLC的差錯概率大于SLC。例如，在編程過程中，即使在對LSB進(jìn) 行編程的過程中沒有出現(xiàn)差錯，但在對MSB進(jìn)行編程的時候仍舊會產(chǎn)生差錯。 在這種情況下，LSB數(shù)據(jù)有可能會因?yàn)槭韬龆鴣G失。特別地，對安全性凄t據(jù) 這類數(shù)據(jù)完整性非常重要的數(shù)據(jù)來說，過程操作中出現(xiàn)的差錯有可能是很難 解決的。此外，用戶也未必使用閃存設(shè)備的全部數(shù)據(jù)存儲容量。舉例來說， 如果MLC閃存具有8Gb (吉比特)的存儲容量，那么某些用戶有可能只使用 大約1Gb。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的某些實(shí)施例提供的是一種可以依照用戶選擇而在SLC或MLC模 式中工作的存儲器系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，存儲器設(shè)備包括閃存，包括被配置成在其 中存儲多位數(shù)據(jù)的至少一個存儲器單元，MLC模式選擇器，配置成響應(yīng)于用 戶選擇產(chǎn)生用以指示在存儲器單元中是否存儲單比特數(shù)據(jù)還是多比特數(shù)據(jù)的 模式選擇信號，以及存儲器控制器，配置成基于來自MLC模式選擇器的模式 選擇信號，在單級單元(SLC)編程模式中操作閃存來存儲單比特數(shù)據(jù)，或者 在多級單元(MLC)編程模式中操作閃存來存儲多比特數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，閃存可以配置成存儲指示在其內(nèi)是否存儲單比特數(shù)據(jù) 還是多比特數(shù)據(jù)的程序模式信息。存儲器控制器可以配置成根據(jù)程序代碼信 息來而在SLC模式或MLC模式中執(zhí)行讀取操作。在某些實(shí)施例中，閃存可以包括被配置成存儲程序模式信息的存儲器單 元陣列。例如，閃存的存儲器單元陣列可以包括數(shù)據(jù)和備用字段，并且程序 模式可以保存在備用字段中。在其他實(shí)施例中，閃存的存儲器單元陣列可以 包括多個存儲塊，并且程序模式信息可以存入所述多個存儲塊中的一個存儲 塊。在某些實(shí)施例中，閃存和存儲器控制器可以集成在存儲卡上。MLC模式 選擇器可以處于存儲卡外部。例如，MLC模式選擇器可以采用按鈕或開關(guān)的 形式安裝在存儲卡的外表面上。在其他實(shí)施例中，存儲器控制器可以包括被配置成根據(jù)模式選擇信號而 控制閃存以SLC模式或MLC模式編程的控制單元。該存儲器控制器還可以包 括被配置成存儲那些將要編程到閃存中的數(shù)據(jù)和/或從閃存中讀取的數(shù)據(jù)。在 某些實(shí)施例中，閃存可以是NAND閃存。根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例，存儲器系統(tǒng)包括存儲器控制器，它被配置 成根據(jù)響應(yīng)于用戶選擇所產(chǎn)生的模式選擇信號，通過在單級單元(SLC )程序 代碼中操作閃存設(shè)備來將單比特數(shù)據(jù)存入其存儲器單元，或者在任何一種多 級單元(MLC )程序模式中操作閃存設(shè)備，以便將多比特數(shù)據(jù)存入存儲器單元。 該存儲器控制器還被配置成存儲關(guān)于存儲器單元的程序模式信息，其中該信 息表示存儲在其中的是單比特數(shù)據(jù)還是多比特數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，閃存設(shè)備和存儲器控制器可以集成在存儲卡中。MLC 模式選擇器可以位于存儲卡外部。例如，MLC模式選擇器可以是存儲卡外表 面上的按鈕或開關(guān)。在其他實(shí)施例中，存儲器控制器可以包括控制單元，它被配置成根據(jù) 模式選擇信號來控制閃存設(shè)備以SLC模式或MLC模式閃存編程，緩存存儲器 單元，它被配置成存儲那些將要編程到閃存設(shè)備中的數(shù)據(jù)和/或從閃存設(shè)備中 讀取的數(shù)據(jù)。例如，該控制單元可以包括被配置成存儲程序模式信息的MLC 模式存儲單元。該MLC模式存儲單元可以是電可擦寫可編程制度存儲器。在某些實(shí)施例中，存儲器控制器可以被配置成根據(jù)程序模式信息而在SLC 模式或MLC模式中執(zhí)行讀取操作。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例， 一種用于操作存儲器設(shè)備的方法包括響 應(yīng)于用戶選擇而產(chǎn)生模式選擇信號，其中該信息表示的是在被配置成在其中 存儲多比特數(shù)據(jù)的閃存設(shè)備的存儲器單元中是否存儲單比特數(shù)據(jù)還是多比特 數(shù)據(jù)。根據(jù)模式選擇信號，所述閃存設(shè)備用于在單級單元(SLC)程序模式中 存儲單比特數(shù)據(jù)，或者在多級單元(MLC )模式中操作存儲多比特數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例，其中可以為存儲器單元存儲編程模式信息，該信息指示 的是在其內(nèi)存儲的是否是單比特數(shù)據(jù)還是多比特數(shù)據(jù)。例如，程序編程信息 可以保存在閃存設(shè)備的存儲器控制器和.或閃存設(shè)備自身之中。讀取操作則可以根據(jù)編程模式信息而在SLC模式或MLC模式中執(zhí)行。


圖l是常規(guī)存儲器系統(tǒng)的框圖；圖2和3是顯示用于將多比特數(shù)據(jù)編程到存儲器單元中的常規(guī)過程的圖示；圖4是依照本發(fā)明某些實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)的框圖； 圖5是進(jìn)一步描述依照某些實(shí)施例并且在圖4中顯示的MLC模式選擇器 的示意圖；圖6是進(jìn)一步描述依照其他實(shí)施例并且在圖4中顯示的MLC模式選擇器 的示意圖；圖7是依照本發(fā)明其他實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)的框圖；以及 圖8是依照本發(fā)明其他實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施方式
在下文中將會參見顯示了發(fā)明實(shí)施例的附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描 述。但是，本發(fā)明是可以采用多種不同形式來實(shí)施的，并且不應(yīng)該被解釋成 是僅限于這里闡述的實(shí)施例。相反，通過提供這些實(shí)施例，可以使本公開更 為全面和完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中， 為了清楚起見，層和區(qū)域的大小以及相對大小是可以擴(kuò)大的。應(yīng)該理解的是，在將某個部件稱為"處于......之上"、"連接到"或"耦合到"另一個部件時，它既可以直接位于所述其他部件或?qū)拥纳戏健⒅苯舆B 接或者耦合到所述其他部件或?qū)?，也可以存在中河部件。與之相比，在將某 個部件稱為"直接位于……之上"，"直接連接到"或者"直接耦合到"另一 個部件時，這時是沒有中間部件存在的。在全文中，相同的數(shù)字指示的是相 同的部件。這里使用的術(shù)語"和/或"包含了一個或多個被列舉的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的 任何一種以及所有組合。應(yīng)該理解的是，雖然在這里可以使用術(shù)語第一、第二、第三等等來描述 不同的部件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些部件、組件、區(qū)域、層和 /或部分是不受這些術(shù)語的限制的。這些術(shù)語僅僅用于將一個部件、組件、區(qū) 域、層或部分與另一個區(qū)域、層或部分區(qū)分開來。由此，下文"^侖述的第一部 件、組件、區(qū)域?qū)踊虿糠挚梢员环Q為第二部件、組件、區(qū)域、層或部分，而 這并未脫離本發(fā)明的教導(dǎo)。對這里使用的術(shù)語而言，其目的僅僅是為了描述特定的實(shí)施例，而不是 對本發(fā)明進(jìn)行限制。除非在上下文中以別的形式清楚指示，否則這里使用的 單數(shù)形式"一"、"一個，，和"該，，還包含了復(fù)數(shù)形式。此外還應(yīng)該理解的是， 當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語"包含"和/或"包括"時，這些術(shù)語規(guī)定了所陳述 的特征、整體、步驟、操作、部件和/或組件的存在，但是并不排除附加或是 存在一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、部件、組件和/或其群組。除非以別的方式進(jìn)行定義，否則，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科 學(xué)術(shù)語)都具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員一般理解的相同含義。此外 還應(yīng)該理解的是，對這些術(shù)語、例如在常用字典中定義的術(shù)語來說，該術(shù)語里明確定義，否則不應(yīng)該用一種理想化或過于形式的意義來解釋。圖4是依照本發(fā)明某些實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)的框圖。參見圖4，存儲器 系統(tǒng)200包括MLC模式選擇器210，存儲器控制器220以及閃存230。該閃存 230被配置成在單個(或單位)存儲器單元中存儲多比特數(shù)據(jù)。在圖4中，存儲器控制器220和閃存230可以包含在單個的存儲卡中。 舉例來說，這個存儲卡可以是多媒體卡(畫C)、安全數(shù)字(SD)卡、extreme Digital (XD)卡、緊湊型閃速(CF)卡或用戶標(biāo)識模塊(SIM)卡。該存儲 卡可以與主機(jī)(未顯示)結(jié)合使用，其中該主機(jī)可以是個人計算機(jī)、筆記本 或膝上型計算機(jī)、移動電話、MP3播放器和/或便攜式多媒體播放器(PMP)。MLC模式選擇器210用作為閃存230選擇操作模式(SLC或MLC模式)。 如圖5所示，可以從存儲卡訪問MLC模式選擇器210,和/或使用與圖6所示的計算機(jī)系統(tǒng)相連的鼠標(biāo)和/或鍵盤來訪問。圖5描述的是在存儲卡外部提供MLC模式選擇器210的實(shí)施方式。參見 圖5, SD卡包括處于卡的外部的MLC模式選擇器。該MLC模式選擇器210可 以作為一個或多個按鈕和/或作為與寫保護(hù)開關(guān)相類似的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。圖5顯 示的是以按鈕形式實(shí)施的MLC模式選擇器。例如，當(dāng)用戶按下按鈕#1時，存儲器系統(tǒng)將會工作在SLC模式。當(dāng)用戶 按下按鈕#2時，存儲器系統(tǒng)將會工作在2比特MLC模式。當(dāng)用戶按下按鈕#3 時，存儲器系統(tǒng)將會工作在3比特MLC模式。當(dāng)用戶按下按鈕#4時，存儲器 系統(tǒng)將會工作在4比特MLC模式。雖然圖5顯示的是作為SD卡的存儲器系統(tǒng)， 但是本發(fā)明也可以采用相似方式而在其它類型的存儲卡(例如醒C或xD卡)說明書第7/10頁中使用。圖6描述的是在計算機(jī)系統(tǒng)中用下拉菜單形式來提供MLC模式選擇器210 的實(shí)施方式，其中該計算機(jī)系統(tǒng)可以使用鼠標(biāo)和/或鍵盤來訪問。參見圖6, 當(dāng)用戶希望將某個文件(例如'06175937，)拷貝到移動存儲介質(zhì)(例如SD 卡)時，該用戶可以借助鼠標(biāo)和/或鍵盤來選擇移動存儲介質(zhì)的程序模式(例 如'SLC模式，，'2比特MLC，， '3比特MLC，， '4比特MLC，)。參見圖4，用戶可以借助MLC模式選擇器210來選擇閃存230的SLC或 MLC模式。在某些實(shí)施例中，其中有可能有若干種MLC模式是可以使用的， 例如能夠在單位存儲器單元中存儲2個比特的2比特MLC模式，能夠在單位 存儲器單元中存儲3個比特的3比特MLC模式，能夠在單位存儲器單元中存 儲4個比特的4比特MLC模式。MLC模式選擇器210響應(yīng)于來自用戶的操作模式選擇而產(chǎn)生一個模式選 擇信號MOD。該模式選擇信號M0D被提供到控制單元221。該控制單元221用 于基于模式選擇信號MOD在SLC或MLC模式中控制閃存230。存儲器控制器220用于控制閃存230的所有功能(例如寫入和讀取功能)。 參見圖4，存儲器控制器22Q包括控制單元221以及緩存存儲器222。控制單 元221用于依照輸入命令來控制緩存存儲器222以及閃存230。該控制單元 221接收來自MLC模式選擇器210的模式選擇信號MOD，并且控制閃存230的 編程模式。緩存存儲器222用于存儲那些將要寫入閃存230的數(shù)據(jù)和/或從閃存230 中讀取的數(shù)據(jù)。存儲在緩存存儲器222中的數(shù)據(jù)可以由控制單元221傳送到 閃存230或主機(jī)(未顯示)。該緩存存儲器222可以作為隨機(jī)存取存儲器(RAM ) 來實(shí)現(xiàn)，例如靜態(tài)或動態(tài)MM。仍舊參見圖4,閃存230包括單元陣列231，解碼器232，頁面緩存器233， 位線選擇電路234，數(shù)據(jù)緩存器235以及控制單元236。圖4舉例描述的是選的編程模式。單元陣列231包括多個存儲塊(未顯示)。每一個存儲塊包括多個存儲頁 面(例如32個頁面)。每一個頁面則包括多個存儲器單元(例如512或2K字 節(jié))。在NAND閃存中，其中是以一次一個塊的方式來執(zhí)行擦寫操作的，而讀 取和寫入操作則是以 一次一個頁面的方式執(zhí)行的。當(dāng)在單位存儲器單元中存儲2比特數(shù)據(jù)時，根據(jù)閾值電壓的分布，每一 個存儲器單元都具有四種狀態(tài)或電平。在下文中將會描述一種在單位存儲器 單元中存儲2比特數(shù)據(jù)的情況。但是，本發(fā)明的實(shí)施例也可以用于在單位存儲器單元中存儲比2比特更多的多比特數(shù)據(jù)(例如3或4比特)。每一個頁面都可以根據(jù)模式選擇信號MOD而在SLC或MLC模式中工作。同樣， 一個頁面的一個單位存儲器單元既可以存儲單比特數(shù)據(jù)，也可以存儲 多比特數(shù)據(jù)(例如2比特數(shù)據(jù))。 一個頁面可以包括一個或多個MLC。在圖4 中，選定的頁面PageG包含的是單個的MLC (用黑點(diǎn)標(biāo)記)。這個MLC (在這 里也將其稱為MLC模式單元)存儲器的是關(guān)于選定頁面PageO的編程模式的 信息(在這里也將其稱為編程模式信息)，也就是SLC或MLC模式。單元陣列231可以分成數(shù)據(jù)和備用字段。如果單位頁面大小是528字節(jié)， 那么在數(shù)據(jù)字段中將會存儲512個字節(jié)，而在備用字段則會存儲16個字節(jié)。 MLC模式單元包含在空閑字段中。在編程操作過程中，閃存230將會存儲處 于空閑字段MLC模式單元中的選定頁面PageO的編程模式的信息。該閃存230 依照在MLC模式單元中設(shè)置的編程模式信息而在SLC或MLC模式中執(zhí)行讀取 操作。解碼器232在控制單元236的控制下通過字線WLO—WLn而與單元陣列相 連。該解碼器232接收來自存儲器控制器220的地址ADDR,并且通過產(chǎn)生選 擇信號Yi來表示字線(例如WLO )和/或位線(BL )。頁面緩存器233通過位 線BLO—BLm而與單元陣列231相連。頁面緩存器233存儲那些從緩存存儲器222加載的數(shù)據(jù)。用于一個頁面 的數(shù)據(jù)被力。載到頁面緩存器233中。所加載的數(shù)據(jù)是在編程操作中在選定頁 面(例如PageO)編程的。此外，在讀取操作過程中，頁面緩存器233還從 選定頁面PageO讀取數(shù)據(jù)，并且將所讀取的數(shù)據(jù)臨時保存在其中。保存在頁 面緩存器233中的數(shù)據(jù)是響應(yīng)于讀使能信號nRE (未顯示)而被傳送到緩存 存儲器222的。位線選擇電路234被配置成響應(yīng)于選擇信號Yi來選擇位線。數(shù)據(jù)緩存器 235充當(dāng)?shù)氖怯糜诖鎯ζ骺刂破?20與閃存230之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮斎?輸出 緩存器。而控制單元236則接收來自存儲器控制器220的控制信號，從而控 制閃存230的內(nèi)部#:作。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)200包括MLC模式選擇器22 3。該MLC模式選擇器22 3響應(yīng)于用戶做出的選擇來產(chǎn)生模式選擇信號MOD。 控制單元221依照該模式信號MOD而允許在SLC或MLC才莫式中編程閃存230。 在編程操作過程中，該閃存230將關(guān)于編程模式(SLC或MLC模式)的信息 保存在選定頁面PageO的備用字段中，并且依照所存儲的模式信息來實(shí)施讀 取操作。由此，根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)可以被配置成在SLC或MLC 模式中存儲數(shù)據(jù)。同樣，用戶可以以數(shù)據(jù)容量和/或安全性為代價來日高編程 的速度和/或降低差錯概率。圖7是依照本發(fā)明其他實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)的框圖。參見圖7，存儲器 系統(tǒng)300包括MLC模式選擇器310，存儲器控制器320以及閃存330。存儲器 控制器320包括控制單元321以及緩存存儲器322。這些部件的功能可以與 上文中參見圖4描述的相應(yīng)部件相同，由此將會省略關(guān)于這些部件的進(jìn)一步 描述。參見圖7,單元陣列231包括多個存儲塊BLKO一BLKn以及BLKn，。每一個 存儲塊包括多個頁面(未顯示)。每一個頁面都能依照模式選擇信號MOD而在 SLC或MLC模式中工作。更為特別的是，頁面的每一個存儲塊都是響應(yīng)于模 式選擇信號MOD來保存單比特數(shù)據(jù)或多比特數(shù)據(jù)(例如2比特)的。在多個存儲塊，BLKn，中， 一個或多個存儲塊包含了至少一個MLC。如 圖7所示，關(guān)于編程模式的信息是保存在特定存儲塊BLKn，而不是每一個頁 面的備用字段中的。換句話說，閃存330在特定存儲塊BLKn，中存儲了關(guān)于 選定頁面(例如PageO;參見圖4)的編程模式(SLC或MLC模式)的所有信 息。由此，閃存330將會根據(jù)保存在特定存儲塊BLKn，中的編程模式信息而 在SLC或MLC模式中實(shí)施讀取操作。圖8是才艮據(jù)本發(fā)明其他實(shí)施例的存儲器系統(tǒng)的框圖。參見圖8，存儲器 系統(tǒng)400包括MLC模式選擇器410，存儲器控制器420以及閃存430。存儲器 控制器420包括控制單元421以及緩存存儲器422。參見圖8,控制單元421包括MLC模式選擇單元425。該MLC模式選擇單 元425存儲的是關(guān)于編程模式(SLC或MLC模式)的信息。更為特別的是， 在存儲器控制器420的控制單元421的MLC模式存儲單元425中，存儲器控 制器420將會存儲關(guān)于選定頁面(例如PageO )的編程模式(SLC或MLC模式) 的信息。由此，存儲器控制器420將會依照保存在MLC模式存儲單元425中的編程模式信息而在SLC或MLC模式中實(shí)施閃存430的讀取操作。MLC模式 存儲單元425可以作為寄存器和/或電可擦寫可編程只讀存儲器(EEPROM)來 實(shí)現(xiàn)。如上所述，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，用戶可以確定閃存的編程模式。 由此，舉例來說，基于將要保存的特定數(shù)據(jù)的特性(也就是大小或重要性)， 用戶可以通過選擇SLC模式來選擇增強(qiáng)編程速度以及降低數(shù)據(jù)差錯率，或者 通過選擇MLC模式來選擇擴(kuò)展數(shù)據(jù)容量。概括地說，根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，用戶可以選擇閃存的編程模式。 由此，根據(jù)特定的數(shù)據(jù)特性，本發(fā)明的某些實(shí)施例可以允許用戶通過選擇SLC 模式來選擇數(shù)據(jù)差錯減少的更快的編程操作，或是通過選擇一個或多個MLC 模式來選擇提高的數(shù)據(jù)容量。上述主題被認(rèn)為是說明性而不是限制性的，并且附加權(quán)利要求旨在覆蓋 所有這些落入本發(fā)明的真實(shí)實(shí)質(zhì)和范圍以內(nèi)的修改、增強(qiáng)以及其他實(shí)施例。 由此，在法律所允許的最大限度以內(nèi)，本發(fā)明的范圍是通過以最廣泛的可允 許方式解釋后續(xù)權(quán)利要求及其等價物而被確定的，并且不應(yīng)該受前文中的詳 細(xì)描述的限制或限定。本申請依照35 U. S.C § 119要求根據(jù)2007年1月17日提交的韓國專 利申請No. 10-2007-052252的優(yōu)先權(quán)，其中該申請公開在這里被全部引入作 為參考。
權(quán)利要求
1.一種存儲器設(shè)備，包括閃存，它包含了至少一個被配置成在其內(nèi)存儲多比特數(shù)據(jù)的存儲器單元；MLC模式選擇器，它被配置成響應(yīng)于用戶選擇來產(chǎn)生用以指示在存儲器單元中是否存儲單比特數(shù)據(jù)或是多比特數(shù)據(jù)的模式選擇信號；以及存儲器控制器，它被配置成根據(jù)來自MLC模式選擇器的模式選擇信號，通過操作閃存在單級單元(SLC)編程模式中存儲單比特數(shù)據(jù)，或者在多級單元(MLC)編程模式中存儲多比特數(shù)據(jù)。
2. 權(quán)利要求l的存儲器設(shè)備，其中閃存被配置成存儲關(guān)于存儲器單元的 編程模式信息，其中該信息指示的是在其內(nèi)存儲的是否是單比特數(shù)據(jù)或是多 比特數(shù)據(jù)，以及其中存儲器控制器被配置成根據(jù)編程模式信息而在SLC模式 或MLC模式中執(zhí)行讀取操作。
3. 權(quán)利要求2的存儲器設(shè)備，其中閃存包括被配置成存儲編程模式信息 的存儲器單元陣列。
4. 權(quán)利要求3的存儲器設(shè)備，其中該存儲器單元陣列包括數(shù)據(jù)字段和備 用字段，并且其中該編程模式信息保存在存儲器單元陣列的備用字段中。
5. 權(quán)利要求3的存儲器設(shè)備，其中該存儲器單元陣列包括多個存儲塊， 并且其中編程模式信息被保存在多個存儲塊中的 一個存儲塊中。
6. 權(quán)利要求1的存儲器設(shè)備，其中閃存和存儲器控制器集成在存儲卡中。
7. 權(quán)利要求6的存儲器設(shè)備，其中MLC模式選擇包括處于存儲卡外表面 上的按鈕。
8. 權(quán)利要求6的存儲器設(shè)備，其中MLC模式選擇器包括處于存儲卡外表 面上的開關(guān)。
9. 權(quán)利要求l的存儲器設(shè)備，其中該存儲器控制器包括 控制單元，它被配置成根據(jù)模式選擇信號而在SLC模式或MLC模式中控制閃存的編程；以及緩存存儲器單元，它被配置成存儲那些將要編程到閃存中的數(shù)據(jù)和/或從 閃存中讀取的數(shù)據(jù)。
10. 權(quán)利要求l的存儲器設(shè)備，其中閃存包括NAND類型的閃存。
11. 一種存儲器系統(tǒng)，包括存儲器控制器，它被配置成根據(jù)響應(yīng)于用戶選擇所產(chǎn)生的模式選擇信號， 通過在單級單元(SLC )程序代碼中操作閃存設(shè)備來將單比特數(shù)據(jù)存入其存儲器單元，或者在任何一種多級單元(MLC )編程模式中操作閃存設(shè)備，以便將多比特數(shù)據(jù)存入存儲器單元，其中該存儲器控制器還被配置成存儲關(guān)于存儲 器單元的編程模式信息，其中該信息表示存儲在其中的是否是單比特數(shù)據(jù)或 是多比特數(shù)據(jù)。
12. 權(quán)利要求11的存儲器系統(tǒng)，還包括閃存設(shè)備，其中該閃存設(shè)備和存 儲器控制器集成在存儲卡中。
13. 權(quán)利要求12的存儲器系統(tǒng)，還包括MLC模式選擇器，配置成響應(yīng)于用戶選擇來產(chǎn)生模式選擇信號，其中該 信號指示的是在存儲器單元中是否存儲單比特數(shù)據(jù)或是多比特數(shù)據(jù)， 其中該MLC模式選擇器處于存儲卡外部。
14. 權(quán)利要求13的存儲器系統(tǒng)，其中MLC模式選擇器包括處于存儲卡外 表面上的按鈕。
15. 權(quán)利要求13的存儲器系統(tǒng)，其中MLC模式選擇器包括處于存儲卡外 表面上的開關(guān)。
16. 權(quán)利要求11的存儲器系統(tǒng)，其中該存儲器控制器包括 控制單元，它被配置成根據(jù)模式選擇信號而在SLC模式或MLC模式中控制閃存設(shè)備的編程；以及緩存存儲器單元，它被配置成存儲將要編程到閃存中的數(shù)據(jù)和/或從閃存 中讀取的數(shù)據(jù)。
17. 權(quán)利要求16的存儲器系統(tǒng)，其中控制單元包括被配置成存儲編程模 式信息的MLC模式存儲單元。
18. 權(quán)利要求17的存儲器系統(tǒng)，其中MLC模式存儲單元包括電可擦寫可 編程只讀存儲器。
19. 權(quán)利要求ll的存儲器系統(tǒng)，其中該存儲器控制器被配置成根據(jù)編程 模式信息而在SLC模式或MLC模式中執(zhí)行讀取操作。
20. 權(quán)利要求12的存儲器系統(tǒng)，其中閃存設(shè)備包括NAND閃存存儲卡。
21. —種操作存儲器設(shè)備的方法，該方法包括響應(yīng)于用戶選擇而產(chǎn)生模式選擇信號，其中該信息表示的是在被配置成 存儲多比特數(shù)據(jù)的閃存設(shè)備的存儲器單元中是否存儲單比特數(shù)據(jù)或是多比特數(shù)據(jù)；以及根據(jù)模式選擇信號，通過在單級單元(SLC)編程模式中操作閃存設(shè)備來 存儲單比特數(shù)據(jù)，或者通過在多級單元(MLC)模式中操作閃存設(shè)備來存儲多 比特數(shù)據(jù)。
22. 權(quán)利要求21的方法，還包括存儲關(guān)于存儲器單元的編程模式信息，其中該信息指示的是保存在其中 的是否是單比特數(shù)據(jù)或是多比特數(shù)據(jù)。
23. 權(quán)利要求22的方法，還包括根據(jù)編程模式信息而在SLC模式或MLC模式中執(zhí)行讀取操作。
全文摘要
一種存儲器系統(tǒng)，包括閃存，存儲器控制器以及MLC模式選擇器。該閃存包括至少一個存儲器單元，該存儲器單元被配置成將多比特數(shù)據(jù)存儲在其內(nèi)。MLC模式選擇器被配置成響應(yīng)于用戶選擇而產(chǎn)生一個用以指示在存儲器單元中是否存儲單比特數(shù)據(jù)還是多比特數(shù)據(jù)的模式選擇信號。該存儲器控制器被配置成根據(jù)來自MLC模式選擇器的模式選擇信號，用于在單級單元(SLC)模式中操作閃存來存儲單比特數(shù)據(jù)，或者在多級單元(MLC)模式中操作閃存來存儲多比特數(shù)據(jù)。該存儲器設(shè)備可以被配置成存儲關(guān)于存儲器單元的編程模式信息，其中該信息表明在其內(nèi)存儲的是單比特數(shù)據(jù)還是多比特數(shù)據(jù)。此外，在這里還論述了相關(guān)的系統(tǒng)和操作方法。
文檔編號G11C16/06GK101266835SQ20081009514
公開日2008年9月17日 申請日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月17日
發(fā)明者李奉烈 申請人:三星電子株式會社