存储器装置的内嵌映射信息.pdf

存储器模块和操作存储器模块的方法将映射信息内嵌在所述映射信息所属的存储器单元的区块内。明确地说，当针对逻辑数据区块写入页时，所述页包含所述逻辑数据区块的当前映射信息的快照。以此方式，逻辑数据区块的最后有效物理页将含有所述区块的物理/逻辑映射。因此，代替扫描存储器装置的每个有效页以重建所述映射信息，存储器模块可仅扫描每一逻辑数据区块的最后有效物理页。一旦发现逻辑数据区块的最后有效物理页，便可从所述页读取所述逻辑数据区块的最新映射信息。

1.  一种操作存储器模块以存储映射信息的方法，其包括：
接收寻址到所述存储器模块的逻辑数据区块的用户数据；
将所述用户数据与元数据组合，所述元数据指示所述逻辑数据区块的两个或两个以上逻辑页与所述存储器模块的存储与那些逻辑页相关联的数据的物理页之间的映射对应；
将所述经组合的数据写入到与所述逻辑数据区块相关联的空闲物理页。

2.  根据权利要求1所述的方法，其进一步包括产生指示所述逻辑数据区块的每一逻辑页的映射对应的元数据，其中每一逻辑页的所述元数据指示哪个物理区块含有所述逻辑页的用户数据的最后有效版本以及所述物理区块的哪个物理页含有所述用户数据的最后有效版本。

3.  根据权利要求1所述的方法，其中所述逻辑数据区块与物理数据区块相关联，其中所述物理数据区块与一个或一个以上物理日志区块相关联，且其中产生指示哪个物理区块含有逻辑页的用户数据的最后有效版本的元数据包含产生指示所述物理区块是物理数据区块还是其相关联的日志区块之一的元数据。

4.  根据权利要求1所述的方法，其中将所述用户数据与所述元数据组合包含将用户数据的第一部分与元数据的第一部分组合和将用户数据的第二部分与元数据的第二部分组合，其中元数据的所述第一部分指示所述逻辑数据区块的逻辑页的第一部分的映射对应，且元数据的所述第二部分指示所述逻辑数据区块的逻辑页的第二不同部分的映射对应。

5.  根据权利要求1所述的方法，其中所述逻辑数据区块与两个或两个以上物理数据区块相关联，其中每一物理数据区块与一个或一个以上物理日志区块相关联，且其中将所述经组合数据写入到与所述逻辑数据区块相关联的空闲物理页包括将所述经组合数据的一部分写入到所述物理数据区块或其相关联日志区块中的每一者的空闲物理页。

6.  根据权利要求5所述的方法，其中将所述经组合数据的一部分写入到所述物理数据区块或其相关联日志区块中的每一者的空闲物理页包括将仅指示所述逻辑数据区块的一部分的映射对应的数据写入到所述物理数据区块或其相关联日志区块中的每一者。

7.  根据权利要求6所述的方法，其中将仅指示所述逻辑数据区块的一部分的映射对应的数据写入到所述物理数据区块或其相关联日志区块中的每一者包括存储指示所述物理数据区块的每一逻辑页的映射对应的数据的一个以上复本。

8.  根据权利要求1所述的方法，其进一步包括产生用于所述经组合的用户数据和元数据的ECC数据，且在写入所述经组合数据之前将所述用户数据、所述元数据和所述ECC数据组合。

9.  一种操作存储器模块以存储映射信息的方法，其包括：
针对所述存储器模块的所寻址逻辑数据区块从主机接收用户数据；
检索对应于所述所寻址逻辑数据区块的映射信息；
产生对应于所述所寻址逻辑数据区块的所述映射信息的元数据；
将所述用户数据与所述元数据组合；以及
将所述经组合数据写入到与所述逻辑数据区块相关联的空闲物理页。

10.  根据权利要求9所述的方法，其中检索映射信息包括检索指示所述存储器模块的存储器装置内存储与所述所寻址逻辑数据区块相关联的数据的物理位置的信息。

11.  根据权利要求9所述的方法，其中产生元数据包括产生指示存储与所述所寻址逻辑数据区块的各个逻辑页相关联的数据的物理位置的数据，其中所述物理位置是与所述所寻址逻辑数据区块相关联的存储器单元的一个或一个以上物理区块的物理页。

12.  根据权利要求11所述的方法，其中所述所寻址逻辑数据区块与一个以上物理区块相关联，且其中产生指示物理位置的数据包括针对所述各个逻辑页中的每一者产生指示哪个物理区块含有所述逻辑页的有效版本且所述物理区块的哪个物理页含有所述逻辑页的所述有效版本的数据。

13.  根据权利要求9所述的方法，其中与所述逻辑数据区块相关联的所述空闲物理页包括两个或两个以上物理区块的物理页，且其中将所述经组合数据写入到与所述逻辑数据区块相关联的空闲物理页包括将所述经组合数据的一部分写入到所述两个或两个以上物理区块的每一者的空闲物理页。

14.  根据权利要求13所述的方法，其中所述两个或两个以上物理区块包括一含两个或两个以上物理数据区块的分组，其中所述物理数据区块中的每一者与一个或一个以上物理日志区块相关联，且其中将所述经组合数据的一部分写入到所述两个或两个以上物理区块的每一者的空闲物理页包括将所述经组合数据的一部分写入到所述分组的所述物理数据区块的每一者的空闲物理页或所述分组的所述相应物理日志区块之一的每一者。

15.  根据权利要求13所述的方法，其中将所述经组合数据的一部分写入到所述两个或两个以上物理区块的每一者的空闲物理页包括将仅指示所述逻辑数据区块一部分的映射对应的数据写入到所述两个或两个以上物理区块的所述空闲物理页的任何一者。

16.  根据权利要求9所述的方法，其中将所述用户数据与所述元数据组合包括将所述用户数据与所述元数据的一个以上复本组合。

17.  一种存储器模块，其包括：
一个或一个以上存储器装置；以及
耦合到所述一个或一个以上存储器装置的控制电路；
其中所述控制电路经配置以向可寻址到所述一个或一个以上存储器装置的每一逻辑数据区块存储指示所述逻辑数据区块的映射对应的数据；且
其中所述控制电路经配置以在向逻辑数据区块存储用户数据的同时存储所述指示所述逻辑数据区块的所述映射对应的数据。

18.  根据权利要求17所述的存储器模块，其中所述指示逻辑数据区块的映射对应的数据包括指示其中存储与所述逻辑数据区块相关联的数据的物理位置的数据。

19.  根据权利要求17所述的存储器模块，其中所述指示物理位置的数据至少包括指示与所述逻辑数据区块相关联的物理区块的物理页地址的数据。

20.  根据权利要求19所述的存储器模块，其中所述指示物理位置的数据进一步包括指示所述物理页地址属于哪个物理区块的数据。

21.  根据权利要求20所述的存储器模块，其中所述指示所述物理页地址属于哪个物理区块的数据包括指示所述物理区块是数据区块还是相关联日志区块的数据。

22.  一种存储器模块，其包括：
一个或一个以上存储器装置；以及
耦合到所述一个或一个以上存储器装置的控制电路；
其中所述控制电路经配置以检测所述存储器装置中的一者或一者以上的映射信息的损坏，且如果检测到损坏，则读取与可寻址到所述一个或一个以上存储器装置的每一逻辑数据区块相关联的最后有效物理页，从读取自所述最后有效物理页的所述数据获得所述逻辑数据区块的每一者的映射信息，且组合所述逻辑数据区块的每一者的所述所获得的映射信息以重建所述存储器模块的所述映射信息。

23.  根据权利要求22所述的存储器模块，其中与逻辑数据区块相关联的每一物理页包括来自存储器装置的两个或两个以上物理区块的一个物理页，且其中从读取自单个物理区块的所述物理页中的任何一者的数据获得的映射信息仅包含所述相应逻辑数据区块的所述映射信息的一部分。

24.  根据权利要求23所述的存储器模块，其中所述相应逻辑数据区块的所述映射信息的第一部分的第一复本是从所述物理区块中的一者的最后有效物理页获得的，且所述相应逻辑数据区块的所述映射信息的所述第一部分的第二复本是从所述物理区块中的不同一者的最后有效物理页获得的。

25.  根据权利要求22所述的存储器模块，其中每一逻辑数据区块的所述映射信息包括所述逻辑数据区块的每一逻辑页的映射信息，且其中所述逻辑数据区块的每一逻辑页的映射信息包括指示物理区块内的含有对应于所述逻辑页的数据的物理页的地址的数据。

26.  根据权利要求25所述的存储器模块，其中每一逻辑页的所述映射信息进一步包括指示哪个物理区块含有所述相应物理页的数据。

27.  根据权利要求22所述的存储器模块，其中与逻辑数据区块相关联的物理页包括来自存储器装置的两个或两个以上物理区块的每一者的物理页。

28.  一种操作存储器模块以重建映射信息的方法，其包括：
检测到所述存储器模块中的至少一个存储器装置的映射信息受损；
读取与所述至少一个存储器装置的每一逻辑数据区块相关联的最后有效物理页；
从仅读取自与所述至少一个存储器装置的每一逻辑数据区块相关联的所述最后有效物理页的所述数据获得映射信息；以及
从获得自所述最后有效页的所述映射信息中重建所述存储器装置的映射信息。

29.  根据权利要求28所述的方法，其中所述存储器模块包括两个或两个以上存储器装置，且其中读取与所述至少一个存储器装置的每一逻辑数据区块相关联的最后有效物理页包括读取与所述两个或两个以上存储器装置中的每一者的每一逻辑数据区块相关联的最后有效物理页。

30.  根据权利要求29所述的方法，其进一步包括从所述两个或两个以上存储器装置中的每一者的映射信息中重建所述存储器模块的映射信息。

31.  根据权利要求28所述的方法，其中读取与每一逻辑数据区块相关联的最后有效物理页包括读取跨越存储器装置的两个或两个以上物理区块的物理页。

存储器装置的内嵌映射信息
技术领域
[0001]本发明大体上涉及半导体存储器，且明确地说，在一个或一个以上实施例中，本发明涉及利用存储器装置的内嵌映射信息的方法及设备。
背景技术
[0002]电子装置通常均具有其可用的某种类型的大容量存储装置。常见的实例是硬盘驱动器(HDD)。HDD能够在相对较低的成本下提供大量存储空间，当前的消费者HDD可提供超过1太字节的容量。
[0003]HDD通常将数据存储于旋转的磁性媒体或底板上。数据通常作为磁通量逆转模式而存储在底板上。为了向典型的HDD写入数据，底板高速旋转，同时漂浮在底板上方的写入磁头产生一连串磁脉冲以排列底板上的磁性粒子来表示数据。为了从典型的HDD读取数据，随着磁阻读取磁头漂浮在高速旋转的底板上方，在所述磁阻读取磁头中诱发电阻变化。在实践中，所得的数据信号是模拟信号，其峰值和谷值是由数据模式的磁通量逆转造成的。称为部分响应最大似然(PRML)的数字信号处理技术接着用于对模拟数据信号进行取样，以确定负责产生数据信号的可能数据模式。
[0004]HDD由于其机械性质而具有某些缺陷。HDD容易受到由于冲击、振动或强磁场引起的破坏或过多读取/写入错误。此外，在便携式电子装置中，HDD耗电相对较大。
[0005]大容量存储装置的另一个实例是固态驱动器(SSD)。代替将数据存储于旋转媒体上，SSD利用半导体存储器装置来存储其数据，但通常包括接口和形状因素，从而使得在其主机系统看来似乎它们是典型的HDD。SDD的存储器装置通常是非易失性快闪存储器装置。
[0006]快闪存储器装置现已发展成为一种流行的非易失性存储器来源，广泛应用于各种电子应用。快闪存储器装置通常使用单晶体管存储器单元，其允许高存储器密度、高可靠性和低能耗。通过对电荷存储节点(例如，浮动栅极或阻止层)或其它物理现象(例如，相变或极化)编程来改变单元的阈值电压，从而确定每一单元的数据值。快闪存储器和其它非易失性存储器通常用于个人计算机、个人数字助理(PDA)、数码相机、数字媒体播放器、数字记录器、游戏、器具、车辆、无线装置、移动电话和可移动存储器模块，非易失性存储器的使用范围仍在继续扩展。
[0007]与HDD不同的是，SSD的操作由于其固态性质而通常不会受到振动、冲击或磁场的影响。同样，由于没有移动零件，SSD比HDD需要更少的电量。然而，与具有相同形状因素的HDD相比，SSD当前具有低得多的存储容量，且对于同等的存储容量，SDD具有显著较高的成本。
[0008]由于快闪存储器装置的性质，快闪存储器装置内针对给定逻辑地址的物理地址通常会随时间而改变。为了解决此变化对应，使用快闪翻译层(FTL)将逻辑地址映射到已存储数据的物理地址。虽然此高级映射信息经常保持在易失性存储器中以便于在存储器装置操作期间使用，但周期性地将此映射信息存储到非易失性存储器，使得可在装置启动期间检索。或者，可对于每一写入操作将此映射信息更新到非易失性存储装置。如果SSD突然断电，使得最新近的映射信息尚未存储到非易失性存储器，那么扫描形成SSD的存储器装置的每个有效页以重建逻辑地址与当前物理地址之间的关系。此扫描过程可能会花费相当长的时间，在此期间主机无法使用SSD。
[0009]由于以上原因以及所属领域的技术人员在阅读和了解本说明书后将明白的其它原因，此项技术中需要替代性的大容量存储选项。
发明内容
无
附图说明
[0010]图1为根据本发明实施例的具有至少一个存储器模块的电子系统的功能方框图。
[0011]图2为根据本发明实施例的数据区块及其相关联日志区块的表示。
[0012]图3为根据本发明实施例的页的数据结构的表示。
[0013]图4A到4B为根据本发明实施例的组合多个物理数据区块的逻辑数据区块的方框表示。
[0014]图5为根据本发明实施例的操作存储器模块的方法的流程图。
[0015]图6为根据本发明实施例的操作存储器模块的方法的流程图。
具体实施方式
[0016]在以下对当前实施例的详细描述中，参看形成其一部分的附图，在附图中以说明方式展示其中可实践所述实施例的特定实施例。充分详细地描述这些实施例以足以使得所属领域的技术人员能够实践本发明，且应了解，可利用其它实施例且可在不脱离本发明范围的情况下作出过程、电子或机械改变。因此，不应在限制性意义上看待以下详细描述。
[0017]图1为根据本发明的一个实施例的固态驱动器(SSD)100的方框图，所述SSD 100与处理器130通信(例如，耦合到处理器130)且作为电子系统120的一部分。电子系统120可视为SSD 100的主机，因为其通过其处理器130来控制SSD 100的操作。电子系统的一些实例包括个人计算机、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、数码相机、数字媒体播放器、数字记录器、电子游戏及类似产品。处理器130可以是磁盘驱动器控制器或其它外部处理器。通常存在采用标准协议的通信总线132，其用于连接处理器130和SSD 100。通信总线132通常由多种信号组成，其中包括地址、数据、功率及各种I/O信号。通信总线132的类型将取决于系统120中所利用的驱动器接口的类型。一些常规磁盘驱动器接口总线协议的实例是IDE、ATA、SATA、PATA、光纤信道和SCSI。此项技术中存在并已知其它驱动器接口。应注意的是，图1已被简化以重点描述本发明的实施例。在不脱离本发明范围的情况下，可实施额外或不同的组件、连接和I/O信号，如此项技术中所已知的。举例来说，SSD 100可以包括功率调节/分配电路、易失性存储器及其控制器等等。然而，此类额外组件对于理解本发明来说并不是必要的。
[0018]如图1所说明，根据本发明的一个实施例的SSD 100包括接口102以允许处理器130(例如，驱动器控制器)经由通信总线132而与SSD 100交互。接口102可以是所属领域的技术人员通常所知的多种标准化连接器的一种。这些接口102的一些实例是IDE、ATA、SATA和PCMCIA连接器。由于本发明的各种实施例可经配置以模拟多种常规类型的HDD，所以还可在接口102处利用其它磁盘驱动器连接器。
[0019]图1的SSD 100还包括主控制器104和多个存储器模块106₁到106_N。主控制器104所执行的一些功能是管理SSD 100内的操作和经由通信总线132而与SSD 100外部的装置(例如处理器130)通信。存储器模块106₁到106_N充当用于SSD 100的大容量存储媒体。
[0020]主控制器104管理SSD 100的各种操作。如所论述的，SSD 100可用作标准HDD的替代物，且存在许多具有标准接口及通信协议的标准化HDD。因此，主控制器104的多种功能之一便是模拟这些标准化HDD协议之一的操作。主控制器104的另一个功能是管理安装在SSD 100中的存储器模块106的操作。主控制器104可经配置以使用多种标准通信协议来与存储器模块106通信。举例来说，在本发明的一个实施例中，主控制器104使用SATA协议来与存储器模块106进行交互。其它实施例可利用其它通信协议来与存储器模块106进行通信。主控制器104也可执行与存储器模块相关的额外功能，例如错误校正码(ECC)检验。主控制器104的实施可通过使用硬件或硬件/软件组合来完成。举例来说，主控制器104可全部或部分由状态机来实施。
[0021]存储器模块106使用内部通信总线112来耦合到主控制器104。主控制器104与存储器模块106之间的通信可通过利用共用总线112(如图所示)和/或主控制器104与每一存储器模块106之间的离散连接来实施。
[0022]控制电路110管理非易失性存储器装置116对其相应存储器模块1061到106N的操作。存储器装置116可以是快闪存储器装置。控制电路110还可用于翻译主控制器104用以与存储器模块106₁到106_N进行通信的通信协议。举例来说，在本发明的一个实施例中，主控制器104可利用SATA协议来与存储器模块106₁到106_N进行交互。在此实施例中，控制电路110经配置以模拟SATA接口。控制电路110还可管理其它存储器功能，例如用以调节对存储在存储器模块中的数据的存取的安全性特征和损耗平衡。控制电路110进一步经配置以执行本发明的一种或一种以上方法。
[0023]如上所述，由于快闪存储器装置的性质，快闪存储器装置内针对特定逻辑地址的物理地址通常会随时间而改变。其原因是，快闪存储器装置中的存储位置在重新编程之前通常需要擦除。因此，如果对应于给定逻辑地址的数据将要改变，那么存储器装置只是简单地将新数据写入到新的物理位置且将旧的物理位置标记为过期的，而不是擦除存储器装置内的现有物理地址且用新数据对其进行重新编程。
[0024]快闪存储器装置通常经组织为存储器单元区块，所述区块进一步经分解为页。当将数据写入到区块时，将其写入到所述区块的第一个空闲页。因此，区块可具有有效页与过期页的混合。当区块填满时，可将有效数据复制到空闲区块以进行合并，这经常称为折叠。然而，为了效率，数据区块可具有与其相关联的一个或一个以上日志区块。如果利用日志区块，那么在数据区块填满时，针对所述数据区块的后续写入被写入到其一个或一个以上日志区块的下一个空闲页。以此方式，所述折叠操作更为有效，因为其执行频率较低。一旦有效页被折叠到新的区块，旧的数据区块及其日志区块(如果存在的话)便被标记为可擦除的。
[0025]图2中展示此过程的实例。图2是物理数据区块202及其相关联的物理日志区块204a和204b的表示。数据区块202及其相关联的日志区块204a和204b将与单个逻辑区块地址相关联。在此实例中，所述区块202/204中的每一者均包括8个物理页201₀到201₇。寻址到数据区块202的数据在物理页201₀处开始，且继续将8个逻辑页写入数据区块202，直至物理页201₇。当数据区块202已满时，即其最后一个可用物理页201₇已被写入时，后续页写入进入日志区块204a，以相同方式进行，且接着进入日志区块204b。当逻辑页0首先被写入到日志区块204a的物理页201₀时，将数据区块202的物理页201₀标记为旧的，依此类推。如图2所示，数据区块202具有8个有效页201以及其相关联的日志区块204。
[0026]快闪翻译层(FTL)追踪逻辑地址与其相应物理地址之间的对应关系。如果此映射信息由于断电或突然关机而未被更新，那么需要通过扫描存储器装置的区块来重建。因为写入操作按顺序前进通过所述区块的页，所以此扫描过程以相反的方向前进通过所述区块。举例来说，如果每个区块有64个页，且写入在页0到页63的方向上前进，那么扫描在页63到页0的方向上前进。当发现有效物理页时，在映射信息中更新其相应的逻辑地址。这个过程可能会消耗相对较多的时间和功率。因此，回头参看图2，扫描会在日志区块204b的物理页201₇处开始且朝向数据区块202前进。当发现每一有效物理页201时，在映射信息中更新其相应的逻辑页。然而，在图2的实例中，扫描过程必须先要到达数据区块202的物理页201₃，然后才能获得对应于数据区块202的逻辑区块地址的映射信息的完整对应。
[0027]所述各种实施例均利用包含在对应于逻辑区块地址的物理区块内的内嵌映射信息。明确地说，当页被写入到区块时，所述页包含所述区块的当前映射信息的快照。以此方式，区块的最后有效页将含有所述区块的物理/逻辑映射信息。因此，代替扫描存储器装置的每个有效页来重建映射信息，各种实施例可仅扫描与每一逻辑区块相关联的最后有效页。一旦发现了区块的最后有效页，便可从所述页读取所述区块的最新映射信息。请注意，如果利用日志区块，那么区块的最后有效页(即，针对所述区块而最近进行写入操作的页)可能出现在相关联的日志区块中。回头参看图2的实例，如果映射信息与所存储的用户数据一起内嵌到数据区块202的最后有效页(在此实例中，日志区块204b的物理页201₇)，那么只需要扫描所述页以便开发数据区块202的映射信息的完整对应。
[0028]一页数据在存储于物理位置(即，存储器单元)中时可能并不是存储于存储器单元的邻接分组中。举例来说，区块的一个页的存储器单元可能与所述区块或甚至另一区块的另一个页的存储器单元交错。此外，或者，存储器单元可存储来自所述区块的两个页的数据。举例来说，在使用多层单元来每个存储器单元存储一个以上数位的数据的情况下，一个数位可能属于一个页且另一个数位可能属于另一个页。因此，当参考物理页或物理区块时，其是指分别作为页或区块而在逻辑上相关联的存储器单元分组。此外，在描述页或区块的数据结构时，所述页或所述区块的一部分的表示不需要含有存储器单元的邻接物理分组或甚至存储器单元的邻接逻辑分组。举例来说，在一页数据可能在逻辑上含有第一部分的用户数据、第二部分的元数据和第三部分的错误校正码(ECC)数据的情况下，所述元数据和ECC数据可在物理和逻辑两者上分布于用户数据中，只要控制器经配置为能够识别哪些存储器单元含有用户数据、哪些存储器单元含有元数据且哪些存储器单元含有ECC数据。
[0029]图3为根据本发明实施例的页201的数据结构的一个实施例的表示。页201具有一个或一个以上用户数据部分312、一个或一个以上元数据部分314以及(视情况)一个或一个以上ECC部分316。在此实例中，ECC部分316包括用于用户数据部分312和元数据部分314的ECC数据。虽然ECC数据通常与用户数据一起存储，但其可单独存储在不同页中。在图3的实例中，ECC部分316a可含有用于用户数据部分312a和元数据部分314a的ECC数据，而ECC部分316b可含有用于用户数据部分312b和元数据部分314b的ECC数据。作为一个实例，每一用户数据部分312均含有2,048字节的用户数据，每一元数据部分314均含有32字节的元数据(随后定义)，且每一ECC部分316均含有16字节的ECC数据。页201可进一步包括额外的数据部分(未图示)以用于设计者可能选择的其它用途。尽管在前述实例中使用经组合的用户数据和元数据来产生ECC数据会更加有效，但可针对每一数据部分单独产生ECC数据。
[0030]元数据部分314含有代表与页201相关联的逻辑数据区块的映射信息的数据。因此，元数据部分314含有足以重建逻辑地址与含有对应于所述逻辑地址的数据的物理位置之间的映射对应的数据。考虑这样的实例，其中数据区块含有64个物理页并利用最多两个日志区块且寻址方案将64个逻辑页地址关联到所述数据区块，那么每一元数据部分314可被再划分为32个元数据子部分324，其每一者代表一个逻辑页地址。通过按元数据子部分324的逻辑页偏移为其建索引(例如，对应于区块的第一个逻辑页的数据驻留在第一个元数据子部分324中，对应于区块的第二个逻辑页的数据驻留在第二个元数据子部分324中，且对应于区块的第三个逻辑页的数据驻留在第三个元数据子部分324中，等等)，可容易确定对应于任何逻辑页的物理映射信息的元数据。
[0031]对于一个实施例，对应于逻辑页的映射信息的元数据含有指示针对所述逻辑页存储数据的物理页地址的数据。对于另一实施例，元数据可含有额外的数据。举例来说，在使用日志区块的情况下，额外的数据可定义物理页位于数据区块还是与数据区块相关联的日志区块，且在使用一个以上日志区块的情况下，可进一步定义含有所述物理页的日志区块的序号。因此，对于前述实例，每一元数据子部分324可含有定义区块的64个页之一的地址的5个数位的数据、定义所述区块是数据区块还是日志区块的1个数位的数据(例如，逻辑0代表数据区块，且逻辑1代表日志区块)，以及定义哪个日志区块含有所寻址物理页的1个数位的数据(例如，逻辑0代表第一日志区块，且逻辑1代表第二日志区块)。此进一步细分参考元数据子部分324₂来展示。
[0032]各种实施例可经调适以用于在任何一个物理页中没有足够物理空间来存储整个逻辑数据区块的全部映射信息的存储器装置。这通过组合多个物理数据区块以及任何相关联的日志区块以表示一个逻辑数据区块来解决。图4A到4B展示此些实施例的方框表示。
[0033]在图4A的实例中，含多个物理区块202/204的分组450(识别为逻辑数据区块456的单独通道454)用于创建虚拟数据区块452。请注意，每一通道454均可与数据区块202相关联，且视情况，与同所述数据区块202相关联的一个或一个以上日志区块204相关联，如参看图2所描述。分组450的每一物理区块202/204均具有多个物理页201，也如参看图2所描述。然而，代替将逻辑数据区块456的全部映射信息存储在任何单个通道454的最后有效页201中，每一通道454的最后有效页201将仅存储逻辑数据区块456的一部分的映射信息。举例来说，如果每个通道454具有64个页，且利用8个通道454，那么任何给定通道454的最后有效页201可能存储逻辑区块454的映射信息的8个逻辑页项。因此，通道452₀的最后有效页201可以存储逻辑数据区块456的前8个逻辑页地址的映射信息，通道452₁的最后有效页201可以存储逻辑数据区块456的随后8个逻辑页地址的映射信息，通道452₂的最后有效页201可以存储逻辑数据区块456的再随后8个逻辑页地址的映射信息，依此类推。
[0034]逻辑数据区块456被看作单个逻辑区块，使得写入操作会将数据写入到逻辑区块456的每一通道454的第一个空闲物理页。作为一个实例，如果分组450的每一物理页201均每页包括4KB的数据，那么逻辑区块456的物理页201将每页具有N乘以4KB的数据，其中N是用来创建虚拟数据区块452的通道454的数目。在图4A的实例中，N＝8。相应地，在此实例中每一写入操作将写入32KB的数据。以此方式，通过读取每一通道454的最后有效页，可检索逻辑数据区块456的完整映射信息。如果逻辑数据区块456不被看作单个逻辑区块，且准许对各个通道454进行写入操作，那么假如接收到新数据的通道454不含有正被写入的逻辑页地址的映射信息，所述映射信息将会过时。同样，当被看作单个逻辑区块时，每一逻辑页地址将以其各自数据区块202的相同物理页偏移来发生。如果不被看作单个区块，那么后续的写入操作可能会针对不同数据区块202以不同偏移来识别下一个空闲页。这将会需要针对单个逻辑页地址存储多个物理地址。此外，对每一通道454的写入操作可以是并行的或依序的。然而，在所有通道454均已完成其相应的写入操作前，对逻辑数据区块456的写入操作不应被控制电路判断为完成。
[0035]在图4B的实例中，多个物理区块202/204的分组450(识别为逻辑数据区块456的单独通道454)用来创建虚拟数据区块452。所述描述与图4A的实例相似，不同之处只是图4B的实例中的物理区块202/204每一者含有128个物理页201。在跨越通道454传播映射信息时，通道452₀的最后有效页201可以存储逻辑数据区块456的前16个逻辑页地址的映射信息，通道452₁的最后有效页201可以存储逻辑数据区块456的随后16个逻辑页地址的映射信息，通道452₂的最后有效页201可以存储逻辑数据区块456再随后16个逻辑页地址的映射信息，依此类推。以此方式，通过读取虚拟区块452的最后有效页201，可找到逻辑数据区块456的全部128个逻辑页地址的完整映射信息。
[0036]虽然在图4A和4B的每一实例中均使用了8个通道454，但可使用更少或更多的通道452。通过提高将映射信息存储于任何一个通道454上的逻辑页地址的数量，可使用更少的通道454。通过提高所使用的通道454的数目，每一通道454可存储更少数量的逻辑页地址的映射信息。然而，在写入到与逻辑数据区块456相关联的物理页201的任何部分时，每一此类变型均应将所得逻辑数据区块456看作一个单位。
[0037]在参看图4A到4B所描述的实施例中，最后有效物理页保持相应逻辑数据区块456的映射信息的一个复本。然而，在通道454的每一物理页201具有足够容量可用于存储比用以存储逻辑数据区块456的所有逻辑页地址的映射信息所需更多的元数据子部分的情况下，有可能在所有通道454上存储映射信息的多个复本。举例来说，如果逻辑数据区块456具有128个逻辑页地址且利用8个通道454，那么每一通道454的最后有效页201将需要存储16个逻辑页地址的映射信息，以便共同存储所有128个逻辑页地址的映射信息。但是，如果在每一物理页201中有足够的空间来存储32个逻辑地址的映射信息，那么可以存储映射信息的两个复本。举例来说，通道452₀到452₃的最后有效页201可以共同存储逻辑数据区块456的所有128个逻辑页地址的映射信息的第一个复本，且通道452₄到452₇的最后有效页201可以共同存储逻辑数据区块的所有128个逻辑页地址的映射信息的第二个复本。以此方式，即使在读取最后有效页201时出现数据损坏问题，也有可能使用未遭受数据损坏的页201来重新创建逻辑数据区块456的映射信息。
[0038]在操作中，当用户数据由存储器模块106接收以用于写入到其存储器装置116之一时，控制电路110将把用户数据与元数据组合起来，所述元数据代表对应于用户数据将要写入的页201的逻辑数据区块的映射信息。在将用户数据写入到用户数据部分312且/或将ECC数据写入到ECC部分316的同时，此元数据将被写入到元数据部分314。
[0039]每一存储器模块106将独立于其它存储器模块106而具有自己的一组映射信息。控制电路110存储用于存取其相应存储器装置116的映射信息。将明白，存储器装置116内的逻辑地址可能只是从主机接收到的逻辑地址的一部分。举例来说，在SSD 100含有四个存储器模块106，每一存储器模块含有16个存储器装置116且每一存储器装置116具有1920个可寻址逻辑数据区块(每个区块具有64个页)的情况下，逻辑地址的一部分将定义哪个存储器模块106以及所述存储器模块106的哪个存储器装置116含有所寻址的逻辑数据区块。因此，如本文描述的与用户数据组合的映射信息定义与含有元数据的物理页相关联的逻辑数据区块的至少一部分的映射信息，但可能不会定义关于哪个存储器装置或哪个存储器模块与所述逻辑数据区块相关联的映射信息。
[0040]图5为根据本发明实施例的操作存储器模块的方法的流程图。在530处，从主机接收用户数据以用于写入到至少一个存储器装置的逻辑数据区块。举例来说，主机可能会向存储器模块发布写入命令，从而提供待写入到存储器模块的数据和对应于将要写入所述数据之处的逻辑地址。所述逻辑地址指定用于存储用户数据的逻辑数据区块和逻辑页地址。在532处，存储器模块的控制电路检索对应于所寻址逻辑数据区块的映射信息。控制电路可在选择下一个与逻辑数据区块相关联的空闲物理页之前或之后检索映射信息。然而，如果在修改以显示对应于所寻址逻辑页的既定物理页之前检索映射信息，那么应在产生元数据之前更新所述映射信息，如下所述。
[0041]在534处，对应于所寻址逻辑数据区块的映射信息产生元数据。所述元数据指示逻辑数据区块的至少一部分的逻辑页地址与同所述逻辑数据区块相关联的物理页地址之间的映射对应。将了解到，除了当前写入命令的逻辑页地址之外，所述元数据还包括至少一个逻辑页地址的映射信息。也就是说，元数据对应于所寻址逻辑数据区块的两个或两个以上逻辑页地址的映射信息。如上所述，元数据可能会包括与逻辑数据区块相关联的物理区块内的物理页地址、表示含有物理页的物理区块是数据区块还是日志区块的指示以及区块序号的指示(如果物理页被包含在与逻辑数据区块相关联的多个日志区块之一中)。
[0042]在536处，将用户数据与元数据进行组合。作为一个实例，元数据附加于用户数据。举例来说，如果用户数据为2048字节，且元数据为32字节，那么组合数据将是具有16,640个数据值的字符串，其中前16,384个数据值为用户数据，且后256个数据值为元数据。视情况，在538处，针对经组合的用户数据和元数据产生ECC数据。虽然为了实用性，应使用ECC来校正数据读取错误，但ECC不需要与其用于校正的数据一起存储。然而，对于一个实施例，ECC数据与经组合的用户数据和元数据进行组合。作为一个实例，ECC数据附加于经组合的用户数据和元数据。
[0043]在540处，接着将组合数据写入到控制电路所选择的空闲物理页，从而将相应逻辑数据区块的当前映射信息存储在物理页内。如此项技术中常见的，接着应更新由存储器模块的控制电路保留的更高级别的映射信息。请注意，本文描述的各种实施例并不依赖于快闪翻译层(FTL)或其它映射技术的具体应用。同样，所述各种实施例不会干扰更高级别的映射信息。因此，存储器模块内的损耗平衡、垃圾收集及其它维护活动可在不会负面影响此些实施例或受此些实施例负面影响的情况下进行操作。所述实施例提供的是比扫描通过存储器装置的每个有效页的过程更有效地重建映射信息的能力。因为各种实施例通过仅扫描存储器装置的每一逻辑数据区块的一个有效页而不是扫描所有逻辑数据区块的所有有效页来促进重建存储器装置的映射信息，所以扫描过程被大大简化。
[0044]图6为根据本发明实施例的操作存储器模块的方法的流程图。在660处，检测到存储器装置的映射信息已被损坏。这种损坏发生的原因可能是在写入操作完成之前存储器装置断电。作为一个实例，通过设置非易失性寄存器以指示写入操作正在进行且只有在所述写入操作完成后才复位所述寄存器，在为存储器模块加电后通过简单地检查寄存器的值便可检测到所述写入操作的任何中断。
[0045]在662处，在检测到存储器装置的映射信息受损后，控制电路将开始扫描过程以读取与所述存储器装置的每一逻辑数据区块相关联的最后有效物理页。不需要读取存储器的额外页，因为根据所述各种实施例，可仅使用由存储器装置寻址的每一逻辑数据区块的最后有效物理页中所存储的信息来重建存储器装置的映射信息。
[0046]在664处，从仅读取自逻辑数据区块的最后有效物理页的数据中获得映射信息。获得映射信息可包括仅读取用以获得映射信息所必需的那些存储器单元，或可包括读取物理页的所有存储器单元并从所获得的数据中提取映射信息。获得映射信息可进一步包括使用ECC数据来应用错误校正。
[0047]在666处，使用从逻辑数据区块的最后有效物理页中获得的映射信息来重建存储器装置的映射信息。对于含有一个以上存储器装置的存储器模块，可针对存储器模块的每一存储器装置重复从662到666的过程，或可仅针对指示其映射信息受损的那些存储器装置执行此过程。接着可由存储器模块的控制电路存储所重建的映射信息。
[0048]虽然本文已说明并描述了具体实施例，但所属领域的技术人员将理解，任何经计算以实现同样目的的布置均可用来代替所展示的具体实施例。所属领域的技术人员将容易明白对本发明的许多改编。相应地，本申请案希望涵盖对本发明的任何改编或变动。