包括存储器控制器的存储设备及存储器控制器的操作方法技术

提供了一种包括存储器控制器的存储设备以及存储器控制器的操作方法。该存储设备包括：非易失性存储器件，包括写入缓冲器和日志缓冲器，写入缓冲器被配置为存储从主机提供的写入数据，日志缓冲器被配置为存储日志；易失性存储器件，被配置为临时存储元数据；以及存储器控制器，被配置为向非易失性存储器件提供日志命令，该日志命令包括日志和对应于日志缓冲器的物理地址，并且该日志命令发出将日志存储在日志缓冲器中的命令，以更新临时存储在易失性存储器件中的元数据，并控制易失性存储器件将更新的元数据存储到非易失性存储器件。件将更新的元数据存储到非易失性存储器件。件将更新的元数据存储到非易失性存储器件。

【技术实现步骤摘要】
包括存储器控制器的存储设备及存储器控制器的操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求2020年12月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2020
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0188208和2021年3月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0034866的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。


[0003]本专利技术构思的各方面涉及电子设备，并且更具体地，涉及包括存储器控制器的存储设备和存储器控制器的操作方法。

技术介绍

[0004]诸如智能手机、平板电脑和计算机之类的电子设备可以存储各种数据，以便提供各种用户体验。为了管理各种数据，电子设备可以包括基于主机的控制来存储数据的存储设备。存储设备可以包括存储数据的存储器件和控制存储器件的存储器控制器。存储器件可以被分类为易失性存储器和非易失性存储器之一。
[0005]在执行电子设备的操作时，当意外断电或发生内核崩溃、应用崩溃或系统崩溃时，可能会损坏存储设备的一些数据。为了解决这样的问题，电子设备可以实现日志记录。日志记录是一种在存储器中记录更改以在更改反映在存储设备中之前跟踪更改的技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术构思的各方面提供了一种存储设备和存储器控制器的操作方法，即使在发生诸如突然断电或内核崩溃、应用崩溃或系统崩溃之类的意外事件时，也能确保元数据和日志之间的一致性。
[0007]本专利技术构思的各方面提供了一种存储设备和存储器控制器的操作方法，其最小化由日志引起的性能降低，并减少存储设备不必要的功耗。
[0008]根据本专利技术构思的一方面，提供了一种存储设备，该存储设备包括：非易失性存储器件，包括写入缓冲器和日志缓冲器，写入缓冲器被配置为存储从主机提供的写入数据，日志缓冲器被配置为存储日志，日志是表示更新信息的数据，该更新信息指示物理地址和从主机提供的逻辑地址的映射信息；易失性存储器件，被配置为临时存储元数据；以及存储器控制器，被配置为向非易失性存储器件提供日志命令，该日志命令包括日志和对应于日志缓冲器的物理地址，并且该日志命令发出将日志存储在日志缓冲器中的命令，以更新临时存储在易失性存储器件中的元数据，并控制易失性存储器件将更新的元数据存储到非易失性存储器件。
[0009]根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种存储设备，该存储设备包括：非易失性存储设备，包括第一存储区域、第二存储区域和第三存储区域，第一存储区域被配置为存储从主机提供的写入数据，第二存储区域被配置为存储日志，第三存储区域被配置为存储写入数据的元数据，日志是表示更新信息的数据，该更新信息指示第一存储区域的物理地址和
从主机提供的逻辑地址的映射信息；易失性存储器件，被配置为临时存储写入数据元数据；以及存储器控制器，被配置为向非易失性存储设备提供第一日志命令，该第一日志命令包括日志和与第二存储区域相对应的物理地址，并且该第一日志命令发出存储日志的命令，以更新暂时储存在易失性存储器件中的元数据，并控制易失性存储器件将更新的元数据数据存储到非易失性存储设备。
[0010]根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种包括在具有非易失性存储设备的存储设备中的存储器控制器的操作方法，该操作方法包括：响应于从存储设备的外部向存储设备供电，接收存储在非易失性存储设备中的第一元数据和日志，日志是表示更新信息的数据，该更新信息指示从主机提供的逻辑地址和包括在非易失性存储设备中的多个存储块中的存储写入数据的存储块的物理地址的映射信息；基于日志生成第二元数据，第二元数据包括表示映射信息的映射数据和表示指示非易失性存储设备中分配的存储区域的信息的分配数据；以及向非易失性存储设备提供写入命令，写入命令包括存储第二元数据的命令、多个存储块中存储元数据的存储块的物理地址、以及第二元数据。
附图说明
[0011]根据以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本专利技术构思的实施例，在附图中：
[0012]图1是用于描述根据实施例的存储系统的图；
[0013]图2是用于描述条带和段的图；
[0014]图3是用于描述日志区域和元数据区域的图；
[0015]图4是用于描述根据实施例的元数据的图；
[0016]图5是用于描述根据实施例的写入操作、日志记录操作和映射更新操作的图；
[0017]图6是用于描述根据实施例的检查点的图；
[0018]图7是用于描述基于崩溃发生的存储设备的状态的图；
[0019]图8是用于描述根据实施例的恢复操作的图；
[0020]图9是用于描述基于日志的映射更新、分配数据和无效计数数据的图；
[0021]图10是用于描述根据另一实施例的存储系统的图；
[0022]图11是用于描述根据另一实施例的元数据的图；
[0023]图12是用于描述根据另一实施例的写入操作、日志记录操作和映射更新操作的图；
[0024]图13是用于描述刷新存储在写入缓冲器中的写入数据的操作的图；
[0025]图14是用于描述存储器控制器的第一操作方法的流程图；以及
[0026]图15是用于描述存储器控制器的第二操作方法的流程图。
具体实施方式
[0027]在下文中，将参照附图来详细描述实施例。
[0028]图1是用于描述根据实施例的存储系统的图。
[0029]参照图1，存储系统可以包括存储设备1000和主机2000。
[0030]存储设备1000可以是基于主机2000的请求来存储数据的设备。存储设备1000可以
包括存储器控制器100、非易失性存储设备200和易失性存储器件300。
[0031]存储器控制器100可以控制存储设备1000的整体操作。当从存储设备1000的外部向存储设备1000供电时，存储器控制器100可以执行存储在非易失性存储设备200中的存储操作系统。
[0032]存储器控制器100可以用处理器来实现。用处理器实现的存储器控制器100可以对向非易失性存储设备200提供的数据执行纠错编码操作，以生成添加了奇偶校验位的数据。奇偶校验位(未示出)可以存储在非易失性存储设备200中。在编程操作中，存储器控制器100可以计算将在非易失性存储设备200中编程的数据的纠错码值。存储器控制器100可以对从非易失性存储设备200输出的数据执行纠错解码，并且在这种情况下，可以通过使用奇偶校验位来纠错。存储器控制器100可以基于读取操作中的纠错码值对从非易失性存储设备200读取的数据执行纠错操作。在对故障数据执行的重建操作中，存储器控制器100可以对从非易失性存储设备200恢复的数据执行纠错操作。
[0033]存储器控制器100可以响应于主机2000的写入请求、读取请求和擦除请求，控制非易失性存储设备200或易失性存储器件300分别执行编程操作(或写入操作)、读取操作和擦除操作。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储设备，包括：非易失性存储器件，包括写入缓冲器和日志缓冲器，所述写入缓冲器被配置为存储从主机提供的写入数据，所述日志缓冲器被配置为存储日志，所述日志是表示更新信息的数据，所述更新信息指示物理地址和从所述主机提供的逻辑地址的映射信息；易失性存储器件，被配置为临时存储元数据；以及存储器控制器，被配置为：向所述非易失性存储器件提供日志命令，所述日志命令包括所述日志和对应于所述日志缓冲器的所述物理地址，所述日志命令发出将所述日志存储在所述日志缓冲器中的命令，更新临时存储在所述易失性存储器件中的所述元数据，以及控制所述易失性存储器件将更新的元数据存储到所述易失性存储器件。2.根据权利要求1所述的存储设备，还包括非易失性存储设备，所述非易失性存储设备包括第一存储块组和第二存储块组。3.根据权利要求2所述的存储设备，其中，当与所述写入缓冲器的大小相对应的写入数据被存储在所述写入缓冲器中时，所述存储器控制器被配置为：将存储在所述写入缓冲器中的所述写入数据存储在所述第一存储块组中。4.根据权利要求3所述的存储设备，其中，所述存储器控制器被配置为：生成与存储在所述写入缓冲器中的所述写入数据相对应的奇偶校验位，并控制所述非易失性存储器件将所述奇偶校验位存储在所述第二存储块组中。5.根据权利要求2所述的存储设备，其中，所述元数据包括：第一映射数据，表示所述逻辑地址和所述写入缓冲器的第一地址的映射信息；第二映射数据，表示所述第一地址和所述第一存储块组的第二地址的映射信息；第一分配数据，表示关于所述写入缓冲器中分配的存储空间的信息；第二分配数据，表示关于所述第一存储块组中分配的存储空间的信息；以及无效计数数据，表示存储块在所述第一存储块组中被处理为无效的次数。6.根据权利要求5所述的存储设备，其中，所述存储器控制器被配置为：控制所述非易失性存储器件将指示所述第一地址和所述第二地址的所述映射信息的更新信息存储在所述日志缓冲器中作为所述日志。7.根据权利要求3所述的存储设备，其中，响应于将存储在所述写入缓冲器中的所述写入数据存储在所述第一存储块组中，所述存储器控制器被配置为：控制所述非易失性存储器件将指示所述逻辑地址和所述第一存储块组的物理地址的映射信息的更新信息存储在所述日志缓冲器中作为所述日志。8.根据权利要求3所述的存储设备，其中，当与所述日志缓冲器的大小相对应的日志被存储在所述日志缓冲器中时，所述存储器控制器被配置为向所述易失性存储器件提供刷新命令，所述刷新命令发出将所述更新的元数据刷新到所述非易失性存储设备的命令。9.根据权利要求8所述的存储设备，其中，所述存储器控制器被配置为：控制所述非易失性存储器件释放存储在所述日志缓冲器中的所述日志。10.一种存储设备，包括：非易失性存储设备，包括：第一存储区域，被配置为存储从主机提供的写入数据；第二存储区域，被配置为存储日志；以及第三存储区域，被配置为存储所述写入数据的元数据，
所述日志是表示更新信息的数据，所述更新信息指示所述第一存储区域的物理地址和从所述主机提供的逻辑地址的映射信息；易失性存储器件，被配置为临时存储所述元数据；以及存储器控制器，被配置为：向所述非易失性存储设备提供第一日志命令，所述第一日志命令包括所述日志和对应于所述第二存储区域的物理地址，并且所述第一日志命令发出存储所述日志的命令，更新临时存储在所述易失性存储器件中的所述元数据，以及控制所述易失性存储器件将更新的元数据存...

【专利技术属性】
技术研发人员：金希贞，姜喆皓，裵德镐，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：