一種高可靠性NAND Flash的讀取方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種高可靠性NAND?Flash的讀取方法及其系統(tǒng)，方法包括：在NAND?Flash的外圍電路中存儲(chǔ)N個(gè)讀取電壓，所述N個(gè)讀取電壓按大小排列形成N+1個(gè)電壓區(qū)間，在外圍電路中分別存儲(chǔ)各電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)，N為大于1的奇數(shù)；當(dāng)接到讀取命令時(shí)，分別用所述N個(gè)讀取電壓讀取該頁(yè)中各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，獲取N份讀取結(jié)果；依次確定各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)和所處的電壓區(qū)間，確定該頁(yè)的讀取結(jié)果，以及，對(duì)所述N個(gè)讀取電壓進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明采用多次讀取的方式，暫存每次讀取的結(jié)果進(jìn)行比較，配合ECC校驗(yàn)，可有效減少大規(guī)模讀取中錯(cuò)誤讀取的概率，提高讀取操作的準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】—種高可靠性NAND Flash的讀取方法及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高可靠性NAND Flash的讀取方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]閃存(Flash Memory,閃速存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱閃存)是誕生于20世紀(jì)80年代末的一種新型存儲(chǔ)介質(zhì)。由于具有非易失、高速、高抗震、低功耗、小巧輕便等優(yōu)良特性，閃存近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信、數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)和便攜式設(shè)備上，如手機(jī)、便攜式媒體播放器、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、傳感器，也用于航空航天等領(lǐng)域，如航空航天器等。
[0003]NANDFlash是一種可在線進(jìn)行電擦寫的非易失半導(dǎo)體閃存，具有擦寫速度快、低功耗、大容量、低成本等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用非常廣泛。近年來(lái)，隨著音樂(lè)播放器、移動(dòng)電話和存儲(chǔ)卡等市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，NAND Flash的出貨量節(jié)節(jié)攀升，半導(dǎo)體廠商通過(guò)縮小工藝尺寸和采用多值技術(shù)(MLC/TLC)，將NAND Flash的容量從幾百M(fèi)bit提升到幾個(gè)Gbit，但同時(shí)使得閾值電壓的容限(即編程態(tài)的最小電壓和擦除態(tài)的最大電壓之間的范圍)減小并且導(dǎo)致芯片的可靠性降低，因此，在現(xiàn)有工藝下，精確地調(diào)整NAND Flash的閾值電壓就顯得尤為重要。
[0004]以單值型的NAND Flash為例，傳統(tǒng)的單值型NAND Flash讀取機(jī)制如上圖1所示，其原理為:在編程態(tài)和擦除態(tài)的閾值電壓之間(即編程態(tài)的最小電壓和擦除態(tài)的最大電壓之間)選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)淖x取電壓，進(jìn)行一次讀取，大于此讀取電壓的存儲(chǔ)單元(cell)統(tǒng)一確定為編程態(tài)，小于此讀取電壓的存儲(chǔ)單元(cell)統(tǒng)一確定為擦除態(tài)。
[0005]這種傳統(tǒng)的一次讀取方法存在一定缺陷。眾所周知，存儲(chǔ)單元的閾值分布本身存在非確定性，在經(jīng)過(guò)多次編程擦除操作后，閾值的分布范圍會(huì)進(jìn)一步偏離理想，例如，在采用浮置柵的NANDFlash中，存在由影響閾值電壓的元件的干擾效應(yīng)引起的閾值電壓的偏移現(xiàn)象，可能存在編程態(tài)和擦除態(tài)閾值窗口偏移的問(wèn)題，例如存儲(chǔ)器電壓分布出現(xiàn)圖2(a)或圖2(b)所示的分布情況，甚至出現(xiàn)編程態(tài)和擦除態(tài)閾值窗口交疊的問(wèn)題，例如存儲(chǔ)器電壓分布出現(xiàn)圖2(c)所示的分布情況。此時(shí)，若采用傳統(tǒng)的一次讀取方式，在經(jīng)過(guò)多次編程擦除操作后，會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤讀取的位數(shù)逐漸增加，在進(jìn)行大規(guī)模的頁(yè)讀取時(shí)，將很難直接得到最終正確的數(shù)據(jù)，造成讀取錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種高可靠性NAND Flash的讀取方法及其系統(tǒng)，能夠有效降低出錯(cuò)位機(jī)率，提高讀取操作的準(zhǔn)確性，從而提高NAND Flash的可靠性。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明提出了一種高可靠性NAND Flash的讀取方法，在所述NANDFlash的外圍電路中存儲(chǔ)N個(gè)讀取電壓，所述N個(gè)讀取電壓按大小排列形成N+1個(gè)電壓區(qū)間，在所述NAND Flash的外圍電路中分別存儲(chǔ)各電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)，所述N為大于I的奇數(shù)；
[0008]當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí)，讀取NAND Flash頁(yè)的操作包括:[0009]分別用所述N個(gè)讀取電壓讀取該NAND Flash頁(yè)中各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，獲取N份讀取結(jié)果，其中所述存儲(chǔ)狀態(tài)為擦除態(tài)或編程態(tài)；
[0010]依據(jù)所述N份讀取結(jié)果，依次確定各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)和所處的電壓區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元位于某電壓區(qū)間時(shí)，將該電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一，以及，
[0011]依據(jù)所述各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)確定該NAND Flash頁(yè)的讀取結(jié)果；
[0012]對(duì)所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行分析，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)調(diào)整條件時(shí)，對(duì)所述N個(gè)讀取電壓或所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
[0013]進(jìn)一步地,若該Nand Flash 為 ECC (Error Correcting Code,錯(cuò)誤檢查和糾正)閃存，則所述依據(jù)所述各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)確定該NAND Flash頁(yè)的讀取結(jié)果之后還包括對(duì)該NAND Flash頁(yè)的讀取結(jié)果進(jìn)行ECC校驗(yàn)。
[0014]進(jìn)一步地，所述依據(jù)所述N份讀取結(jié)果，依次確定各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)具體包括:在所述N份讀取結(jié)果中，依次對(duì)各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)某存儲(chǔ)單元中編程態(tài)次數(shù)大于擦除態(tài)次數(shù)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元內(nèi)容確定為擦除態(tài)，否則將該存儲(chǔ)單元內(nèi)容確定為編程態(tài)。
[0015]進(jìn)一步地，所述依次確定各存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間具體包括:從所述N份讀取結(jié)果中，依次獲取各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為編程態(tài)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為大于最大讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為擦除態(tài)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為小于最小讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在某大小相鄰的兩讀取電壓的讀取結(jié)果中的存儲(chǔ)狀態(tài)不同，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為該相鄰兩電壓形成的區(qū)間。
[0016]進(jìn)一步地，所述N為3。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的同一構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種高可靠性NAND Flash的讀取系統(tǒng)，在所述NAND Flash的外圍電路中存儲(chǔ)有N個(gè)讀取電壓，以及所述N個(gè)讀取電壓按大小排列形成的N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)，所述N為大于I的奇數(shù)；
[0018]包括:
[0019]初步讀取模塊,用于當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí),分別用所述N個(gè)讀取電壓讀取該NAND Flash頁(yè)中各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，獲取N份讀取結(jié)果，其中所述存儲(chǔ)狀態(tài)為擦除態(tài)或編程態(tài)；
[0020]單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊，用于當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí)，依據(jù)所述初步讀取模塊獲取的N份讀取結(jié)果，依次確定各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)和所處的電壓區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元位于某電壓區(qū)間時(shí)，將該電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一，以及，
[0021]依據(jù)所述各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)確定該NAND Flash頁(yè)的讀取結(jié)果；
[0022]數(shù)據(jù)調(diào)整模塊，用于當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí)，依據(jù)所述單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊中N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)，對(duì)所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行分析，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)調(diào)整條件時(shí)，對(duì)所述N個(gè)讀取電壓或所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
[0023]進(jìn)一步地，還包括ECC校驗(yàn)?zāi)K，用于當(dāng)該Nand Flash為ECC閃存時(shí)，將單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊讀取的頁(yè)的讀取結(jié)果進(jìn)行ECC校驗(yàn)。
[0024]進(jìn)一步地，所述單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊中依次確定各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)具體包括:在所述N份讀取結(jié)果中，依次對(duì)各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)某存儲(chǔ)單元中編程態(tài)次數(shù)大于擦除態(tài)次數(shù)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元內(nèi)容確定為擦除態(tài)，否則將該存儲(chǔ)單元內(nèi)容確定為編程態(tài)。
[0025]進(jìn)一步地，所述單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊中依次確定各存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間具體包括:從所述N份讀取結(jié)果中，依次獲取各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為編程態(tài)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為大于最大讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為擦除態(tài)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為小于最小讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在某大小相鄰的兩讀取電壓的讀取結(jié)果中的存儲(chǔ)狀態(tài)不同，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為該相鄰兩電壓形成的區(qū)間。
[0026]進(jìn)一步地，所述N為3。
[0027]本發(fā)明提出了一種緩解存儲(chǔ)器閾值窗口交疊影響的讀取方法，在大規(guī)模的頁(yè)讀取中采用多次讀取的方式，暫存每次讀取的結(jié)果進(jìn)行比較，配合ECC校驗(yàn)，可有效減少大規(guī)模讀取中錯(cuò)誤讀取的概率，提高讀取操作的準(zhǔn)確性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中存儲(chǔ)器讀取機(jī)制示意圖；
[0029]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中存儲(chǔ)器電壓分布三種情況的示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一所述高可靠NAND Flash的讀取方法流程圖；
[0031]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二所述高可靠NAND Flash的讀取系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明在所述NAND Flash的外圍電路中存儲(chǔ)N個(gè)讀取電壓，所述N個(gè)讀取電壓按大小排列形成N+1個(gè)電壓區(qū)間，在所述NAND Flash的外圍電路中分別存儲(chǔ)各電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)。
[0033]其中N為大于I的奇數(shù)，例如，N可以為3、5或7等等。為奇數(shù)的目的是為了當(dāng)使用不同的讀取電壓對(duì)同一存儲(chǔ)單元cell讀取的結(jié)果不同時(shí)，便于通過(guò)統(tǒng)計(jì)該單元的這些讀取結(jié)果中編程態(tài)的次數(shù)和擦除態(tài)的次數(shù)，取次數(shù)相對(duì)較多的存儲(chǔ)狀態(tài)作為該單元的最終存儲(chǔ)狀態(tài)。
[0034]以N為3為例，例如，外圍電路中存儲(chǔ)有3個(gè)讀取電壓，分別為5V，4V, 6V,這三個(gè)電壓按從小到大的順序排列后形成的4個(gè)電壓區(qū)間從小到大依次為:U〈4V，4V〈U〈5V，5V〈U〈6V，U>6V，在外圍電路中分別存儲(chǔ)各電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)。每次讀取數(shù)據(jù)時(shí)，繼續(xù)對(duì)各電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，預(yù)先設(shè)定調(diào)整條件，依據(jù)所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)所述3個(gè)讀取電壓進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以備下次讀取時(shí)使用。
[0035]下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)具體說(shuō)明當(dāng)NAND Flash接到讀取命令時(shí),讀取NAND Flash頁(yè)的操作的方法和系統(tǒng)。
[0036]實(shí)施例一
[0037]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一所述高可靠NAND Flash的讀取方法流程圖，如圖3所示，當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí)，以N=3為例，具體的讀取方法包括:
[0038]S301、用第一讀取電壓讀取頁(yè)，保存讀取結(jié)果；
[0039]Nand Flash有多種結(jié)構(gòu)，以SLC型的NAND Flash為例，數(shù)據(jù)是以bit的方式保存在存儲(chǔ)單元cell。SLC型的NAND Flash中，一個(gè)cell中只能存儲(chǔ)一個(gè)bit，這些cell以8個(gè)或者16個(gè)為單位組合,形成所謂的byte或word,這就是NAND Device的位寬,這些byte/word會(huì)再組成Page。例如三星的K9F1208U0M,每頁(yè)528Byte,每32個(gè)page頁(yè)形成一個(gè)Block塊,一個(gè)block塊為16kByte。正如硬盤的盤片被分為磁道,每個(gè)磁道又分為若干扇區(qū)，一塊Nand flash也分為若干塊,每個(gè)塊分為若干頁(yè)。一般而言,塊、頁(yè)之間的關(guān)系隨著芯片的不同而不同。
[0040]Nand flash以頁(yè)為單位讀寫數(shù)據(jù)，而以塊為單位擦除數(shù)據(jù)。
[0041]本步驟與傳統(tǒng)的讀取操作相同，通過(guò)第一讀取電壓，進(jìn)行第一次讀取，將大于第一讀取電壓的存儲(chǔ)單元(cell)確定為編程態(tài)，記為“0”，小于第一讀取電壓的存儲(chǔ)單元(cell)確定為擦除態(tài)，記為“I”。將該頁(yè)的讀取結(jié)果保存起來(lái)。
[0042]S302、用第二讀取電壓讀取頁(yè)，保存讀取結(jié)果；
[0043]本步驟與上步操作相同，通過(guò)第二讀取電壓，進(jìn)行第二次讀取，將大于第二讀取電壓的存儲(chǔ)單元(cell)確定為編程態(tài)，記為“0”，小于第二讀取電壓的存儲(chǔ)單元(cell)確定為擦除態(tài)，記為“I”。將該頁(yè)的讀取結(jié)果保存起來(lái)。
[0044]S303、用第三讀取電壓讀取頁(yè)，保存讀取結(jié)果；
[0045]本步驟與上步操作相同，通過(guò)第三讀取電壓，進(jìn)行第三次讀取，將大于第三讀取電壓的存儲(chǔ)單元(cell)確定為編程態(tài)，記為“0”，小于第三讀取電壓的存儲(chǔ)單元(cell)確定為擦除態(tài)，記為“I”。將該頁(yè)的讀取結(jié)果保存起來(lái)。
[0046]S304、逐單元進(jìn)行比較，確定存儲(chǔ)狀態(tài)，確定電壓區(qū)間，修改該電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)；
[0047]依次獲取各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為編程態(tài)，則該存儲(chǔ)單元的電壓范圍位于大于最大讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為擦除態(tài)，則該存儲(chǔ)單元的電壓范圍位于小于最小讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)在某相鄰的兩讀取電壓的讀取結(jié)果中有跳轉(zhuǎn)，則該存儲(chǔ)單元的電壓范圍位于該相鄰兩電壓的區(qū)間之間。
[0048]以該NAND Flash頁(yè)中八個(gè)存儲(chǔ)單元為例，例如，第一次用讀取電壓4V讀取時(shí)結(jié)果為10101101，第二次用讀取電壓5V讀取時(shí)結(jié)果為11101101，第三次用讀取電壓6V讀取時(shí)結(jié)果為11101111，則確定存儲(chǔ)內(nèi)各和確定電壓區(qū)間結(jié)果如下:
[0049]第一位:三次讀取均為I，最終確定存儲(chǔ)狀態(tài)為I，該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間U〈4V，將U<4V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0050]第二位:三次讀取依次為O, I, I,狀態(tài)為I的次數(shù)為2次,狀態(tài)為O的次數(shù)為I次，最終確定存儲(chǔ)狀態(tài)為1，該存儲(chǔ)單元在某相鄰的兩讀取電壓4V和5V的讀取結(jié)果中由O跳轉(zhuǎn)到1，則該存儲(chǔ)單元的電壓范圍位于該相鄰兩電壓的區(qū)間之間，即該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間為4V〈U〈5V，將4V〈U〈5V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0051]第三位:與第一位分析相同，該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間均為U〈4V，將U<4V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0052]第四位:三次讀取均為0，最終確定存儲(chǔ)狀態(tài)為0，該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間U>6V，將U>6V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0053]第五位，第六位:與第一位分析相同，它們存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間均為U〈4V，分別將U〈4V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0054]第七位:三次讀取依次為0,0,1,狀態(tài)為O的次數(shù)為2次,狀態(tài)為I的次數(shù)為I次，最終確定存儲(chǔ)狀態(tài)為0，該存儲(chǔ)單元在某相鄰的兩讀取電壓5V和6V的讀取結(jié)果中由O跳轉(zhuǎn)到1，則該存儲(chǔ)單元的電壓范圍位于該相鄰兩電壓的區(qū)間之間，即該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間為5V〈U〈6V，將5V〈U〈6V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0055]第八位:與第一位分析相同，該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間均為U〈4V，將U<4V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一。
[0056]S305、對(duì)確定的存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行ECC校驗(yàn)；
[0057]依上步，該八個(gè)存儲(chǔ)單元確定的存儲(chǔ)結(jié)果為11101101，依照上述方法確定該頁(yè)全部存儲(chǔ)單兀的存儲(chǔ)結(jié)果。
[0058]若該Nand Flash為ECC閃存，則對(duì)上述存儲(chǔ)結(jié)果進(jìn)行ECC較驗(yàn)，獲取該頁(yè)的最終
存儲(chǔ)結(jié)果。
[0059]S306、判斷是否滿足預(yù)設(shè)的調(diào)整條件，若是則執(zhí)行步驟S307，否則結(jié)束；
[0060]獲取最終存儲(chǔ)結(jié)果之后，對(duì)所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行分析，判斷是否滿足預(yù)設(shè)的調(diào)整條件，若是則執(zhí)行步驟S307，否則結(jié)束。
[0061]所述預(yù)設(shè)的調(diào)整條件為預(yù)先設(shè)定條件，目的在該Nand Flash使用過(guò)程中進(jìn)行讀取自適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)讀取電壓的自動(dòng)化調(diào)整。
[0062]具體為依據(jù)N個(gè)讀取電壓和N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)來(lái)設(shè)定，同時(shí)可以結(jié)合Nand Flash的特性來(lái)設(shè)定。
[0063]S307、對(duì)N個(gè)讀取電壓或統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行調(diào)整，結(jié)束。
[0064]例如，N為3時(shí)，三個(gè)電壓從小到大依次為Ul，U2, U3,電壓區(qū)間為:U〈U1, U1〈U〈U2, U2〈U〈U3, U>U3,可設(shè)定:當(dāng) U1〈U〈U2 的次數(shù)比 U2〈U〈U3 的次數(shù)大 30 時(shí)，U2+0.1V;當(dāng)U2〈U〈U3的次數(shù)比U1〈U〈U2的次數(shù)大30時(shí)，U2-0.1V ;當(dāng)U〈U1的次數(shù)除以U1〈U〈U2的次數(shù)大于500時(shí)，U1-0.2V ;當(dāng)U>U3的次數(shù)除以U2〈U〈U3的次數(shù)大于500時(shí)，U3+0.2V。
[0065]當(dāng)N為5時(shí)，與上述操作的不同之處在于，在步驟S303之后還包括用第四讀取電壓讀取頁(yè)并保存讀取結(jié)果和用第五讀取電壓讀取頁(yè)并保存讀取結(jié)果，在步驟S304中逐單元進(jìn)行比較，確定存儲(chǔ)狀態(tài)，確定電壓區(qū)間，修改該電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)時(shí)依據(jù)上述分別通過(guò)5次讀取電壓讀取并保存的NAND Flash頁(yè)的讀取結(jié)果。
[0066]依此類推，當(dāng)N為7、9等奇數(shù)時(shí)，方法相似，在此不作贅述。
[0067]實(shí)施例二
[0068]根據(jù)本發(fā)明的同一構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種高可靠NAND Flash的讀取系統(tǒng)，圖4是本發(fā)明實(shí)施例二所述高可靠NAND Flash的讀取系統(tǒng)框圖，如圖4所示，本實(shí)施例所述的高可靠NAND Flash的讀取系統(tǒng)包括:
[0069]初步讀取模塊,用于當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí),分別用所述N個(gè)讀取電壓讀取該NAND Flash頁(yè)中各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，獲取N份讀取結(jié)果，其中所述存儲(chǔ)狀態(tài)為擦除態(tài)或編程態(tài)；
[0070]Nand Flash有多種結(jié)構(gòu)，以SLC型的NAND Flash為例，數(shù)據(jù)是以bit的方式保存在存儲(chǔ)單元cell。SLC型的NAND Flash中，一個(gè)cell中只能存儲(chǔ)一個(gè)bit，這些cell以8個(gè)或者16個(gè)為單位組合,形成所謂的byte或word,這就是NAND Device的位寬,這些byte/word會(huì)再組成Page。例如三星的K9F1208U0M,每頁(yè)528Byte,每32個(gè)page頁(yè)形成一個(gè)Block塊,一個(gè)block塊為16kByte。正如硬盤的盤片被分為磁道,每個(gè)磁道又分為若干扇區(qū)，一塊Nand flash也分為若干塊,每個(gè)塊分為若干頁(yè)。一般而言,塊、頁(yè)之間的關(guān)系隨著芯片的不同而不同。
[0071]Nand flash以頁(yè)為單位讀寫數(shù)據(jù)，而以塊為單位擦除數(shù)據(jù)。
[0072]本模塊的具體讀取操作與傳統(tǒng)的讀取操作相同，以N=3為例，本模塊功能為:
[0073]通過(guò)第一讀取電壓，進(jìn)行第一次讀取，將大于第一讀取電壓的存儲(chǔ)單元(cell)確定為編程態(tài)，記為“0”，小于第一讀取電壓的存儲(chǔ)單元(cell)確定為擦除態(tài)，記為“I”。將該頁(yè)的讀取結(jié)果保存起來(lái)。
[0074]再用相同方法，依次通過(guò)第二讀取電壓和第三讀取電壓分別讀取該頁(yè)內(nèi)容，分別將讀取結(jié)果保存起來(lái)。
[0075]單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊，用于當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí)，依據(jù)所述初步讀取模塊獲取的N份讀取結(jié)果，依次確定各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)和所處的電壓區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元位于某電壓區(qū)間時(shí)，將該電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一，以及，
[0076]依據(jù)所述各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)確定該NAND Flash頁(yè)的讀取結(jié)果；
[0077]依次獲取各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)具體包括:當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為編程態(tài)，則該存儲(chǔ)單元的電壓范圍位于大于最大讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為擦除態(tài)，則該存儲(chǔ)單元的電壓范圍位于小于最小讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)在某相鄰的兩讀取電壓的讀取結(jié)果中有跳轉(zhuǎn)，則該存儲(chǔ)單元的電壓范圍位于該相鄰兩電壓的區(qū)間之間。
[0078]以該NAND Flash頁(yè)中八個(gè)存儲(chǔ)單元為例，例如，第一次用讀取電壓4V讀取時(shí)結(jié)果為10101101，第二次用讀取電壓5V讀取時(shí)結(jié)果為11101101，第三次用讀取電壓6V讀取時(shí)結(jié)果為11101111，則確定存儲(chǔ)內(nèi)各和確定電壓區(qū)間結(jié)果如下:
[0079]第一位:三次讀取均為I，最終確定存儲(chǔ)狀態(tài)為I，該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間U〈4V，將U<4V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0080]第二位:三次讀取依次為O, I, I,狀態(tài)為I的次數(shù)為2次,狀態(tài)為O的次數(shù)為I次，最終確定存儲(chǔ)狀態(tài)為1，該存儲(chǔ)單元在某相鄰的兩讀取電壓4V和5V的讀取結(jié)果中由O跳轉(zhuǎn)到1，則該存儲(chǔ)單元的電壓范圍位于該相鄰兩電壓的區(qū)間之間，即該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間為4V〈U〈5V，將4V〈U〈5V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0081]第三位:與第一位分析相同，該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間均為U〈4V，將U<4V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0082]第四位:三次讀取均為0，最終確定存儲(chǔ)狀態(tài)為0，該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間U>6V，將U>6V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0083]第五位，第六位:與第一位分析相同，它們存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間均為U〈4V，分別將U<4V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0084]第七位:三次讀取依次為0,0,1,狀態(tài)為O的次數(shù)為2次,狀態(tài)為I的次數(shù)為I次，最終確定存儲(chǔ)狀態(tài)為0，該存儲(chǔ)單元在某相鄰的兩讀取電壓5V和6V的讀取結(jié)果中由O跳轉(zhuǎn)到1，則該存儲(chǔ)單元的電壓范圍位于該相鄰兩電壓的區(qū)間之間，即該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間為5V〈U〈6V，將5V〈U〈6V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一；
[0085]第八位:與第一位分析相同，該存儲(chǔ)單元的電壓區(qū)間均為U〈4V，將U<4V的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一。
[0086]依上述分析，該八個(gè)存儲(chǔ)單元確定的存儲(chǔ)結(jié)果為11101101，依照上述確定該頁(yè)全部存儲(chǔ)單兀的存儲(chǔ)結(jié)果。
[0087]ECC校驗(yàn)?zāi)K，用于當(dāng)該Nand Flash為ECC閃存時(shí)，將單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊讀取的頁(yè)的讀取結(jié)果進(jìn)行ECC校驗(yàn)。
[0088]若該Nand Flash為ECC閃存，則對(duì)上述存儲(chǔ)結(jié)果進(jìn)行ECC較驗(yàn)，獲取該頁(yè)的最終
存儲(chǔ)結(jié)果。
[0089]數(shù)據(jù)調(diào)整模塊，用于當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí)，依據(jù)所述單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊中N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)，對(duì)所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行分析，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)調(diào)整條件時(shí)，對(duì)所述N個(gè)讀取電壓或所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
[0090]該模塊用于所述單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊獲取最終存儲(chǔ)結(jié)果之后，對(duì)所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行分析，當(dāng)所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)滿足預(yù)設(shè)的調(diào)整條件時(shí)，對(duì)該Nand Flash進(jìn)行讀取自適應(yīng),實(shí)現(xiàn)讀取電壓的自動(dòng)化調(diào)整。
[0091]所述預(yù)設(shè)的調(diào)整條件為預(yù)先設(shè)定條件，目的在該Nand Flash使用過(guò)程中進(jìn)行讀取自適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)讀取電壓的自動(dòng)化調(diào)整。
[0092]具體為依據(jù)N個(gè)讀取電壓和N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)來(lái)設(shè)定，同時(shí)可以結(jié)合Nand Flash的特性來(lái)設(shè)定。
[0093]例如，N為3時(shí)，三個(gè)電壓從小到大依次為Ul，U2, U3,電壓區(qū)間為:U〈U1, U1〈U〈U2, U2〈U〈U3, U>U3,可設(shè)定:當(dāng) U1〈U〈U2 的次數(shù)比 U2〈U〈U3 的次數(shù)大 30 時(shí)，U2+0.1V;當(dāng)U2〈U〈U3的次數(shù)比U1〈U〈U2的次數(shù)大30時(shí)，U2-0.1V ;當(dāng)U〈U1的次數(shù)除以U1〈U〈U2的次數(shù)大于500時(shí)，U1-0.2V ;當(dāng)U>U3的次數(shù)除以U2〈U〈U3的次數(shù)大于500時(shí)，U3+0.2V。
[0094]本發(fā)明通過(guò)在大規(guī)模的頁(yè)讀取中采用多次讀取的方式，暫存每次讀取的結(jié)果進(jìn)行比較，配合ECC校驗(yàn)，可有效減少大規(guī)模讀取中錯(cuò)誤讀取的概率，提高讀取操作的準(zhǔn)確性。
[0095]當(dāng)N為5時(shí)，與N=3相比，只是在初步讀取模塊中還包括用第四讀取電壓讀取頁(yè)并保存讀取結(jié)果和用第五讀取電壓讀取頁(yè)并保存讀取結(jié)果，在單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊中逐單元進(jìn)行比較，確定存儲(chǔ)狀態(tài)，確定電壓區(qū)間，修改該電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)時(shí)依據(jù)上述分別通過(guò)5次讀取電壓讀取并保存的NANDFlash頁(yè)的讀取結(jié)果。
[0096]依此類推，當(dāng)N為7、9等奇數(shù)時(shí)，方法相似，在此不作贅述。
[0097]以上實(shí)施例提供的技術(shù)方案中的全部或部分內(nèi)容可以通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)，其軟件程序存儲(chǔ)在可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)例如:計(jì)算機(jī)中的硬盤、光盤或軟盤。
[0098]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高可靠性NAND Flash的讀取方法，其特征在于，在所述NAND Flash的外圍電路中存儲(chǔ)N個(gè)讀取電壓，所述N個(gè)讀取電壓按大小排列形成N+1個(gè)電壓區(qū)間，在所述NANDFlash的外圍電路中分別存儲(chǔ)各電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)，所述N為大于I的奇數(shù)； 當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí)，讀取NAND Flash頁(yè)的操作包括: 分別用所述N個(gè)讀取電壓讀取該NAND Flash頁(yè)中各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，獲取N份讀取結(jié)果，其中所述存儲(chǔ)狀態(tài)為擦除態(tài)或編程態(tài)； 依據(jù)所述N份讀取結(jié)果，依次確定各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)和所處的電壓區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元位于某電壓區(qū)間時(shí)，將該電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一，以及， 依據(jù)所述各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)確定該NAND Flash頁(yè)的讀取結(jié)果； 對(duì)所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行分析，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)調(diào)整條件時(shí)，對(duì)所述N個(gè)讀取電壓或所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的高可靠性NANDFlash的讀取方法，其特征在于，若該NandFlash為ECC閃存，則所述依據(jù)所述各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)確定該NAND Flash頁(yè)的讀取結(jié)果之后還包括對(duì)該NAND Flash頁(yè)的讀取結(jié)果進(jìn)行ECC校驗(yàn)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高可靠性NANDFlash的讀取方法，其特征在于，所述依據(jù)所述N份讀取結(jié)果，依次確定各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)具體包括:在所述N份讀取結(jié)果中，依次對(duì)各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)某存儲(chǔ)單元中編程態(tài)次數(shù)大于擦除態(tài)次數(shù)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元內(nèi)容確定 為擦除態(tài)，否則將該存儲(chǔ)單元內(nèi)容確定為編程態(tài)。
4.如權(quán)利要求3所述的高可靠性NANDFlash的讀取方法，其特征在于，所述依次確定各存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間具體包括:從所述N份讀取結(jié)果中，依次獲取各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為編程態(tài)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為大于最大讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為擦除態(tài)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為小于最小讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在某大小相鄰的兩讀取電壓的讀取結(jié)果中的存儲(chǔ)狀態(tài)不同，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為該相鄰兩電壓形成的區(qū)間。
5.如權(quán)利要求3所述的高可靠性NANDFlash的讀取方法，其特征在于，所述N為3。
6.一種高可靠性NAND Flash的讀取系統(tǒng)，其特征在于，在所述NAND Flash的外圍電路中存儲(chǔ)有N個(gè)讀取電壓，以及所述N個(gè)讀取電壓按大小排列形成的N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)，所述N為大于I的奇數(shù)； 包括: 初步讀取模塊，用于當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí),分別用所述N個(gè)讀取電壓讀取該NAND Flash頁(yè)中各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，獲取N份讀取結(jié)果，其中所述存儲(chǔ)狀態(tài)為擦除態(tài)或編程態(tài)； 單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊，用于當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí)，依據(jù)所述初步讀取模塊獲取的N份讀取結(jié)果，依次確定各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)和所處的電壓區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元位于某電壓區(qū)間時(shí)，將該電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)加一，以及， 依據(jù)所述各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)確定該NAND Flash頁(yè)的讀取結(jié)果； 數(shù)據(jù)調(diào)整模塊，用于當(dāng)所述NAND Flash接到讀取命令時(shí)，依據(jù)所述單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊中N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)，對(duì)所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行分析，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)調(diào)整條件時(shí)，對(duì)所述N個(gè)讀取電壓或所述N+1個(gè)電壓區(qū)間的統(tǒng)計(jì)次數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
7.如權(quán)利要求6所述的高可靠性NANDFlash的讀取系統(tǒng)，其特征在于，還包括ECC校驗(yàn)?zāi)K，用于當(dāng)該Nand Flash為ECC閃存時(shí)，將單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊讀取的頁(yè)的讀取結(jié)果進(jìn)行ECC校驗(yàn)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的高可靠性NANDFlash的讀取系統(tǒng)，其特征在于，所述單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊中依次確定各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)具體包括:在所述N份讀取結(jié)果中，依次對(duì)各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)某存儲(chǔ)單元中編程態(tài)次數(shù)大于擦除態(tài)次數(shù)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元內(nèi)容確定為擦除態(tài)，否則將該存儲(chǔ)單元內(nèi)容確定為編程態(tài)。
9.如權(quán)利要求8所述的高可靠性NANDFlash的讀取方法，其特征在于，所述單元分析與數(shù)據(jù)獲取模塊中依次確定各存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間具體包括:從所述N份讀取結(jié)果中，依次獲取各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為編程態(tài)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為大于最大讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在N份讀取結(jié)果中的狀態(tài)均為擦除態(tài)時(shí)，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為小于最小讀取電壓的區(qū)間，當(dāng)某存儲(chǔ)單元在某大小相鄰的兩讀取電壓的讀取結(jié)果中的存儲(chǔ)狀態(tài)不同，將該存儲(chǔ)單元所處的電壓區(qū)間確定為該相鄰兩電壓形成的區(qū)間。
10.如權(quán)利要求8所述的高 可靠性NANDFlash的讀取方法，其特征在于，所述N為3。
【文檔編號(hào)】G11C16/26GK103811072SQ201210461395
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月15日
【發(fā)明者】朱一明, 蘇志強(qiáng), 丁沖, 張君宇 申請(qǐng)人:北京兆易創(chuàng)新科技股份有限公司