CN106710631B - 数据存储装置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种数据存储装置，其包括存储器装置，该存储器装置包括多个存储器单元；以及控制器，该控制器适于基于从多个存储器单元读取的数据确定与阈值电压区段对应的区段单元数量，并且适于基于高斯分布函数确定从存储器单元的多个阈值电压分布选择的阈值电压分布的平均阈值电压，所述存储器单元的多个阈值电压分布基于区段单元数量估计。

Description

数据存储装置及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年11月18日提交至韩国知识产权局的申请号为10-2015- 0161811的韩国申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
各种实施例总体涉及一种数据存储装置，且更特别地，涉及一种包括半导体存储器装置的数据存储装置。
背景技术
数据存储装置响应于写入请求存储外部装置提供的数据。数据存储装置还可以响应于读取请求向外部装置提供所存储的数据。使用数据存储装置的外部装置的示例包括计算机、数码照相机、蜂窝电话等。数据存储装置可以被嵌入外部装置中或者单独制造，然后在以后进行连接。
发明内容
在一个实施例中，数据存储装置可以包括：存储器装置，其包括多个存储器单元；以及控制器，其适于基于从多个存储器单元读取的数据确定与阈值电压区段对应的区段单元数量，并且适于基于高斯(Gaussian) 分布函数确定在基于区段单元数量估计的存储器单元的多个阈值电压分布中选择的阈值电压分布的平均阈值电压。控制器基于区段单元数量确定参考电压是否位于所选择的阈值电压分布内，并且在参考电压没有位于所选择的阈值电压分布内的情况下，确定调节该参考电压。控制器通过使用预定的补偿值调节邻近与参考电压对应的所选择的阈值电压分布的阈值电压分布的平均阈值电压设置新参考电压。
在一个实施例中，数据存储装置的操作方法可以包括：基于从多个存储器单元读取的数据确定与阈值电压区段对应的区段单元数量，以及基于高斯分布函数确定在基于区段单元数量估计的存储器单元的多个阈值电压分布中选择的阈值电压分布的平均阈值电压。确定与阈值电压区段对应的区段单元数量包括：通过对存储器单元施加参考电压而基于从多个存储器单元读取的数据确定与由参考电压划分的阈值电压区段对应的区段单元数量。确定区段单元数量包括对与数据的分别模式对应的存储器单元的数量进行计数，以作为区段单元数量，模式与阈值电压区段对应。确定平均阈值电压包括：基于区段单元数量确定部分分布的面积比，该部分分布由所选择的阈值电压分布除以参考电压形成；并且基于面积比和与所选择的阈值电压分布对应的预定方差值确定平均阈值电压。确定面积比包括：基于区段单元数量和与阈值电压分布对应的分布单元数量确定与部分分布对应的部分单元数量，以及基于部分单元数量相对于与所选择的阈值电压分布对应的分布单元数量的比确定面积比。确定平均阈值电压包括：通过将面积比应用到高斯分布函数的积分等式确定平均阈值电压。确定平均阈值电压包括：通过参考表格确定平均阈值电压，该表格包括Q函数的反函数的值，这些值包括与面积比对应的值。该方法还可以包括：基于区段单元数量确定是否调节参考电压；根据确定结果，通过调节参考电压设置新参考电压；以及基于新参考电压迭代确定区段单元数量。确定包括：基于区段单元数量确定参考电压是否位于所选择的阈值电压分布内，并且在参考电压没有位于所选择的阈值电压分布内的情况下，确定调节该参考电压。确定包括：基于区段单元数量确定参考电压是否位于可靠区段中，该可靠区段不包括所选择的阈值电压分布中的下部不可靠区段或上部不可靠区段；以及在参考电压没有位于可靠区段中的情况下，确定调节该参考电压。确定参考电压是否位于可靠区段中包括：基于区段单元数量确定累加单元数量，该累加单元数量是阈值电压小于参考电压的存储器单元的数量；以及通过确定累加单元数量是否包括在关于预定参考单元数量的预定范围内确定参考电压是否位于可靠区段中。确定参考电压是否位于可靠区段中包括：基于部分单元数量确定部分分布的面积比，该部分分布由所选择的阈值电压分布除以参考电压形成；以及通过将面积比与下部不可靠区段和上部不可靠区段的面积比相比较确定参考电压是否位于可靠区段中。下部不可靠区段和上部不可靠区段中的每一个具有大于累加错误率的面积比，该累加错误率与所选择的阈值电压分布对应。设置新参考电压包括：将与参考电压对应的所选择的阈值电压分布的平均阈值电压设置为新参考电压。设置新参考电压包括：当参考电压位于对应的所选择的阈值电压分布的下部不可靠区段和上部不可靠区段的任意一个中时，获取位于下部不可靠区段和上部不可靠区段的另一个中的另一个参考电压；以及将参考电压和另一个参考电压的中间值设置为新参考电压。设置新参考电压包括：当与参考电压邻近的另一个参考电压位于与对应于参考电压对应的所选择的阈值电压分布邻近的另一个阈值电压分布的可靠区段中时，通过使用预定的补偿值调节另一个参考电压设置新参考电压。设置新参考电压包括：通过使用预定的补偿值调节阈值电压分布的平均阈值电压设置新参考电压，该阈值电压分布邻近与参考电压对应的所选择的阈值电压分布。该方法可以进一步包括基于平均阈值电压估计用于读取存储在存储器单元中的数据的一个或多个最优读出电压。最优读出电压包括平均阈值电压中邻近的平均阈值电压的中间值。最优读出电压包括将预定的补偿值与平均阈值电压中的至少一个相加或相减获得的值。
在一个实施例中，数据存储装置可以包括：存储器装置，其包括多个存储器单元；以及控制器，其适合于通过高斯建模确定从存储器单元的多个阈值电压分布中选择的阈值电压分布的平均阈值电压，并基于平均阈值电压估计用于读取存储在存储器单元中的数据的一个或多个最优读出电压。最优读出电压包括平均阈值电压中邻近的平均阈值电压的中间值。最优读出电压包括将预定的补偿值与平均阈值电压中的至少一个相加或相减获得的值。控制器通过对存储器单元施加多个参考电压而基于从存储器单元读取的数据计算与由参考电压划分的多个阈值电压区段对应的区段单元数量，并且基于高斯分布函数计算基于区段单元数量估计的所选择的阈值电压分布的平均阈值电压。控制器对与数据的分别模式对应的存储器单元的数量进行计数，以作为区段单元数量，并且模式与阈值电压区段对应。控制器基于区段单元数量确定部分分布的面积比，该部分分布由所选择的阈值电压分布除以参考电压形成；并且基于面积比和与所选择的阈值电压分布对应的预定差量值计算平均阈值电压。控制器基于区段单元数量和与阈值电压分布对应的分布单元数量计算与部分分布对应的部分单元数量；并且基于与所选择的阈值电压分布对应的分布单元数量和部分单元数量计算面积比。控制器通过将面积比应用到高斯分布函数的积分等式计算平均阈值电压。控制器通过参考表格计算平均阈值电压，该表格包括Q函数的反函数的值，这些值与面积比对应。控制器基于区段单元数量确定是否调节基于参考电压中的至少一个参考电压；根据确定结果，通过调节参考电压设置新参考电压；以及基于包括新参考电压的参考电压迭代计算区段单元数量。控制器基于区段单元数量确定参考电压是否位于对应的所选择的阈值电压分布内；并且在参考电压没有位于所选择的阈值电压分布内的情况下，确定调节该参考电压。控制器基于区段单元数量确定参考电压是否位于可靠区段中，该可靠部部分不包括对应的所选择的阈值电压分布中的下部不可靠区段和上部不可靠区段；并且在参考电压没有位于可靠区段中的情况下，确定调节该参考电压。控制器基于区段单元数量计算累加单元数量，该累加单元数量是阈值电压小于参考电压的存储器单元的数量；以及通过确定累加单元数量是否包括在关于预定参考单元数量的预定范围内确定参考电压是否位于可靠区段中。控制器基于区段单元数量计算部分分布的面积比，该部分分布由所选择的阈值电压分布除以参考电压形成；并且通过将该面积比与下部不可靠区段和上部不可靠区段的面积比相比较确定参考电压是否位于可靠区段中。下部不可靠区段和上部不可靠区段中的每一个具有大于与所选择的阈值电压分布对应的累加错误率的面积比。控制器将与参考电压对应的所选择的阈值电压分布的平均阈值电压设置为新参考电压。当参考电压位于对应的所选择的阈值电压分布的下部不可靠区段和上部不可靠区段的任意一个中时，控制器获取位于下部不可靠区段和上部不可靠区段的另一个中的另一个参考电压；以及将参考电压和另一个参考电压的中间值设置为新参考电压。当与参考电压邻近的另一个参考电压位于与对应于参考电压的所选择的阈值电压分布邻近的另一个阈值电压分布的可靠区段中时，控制器通过将预定的补偿值于另一个参考电压相加或相减来设置新参考电压。控制器通过将预定的补偿值与阈值电压分布的平均阈值电压相加或相减来设置新参考电压，其中阈值电压分布邻近与参考电压对应的所选择的阈值电压分布。
附图说明
图1是图示了根据本发明的实施例的数据存储装置的简化方框图。
图2是图示了图1中示出的非易失性存储器装置的示例的方框图。
图3A是图示了存储器单元的阈值电压分布的示例的简图。
图3B是图示了阈值电压分布的移动的示例的简图。
图4是图示了根据本发明的实施例的执行用于图1的控制器的高斯建模操作的方法的简图。
图5是示出了根据本发明的实施例的关于面积比的Q函数的反函数的值的表格。
图6A和图6B是图示了根据本发明的实施例的基于平均阈值电压估计最优读出电压的方法的简图的示例。
图7是根据本发明的实施例的调节参考电压的方法的示例。
图8是图示了阈值电压分布的累加错误率的示例。
图9图示了根据本发明的实施例的被划分成中央可靠区段和两侧不可靠区段的阈值电压分布的示例。
图10图示了根据本发明的实施例的多个阈值电压分布、与参考电压 V1、V2和V3对应的阈值电压区段以及用于确定参考电压是否位于可靠区段中的方法中的分别区段单元数量、累加单元数量和参考单元数量。
图11A-图11D是阈值电压分布的简图,其图示了根据本发明的实施例的用于调节参考电压的方法，该参考电压位于与阈值电压分布对应的不可靠区段中。
图12是图示了用于估计阈值电压分布的平均阈值电压的另一种方法的简图。
图13是根据本发明的实施例的用于估计最优读出电压的方法的流程图。
图14是图示了根据本发明的实施例的固态驱动器(SSD)的方框图。
图15是图示了根据本发明的实施例的数据处理系统的方框图。
具体实施方式
以下将参考附图来描述本发明的各个实施例。然而，本发明可以体现为不同的形式，并且不应理解为限于本文所述的实施例。而是，提供这些实施例以便在本发明所属领域的技术人员能够实践本发明的程度上来详细描述本发明。
然而，要注意的是，本发明的实施例并不限于附图所示的细节，附图不一定按比例绘制，并且在一些情况下，可以放大比例以便更清楚地描述本发明的某些特征。而且，当使用特定术语时，应该理解所使用的术语仅用于描述特定实施例而并非旨在限制本发明的范围。
现在参考图1，提供了根据本发明的实施例的数据存储装置10。数据存储装置10可配置成个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)卡、紧凑式闪存(CF)卡、智能媒体卡、记忆棒、各种多媒体卡(例如，MMC、eMMC、 RS-MMC和MMC-Micro)、各种安全数字卡(例如，SD、Mini-SD和 Micro-SD)、通用闪存(UFS)、固态驱动器(SSD)等形式。
数据存储装置10可以包括控制器100和非易失性存储器装置200。
控制器100可以控制数据存储装置10的一般性操作。控制器100可以响应于从外部装置(未示出)传输的写入请求将数据存储在非易失性存储器装置200中。控制器100可以响应于从外部装置传输的读取请求读取存储在非易失性存储器装置200中的数据并且向外部装置输出读取的数据。
控制器100可以执行高斯建模操作(以下简称为GM操作)以估计存储器单元的多个阈值电压分布中的每一个的平均阈值电压。存储器单元的多个阈值电压分布可以包括从更大组存储器单元的多个阈值电压分布中选择的阈值电压分布。多个阈值电压分布可以是两个或多个存储器单元的阈值电压分布，存储器单元包括在非易失性存储器装置的一个或多个页面或一个或多个存储块中。
控制器100可以通过对存储器单元施加参考电压而基于从存储器单元读取的数据计算与由参考电压划分的分别阈值电压区段对应的区段单元数量。控制单元100然后可以基于高斯分布函数计算基于区段单元数量估计的所选择的阈值电压分布的平均阈值电压。
控制器100可以基于通过GM操作估计的平均阈值电压估计用于读取存储在非易失性存储器装置200中的数据的最优读出电压。控制器100 可以例如在用于从非易失性存储器装置200的存储器单元读取的数据的错误改正操作失败的情况下通过GM操作估计最优读出电压。最优读出电压可以是将从存储器单元读取的数据中的错误位最小化的电压。控制器100可以重复读取操作以基于所估计的最优读出电压重新读取来自一个或多个存储器单元的数据，并且执行错误改正操作。
非易失性存储器装置200可以存储从控制器100传输的数据，可以在控制器100的控制下读取所存储的数据并将读取的数据传输到控制器 100。非易失性存储器装置200可以包括闪速存储器装置，诸如NAND 闪存或NOR闪存、铁电随机访问存储器(FeRAM)、相变随机访问存储器 (PCRAM)、磁阻随机访问存储器(MRAM)、电阻随机访问存储器(ReRAM) 等。
图2图示了根据本发明的实施例的图1中示出的非易失性存储器装置200的示例。
参考图2，非易失性存储器装置200可以包括控制逻辑210、电压供应单元220、接口单元230、地址解码器240、数据输入/输出单元250和存储器区域260。
控制逻辑210可以在控制器100的控制下控制非易失性存储器装置 200的一般性操作。控制逻辑210可以例如通过接口单元230接收从控制器100传输的命令，并且可以响应于所接收的命令将一个或多个控制信号传输至非易失性存储器装置200的内部单元。
根据控制逻辑210的控制，电压供应单元220可以生成执行非易失性存储器装置200的一般性操作所需的各种操作电压。例如，电压供应单元220可以向地址解码器240提供各种电压以用于写入和读取操作。例如，电压供应单元220可以向存储器区域260中被选择的存储块供应擦除操作所需的擦除电压。
接口单元230可以与控制器100交换各种控制和/或数据信号，包括命令、地址和数据。接口单元230可以将对其输入的各种控制和/或数据信号传输到非易失性存储器装置200的内部单元。
地址解码器240可以解码地址，该地址用于选择待访问的存储器区域260的区段。地址解码器240可以根据解码结果选择性地驱动存储器区域260的一个或多个字线WL。地址解码器240可以根据解码结果控制数据输入/输出单元250用于选择性地驱动存储器区域的一个或多个位线 BL。
数据输入/输出单元250可以通过一个或多个位线BL将从接口单元 230接收的数据传输到存储器区域260。数据输入/输出单元250可以通过一个或多个位线BL将从存储器区域260读取的数据传输到接口单元 230。数据输入/输出单元250可以感测电流，并且可以根据感测的结果获取从存储器单元读取的数据，当包括在存储器区域260中的存储器单元响应于读取电压接通和断开时形成该电流。
存储器区域260可以通过多个字线WL与地址解码器240连接。存储器区域260可以通过多个位线BL与数据输入/输出单元250连接。存储器区域260可以包括用于存储数据的多个存储器单元。存储器单元可以布置在字线WL与位线BL相交的区域处。存储器区域260可以包括具有二维或三维结构的存储器单元阵列。
存储器区域260可以包括多个存储块BK0-BKj。存储块BK0-BKj中的每一个可以包括多个页面P0-Pi。存储块可以是例如通过其执行擦除操作的单元。页面可以是例如通过其执行写入操作和/或读取操作的单元。然而，要注意的是本发明并不限于此方式，且可以采用许多其他合适的配置。例如，存储器存储可以采用折叠位线架构。
现在参考图3A，提供了多个存储器单元的阈值电压分布PV0-PV3 的示例。水平轴Vth表示存储器单元的阈值电压，垂直轴单元#表示与阈值电压对应的存储器单元的数量。
如图3A所示，存储器单元可以根据存储在其中的数据形成多个阈值电压分布PV0-PV3。当例如2-位数据“11”、“01”、“00”或“10”存储在存储器单元中时，根据存储在其中的数据，存储器单元可以被控制从而具有与4个阈值电压分布PV0-PV3中的任意一个对应的阈值电压。
根据阈值电压，可以响应于预定的读取电压接通或断开存储器单元。例如，当施加高于存储器单元的阈值电压的读出电压时，可以接通存储器单元，当施加低于存储器单元的阈值电压的读出电压时，可以断开存储器单元。例如，当存储器单元接通时，可以读取数据“1”，并且例如，当存储器单元断开时，可以读取数据“0”。可以通过感测存储器单元接通或断开时形成的电流读取数据。根据应用到存储器单元的读出电压，从存储器单元读取的数据可以不同。存储器单元的读取操作可以通过将预定读出电压施加到存储器单元来执行，从而从存储器单元读取数据。
可以基于响应于一个或多个适当的读出电压从存储器单元读取的数据确定存储器单元中存储的数据。例如，可以通过施加读出电压RV2从形成阈值电压分布PV2的存储器单元读取数据“0”，而可以通过施加读出电压RV3从存储器单元读取数据“1”，并且基于这些数据，存储在对应存储器单元中的数据可被确定为“00”。用于读取存储在存储器单元中的数据的一个或多个读出电压RV1-RV3可以分别位于阈值电压分布PV0-PV3 之间，从而识别存储器单元的阈值电压分布PV0-PV3。
为了抑制存储器单元之间的干扰，数据可以在随机化之后存储在存储器单元中。因此，每个阈值电压分布PV0-PV3的存储器单元的数量可以相同。例如，如果存储器单元的总数量为“400”,则与阈值电压分布 PV0-PV3中的每一个对应的存储器单元的数量可以为“100”。
参考图3B，提供了图示图3A的阈值电压分布PV0-PV3的移动的示例。
针对各种原因，如，例如邻近的存储器单元之间的干扰和由于时间流逝产生的放电，存储器单元可以具有变化的阈值电压，因此，阈值电压分布PV0-PV3可以移动。因此，读出电压RV1-RV3可以落入变化的阈值电压分布中，其中读出电压RV1-RV3已被设置为位于阈值电压分布 PV0-PV3之间以便识别阈值电压分布PV0-PV3。在读出电压RV1-RV3没有位于阈值电压分布PV0-PV3之间的情况下，不可以精确地读取存储在存储器单元中的数据，且从存储器单元读取的数据可能包括错误位。在读取数据包括超出错误改正码(ECC)单元的错误改正能力的错误位的情况下，ECC单元可能在错误改正操作中失败。
控制器100可以估计位于移动后的阈值电压分布之间的最优读出电压，并且可以将所估计的最优读出电压设置成用于读取存储在存储器单元中的数据的读出电压。最优读出电压可以是位于移动后的阈值电压分布之间的波谷中的电压。最优读出电压可以是将从存储器单元读取的数据中包括的错误位最小化的电压。
根据一个实施例，最优读出电压可以基于阈值电压分布的平均阈值电压有效地设置，平均阈值电压通过GM操作计算。因此，当错误位的数量最小化时，可以改进数据存储装置10的性能。
尽管在图3A和图3B中示出存储器单元形成4个阈值电压分布 PV0-PV3以及基于3个读出电压RV1-RV3读取数据，但要注意的是实施例并不限于此。存储器单元可以根据将要存储在每个存储器单元中的位的数量形成多个阈值电压分布，并且存储在存储器单元中的数据可以基于能够识别多个阈值电压分布的多个读出电压进行读取。
参考图4，控制器100可以基于参考电压V1-V3为阈值电压分布 PV1-PV3的每一个生成高斯模型。控制器100可以通过将阈值电压分布 PV1-PV3高斯建模来计算阈值电压分布PV1-PV3的每一个的平均阈值电压MV1-MV3。
首先，为了执行GM操作，可以使用预定参考电压V1-V3。根据实施例，控制器100可以使用图3B的读出电压RV1-RV3作为参考电压 V1-V3，该读出电压RV1-RV3已用于读取存储在存储器单元中的数据。参考电压V1-V3可以分别位于将要高斯建模的阈值电压分布PV1-PV3 中。因此，由于阈值电压分布PV0-PV3的变化，在阈值电压分布PV0-PV3 移动之前位于阈值电压分布PV0-PV3之间的读出电压RV1-RV3位于阈值电压分布PV1-PV3中，在此情况下，读出电压RV1-RV3可以在GM操作中用作参考电压V1-V3。
根据一个实施例，控制器100可以使用为GM操作设置的预定初始值作为参考电压V1-V3。
根据一个实施例，控制器100可以生成从阈值电压分布PV0-PV3中选择的至少一个阈值电压分布的高斯模型。在此情况下，控制器100可以基于位于所选择的阈值电压分布中的参考电压，根据本文以下将要描述的操作方法执行GM操作。
控制器100可以通过对存储器单元施加参考电压V1-V3基于从存储器单元读取的数据计算与分别阈值电压区段S0-S3对应的存储器单元的数量，作为区段单元数量(区段单元#)，阈值电压区段S0-S3由参考电压 V1-V3划分。
例如，控制器100可以使用存储器单元的参考电压V1-V3通过读取操作获取数据的模式。如以上参考图3A所述，数据的模式可以获取为“11”、“01”、“00”或“10”。所获取的数据的模式可以与实际存储在存储器单元中的数据不同。例如，当实际存储在阈值电压分布PV3的左侧部分分布PV3L的存储器单元中的数据是“10”时，从对应的存储器单元获取的数据的模式将是“00”。
控制器100可以对与数据的分别模式对应的存储器单元的数量进行计数，作为区段单元数量。因为由参考电压V1-V3划分的阈值电压区段 S0-S3分别与不同的数据模式对应，所以区段单元数量可以根据数据的模式分别与阈值电压区段S0-S3对应。例如，控制器100可以通过计数“60”个存储器单元来计算与阈值电压区段S3对应的区段单元数量“60”，数据模式“10”从总计“400”个存储器单元中的“60”个存储器单元获取。
控制器100可以通过假定相同数量的存储器单元具有与分别阈值电压分布PV0-PV3中的每一个对应的阈值电压来估计分布单元数量(分布单元#)。根据一个实施例，控制器100可以通过参考实际写入存储器单元中的数据估计分布单元数量。在图4的示例中，分布单元数量“100”可以通过假定具有落入阈值电压分布PV0-PV3中的每一个内的阈值电压的存储器单元的数量是统一的以及存储器单元的总数量为“400”来应用存储器单元。
然后，控制器100可以基于区段单元数量(区段单元#)和分布单元数量计算与部分分布(PV)对应的部分单元数量(部分单元#)。如果阈值电压分布PV1-PV3由参考电压V1-V3划分，则可以形成部分分布(PV)。例如，如图4所示，与阈值电压区段S3对应的区段单元数量可以是“60”，因此，与部分分布PV3R对应的部分单元数量可以是“60”。与部分分布PV3R对应的部分单元数量可应是通过从分布单元数量“100”减去“60”获得的“40”，分布单元数量“100”与阈值电压分布PV3对应。与部分分布PV2R 对应的部分单元数量可应是通过从区段单元数量“120”减去“40”获得的“80”，区段单元数量“120”与阈值电压区段S2对应。
控制器100可以基于分布单元数量和部分单元数量(部分单元#)计算与部分分布对应的面积比。在图4中，控制器100计算参考电压V1-V3 右侧的部分分布相对于阈值电压分布PV1-PV3的面积比。然而，应注意，根据一个实施例，控制器100可计算参考电压V1-V3左侧的部分分布相对于阈值电压分布PV1-PV3的面积比。面积比是部分分布相对于对应阈值电压分布的比，并且表示存储器单元在对应阈值电压分布中的部分分布中存在的概率。
以下将描述基于阈值电压分布PV的部分分布的面积比计算特定阈值分布PV的平均阈值电压m的方法。该方法可以通过控制器100执行。
阈值电压分布PV可以建模为由下面的等式1表达的高斯分布，其中“vth”是阈值电压，“m”是平均阈值电压，“σ”是方差。
Figure BDA0000990753250000131
因此，可以针对右侧部分分布的面积比Pr_PVR(v)建立下面的等式2，右侧部分分布通过阈值电压分布PV中的参考电压v划分。
Figure BDA0000990753250000132
阈值电压分布PV的方差σ可以基本不变。因此，如果阈值电压分布 PV的方差σ设置成合适的常数，则可以从等式2计算平均阈值电压m。
根据一个实施例，可以使用Q函数特性计算平均阈值电压m。
例如，建模为高斯分布的阈值电压分布PV可以标准化为标准高斯分布。标准化的阈值电压分布可以转换成下面的等式3。
Figure BDA0000990753250000133
由下面的等式4表达的Q函数是标准高斯分布的随机变量具有大于“z”的值的概率。
Figure BDA0000990753250000134
因此，通过下面的等式5，可以基于等式2和等式4建立等式6。
z＝(v-m)/σ. (5)
Q(z)＝Pr_PVR(v). (6)
因为关于z的值的Q(z)的值是已知的，所以当Q(z)的值已知时，可以知道z的值。因此，最后，可以通过等式5和等式6导出下面的等式7。
m＝v-Q-1(Pr_PVR(v))σ. (7)
其中，Q-1是Q(z)的反函数，v是参考电压，m是平均阈值电压。
图5示出了表格的示例，其中关于面积比Pr_PVR的Q函数的反函数Q-1的值是示例性设置的。
控制器100可以通过参考图5的表格来提取与面积比Pr_PVR(v)对应的Q函数的反函数Q-1的值。控制器100可以基于参考电压v、Q函数的反函数Q-1的值和预定方差σ使用等式7有效地计算平均阈值电压。
同时，因为关于面积比Pr_PVR的Q函数的反函数Q-1的值的方差在靠近标准高斯分布的尾部可以较大，所以为了减小错误，表格可以包括面积比Pr_PVR和Q函数的反函数Q-1的对应值，这些对应值被从0到预定值例如“0.05”细致地设置，如图5所示。
如从图5容易地可见，即使仅对小于0.5的面积比Pr_PVR建立表格，控制器100仍可以基于Q函数的对称性容易地计算关于等于或大于0.5 的面积比Pr_PVR的Q函数的反函数Q-1的值。根据一个实施例，图5的表格可以构造成包括与等于或大于0.5的面积比Pr_PVR对应的值。
根据一个实施例，表格可以存储在非易失性存储器装置200中，并且为了参考，可以加载到控制器100的存储器(未示出)中。
图6A和6B是图示了基于阈值电压分布PV1-PV3的平均阈值电压估计最优读出电压RV1-RV3的方法的简图。图1的控制器100可以估计最优读出电压RV1-RV3。
参考图6A，基于分别位于阈值电压分布PV1-PV3中的参考电压 V1-V3，可以通过GM操作分别计算阈值电压分布PV1-PV3的平均阈值电压MV1-MV3。控制器100可以估计2个邻近的阈值电压分布的平均阈值电压的中间值，作为最优读出电压。例如，平均阈值电压MV1和MV2 的中间值可以估计为最优读出电压RV2，而平均阈值电压MV2和MV3 的中间值可以估计为最优读出电压RV3。同时，当没有被高斯建模的阈值电压分布PV0的平均阈值电压不存在时，最优读出电压RV1可以是通过从平均阈值电压MV1减去预定补偿值获得的值。可以考虑阈值电压分布PV0-PV3的宽度和阈值电压分布PV0-PV3之间的间隔设置预定补偿值。
参考图6B，例如，阈值电压分布PV1的平均阈值电压MV可以基于位于阈值电压分布PV1中的参考电压V1通过GM操作进行计算。在此情况下，最优读出电压RV1-RV3可以设置为将预定补偿值与平均阈值电压MV相加或相减获得的值。可以考虑阈值电压分布PV0-PV3的宽度和阈值电压分布之间的间隔设置预定补偿值。也就是说，最优读出电压 RV1-RV3可以通过阈值电压分布中的特定一个分布的平均阈值电压进行计算。
以下将描述调节参考电压以改善GM操作的性能的方法。图1的控制器100可以基于调节的新参考电压执行GM操作。
图7图示了调节参考电压的方法。该方法可以通过图1的控制器100 执行。
参考图7，基于与参考电压对应的区段单元数量，控制器100可以确定参考电压是否落入将要高斯建模的分别的阈值电压分布内。在参考电压没有分别位于将要高斯建模的分别的阈值电压分布内的情况下，控制器可以调节参考电压。这是因为，为了将阈值电压分布高斯建模，应当计算由参考电压划分的部分分布的面积比。
例如，当参考电压V1和V2分别位于阈值电压分布PV2和PV3中时，(如图7所示)阈值电压分布PV1的平均阈值电压不能通过高斯建模计算。在此情况下，如果阈值电压分布PV0和PV1的分布单元数量分别为“100”，因为与阈值电压区段S0对应的区段单元数量(区段单元#)超过“200”并且与阈值电压区段S3对应的区段单元数量(区段单元#)为“0”，控制器100可以确定参考电压V1-V3没有位于阈值电压分布PV1-PV3中。因此，控制器100可以将参考电压V1-V3分别调节成将要位于阈值电压分布PV1-PV3中的参考电压V11-V13。
图8图示了阈值电压分布PV0-PV3的累加错误率。
更具体而言，参考图8，阈值电压分布RPV0-RPV3可以是由存储器单元形成的实际阈值电压分布，并且阈值电压分布MPV1-MPV3可以是根据上述方法基于参考电压V1-V3高斯建模的阈值电压分布。如上所述，通过假定与阈值电压分布RPV0-RPV3对应的所有分布单元数量(分布#) 是统一的，可以应用统一的单元数量。这可以允许比应用实际单元数量(实际单元#)更快速地执行GM操作。然而，如果在用作分布单元数量的统一单元数量和实际单元数量之间存在大量错误，即，如果分布单元数量相对于与阈值电压分布对应的实际单元数量的错误率很大，则高斯建模的阈值电压分布MPV1-MPV3可以大大不同于实际阈值电压分布 RPV1-RPV3。在阈值电压分布MPV1中的累加错误率，即，从最外阈值电压分布MPV3到对应的阈值电压分布MPV1的错误率的累加值，不足够小的情况下，高斯建模的性能可以显著恶化。为了减少这种错误以及提高高斯建模操作的有效性，在应用高斯建模操作之前应该将数据随机化。
图9是在中央可靠区段910和两个侧部不可靠区段920和930中划分的阈值电压分布PV1的简图。
参考图9，控制器100可以使用位于阈值电压分布PV1的中央可靠区段910中的参考电压V1对阈值电压分布PV1进行高斯建模。因此，控制器100可以确定参考电压是否位于可靠区段910中或在下部不可靠区段920或上部不可靠区段930其中之一中。当参考电压位于下部不可靠区段920或上部不可靠区段930中时，控制器可以将参考电压调节成位于可靠区段910中，并且然后可以使用调节后的参考电压执行GM操作。
可靠区段910可以考虑与阈值电压分布PV1对应的累加错误率进行设置。因为阈值电压分布PV1集中在中央部分，并且相对于存储器单元的数量的方差，阈值电压的方差在靠近尾部处相对较大，所以平均阈值电压可以大幅偏离实际平均电压阈值，平均阈值电压基于参考电压通过 GM操作进行计算，参考电压位于靠近具有目前累加错误率的尾部。因此，考虑到累加错误率，阈值电压分布PV1的尾部可以指定为不可靠区段。更详细地，分别与下部不可靠区段920和上部不可靠区段930对应的面积比，即阈值面积比，可以设置为大于累加错误率。累加错误率可以通过测试数据存储装置10的随机化性能来测量。
根据一个实施例，多个阈值电压分布的可靠区段可以基于其分别的累加错误率设置为彼此不同。根据另一个实施例，多个阈值电压分布的可靠区段可以基于最大的累加错误率设置为相同的值。
在右侧或左侧部分分布相对于阈值电压分布PV1中的参考电压V1 的面积比满足下面的等式8的情况下，控制器100可以确定参考电压V1 位于可靠区段910中。
阈值面积比<部分分布的面积比<1-阈值面积比 (8)
根据等式8，例如，当右侧部分分布相对于参考电压V1的面积比为“65”并且阈值面积比为“20”时，可以确定参考电压V1位于可靠区段910 中。
因此，即使当用作分布单元数量的统一单元数量与执行GM操作时的实际单元数量之间可能存在错误时，当参考电压位于阈值电压分布 PV1的可靠区段910中时，可以计算平均阈值电压，该平均阈值电压与实际平均阈值电压有略微不同。因此，GM操作可以较高速度和足够的精度执行。
如以下将描述的，通过并非参考部分分布的面积比而是参考累加单元数量，控制器100可以确定参考电压是否位于可靠区段中。
现在参考图10，控制器100可以通过累加与阈值电压区段S0-S3对应的区段单元数量(区段单元#)来计算与分别的参考电压V1-V3对应的累加单元数量(累加单元#)，区段单元数量根据上述方法基于参考电压 V1-V3计算。换而言之，累加单元数量可以是阈值电压小于对应参考电压的单元的数量。当阈值电压区段S0-S2的每一个的累加单元数量包括在关于参考单元数量(参考单元#)的预定范围内时，控制器100可以确定参考电压位于可靠区段中。参考单元数量可以是阈值电压小于阈值电压分布PV0-PV3统一时对应的平均阈值电压的存储器单元的数量。可以考虑累加错误率来设置关于参考单元数量的预定范围。
同时，控制器100可以确定参考电压是位于对应的阈值电压分布的下部不可靠区段还是上部不可靠区段中。根据确定结果，控制器100可以通过将预定补偿值与参考电压相加或相减来调节参考电压，使得参考电压位于可靠区段中。根据各个实施例，控制器100可以通过采用例如将在以下描述的方法之一来调节参考电压。
图11A-图11D是图示了用于调节参考电压V1的多种方法的简图，该参考电压V1位于与阈值电压分布PV1对应的不可靠区段中。
参考图11A，控制器100可以通过基于被确定为位于下部不可靠区段1120中的参考电压V1执行上述GM操作来计算平均阈值电压，并且可以将计算的平均阈值电压设置为新参考电压V11。注意，当参考电压位于阈值电压分布PV1的上部不可靠区段1130中时，可以采用相同的方法。
参考图11B，如果确定位于邻近阈值电压分布PV2中的邻近参考电压V2位于可靠区段1110-2中，则控制器100可以通过将预定补偿值与邻近参考电压V2相加或相减获得的值设置为新参考电压V11，新参考电压V11与将要位于可靠区段1110-1中的阈值电压分布PV1对应。在此情况下，可以考虑阈值电压分布PV1和PV2的宽度以及阈值电压分布PV1 和PV2之间的间隔设置预定的补偿值。
参考图11C，控制器100可以通过将预定补偿值与邻近的阈值电压分布PV2的平均阈值电压M2相加或相减获得的值设置为新参考电压V11，新参考电压V11与将要位于可靠区段1110-1中的阈值电压分布PV1对应。在此情况下，可以考虑阈值电压分布PV1和PV2的宽度以及阈值电压分布PV1和PV2之间的间隔设置预定的补偿值。
参考图11D，控制器100可以将确定为位于下部不可靠区段1120中的参考电压V1和确定为位于上部不可靠区段1130中的参考电压V11的中间值设置成将要位于可靠区段1110中的新参考电压V12。例如，当通过上述方法获取分别位于下部不可靠区段1120和上部不可靠区段1130 中的参考电压V1和V11时，可以执行该方法。
控制器100可以重复确定调节后的新参考电压是否位于可靠区段中。如果新的参考电压仍位于不可靠区段中，控制器100可以迭代调节参考电压，直至调节后的参考电压位于可靠区段中。例如，控制器可以重复调节方法高达预定阈值计数。根据一个实施例，控制器100可以迭代上述各种方法，以用于通过将其适当地组合来调节参考电压。在即使调节参考电压被迭代高达预定阈值计数也没有设置位于可靠区段中的参考电压的情况下，控制器100可以放弃对应阈值电压分布的高斯建模。
图12图示了用于图1的控制器100估计阈值电压分布PV1的平均阈值电压M1的另一种方法。
参考图12，通过将预定补偿值与被高斯建模的邻近阈值电压分布 PV2的邻近平均阈值电压M2相加或相减，控制器100可以计算没有被高斯建模的阈值电压分布PV1的平均阈值电压M1。在此情况下，可以基于阈值电压分布PV1和PV2的宽度以及阈值电压分布PV1和PV2之间的间隔设置预定的补偿值。
现在参考图13，提供了一种估计最优读出电压的方法的流程图。该方法可以通过图1的存储装置10执行。数据存储装置10的控制器100 可以估计最优读出电压。因此，在步骤S110中，控制器100可以通过对存储器单元施加参考电压而基于从存储器单元读取的数据计算与由多个参考电压划分的多个阈值电压区段对应的区段单元数量。
在步骤S120中，控制器100可以基于区段单元数量和与存储器单元的阈值电压分布对应的分布单元数量计算与部分分布对应的部分单元数量，部分分布由所选择的阈值电压分布除以参考电压形成。
在步骤S130中，控制器100可以基于分布单元数量和与所选择的阈值电压分布对应的部分单元数量计算部分分布的面积比(参见图4和图 5)。
在步骤S140中，控制器100可以基于面积比和预定方差值计算所选择的阈值电压分布的平均阈值电压(参见等式7)。例如，控制器100可通过将面积比应用到高斯分布函数的积分等式来计算平均阈值电压。根据一个实施例，控制器100可以通过参考表格来计算平均阈值电压，该表格包括Q函数的反函数的值，这些值与面积比对应。
在步骤S150中，控制器100可以估计用于读取存储在存储器单元中的最优读出电压(参见图6A和图6B)。最优读出电压可包括平均阈值电压中邻近的平均阈值电压的中间值。根据一个实施例，最优读出电压可以包括通过将预定补偿值与平均阈值电压相加或相减获得的值。
现在参考图14，提供了根据本发明的实施例的固态驱动器 (SSD)1000。
因此，SSD 1000可以包括控制器1100和存储介质1200。控制器1100 可以控制主机装置1500和存储介质1200之间的数据交换。
控制器1100可以与图1中示出的控制器100大体上类似的方式操作。控制器1100可以通过GM操作估计存储器单元的阈值电压分布的平均阈值电压，以及基于所估计的平均阈值电压估计最优读出电压。
控制器1100可以包括通过总线1170彼此连接的处理器1110、随机访问存储器(RAM)1120、只读存储器(ROM)1130、纠错码(ECC)单元1140、主机接口1150和存储介质接口1160。
处理器1110可以控制控制器1100的一般性操作。根据来自主机装置1500的数据处理请求，处理器1110可以将数据存储在存储介质1200 中并从存储介质1200读取储存的数据。为了有效管理存储介质1200，处理器1110可以控制SSD 1000的内部操作，诸如合并操作、磨损均衡操作等。
RAM 1120可以存储待被处理器1110使用的程序和程序数据。RAM 1120可以在将从主机接口1150传输的数据转移到存储介质1200之前临时存储该数据，并且可以在将从存储介质1200传输的数据转移到主机装置1500之前临时存储该数据。
ROM 1130可与存储待被处理器1110读取的程序代码。程序代码可以包括待被处理器1110处理的命令，以用于处理器1110控制控制器1100 的内部单元。
ECC单元1140可以编码将要存储在存储介质1200中的数据，并且可以解码从存储介质1200读取的数据。ECC单元1140可以根据ECC算法检测并改正数据中出现的错误。
主机接口1150可以与主机装置1500交换数据处理请求、数据等。
存储介质接口1160可以将控制信号和数据传输给存储介质1200。存储介质接口1160可以传输来自存储介质1200的数据。存储介质接口1160 可以通过多个通道CH0-CHn与存储介质1200连接。
存储介质1200可以包括多个非易失性存储器装置NVM0-NVMn。多个非易失性存储器装置NVM0-NVMn中的每一个可以根据控制器1100 的控制执行诸如写入操作或读取操作的操作。
图15图示了根据本发明的实施例的包括数据存储装置的数据处理系统2000。
参考图15，数据处理系统2000可以包括计算机、笔记本电脑、上网本、智能电话、数字电视、数码照相机、导航器等。数据处理系统2000 可以包括主处理器2100、主存储装置2200、数据存储装置2300和/或输入/输出装置2400。数据处理系统2000的内部单元可以通过系统总线2500 交换数据、控制信号等。
主处理器2100可以控制数据处理系统2000的一般性操作。主处理器2100可以是例如中央处理单元，诸如微处理器。主处理器2100可以在主存储装置2200上执行操作系统的软件、应用、装置驱动器等。
主存储装置2200可以存储待被主处理器2100使用的程序和程序数据。主存储装置2200可以临时存储将要传输给数据存储装置2300和输入/输出装置2400的数据。
数据存储装置2300可以包括控制器2310和存储介质2320。数据存储装置2300可以与图1中示出的数据存储装置10大致类似的方式配置和操作。
输入/输出装置2400可以包括能够与用户交换数据诸如从用户接收用于控制数据处理系统2000的命令或者为用户提供处理的结果的键盘、扫描仪、触摸屏、屏幕监视器、打印机、鼠标等。
根据一个实施例，数据处理系统2000可以通过诸如局域网(LAN)、 WAN广域网(WAN)、无线网络等网络2600与至少一个服务器2700通信。数据处理系统2000可以包括网络接口(未示出)以访问网络2600。
尽管以上已经描述了各种实施例，但是本领域技术人员将理解的是所描述的实施例仅是示例。因此，不应根据所描述的实施例限制本文描述的数据存储装置及其操作方法。在不脱离如权利要求限定的本发明的精神和/或范围的情况下，相关领域的技术人员可以想到许多其他实施例及其变型。

Claims (52)

1.一种数据存储装置，包括：
存储器装置，包括多个存储器单元；以及
控制器，适于基于通过对所述存储器单元施加至少一个参考电压而从所述多个存储器单元读取的数据确定与阈值电压区段对应的区段单元数量，并且适于基于高斯分布函数确定从所述存储器单元的多个阈值电压分布选择的阈值电压分布的平均阈值电压，所述存储器单元的多个阈值电压基于所述区段单元数量进行估计，
其中所述阈值电压区段由所述参考电压划分；
其中所述控制器对与所述数据的各个模式对应的存储器单元的数量进行计数，作为所述区段单元数量，并且
其中该各个模式与所述阈值电压区段对应；
其中所述控制器基于所述区段单元数量确定部分分布的面积比，并且基于所述面积比和与所选择的阈值电压分布对应的预定方差值来确定所述平均阈值电压，其中所述部分分布由所选择的阈值电压分布除以所述参考电压形成。
2.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量和与所述阈值电压分布对应的分布单元数量来确定与所述部分分布对应的部分单元数量，并且基于所述部分单元数量相对于分布单元数量的比来确定面积比，其中所述分布单元数量与所选择的阈值电压分布对应。
3.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述控制器通过将所述面积比应用到所述高斯分布函数的积分等式来确定所述平均阈值电压。
4.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述控制器通过参考包括Q函数的反函数的值的表格来确定所述平均阈值电压，所述Q函数的反函数的值包括与所述面积比对应的值。
5.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量来确定是否调节所述参考电压，根据确定结果通过调节所述参考电压来设置新参考电压，以及基于所述新参考电压迭代确定区段单元数量。
6.根据权利要求5所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量确定所述参考电压是否位于可靠区段中，所述可靠区段不包括对应的所选择的阈值电压分布中的下部不可靠区段和上部不可靠区段，并且在所述参考电压没有位于所述可靠区段中的情况下，确定调节所述参考电压。
7.根据权利要求6所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量确定累加单元数量，所述累加单元数量是阈值电压小于所述参考电压的存储器单元的数量；以及通过确定所述累加单元数量是否包括在关于预定参考单元数量的预定范围内，来确定所述参考电压是否位于所述可靠区段内。
8.根据权利要求6所述的数据存储装置，所述控制器基于所述区段单元数量确定部分分布的面积比，所述部分分布由所选择的阈值电压分布除以所述参考电压形成；并且通过将所述面积比与所述下部不可靠区段和所述上部不可靠区段的面积比相比较确定所述参考电压是否位于所述可靠区段中。
9.根据权利要求6所述的数据存储装置，其中所述下部不可靠区段和所述上部不可靠区段中的每一个具有大于累加错误率的面积比，所述累加错误率与所选择的阈值电压分布对应。
10.根据权利要求5所述的数据存储装置，其中所述控制器将所选择的阈值电压分布的平均阈值电压设置为新参考电压，所选择的阈值电压分布与所述参考电压对应。
11.根据权利要求5所述的数据存储装置，其中当所述参考电压位于对应的所选择的阈值电压分布的下部不可靠区段和上部不可靠区段的任意一个中时，所述控制器获取位于所述下部不可靠区段和所述上部不可靠区段的另一者中的另一个参考电压；以及将所述参考电压和所述另一个参考电压的中间值设置为新参考电压。
12.根据权利要求5所述的数据存储装置，其中当与所述参考电压邻近的另一个参考电压位于与所选择的阈值电压分布邻近的另一个阈值电压分布的可靠区段中时，所述控制器通过使用预定的补偿值调节所述另一个参考电压来设置所述新参考电压，所选择的阈值电压分布与所述参考电压对应。
13.根据权利要求1所述的数据存储装置，其中所述控制器进一步适合基于所述平均阈值电压来估计一个或多个最优读出电压，所述最优读出电压用于读取存储在所述存储器单元中的数据。
14.根据权利要求13所述的数据存储装置，其中所述最优读出电压包括所述平均阈值电压中邻近的平均阈值电压的中间值。
15.根据权利要求13所述的数据存储装置，其中所述最优读出电压包括将预定的补偿值与所述平均阈值电压中的至少一个相加或相减获得的值。
16.根据权利要求5所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量来确定所述参考电压是否位于所选择的阈值电压分布中，并且在所述参考电压没有位于所选择的阈值电压分布中的情况下，确定调节所述参考电压。
17.根据权利要求5所述的数据存储装置，其中所述控制器通过使用预定的补偿值调节与对应于所述参考电压的选择的阈值电压分布邻近的阈值电压分布的平均阈值电压来设置所述新参考电压。
18.一种操作数据存储装置的方法，包括：
基于通过对多个存储器单元施加参考电压而从所述存储器单元读取的数据，确定与阈值电压区段对应的区段单元数量，其中所述阈值电压区段由所述参考电压划分；
基于所述区段单元数量确定部分分布的面积比，所述部分分布由从所述存储器单元的多个阈值电压分布之中选择的阈值电压分布除以所述参考电压形成；以及
根据高斯分布函数，基于所述面积比和与所选择的阈值电压分布对应的预定方差值来确定从所述存储器单元的多个阈值电压分布之中选择的阈值电压分布的平均阈值电压。
19.根据权利要求18所述的方法，
其中确定所述区段单元数量包括对与所述数据的各个模式对应的存储器单元的数量进行计数，作为所述区段单元数量，并且
其中该各个模式与所述阈值电压区段对应。
20.根据权利要求18所述的方法，其中确定所述面积比包括：
基于所述区段单元数量和与所述阈值电压分布对应的分布单元数量来确定与所述部分分布对应的部分单元数量；并且
基于所述部分单元数量相对于分布单元数量的比来确定所述面积比，其中所述分布单元数量与所选择的阈值电压分布对应。
21.根据权利要求18所述的方法，其中确定所述平均阈值电压包括：
通过将所述面积比应用到所述高斯分布函数的积分等式来确定所述平均阈值电压。
22.根据权利要求18所述的方法，其中确定所述平均阈值电压包括：
通过参考包括Q函数的反函数的值的表格来确定所述平均阈值电压，所述Q函数的反函数的值包括与所述面积比对应的值。
23.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括：
基于所述区段单元数量来确定是否调节所述参考电压；
根据确定结果通过调节所述参考电压来设置新参考电压；以及
基于所述新参考电压迭代确定区段单元数量。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述确定包括：
基于所述区段单元数量确定所述参考电压是否位于所选择的阈值电压分布中；并且
在所述参考电压没有位于所选择的阈值电压分布中的情况下，确定调节所述参考电压。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述确定包括：
基于所述区段单元数量确定所述参考电压是否位于可靠区段中，所述可靠区段不包括所选择的阈值电压分布中的下部不可靠区段和上部不可靠区段；并且
在所述参考电压没有位于所述可靠区段中的情况下，确定调节所述参考电压。
26.根据权利要求25所述的方法，其中确定所述参考电压是否位于所述可靠区段中包括：
基于所述区段单元数量确定累加单元数量，所述累加单元数量是阈值电压小于所述参考电压的存储器单元的数量；以及
通过确定所述累加单元数量是否包括在关于预定参考单元数量的预定范围内，来确定所述参考电压是否位于所述可靠区段内。
27.根据权利要求25所述的方法，其中确定所述参考电压是否位于所述可靠区段中包括：
基于所述区段单元数量确定部分分布的面积比，所述部分分布由所选择的阈值电压分布除以所述参考电压形成；并且
通过将所述面积比与所述下部不可靠区段和所述上部不可靠区段的面积比相比较确定所述参考电压是否位于所述可靠区段中。
28.根据权利要求25所述的方法，其中所述下部不可靠区段和所述上部不可靠区段中的每一个具有大于累加错误率的面积比，所述累加错误率与所选择的阈值电压分布对应。
29.根据权利要求23所述的方法，其中设置所述新参考电压包括：
将所选择的阈值电压分布的平均阈值电压设置为所述新参考电压，所选择的阈值电压分布与所述参考电压对应。
30.根据权利要求23所述的方法，其中设置所述新参考电压包括：
当所述参考电压位于对应的所选择的阈值电压分布的下部不可靠区段和上部不可靠区段的任意一个中时，获取位于所述下部不可靠区段和所述上部不可靠区段的另一者中的另一个参考电压；以及
将所述参考电压和所述另一个参考电压的中间值设置为所述新参考电压。
31.根据权利要求23所述的方法，其中设置所述新参考电压包括：
当与所述参考电压邻近的另一个参考电压位于与所选择的阈值电压分布邻近的另一个阈值电压分布的可靠区段中时，通过使用预定的补偿值调节所述另一个参考电压来设置所述新参考电压，其中所选择的阈值电压分布与所述参考电压对应。
32.根据权利要求23所述的方法，其中设置所述新参考电压包括：
通过使用预定的补偿值调节与对应于所述参考电压的所选择的阈值电压分布邻近的阈值电压分布的平均阈值电压来设置所述新参考电压。
33.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括：基于所述平均阈值电压来估计一个或多个最优读出电压，所述最优读出电压用于读取存储在所述存储器单元中的数据。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述最优读出电压包括所述平均阈值电压中邻近的平均阈值电压的中间值。
35.根据权利要求33所述的方法，其中所述最优读出电压包括将预定的补偿值与所述平均阈值电压中的至少一个相加或相减获得的值。
36.一种数据存储装置，包括：
存储器装置，包括多个存储器单元；以及
控制器，适合于通过将从所述存储器单元的多个阈值电压分布中选择的阈值电压分布的部分分布的面积比应用到高斯建模来确定选择的阈值电压分布的平均阈值电压，并基于所述平均阈值电压估计一个或多个最优读出电压，所述最优读出电压用于读取存储在所述存储器单元中的数据，
其中所述控制器基于通过对所述存储器单元施加多个参考电压而从所述多个存储器单元读取的数据确定与阈值电压区段对应的区段单元数量，并且基于高斯分布函数确定基于所述区段单元数量估计的所选择的阈值电压分布的平均阈值电压，其中所述阈值电压区段由所述参考电压划分；并且
其中所述控制器基于所述区段单元数量确定所述部分分布的面积比，并且基于所述面积比和与所选择的阈值电压分布对应的预定方差值来确定所述平均阈值电压，其中所述部分分布由所选择的阈值电压分布除以所述参考电压形成。
37.根据权利要求36所述的数据存储装置，其中所述最优读出电压包括所述平均阈值电压中邻近的平均阈值电压的中间值。
38.根据权利要求36所述的数据存储装置，其中所述最优读出电压包括将预定的补偿值与所述平均阈值电压中的至少一个相加或相减获得的值。
39.根据权利要求36所述的数据存储装置，
其中所述控制器对与所述数据的各个模式对应的存储器单元的数量进行计数，作为所述区段单元数量，并且
其中该各个模式与所述阈值电压区段对应。
40.根据权利要求36所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量和与所述阈值电压分布对应的分布单元数量来确定与所述部分分布对应的部分单元数量，并且基于与所选择的阈值电压分布对应的分布单元数量和所述部分单元数量来确定所述面积比。
41.根据权利要求36所述的数据存储装置，其中所述控制器通过将所述面积比应用到所述高斯分布函数的积分等式来确定所述平均阈值电压。
42.根据权利要求36所述的数据存储装置，其中所述控制器通过参考包括Q函数的反函数的值的表格来确定所述平均阈值电压，所述Q函数的反函数的值与所述面积比对应。
43.根据权利要求36所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量来确定是否调节所述参考电压中的至少一个参考电压，根据确定结果通过调节所述参考电压来设置新参考电压，以及基于包括所述新参考电压的参考电压迭代确定区段单元数量。
44.根据权利要求43所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量确定所述参考电压是否位于对应的所选择的阈值电压分布中，并且在所述参考电压没有位于所选择的阈值电压分布中的情况下，确定调节所述参考电压。
45.根据权利要求43所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量确定所述参考电压是否位于可靠区段中，所述可靠区段不包括对应的所选择的阈值电压分布中的下部不可靠区段和上部不可靠区段，并且在所述参考电压没有位于所述可靠区段中的情况下，确定调节所述参考电压。
46.根据权利要求45所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量确定累加单元数量，所述累加单元数量是阈值电压小于所述参考电压的存储器单元的数量；以及通过确定所述累加单元数量是否包括在关于预定参考单元数量的预定范围内，来确定所述参考电压是否位于所述可靠区段内。
47.根据权利要求45所述的数据存储装置，其中所述控制器基于所述区段单元数量确定部分分布的面积比，所述部分分布由所选择的阈值电压分布除以所述参考电压形成，并且通过将所述面积比与所述下部不可靠区段和所述上部不可靠区段的面积比相比较确定所述参考电压是否位于所述可靠区段中。
48.根据权利要求45所述的数据存储装置，其中所述下部不可靠区段和所述上部不可靠区段中的每一个具有大于累加错误率的面积比，所述累加错误率与所选择的阈值电压分布对应。
49.根据权利要求43所述的数据存储装置，其中所述控制器将所选择的阈值电压分布的平均阈值电压设置为所述新参考电压，所选择的阈值电压分布与所述参考电压对应。
50.根据权利要求43所述的数据存储装置，其中，当所述参考电压位于对应的所选择的阈值电压分布的下部不可靠区段和上部不可靠区段的任意一个中时，所述控制器获取位于所述下部不可靠区段和所述上部不可靠区段的另一者中的另一个参考电压；以及将所述参考电压和所述另一个参考电压的中间值设置为所述新参考电压。
51.根据权利要求43所述的数据存储装置，其中，当与所述参考电压邻近的另一个参考电压位于与所选择的阈值电压分布邻近的另一个阈值电压分布的可靠区段中时，所述控制器通过使用预定的补偿值调节所述另一个参考电压来设置所述新参考电压，其中所选择的阈值电压分布与所述参考电压对应。
52.根据权利要求43所述的数据存储装置，其中所述控制器通过使用预定的补偿值调节与对应于所述参考电压的所选择的阈值电压分布邻近的阈值电压分布的平均阈值电压来设置所述新参考电压。
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