CN106981302B - 一种快速评估最优读电压的方法 - Google Patents
一种快速评估最优读电压的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106981302B CN106981302B CN201710163990.4A CN201710163990A CN106981302B CN 106981302 B CN106981302 B CN 106981302B CN 201710163990 A CN201710163990 A CN 201710163990A CN 106981302 B CN106981302 B CN 106981302B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optimal
- read voltage
- voltage
- sample
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
- G11C13/0002—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using resistive RAM [RRAM] elements
- G11C13/0021—Auxiliary circuits
- G11C13/004—Reading or sensing circuits or methods
Landscapes
- Read Only Memory (AREA)
Abstract
本发明公开了一种快速评估最优读电压的方法，其特征在于包括统计阶段和校准阶段；统计阶段通过样本统计获取样本的存储单元电压分布曲线的波谷位置与实际最优读电压的差值dv、插值函数和采样间隔；校准阶段：根据统计阶段获取的差值dv、插值函数和采样间隔快速评估实际FLASH的要操作的数据块的最优读电压。本发明通过采用间隔采样、合并法和插值函数对数据进行评估，大幅度降低了评估的数据量提升了评估效率，同时增加统计评估的最优电压与实际最优电压的位置差异，对评估的电压做进一步的修正，提高了准确度。
Description
技术领域
本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种快速评估最优读电压的方法。
背景技术
获取最优读电压Optimal Vref是NFC对Nand Flash进行读操作的基础，OptimalVref直接影响了NFC读Nand的效率，以及译码的效果。传统的电压校准法Vref Calibration是目前使用最广泛的技术，通过设置不同的读取电压，读取整个word_line上的数据，包括低页low page、中页mid page和高页up page,因此需要读取的原始数据非常多，以TLC为例，TLC设置7档读电压，如果每档又分10级统计，整个word line要完成统计则应用需要读取7*10个page的数据。因此存在统计数据量过多的问题；实际将cell电压分布图的波谷位置作为Optimal Vref并不准确且该方法统计出的结果误差较大。
目前使用最为广泛的评估方法是参考电压校准法Vref Calibration，该方法是通过逐级评估各档读电压，当评估其中一档时，其他档不动，画出Nand中该档各个存储单元的cell电压分布图，其波谷处的电压即为该档的最优读电压Optimal Vref，依次统计其他档位的Optimal Vref。以TLC为例，TLC设有7档读电压A、B、C、D、E、F和G，按如下步骤获取到最优读电压：
第一步：固定B、C、D、E、F和G到第1级V(X,1)，将A档从V(A,1)逐级增加到V(A,m)(m为总级数)，统计低页low page中数据为1的个数N(A,i)(i＝1,…,m)，则N(A,i)表示存储单元cell电压Vth<＝V(A,i)且Vth>V(E,1)的cell个数；
第二步：计算每级中cell的个数H(A,i)＝|N(A,i+1)-N(A,i)|,i＝1,2,…,m-1；
第三步：选取波谷处对应的电压作为该档的Optimal Vref；
其他几档同理，A和E读低页low page，B、D和F读中页mid page，CG读高页up page；A、B、C和F统计1的个数，D、E和G统计0的个数。不同类型的Nand略有差异，但原理都是一样的。假设需要扫描m级，则对一个word line作Vref Calibration需要读7*m个page的数据量，通常m要大于10，这将严重影响效率。同时通过与交叉法的结果比较，这种估计方法得到的结果会有偏差，实际测试也证明了这个结论。
发明内容
针对以上缺陷，本发明目的在于如何提高最优电压评估的效率和提高最优电压评估的准确性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种快速评估最优读电压的方法，其特征在于包括统计阶段和校准阶段；统计阶段通过样本统计获取样本的存储单元电压分布曲线的波谷位置与实际最优读电压的差值dv、插值函数和采样间隔；校准阶段：根据统计阶段获取的差值dv、插值函数和采样间隔快速评估实际FLASH的要操作的数据块的最优读电压。
所述快速评估最优读电压的方法，其特征在于通过对待评估的批次FLASH中随机抽取FLASH样本，再在FLASH样本中随机抽取多个block作为块样本，将预先定义好的数据写入所选的块样本中；采用交叉法计算每个块样本的块最优读电压，定义为交叉读电压Optimal Vref1；采用合并法根据存储单元电压获得电压分布图并计算每个块样本的块最优读电压，定义为合并读电压Optimal Vref2；获得差值dv：dv＝Optimal Vref1-OptimalVref2，根据获得的dv和插值函数估计的最优读电压Optimal Vref3，不断修改插值函数和采样间隔评估Optimal Vref3，直到Optimal Vref1与Optimal Vref3之间偏差满足预先设定的偏差范围，获得该批次FLASH样本的dv、插值函数、采样间隔和参考最优读电压OptimalVref，并记录。
所述的快速评估最优读电压的方法，其特征在于选取需评估的数据块，在OptimalVref附近采用合并法间隔n级采样m组数据，获得电压分布图，判断采样范围内是否存在波谷，如果不存在则向左或向右再多采样一组，直到电压分布图存在波谷，采用已记录有的差值和插值函数评估波谷位置Vref,Vref+dv为该需评估的数据块的最终最优读电压OptimalVref。
所述的快速评估最优读电压的方法，其特征在于选取需评估的数据块，只对同一数据块中间位置的字线的存储单元进行在Optimal Vref附近采用合并法间隔n级采样m组数据。
所述的快速评估最优读电压的方法，其特征在于所述的采用合并法具体为:将待统计的存储单元采用逐级一次性将各档落入其电压区域的数目扫描出，再将扫描出的数据根据各档对应的电压区域进行合并统计。
本发明通过采用间隔采样、合并法和插值函数对数据进行评估，大幅度降低了评估的数据量提升了评估效率，同时增加统计评估的最优电压与实际最优电压的位置差异，对评估的电压做进一步的修正，提高了准确度。
附图说明
图1是快速评估最优读电压的评估阶段和校对阶段流程图；
图2是最优读电压的理论值示意图即交叉法；
图3是合并统计cell电压分布图；
图4是采用合并法获取cell电压分布的流程图；
图5是合并法在交叉法中统计cell电压分布图；
图6是将合并法应用到交叉法的流程图；
图7是获取真实最优电压的示意图；
图8是插值函数选取流程图；
图9是插值函数估计最优读电压示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2是最优读电压的理论值示意图，横坐标表示cell的电压值，纵坐标表示cell的个数，曲线W1表示写入数据为1的cell的电压分布图，曲线W0表示写入数据为0的cell的电压分布图，Vref1、Vref2和Vref3分别为3种读电压Vref，cell电压值小于读电压Vref的cell被读成1，大于的读成0。因此无论如何选取Vref,总会存在0被误读为1和1被误读为0的情况，显而易见只有当Vref选择为曲线W1与曲线W0的交叉点对应的电压即Vref＝Vref3时整体出现误读的错误最少，这个值就是理论上的最优读电压。交叉法就是向Nand中program已知数据，通过比较从Nand读出的数据与program的已知数据获得图2的分布图，进而得到交叉点作为真实的最优读电压，交叉法需要已知program到Nand的数据。
本发明针对传统的逐档进行统计数据量大效率低的问题，提出了合并统计的改进，以TLC类型的FLASH进行说明，图3是合并统计cell电压分布原理说明示意图，设该TLC共7档读电压A、B、C、D、E、F和G,曲线表示Nand中cell电压的分布，An…Gn分别表示七档读电压的第n级，An+1…Gn+1表示第n+1级。用An…Gn将cell电压分为八个区域，NRx(x＝1,2,…,8)表示每个区域的cell数量，一次性读取low、mid、up page的数据就可以统计出每个区域的cell个数。An和An+1之间的cell个数为An+1左边的cell总个数减去An左边的cell总个数，即第n+1与第n次区域一中cell个数的差；Bn与Bn+1之间的cell个数为，Bn+1左边的cell总个数减去Bn左边的cell总个数，即第n+1与第n次区域一和区域二中cell个数的差，C、D、E、F、G依此类推。
图1是快速评估最优读电压的评估阶段和校对阶段流程图；一种快速评估最优读电压的方法，包括统计阶段和校准阶段；统计阶段通过样本统计获取样本的存储单元电压分布曲线的波谷位置与实际最优读电压的差值dv、插值函数和采样间隔；校准阶段：根据统计阶段获取的差值dv、插值函数和采样间隔快速评估实际FLASH的要操作的数据块的最优读电压。
统计阶段通过对待评估的批次FLASH中随机抽取FLASH样本，再在FLASH样本中随机抽取多个block作为块样本，将预先定义好的数据写入所选的块样本中；采用交叉法计算每个块样本的块最优读电压，定义为交叉读电压Optimal Vref1；采用合并法根据存储单元电压获得电压分布图并计算每个块样本的块最优读电压，定义为合并读电压OptimalVref2；获得差值dv：dv＝Optimal Vref1-Optimal Vref2，根据获得的dv和插值函数估计的最优读电压Optimal Vref3，不断修改插值函数和采样间隔评估Optimal Vref3，直到Optimal Vref1与Optimal Vref3之间偏差满足预先设定的偏差范围，获得该批次FLASH样本的dv、插值函数、采样间隔和参考最优读电压Optimal Vref，并记录。完成统计阶段。
校准阶段选取需评估的数据块，在Optimal Vref附近采用合并法间隔n级采样m组数据，获得电压分布图，判断采样范围内是否存在波谷，如果不存在则向左和向右分别再多采样一组，直到电压分布图存在波谷，采用已记录有的差值和插值函数评估波谷位置Vref,Vref+dv为该需评估的数据块的最终最优读电压Optimal Vref。
所述的快速评估最优读电压的方法，其特征在于选取需评估的数据块，只对同一数据块中间位置的字线的存储单元进行在Optimal Vref附近采用合并法间隔n级采样m组数据。合并法是将待统计的存储单元采用逐级一次性将各档落入其电压区域的数目扫描出，再将扫描出的数据根据各档对应的电压区域进行合并统计。
图3是合并法统计cell电压分布图；以TLC类型的NAND FLASH为例进行说明，根据TLC原理，可将存储单元分为高页up page、中间页mid page和低页low page类型，以每个存储单元可存储3bit信息为例，需要存储3bit信息，存储单元需设有7档读电压，将存储单元的电压划分为8个区域，其中曲线表示Nand中cell电压的分布，An…Gn分别表示七档读电压的第n级，An+1…Gn+1表示第n+1级。用An…Gn划分出八个区域，NRx(x＝1,2,…,8)表示每个区域的cell数量。区域划分方法是可变的，同时该方案适用于各种cell type的Nand Flash(例如SLC、MLC、TLC、QLC以及未来单个cell存储容量更大的Nand Flash等)。
图4是采用合并法获取cell电压分布的流程图；首先对参数进行初始化，初始化：last_NRx＝0；ABCDEFG＝(-128,-128,-128,-128,-128,-128,-128)；dvref＝(1,1,1,1,1,1,1)；vref_end＝(127,127,127,127,127,127,127)；数据读取操作：一次性读取low、mid、up page的数据并统计读出的8个区域的NRx(x＝1,2,…,8)；数据统计：统计在An和An-1之间的cell个数cell num＝NR1-last_NR1；统计在Bn和Bn-1之间的cell个数cell num＝(NR1+NR2)-(last_NR1+last_NR2)；以此类推直到统计出在Gn和Gn-1之间的cell个数cell num＝(NR1+…+NR7)-(last_NR1+…+last_NR7)；统计参数递增：last_NRx＝NRx，ABCDEFG＝ABCDEFG+dvref，n＝n+1；循环统计直到ABCDEFG>vref_end。
图5是合并法在交叉法中的统计cell电压分布图；图6是将合并法应用到交叉法的流程图；还是以TLC为例，当program的时候，Nand根据low、mid、up page的数据将cell的电压分为八个区域，曲线表示program到各个区域的cell电压分布。NPx_Ry表示program到区域x读出在区域y的数据个数。
可参照以下流程进行实施：
初始化：last_NPx_Ry＝0；ABCDEFG＝(-128,-128,-128,-128,-128,-128,-128)；dvref＝(1,1,1,1,1,1,1)；vref_end＝(127,127,127,127,127,127,127)；循环统计直到ABCDEFG>vref_end:读low、mid、up page的数据，统计program到区域x读出在区域y的数据个数NPx_Ry；统计program到区域一读出在An和An-1之间的cell个数；cell num＝NP1_R1-last_NP1_R1；
统计program到区域八读出在An和An-1之间的cell个数；cell num＝NP8_R1-last_NP8_R1；统计program到区域一读出在Bn和Bn-1之间的cell个数；cell num＝(NP1_R1+NP1_R2)-(last_NP1_R1+last_NP1_R2)；
统计program到区域八读出在Bn和Bn-1之间的cell个数；cell num＝(NP8_R1+NP8_R2)-(last_NP8_R1+last_NP8_R2)；
统计program到区域一读出在Gn和Gn-1之间的cell个数；cell num＝(NP1_R1+…+NP1_R7)-(last_NP1_R1+…+last_NP1_R7)；
统计program到区域八读出在Gn和Gn-1之间的cell个数；cell num＝(NP8_R1+…+NP8_R7)-(last_NP8_R1+…+last_NP8_R7)；
last_NPx_Ry＝NPx_Ry；ABCDEFG＝ABCDEFG+dvref；n＝n+1；
统计完成后按照low、mid、up page将结果合并。图7是获取最优电压的示意图，该图虚线和实线的交叉点就是实际最优读电压。
图8是插值函数选取流程图；根据cell电压分布图选择合适的插值函数和采样间隔n，采用合并法采样m组数据，获得电压分布图，判断采样范围内是否存在波谷，如果不存在则向左和向右分别再多采样一组，直到电压分布图存在波谷，采用差值和选择的插值函数评估波谷位置,当评估出的波谷位置与实际波谷的位置的误差在允许范围内，完成本次插值函数的选择操作。
图9是差值估计示意图。对v1v2v3v4v5划分出的4个区域分别进行积分可分别的得到得各个区域的cell num；如果趋势为递减，则向右用v6采样；将4个区域的cell num作为差值计算的输入，可以求解出波谷位置。
以上所揭露的仅为本发明一种实施例而已，当然不能以此来限定本之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种快速评估最优读电压的方法，其特征在于包括统计阶段和校准阶段；统计阶段通过样本统计获取样本的存储单元电压分布曲线的波谷位置与实际最优读电压的差值dv、插值函数和采样间隔；校准阶段：根据统计阶段获取的差值dv、插值函数和采样间隔快速评估实际FLASH的要操作的数据块的最优读电压；通过对待评估的批次FLASH中随机抽取FLASH样本，再在FLASH样本中随机抽取多个block作为块样本，将预先定义好的数据写入所选的块样本中；采用交叉法计算每个块样本的块真实最优读电压，定义为交叉读电压Optimal Vref1；采用合并法根据存储单元电压获得电压分布图并计算每个块样本的块最优读电压，定义为合并读电压Optimal Verf2；获得差值dv：dv＝Optimal Vref1-OptimalVref2，根据dv和插值函数估计的最优读电压Optimal Vref3，不断修改插值函数和采样间隔评估Optimal Vref3，直到Optimal Vref1与Optimal Vref3之间偏差满足预先设定的偏差范围，获得该批次FLASH样本的dv、插值函数、采样间隔和参考最优读电压OptimalVref，并记录。
2.根据权利要求1所述的快速评估最优读电压的方法，其特征在于选取需评估的数据块，在Optimal Vref附近采用合并法间隔n级采样m组数据，获得电压分布图，判断采样范围内是否存在波谷，如果不存在则向左或向右再多采样一组，直到电压分布图存在波谷，采用已记录有的差值和插值函数评估波谷位置Vref,Vref+dv为该需评估的数据块的最终最优读电压Optimal Vref。
3.根据权利要求2所述的快速评估最优读电压的方法，其特征在于选取需评估的数据块，只对同一数据块中间位置的字线的存储单元进行在Optimal Vref附近采用合并法间隔n级采样m组数据。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的快速评估最优读电压的方法，其特征在于采用合并法具体为:将待统计的存储单元采用逐级一次性将各档落入其电压区域的数目扫描出，再将扫描出的数据根据各档对应的电压区域进行合并统计。
5.根据权利要求4所述的快速评估最优读电压的方法，其特征在于所述插值函数的选择步骤如下：根据cell电压分布图选择合适的插值函数和采样间隔n，采用合并法采样m组数据，获得电压分布图，判断采样范围内是否存在波谷，如果不存在则向左或向右再多采样一组，直到电压分布图存在波谷，采用差值和选择的插值函数评估波谷位置,当评估出的波谷位置与实际波谷的位置的误差在允许范围内，完成本次插值函数的选择操作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710163990.4A CN106981302B (zh) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | 一种快速评估最优读电压的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710163990.4A CN106981302B (zh) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | 一种快速评估最优读电压的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106981302A CN106981302A (zh) | 2017-07-25 |
| CN106981302B true CN106981302B (zh) | 2019-05-21 |
Family
ID=59338835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710163990.4A Active CN106981302B (zh) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | 一种快速评估最优读电压的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106981302B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110322913B (zh) * | 2018-03-28 | 2021-05-25 | 深圳大心电子科技有限公司 | 存储器管理方法与存储控制器 |
| CN108766498B (zh) * | 2018-06-28 | 2021-03-05 | 深圳忆联信息系统有限公司 | 一种计算nand中多比特最优参考电压的方法及其系统 |
| WO2020237637A1 (zh) * | 2019-05-26 | 2020-12-03 | 华为技术有限公司 | 一种数据读取方法、存储控制器及电子设备 |
| CN111342918B (zh) * | 2020-03-09 | 2023-10-03 | 西安联飞智能装备研究院有限责任公司 | 一种采样时延确定设备、采样时延确定方法及装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102077298A (zh) * | 2008-06-30 | 2011-05-25 | 桑迪士克公司 | 在非易失性存储器中的读取干扰减轻 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101578511B1 (ko) * | 2009-05-20 | 2015-12-18 | 삼성전자주식회사 | 리드 전압 설정 방법 |
| KR20140072637A (ko) * | 2012-12-05 | 2014-06-13 | 삼성전자주식회사 | 비휘발성 메모리 장치 및 메모리 컨트롤러의 동작 방법 |
| KR102397016B1 (ko) * | 2014-11-24 | 2022-05-13 | 삼성전자주식회사 | 불휘발성 메모리 시스템의 동작 방법 |
-
2017
- 2017-03-20 CN CN201710163990.4A patent/CN106981302B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102077298A (zh) * | 2008-06-30 | 2011-05-25 | 桑迪士克公司 | 在非易失性存储器中的读取干扰减轻 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106981302A (zh) | 2017-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106981302B (zh) | 一种快速评估最优读电压的方法 | |
| CN105590649A (zh) | 固态储存系统中的读取阈值校准 | |
| KR101891378B1 (ko) | 메모리 블록에 대한 프로그래밍 단계 사이즈를 조정하는 시스템 및 방법 | |
| US9104550B2 (en) | Physical levels deterioration based determination of thresholds useful for converting cell physical levels into cell logical values in an array of digital memory cells | |
| CN109637576B (zh) | 一种基于支持向量回归的闪存寿命预测方法 | |
| US8799563B2 (en) | Methods for adaptively programming flash memory devices and flash memory systems incorporating same | |
| US9147490B2 (en) | System and method of determining reading voltages of a data storage device | |
| US9069659B1 (en) | Read threshold determination using reference read threshold | |
| US8422307B2 (en) | Nonvolatile memory device and read method using dynamically determined read voltages | |
| US9299459B2 (en) | Method and apparatus of measuring error correction data for memory | |
| CN104112477B (zh) | 用于固态储存装置中晶体单元的群组区分方法 | |
| CN109887537A (zh) | 一种阈值电压飘移感知的ldpc码译码方法 | |
| CN111192620B (zh) | 一种SSD中优化NAND Flash读参考电压的方法 | |
| WO2014110183A1 (en) | Systems and methods to update reference voltages in response to data retention in non-volatile memory | |
| CN109830255B (zh) | 一种基于特征量的闪存寿命预测方法、系统及存储介质 | |
| CN108647109A (zh) | 一种固态硬盘提升ldpc纠错能力的方法 | |
| US11789640B2 (en) | Estimation of read level thresholds using a data structure | |
| CN104575592B (zh) | 用于q电平存储器单元的方法和设备 | |
| CN109582527A (zh) | 存储服务器及其固态硬盘寿命监控方法 | |
| CN109859792B (zh) | 一种阈值电压分布预测方法及装置 | |
| CN109669641B (zh) | 降低ssd误码率的数据存放方法及装置 | |
| CN109815534B (zh) | 一种基于决策树算法的闪存寿命预测方法及系统 | |
| US8194449B2 (en) | Memory device and operating method | |
| CN106057246A (zh) | 一种非易失性存储器中坏点单元的替换方法 | |
| CN112863591B (zh) | 一种针对Open Block的测试及处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |