CN109871594A - 一种NAND Flash特性模型建立方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种NAND Flash特性模型建立方法，通过对测试对象进行PE老化测试，从而建立Wrd与PE老化程度之间的对应关系，该对应关系就是本发明所述的NAND Flash特性模型，Wrd指某个读电压参数下对应的所有读电压的集合。通过该模型，可以更好的管理和使用NAND Flash，根据该模型不仅能够作为实际NAND flash使用时，读电压参考选取依据；还能够作为NAND flash内部block寿命达到极限的参考依据。

Description

一种NAND Flash特性模型建立方法

技术领域

本发明涉及一种NAND Flash特性模型建立方法，属于存储器技术领域。

背景技术

由NAND flash特性决定，NAND flash随着P/E cycle（编程/擦写次数）增加，数据出错位数不断上升，直至达到纠错算法的极限。为了更好的管理和使用NAND Flash，需要建立一种模型描述数据出错位数与P/E cycle的关系。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种NAND Flash特性模型建立方法，建立一种Wrd与PE老化程度之间对应关系的模型，Wrd指某个读电压参数下对应的所有读电压的集合，通过该模型，可以更好的管理和使用NAND Flash，根据该模型不仅能够作为实际NANDflash使用时，读电压参考选取依据；还能够作为NAND flash内部block寿命达到极限的参考依据。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种NAND Flash特性模型建立方法，建立Wrd与PE老化程度之间的对应关系，Wrd指某个读电压参数下对应的所有读电压的集合，本方法包括以下步骤：S01）、选取测试对象，设定阈值P、读电压参数个数N、读电压参数调节步长Vs，初始化P/E cycle 计数值 Cnt为0，初始化当前调节读电压参数的参数号n为1；S02）、对测试对象进行P/E 老化，记录P/E老化程度，即P/E cycle数；S03）、将读电压参数n的初始值Vi设置为可调范围内的最小值；S04）、使用Vi读取测试对象内的数据；S05）、将读出的数据与原始数据做对比，记录数据错误个数，如果该值小于或者等于P，则记录当前参数值Vi，否则舍弃不记录；S06）、Vi=Vi+Vs，判断Vi是否小于最大可调范围值，如果是，则跳转到步骤S04，否则n累加1，判断n是否大于参数总个数N，没有则跳转到步骤S03，否则执行步骤S07；S07）、输出当前P/E老化状态下，每个读电压参数记录的Vi，每个参数的Wrd即为相对应的所有Vi的集合；S08）、判断Wrd是否为空，如果为空则结束建模，否则跳转到步骤S02，测试另一P/E老化程度下的Wrd。

进一步的，对测试对象进行P/E老化的过程为：擦除选中的测试对象，依次向测试对象的每一个字线中加入加扰数据，直至写满测试对象，每写一次，P/E cycle 计数值 Cnt加1，判断Cnt模Cs值是否为0，即P/E cycle 计数值是否是P/E cycle 步长Cs的整数倍，如果是，则进入步骤S03，否则返回步骤S02。

进一步的，选择1个块中的某个字线为测试对象。

进一步的，阈值P根据纠错算法的纠错能力设定。

本发明的有益效果：本发明建立的模型能够描述Wrd与PE老化程度之间的对应关系，Wrd指某个读电压参数下对应的所有读电压的集合，通过该模型，可以更好的管理和使用NAND Flash，根据该模型不仅能够作为实际NAND flash使用时读电压参考选取依据；还能够作为NAND flash内部block寿命达到极限的参考依据。与建立最佳读电压与P/E cycle之间的关系模型相比，本发明更能提高模型准确率。实际NAND flash情景使用时，肯定会与测试建立的模型产生差异。本发明提供的是一个范围内的最佳读电压选择，更易提高数据读出准确性。降低读延迟。

附图说明

图1为最佳读窗口的示意图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

NAND flash内部阵列单元存储的电荷量即为该单元存储的二进制数值，电荷量也决定了该单元的导通电压。单元导通和非导通两种状态通过调节读电压产生。如果某个单元的导通电压与存储相应二进制数值的其他单元的导通电压不一致，使用某个读电压读取数据，该单元可能会出现错误状态，即数据出错。

NAND flash的读电压是由多个电压偏移参数共同决定。参数个数受NAND flash类型决定。每个参数有一定的变动范围。调节参数，即调节读电压。读取NAND flash相同位置的数据，使用不同的读电压，数据出错位数是不同的。

设定数据出错位数阈值，该阈值一般根据实际纠错算法能力设定。每次只调节一个读电压参数，在阈值内，可能多有连续多个参数符合要求，符合要求的参数集合即为最佳读窗口Wrd。

随着P/E cycle的增大，NAND flash内部阵列单元存储的电荷量状态分布不一致，导致状态重叠，且发生偏移。最佳读窗口也会缩减和偏移。

图1为最佳读窗口的示意图，NAND flash的一次读操作的作用域是一页，称之为page。page上的存储单元称之为cell。一个page上包含大量cell。图1中，横坐标轴Vth的含义是导通电压即读电压。纵坐标cell个数是指一个page上的导通电压为某一特定值下cell数量。如图中实线所示，表示逻辑1的cell分布和表示逻辑0的cell分布之间没有重合，读电压落在Wrd中任意一值，都会正确读出数据。随着P/E cycle增大，如虚线所示，表示逻辑1的cell分布和表示逻辑0的cell分布之间有重合，读电压无论如何调节，此时读上来的数据均会有错。但是调节读电压，可以将错误控制在一定阈值范围内，此时读电压的调节范围即为Wrd。随着P/E cycle 的变化，Wrd也在不断变化，因此需要建立一种描述Wrd与P/E cycle关系的模型，为NAND Flash的管理和使用提供便利。

如图2所示，为本实施例所述的NAND Flash特性模型建立方法的流程图，包括以下步骤：

S01）、设读电压参数个数为N，设选取1个blocks中的某个word line做为测试对象，设P/E cycle 步长为Cs，读电压参数调节步长为Vs。

设定数据出错位数阈值P。P的含义：从NAND flash中读上来的数据与原始数据对比，错误个数要小于等于P。该阈值可根据纠错算法能力设定。

初始化P/E cycle 计数值 Cnt为0，初始化当前调节读电压参数的参数号n为1，即从第一个参数开始调节。

S02），对测试对象进行P/E 老化。擦除选中的block；依次向block的每一个wordline写入加扰数据，写满block。每一页加扰数据均不相同。每读一次，Cnt累加1。判断Cnt模Cs值是否为0，即P/E cycle 计数值是否是P/E cycle 步长Cs的整数倍，如果是，则进入步骤S03，否则返回步骤S02；

S03)、设置读电压参数，将参数n的读电压值设置为可调范围的最小值为初始值Vi，固定其他参数为出厂默认值；

S04）、使用步骤S03设置的参数，读取选定的block内选定的word line上的数据。

S05），将读出数据与原始数据做对比，记录数据错误个数。如果该值小于等于P，则记录当前参数值Vi，否则舍弃不记录。

S06）、Vi累加Vs，判断Vi是否大于最大可调范围值，如果否，则跳转到步骤4；否则n累加1，判断n是否大于参数总个数N，没有大于则跳转到3，否则跳转到S07。

S07），输出该word line每个参数所对应的记录的Vi，每个参数的Wrd即为相对应的所有Vi的集合。

S08）、判断Wrd是否为空，如果为空，也就是某个参数没有记录值，则表示当前P/Ecycle下，无论如何调节读电压，数据出错位数均超过了P，结束建模。否则跳转到步骤2，开始测试另一P/E cycle下对应的Wrd。

最后根据测试结果，可得不同P/E cycle 下，对应的Wrd。

利用本方法建立的模型，可以作为实际NAND flash使用时，读电压参考选取依据，还能够作为NAND flash内部block寿命达到极限的参考依据。

与建立最佳读电压与P/E cycle之间的关系模型相比，本发明更能提高模型准确率。实际NAND flash情景使用时，肯定会与测试建立的模型产生差异。本发明提供的是一个范围内的最佳读电压选择，更易提高数据读出准确性。降低读延迟。

以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种NAND Flash特性模型建立方法，其特征在于：建立Wrd与PE老化程度之间的对应关系，Wrd指某个读电压参数下对应的所有读电压的集合，本方法包括以下步骤：S01）、选取测试对象，设定阈值P、读电压参数个数N、读电压参数调节步长Vs，初始化P/E cycle 计数值 Cnt为0，初始化当前调节读电压参数的参数号n为1；S02）、对测试对象进行P/E 老化，记录P/E老化程度，即P/E cycle数；S03）、将读电压参数n的初始值Vi设置为可调范围内的最小值；S04）、使用Vi读取测试对象内的数据；S05）、将读出的数据与原始数据做对比，记录数据错误个数，如果该值小于或者等于P，则记录当前参数值Vi，否则舍弃不记录；S06）、Vi=Vi+Vs，判断Vi是否小于最大可调范围值，如果是，则跳转到步骤S04，否则n累加1，判断n是否大于参数总个数N，没有则跳转到步骤S03，否则执行步骤S07；S07）、输出当前P/E老化状态下，每个读电压参数记录的Vi，每个参数的Wrd即为相对应的所有Vi的集合；S08）、判断Wrd是否为空，如果为空则结束建模，否则跳转到步骤S02，测试另一P/E老化程度下的Wrd。

2.根据权利要求1所述的NAND Flash特性模型建立方法，其特征在于：对测试对象进行P/E老化的过程为：擦除选中的测试对象，依次向测试对象的每一个字线中加入加扰数据，直至写满测试对象，每写一次，P/E cycle 计数值 Cnt加1，判断Cnt模Cs值是否为0，即P/Ecycle 计数值是否是P/E cycle 步长Cs的整数倍，如果是，则进入步骤S03，否则返回步骤S02。

3.根据权利要求1或2所述的NAND Flash特性模型建立方法，其特征在于：选择1个块中的某个字线为测试对象。

4.根据权利要求1所述的NAND Flash特性模型建立方法，其特征在于：阈值P根据纠错算法的纠错能力设定。