CN111863097A - 快闪存储器的读取控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种快闪存储器的读取控制方法，包括：获取重读概率，判断所述重读概率是否大于预设阈值；当所述重读概率大于预设阈值时，统计每次重读时使用的电压表；当连续N次重读时的电压表为第i组电压表时，将第i组电压表设置为默认读取电压，其中，所述N为大于零的自然数，所述i为1；根据所述默认读取电压从存储器中读取存储数据。本申请的读取控制方法，通过动态调整默认读取电压的方法，避免了每次重读时都需要轮询电压表的过程，可以使得在重读时的次数降低，效率增加。

Description

快闪存储器的读取控制方法及装置
技术领域
本发明涉及存储器技术领域，特别涉及一种快闪存储器的读取控制方法及装置。
背景技术
快闪存储器(flash)是一种非易失性的存储器，广泛应用于记忆卡、固态硬盘以及可携式多媒体播放器(portable multimedia players)等电子设备。快闪存储器可分为NOR型快闪存储器和NAND型快闪存储器。
为了保护数据的安全，通常在快闪存储器的控制器内设置有ECC(Error Checkingand Correction)译码电路，用于数据恢复和纠错处理。ECC译码电路设置在快闪存储器的控制端，在数据写入阶段，将基于原始数据编码产生编码数据存储到快闪存储器中，在数据读取阶段，使用纠错码(ECC)纠正一定数量的错误数据比特得到原始数据。通过ECC译码电路能够降低快闪存储器的误码率以及提高产品良率。
在快闪存储器数据读取阶段，由于快闪存储器的固有特性，在使用纠错码(ECC)纠错数据之前，需要设置一组合适的读取电压，使得RBER(Raw Bit Error Rate)尽可能少。如果颗粒等级较好，在较好的使用环境下，读数据使用默认电压读一次就可以完成；然而，当颗粒等级较差或者寿命末期，或使用环境不好的情况下，就需要调用电压表(Retry table)的进行重读，有时一笔数据会重读很多次。当这种重读的概率很大时，会大大降低系统效率。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种快闪存储器的读取控制方法，通过动态调整默认读取电压的方法，避免了每次重读时都需要轮询电压表的过程，可以使得在重读时的次数降低，效率增加。
根据本发明的一方面，提供一种快闪存储器的读取控制方法，包括：获取重读概率，判断所述重读概率是否大于预设阈值；当所述重读概率大于预设阈值时，统计每次重读时使用的电压表；当连续N次重读时的电压表为第i组电压表时，根据所述第i组电压表更新默认读取电压，其中，所述N为大于零的自然数，所述i为大于零的自然数；根据所述默认读取电压从存储器中读取存储数据。
优选地，根据所述第i组电压表更新默认读取电压的步骤包括：判断第一次修改默认读取电压是否成立；第一次修改默认读取电压成立时，将所述第i组电压表设置为默认读取电压。
优选地，还包括：第一次修改默认读取电压不成立时，根据第i组电压表与当前的默认读取电压获取新的默认读取电压。
优选地，根据第i组电压表与当前的默认读取电压获取新的默认读取电压的步骤包括：将所述第i组电压表与当前默认读取电压相加并取平均值；将所述平均值设为新的默认读取电压。
优选地，还包括：另i＝i+1。
优选地，所述i的初始值为1。
优选地，根据所述i的值判断第一次修改默认读取电压是否成立。
优选地，所述重读概率为一定时间内需要重读的数据占总的读数据的比例。
优选地，所述预设阈值包括0.5～0.7。
优选地，所述N的范围包括10～20。
根据本发明的另一方面，提供一种快闪存储器的读取控制装置，包括：存储器，用于存储数据；读取电压配置模块，用于按照读取电压表设置读取电压；读取模块，用于根据所述读取电压配置模块设置的读取电压从所述存储器中读取存储数据；ECC译码模块，用于对所述读取模块读取的存储数据进行译码纠错；统计模块，用于统计并记录所述读取电压配置模块设置的读取电压和重读概率；默认读取电压模块，用于根据所述统计模块统计的读取电压和重读概率更新默认读取电压。
优选地，所述读取电压配置模块按照默认读取电压为最高优先级设置读取电压。
优选地，所述统计模块用于记录是否连续N次使用第i组电压表。
优选地，所述N的范围包括10～20。
优选地，所述i为大于0的自然数，i的初始值为1。
优选地，所述统计模块用于记录所述i的值。
优选地，所述默认读取电压模块每更新一次所述默认读取电压，所述统计模块另i＝i+1。
优选地，所述重读概率为一定时间内需要重读的数据占总的读数据的比例。
优选地，所述默认度读取电压模块更新默认读取电压的步骤包括：将所述第i组电压表与当前默认读取电压相加并取平均值；将所述平均值设为新的默认读取电压。
本发明的快闪存储器的读取控制方法，通过动态调整默认读取电压的方法，降低了每次重读时轮询电压表的时间，可以使得在重读时的次数降低，效率增加。
本发明的快闪存储器的读取控制方法，根据重读过程中读取电压的使用次数和频率动态调整默认读取电压，从而实现了智能控制。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据本发明实施例的快闪存储器的读取控制装置的结构图；
图2示出了根据本发明实施例的快闪存储器的读取控制方法流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
附图中的流程图、框图示出了本发明实施例的系统、方法、装置的可能的体系框架、功能和操作，流程图和框图上的方框可以代表一个模块、程序段或仅仅是一段代码，所述模块、程序段和代码都是用来实现规定逻辑功能的可执行指令。也应当注意，所述实现规定逻辑功能的可执行指令可以重新组合，从而生成新的模块和程序段。因此附图的方框以及方框顺序只是用来更好的图示实施例的过程和步骤，而不应以此作为发明本身的限制。
闪存系统例如为使用固态硬盘(SSD)的计算机系统。计算机系统包括主机，固态硬盘包括快闪存储器和存储器控制装置。
主机经由存储控制装置访问存储器，在闪存系统中，存储数据为原始数据经由编码产生的编码数据，位于存储页面，在读取过程中对存储数据译码才能获得原始数据。
在存储控制装置中，包括ECC译码电路。在从存储单元读取数据时，ECC译码电路使用译码技术执行译码纠错，从而产生输出数据。一般情况下，使用默认读取电压一次就可以获得数据，然而由于错误率，有的数据需要重新读取。为了降低读取数据时读取出的数据的错误率，需要向存储页面的各存储单元施加读取电压。但在读取过程中，随着基准读取电压的偏移量的增加，错误增加率也在增加。而由于错误分布情况会受到多种参数的符合影响，为了能够覆盖所有可能影响的参数，一般制作多个静态电压表对应于多个不同的状况，读取过程中通过轮询这些静态电压表进行重试操作，以获得当前状况下的最佳读取电压。然后由于相关参数数量庞大，导致静态电压表的数量众多。
本申请的发明人注意到上述情况，提出了一种快闪存储器的读取控制方法，在读取数据时使用动态电压表，从而提高系统的效率。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1示出了根据本发明实施例的快闪存储器的读取控制装置的结构图。
参考图1，读取控制装置100包括存储器110和存储器控制器120。存储器控制器120包括读取模块121，ECC译码模块122，读取电压配置模块123，统计模块124以及默认读取电压模块125。
在工作期间，读取模块121以存储页面为单位从存储器110读取存储数据Din。即，在单个读取周期内，读取存储器110的存储页面的存储单元的数据比特。在读取周期期间，读取模块121向存储页面的各存储单元施加读取电压。
在读取模块121从存储单元读取数据时，ECC译码模块122使用译码技术执行译码纠错，从而产生输出数据Dout，该输出数据Dout是存储数据Din表示的原始数据。
为了降低读取控制装置读取出的数据的重读次数和错误率，通过读取电压配置模块123向存储页面的各存储单元施加合适的读取电压，统计模块124用于记录并统计重读概率和读取电压。默认读取电压模块125中存储有多个静态电压表，根据统计模块124记录并统计的重读概率和读取电压动态更新默认读取电压。
在该实施例中，当重读概率大于预设阈值时，将连续N次使用的第i组电压表设置为默认读取电压。继续统计读取电压，当连续N次使用第i+1组电压表时，将第i+1组电压表与当前默认读取电压相加并求平均值，将该平均值设置为新的默认读取电压。
在该实施例中，预设阈值例如为0.5～0.7，优选地，预设阈值为0.5。N为大于零的自然数，范围例如为10～20，优选地，N的值为15。第i组电压表表示第i组连续N次使用的电压表，i初始为1。重读概率例如表示一定时间内需要重新读取的数据占总的读取的数据的比例。
本申请的快闪存储器的读取控制装置，通过记录并统计的重读概率和读取电压，动态更新默认读取电压，降低了数据重读时的重读次数，提高了数据读取效率。
图2示出了根据本发明实施例的快闪存储器的读取控制方法流程图，具体包括以下步骤。
步骤S01：开始。
步骤S02：统计重读概率。
在读取存储器110中的数据时，不是所有的数据都能够一次读取成功。需要重读时，ECC译码模块122需要在默认读取电压模块125中存储的多个静态电压表中进行轮询，从而提高ECC译码电路的纠错率。
在该实施例中，通过统计已读取的数据和总的读取的数据，可以获得重读概率。其中，多次读取的数据包括两次读取以及大于两次读取的数据。
在开始阶段，重读数据时使用默认读取电压模块中存储的静态电压表，当由于各种参数影响，导致使用读取电压进行重读数据时出现错误，需要再次重读取时，表示该读取电压不是最佳读取电压，需要进行修改。
在该实施例中，重读概率例如表示一定时间内需要重新读取的数据占总的读取数据的比例。
步骤S03：判断重读概率大于预设阈值是否成立。
在该实施例中，重读概率大于预设阈值成立时，执行步骤S04，重读概率大于预设阈值不成立时，执行步骤S08。
在该实施例中，预设阈值例如为0.5～0.7，优选地，预设阈值为0.5。在其他实施例中，预设阈值也可以是其他大于0小于1的值，本领域的技术人员可以根据实际情况设置预设阈值。
步骤S04：判断是否连续N次使用第i组电压表。
在使用读取模块121读取数据的过程中，需要一组合适的读取电压，统计每次重读使用的电压表，当连续N次使用第i组电压表时，执行步骤S05，当没有连续N次使用同一组电压表时，执行步骤S08。
在该实施例中，N为大于零的正整数，N的范围为10～20，优选地，N为15，i为大于零的正整数，例如i初始为1。当i为1时，第i组电压表表示第一组连续N次出现的电压表，当i为其他数值时，表示第i组连续N次出现的电压表。
步骤S05：判断第一次修改默认读取电压是否成立。
在该实施例中，由于第一次修改默认读取电压与其他次修改默认读取电压的方法不同，因此需要单独设置。在第一次修改默认读取电压成立时，执行步骤S06，当第一次修改默认读取电压不成立时，执行步骤S07。
在该实施例中，例如通过i的值判断第一次修改默认读取电压是否成立，当i＝1时，为第一次修改默认读取电压，当i不为1时，不是第一次修改默认读取电压。
步骤S06：将第i组电压表设置为默认读取电压。
当连续N次出现第i组电压表时，表示第i组电压表为最佳读取电压，将第i组电压表设置为默认读取电压。即下次出现重新读取数据时，优先选择第i组电压表的电压作为读取电压。
在该实施例中，由于是第一次修改默认读取电压，因此i为1，直接将第i组电压表设置为默认读取电压即可。
步骤S07：将第i组电压表与当前默认电压相加取平均值，将平均值设置为新的默认读取电压，令i＝i+1。
不是第一次修改默认读取电压，即表示当前存在一个默认读取电压。将第i组电压表与当前默认读取电压相加取平均值，并将平均值设置为新的默认读取电压，即再次重读时，优先选择第i组电压表与默认电压的平均值的电压作为新的默认读取电压，如果该默认读取电压不能正确读取数据，再使用其他电压表作为读取电压读取数据。
在该实施例中，还包括令i＝i+1，统计模块124记录i的数值，以便下次进行默认读取电压的修改时能够正确判断第一次修改默认读取电压是否成立。
步骤S08：结束。
在该实施例中，图2所示的流程图仅示出了一次默认读取电压的修改过程，在实际过程中，由于统计模块一直在统计重读概率和记录读取电压，因此，该默认读取电压的修改步骤可能发生不止一次。
本发明的快闪存储器的读取控制方法，通过动态调整默认读取电压的方法，避免了每次重读时都需要轮询静态电压表的过程，可以使得在重读时的次数降低，效率增加。
本发明的快闪存储器的读取控制方法，根据重读过程中读取电压的使用次数和频率动态调整默认读取电压，从而实现了智能控制。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (19)

1.一种快闪存储器的读取控制方法，包括：
获取重读概率，判断所述重读概率是否大于预设阈值；
当所述重读概率大于预设阈值时，统计每次重读时使用的电压表；
当连续N次重读时的电压表为第i组电压表时，根据所述第i组电压表更新默认读取电压，其中，所述N为大于零的自然数，所述i为大于零的自然数；
根据所述默认读取电压从存储器中读取存储数据。
2.根据权利要求1所述的读取控制方法，其中，根据所述第i组电压表更新默认读取电压的步骤包括：
判断第一次修改默认读取电压是否成立；
第一次修改默认读取电压成立时，将所述第i组电压表设置为默认读取电压。
3.根据权利要求2所述的读取控制方法，其中，还包括：
第一次修改默认读取电压不成立时，根据第i组电压表与当前的默认读取电压获取新的默认读取电压。
4.根据权利要求3所述的读取控制方法，其中，根据第i组电压表与当前的默认读取电压获取新的默认读取电压的步骤包括：
将所述第i组电压表与当前默认读取电压相加并取平均值；
将所述平均值设为新的默认读取电压。
5.根据权利要求3所述的读取控制方法，其中，还包括：另i＝i+1。
6.根据权利要求5所述的读取控制方法，其中，所述i的初始值为1。
7.根据权利要求6所述的读取控制方法，其中，根据所述i的值判断第一次修改默认读取电压是否成立。
8.根据权利要求1所述的读取控制方法，其中，所述重读概率为一定时间内需要重读的数据占总的读数据的比例。
9.根据权利要求1所述的读取控制方法，其中，所述预设阈值包括0.5～0.7。
10.根据权利要求1所述的读取控制方法，其中，所述N的范围包括10～20。
11.一种快闪存储器的读取控制装置，包括：
存储器，用于存储数据；
读取电压配置模块，用于按照读取电压表设置读取电压；
读取模块，用于根据所述读取电压配置模块设置的读取电压从所述存储器中读取存储数据；
ECC译码模块，用于对所述读取模块读取的存储数据进行译码纠错；
统计模块，用于统计并记录所述读取电压配置模块设置的读取电压和重读概率；
默认读取电压模块，用于根据所述统计模块统计的读取电压和重读概率更新默认读取电压。
12.根据权利要求11所述的读取控制装置，其中，所述读取电压配置模块按照默认读取电压为最高优先级设置读取电压。
13.根据权利要求11所述的读取控制装置，其中，所述统计模块用于记录是否连续N次使用第i组电压表。
14.根据权利要求13所述的读取控制装置，其中，所述N的范围包括10～20。
15.根据权利要求13所述的读取控制装置，其中，所述i为大于0的自然数，i的初始值为1。
16.根据权利要求13所述的读取控制装置，其中，所述统计模块用于记录所述i的值。
17.根据权利要求16所述的读取控制装置，其中，所述默认读取电压模块每更新一次所述默认读取电压，所述统计模块另i＝i+1。
18.根据权利要求11所述的读取控制装置，其中，所述重读概率为一定时间内需要重读的数据占总的读数据的比例。
19.根据权利要求11所述的读取控制装置，其中，所述默认度读取电压模块更新默认读取电压的步骤包括：
将所述第i组电压表与当前默认读取电压相加并取平均值；
将所述平均值设为新的默认读取电压。
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