CN111899784A - 一种nand闪存中阈值电压分布的测量方法、装置、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法、装置、存储介质和计算机设备，对数据处理流程进行了改进，使每个存储单元的模板状态、变化前、变化后的单元状态都能够获得，从而能够得到所有单元状态在相应编程状态下的阈值电压分布；另外，针对编程状态的阈值电压宽度非规则的情况和参考电压正向偏移扫过的阈值电压区间会发生重叠的情况，本发明将得到的第一阈值电压分布图中相邻单元状态之间的重叠区域进行移除，最终得到的第二阈值电压分布图能够更加清楚、详细地描述目标NAND闪存的阈值电压分布，还能够根据第一阈值电压分布图和第二阈值电压分布图分别对每个参考电压扫描过的对应状态的阈值电压宽度所需的最大偏移步长进行计算。
Description
技术领域
本发明涉及固态存储技术领域，尤其涉及一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法、装置、存储介质和计算机设备。
背景技术
目前，NAND闪存会使用一个标定的阈值电压值表示理想情况下存储的数据，但因为受到多种噪声的干扰，NAND闪存的存储单元的阈值电压会产生偏移，得到的实际阈值电压在一定范围内呈现概率分布。为了读取闪存单元的存储信息，需要利用参考电压来判断存储单元的阈值电压所在的区间。
现有技术中，NAND闪存中阈值电压的分布通过扫描参考电压的偏移来确定，若NAND闪存中的存储单元在参考电压的两个不同偏移下读取的数据不同，则其阈值电压就在两个参考电压偏移后的阈值电压值之间；但其得到的阈值电压分布信息为所有存储单元状态在编程状态的阈值电压分布叠加后的情况，其各个状态的阈值电压分布的重合区域是叠加在一起的，即无法分离出每个存储单元状态在编程状态的阈值电压区间分布情况；并且，对于编程状态的阈值电压宽度为非规则的情况，一般采用将受干扰较小的状态的阈值电压区间减小，将被压缩出的阈值电压范围分配给受干扰较大的状态，这样得到的阈值电压分布结果不够准确；另外，现有的扫描方法中设置一个参考电压的正向偏移范围为此参考电压到下一参考电压之间，但随着每个状态阈值电压范围减小，参考电压正向偏移扫过的阈值电压区间会发生重叠，也会导致扫描结果不够精确，无法详细地描述NAND闪存的阈值电压分布情况。
发明内容
本发明的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中直接通过扫描参考电压的偏移来确定阈值电压的分布信息，得到的阈值电压分布信息无法详细地描述NAND闪存的阈值电压分布情况的技术缺陷。
本发明实施例提供了一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法，包括：
获取目标NAND闪存中的测试块，以及与所述测试块对应的多个参考电压，生成与所述测试块对应的模板数据，并将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态；
通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移，并利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图；
根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定其中一个阈值电压分布图的重叠区域，并将所述重叠区域移除后得到第二阈值电压分布图，将所述第二阈值电压分布图作为所述目标NAND闪存的阈值电压分布。
可选地，将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态的步骤之后，还包括：
初始化各个参考电压对应的参考电压值以及偏移步数，并将所述参考电压值设置为默认参考电压值，将所述偏移步数归零。
可选地，所述通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移的步骤之前，还包括：
利用当前的默认参考电压值对所述测试块进行扫描，读取所述测试块中各个存储单元的存储数据，并将所述存储数据转换为单元状态，对当前扫描得到的各个存储单元的单元状态进行暂存。
可选地，所述利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图的步骤，包括：
获取偏移后的参考电压值，并利用所述参考电压值对所述测试块进行扫描，读取所述测试块中各个存储单元的单元状态；
根据当前的单元状态以及偏移前的参考电压值对应的单元状态，确定不同编程状态的存储单元所在的阈值电压区间，并计算所述阈值电压区间内的存储单元数量；
将当前参考电压值扫描得到的各个存储单元的单元状态进行暂存后，对所述参考电压值进行正向偏移，确定偏移后的阈值电压区间以及对应的存储单元数量，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图。
可选地，所述将当前参考电压值扫描得到的各个存储单元的单元状态进行暂存后，对所述参考电压值进行正向偏移，确定偏移后的阈值电压区间以及对应的存储单元数量，直到最大偏移步数的步骤之后，还包括：
从左往右依次确定各个偏移步数下的阈值电压扫描结果，其中，所述阈值电压扫描结果通过所述阈值电压区间以及对应的存储单元数量计算得到；
将各个阈值电压扫描结果按照扫描顺序进行排列，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图。
可选地，所述根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定其中一个阈值电压分布图的重叠区域的步骤，包括：
根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定右侧所述单元状态对应的阈值电压分布图中首个阈值电压区间的存储单元数量；
将所述存储单元数量与左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图中的存储单元数量进行比对，确定与所述存储单元数量对应的阈值电压区间；
通过所述阈值电压区间确定对应的重叠边界，并利用所述重叠边界确定左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的重叠区域。
可选地，所述通过所述阈值电压区间确定对应的重叠边界，并利用所述重叠边界确定左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的重叠区域的步骤，包括：
通过所述阈值电压区间确定对应的区间左边界，并将其作为重叠区域的左边界；
将左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的右边界作为所述重叠区域的右边界；
根据所述左边界和所述右边界确定左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的重叠区域。
本发明还提供了一种NAND闪存中阈值电压分布的测量装置，包括：
数据获取模块，用于获取目标NAND闪存中的测试块，以及与所述测试块对应的多个参考电压，生成与所述测试块对应的模板数据，并将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态；
电压测量模块，用于通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移，并利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图；
边界裁剪模块，用于根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定其中一个阈值电压分布图的重叠区域，并将所述重叠区域移除后得到第二阈值电压分布图，将所述第二阈值电压分布图作为所述目标NAND闪存的阈值电压分布。
本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述实施例中任一项所述一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机设备，所述计算机设备中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述实施例中任一项所述一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法的步骤。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明公开的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法、装置、存储介质和计算机设备，通过获取目标NAND闪存中的测试块，以及与所述测试块对应的多个参考电压，生成与所述测试块对应的模板数据，并将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态；然后通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移，并利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，由此得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图；该第一阈值电压分布图的实现过程主要是针对现有的NAND闪存阈值电压分布扫描方法无法得到各个单元状态各自的分布情况，本发明对数据处理流程进行了改进，使每个存储单元的模板状态、变化前的单元状态、变化后的单元状态都能够获得，从而能够得到所有单元状态在相应编程状态下的阈值电压分布。
另外，针对编程状态的阈值电压宽度非规则的情况和参考电压正向偏移扫过的阈值电压区间会发生重叠的情况，本发明将得到的第一阈值电压分布图中相邻单元状态之间的重叠区域进行移除，最终得到的第二阈值电压分布图能够更加清楚、详细地描述目标NAND闪存的阈值电压分布，进一步地，还能够根据第一阈值电压分布图和第二阈值电压分布图分别对每个参考电压扫描过的对应状态的阈值电压宽度所需的最大偏移步长进行计算。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种NAND闪存的阵列结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种NAND闪存中目标单元的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的MLC NAND闪存的阈值电压电平与参考电压电平分布示意图；
图5为本发明实施例提供的通过参考电压偏移操作获取阈值电压所在区间的分布示意图；
图6为本发明实施例提供的Micron 3D TLC NAND闪存的第一阈值电压分布示意图；
图7为本发明实施例提供的Micron 3D TLC NAND闪存的第二阈值电压分布示意图；
图8为本发明实施例提供的第一阈值电压分布图中部分结构示意图；
图9为本发明提供的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量装置的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种计算机设备的内部结构示意图。
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做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。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像本申请实施例中一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供了一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法，具体包括如下：
S110：获取目标NAND闪存中的测试块，以及与所述测试块对应的多个参考电压，生成与所述测试块对应的模板数据，并将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态。
本申请中，NAND闪存注入电子后会在电荷储存层形成一个内建电场，从而产生一个阈值电压，存储单元内的电荷数量的不同会使存储单元的阈值电压不同。NAND闪存在理想情况下使用一个标定的阈值电压值表示存储的数据，但因为受到多种噪声的干扰，NAND闪存的存储单元的阈值电压会产生偏移，最终理想的标定阈值电压值实际上变为阈值电压在一定范围内呈现概率分布。因此，为了读取存储单元的存储信息，需要利用参考电压来判断存储单元的阈值电压所在的区间。
本步骤中，在对目标NAND闪存中的阈值电压分布情况进行测量之前，需要随机获取目标NAND闪存中的一个测试块，并确定该测试块中包含多少页、一个页包含多少比特数据，根据这些信息生成该测试块对应的随机数据并记录，即模板数据，然后将模板数据写入测试块中，并确定测试块的各个存储单元写入该模板数据时对应的编程状态；另外，还需要获取与该目标NAND闪存的测试块对应的多个参考电压，以对测试块中存储单元的存储数据进行扫描。
可以理解的是，一个NAND闪存是由很多块组成，每个块中包含了大量的页(page)；如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种NAND闪存的阵列结构示意图，该图中，NAND闪存总共有8192块，每块有64页，一页容量为(2K+64)Bytes，其中2K字节指的是每一页的有效容量，64字节是用于存储纠错码的区域。
进一步地，NAND闪存的一个页的所有单元都在一条字线上，同时一个页的所有单元分别连接着一条位线，在字线与位线相交的位置就是一个存储单元，每一页中的存储单元是共享一条字线的；如图3所示，图3为本发明实施例提供的一种NAND闪存中目标单元的结构示意图，该图中，当要读取字线<1>上的存储单元，即目标单元的数据时，需要在与该字线上的存储单元共享位线的所有单元的字线<0>-<63>上施加电压(通常为4-5V)，使这些非读取单元的源极和漏极导通，同时还要将目标单元所在位线顶部和底部的晶体管打开；此时，位线除了目标单元以外的所有单元都是导通状态，位线最终是否导通完全取决于目标单元的阈值电压和施加在目标单元的字线<1>上的电压。
并且，本申请中，为了更好地对阈值电压分布情况进行测量，需要提前为测试块中的所有页准备相应的模板数据，并将该模板数据写入测试块中，读取测试块内的每个页的数据，对测试块中的每个字线上的每个存储单元依次进行处理，确定测试块中每个字线上的每个存储单元写入模板数据时对应的编程状态。
另外，对于NAND闪存中的存储单元，需要有对应的多个参考电压对其进行扫描；以MLC型NAND闪存为例，如图4所示，图4为本发明实施例提供的MLC NAND闪存的阈值电压电平与参考电压电平分布示意图，图4中，在格雷映射下，一个存储单元可以配置四种不同的电平Vmin、V1、V2、Vmax，四种电平分别表示存储数据‘11’、‘01’、‘00’、‘10’，并且，存储了相应数据的存储单元的单元状态分别被定义为ER、P1、P2、P3。
为了读取MLC NAND闪存中存储单元的存储信息，需要至少三个参考电压电平R1、R2、R3，如图2所示，R1、R2、R3分别设置在Vmin、V1、V2、Vmax之间，以区分数据符号‘11’、‘01’、‘00’、‘10’。
S120：通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移，并利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图。
本步骤中，通过步骤S110得到模板数据中各个存储单元的编程状态，以及与所述测试块对应的多个参考电压后，可利用预设扫描步长对所有参考电压的当前电压值进行正向偏移，得到偏移后的参考电压值，并利用该参考电压值对测试块中的存储数据进行扫描，以确定测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态以及阈值电压区间。
可以理解的是，对于每个块有np个页，每个页有nc个比特数据的NAND闪存芯片，其有对应的n个参考电压，以NAND闪存芯片的最小步长进行偏移时，每个参考电压最大能够偏移m步；并且，在没有受到噪声和干扰的情况下，存储单元的阈值电压在其所在的逻辑页经编程操作之后为一个相对固定的值，但对该存储单元进行读取操作时，得到的数据值却是随参考电压的改变而改变。
下面以一示例来进行辅助说明，具体参见图5，图5为本发明实施例提供的通过参考电压偏移操作获取阈值电压所在区间的分布示意图；如图5所示，对于阈值电压处于阴影区域的存储单元，当参考电压R1在阴影区域的左边时，阴影区域内的存储单元读取出的数据为‘01’；当参考电压R1在阴影区域的右边时，阴影区域内的存储单元读取出的数据为‘11’，并分别对应相应的单元状态；根据这个原理，对于一定数量的未知阈值电压所在区间的存储单元，可以通过改变参考电压所在位置，并判断改变参考电压前后这些存储单元读取出的数据是否改变，从而得知各个存储单元所在的阈值电压区间。
需要说明的是，图5中的LSB指的是MLC类型的闪存中每个存储单元的存储数据中位于低页(LP)的比特数据，MSB指的是MLC类型的闪存中每个存储单元的存储数据中位于高页(UP)的比特数据。若要读取LP的数据，只需在字线上施加参考电压R2，若要读取UP的数据，则需要在字线上分别施加参考电压R1、R3。
因此，上述通过预设扫描步长对所有参考电压的当前电压值进行正向偏移，并利用偏移后的参考电压值对测试块进行扫描时，即可确定测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态以及阈值电压区间。
当参考电压值正向偏移至最大偏移步数时，即完成对测试块中所有存储单元所在的阈值电压区间的测量，因此，该过程中可得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图。
以Micron 3D TLC NAND闪存芯片为例，其参考电压最大偏移步数为128步，以扫描步长为2进行阈值电压扫描之后的结果如图6所示，图6为本发明实施例提供的Micron 3DTLC NAND闪存的第一阈值电压分布示意图；其中，横坐标表示阈值电压宽度，纵坐标表示存储单元数量，各个单元状态在相应的编程状态下的阈值电压分布呈现不同的分布状态，从左往右依次为P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7。
S130：根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定其中一个阈值电压分布图的重叠区域，并将所述重叠区域移除后得到第二阈值电压分布图，将所述第二阈值电压分布图作为所述目标NAND闪存的阈值电压分布。
本步骤中，通过步骤S120得到第一阈值电压分布图后，由于每个单元状态对应的阈值电压范围减小，参考电压正向偏移扫描过的阈值电压区间会发生重叠，参见图6，图6中每两个相邻单元状态之间的阈值电压区间会发生重叠，因此需要将该重叠区域进行移除，以得到第二阈值电压分布图，该第二阈值电压分布图作为描述目标NAND闪存最终的阈值电压分布。
具体地，当得到第一阈值电压分布图后，可由第一阈值电压分布图中相邻两组单元状态对应的阈值电压分布图，确定不同参考电压扫描过的区域中重叠部分，然后将其中一个阈值电压分布图中的重叠区域移除，便可得到最终的第二阈值电压分布图，如图7所示，图7为本发明实施例提供的Micron 3D TLC NAND闪存的第二阈值电压分布示意图；裁剪后的第二阈值电压分布图相较于裁剪前的第一阈值电压分布图，更能够详细、清楚地描述目标NAND闪存的阈值电压分布。
根据图6、7可计算出裁剪前后各状态的阈值电压宽度，如下表所示：
| 状态 | 裁剪前宽度 | 裁剪后宽度 |
| P1 | 64 | 50 |
| P2 | 64 | 50 |
| P3 | 64 | 48 |
| P4 | 64 | 42 |
| P5 | 64 | 40 |
| P6 | 64 | 43 |
| P7 | 64 | 64 |
本发明公开的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法，通过获取目标NAND闪存中的测试块，以及与所述测试块对应的多个参考电压，生成与所述测试块对应的模板数据，并将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态；然后通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移，并利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，由此得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图；该第一阈值电压分布图的实现过程主要是针对现有的NAND闪存阈值电压分布扫描方法无法得到各个单元状态各自的分布情况，本发明对数据处理流程进行了改进，使每个存储单元的模板状态、变化前的单元状态、变化后的单元状态都能够获得，从而能够得到所有单元状态在相应编程状态下的阈值电压分布。
另外，针对编程状态的阈值电压宽度非规则的情况和参考电压正向偏移扫过的阈值电压区间会发生重叠的情况，本发明将得到的第一阈值电压分布图中相邻单元状态之间的重叠区域进行移除，最终得到的第二阈值电压分布图能够更加清楚、详细地描述目标NAND闪存的阈值电压分布，进一步地，还能够根据第一阈值电压分布图和第二阈值电压分布图分别对每个参考电压扫描过的对应状态的阈值电压宽度所需的最大偏移步长进行计算。
在一个实施例中，步骤S110中将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态的步骤之后，还可以包括：
S111：初始化各个参考电压对应的参考电压值以及偏移步数，并将所述参考电压值设置为默认参考电压值，将所述偏移步数归零。
本实施例中，在对读取到的存储单元中的存储数据进行处理之前，需要对获取到的多个参考电压进行初始化操作，更有利于后续扫描过程的实现。
其中，初始化的过程包括但不限于对各个参考电压对应的参考电压值Vi进行设置，如设置为默认参考电压值Ri，即Vi＝Ri，其中，Vi表示第i个参考电压的电压值，Ri表示第i个参考电压的默认参考电压值，i＝1,2,......,n。
另外，初始化的过程还包括将参考电压的偏移步数归零，如offset＝0，其中，offset表示以step为扫描步长时参考电压扫描的偏移步数，offsetmax表示以step为扫描步长时参考电压扫描的最大偏移步数，offsetmax＝m÷step，step表示扫描步长，即扫描时参考电压每次偏移多少个最小步长，其取值应满足每个参考电压最大偏移m步除以step的值为整数。
在一个实施例中，步骤S120中通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移的步骤之前，还可以包括：
S112：利用当前的默认参考电压值对所述测试块进行扫描，读取所述测试块中各个存储单元的存储数据，并将所述存储数据转换为单元状态，对当前扫描得到的各个存储单元的单元状态进行暂存。
本实施例中，在对当前得到的参考电压的电压值进行正向偏移之前，可利用当前的参考电压值，即默认参考电压值对测试块中的存储数据进行扫描，以读取测试块中的各个存储单元的存储数据，如‘11’、‘01’、‘00’、‘10’，将其转换为单元状态，如ER、P1、P2、P3，再对当前参考电压值扫描得到的单元状态进行暂存。
其中，前一参考电压偏移下读取到的测试块的第i个字线的第j个存储单元的单元状态为
当前参考电压偏移下读取到的测试块的第i个字线的第j个存储单元的单元状态为
下一个参考电压偏移下读取到的测试块的第i个字线的第j个存储单元的单元状态为
分别表示存储单元的单元状态{ER,P1,P2,......,Pn}。
在一个实施例中，步骤S120中利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图的步骤，可以包括：
S121：获取偏移后的参考电压值，并利用所述参考电压值对所述测试块进行扫描，读取所述测试块中各个存储单元的单元状态；
S122：根据当前的单元状态以及偏移前的参考电压值对应的单元状态，确定不同编程状态的存储单元所在的阈值电压区间，并计算所述阈值电压区间内的存储单元数量；
S123：将当前参考电压值扫描得到的各个存储单元的单元状态进行暂存后，对所述参考电压值进行正向偏移，确定偏移后的阈值电压区间以及对应的存储单元数量，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图。
本实施例中，在参考电压以预设扫描步长进行正向偏移前，先通过该参考电压对应的参考电压值对测试块进行扫描，以读取测试块中的各个存储单元的存储数据，并确定对应的单元状态，然后利用预设扫描步长step对该参考电压值进行正向偏移，获取其偏移后的参考电压值。
得到该参考电压值后，可继续利用该参考电压值重新对测试块进行扫描，读取测试块中每个字线上的每个存储单元的单元状态，即不同编程状态下的存储单元的单元状态。
当通过不同偏移下的参考电压值扫描测试块后，得到不同参考电压偏移下的存储单元的单元状态，即可得知各个存储单元所在的阈值电压区间，再计算该阈值电压区间内的存储单元数量
其中，
表示测试块的所有存储单元中编程状态为state的存储单元在第i个参考电压偏移j步到偏移j+1步时的阈值电压区间内的存储单元数量，state取值为{0,1,2......,n}，分别表示
当参考电压为n个，每个参考电压最大偏移m步时，i＜n,j＝m则表示存储单元在第i个参考电压偏移m步到偏移m+1步时的阈值电压区间内的存储单元数量，i＝n,j＝m则表示存储单元在第i个参考电压之后的存储单元数量。
在参考电压偏移不同步数的情况下，每个偏移步数下，都需要确定当前测试块中每个字线上的每个存储单元的单元状态，并计算对应的阈值电压区间内的存储单元数量，直到最大偏移步数，即可得到如图6所示的各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图。
在一个实施例中，步骤S123中将当前参考电压值扫描得到的各个存储单元的单元状态进行暂存后，对所述参考电压值进行正向偏移，确定偏移后的阈值电压区间以及对应的存储单元数量，直到最大偏移步数的步骤之后，还可以包括：
S124：从左往右依次确定各个偏移步数下的阈值电压扫描结果，其中，所述阈值电压扫描结果通过所述阈值电压区间以及对应的存储单元数量计算得到；
S125：将各个阈值电压扫描结果按照扫描顺序进行排列，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图。
本实施例中，如图5所示，对于阈值电压处于阴影区域的存储单元，当参考电压R1在阴影区域的左边时，阴影区域内的存储单元读取出的数据为‘01’；当参考电压R1在阴影区域的右边时，阴影区域内的存储单元读取出的数据为‘11’，并分别对应相应的单元状态。
因此，当参考电压的电压值正向偏移后，可从左往右依次确定各个偏移步数下的阈值电压扫描结果，该阈值电压扫描结果如图5中的阴影区域所示，该阴影区域的横坐标表示当前得到的阈值电压区间，纵坐标表示当前阈值电压区间内的存储单元数量，将各个阈值电压扫描结果按照扫描顺序进行排列后，即可得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图，如图6所示。
在一个实施例中，如图8所示，图8为本发明实施例提供的第一阈值电压分布图中部分结构示意图；步骤S130中根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定其中一个阈值电压分布图的重叠区域的步骤，可以包括：
S131：根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定右侧所述单元状态对应的阈值电压分布图中首个阈值电压区间的存储单元数量；
S132：将所述存储单元数量与左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图中的存储单元数量进行比对，确定与所述存储单元数量对应的阈值电压区间；
S133：通过所述阈值电压区间确定对应的重叠边界，并利用所述重叠边界确定左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的重叠区域。
本实施例中，如图8所示，图8为第一阈值电压分布图中单元状态为P1、P2的阈值电压分布图，其中，A区域对应的是参考电压R1扫描后与参考电压R2扫描后的重叠区域，该区域对应于参考电压R2扫描过得B区域，由图8可以直观地看出相邻单元状态之间通过不同的参考电压扫描过的区域会发生一定程度的重叠，为了使参考电压R1和参考电压R2的扫描范围不重合，需要将参考电压R1扫描的边界进行裁剪，即将A区域从单元状态为P1的阈值电压分布图中移除。
具体地，如图8所示，首先根据第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定右侧单元状态P2对应的阈值电压分布图中首个阈值电压区间的存储单元数量；以便根据该存储单元数量查找左侧单元状态P1对应的阈值电压分布图中是否有与之对应的阈值电压区间。
确定参考电压扫描边界的流程如下：
(1)初始化：设置状态指示器S＝1，设置各单元状态扫描边界指示变量rangei，其中，rangei表示各个参考电压Ri扫描不发生重叠的最小扫描步数，i＝1,2,......,n；
(2)设置临时变量值
(3)判断边界所在区间：若
且
则进入下一步，否则，t＝t+1，继续执行第(3)步；
当确定A区域的边界所在的阈值电压区间后，可通过该阈值电压区间确定对应的重叠边界，并利用重叠边界确定左侧单元状态对应的阈值电压分布图的重叠区域。
在一个实施例中，步骤S133中通过所述阈值电压区间确定对应的重叠边界，并利用所述重叠边界确定左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的重叠区域的步骤，可以包括：
S331：通过所述阈值电压区间确定对应的区间左边界，并将其作为重叠区域的左边界；
S332：将左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的右边界作为所述重叠区域的右边界；
S333：根据所述左边界和所述右边界确定左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的重叠区域。
本实施例中，当通过B区域确定A区域对应的阈值电压区间后，可进一步根据该阈值电压区间确定重叠区域的左边界，并将左侧单元状态对应的阈值电压分布图的右边界作为重叠区域的右边界，从而得到对应的重叠区域，即图8中的A区域。
具体地，继确定参考电压扫描边界的流程(3)之后：
(4)确定边界，若
则rangei＝offsetmax-1-t-1，否则，rangei＝offsetmax-1-t-2；
(5)判断是否结束：s＝s+1，判断s＞n是否成立，若成立，则结束，否则调到第(2)步。
在一个实施例中，如图9所示，图9为本发明提供的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量装置的结构示意图；本发明提供了一种NAND闪存中阈值电压分布的测量装置，包括数据获取模块110、电压测量模块120、边界裁剪模块130，具体如下：
数据获取模块110，用于获取目标NAND闪存中的测试块，以及与所述测试块对应的多个参考电压，生成与所述测试块对应的模板数据，并将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态；
电压测量模块120，用于通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移，并利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图；
边界裁剪模块130，用于根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定其中一个阈值电压分布图的重叠区域，并将所述重叠区域移除后得到第二阈值电压分布图，将所述第二阈值电压分布图作为所述目标NAND闪存的阈值电压分布。
本发明公开的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量装置，通过获取目标NAND闪存中的测试块，以及与所述测试块对应的多个参考电压，生成与所述测试块对应的模板数据，并将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态；然后通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移，并利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，由此得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图；该第一阈值电压分布图的实现过程主要是针对现有的NAND闪存阈值电压分布扫描方法无法得到各个单元状态各自的分布情况，本发明对数据处理流程进行了改进，使每个存储单元的模板状态、变化前的单元状态、变化后的单元状态都能够获得，从而能够得到所有单元状态在相应编程状态下的阈值电压分布。
另外，针对编程状态的阈值电压宽度非规则的情况和参考电压正向偏移扫过的阈值电压区间会发生重叠的情况，本发明将得到的第一阈值电压分布图中相邻单元状态之间的重叠区域进行移除，最终得到的第二阈值电压分布图能够更加清楚、详细地描述目标NAND闪存的阈值电压分布，进一步地，还能够根据第一阈值电压分布图和第二阈值电压分布图分别对每个参考电压扫描过的对应状态的阈值电压宽度所需的最大偏移步长进行计算。
关于一种NAND闪存中阈值电压分布的测量装置的具体限定可以参见上文中对于一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法的限定，在此不再赘述。上述一种NAND闪存中阈值电压分布的测量装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于终端设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于终端设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述实施例中任一项所述一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，所述计算机设备中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述实施例中任一项所述一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法的步骤。
图10为本发明实施例提供的一种计算机设备的内部结构示意图，该计算机设备200可以被提供为一服务器。参照图10，计算机设备200包括处理组件202，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器201所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件202的执行的指令，例如应用程序。存储器201中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件202被配置为执行指令，以执行上述任意实施例的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法。
计算机设备200还可以包括一个电源组件203被配置为执行计算机设备200的电源管理，一个有线或无线网络接口204被配置为将计算机设备200连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口205。计算机设备200可以操作基于存储在存储器201的操作系统，例如WindowsServer TM、Mac OS XTM、Unix TM、Linux TM、Free BSDTM或类似。
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法，其特征在于，包括：
获取目标NAND闪存中的测试块，以及与所述测试块对应的多个参考电压，生成与所述测试块对应的模板数据，并将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态；
通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移，并利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图；
根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定其中一个阈值电压分布图的重叠区域，并将所述重叠区域移除后得到第二阈值电压分布图，将所述第二阈值电压分布图作为所述目标NAND闪存的阈值电压分布。
2.根据权利要求1所述的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法，其特征在于，将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态的步骤之后，还包括：
初始化各个参考电压对应的参考电压值以及偏移步数，并将所述参考电压值设置为默认参考电压值，将所述偏移步数归零。
3.根据权利要求2所述的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法，其特征在于，所述通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移的步骤之前，还包括：
利用当前的默认参考电压值对所述测试块进行扫描，读取所述测试块中各个存储单元的存储数据，并将所述存储数据转换为单元状态，对当前扫描得到的各个存储单元的单元状态进行暂存。
4.根据权利要求3所述的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法，其特征在于，所述利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图的步骤，包括：
获取偏移后的参考电压值，并利用所述参考电压值对所述测试块进行扫描，读取所述测试块中各个存储单元的单元状态；
根据当前的单元状态以及偏移前的参考电压值对应的单元状态，确定不同编程状态的存储单元所在的阈值电压区间，并计算所述阈值电压区间内的存储单元数量；
将当前参考电压值扫描得到的各个存储单元的单元状态进行暂存后，对所述参考电压值进行正向偏移，确定偏移后的阈值电压区间以及对应的存储单元数量，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图。
5.根据权利要求4所述的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法，其特征在于，所述将当前参考电压值扫描得到的各个存储单元的单元状态进行暂存后，对所述参考电压值进行正向偏移，确定偏移后的阈值电压区间以及对应的存储单元数量，直到最大偏移步数的步骤之后，还包括：
从左往右依次确定各个偏移步数下的阈值电压扫描结果，其中，所述阈值电压扫描结果通过所述阈值电压区间以及对应的存储单元数量计算得到；
将各个阈值电压扫描结果按照扫描顺序进行排列，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图。
6.根据权利要求5所述的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法，其特征在于，所述根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定其中一个阈值电压分布图的重叠区域的步骤，包括：
根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定右侧所述单元状态对应的阈值电压分布图中首个阈值电压区间的存储单元数量；
将所述存储单元数量与左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图中的存储单元数量进行比对，确定与所述存储单元数量对应的阈值电压区间；
通过所述阈值电压区间确定对应的重叠边界，并利用所述重叠边界确定左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的重叠区域。
7.根据权利要求6所述的一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法，其特征在于，所述通过所述阈值电压区间确定对应的重叠边界，并利用所述重叠边界确定左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的重叠区域的步骤，包括：
通过所述阈值电压区间确定对应的区间左边界，并将其作为重叠区域的左边界；
将左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的右边界作为所述重叠区域的右边界；
根据所述左边界和所述右边界确定左侧所述单元状态对应的阈值电压分布图的重叠区域。
8.一种NAND闪存中阈值电压分布的测量装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取目标NAND闪存中的测试块，以及与所述测试块对应的多个参考电压，生成与所述测试块对应的模板数据，并将所述模板数据写入所述测试块中，确定所述测试块的各个存储单元写入所述模板数据时对应的编程状态；
电压测量模块，用于通过预设扫描步长对所述参考电压进行正向偏移，并利用偏移后的参考电压值对所述测试块进行扫描，确定所述测试块中不同编程状态的存储单元对应的单元状态和阈值电压区间，直到最大偏移步数，得到各个单元状态在相应编程状态下的第一阈值电压分布图；
边界裁剪模块，用于根据所述第一阈值电压分布图中相邻单元状态对应的阈值电压分布图，确定其中一个阈值电压分布图的重叠区域，并将所述重叠区域移除后得到第二阈值电压分布图，将所述第二阈值电压分布图作为所述目标NAND闪存的阈值电压分布。
9.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1至7中任一项所述一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法的步骤。
10.一种计算机设备，其特征在于：所述计算机设备中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1至7中任一项所述一种NAND闪存中阈值电压分布的测量方法的步骤。
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