CN114356217B - 数据读取方法、存储设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据读取方法、存储设备和计算机可读存储介质，所述方法包括：在数据读取失败时，获取目标存储单元对应的读次数；确定所述读次数关联的调节步长；根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。本发明旨在达成缩短数据读取耗时的效果。

Description

数据读取方法、存储设备和存储介质

技术领域

本发明涉及物料加工处理技术领域，尤其涉及一种数据读取方法、存储设备和计算机可读存储介质。

背景技术

在电子信息技术高度发展的今天，计算机闪存设备NAND被应用于许多场景。例如，eMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡)本质就是将NAND与主控IC集成封装在一起，得到的产品。

NAND根据每个存储单元(cell)内存储的比特个数的不同，其存储单元可以分为SLC(Single-Level Cell，单极存储单元)、MLC(Multi-Level Cell，多级存储单元)和TLC(Triple-Level Cell，三能级存储单元)三类。而NAND的单个存储单元存储的比特位越多，读写性能会越差。并且随着时间的推移和不可避免的读写干扰，NAND的存储单元的阈值电压会发生变化，从而导致存储单元对应的实际电压偏离标准阈值电压。

在相关技术中，为了可以读取发生电压偏离的存储单元保存的数据，在进行数据读取时，当读取失败时，会通过固定的调节步长调整读取电压，以使读取电压与存储单元的实际电压相匹配，从而实现数据读取的目的。但是，而对于存储单元而言，由于影响因素存在不确定性，从而导致其阈值电压的偏离情况也是不确定的，因此通过固定的调节步长调整读取电压的方式，可能需要进行多次调整，才能读取到数据。这样导致数据读取时间较长。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种数据读取方法、存储设备和计算机可读存储介质，旨在解决相关技术存在的数据读取耗时较长的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种数据读取方法，所述数据读取方法包括以下步骤：

在数据读取失败时，获取目标存储单元对应的读次数；

确定所述读次数关联的调节步长；

根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。

可选地，所述在数据读取失败时，获取目标存储单元对应的读次数的步骤之前，还包括：

在接收到读取指令时，确定所述读取指令对应的目标存储单元；

根据所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。

可选地，所述确定所述读取指令对应的目标存储单元的步骤包括：

确定所述读取指令对应的读取地址；

根据所述读取地址确定所述目标存储单元。

可选地，所述根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据的步骤包括：

根据所述调节步长及所述读取电压确定目标电压；

基于所述目标电压检测所述目标存储单元对应电压阈值；

基于所述电压阈值及预设解码算法确定所述目标存储单元存储的数据。

可选地，所述根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据的步骤之后，还包括：

输出所述数据。

可选地，所述读次数与所述调节步长呈正相关。

本发明还提供一种存储设备，所述存储设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的数据读取程序，所述数据读取程序被所述处理器执行时实现如上所述的数据读取方法的各个步骤。

可选地，所述存储设备包括主控单元，闪存控制器和NAND。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有数据读取程序，所述数据读取程序被处理器执行时实现如上所述的数据读取方法的各个步骤。

本发明实施例提出的一种数据读取方法、存储设备和计算机可读存储介质，在数据读取失败时，获取目标存储单元对应的读次数，然后确定所述读次数关联的调节步长，进而根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。由于可以基于读取次数区分冷数据和热数据，进而为冷数据和热数据配置不同的调节步长，使得可以更加快速的得到可以用于数据的读取的读取电压，检索数据读取的尝试次数。这样有效地缩短了数据读取耗时，提高了数据读取效率。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；

图2为本发明数据读取方法一实施例的流程示意图；

图3为本发明数据读取方法一实施例中的一可选实施方式的流程示意图；

图4为本发明数据读取方法一实施例中的另一可选实施方式的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在电子信息技术高度发展的今天，计算机闪存设备NAND被应用于许多场景。例如，eMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡)本质就是将NAND与主控IC集成封装在一起，得到的产品。

NAND根据每个存储单元(cell)内存储的比特个数的不同，其存储单元可以分为SLC(Single-Level Cell，单极存储单元)、MLC(Multi-Level Cell，多级存储单元)和TLC(Triple-Level Cell，三能级存储单元)三类。而NAND的单个存储单元存储的比特位越多，读写性能会越差。并且随着时间的推移和不可避免的读写干扰，NAND的存储单元的阈值电压会发生变化，从而导致存储单元对应的实际电压偏离标准阈值电压。

在相关技术中，为了可以读取发生电压偏离的存储单元保存的数据，在进行数据读取时，当读取失败时，会通过固定的调节步长调整读取电压，以使读取电压与存储单元的实际电压相匹配，从而实现数据读取的目的。但是，而对于存储单元而言，由于影响因素存在不确定性，从而导致其阈值电压的偏离情况也是不确定的，因此通过固定的调节步长调整读取电压的方式，可能需要进行多次调整，才能读取到数据。这样导致数据读取时间较长。

为解决上述缺陷，本发明实施例提出一种数据读取方法，在数据读取失败时，获取目标存储单元对应的读次数，然后确定所述读次数关联的调节步长，进而根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。由于可以基于读取次数区分冷数据和热数据，进而为冷数据和热数据配置不同的调节步长，使得可以更加快速的得到可以用于数据的读取的读取电压，检索数据读取的尝试次数。这样有效地缩短了数据读取耗时，提高了数据读取效率。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明实施例终端可以是存储设备，例如，可以是eMMC(Embedded Multi MediaCard，嵌入式多媒体卡)。

如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，接口1003，存储器1004，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。接口1003设置为与其它设备或者与其它元器件连通。存储器1004可以是NAND。存储器1004可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1004中可以包括控制系统、接口模块以及数据读取程序。

在图1所示的终端中，而处理器1001可以用于调用存储器1004中存储的数据读取程序，并执行以下操作：

在数据读取失败时，获取目标存储单元对应的读次数；

确定所述读次数关联的调节步长；

根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。

可选地，在一些实施方案中，处理器1001还可以用于调用存储器1004中存储的数据读取程序，并执行以下操作：

在接收到读取指令时，确定所述读取指令对应的目标存储单元；

根据所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。

可选地，在一些实施方案中，处理器1001还可以用于调用存储器1004中存储的数据读取程序，并执行以下操作：

确定所述读取指令对应的读取地址；

根据所述读取地址确定所述目标存储单元。

可选地，在一些实施方案中，处理器1001还可以用于调用存储器1004中存储的数据读取程序，并执行以下操作：

根据所述调节步长及所述读取电压确定目标电压；

基于所述目标电压检测所述目标存储单元对应电压阈值；

基于所述电压阈值及预设解码算法确定所述目标存储单元存储的数据。

可选地，在一些实施方案中，处理器1001还可以用于调用存储器1004中存储的数据读取程序，并执行以下操作：

输出所述数据。

在电子信息技术高度发展的今天，计算机闪存设备NAND被应用于许多场景。例如，eMMC(Embedded Multi Media Card，嵌入式多媒体卡)本质就是将NAND与主控IC集成封装在一起，得到的产品。

NAND根据每个存储单元(cell)内存储的比特个数的不同，其存储单元可以分为SLC(Single-Level Cell，单极存储单元)、MLC(Multi-Level Cell，多级存储单元)和TLC(Triple-Level Cell，三能级存储单元)三类。而NAND的单个存储单元存储的比特位越多，读写性能会越差。并且随着时间的推移和不可避免的读写干扰，NAND的存储单元的阈值电压会发生变化，从而导致存储单元对应的实际电压偏离标准阈值电压。

在相关技术中，为了可以读取发生电压偏离的存储单元保存的数据，在进行数据读取时，当读取失败时，会通过固定的调节步长调整读取电压，以使读取电压与存储单元的实际电压相匹配，从而实现数据读取的目的。但是，而对于存储单元而言，由于影响因素存在不确定性，从而导致其阈值电压的偏离情况也是不确定的，因此通过固定的调节步长调整读取电压的方式，可能需要进行多次调整，才能读取到数据。这样导致数据读取时间较长。

为了解决上述缺陷，本发明实施例提出一种数据读取方法，旨在解决传统存储设备数据读取时间长，导致数据读取效率低的技术问题，达成提高数据读取设备的数据读取效率的效果。为了便于理解，以下通过具体实施方式解释说明本发明提出的数据读取方法。

参照图2，本发明提供一种数据读取方法的第一实施例，所述方法包括：

步骤S10，在数据读取失败时，获取目标存储单元对应的读次数；

步骤S20、确定所述读次数关联的调节步长；

步骤S30、根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。

在本实施例中，当数据读取设备在读取数据，检测到读取失败时，可以获取所述目标存储单元对应的读取次数。

可以理解的是，数据在Flash内存单元中是以电荷(electrical charge)形式存储的。存储电荷的多少，取决于控制门(Control gate)所被施加的电压，控制门可以控制向存储单元中充入电荷还是使其释放电荷。而数据的表示，以所存储的电荷的电压是否超过一个特定的阈值Vth来表示。例如，以TLC为例，其设置有3个能级，根据存储单元对应的阈值电压，使得其可以可以记载8bit的数据。对于NAND Flash的写入(编程)，就是控制ControlGate去充电(对Control Gate加压)。对于NAND Flash的擦除(Erase)，就是对悬浮门放电，低于阀值Vth。因此，在读取NAND中存储的数据时，根据其标准Vth的设置，去读取每一个页(page)中的存储单元的实际电压值，然后根据读取到的实际电压值，以及预设的解码算法来解析出待读取数据。

因此，基于NAND的存储原理，随着时间的推移，会导致电子流失，从而导致存储单元内的电荷量发生改变，进而影响存储单元对应的电压值。即导致存储单元的电压值发生偏移。此外，读写干扰，也会影响存储单元中的电荷量，从而导致其发生电压偏移。因此，基于标准读取电压进行读取时，就可能会出现读取失败的现象。

因此，可以在检测到数据读失败时，先获取目标存储单元对应的读取次数，然后确定所述读取次数关联的调节步长。可以理解的是，根据NAND的数据读取原理可知，当对同一数据的读次数越多，对其产生的干扰越大，进而导致其电压偏离的偏离量也就越大。因此，可以将所述读次数设置为与所述调节步长呈正相关。即当其读次数越大时，调节步长也设置越大。进而根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。

示例性地，作为一种可选实施方案，当确定读次数N之后，可以获取读次数N关联的调节步长M。进而根据以下公式确定目标电压V：

V＝B±aM

其中，B为标准读取电压，a为读取失败的次数，M为调节步长。

可以理解的是，在一些实施方案中，也可以不设置系数a。当未设置系数a时，B为读取失败时，采用的读取电压。

当确定目标电压之后，可以基于所述目标电压检测所述目标存储单元对应电压阈值，然后基于所述电压阈值及预设解码算法确定所述目标存储单元存储的数据。

可选地，请参照图3，在本实施例中，步骤S10之前，还包括：

步骤S40、在接收到读取指令时，确定所述读取指令对应的目标存储单元；

步骤S50、根据所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。

在本实施例中，存储设备可以接收其它终端或者部件发送的读取指令(即读指令)。当接收到所述读指令时，可以先确定所述读取指令对应的读取地址，然后根据所述读取地址确定所述目标存储单元。其中，所述目标存储单元即读取地址对应的存储单元。当确定目标存储单元之后，可以先根据获取标准电压作为读取电压，然后根据该读取电压检测目标存储单元的电压值。当可以确定时，直接根据确定的电压值和预设解码算法确定所述目标存储单元存储的数据。否则执行步骤S10至步骤S30。

可选地，请参照4，在一些实施方案中，所述步骤S30之后，还包括：

步骤S60、输出所述数据。

在本实施方案汇中，存储设备可以通过接口与其它设备或者其它部件进行通信连接，在确定所述数据之后，可以基于所述接口对应的传输协议，输出所述数据。

可选地，所述存储设备也可以设置有网络接口，在确定所述数据之后，存储设备还可以通过上述网络接口，将所述数据输出至读取指令的发送终端。其输出方式及输出协议再次不作限定。

在本实施例公开的技术方案中，在数据读取失败时，获取目标存储单元对应的读次数，然后确定所述读次数关联的调节步长，进而根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。由于可以基于读取次数区分冷数据和热数据，进而为冷数据和热数据配置不同的调节步长，使得可以更加快速的得到可以用于数据的读取的读取电压，检索数据读取的尝试次数。这样有效地缩短了数据读取耗时，提高了数据读取效率。

本发明还提供一种存储设备，所述存储设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的数据读取程序，所述数据读取程序被所述处理器执行时实现如上所述的数据读取方法的各个步骤。

可选地，所述存储设备包括主控，闪存控制器以及NAND。其中，所述主控应用控制所述闪存控制器对NAND中的存储单元进行充电或者放电。获取通过所述闪存控制器读取NAND中的存储单元的电压信息，进而确定NAND中存储的数据。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有数据读取程序，所述数据读取程序被处理器执行时实现如上所述的数据读取方法的各个步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种数据读取方法，其特征在于，所述数据读取方法包括以下步骤：

在数据读取失败时，获取目标存储单元对应的读次数；

确定所述读次数关联的调节步长，其中，所述读次数与所述调节步长呈正相关；

根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据；

其中，所述确定所述读次数关联的调节步长的步骤包括：

基于所述读次数区分冷数据和热数据；

为所述冷数据和所述热数据配置各自的调节步长；

其中，所述根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据的步骤包括：

根据所述调节步长及所述读取电压确定目标电压；

基于所述目标电压检测所述目标存储单元对应电压阈值；

基于所述电压阈值及预设解码算法确定所述目标存储单元存储的数据；

其中，所述确定目标电压的公式为V=B±aM，B为标准读取电压，a为读取失败的次数，M为调节步长。

2.如权利要求1所述的数据读取方法，其特征在于，所述在数据读取失败时，获取目标存储单元对应的读次数的步骤之前，还包括：

在接收到读取指令时，确定所述读取指令对应的目标存储单元；

根据读取电压读取所述目标存储单元存储的数据。

3.如权利要求2所述的数据读取方法，其特征在于，所述确定所述读取指令对应的目标存储单元的步骤包括：

确定所述读取指令对应的读取地址；

根据所述读取地址确定所述目标存储单元。

4.如权利要求1所述的数据读取方法，其特征在于，所述根据所述调节步长调整读取电压，根据调整后的所述读取电压读取所述目标存储单元存储的数据的步骤之后，还包括：

输出所述数据。

5.一种存储设备，其特征在于，所述存储设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的数据读取程序，所述数据读取程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的数据读取方法的步骤。

6.如权利要求5所述的存储设备，其特征在于，所述存储设备包括主控单元，闪存控制器和NAND。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有数据读取程序，所述数据读取程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的数据读取方法的步骤。