TWI360126B - Nonvolatile memory with adaptive operations and me - Google Patents

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1360126 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 j 本發明係關於非揮發性記憶體系統與操作非揮發性記憶 體系統之方法》 【先前技術】 非揮發性記憶體系統係用於各種應用中。一些非揮發性 記憶體系統係嵌入於一較大之系統中，如個人電腦。其他 ^ 非揮發性6己憶體系統係可移除式地連接於一主機系统，且 可在不同主機系統間交換。此等可移式記憶體系統之範例 包含S己憶卡與USB快閃驅動器。電子電路卡（包括非揮發性 記憶卡）已根據數種熟知之標準在商業上具體實施。記憶 ' 卡係用於個人電腦、行動電話、個人數位助理（PDA)、數 ' 位相機、數位攝影機、可攜式聲訊播放器及其他用以儲存 大量資料之主機電子器件中。此等記憶卡通常包括一可再 程式化非揮發性半導體記憶胞陣列連同一控制器，其控制 • 及支援記憶胞陣列之操作並與記憶卡所連接之主機連繫。 數個相關型之記憶何於設計為接受該類型f己憶卡之主 機卡插槽中交換之。然而，許多電子記憶卡標準之發展已 創造出在各種程度上互不相容之不同類型的記憶卡。根據 一個標準所做成之記憶卡通常不可用於設計為以另一標準 之記憶卡操作的主機中。記憶卡標準包含pc卡、 C〇mpactFlashTM(CFTM卡）、8_她出^卡、mmcTM卡、 SD 卡μ miniSDT^、用戶識別模組（SIM)、M_ry ^ MS Duo卡以及 micr〇SD/TransFlashTM記憶體模組 124727.doc 1360126 標準。有許多可購自SanDisk公司 p ’、冏 Cruzer® 11下之 USB快閃驅動器產品。 .0 ^ , 仏動态通常比上述之記憶 卡大且在形狀上也不相同。 儲存在非揮發性記憶體系統中 枓在資料被讀取時可 忐包3錯誤位元。重組毀壞資料 „ 知方式包含錯誤校正 碼（ECC)之應用。簡易錯誤校正 .^ ^ ^ ^ $在貧枓被寫入至記憶體 系統時藉由儲存額外之同位位元 __ 求編碼為料，該等同位位 兀汉疋位元群組之同位為所需求 ^ 一 十〈邏輯值。若在儲存期間 貝枓係錯誤的，位兀群組之同位 ^ φ ^ ^ j能改變。在從記憶體系 統中瀆取資料時’位元群組 一 U位再次由ECC計算之。由 於貧料之毀壞，所計算之同位 況，且ECC可能㈣毀壞。 彳σ所需求之同位狀 功至少兩個功能：錯__誤校正。此等 能力通常以可被谓測為錯誤並隨後校正的位元 數量來測置。偵測能力可相 寸4穴於校正能力。血形的 ECC可偵測之錯誤位元數量 /、 吾 咨以 置间於其可校正之錯誤位元數 ':一資料位元與同位位元之集合有時稱為一字一早期 之耗例為（7,4)漢明碼，其具有 中Α七個伤_ 、 百偵而至多達母字（在此範例 ^ , 此刀以及在七個位元的字中 权正一個錯誤之能力。 甲 更複雜之ECC可在每字中校 ^ ^ ^ π、早個錯誤，但它佶 碹漶庙夕_ 更加複雜。—般的作法係以不正 == 接受地小相似度來復原資料。然而，隨著 曰、置增加’可靠之資料復原的機率亦快速地減少， I24727.doc 1360126 或在額外的硬體及/或效能之關聯成本變得過分地高。 在半導體記憶體器件（包含EEPR〇M系統）中資料可由 電晶體之臨界電虔來表示。不同的數位資㈣存值通常相 對應於不同的電壓範圍。若在讀取操作期間電壓位準因一 些原因從其較佳範圍移出，錯誤將發生。 偵測，且在一些情況中此等錯誤可被校正 錯誤可由ECC所 【發明内容】

在一非揮發性記憶體系統中，一鲚钟罝 ^ τ 现早凡收集有關解碼 器從非揮發性記憶體陣列中解碼資料的統計資訊’該解碼 器提供相似度值作為其輸出。依照統計資訊，改變記憶體 陣列之至少一個操作參數。 在一個範例中’被改變之參數係關聯於寫入資料至記憶 體陣列中。明確言之，用以程式化資料至記憶體陣列中的 若干連續電壓脈波之間之差可根據統計資訊而改變之。 在另一範例中，被改變之參數係關聯於從記憶體陣列中 讀取資料。明確言之，用以從非揮發性記憶體陣列中讀取 資料之分辨率可根據統計資訊而改變之。 【實施方式】 在許多非揮發性記憶體中，從記憶體陣列中所讀取之資 料可能具有錯誤。意即，被程式化至記憶體陣列之輸入資 料的個別位元，之後可能被讀取為不同的邏輯值。圖i顯 示在一指出記憶胞狀態之物理參數（臨界電壓，VT)與記憶 胞可能被程式化為的若干邏輯值之間的關係。在此範例 中’ 一記憶胞中僅儲存兩個狀態。因此，一記憶胞儲存一

124727.doc Q 1360126 個位元的資料。程式化為邏輯0狀態的記憶胞一般比邏輯 ι(未程式化的）狀態的記憶胞具有較高的臨界電壓。在一替 代方案t，邏輯1狀態為記憶胞之未程式化狀態。圖丨之縱 軸私出基於所期望臨界電壓分佈，在任何特定臨界電壓上 讀取記憶胞之相似度。第一相似度函數顯示其為程式化為 邏輯1之記憶胞，而第二相似度函數為程式化為邏輯〇之記 憶胞。然而，此等函數之間具有某種程度之重疊。區別電 壓VD係用以讀取此等記憶胞。具有低於ν〇之臨界電壓的 記憶胞被視為在狀態1，而具有高於VD之臨界電壓的記憶 胞被視為在狀態0。如圖i顯示，此可能不總是正確的。由 於函數間之重疊，具有一個非零之相似度使得程式化為邏 輯1狀態之記憶胞將被讀取為具有大於Vd之臨界電壓，且 亦將被讀取為在邏輯〇狀態。類似地，具有一個非零之相 似度使得程式化為邏輯〇狀態之記憶胞將被讀取.為具有邏 輯1狀態。 函數間之重疊因數個原因而發生，包括在記憶體陣列中 之物理缺陷及在記憶體陣列中後續程式化或讀取操作所致 程式化記憶胞之干擾。重疊亦可因為普遍缺乏將大量記憶 胞維持在一非常緊凑的臨界電壓範圍内之能力而發生。某 些程式化技術可允許臨界電壓之函數變窄（具有較小的標 準誤差）。然而，此程式化可能花費較多時間。在一些記 憶體系統中’ -記憶胞中儲存多於一個的位元。一般來 說’期望儘可能儲存越多個位元於—記憶胞中越佳。為有 效地使用可㈣界電壓範圍，鄰近狀態之函數可能因此大 124727.doc 工360126 量重疊。 非揮發性記憶體系統通常採用ECC方法來克服發生於讀 取自記憶體陣列之資料的錯誤。此等方法一般根據編碼系 統從擬儲存於記憶體陣列中的輸入資料計算一些額外的 CC位元。其匕ECC方案可以更複雜之方式對映輸入資料 至輸出資料。ECC位元一般與輸入資料一同儲存，但可分 別儲存。輸入資料與ECC位元梢後從非揮發性記憶體陣列 中起被讀取’而解碼器使用資料與ECC位元兩者來檢查 疋否有任何錯誤存在。在一些情況中，此等ECC位元亦可 用以識別錯誤的位元。錯誤位元之後藉由改變其狀態（從 "〇"改變為"1"或從"1”改變為"〇")而被校正。附加ECC位元 至資料位元上並非在將資料儲存於非揮發性記憶體前編碼 資料之唯一方法。例如，資料位元可根據一方案被編碼， 該方案提供下列變換：00變換為im，〇1變換為11〇〇，1〇 變換為0011 ’及11變換為0000。 圖2顯示一被儲存於記憶體系統200之輸入資料的範例。 輸入資料首先由一包含一編碼器2〇3之ECC單元2〇1所接 收。輸入資料可為被儲存於記憶體系統2〇〇之主機資料， 或可為由一記憶體控制器產生之資料。圖2之範例顯示四 個輸入資料位元1〇〇1。編碼器2〇3之後使用一編碼方案從 輪入資料位7L計算ECC位元（1111)。一編碼方案之一個範 例為產生所選擇資料位元群組之同位位元的ECC位元。 輪入資料位元與ECC位元兩者之後被傳送至一包含一調 變器207的調變/解調單元205。調變器207將ECC單元201所 124727.doc 1360126 傳送之數位資料轉換為寫入於記憶體陣列209中之形式。 在一個方案中，數位資料被變換為在複數個記憶胞中的複 數個臨界電壓值。因此，用以將數位資料轉換為一在記憶 胞中所儲存臨界電壓之各種電路可被視為形成一調變器。 在圖2之範例中，各記憶胞可容納一個位元之資料。因 此’各δ己憶胞可具有在兩個範圍中之一的一臨界電磨，如 圖1所顯示一個範圍表示邏輯"丨”狀態而另一個範圍表示邏 輯”〇”狀態。儲存邏輯”丨，，狀態之記憶胞具有一小於 Vd(<Vd)之臨界電壓，而儲存邏輯”〇”狀態之記憶胞具有一 大於vD(>vD)之臨界電壓。若干記憶胞可被程式化並驗證 為一高於VD之標稱臨界電壓，以至少在起初確保在若干程 式化為兩個邏輯狀態之記憶胞之間具有一些較佳之隔離。 資料可被儲存於記憶體陣列209中一段時間。在此期 間，可旎發生各種事件而使記憶胞之臨界電壓改變。明確 言之，涉及程式化與讀取之操作可能需要以一影響其他先 前已程式化之記憶胞的方式施加電壓至字線與位元線。此 等干擾尤其常見於縮小器件尺寸以使鄰接記憶胞之間的交 互作用變得顯著之情況中。電荷亦可能在—段長時間之後 喪失β此等無法保留資料之情形亦可造成資料在被讀取時 改變。由於此等改變’資料位元可能在被讀出時具有與原 本所程式化之資料位元不同之狀態。在圖2之範例中，一 個輸入資料位元211原本被寫人時具有—大於Vd(> Vd)之臨 界值，卻在被讀取時具有一小於Vd(<Vd)之臨界值。 記憶胞之臨界電壓由一在調變/解調單元2〇5中之解調器 124727.doc 丄卿126 213轉換為若干位元之資料。此與調變器所執行之程序相 反解調器213可包含感測放大器，其從記憶體陣列中 -記憶胞讀取m電流，並從讀取值中取得記憶胞之 狀〜、在圖2之範例中，一具有小於vd(<Vd)之臨界電壓的 • 記憶胞產生-解調輸出"1"，而-具有大於Vd(>Vd)之臨界 冑壓的記憶胞產生-解調輸出”0"。此產生所顯示之輸出 序列11011111。由於被儲存於記憶體陣列2〇9中此序列 _ 之第二個位元20 8為錯誤的。 解調213之輸出被傳送至一ECC單元2〇1中之解碼器 215。解碼器215從資料位元與Ecc位元判斷是否有具有任 何錯S。若有少量錯誤存在於編碼之校正能力β，錯誤將 被校正。若有大量錯誤存在於編碼之债測能力内，其將被 · _但不會被校正1錯誤之數量超過編碼之们則能力， 錯誤可能不會被偵測&可能導致錯誤之校正。纟圖2之範 =中’帛一個位几之錯誤被偵測及校正。此從解碼器川 • 提供一與輸入序列相同之輸出（1〇。1)。由於解碼器215僅接 收表示輸人資料m與ECC位元之資料位元，且解碼器 215輸出一相對應於輸入資料位元的校正後序列之資料位 ’元(或若錯誤之數量過高則無法產生_輸出），記憶體系統 • 200之解碼被視為係硬式輸入硬式輸出之解碼。 記憶體系統200之一帛代記憶體系統顯示於圖3及圖4 中。圖3顯示與圖軸之函數’具有Vd=〇,且以低於％ 之臨界電壓表示邏輯0,而以高於％之電壓表示邏輯丄。在 此不顯示一單一電壓Vd將臨界電壓劃分為兩個不同範圍， 124727.doc 1360126 而由實際電壓量指出臨界電壓。相對應於邏輯"之函數 係以高於〇伏特為中心’而相對應於邏輯"〇"之函數係以低 於0伏特為中心。 圖4顯示一記憶體系統421，其使用類似於記憶體系統 200所使用之資料儲存程序（使用相同輸入資料位元與ECC 位元）與不同之項取程序。明確言之，記憶體系統42 1非 僅判斷臨界電壓是否高於或低於一特定值，而係如圖3所 示讀取臨界電壓。將瞭解到實際臨界電壓並非必然被讀 取。記憶胞操作之其他方法可用以儲存及擷取資料（如電 流感測）。電壓感測僅係用做為一範例。一般來說，臨界 電壓係參照至一電晶體開啟時之閘極電壓。圖4顯示發生 中之一讀取，其比先前範例提供更多詳細資訊。此可被視 為一具有比圖2更高分辨率之讀取（及一比程式化所用者分 辨更多狀態之分辨率）。如在先前範例中，錯誤發生於所 讀取資料中。在此，相對應於第二及第三個位元之讀取值 係錯誤的。第二及第三個位元原為邏輯"〇"且原藉由程式 化一記憶胞以具有一小於VD之臨界電壓來儲存之，但該等 圮憶胞被讀取為具有高於VD(VD==0伏特）之臨界電壓005伏 特與0.10伏特。 由一連串之讀取操作從圖4之記憶體陣列423中所讀取之 原始電壓被傳送至一調變/解調單元427中之解調器425。 原始電壓具有一有限分辨率，其由類比轉換至數位的分辨 率所指定。在此，原始資料被轉換為相似度資料。明確言 之，各記憶胞讀取值被轉換為一相似度而使相對應位元為 124727.doc -13- 1360126 一或零。來自記憶體陣列的一連串讀取值（0 75、0.05、 0·10、0·15、1·25、1.0、3.0與〇.5伏特）不僅可指出記憶胞 之狀態’還可用以對於該狀態提供某程度之確定性。此可 被表示為一相似度而以一特定位元來程式化一記憶胞。因 此’接近0伏特之讀取值可產生低相似度值，而較遠離於〇 伏特之讀取值產生較高相似度值。所示之相似度值為對數 相似度比率（於以下詳細解釋）。此提供負數至邏輯〇狀態之 έ己憶胞’而提供正數至邏輯1狀態之記憶胞，其中數字的 大小指出狀態被正確地識別之相似度。第二及第三個相似 度值（〇·1、0.2)指出邏輯"1"。第二及第三個值指出相當低 的相似度。 相似度值被傳送至ECC單元431中之解碼器429(在一些 情況中，從原始值中獲得相似度值可視為在解碼器中被執 行）。ECC單元431亦包含編碼器432。解碼器429對相似度 值執行解碼操作。此種解碼器可視為一軟式輸入解碼器。 一般來說，軟式輸入係參照至一輸入，其包含一些有關將 被解碼資料之品質資訊。被提供為軟式輸入之額外資訊一 般允許解碼器獲得較佳之結果。解碼器可使用軟式輸入來 執行解碼計算以提供所計算相似度值做為輸出。此被視為 一軟式輸出，而此種解碼器被視為一軟式輸入軟式輸出 (SISO)解碼器。此輸出之後可再次被用做為對sis〇解碼器 之輸入，以反覆解碼並改善結果。SIS0解碼器可形成一較 大解碼器之部份，該較大解碼器提供一 元。—器-般提供良好效能，而在一=另； 124727.doc -14· 禮Γ㈣人硬式輸出解碼所可能提供者更佳之效能。明 =:，料相同數量之額外負擔(ECC位元之數量)， SISOM碼：可提供更大之錯誤校正能力。為有效地使用 碼器’可具體實施-適合之編碼/解碼方案且適應 、調，Μ在無過度的複雜性亦不需要過度的時間來從記 情況下’有效地獲得—軟式輸入。 一個，、體實施例巾’ SISQ解碼器之軟式輸人係'藉由以

一分辨率讀取非揮純記憶时财之資料而提供，該分 辨率比其用以程式化記憶體時分辨更大量之狀因此， 可藉由程式化一記憶胞為兩個臨界電壓範圍中之一個來寫 广資料’且其後藉由分辨三個或更多個臨界電壓範圍而被 邊取。用於讀取之臨界電壓範圍數量通常將為用於程式化 之臨界電壓範圍數量的好幾倍(例如兩倍）。然而並非總是 如此。

CC單元可被形成為一專屬電路，或此功能可由控制器 中之細體執行。控制器通常為一特殊用途積體電路 (ASIC)，其具有為特定功能（如ECC)所設計之電路，亦具 有韌體用來管理控制器操作。因此，編碼器/解碼器可由 記憶體控制器中之硬體與韌體之組合所形成。編碼器/解 碼益（ECC單元）可替代地被置於記憶體晶片上。調變/解調 單兀可位於一記憶體晶片、一控制器晶片、—另外之晶片 或些組合上。一般來說，調變/解調單元將包含在記憶 體晶片上之至少一些組件（如連接至記憶體陣列之週邊電 路）。當圖4指出被讀取至一高分辨率之臨界電壓（一類比讀 124727.doc •15- 1360126 取）’所選擇之分辨率的程度可取決於一些因素，包含所 使用非揮發性記憶體之類型。 圖5顯示ECC單元431更加詳細之圖示，尤其是解碼器 429。解碼器429包含一 SISO解碼器532以及一軟硬轉換器 534。SISO解碼H -般接受原始相似度資料，並對原始相 似度資料執行ECC計算以提供所計算相似度資料。所^算 相似度資料可被視為-軟輸出。在許多情況中，此種軟輸 • 出之後被提供為對於SIS〇解碼器之輸入，而執行第二個解 碼反覆運算。SISO解碼器可執行連續的反覆運算直到達到 至少一個先決條件。例如，一先決條件可能為所有位元具 # 一大於某最小值之相似度。-先決條件亦可為一相似度 值之聚t ’如-平均相似度值…先決條件可能為從一2 " &覆運算到下-個反覆運算之結果的收斂(意即，持續反 覆運算直到從額外反覆運算中改善極少為止卜一先決條 件可能為完成-先決數量之反覆運算。亦可使用此等條件 • 之組合。解碼係使用一資料中所編碼之型樣來執行，該資 料係由編碼器432在資料被儲存前對其執行編碼之結果。 編碼器432與解碼器429兩者皆被視為Ecc單元a〗之部 份。 有效的解碼取決於具有一適合之編碼/解碼方案。各種 方案已知為以一種適合在SIS〇解碼器（如sis〇解碼器Η” 中後續解碼之方式來編碼資料。編碼/解碼方案包含但不 限於渴輪碼、乘積碼、BCH碼、里德所羅門碼⑽碼）、迴 旋碼（見美國專利申請案第11/383,4〇1號及第i咖,4〇5 124727.doc -16· 1360126 號）、漢明碼以及低密度同位檢查碼（LDPC碼）。申請於或 與本申請案約相同曰期之美國專利申請案第11/536,286號 及第11/536,327號名稱為"用於非揮發性記憶體之軟輸入軟 輸出解碼器（Soft-input soft-output decoder for nonvolatile memory)"及"用於非揮發性記憶體之軟輸入軟輸出解碼之 方法（Methods of soft-input soft-output decoding for nonvolatile memory)”中，提供LDPC碼與渦輪碼以及其如 φ 何可與SISO解碼使用之更詳細說明。 圖0顯示根據本發明之一具體實施例的一記憶體系統 651，該具體實施例包含一具有一連接於SIS〇解碼器7之 統計單元655的解碼器653。統計單元655從SISO解碼器657 接收有關由SISO解碼器657所實行之解碼操作的資料。明 - 確言之，統計單元655可收集由SISO解碼器657所實行之操 作的統計資料，以獲得8180解碼器657從解調器659所接收 資料之品質的一或數個統計指標。資料品質之一個測量為 • 資料的信號雜訊比（SNR)。SNR或其他品質測量可在一段 時間後對於SISO解碼器所解碼之所有資料獲得之。另一選 擇為，另外的品質指標可對於記憶體陣列之不同部份計算 之。品質指標可透過大量資料獲得，以使用統計上充足的 總體。S質指標可從在一反覆解碼方t中達到一先決條件 所需反覆運算之平均數量而獲得。品質指標可從校正所需 之速率、校正之平均漢明距離、所執行之校正類型或一些 其他有關SISO解碼器所解碼之統計數值而獲得。 -般來說，特；t解碼器能夠解碼具有從—範圍之SNR到 124727.doc •17· 1360126 某最大值之SNR的資料。在一些記憶體系統中係可能以影 -響軟輸入之SNR的方式來改變操作參數。然而，提供較佳 (較高）之SNR可能需要更多複雜度或更多時間或複雜度與 時間兩者。因此，一般會在獲得一良好之SNR與在操作記 憶體系統上花費額外時間與複雜度之間做衡量。若解碼器 能夠可靠地在高於某最小值之Snr的情況下校正資料，其 可能有效地以提供接近最小值之SNR之方式來操作記憶體 系統。一特定SNR(或SNR範圍）可被選為一解碼器輸入之 目標SNR(目標範圍）。記憶體中資料的SNR通常隨著使用 而下降。因此，記憶體可能在起初提供具有高SNR之資料 而在之後提供具有低SNR之資料。在一個範例中，操作參 數係調適於將SNR維持在一目標值或在一目標範圍内。當 吕己憶體系統係新的且傾向具有一高SNR時，操作參數可被 没疋在適當位準以維持一目標SNR或SNR範圍。之後，在 一些使用過後，記憶艚傾而蚣山曰士 u .

124727.doc ，程式化與讀取操作係根據來自統計單 變在其他$巳例中，其他操作參數可被改 -18- 1360126 變。 可被改變之記憶體陣列操作參數的一個範例為用以程式 化記憶胞之電壓脈波的脈波高度。在一個程式化方案中， 記憶胞之程式化係藉由施加一連串增加之電壓脈波至記憶 胞控制閘’直到記憶胞被驗證為已達到某目標臨界電麼為 止。圖7顯示-用以程式化記憶胞之一連串程式化電塵脈 波之範例。在各電壓脈波之間執行一驗證操作，以驗證記 憶胞是否已達到一先決臨界電壓。連續的程式化電壓脈波 以一增加量ΔΥ增加。此增加量之大小可影響從記憶體陣 列中所讀取資料之品質。一般來說，Δν若小，個別邏輯 狀態之臨界電壓分佈則將為狹窄（小標準誤差），以致減少 資料的錯誤讀取。然而，Δν若小，則會因此增加程式化 記憶胞至一特定臨界電壓所需之脈波數量以及時間。在一 個具體實施例中，增加量之大小係依照來自統計單元 之品質指標而選擇。明確言之’若統計單元指出係高 於目標，則AV之大小可被增加，從而減少從記憶體陣列 所讀取資料之SNR。若統計單元指出SNR係低於目標，則 △v可被減少，從而減少從記憶體陣列所讀取資料之snr。 △V之大小起初可能被設定為一相對大的先決值，因為 s己憶體系統之SNR起初傾向為高的。當記憶體被使用，從 陣列讀取之資料的SNR傾向下降。此下降被統計單元655 所偵測，而減少Δν之大小以為回應。因此，統計單元655 提供一回饋彳§號至一執行記憶體陣列663上操作之調變器 661中的程式化電路，而程式化電路依照回饋信號改變記 124727.doc •19- 1360126 憶體陣列663之至少-個操作參數。其他關聯於程式化之 操作參數可依照來自統計單元665之信號被修改。 可被改變之操作參數的另一範例為讀取操作之分辨率。 圖8顯不其中記憶胞被程式化為四個狀態之一個的範例。 彡個連續的讀取被執行讀取分辨四個相對應於四個 程式化狀態之臨界電壓範圍，第二讀取進一步將第一讀取 之臨界電壓範圍分辨成三個範圍，而第三讀取進一步分辨 • &等範圍。此等讀取分別增加了從記憶體系統輸出資料所 需之時間。更乡的讀取一般提供一更高之分辨率，其給予 sIS〇解碼器更多資訊並允許SIS〇解碼器更佳地校正資 料。然而，高分辨率讀取耗費更多的時間。例如，用以辨 別兩個狀態之單一讀取可能需要25微秒來完成，而用以辨 . 別四個狀態之三個讀取可能需要75微秒《在—個範例中， 已執行之讀取數量係由來自統計單元655之信號所決定。 因此若統a十單元655指出一高SNR，則可能減少讀取之 § 數量從而節省時間。若統計單元655指出一低snr，則可 此增加璜取之數量，從而增加SIS〇解碼器可用之資訊並因 此補償了低随。在其他記憶體中，係使用其他讀取系統 而不顯示如圖8之讀取型樣。一般來說，在此等記憶體 中較南之77辨率需要較多時間或較多的複雜度。因此， 降低分辨率一般將允許更快速、或更簡易、或更快速又更 簡易之讀取。 在個範例中，讀取分辨率起初被設定至—先決位準。 田統》k訊被統計單元所收集時，此數字可被改變。例 124727.doc 1360126 如’從記憶體陣列所輸出資料的SNR可能在記憶體被使用 時下降，而為了補償可增加讀取分辨率。因此，統計單元 知供一回饋彳§號，且依照回饋信號改變記憶體陣列之操作 參數。亦可依照來自統計單元655之信號改變記憶體陣列 663其他關聯於讀取或寫入之操作參數。 圖8之讀取方案可與一 NAND型快閃記憶體一起使用。此 為使用連接成串列之記憶胞串的記憶體之一種類型。各種

NAND型快閃記憶體設計與操作NAND型快閃記憶體之方 法說月於美國專利第7,888621號、第7〇92,29〇號及第 6,983,428號中。 在一些情況中，ECC單元可使用多於一個編碼器及多力 一個解碼器以提供串接式編碼與解碼。統計單元可在此酉 置中被提供為從一或多個解碼器收集統計資訊。另一選奉 為，另外的統計單元可被提供至不同之解碼器，其中各舍 计單提供一或多個另外之輸出。

來自統汁單兀之信號可被提供至影響記憶體陣列之操七 參？的記憶體系統中之任何電路。此包含位於調變器、每 D己隐體陣列、ECC單元或任何在記憶體控制器申之 電路内之電路。多於_個信號可由統計單 ::::::例:，一_及讀取分辨Si 於相同a/ ·早Γ所提供之^號被改變，或其可依照可基 、"5不同統計資訊之另外信號被改變。 清況中，統計單元被形成為控制器ASIC之部 刀。、，先計單以由專屬電路、控制器中之㈣或—專屬電 124727.doc -21- 路與勃體之組合所形成。另-選擇為，統計單元可與控制 器分別而形成於專屬晶片或其他之上。 以上各種範例係參照快閃記憶體。然而，各種其他非揮 發性記憶ϋ目前正被使用+，且纟此所述之技術可應用於 任何適合之非揮發性記龍系統巾憶體系統可包 含但不限於基於鐵電儲存（鐵電隨機存取記憶體（fram或 FeRAM))之記憶體系統、基於磁阻储存（磁阻隨機存取記憶 體（MRAM))之記憶體系統以及基於相變之記憶體（相變隨 機存取§己憶體（PRAM)或雙向通用記憶體（〇um))。 在此所參照之所有專利案、專利申請案、文章、書籍、 說明書、其他出版品、文件及物件在此以引用之方式全面 性地全部併入本文中。若任何所引用之出版品、文件或物 件及本文件之文子之間對於用語之定義或使用有任何程度 之不一致或衝突，應以本發明中用語之定義或使用為準。 雖然本發明之各種態樣係以有關某些較佳具體實施例說 明’應了解本發明有權在隨附申請專利範圍之完整範圍内 受到保護。 【圖式簡單說明】 圖1顯示在一非揮發性記憶體中程式化為邏輯丨狀態與邏 輯〇狀態的記憶胞臨界電壓之相似度函數，其包含一用以 區別邏輯1與邏輯0狀態之電壓VD。 圖2顯示一包含一記憶體陣列、調變器/解調器電路與編 碼器/解碼器電路之記憶體系統的組件。 圖3顯示程式化為邏輯1狀態與邏輯〇狀態的記憶胞讀取 124727.doc -22- ^60126 臨界電壓之相似度函數，其顯示臨界電壓值。 圖4顯示一包含一記憶體陣列、調變器/解調器電路與編 碼器/解碼器電路之記憶體系統的組件， 八T —解調器提 供相似度值至一解碼器。 圖5顯示一具有—軟式輸入軟式輸出（SISO)解碼考夕 ECC單元。 疋 圖6顯示-記憶體系統，其包含_咖解碼器以

供一信號至一調變器與一解調器之統計單元。 圖7顯示用以程式化一非撢發性 * ^Λ ^ ^ 平么注记隐體中記憶胞之一連 串增加電壓之脈波，脈波間 <间的電壓差根據來自統計單元 之k號被修改。 圖8顯示程式化為四個邏輯 之相彻庠八使 ^ B w°己隐胞讀取臨界電壓 之相似度分佈，並顯示在連 ^ ^ ^ 續讀取知作中所讀取記憶胞之 L界電壓，讀取操作之數 故。 彳據來自統計單位之信號被修 【主要元件符號說明】 200 記憶體系統 201 ECC單元 203 編碼器 205 調變/解調單;? 207 調變器 209 記憶體陣列 211 輸入資料位元 213 解調器 124727.doc •23 - 1360126 215 421 423 425 427 429 431 432 532 534 651 ' 653 • 655 657 659 • 661 663 解碼器 記憶體系統 記憶體陣列 解調器 調變/解調單元 解碼器 ECC單元 編碼 SISO解碼器 軟硬轉換器 記憶體系統 解碼器 統計單元 SISO解碼器 解調器 調變器 記憶體陣列 124727.doc -24·

Claims (1)

1. 第096134735號專利申諳牵 、申請專概® ·· ㈣4她嶋本⑽年 種官理一非揮發性記憶體列之方法，其包 從一非揮發性記憶體陣列中讀取所儲存資料； 使用—解碼器解碼該資料，該解碼器之—輸出包含相 對應於所儲存資料位元之若干相似度值，該輸出係用以 推導出所校正資料； 收集有闕該解碼器所解碼該所儲存資料之統 以及 丨貝讯， 依照該統計資訊，改變該非揮發性記憶體陣列之至w、 —個操作參數。 乂 2· 月求項1之方法，其中該至少一個參數包含—分辨 率^其用於該非揮發性記憶體陣列中之一讀取操作。 々。月求項1之方法’其中該至少一個參數包含一在若干 連、只電壓脈波之間的電壓差，該等電壓脈波係用於該非 4 f魏記憶體陣列中之—程式化操作。 種^理—非揮發性記憶體陣列中資料之方法，其包 L玄非揮發性記憶體陣列中讀取所儲存資料； 從"玄所储存資料推導出原始機率資訊·’ 二原始機率資訊提供至_解碼器，該解碼器從該原 °機率資。il及從該所儲存資料+之—所解碼型樣來計算 輸出機率資訊； 1"算。亥所儲存資料之品質資訊，該品質資訊反映該解 碼器所執行之校正數量；以及 124727-1000830.doc 1360126 依照該品曾咨μ # μ斗a加^ 4 — 貢讯改變該非揮發性記憶體陣列之至少一 個操作參數。 5.如請求項4之文·、丄 石法，其中該品質資訊係與其他所儲存資 料之品質資訊—起儲存及統計分析，依照該統計分析改 變該至少一個操作參數。 6· 如請求項4之士、+ 万法，其中該輸出機率資訊被提供做為該 解碼器之一_! ，，而使該解碼器執行至少兩個反覆的叶 算該所儲存資料之輸出機率資訊。 D 7.如請求項 # 方法，其中執行重複之反覆計算輸出機率 貝机直到符合—先決條件為止。 丰 8 · 如請求項7 $ *、+ , 條件之’ 品f資訊係從在符合該先決 ^該數個所執行反覆計算中所導出。 :::::之方法’其中該品質資訊係從在符合該先決 條件之則從該數個所執行校正令所導出。 、 10.如請求項7之方法，苴中 ^ 行的校正之類型所導係從該解碼器所執 η.ι請求項4之方法，其中該至少一個操 列之電壓脈波，該等雷廢晰、ώ〆 致〜響一序 列之一記憶胞。 。己隐體陣 12.如清求項4之方法，里由枯= 辨率，其用& 乂 一個操作參數包含一八 其用以知取儲存於該記憶體 乃 資料。 〜 5己憶胞中之 13. —種非揮發性記憶體系统，其包括： 一館存複數個資料位元之非揮發性記憶體陣列，· I24727-1000830.doc 貝取屯路#。於该非揮發性記憶體陣列及用於自 該非揮發性記憶體陣列讀取所儲存資料； 解寻器’、自該非揮發性記憶體陣列解碼該所儲存資 料，及輸出指出對應於若干所儲存資料位元之相似度的若 干^似度值。，該輸出係用以推導出所校正資料；以及 統冲單TL纟收集有關該解碼器所執行之該儲存資 料之解碼的資訊’並基於該所故集資訊提供—輸出該 輸出被提供至改變該非揮發性記憶體陣列之至少一操作 參數的至少一個電路以回應於該統計資訊。 14.如請求項13之非揮發性記憶體系統，該輸出被提供至該 讀取電路，該讀取電路修改讀取分辨率以回應於該輸 出。 15.如請求項14之非揮發性記憶㈣統，進—步包括一連接 於該非揮發性記憶體陣列之程式化電路，該輸出被提供 至該程式化電路，該程式化電路修改—程式化電壓以回 應於該輸出。 16·如請求項15之非揮發性記憶體系統，其中修改該程式化 電Μ以降低用以程式化該非揮發性記憶體'的若干連續電 壓脈波之間之電壓差。 17.如請求項13之非揮發性記憶體系統，進一步包括： 根據一編碼方案編碼資料之編竭器； 其中該解碼器藉由執行兩個或更多個解碼反覆運算， 從該非揮發性記憶體陣列中解碼該所編碼資料，一特定 反覆運算之輸出資料被提供做為一後續反覆運算之輸入 124727-1000830.doc 1360126 <年七月>日轸正替換頁 資料；以及 其中該統計單元從該解碼中推導出該所編碼資料之資 料。。質的至少-個測量，並提供—輸出至控制該記憶體 陣列之操作的該至少一個電路。 18. 如請求項17之非揮發性記憶體系統，進一步包括一寫入 電路’其將該所編媽資料寫人至該非揮發性記憶體陣 列，該輸出被提供至該寫入電路。 19. 如請求項17之非揮發性記憶體系統 至該讀取電路。 其中該輪出被提供 124727-1000830.doc