[發明專利]一種閃存錯誤預估模塊及其預估方法

有效

• 申請號: 201110138166.6
• 申請日: 2011-05-26
• 公開（公告）號: CN102163165A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 邢冀鵬;霍文捷;張杰
• 申請（專利權）人: 憶正儲存技術（武漢）有限公司
• 主分類號: G06F11/10
• 分類號: G06F11/10
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 周發軍

技術領域

本發明涉及數據存儲領域，具體涉及到一種閃存糾錯過程的預估技術。

背景技術

閃存器件中的存儲單元通過向浮柵中注入電子的方式來記錄邏輯信息，同時存儲單元還通過讀取閥值電壓來判斷浮柵中保存的邏輯。當閃存器件經過多次地擦寫之后，其器件特性衰退，導致閃存的編程時間縮短，而擦除時間延長。

閃存器件在操作的過程中，還伴隨著各種寄生效應，從而導致閃存器件保存的數據發生錯誤。其中，最主要的錯誤原因為：編程擾動、讀擾動、通過擾動以及浮柵耦合效應。當閃存器件進行編程操作時，閃存控制器將抬高字線(Word?line)上的電壓，這將導致字線上相鄰的存儲單元產生意外寫動作，即編程擾動。而在位線(Bit?line)方向上，同一位線上的存儲單元需要加上較高的通過電壓，使閃存存儲單元導通。反復的寫操作會導致位線上的單元發生意外的寫動作，即通過擾動。當閃存器件進行多次讀操作時，閃存陣列將會反復導通，在閃存存儲單元的溝道上會累積電子。若累積的電子達到閃存存儲單元的寫閾值時，會使閃存的存儲單元發生意外寫操作。這里，擾動會影響固態硬盤保存的數據正確性，嚴重的擾動還會降低閃存器件的使用壽命。除此以外，浮柵耦合效應也會帶來嚴重的錯誤。當閃存工藝不斷進步時，器件的密度不斷增加，從而導致單一存儲單元的浮柵閥值電壓的變化對其臨近單元的電壓產生影響，造成意外的電平移動，產生錯誤。閃存陣列中某一存儲單元的浮柵電壓變化會對周圍存儲單元的浮柵造成擾動，從而導致周圍存儲單元中保存的數據發生意外翻轉。

閃存器件中所存在的各種擾動和耦合效應嚴重干擾了閃存中所保存的數據，在實際使用的過程中需要糾錯算法對閃存中存儲的數據進行保護。然而，閃存控制器在利用諸如低密度校驗編碼等先進校驗編碼技術展開糾錯之前，必須要對信道中的錯誤進行合理預估。因而，閃存控制器需要對閃存的錯誤預估技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種閃存錯誤預估模塊及其預估方法，為閃存的糾錯算法提供可靠的計算依據，提高系統的糾錯性能。

為解決上述技術問題，本發明首先提出了一種閃存錯誤預估模塊，其特征在于，所述預估模塊主要由計時器、量化索引表、存儲頁表以及錯誤索引表構成，

所述計時器用于記錄閃存的編程時間或擦除時間，計時器收集的編程時間或擦除時間作為量化索引的輸入；

所述量化索引表用于記錄編程等級與編程時間之間的映射關系，擦除等級與擦除時間之間的映射關系；擦除等級代表該物理地址所對應的閃存塊的壽命狀態，編程等級代表所述閃存塊內部頁的壽命狀態；

所述存儲頁表包括若干個連續存儲單元，每個連續存儲單元用于記錄一個閃存塊的擦除等級、編程等級，其中，該閃存塊的擦除等級保存在所述連續存儲單元的開頭，該閃存塊內各個頁的編程等級依次存放在所述連續存儲單元內；

所述錯誤索引表包含塊錯誤索引表和頁錯誤索引表兩個部分，塊錯誤索引表記錄擦除等級以及對應的塊錯誤率的映射關系，頁錯誤索引表記錄編程等級以及對應的頁錯誤率的映射關系；

所述閃存錯誤預估模塊接收閃存控制器發來的計時信息、使能信號或閃存芯片發出的R/B信號作為輸入，輸出錯誤預估值到錯誤校驗模塊。

基于上述閃存錯誤預估模塊，本發明還提出了該閃存錯誤預估模塊的閃存錯誤預估方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

對閃存器件進行擦除和編程操作的壓力實驗，記錄擦除和編程的時間變化以及閃存器件的錯誤的經驗數據；并建立所述量化索引表、錯誤索引表，作為預估模塊進行錯誤預估的先驗參照表；

所述預估模塊的計時器采集當前閃存操作塊的擦除時間；在閃存進行編程時，采集當前閃存操作頁的編程時間；

通過查詢所述量化索引表，預估模塊將擦除時間量化為擦除等級，將編程時間量化為編程等級，

將當前擦除等級、編程等級以及二者對應的物理地址，保存在所述存儲頁表中；

在閃存控制器對閃存進行操作時，向所述預估模塊請求對所操作的物理地址進行錯誤預估；由預估模塊從所述存儲頁表中讀取相應物理地址的編程等級以及擦除等級，并通過所述錯誤索引表轉換為相應頁的預估錯誤數目，從而完成預估操作。

本發明利用閃存器件中特定的物理信號來預先估計閃存存儲器的錯誤率，為閃存的糾錯算法提供合適的錯誤估計。適合應用于固態硬盤控制器、閃存控制器等以閃存器件為存儲介質的場合中，大大提高了閃存器件的可靠性。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明的技術方案作進一步具體說明。

圖1.?閃存器件編程時間的變化規律。