[發明專利]一種通過重定向提高3D FG NAND閃存可靠性的方法

有效

• 申請號: 201710578506.4
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107403643B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 吳非;謝長生;朱玥;熊欽
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G11C16/10
• 分類號: G11C16/10;G11C16/26
• 代理公司: 42233 武漢臻誠專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 宋業斌

1.一種通過重定向提高3D FG NAND閃存可靠性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在FTL表中創建存儲空間，其包括各閃存塊中全部SLC頁處以及閃存塊按順序編程時的前兩層中的低頁處的空閑頁；

(2)從閃存控制器中獲取請求，并判斷該請求是讀操作請求，還是擦除操作請求，還是寫操作請求，如果是讀操作請求，則轉入步驟(3)，如果是擦除操作請求，則轉入步驟(7)，如果是寫操作請求，則轉入步驟(8)；

(3)執行讀操作請求，向上層文件系統返回該讀操作請求對應的目標頁的數據，計算該讀操作請求對應的目標頁對其所在閃存塊中其余目標頁產生的讀干擾的總和RDP_tgt；其中目標頁i對其所在閃存塊中其余的某一個目標頁j產生的讀干擾是通過以下方式計算的：

其中α_i表示第i頁的類型系數，β_j表示第j頁的類型系數，γ_ij表示第i頁和第j頁的相對位置系數，PE表示該閃存塊的編程擦除(P/E)周期，V_ij表示在讀取第i頁時第j頁是否有效；

(4)判斷步驟(3)中獲得的讀干擾的總和RDP_tgt是否大于干擾閾值RDP_th，若超過，則判定該目標頁為讀熱點頁，然后轉入步驟(5)，否則轉入步驟(9)；

(5)從步驟(1)中創建的存儲空間中的每一個空閑頁，根據與上述步驟(3)相同的公式計算該空閑頁對該空閑頁所在閃存塊中的其余頁產生的讀干擾的總和，并將每個空閑頁對應的總和按照從小到大的順序進行排列，并從中選擇出總和最小的空閑頁Page_dst；

(6)將步驟(4)中判定的讀熱點頁中的數據遷移到步驟(5)中選擇的空閑頁Page_dst，并將FTL中地址映射表中的讀熱點頁設置為無效頁，然后轉入步驟(9)；

(7)遍歷該擦除操作請求對應的閃存塊中的每個頁，并判斷其是否為SLC頁，或者是該閃存塊按順序編程時的前兩層中的低頁，如果是，則將該頁放入步驟(1)中創建的存儲空間中，然后轉入步驟(9)，否則轉入步驟(9)；

(8)根據寫操作請求對應的目標頁的頁號判斷該目標頁是否已位于存儲空間中，若是，則從存儲空間中刪除該目標頁，然后轉入步驟(9)，否則轉入步驟(9)；

(9)判斷是否還有來自于閃存控制器的請求，如果沒有則過程結束，否則返回步驟(2)。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(7)中判斷某個頁是否是SLC頁，或者是該閃存塊按順序編程時的前兩層中的低頁，是通過讀取該頁的頁號來判斷，如果頁號是處于閃存芯片的芯片手冊中規定的SLC頁范圍中，則該頁為SLC頁，如果頁號的范圍處于閃存芯片的芯片手冊中規定的閃存塊按順序編程時的前兩層中的低頁范圍中，則該頁是該閃存塊按順序編程時的前兩層中的低頁。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(7)中，若在將頁放入存儲空間時，發現該存儲空間中已經存儲有該頁，則不執行該放入存儲空間的操作。

4.一種通過重定向提高3D FG NAND閃存可靠性的系統，其特征在于，包括：

第一模塊，用于在FTL表中創建存儲空間，其包括各閃存塊中全部SLC頁處以及閃存塊按順序編程時的前兩層中的低頁處的空閑頁；

第二模塊，用于從閃存控制器中獲取請求，并判斷該請求是讀操作請求，還是擦除操作請求，還是寫操作請求，如果是讀操作請求，則轉入第三模塊，如果是擦除操作請求，則轉入第七模塊，如果是寫操作請求，則轉入第八模塊；

第三模塊，用于執行讀操作請求，向上層文件系統返回該讀操作請求對應的目標頁的數據，計算該讀操作請求對應的目標頁對其所在閃存塊中其余目標頁產生的讀干擾的總和RDP_tgt；其中目標頁i對其所在閃存塊中其余的某一個目標頁j產生的讀干擾是通過以下方式計算的：

其中α_i表示第i頁的類型系數，β_j表示第j頁的類型系數，γ_ij表示第i頁和第j頁的相對位置系數，PE表示該閃存塊的編程擦除(P/E)周期，V_ij表示在讀取第i頁時第j頁是否有效；

第四模塊，用于判斷第三模塊中獲得的讀干擾的總和RDP_tgt是否大于干擾閾值RDP_th，若超過，則判定該目標頁為讀熱點頁，然后轉入第五模塊，否則轉入第九模塊；

第五模塊，用于從第一模塊中創建的存儲空間中的每一個空閑頁，根據與上述第三模塊相同的公式計算該空閑頁對該空閑頁所在閃存塊中的其余頁產生的讀干擾的總和，并將每個空閑頁對應的總和按照從小到大的順序進行排列，并從中選擇出總和最小的空閑頁Page_dst；

第六模塊，用于將第四模塊中判定的讀熱點頁中的數據遷移到第五模塊中選擇的空閑頁Page_dst，并將FTL中地址映射表中的讀熱點頁設置為無效頁，然后轉入第九模塊；

第七模塊，用于遍歷該擦除操作請求對應的閃存塊中的每個頁，并判斷其是否為SLC頁，或者是該閃存塊按順序編程時的前兩層中的低頁，如果是，則將該頁放入第一模塊中創建的存儲空間中，然后轉入第九模塊，否則轉入第九模塊；

第八模塊，用于根據寫操作請求對應的目標頁的頁號判斷該目標頁是否已位于存儲空間中，若是，則從存儲空間中刪除該目標頁，然后轉入第九模塊，否則轉入第九模塊；

第九模塊，用于判斷是否還有來自于閃存控制器的請求，如果沒有則過程結束，否則返回第二模塊。