[發明專利]一種緩解MLC閃存寫干擾問題的方法

有效

• 申請號: 201711225524.0
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108154900B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 許毅;姚蘭;鄭春陽
• 申請（專利權）人: 深圳憶聯信息系統有限公司
• 主分類號: G11C16/34
• 分類號: G11C16/34;G06F3/06
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所 44298
• 代理人: 董紅海

本發明公開了緩解MLC閃存寫干擾問題的方法,其特征在于在寫入FLASH一個字線wordline的LSB數據時,將LSB數據同時緩存在固態硬盤的緩沖區,在寫入同一個字線wordline的MSB時先執行將硬盤緩存區中存儲的LSB數據再次寫入該字線的LSB區域,再執行將MSB數據寫入MSB區域。通過在SSD的緩存中增加保存LSB數據，在寫MSB數據前再次復寫LSB數據，可更正閃存中可能已經被干擾的LSB數據，保證整個wordline上數據的正確性。

技術領域

本發明涉及固態硬盤控制技術，特別涉及一種緩解MLC閃存寫干擾問題的方法。

背景技術

在閃存單元(Flash Cell)使用浮動柵晶體管(Floating Gate Transistor)的電壓值來表示存儲的數據，MLC(Multi Level Cell)閃存的閃存單元可以存儲多個比特值，圖1是MLC閃存的閃存單元示意圖，MLC閃存單元的編程(program)要求分兩步，第一步：編程閃存單元的LSB，第二步：編程閃存單元的MSB。沒有進行編程的閃存單元處于擦除狀態，只完成第一步編程的閃存單元處于非完全狀態(partial program)，完成第二步編程的狀態為完全狀態。顆粒的驗證過程中發現非完全狀態閃存單元的閾值電壓非常容易受臨近閃存單元編程過程的影響，也就是說非完全狀態閃存單元中存儲的數據很容易發生比特翻轉，即BER(比特出錯概率)會增大，這會大大降低閃存的生命周期(lifetime)。

MLC閃存的物理構成如圖2所示，多個閃存單元橫向組成wordline，由于閃存單元分為LSB和MSB，所以每個wordline數據存儲也可抽象為LSB和MSB兩部分，單個wordline的編程必須先編程wordline的整個LSB，然后編程wordline的整個MSB，中間可以編程其他的wordline。

所謂的寫干擾指的是對某個wordline進行編程時，會產生較大電壓，這個電壓會影響臨近wordline的閾值電壓，并且實驗表明當臨近wordline是非完全狀態(partialprogram)時，這個影響是巨大的，很有可能巨大到翻轉了臨近wordline中某些閃存單元中存儲的比特值，該影響程度基本由編程wordline的電壓大小決定(而編程時的電壓大小又由編程的數據類型決定)。這里列出一種最大化該影響的操作步驟，如圖3所示(wordline1中的LSB為受攻擊對象)：

第一步：對wordline0的LSB填全1數據，

第二步：對wordline1的LSB填受攻擊的數據，這里的數據類型沒有要求，

第三步：對wordline0的MSB填全0數據，

第四步：對wordline2的LSB填全0數據。

大量實驗表明這種編程的步驟和數據類型能最大化的干擾wordline1 LSB中的數據，該LSB數據的BER會顯著增加，其中每一步對BER的影響如圖4所示，實驗表明這種最壞干擾可使BER增大到正常值得4.9倍。當wordline的MSB編程成功后，該wordline處于完全狀態，此后不受臨近wordline的寫干擾了。

發明內容

針對以上缺陷，本發明目的是如何降低寫操作引入的寫干擾問題的影響。

為了解決以上問題本發明提出了一種緩解MLC閃存寫干擾問題的方法,存儲單元由多個字線wordline組成,每個wordline分為:最低有效位LSB和最高有效位MSB，單個wordline的編程必須先編程wordline的所有LSB，然后再編程wordline的整個MSB，其特征在于在寫入FLASH一個字線wordline的LSB數據時,將LSB數據同時緩存在固態硬盤的緩沖區,在寫入同一個字線wordline的MSB時先執行將硬盤緩存區中存儲的LSB數據再次寫入該字線的LSB區域,再執行將MSB數據寫入MSB區域。