[发明专利]具有编码和信号处理的闪存

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求以下美国临时申请的优先权，所有这些申请是共同转让的并且通过引用而整体结合于此： 

于2006年1月20日提交的名为“Flash Memory-Error CorrectionIssues”的第60/760,622号临时申请； 

于2006年1月25日提交的名为“Increase Storage Capacity of FlashMemory through Coding and Signal Processing”的第60/761,888号临时申请；以及 

于2006年2月8日提交的名为“Increase Storage Capacity of FlashMemory through Coding and Signal Processing”的第60/771,621号临时申请。 

本申请还与同时提交的名为“Method And System For Error CorrectionIn Flash Memory”、律师签号为MP0909的第号美国专利申请有关，该申请是共同转让的并且通过引用而整体结合于此。 

技术领域

本发明一般地涉及集成电路。更具体地说，本发明涉及用于在多级固态非易失性存储器中执行纠错的方法和系统。 

背景技术

诸如闪速EEPROM之类的固态非易失性存储器用于各种电子应用。闪存用于多种存储卡格式，例如紧凑式闪存(CF)、多媒体卡(MMC)和安全数字(SD)。这些卡片所用于的电子系统包括个人和笔记本计算机、手持计算设备、相机、MP3音频播放机，等等。闪速EEPROM存储器还用作许多主机系统中的海量存储装置。

传统的固态存储器将信息存储为可具有两种不同值之一(0或1)的一系列的二进制数字或者说“位”。位被集合在一起，以表示更大的数字。 

与多数固态非易失性存储设备一样，闪速EEPROM易受缺陷和故障的影响。差错由多种因素造成，这些因素包括由周围条件造成的存储状态的阈值电平的逐渐偏移以及来自存储设备的正常操作的压力，这些操作包括编程、擦除和读取操作。为了防止操作期间的差错，在闪存设备中利用了纠错码(ECC)技术。通常，控制器生成在编程操作期间被附加于数据扇区末端的冗余位(奇偶位)。例如，512字节的数据扇区可附加有16字节的ECC数据，从而产生528字节的页面。在读取操作期间，16字节ECC数据中所包括的冗余数据用于检测和校正从闪存读出的数据中的差错。 

对于传统的存储器，最大存储密度是由个体存储部件的大小以及可以集成在单个集成电路芯片上的存储部件的数目而决定的。通常，存储密度的增大是通过缩小用于制造存储单元的工艺几何的线宽来提供的。 

另一种用于增大固态非易失性存储器密度的技术是针对每个存储单元存储多于一位，亦称为多级存储单元。多级存储器利用对存储在电容性存储单元中的电荷量进行感测的读出放大器，而非感测电荷是否存储在给定存储单元(即二进制单元)中。通过将信息量化为大于二进制的单位(例如，4级(2位/单元)、8级(3位/单元)、16级(4位/单元)的单位等)并存储这些多级单位，可以增大存储密度。例如，单元可被编程为产生四种不同的阈值电平，这导致四种不同的读回电平。在每个单元有四级信号可用的情况下，两个数据位可被编码到每个固态非易失性存储单元中。因为每个存储单元可以存储多于单个位，因此多级存储器使得可以在不增加存储单元数目的情况下制造更高密度的存储器。仅仅作为示例，对于能够存储2位/单元的存储单元，可以存在三种编程状态和一种擦除状态。图1是针对具有4级量化的固态非易失性存储单元的、作为电压函数的简化概率分布函数(PDF)。在图1所示的存储单元中，利用了四种编程状态。如图所示，在某些固态非易失性存储器中，编程特性的PDF在较 低电压电平处具有更宽的分布。