[发明专利]固态存储设备中的读数电压计算

说明书

技术领域

本公开内容涉及数据存储系统。更具体地，本公开内容涉及用于计算固态数据存储设备中的读数电压电平的系统和方法。

背景技术

某些固态存储器设备(诸如闪存驱动器)在利用浮置栅极晶体管构成的存储器单元的阵列中存储信息。在单级单元(SLC)闪存设备中，每一个单元存储单个比特的信息。在多级单元(MLC)设备中，每一个单元存储两个或更多个比特的信息。当执行读取操作时，将单元的电荷电平与一个或多个电压基准值(也被称为“读数电压电平”或“电压阈值”)比较以确定单个单元的状态。在SLC设备中，可以使用单个电压基准值来对单元进行读取。在MLC设备中，使用多个基准电压值来对单元进行读取。某些固态存储设备允许存储器控制器设置读数电压电平。

各种因素可能导致固态存储器设备中的数据读取错误。这些因素包括随着时间的过去的电荷损失或泄露，以及由使用导致的设备磨损。当关于读取操作的比特错误的数量超出存储子系统的ECC(错误校正码)校正能力时，该读取操作失败。读数电压电平可以有助于设备对数据进行解码的能力。

附图说明

在附图中描绘的各个实施例是出于说明的目的，并不应当被解释为限制本发明的范围。此外，可以将不同的所公开的实施例的各种特征进行组合以构成另外的实施例，而这些实施例也是本公开内容的一部分。遍及附图，可以重复使用参考标记以指示参考元素之间的对应关系。

图1是示出了包括错误管理模块的固态存储设备的实施例的框图。

图2是示出了根据实施例的在非易失性固态存储器阵列中的单元的概率分布的图。

图3是示出了根据实施例的概率分布的状态交叉点偏移的图。

图4是示出了在示例性固态存储设备中的比特错误率相对于时间的关系数据的图。

图5是示出了根据实施例的用于计算读数电压电平值的过程的流程图。

图6A是示出了用于生成数据保留索引的过程的实施例的流程图。

图6B是示出了用于利用数据保留索引的过程的实施例的流程图。

图7是示出了在实施例中的读数电压电平偏移相对于比特错误计数的关系数据的图。

图8是示出了在实施例中的读数电压电平偏移数据的图。

图9至图10示出了在一个或多个实施例中的图形比特错误计数数据。

图11是示出了在实施例中的比特错误计数数据的图。

图12A是包括根据实施例的比特错误计数数据的表。

图12B是示出了在实施例中的比特错误计数数据的图。

图13是示出了用于使用多项式拟合来计算读数电压电平的过程的实施例的流程图。

图14是示出了在实施例中的累积状态分布信息的图。

图15是示出了在实施例中的累积状态分布信息的图。

图16是示出了用于使用多项式拟合来计算读数电压电平的过程的实施例的流程图。

具体实施方式

虽然描述了某些实施例，但是仅是以示例的方式给出这些实施例，并不旨在对保护范围有所限制。事实上，可以以多种多样的其它形式实现本文描述的新颖的方法和系统。此外，可以在不偏离保护范围的情况下对本文所描述的方法和系统的形式做出各种省略、替代以及改变。

概述

固态存储器中的数据存储单元(诸如每单元多级(MLC)闪速存储器)可以具有与不同的存储器状态对应的不同的阈值电压分布(V_t)电平。例如，在MLC实现方式中，固态存储器中的不同的存储器状态可以对应于范围在读数电压(VR)电平之间的电压电平的分布；当存储器单元的电荷落入特定的范围内时，对页的一个或多个读取可以揭示对应的该单元的存储器状态。在本文中，术语“读取”根据其广泛的和普通的意义，是相对于对固态存储器的电压读取来被使用的，并且其可以指代对包括多个单元(例如，上千个单元)的页的读取操作，或者可以是相对于单个存储器单元的电压电荷电平来被使用的。

读数电压电平可以被有利地设置为在存储器状态之间的裕量(margin)中的值。根据其电荷电平，存储器单元存储表征用户数据的不同的二进制数据。例如，基于其电荷电平，每一个单元通常落入由相关联的数据比特表征的存储器状态中的一个存储器状态。