[发明专利]一种缓解MLC闪存写干扰问题的方法

说明书

本发明公开了缓解MLC闪存写干扰问题的方法,其特征在于在写入FLASH一个字线wordline的LSB数据时,将LSB数据同时缓存在固态硬盘的缓冲区,在写入同一个字线wordline的MSB时先执行将硬盘缓存区中存储的LSB数据再次写入该字线的LSB区域,再执行将MSB数据写入MSB区域。通过在SSD的缓存中增加保存LSB数据，在写MSB数据前再次复写LSB数据，可更正闪存中可能已经被干扰的LSB数据，保证整个wordline上数据的正确性。

技术领域

本发明涉及固态硬盘控制技术，特别涉及一种缓解MLC闪存写干扰问题的方法。

背景技术

在闪存单元(Flash Cell)使用浮动栅晶体管(Floating Gate Transistor)的电压值来表示存储的数据，MLC(Multi Level Cell)闪存的闪存单元可以存储多个比特值，图1是MLC闪存的闪存单元示意图，MLC闪存单元的编程(program)要求分两步，第一步：编程闪存单元的LSB，第二步：编程闪存单元的MSB。没有进行编程的闪存单元处于擦除状态，只完成第一步编程的闪存单元处于非完全状态(partial program)，完成第二步编程的状态为完全状态。颗粒的验证过程中发现非完全状态闪存单元的阈值电压非常容易受临近闪存单元编程过程的影响，也就是说非完全状态闪存单元中存储的数据很容易发生比特翻转，即BER(比特出错概率)会增大，这会大大降低闪存的生命周期(lifetime)。

MLC闪存的物理构成如图2所示，多个闪存单元横向组成wordline，由于闪存单元分为LSB和MSB，所以每个wordline数据存储也可抽象为LSB和MSB两部分，单个wordline的编程必须先编程wordline的整个LSB，然后编程wordline的整个MSB，中间可以编程其他的wordline。

所谓的写干扰指的是对某个wordline进行编程时，会产生较大电压，这个电压会影响临近wordline的阈值电压，并且实验表明当临近wordline是非完全状态(partialprogram)时，这个影响是巨大的，很有可能巨大到翻转了临近wordline中某些闪存单元中存储的比特值，该影响程度基本由编程wordline的电压大小决定(而编程时的电压大小又由编程的数据类型决定)。这里列出一种最大化该影响的操作步骤，如图3所示(wordline1中的LSB为受攻击对象)：

第一步：对wordline0的LSB填全1数据，

第二步：对wordline1的LSB填受攻击的数据，这里的数据类型没有要求，

第三步：对wordline0的MSB填全0数据，

第四步：对wordline2的LSB填全0数据。

大量实验表明这种编程的步骤和数据类型能最大化的干扰wordline1 LSB中的数据，该LSB数据的BER会显著增加，其中每一步对BER的影响如图4所示，实验表明这种最坏干扰可使BER增大到正常值得4.9倍。当wordline的MSB编程成功后，该wordline处于完全状态，此后不受临近wordline的写干扰了。

发明内容

针对以上缺陷，本发明目的是如何降低写操作引入的写干扰问题的影响。

为了解决以上问题本发明提出了一种缓解MLC闪存写干扰问题的方法,存储单元由多个字线wordline组成,每个wordline分为:最低有效位LSB和最高有效位MSB，单个wordline的编程必须先编程wordline的所有LSB，然后再编程wordline的整个MSB，其特征在于在写入FLASH一个字线wordline的LSB数据时,将LSB数据同时缓存在固态硬盘的缓冲区,在写入同一个字线wordline的MSB时先执行将硬盘缓存区中存储的LSB数据再次写入该字线的LSB区域,再执行将MSB数据写入MSB区域。