一种消除Nand误码率不一致的方法及固态硬盘技术

本发明专利技术公开了一种消除Nand误码率不一致的方法，其特征在于固态硬盘中增加一个经验差值表，所述经验差值表记录了块在不同的擦写次数和保持时间下的优选读电压阀值与默认阀值电压的差值；固态硬盘采用默认读阈值电压正常的数据读，当出现读出错时，根据当前块的擦写次数和保持时间查找经验差值表，找到是否存在对应的差值，如果存在则直接采用该差值调整该块的读阀值电压；如果不存在则采用重读方式或校准读方式通过尝试不同的读阀值电压，找到最优的读电压读取数据，并计算该块的擦写次数和保持时间对应的差值电压，并将该数据添加到经验差值表中。能有效消除3D Nand不同Page误码率率不一致的现象，同时能快速预测优化的读阈值电压。

【技术实现步骤摘要】
一种消除Nand误码率不一致的方法及固态硬盘
本专利技术涉及固态硬盘控制技术，特别涉及一种消除Nand误码率不一致的方法及固态硬盘。
技术介绍
固态存储领域，存储密度和成本等因素正加速3DNandFlash的应用。3DNand特殊的内部构造和制造工艺，导致其表现出的特性与传统的2DNand截然不同。本专利关注的误码率率即是其中一个方面。同一个Block下，不同Page的误码率率(ErrorBits)在某种3DNand中表现并不是相同的,是存在较大波动的。这种误码率率不一致的特性会影响数据存储的可靠性，同时也对固件设计提出比较高的需求。误码率率的来源是读阈值电压与Vth分布存在非最优匹配的情况。在Vth分布固定的情况下，读阈值电压偏离最优阈值电压越远，表现出来的特征就是误码率率越高。同理，在固定读阈值电压的情况下，Vth分布产生移位，移位导致的最优阈值电压离固定的读阈值电压越远，误码率率越高。在误码率率比较高的情况下，可采用调节读阈值电压的方式使得当前读阈值电压尽可能靠近最优阈值电压来降低误码率率。图1表示的是某一种3DNand的TLCPage的Vth分布示意图，图2中L4与L5分布之间的缺省读电压DefaultReadLevel相比最优读电压OptimizedReadLevel会加大误码率率。3DNandBlock内不同区域的PageVth分布存在移位情况(即相当于图2中L0～L7的Vth分布相对于0V整体偏移)，当使用同一种默认读阈值电压，这些PageVth分布的最优阈值电压和默认读阈值电压的差值也不同，表现出来的不同区域Page的误码率率不一致。而2DNand其内部构造决定了不同Page的Vth分布类似，所以同一个Block的Page误码率率比较一致。
技术实现思路
针对以上缺陷，本专利技术目的是如何消除或降低Nand误码率不一致。为了解决以上问题本专利技术提出了一种消除Nand误码率不一致的方法，其特征在于固态硬盘中增加一个经验差值表，所述经验差值表记录了块在不同的擦写次数和保持时间下的优选读电压阀值与默认阀值电压的差值；固态硬盘采用默认读阈值电压正常的数据读，当出现读出错时，根据当前块的擦写次数和保持时间查找经验差值表，找到是否存在对应的差值，如果存在则直接采用该差值调整该块的读阀值电压；如果不存在则采用重读方式或校准读方式通过尝试不同的读阀值电压，找到最优的读电压读取数据，并计算该块的擦写次数和保持时间对应的差值电压，并将该数据添加到经验差值表中。所述的消除Nand误码率不一致的方法，其特征在于所述经验差值表通过对同批次Nand进行抽样，并抽取多个块同时作老化测试，获得多个块不同擦写次数和保持时间下的差值，建立完整的经验差值表，将该经验差值表作为该批次固态硬盘的推进经验差值表。所述的消除Nand误码率不一致的方法，其特征在于所述经验差值表通过在固态硬盘中选取至少一个块作为测试块，在固态硬盘系统空闲时对该数据块进行不同的擦写测试并获取不同擦写次数下的差值，并将测试获得的数据添加到经验差值表中。一种固态硬盘，其特征在于中增加一个经验差值表，所述经验差值表记录了块在不同的擦写次数和保持时间下的优选读电压阀值与默认阀值电压的差值；固态硬盘采用默认读阈值电压正常的数据读，当出现读出错时，根据当前块的擦写次数和保持时间查找经验差值表，找到是否存在对应的差值，如果存在则直接采用该差值调整该块的读阀值电压；如果不存在则采用重读方式或校准读方式通过尝试不同的读阀值电压，找到最优的读电压读取数据，并计算该块的擦写次数和保持时间对应的差值电压，并将该数据添加到经验差值表中。所述的固态硬盘，其特征在于所述经验差值表通过对同批次Nand进行抽样，并抽取多个块同时作老化测试，获得多个块不同擦写次数和保持时间下的差值，建立完整的经验差值表，将该经验差值表作为该批次固态硬盘的推进经验差值表。所述的固态硬盘，其特征在于所述经验差值表通过在固态硬盘中选取至少一个块作为测试块，在固态硬盘系统空闲时对该数据块进行不同的擦写测试并获取不同擦写次数下的差值，并将测试获得的数据添加到经验差值表中。本专利技术的有益效果是：能有效消除3DNand不同Page误码率率不一致的现象，同时能快速预测优化的读阈值电压以达到消除PECycle和Retention因素对误码率率的影响。附图说明图1表示的是某一种3DNand的TLCPage的Vth分布示意图；图2是最优读电压与默认读电压阀值的差异示意图；图3是经过多次擦写后最优读电压发生变化的示意图；图4是消除误码率率不一致的方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。3DNandBlock内不同区域的PageVth分布存在移位情况(即相当于图2中L0～L7的Vth分布相对于0V整体偏移)，当使用同一种默认读阈值电压，这些PageVth分布的最优阈值电压和默认读阈值电压的差值也不同，表现出来的不同区域Page的误码率率不一致。而2DNand其内部构造决定了不同Page的Vth分布类似，所以同一个Block的Page误码率率比较一致。关于Vth分布，通过大量实验数据分析得到有以下两个特点：1、同一种Nand，不同Block的相同Page的Vth分布规律相似，即相同Page的误码率率相似。2、当擦写次数PECycle和保持时间Retention条件一致时，同一种Nand的不同Block的Vth分布变化规律相似，同向等距离位移(分布移位)和同样的Vth形态上的变化(分布变宽变矮)，如图3和图2所示。3、假设BlockA的PageN和PageM的最优阈值电压与默认读阈值电压的差值分别为ΔVn、ΔVm。经过一定的PECycle和Retention后，PageN、PageM的Vth分布产生变化，其最优阈值电压与默认读阈值电压的差值分别为ΔVn’、ΔVm’。基于前面两个特点，可推知：1、同一种Nand所有Block的PageN和PageM的最优阈值电压与默认读阈值电压的差值近似为ΔVn和ΔVm；2、与BlockAPECycle和Retention一致的所有Block的PageN和PageM的最优阈值电压与默认读阈值电压的差值近似为ΔVn’、ΔVm’；3、ΔVn’-ΔVn≈ΔVm’-ΔVm；基于这些特性，事先获取3DNand的PageN和PageM的ΔVn和ΔVm后，在PECycle和Retention条件发生变化后，只需要获取ΔVn’，就能推导出ΔVm’。消除误码率率不一致的途径有两种：重读ReadRetry和校准读CalibrationRead，后者精度高于前者，两种方法均依赖NandFlash的支持，NandFlash内部改变读阈值电压，使得读阈值电压趋向于最优阈值电压。但这两种方法耗时多，每次都应用这两种方法去降低误码率率存在不可取之处。本方案通过CalibrationRead采集某一种3DNand的阈值电压偏移量，最优阈值电压与默认读阈值电压的偏移量，此阈值电压偏移量作为基准值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除Nand误码率不一致的方法，其特征在于固态硬盘中增加一个经验差值表，所述经验差值表记录了块在不同的擦写次数和保持时间下的优选读电压阀值与默认阀值电压的差值；固态硬盘采用默认读阈值电压正常的数据读，当出现读出错时，根据当前块的擦写次数和保持时间查找经验差值表，找到是否存在对应的差值，如果存在则直接采用该差值调整该块的读阀值电压；如果不存在则采用重读方式或校准读方式通过尝试不同的读阀值电压，找到最优的读电压读取数据，并计算该块的擦写次数和保持时间对应的差值电压，并将该数据添加到经验差值表中。

【技术特征摘要】
1.一种消除Nand误码率不一致的方法，其特征在于固态硬盘中增加一个经验差值表，所述经验差值表记录了块在不同的擦写次数和保持时间下的优选读电压阀值与默认阀值电压的差值；固态硬盘采用默认读阈值电压正常的数据读，当出现读出错时，根据当前块的擦写次数和保持时间查找经验差值表，找到是否存在对应的差值，如果存在则直接采用该差值调整该块的读阀值电压；如果不存在则采用重读方式或校准读方式通过尝试不同的读阀值电压，找到最优的读电压读取数据，并计算该块的擦写次数和保持时间对应的差值电压，并将该数据添加到经验差值表中。2.根据权利要求1所述的消除Nand误码率不一致的方法，其特征在于所述经验差值表通过对同批次Nand进行抽样，并抽取多个块同时作老化测试，获得多个块不同擦写次数和保持时间下的差值，建立完整的经验差值表，将该经验差值表作为该批次固态硬盘的推进经验差值表。3.根据权利要求1所述的消除Nand误码率不一致的方法，其特征在于所述经验差值表通过在固态硬盘中选取至少一个块作为测试块，在固态硬盘系统空闲时对该数据块进行不同的擦写测试并获取不同擦写次数下的差值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江龙，
申请(专利权)人：深圳忆联信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44