一种高可靠性NAND Flash的读取方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及数据存储技术领域，公开了一种高可靠性NAND?Flash的读取方法及其系统，方法包括：在NAND?Flash的外围电路中存储N个读取电压，所述N个读取电压按大小排列形成N+1个电压区间，在外围电路中分别存储各电压区间的统计次数，N为大于1的奇数；当接到读取命令时，分别用所述N个读取电压读取该页中各存储单元的存储状态，获取N份读取结果；依次确定各存储单元的存储状态和所处的电压区间，确定该页的读取结果，以及，对所述N个读取电压进行调整。本发明专利技术采用多次读取的方式，暂存每次读取的结果进行比较，配合ECC校验，可有效减少大规模读取中错误读取的概率，提高读取操作的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据存储
，尤其涉及一种高可靠性NAND Flash的读取方法及其系统。
技术介绍
闪存（Flash Memory,闪速存储器，简称闪存）是诞生于20世纪80年代末的一种新型存储介质。由于具有非易失、高速、高抗震、低功耗、小巧轻便等优良特性，闪存近年来被广泛应用于移动通信、数据采集等领域的嵌入式系统和便携式设备上，如手机、便携式媒体播放器、数码相机、数码摄像机、传感器，也用于航空航天等领域，如航空航天器等。NANDFlash是一种可在线进行电擦写的非易失半导体闪存，具有擦写速度快、低功耗、大容量、低成本等优点，应用非常广泛。近年来，随着音乐播放器、移动电话和存储卡等市场的蓬勃发展，NAND Flash的出货量节节攀升，半导体厂商通过缩小工艺尺寸和采用多值技术（MLC/TLC），将NAND Flash的容量从几百Mbit提升到几个Gbit，但同时使得阈值电压的容限（即编程态的最小电压和擦除态的最大电压之间的范围）减小并且导致芯片的可靠性降低，因此，在现有工艺下，精确地调整NAND Flash的阈值电压就显得尤为重要。以单值型的NAND Flash为例，传统的单值型NAND Flash读取机制如上图1所示，其原理为：在编程态和擦除态的阈值电压之间（即编程态的最小电压和擦除态的最大电压之间）选择一个适当的读取电压，进行一次读取，大于此读取电压的存储单元(cell)统一确定为编程态，小于此读取电压的存储单元(cell)统一确定为擦除态。这种传统的一次读取方法存在一定缺陷。众所周知，存储单元的阈值分布本身存在非确定性，在经过多次编程擦除操作后，阈值的分布范围会进一步偏离理想，例如，在采用浮置栅的NANDFlash中，存在由影响阈值电压的元件的干扰效应引起的阈值电压的偏移现象，可能存在编程态和擦除态阈值窗口偏移的问题，例如存储器电压分布出现图2(a)或图2(b)所示的分布情况,甚至出现编程态和擦除态阈值窗口交叠的问题，例如存储器电压分布出现图2(c)所示的分布情况。此时，若采用传统的一次读取方式，在经过多次编程擦除操作后，会出现错误读取的位数逐渐增加，在进行大规模的页读取时，将很难直接得到最终正确的数据，造成读取错误。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种高可靠性NAND Flash的读取方法及其系统，能够有效降低出错位机率，提高读取操作的准确性，从而提高NAND Flash的可靠性。为达此目的，本专利技术提出了一种高可靠性NAND Flash的读取方法，在所述NAND Flash的外围电路中存储N个读取电压，所述N个读取电压按大小排列形成N+1个电压区间，在所述NAND Flash的外围电路中分别存储各电压区间的统计次数，所述N为大于1的奇数；当所述NAND Flash接到读取命令时，读取NAND Flash页的操作包括：分别用所述N个读取电压读取该NAND Flash页中各存储单元的存储状态，获取N份读取结果，其中所述存储状态为擦除态或编程态；依据所述N份读取结果，依次确定各存储单元的存储状态和所处的电压区间，当某存储单元位于某电压区间时，将该电压区间的统计次数加一，以及，依据所述各存储单元的存储状态确定该NAND Flash页的读取结果；对所述N+1个电压区间的统计次数进行分析，当满足预设调整条件时，对所述N个读取电压或所述N+1个电压区间的统计次数进行调整。进一步地，若该Nand Flash为ECC(Error Correcting Code,错误检查和纠正)闪存,则所述依据所述各存储单元的存储状态确定该NAND Flash页的读取结果之后还包括对该NAND Flash页的读取结果进行ECC校验。进一步地，所述依据所述N份读取结果，依次确定各存储单元的存储状态具体包括：在所述N份读取结果中，依次对各存储单元的存储状态进行统计，当某存储单元中编程态次数大于擦除态次数时，将该存储单元内容确定为擦除态，否则将该存储单元内容确定为编程态。进一步地，所述依次确定各存储单元所处的电压区间具体包括：从所述N份读取结果中，依次获取各存储单元的存储状态，当某存储单元在N份读取结果中的状态均为编程态时，将该存储单元所处的电压区间确定为大于最大读取电压的区间，当某存储单元在N份读取结果中的状态均为擦除态时，将该存储单元所处的电压区间确定为小于最小读取电压的区间，当某存储单元在某大小相邻的两读取电压的读取结果中的存储状态不同，将该存储单元所处的电压区间确定为该相邻两电压形成的区间。进一步地，所述N为3。根据本专利技术的同一构思，本专利技术还提供了一种高可靠性NAND Flash的读取系统，在所述NAND Flash的外围电路中存储有N个读取电压，以及所述N个读取电压按大小排列形成的N+1个电压区间的统计次数，所述N为大于1的奇数；包括：初步读取模块，用于当所述NAND Flash接到读取命令时，分别用所述N个读取电压读取该NAND Flash页中各存储单元的存储状态，获取N份读取结果，其中所述存储状态为擦除态或编程态；单元分析与数据获取模块，用于当所述NAND Flash接到读取命令时，依据所述初步读取模块获取的N份读取结果，依次确定各存储单元的存储状态和所处的电压区间，当某存储单元位于某电压区间时，将该电压区间的统计次数加一，以及，依据所述各存储单元的存储状态确定该NAND Flash页的读取结果；数据调整模块，用于当所述NAND Flash接到读取命令时，依据所述单元分析与数据获取模块中N+1个电压区间的统计次数，对所述N+1个电压区间的统计次数进行分析，当满足预设调整条件时，对所述N个读取电压或所述N+1个电压区间的统计次数进行调整。进一步地，还包括ECC校验模块，用于当该Nand Flash为ECC闪存时,将单元分析与数据获取模块读取的页的读取结果进行ECC校验。进一步地，所述单元分析与数据获取模块中依次确定各存储单元的存储状态具体包括：在所述N份读取结果中，依次对各存储单元的存储状态进行统计，当某存储单元中编程态次数大于擦除态次数时，将该存储单元内容确定为擦除态，否则将该存储单元内容确定为编程态。进一步地，所述单元分析与数据获取模块中依次确定各存储单元所处的电压区间具体包括：从所述N份读取结果中，依次获取各存储单元的存储状态，当某存储单元在N份读取结果中的状态均为编程态时，将该存储单元所处的电压区间确定为大于最大读取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高可靠性NAND?Flash的读取方法，其特征在于，在所述NAND?Flash的外围电路中存储N个读取电压，所述N个读取电压按大小排列形成N+1个电压区间，在所述NAND?Flash的外围电路中分别存储各电压区间的统计次数，所述N为大于1的奇数；当所述NAND?Flash接到读取命令时，读取NAND?Flash页的操作包括：分别用所述N个读取电压读取该NAND?Flash页中各存储单元的存储状态，获取N份读取结果，其中所述存储状态为擦除态或编程态；依据所述N份读取结果，依次确定各存储单元的存储状态和所处的电压区间，当某存储单元位于某电压区间时，将该电压区间的统计次数加一，以及，依据所述各存储单元的存储状态确定该NAND?Flash页的读取结果；对所述N+1个电压区间的统计次数进行分析，当满足预设调整条件时，对所述N个读取电压或所述N+1个电压区间的统计次数进行调整。

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性NAND Flash的读取方法，其特征在于，在所述NAND Flash
的外围电路中存储N个读取电压，所述N个读取电压按大小排列形成N+1个电
压区间，在所述NAND Flash的外围电路中分别存储各电压区间的统计次数，所
述N为大于1的奇数；
当所述NAND Flash接到读取命令时，读取NAND Flash页的操作包括：
分别用所述N个读取电压读取该NAND Flash页中各存储单元的存储状态，
获取N份读取结果，其中所述存储状态为擦除态或编程态；
依据所述N份读取结果，依次确定各存储单元的存储状态和所处的电压区
间，当某存储单元位于某电压区间时，将该电压区间的统计次数加一，以及，
依据所述各存储单元的存储状态确定该NAND Flash页的读取结果；
对所述N+1个电压区间的统计次数进行分析，当满足预设调整条件时，对
所述N个读取电压或所述N+1个电压区间的统计次数进行调整。
2.如权利要求1所述的高可靠性NAND Flash的读取方法，其特征在于，
若该Nand Flash为ECC闪存,则所述依据所述各存储单元的存储状态确定该
NAND Flash页的读取结果之后还包括对该NAND Flash页的读取结果进行ECC
校验。
3.如权利要求1或2所述的高可靠性NAND Flash的读取方法，其特征在
于，所述依据所述N份读取结果，依次确定各存储单元的存储状态具体包括：
在所述N份读取结果中，依次对各存储单元的存储状态进行统计，当某存储单
元中编程态次数大于擦除态次数时，将该存储单元内容确定为擦除态，否则将
该存储单元内容确定为编程态。
4.如权利要求3所述的高可靠性NAND Flash的读取方法，其特征在于，
所述依次确定各存储单元所处的电压区间具体包括：从所述N份读取结果中，

\t依次获取各存储单元的存储状态，当某存储单元在N份读取结果中的状态均为
编程态时，将该存储单元所处的电压区间确定为大于最大读取电压的区间，当
某存储单元在N份读取结果中的状态均为擦除态时，将该存储单元所处的电压
区间确定为小于最小读取电压的区间，当某存储单元在某大小相邻的两读取电
压的读取结果中的存储状态不同，将该存储单元所处的电压区间确定为该相邻
两电压形成的区间。
5.如权利要求3所述的高可靠性NAND Flash的读取方法，其特征在于，
所述N为3。
6.一种高可靠性NAND Flash的读取系统，其特征在于，在所述NAND...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱一明，苏志强，丁冲，张君宇，
申请(专利权)人：北京兆易创新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：