用于自适应读取电平调节的系统和方法技术方案

使用第一读取电平电压从闪存中读取所请求数据。从所述读取的所请求数据中确定第一位值错误的数量和第二位值错误的数量。将所述第一位值错误的数量与所述第二位值错误的数量的错误比率与错误比率范围进行比较。基于所述错误比率与所述错误比率范围的所述比较调节所述第一读取电平电压。

System and method for adaptively reading level adjustment

The requested data is read from the flash memory using the first read level voltage. The number of the first bit error and the number of second bit error errors are determined from the requested data read. The error ratio of the number of first bit errors to the number of second bit values is compared with the error range. The first read level voltage is regulated based on the ratio of the error ratio to the error ratio range.

【技术实现步骤摘要】
用于自适应读取电平调节的系统和方法
技术介绍
本公开涉及如闪存等固态存储器，并且具体地涉及调节用于读取存储在固态存储器中的数据的读取电平。随着闪存寿命或者数据保留次数的增加，闪存单元的编程电平分布趋于分散和移位，导致增大的读取错误比率。随着闪存寿命或者数据保留次数的增加而调节读取电平可以降低读取错误比率。然而，许多读取电平调节算法在确定何时进行调节以及如何进行调节方面不是有效的。
技术实现思路
本主题技术涉及一种用于管理数据存储系统的方法，所述方法包括：使用第一读取电平电压从闪存中读取所请求数据；确定所述读取的所请求数据中的第一位值错误(firstbit-valueerror)的数量和第二位值错误(secondbit-valueerror)的数量；以及将所述第一位值错误的数量与所述第二位值错误的数量的错误比率与错误比率范围进行比较。在某些方面，所述数据存储系统可以进一步包括：基于所述错误比率与所述错误比率范围的所述比较调节所述第一读取电平电压。在某些方面，本主题技术涉及一种数据存储系统，所述数据存储系统包括：闪存；控制器，所述控制器被配置成用于执行一种用于控制所述数据系统的方法。所述控制器可以被进一步配置成用于执行以下操作：使用第一读取电平电压从所述闪存中的块中读取并解码所请求数据的多个码字；在已经读取并解码目标数量的码字之后，确定所述读取的所请求数据中的第一位值错误的数量和第二位值错误的数量；将所述第一位值错误的数量与所述第二位值错误的数量的错误比率与错误比率范围进行比较；以及基于所述错误比率与所述错误比率范围的所述比较调节所述第一读取电平电压。应理解的是，根据下面的具体实施方式，其中通过说明示出并描述了本公开的各种配置，本公开的其他配置将变得对本领域技术人员易于显而易见。如将认识到的，本公开能够有其他且不同的配置，并且其若干细节能够在各种其他方面被修改，所有均不会背离本公开的范围。因此，附图和具体实施方式应被认为是实际上说明性而非限制性的。附图说明图1是框图，描绘了根据本主题技术的各方面的数据存储系统的部件。图2包括根据本主题技术的各方面的MLC闪存的四个编程电平之间的单元分布的示例曲线图以及展示LSB读取错误、不同读取电平电压、和LSB错误比率之间的关系的示例曲线图。图3描绘了根据本主题技术的各方面的示出总LSB读取错误和读取电平电压之间的关系的示例曲线图。图4描绘了根据本主题技术的各方面的用于管理数据存储系统的示例过程的流程图。图5描绘了根据本主题技术的各方面的用于调节读取电平电压的示例过程的流程图。图6描绘了根据本主题技术的各方面的用于校准并调节读取电平电压的示例过程的流程图。图7描绘了根据本主题技术的各方面的用于优化读取电平电压的示例过程的流程图。图8描绘了根据本主题技术的各方面的用于校准并调节读取电平电压的示例过程的流程图。具体实施方式在下面阐述的具体实施方式意在作为本公开的各种配置的描述，并且并不意在表示可以实践本公开的唯一配置。附图结合在此并且构成具体实施方式的一部分。具体实施方式包括出于提供对本公开的全面理解的目的的具体细节。然而，将明显的是，在没有这些特定细节的情况下可以实践本公开。在一些实例中，以框图形式示出了结构和部件以便避免模糊本公开的概念。为了便于理解，相同的部件标记有相同的元件号。使用读取电平电压来读取闪存。当读取电平电压被设置为最优电平时，误比特率(BER)可以被最小化。然而，随着闪存设备寿命或闪存设备中的数据保留次数的增加，最优读取电平电压移位。如以下将详细描述的，本主题技术提供了用于自适应读取电平电压调节的系统和方法。本主题技术有效地确定何时调节读取电平电压并且可以使用在标准读取操作期间获得的度量来执行调节。本主题技术进一步有效地确定何时执行可能需要附加读取操作的校准操作。调节和校准操作两者允许系统在最小化执行以进行调节或校准的额外操作的数量的同时调节读取电平电压，以便说明闪存设备的寿命。图1是框图，描绘了根据本主题技术的各种实施方式的示例数据存储系统100的部件。数据存储系统100可以包括控制器105、存储介质110、闪存设备115、和接口120。控制器105可以使用存储介质110以便临时存储用于管理数据存储系统100的数据和信息。控制器105可以包括若干内部部件(未示出)，如一个或多个处理器、只读存储器(ROM)、闪存部件接口(例如，用于管理指令和沿着到闪存设备115的连接的数据传输的多路复用器)、I/O接口、错误校正码(ECC)模块等。ECC模块可以被配置成用于从自主机125处接收的数据中生成将要存储在闪存设备115中的码字，并且被配置成用于在向主机125发送经解码的数据之前对从闪存设备115处读取的码字进行解码。各种ECC解决方案可用于对数据进行编码和解码，以便生成码字。在一些方面，控制器105的一个或多个元件可以被集成到单个芯片中。在其他方面，所述元件可以在多个分立部件上实施。例如控制器105(使用一个或多个处理器)可以被配置成用于执行代码或指令(所述代码或指令用于执行本文中所描述的操作和功能)、管理请求流程和地址映射、以及执行计算和生成命令。控制器105的一个或多个处理器可以被配置成用于监测和控制控制器105和数据存储系统100中的部件的操作。一个或多个处理器可以包括通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)、控制器、状态机器、门逻辑、分立硬件部件或前述组合。一条或多条指令序列可以被存储为控制器105内的ROM上的固件。一条或多条指令序列可以被存储并从存储介质110、闪存设备115中读取，或从主机设备125中接收(例如，经由主机接口120)。ROM、存储介质110、闪存设备115表示机器或计算机可读介质的示例，由控制器105执行的指令/代码可以存储在所述机器或计算机可读介质上。机器或计算机可读介质通常可以指用于向控制器105和/或其处理器提供指令的任何有形的和/或非瞬态介质，包括易失性介质(如用于存储介质110或用于控制器105内的缓冲器的动态存储器)和非易失性介质(如电子介质、光学介质和磁介质)两者。数据存储系统100可以进一步包括主机接口120。主机接口120可以被配置成用于耦合至主机设备125，接收来自主机设备125的数据并将数据发送至主机设备。主机接口120可以包括用于可操作地将主机设备125耦合至控制器105的电连接和物理连接。主机接口120可以被配置成用于在主机设备125与控制器105之间传达数据、地址和控制信号。以此方式，控制器105被配置成用于响应于来自主机设备125的写命令而将从主机设备125处接收的数据存储在闪存设备115中，并且被配置成用于响应于来自主机设备125的读命令而读取存储在闪存设备115中的数据并经由主机接口120将所读取的数据递送至主机设备125。接口120可以使用任何专有或标准接口协议，包括但不限于：串行高级技术附件(SATA)、高级技术附件(ATA)、小型计算机系统接口(SCSI)、PCI扩展(PCI-X)、光纤通道、串行附接SCSI(SAS)、安全数字(SD)、嵌入式多媒体卡(EMMC)、通用闪存(UFS)和外围组件互连(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管理数据存储系统的方法，所述方法包括：使用第一读取电平电压从闪存中读取所请求数据；确定所述读取的所请求数据中的第一位值错误的数量和第二位值错误的数量；将所述第一位值错误的数量与所述第二位值错误的数量的错误比率与错误比率范围进行比较；以及基于所述错误比率与所述错误比率范围的所述比较调节所述第一读取电平电压。

【技术特征摘要】
2016.03.11 US 15/068,4271.一种用于管理数据存储系统的方法，所述方法包括：使用第一读取电平电压从闪存中读取所请求数据；确定所述读取的所请求数据中的第一位值错误的数量和第二位值错误的数量；将所述第一位值错误的数量与所述第二位值错误的数量的错误比率与错误比率范围进行比较；以及基于所述错误比率与所述错误比率范围的所述比较调节所述第一读取电平电压。2.如权利要求1所述的方法，其中，从闪存中读取所请求数据包括从所述闪存中的块中读取并解码多个码字，并且其中，在已经读取并解码目标数量的码字之后，确定所述第一位值错误的数量和所述第二位值错误的数量。3.如权利要求2所述的方法，进一步包括判定所述闪存中的所述块是否关闭，其中，从在所述闪存中的所述块关闭后所读取的数据中确定所述第一位值错误的数量和所述第二位值错误的数量。4.如权利要求2所述的方法，进一步包括将所述第一位值错误的数量与所述第二位值错误的数量之和与第一错误阈值进行比较，其中，当所述第一位值错误的数量与所述第二位值错误的数量之和大于或等于所述第一错误阈值时，将所述错误比率与所述错误比率范围进行比较。5.如权利要求4所述的方法，进一步包括判定当前码字读取是否是自所述块关闭以来的首次码字读取，其中，当所述码字读取是自所述块关闭以来的首次码字读取时，调节所述第一读取电平电压的偏移值，其中，当所述码字读取不是自所述块关闭以来的首次码字读取时，调节所述第一读取电平电压的移位值，并且其中，跨多个编程-擦除循环维持所述偏移值，并且在编程-擦除循环之间重置所述移位值。6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：将所述第一位值错误的数量和所述第二位值错误的数量与第二错误阈值进行比较；判定所述当前码字读取是否是自所述块关闭以来的首次码字读取；以及当所述第一位值错误的数量和所述第二位值错误的数量大于或等于所述第二错误阈值并且所述码字读取是自所述块关闭以来的首次码字读取时，校准所述第一读取电平电压。7.如权利要求6所述的方法，其中，校准所述第一读取电平电压包括：基于所述错误比率与目标比率的比较使所述第一读取电平电压步进一个增量；使用所述步进的第一读取电平电压从所述闪存中读取校准数据；重复地使所述第一读取电平电压步进并读取所述校准数据直到产生最小错误比率为止；以及基于为了产生所述最小错误比率而使所述第一读取电平电压所步进的增量数量来调节所述第一读取电平电压。8.如权利要求7所述的方法，其中，当所述第一位值错误的数量和所述第二位值错误的数量大于或等于所述第二错误阈值并且所述当前码字读取不是自所述块关闭以来的首次码字读取时，将所述错误比率与所述错误比率范围进行比较，并且基于所述比较调节所述第一读取电平电压。9.如权利要求8所述的方法，其中，调节所述第一读取电平电压包括：当所述错误比率低于所述错误比率范围时增大所述第一读取电平电压，当所述错误比率高于所述错误比率范围时减小所述第一读取电平电压，并且当所述错误比率在所述错误比率范围内时维持所述第一读取电平电压。10.如权利要求8所述的方法，进一步包括：确定使用所述经调节的第一读取电平电压读取的所述校准数据中的第一位值错误的数量和第二位值错误的数量；将来自所述读取的校准数据的所述第一位值错误的数量与所述第二位值错误的数量的错误比率与所述错误比率范围进行比较；以及基于来自所述读取的校准数据的所述错误比率与所述错误比率范围的所述比较来调节所述错误比率范围。11.如权利要求10所述的方法，其中，当来自所述读取的校准数据的所述错误比率在所述错误比率范围之外时，将所述错误比率范围的中心比率值调节至来自所述读取的校准数据的所述错误比率。12.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述经调节的第一读取电...

【专利技术属性】
技术研发人员：AG科梅蒂，
申请(专利权)人：西部数据科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US