本文作者:kaifamei

一種存儲器的操作方法、存儲器及存儲系統與流程

更新時間:2025-12-28 08:53:50 0條評論

一種存儲器的操作方法、存儲器及存儲系統與流程



1.本技術涉及存儲器技術領域,尤其涉及一種存儲器的操作方法、存儲器及存儲系統。


背景技術:



2.最近,隨著存儲器的發展,存儲器可以是易失性的或非易失性的。非易失性存儲器即使在未通電的情況下也能夠保持數據,因此已經廣泛用于蜂窩電話、數碼相機、個人數字助理、移動計算設備、非移動計算設備和其它設備中,尤其是3d nand閃存應用尤為廣泛。3d nand閃存通過在其包含的存儲單元的柵介質層中捕獲和存儲電荷來實現數據存儲的功能。但隨著存儲時間的增加,存儲單元的柵介質層的電荷會緩慢泄漏;而反復讀取存儲單元時,存儲單元的柵介質層的電荷又會被捕獲,類似編程。不論怎樣,存儲單元的柵介質層的電荷的變化會引起存儲單元的閾值電壓的變化,從而影響對存儲單元存儲數據的讀取的正確性。


技術實現要素:



3.有鑒于此,本技術提供一種存儲器的操作方法、存儲器及存儲系統,以解決上述技術問題。
4.為達到上述目的,本技術的技術方案是這樣實現的:
5.第一方面,本技術實施例提供一種存儲器的操作方法,包括:
6.獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓;
7.基于所述至少一組讀取電壓中的初始電壓值和偏移電壓值分別執行讀取操作,獲得每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;
8.確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值;
9.基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓。
10.第二方面,本技術實施例還提供一種存儲器,包括:存儲陣列,所述存儲陣列包括存儲單元;
11.及與所述存儲陣列耦接且被配置為控制所述存儲陣列的外圍電路;
12.所述外圍電路,被配置為:執行上述所述操作方法。
13.第三方面,本技術實施例還提供一種存儲系統,包括:一個或多個前述所述的存儲器;以及耦接在所述存儲器的存儲器控制器;所述存儲器控制器,被配置為:向所述存儲器發送第一命令;所述存儲器,被配置為:響應于所述第一命令,執行前述所述操作方法。
14.第四方面,本技術實施例還提供一種存儲系統,包括:一個或多個存儲器;以及耦接在所述存儲器的存儲器控制器;其中,
15.所述存儲器控制器,被配置為:獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓;基于所述至少一組讀取電壓中的初始電壓值和偏移電壓值分別向所述存儲器中包含的一個存儲面發送相應的讀取命令;
16.所述存儲器,被配置為:響應于所述相應的讀取命令,讀取相應的存儲面;向所述存儲器控制器發送所述存儲面中每一存儲單元的讀取結果;
17.所述存儲器控制器,還被配置為:接收所述讀取結果;統計每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值;基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓。
18.第五方面,本技術實施例還提供一種存儲系統,包括:一個或多個存儲器;以及耦接在所述存儲器的存儲器控制器;其中,
19.所述存儲器控制器,被配置為:獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓;基于所述至少一組讀取電壓中初始電壓值和偏移電壓值分別向所述存儲器中包含的一個存儲面發送相應的讀取命令;
20.所述存儲器,被配置為:響應于所述相應的讀取命令,讀取相應的存儲面;統計每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;向所述存儲器控制器發送所述數量;
21.所述存儲器控制器,還被配置為:接收所述數量;確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值;基于所述差值確定用于區別所述兩個相鄰存儲態的存儲單元的最優讀取電壓。
22.本技術實施例提供一種存儲器的操作方法、存儲器及存儲系統。其中,所述存儲器的操作方法包括:獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓;基于所述至少一組讀取電壓中的初始電壓值和偏移電壓值分別執行讀取操作,獲得每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值;基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓。本技術實施例提供的存儲器的操作方法,通過設置包含多個電壓值的至少一組讀取電壓,利用每一個電壓值分別對所述存儲器的存儲單元執行讀取操作,獲得讀取結果滿足設定條件的數量;然后,依據屬于同一組讀取電壓中每兩個相鄰的電壓值對應的所述數量之間的差值,再基于所述差值確定用于區分所述存儲器的存儲單元的與該組讀取電壓對應的兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓。以獲得的最優讀取電壓讀取所述存儲器的相應存儲單元,極大地增加了正確讀取該存儲單元存儲的數據的概率。
附圖說明
23.當結合附圖閱讀時,從以下具體實施例方式中可以最好地理解本技術的方面。注意,根據工業匯總的標準實踐,各種特征沒有按照比例繪制。事實上,為了討論的清楚,各特征的尺寸可以任意地增加或減小。
24.圖1示出相關技術中具有存儲器的示例性系統的塊圖;
25.圖2示出具有存儲器的示例性存儲卡的示意圖;
26.圖3示出具有存儲器的示例性固態硬盤(ssd)的示意圖;
27.圖4示出包含外圍電路的示例性存儲器的示意圖;
28.圖5示出包含nand存儲器串的示例性存儲陣列的截面的側視圖;
29.圖6示出包含存儲陣列和外圍電路的示例性存儲器的塊圖;
30.圖7示出本技術實施例提供的存儲器的操作方法的流程示意圖;
31.圖8示出本技術實施例提供的存儲單元任意兩個相鄰存儲態的閾值電壓分布示意圖;
32.圖9示出本技術實施例提供第一組讀取電壓的關系示意圖;
33.圖10示出本技術實施例提供的采用圖9中所示的多個電壓值分別讀取一個存儲面時每一個存儲面包含的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的的數量的示意圖;
34.圖11示出本技術實施例提供的圖10中所示每兩個相鄰電壓值對應的差值的示意圖;
35.圖12示出本技術實施例提供的具有拐點的各差值的示意圖;
36.圖13示出本技術實施例提供的所述至少一組讀取電壓包括第一組讀取電壓和第二組讀取電壓時,第一組讀取電壓包含的初始電壓值vrdn1大于第二組讀取電壓包含的初始電壓值vrdn2的一種關系示意圖;
37.圖14示出本技術實施例提供的一種實現本技術實施例提供的操作方法的流程示意圖;
38.圖15示出本技術實施例提供的另一種實現本技術實施例提供的操作方法的流程示意圖。
具體實施方式
39.以下公開提供了用于實施所提供的主題的不同特征的許多不同實施例或示例。下面描述部件和布置的具體示例以簡化本技術。當然,這些僅僅是示例,而不是限制性的。例如,在以下描述中,第一特征形成在第二特征之上或上可以包括其中第一特征和第二特征直接接觸形成的實施例,并且還可以包括附加特征可以形成在第一特征與第二特征之間使得第一特征和第二特征可以不直接接觸的實施例。另外,本技術可能在各種示例中重復參考數據和/或字母。這樣重復是為了簡單和清楚的目的,并且其本身不指示所討論的各種實施例和/或構造之間的關系。
40.此外,諸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“下部”、“在
……
上方”、“上部”等空間相對術語在本中為了便于描述可以用于描述一個元件或特征與(一個或多個)另一元件或特征的如圖中所示的關系。空間相對術語旨在涵蓋除了圖中描繪的取向之外的在器件使用或操作中的不同取向。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或在其他取向下),并且本文所用
的空間相對描述詞也可以被相應的解釋。
41.下面結合附圖進行詳細的說明本技術的技術方案。
42.圖1示出相關技術中具有存儲器的示例性系統的塊圖。在圖1中,系統100可以是移動電話、臺式計算機、膝上型計算機、平板計算機、車輛計算機、游戲控制臺、打印機、定位設備、可穿戴電子設備、智能傳感器、虛擬現實(vr,virtual reality)設備、增強現實(ar,argument reality)設備或者其中具有儲存器的任何其他合適的電子設備。如圖1所示,系統100可以包括主機108和存儲系統102,其中,存儲系統102具有一個或多個存儲器104和存儲器控制器106;主機108可以是電子設備的處理器,如中央處理單元(cpu,central processing unit)或者片上系統(soc,system of chip),其中,片上系統例如可以為應用處理器(ap,application processor)。主機108可以被配置為將數據發送到存儲器104或從存儲器104接收數據。具體的,存儲器104可以是本技術中公開的任何存儲器。比如,相變隨機存取存儲器(pcram,phase change random access memory)、三維nand閃存等等。
43.根據一些實施方式,存儲器控制器106耦合到存儲器104和主機108。并且被配置為控制存儲器104。存儲器控制器106可以管理存儲在存儲器104中的數據,并與主機108通信。在一些實施例中,存儲器控制器106被設計為用于在低占空比環境中操作,比如在安全數字(sd,secure digital)卡、緊湊型閃存(cf,compact flash)卡、通用串行總線(usb,universal serial bus)閃存驅動器、或用于在諸如個人計算器、數字相機、移動電話等低占空比環境的電子設備中使用的其他介質。在一些實施例中,存儲器控制器106被設計為用于在高占空比環境中操作,比如固態驅動器(ssd,solid state drive)或嵌入式多媒體卡(emmc,embedded muti media card),其中ssd或emmc用作諸如智能電話、平板計算機、膝上型計算機等高占空比環境的移動設備的數據儲存器以及企業存儲陣列。存儲器控制器106可以被配置為控制存儲器104的操作,例如讀取、擦除和編程操作。存儲器控制器106還可以被配置為管理關于存儲在或要存儲在存儲器104中的數據的各種功能,包括但不限于壞塊管理、垃圾收集、邏輯到物理地址轉換、損耗均衡等。在一些實施方式中,存儲器控制器106還被配置為處理關于從存儲器104讀取的或者被寫入到存儲器104的數據的糾錯碼(ecc,error correction code)。存儲器控制器106還可以執行任何其他合適的功能,例如,格式化存儲器104。存儲器控制器106可以根據特定通信協議與外部設備(例如,主機108)通信。例如,存儲器控制器106可以通過各種接口協議中的至少一種與外部設備通信,接口協議例如usb協議、mmc協議、外圍部件互連(pci,peripheral component interconnection)協議、pci高速(pci-e,pci express)協議、高級技術附件(ata,advanced technology attachmnet)協議、串行ata協議、并行ata協議、小型計算機小型接口(scsi,small computer small interface)協議、增強型小型磁盤接口(esdi,enhanced small disk interface)協議、集成驅動電子設備(ide,integrated drive electronics)協議、firewire協議等。
44.存儲器控制器106和一個或多個存儲器104可以集成到各種類型的存儲設備中,例如,包括在相同封裝(例如,通用閃存存儲(ufs)封裝或emmc封裝)中。也就是說,存儲系統102可以實施并且封裝到不同類型的終端電子產品中。在如圖2所示的一個示例中,存儲器控制器106和單個存儲器104可以集成到存儲器卡202中。存儲器卡可以包括pc卡(pcmcia,個人計算機存儲器卡國際協會)、cf卡、智能媒體(sm)卡、存儲器棒、多媒體卡(mmc、rs-mmc、
mmcmicro)、sd卡(sd、minisd、microsd、sdhc)、ufs等。存儲器卡還可以包括將存儲器卡與主機(例如,圖1中的主機108)耦合的存儲器卡連接器204。在如圖3所示的另一示例中,存儲器控制器106和多個存儲器104可以集成到ssd 302中。ssd還可以包括將ssd與主機(例如,圖1中的主機108)耦合的ssd連接器304。在一些實施方式中,ssd的存儲容量和/或操作速度大于存儲器卡的存儲容量和/或操作速度。此外,存儲器控制器106還可以被配置為控制存儲器104的擦除、讀取、寫入操作。
45.圖4示出包含外圍電路的示例性存儲器的示意圖。在圖4所示,存儲器104可以包括存儲陣列401和耦合在所述存儲陣列401的外圍電路402,其中,存儲陣列401可以是nand閃存存儲陣列,其中,存儲單元406以nand存儲器串408的陣列的形式提供,每個nand存儲器串408在襯底(未示出)上方垂直地延伸。在一些實施例中,每個nand存儲器串408包括串聯耦合并且垂直地堆疊的多個存儲單元406。每一個存儲單元406可以保持連續模擬值,例如,電壓或電荷,其取決于在存儲單元406的存儲區域內捕獲的電子的數量。每一個存儲單元406可以是包括浮柵晶體管的浮柵類型的存儲單元,或者是包括電荷捕獲晶體管的電荷捕獲類型的存儲單元。
46.在一些實施例中,每個存儲單元406是具有兩種可能的存儲器狀態并且因此可以存儲一位數據的單級單元(slc,single level cell),例如,第一存儲器狀態“0”可以對應第一電壓范圍,并且第二存儲器狀態“1”可以對應于第二電壓范圍。在一些實施例中,每個存儲單元406是具有四個或者多于四個存儲器狀態的多級單元(mlc,multi level cell),例如,mlc可以每單元存儲兩位,每單元存儲三位(又被稱為三級單元(tlc,trinary level cell),或者每單元存儲四位(又被稱為四級單元(qlc,quadruple level cell)。需要說明的是,這里所說的存儲器狀態也就是本技術所說的存儲單元的存儲態。不同類型的存儲單元,具有不同數量的存儲態,比如,slc類型的存儲單元,具有2個存儲態(也即兩個存儲器狀態),其中,這2個存儲態包括:一個編程狀態,一個擦除狀態。再比如,mlc類型的存儲單元,具有4個存儲態,其中,這4個存儲態包括:一個擦除狀態和三個編程狀態。又比如,tlc類型的存儲單元,具有8個存儲態,其中,這8個存儲態包括:一個擦除狀態和七個編程狀態。在一些實施例中,qlc類型的存儲單元,具有16個存儲態,其中,這16個存儲態包括:一個擦除狀態和十五個編程狀態。
47.如圖4所示,每個nand存儲器串408可以包括在其源極端處的源極選擇柵極(ssg)410和在其漏極端處的漏極選擇柵極(dsg)412。ssg 410和dsg412可以被配置為在讀取和編程(或寫入)操作期間激活選定的nand存儲器串408(陣列的列)。在一些實施例中,同一塊404中的nand存儲器串408的源極通過同一源極線(sl)414(比如,公共sl)耦合。換句話說,根據一些實施方式,同一塊404中的所有nand存儲器串408具有陣列公共源極(acs)。根據一些實施方式,每個nand存儲器串408的dsg412耦合到相應的位線416,可以經由輸出總線(未示出)從位線416讀取和寫入數據。在一些實施例中,每個nand存儲器串408被配置為通過經由一個或多個dsg線413將選擇電壓(比如,高于具有dsg412晶體管的閾值電壓)或取消選擇電壓(比如,0伏特(v))施加到相應的dsg412和/或經由一個或多個ssg線415將選擇電壓(比如,高于具有ssg410的晶體管的閾值電壓)或取消選擇電壓(比如,0v)施加到相應的ssg410而被選擇或被取消選擇。
48.如圖4所示,nand存儲器串408可以被組織為多個塊404,多個塊404的每一個可以
具有公共源極線414(比如,耦合到地)。在一些實施例中,每個塊404是具有擦除操作的基本數據單位,即,同一塊404上的所有存儲單元406同時被擦除。為了擦除選定塊404中的存儲單元406,可以用擦除電壓(vers)(比如,高正電壓20v或更高)偏置耦合到選定塊404以及與選定塊404同一面(plane)中的未選定塊404的源極線414。應該理解,在一些示例中,可以在半塊級、在四分之一塊級耦或者具有任何合適數量的塊或塊的任何合適的分數的級執行擦除操作。相鄰nand存儲器串408的存儲單元406可以通過字線418耦合,字線418選擇存儲單元406的哪一行接收讀取和編程操作。在一些實施例方式中,耦合在同一字線418的存儲單元406稱之為(物理)頁420。頁420是用于編程操作或讀取操作的基本數據單位,以位為單元的一頁420的大小可以與一個塊404中由字線418耦合的nand存儲器串408的數量相關。每個字線418可以包括在相應頁420中的每一個存儲單元406處的多個控制柵極(柵極電極)以及耦合控制柵極的柵極線。
49.圖5示出了根據本技術的一些方面的包括nand存儲單元串408的示例性存儲陣列401的截面的側視圖。如圖5中所示,nand存儲單元串408可以在襯底501上方垂直地延伸穿過存儲器堆疊層502。襯底501可以包括硅(例如,單晶硅)、硅鍺(sige)、砷化鎵(gaas)、鍺(ge)、絕緣體上硅(soi)、絕緣體上鍺(goi)或者任何其他合適的材料。
50.存儲器堆疊層502可以包括交替的柵極導電層503和柵極到柵極電介質層504。存儲器堆疊層502中的柵極導電層503和柵極到柵極電介質層504的對的數量可以確定存儲陣列401中的存儲單元406的數量。柵極導電層503可以包括導電材料,導電材料包括但不限于鎢(w)、鈷(co)、銅(cu)、鋁(al)、多晶硅、摻雜硅、硅化物或其任何組合。在一些實施方式中,每個柵極導電層503包括金屬層,例如,鎢層。在一些實施方式中,每個柵極導電層503包括摻雜多晶硅層。每個柵極導電層503可以包括圍繞存儲單元406的控制柵極,并且可以在存儲器堆疊層502的頂部處橫向地延伸作為dsg線413、在存儲器堆疊層502的底部處橫向地延伸作為ssg線415、或者在dsg線413與ssg線415之間橫向地延伸作為字線418。
51.如圖5中所示,nand存儲單元串408包括垂直地延伸穿過存儲器堆疊層502的溝道結構505。在一些實施方式中,溝道結構505包括填充有(一種或多種)半導體材料和(一種或多種)電介質材料的溝道孔。在一些實施方式中,半導體溝道包括硅,例如,多晶硅。在一些實施方式中,存儲器膜是包括隧穿層、存儲層(又稱為“電荷捕獲/存儲層”)和阻擋層的復合電介質層。溝道結構505可以具有圓柱形狀(例如,柱形狀)。根據一些實施方式,半導體溝道、隧穿層、存儲層和阻擋層以此順序從柱的中心朝向柱的外表面徑向布置。隧穿層可以包括氧化硅、氮氧化硅或其任何組合。存儲層可以包括氮化硅、氮氧化硅或其任何組合。阻擋層可以包括氧化硅、氮氧化硅、高介電常數(高k)電介質或其任何組合。在一個示例中,存儲器膜可以包括氧化硅/氮氧化硅/氧化硅(ono)的復合層。
52.返回參考圖4,外圍電路402可以通過位線416、字線418、源極線414、ssg線415和dsg線413耦合到存儲陣列401。外圍電路402可以包括任何合適的模擬、數字以及混合信號電路,以用于通過經由位線416、字線418、源極線414、ssg線415和dsg線413將電壓信號和/或電流信號施加到每個目標存儲單元406以及從每個目標存儲單元406感測電壓信號和/或電流信號來促進存儲陣列401的操作。外圍電路402可以包括使用金屬-氧化物-半導體(mos)技術形成的各種類型的外圍電路。例如,圖6示出了一些示例性外圍電路,外圍電路402包括頁緩沖器/感測放大器604、列解碼器/位線驅動器606、行解碼器/字線驅動器608、
電壓發生器610、控制邏輯單元612、寄存器614、接口616和數據總線618。應當理解,在一些示例中,還可以包括圖7中未示出的附加外圍電路。
53.頁緩沖器/感測放大器604可以被配置為根據來自控制邏輯單元612的控制信號從存儲陣列401讀取數據以及向存儲陣列401編程(寫入)數據。在一個示例中,頁緩沖器/感測放大器604可以存儲要被編程到存儲陣列401的一個頁420中的一頁編程數據(寫入數據)。在另一示例中,頁緩沖器/感測放大器604可以執行編程驗證操作,以確保數據已經被正確地編程到耦合到選定字線418的存儲單元406中。在又一示例中,頁緩沖器/感測放大器604還可以感測來自位線416的表示存儲在存儲單元406中的數據位的低功率信號,并且在讀取操作中將小電壓擺幅放大到可識別的邏輯電平。列解碼器/位線驅動器606可以被配置為由控制邏輯單元612控制,并且通過施加從電壓發生器610生成的位線電壓來選擇一個或多個nand存儲器串408。
54.行解碼器/字線驅動器608可以被配置為由控制邏輯單元612控制,并且選擇/取消選擇存儲陣列401的塊404并且選擇/取消選擇塊404的字線418。行解碼器/字線驅動器608還可以被配置為使用從電壓發生器610生成的字線電壓來驅動字線418。在一些實施方式中,行解碼器/字線驅動器608還可以選擇/取消選擇并且驅動ssg線415和dsg線413。如下文詳細描述的,行解碼器/字線驅動器608被配置為對耦合到(一個或多個)選定字線418的存儲單元406執行擦除操作。電壓發生器610可以被配置為由控制邏輯單元612控制,并且生成要被供應到存儲陣列401的字線電壓(例如,讀取電壓、編程電壓、通過電壓、局部電壓、驗證電壓等)、位線電壓和源極線電壓。
55.控制邏輯單元612可以耦合到上文描述的每個外圍電路,并且被配置為控制每個外圍電路的操作。寄存器614可以耦合到控制邏輯單元612,并且包括狀態寄存器、命令寄存器和地址寄存器,以用于存儲用于控制每個外圍電路的操作的狀態信息、命令操作碼(op碼)和命令地址。接口616可以耦合到控制邏輯單元612,并且充當控制緩沖器,以緩沖從主機(未示出)接收的控制命令并且并將其中繼到控制邏輯單元612,以及緩沖從控制邏輯單元612接收的狀態信息并且將其中繼到主機。接口616還可以經由數據總線618耦合到列解碼器/位線驅動器606,并且充當數據i/o接口和數據緩沖器,以緩沖數據并且將其中繼到存儲陣列401或從存儲陣列401中繼或緩沖數據。
56.基于上述描述的存儲系統及存儲器,存儲單元存儲的電荷會隨時間的增加、反復讀操作等而變化,因而會影響數據讀取的正確性。通常可以從預設讀取電壓偏移量表中的偏移電壓加到初始電壓值上,通過反復嘗試到能夠正確讀取數據的一組偏移電壓。存儲器的存儲塊中的數據在經過長時間存儲后,每個存儲頁中的存儲單元存在不同的閾值電壓偏移。那么,在大量讀取數據時需要反復輪詢預設讀取電壓偏移量表,再疊加上硬件解碼和軟件解碼等操作,耗費的時間比較長,這樣的讀取過程明顯影響存儲器的性能,尤其是對于企業級應用,會造成服務質量(qos,quality of service)無法達標。
57.為了解決上述技術問題,本技術實施例提供一種存儲器的操作方法,具體參看如圖7所示,所述操作方法可以包括:
58.s701:獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓。
59.需要說明的是,本技術實施例提供的存儲器的操作方法是一種確定最優讀取電壓的方法。這里,存儲器的存儲單元可以是slc、mlc、tlc、qlc等等類型。所說的兩個相鄰存儲態可以是指任意類型的存儲單元的任意的兩個相鄰的存儲態,也就是說,本技術實施例提供的操作方法適用于為任意的兩個相鄰的存儲態確定最優的讀取電壓。
60.對于如何區分存儲單元的兩個相鄰存儲態,參見如圖8所示,其示出存儲單元的任意兩個相鄰存儲態對應的閾值電壓分布示意圖。在圖8中,虛線包圍的區域f1和f2分別表示存儲態為p1和p2的存儲單元的電荷數發生變化前的閾值電壓分布。在此時,對存儲器進行數據讀取時,采用初始電壓值v

施加到存儲單元上。很明顯可以看出,初始電壓值v

大于f1對應的存儲單元的閾值電壓,小于f2對應的存儲單元的閾值電壓,因此,存儲單元的電荷數發生變化前,采用初始電壓值v

讀取處于存儲態p1或存儲態p2的存儲單元時,能夠很輕松地區分該存儲單元處于存儲態p1還是存儲態p2,以便獲得該存儲單元內存儲的數據。然而在存儲器的使用過程中,隨著使用時間的增長,存儲器的讀干擾、編程擦除次數、數據保持能力和交叉溫度均會發生變化,各個存儲單元的閾值電壓也會隨之發生變化。圖8中的區域f3和f4分別表示存儲態為p1和p2的存儲單元的電荷數發生變化后的閾值電壓分布。圖8中f3和f4分別相對于f1和f2的形態出現偏移和展寬。在初始電壓值v

附近出現了兩個存儲態之間的交疊區。此時,再采用初始電壓值v

讀取各個存儲單元上的數據時,可能會將處于區域2的存儲態p2錯判為存儲態p1,將處于區域1的存儲態p1狀態錯判為存儲態p2,并且閾值電壓等于初始電壓值v

時,同樣無法正確判斷存儲單元處于存儲態p1還是存儲態p2,增加了讀取錯誤的幾率。
61.隨著存儲時間的增加及讀取次數的增多,上述存儲單元的閾值電壓偏移是不可避免的,為了得到正確的讀取數據,存儲器中設置有采用錯誤糾正碼(ecc,error correcting code)糾錯的功能。應該知道的是,統計出錯的位數越少,需要ecc糾正的位數就越少,這樣正確讀取的幾率就越大,所需讀取時間就越少,那么,此時對應的讀取電壓就是最優的。從圖8所示的兩個相鄰存儲態閾值電壓分布而言,讀取電壓v

在f3和f4對應的兩個存儲態的交點m處時,統計出錯的位數最少,該讀取電壓v

也就是最優讀取電壓。該交點m也可以稱之為兩個相鄰存儲態對應的閾值電壓范圍交疊的谷底位置。也就是說,本技術實施例提供的操作方法也就是確定該谷底位置或該谷底位置的方向,以確定最優的讀取電壓。
62.這里,所述每一組讀取電壓包括的初始電壓值可以是指用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓,其中,所述預設讀取電壓可以是經驗值;也可以是存儲器出廠時配置的默認值,該默認值是在存儲器出廠之前經過大量的模擬實驗得出的。每一個初始電壓值在以往的讀取過程中能夠區分兩個相鄰存儲態。
63.在一些實施例中,所述獲得至少一組讀取電壓,可以包括:
64.確定至少一個所述初始電壓值;
65.基于所述至少一個所述初始電壓值中的第一初始電壓值,按照相等的偏移量依次遞增或遞減獲得相對所述第一初始電壓值具有一定偏移量的第一偏移電壓值;
66.基于所述第一初始電壓值和所述第一偏移電壓值獲得相應的一組讀取電壓;
67.基于每一組所述相應的一組讀取電壓獲得所述至少一組讀取電壓。
68.需要說明的是,兩個相鄰存儲態在實際使用過程中可能存在多個具有一定電壓差值的多個初始電壓值。又基于前述描述,初始電壓值可能是經驗值,也可能是出廠時的默認
值,因此,這里所說的確定至少一個初始電壓值就是獲得以往的多個經驗值或者出廠測試的多個默認值。
69.在得到至少一個初始電壓值后,對所述至少一個初始電壓值中的每一個初始電壓值進行偏移處理,獲得相對于每一個初始電壓值具有一定偏移量的偏移電壓值,以此,將每一初始電壓值與其對應的偏移電壓值組成一組讀取電壓,最終獲得至少一組讀取電壓。由于對于每一組讀取電壓的獲取方式類似,僅以第一初始電壓值為例進行說明。所述第一初始電壓值為所述至少一個初始電壓值中的任一個初始電壓值。
70.具體的,基于所述第一初始電壓值,按照相等的偏移量依次遞增或遞減獲得相對所述第一初始電壓值具有一定偏移量的第一偏移電壓值;然后,將所述第一初始電壓值與所述第一偏移電壓值組成相對于第一初始電壓值的一組讀取電壓。
71.舉例來說,如圖9所示。在圖9中,假設第一初始電壓值為vrdn,相對于所述第一初始電壓值具有一定偏移量的偏移電壓值依次為:vrdn_1、vrdn_2、vrdn_3、vrdn_4,其中這些偏移電壓值在在初始電壓值vrdn的一側(左側),按照相等的偏移量依次遞減。應該知道的是,這僅是一種示例,還可以在初始電壓值的右側,按照相等的偏移量依次遞增。
72.還需注意的是,對于所述至少一個初始電壓值中的不同初始電壓值來說,獲得對應的偏移電壓值的相等的偏移量可以相等,也可以不等。
73.舉例來說,假設所述至少一個初始電壓值包括第一初始電壓值和第二初始電壓值,其中,第一初始電壓值獲得偏移電壓值的相等的偏移量為u毫伏(mv),所述第二初始電壓值獲得偏移電壓的相等的偏移量可以為u mv,也可以不同于u mv的任何可能的值。
74.s702:基于所述至少一組讀取電壓中的初始電壓值和偏移電壓值分別執行讀取操作,獲得每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量。
75.在一些實施例中,所述基于所述至少一組讀取電壓中的初始電壓值和偏移電壓值分別執行讀取操作,獲得每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量,可以包括:
76.采用所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包含的初始電壓值和偏移電壓值分別讀取所述存儲器中的一個存儲面;
77.統計每一個電壓值讀取的存儲面中包含的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量。
78.需要說明的是,存儲器可以包括多個存儲面(plane)。在實際應用過程中,在對存儲器的各存儲單元進行編程操作以存儲數據前,要存儲的數據會進行擾碼處理,以便減少連續的數字0或連續的數字1的出現,進而保證數字0或數字1出現的概率接近50%,這也就造成了對于同一存儲態而言,存儲器的各存儲面中包含的該存儲態的存儲單元數量基本相等,因此可以采用一組讀取電壓中的電壓值分別讀取存儲器的一個存儲面,以統計每一個存儲面中處于該存儲態的存儲單元的數量。
79.這里,讀取結果滿足設定條件可以是指讀取結果為設定數字為滿足設定條件,其中,所述設定數字可以為1或0。在一種可選的實施方式中,具有小于讀取電壓的閾值電壓的存儲單元的讀取結果為設定數字(設定數字為1),那么,具有大于讀取電壓的閾值電壓的存儲單元的讀取結果為0;在另一種可選的實施方式中,具有大于讀取電壓的閾值電壓的存儲單元的讀取結果為設定數字(設定數字為0),那么,具有小于讀取電壓的閾值電壓的存儲單
元的讀取結果為1。
80.這里描述的讀取過程也就是:采用所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包含的初始電壓值和偏移電壓值分別讀取存儲器中的一個存儲面;然后統計每一個存儲面中包含的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量(或者說,個數)。也就是,將所述至少一組讀取電壓中每一組讀取電壓中的每一個電壓值分別施加到存儲器中的一個存儲面,以進行一次讀取,然后,統計每一個存儲面中包含的讀取結果為設定數字的存儲單元有多少。
81.舉例來說,如圖10所示,在所述至少一組讀取電壓包括一組讀取電壓時,若所述一組讀取電壓包括:vrdn、vrdn_1、vrdn_2、vrdn_3、vrdn_4,所述設定數字為1時,上述的讀取過程也就是,利用vrdn、vrdn_1、vrdn_2、vrdn_3、vrdn_4分別讀取存儲器中一個存儲面,如分別讀取存儲器的存儲面plane0、plane1、plane2、plane3、plane4。然后,統計每一個存儲面中讀取結果為1的存儲單元的個數,比如,plane0包含的讀取結果為1的存儲單元的個數為:c1_vrdn、plane1包含的讀取結果為1的存儲單元的個數為:c2_vrdn、plane2包含的讀取結果為1的存儲單元的個數為:c3_vrdn、plane3包含的讀取結果為1的存儲單元的個數為:c4_vrdn、plane4包含的讀取結果為1的存儲單元的個數為:c5_vrdn。
82.s703:確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值。
83.這里,屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值可以是指:某一初始電壓值和其對應的偏移電壓中的每兩個相鄰的電壓值,比如,初始電壓值vrdn以及其對應的偏移電壓值vrdn_1、vrdn_2、vrdn_3、vrdn_4中的每兩個相鄰的電壓值分別為:(vrdn,vrdn_1);(vrdn_1,vrdn_2);(vrdn_2,vrdn_3);(vrdn_3,vrdn_4)。基于上面統計的該組讀取電壓中每一個電壓值對應的存儲面包含的讀取結果為設定數字的存儲單元的數量,可以得到對應于每兩相鄰電壓值對應的數量之間的差值可以分別為:
84.e1_vrdn=c1_vrdn-c2_vrdn;
85.e2_vrdn=c2_vrdn-c3_vrdn;
86.e3_vrdn=c3_vrdn-c4_vrdn;
87.e4_vrdn=c4_vrdn-c5_vrdn。
88.其中,屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值可直觀的參見圖11所示的各差值的示意圖。
89.s704:基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓。
90.在一些實施例中,所述至少一組讀取電壓包含第一組讀取電壓,所述基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓,可以包括:
91.在所述差值的變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致時,確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中初始電壓值的偏移方向;
92.基于所述偏移方向和預設讀取電壓偏移量表確定所述最優讀取電壓。
93.需要說明的是,這里描述的是,所述至少一組讀取電壓僅包含第一組讀取電壓,也就是,僅包含一個初始電壓值以及相對于該初始電壓值的偏移電壓值。在該種情況下,基于所述差值確定最優讀取電壓可以又分為兩種情況:一種是,所述差值的變化區趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致時如何確定最優讀取電壓;一種是,所述差值的變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致時如何確定最優讀取電壓。
94.對于前一種情況來說,在所述差值的變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致時,先確定最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中初始電壓值的偏移方向;然后,根據偏移方向和預設讀取電壓偏移量表確定所述最優讀取電壓。其中,所述預設讀取電壓偏移量表可以包括通過大量經驗或者實驗獲得的多組預設電壓偏壓量。在使用時,將該預設讀取電壓偏移量表中的每一個預設電壓偏移量加載到默認的初始讀取電壓(比如,v

或者vrdn,也可以是其值)上,得到每次的讀取電壓,通過反復嘗試直到到一組能夠正確讀取數據的一組預設偏移電壓量,以獲得最優的一組讀取電壓,進而增加正確讀取數據的幾率。具體的預設讀取電壓偏移量表如表1所示。
95.需要說明的是,表1中的rd1至rd7表示不同的初始讀取電壓,由于不同類型的存儲單元包含存儲態的個數不同,在這些存儲態中用于每兩個相鄰存儲態的默認的初始讀取電壓是不同的,也就是預設讀取電壓偏移量表包含的是每兩個相鄰存儲態的默認的初始讀取電壓對應的一組預設偏移電壓量。每一組預設偏移電壓量均包括向比默認的初始讀取電壓大的方向增加的正向偏移量和向比默認的初始讀取電壓小的方向減小的負向偏移量,比如,對于默認的初始讀取電壓rd7來說,+v1、+v2、+v3、+v4為正向偏移量,其中,v1、v2、v3、v4的數值依次增大;-v5至-v11為負向偏移量,其中,v5至v11的數值依次減小。
96.表1預設讀取電壓偏移量表1
[0097][0098]
在一些實施例中,所述確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值的偏移方向,可以包括:
[0099]
在所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值依次遞減時,確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值的偏移方向為向左偏移;
[0100]
在所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值依次遞增時,確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值的偏移方向為向右偏移。
[0101]
具體來說,在所述第一組讀取電壓的偏壓電壓值在所述第一組讀取電壓的初始電壓值的左側,且變化趨勢相對于所述第一組讀取電壓的初始電壓值依次遞減時,確定所述
最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓的初始電壓值的偏移方向為向左偏移,也即是,所述最優讀取電壓在所述第一初始電壓值的左側;在所述所述第一組讀取電壓的偏移電壓值在所述第一組讀取電壓的初始電壓值的右側,且變化趨勢相對于所述第一組讀取電壓的初始電壓值依次遞增時,確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓的初始電壓值的偏移方向為向右偏移,也就是,最優讀取電壓在所述第一組讀取電壓的初始電壓值的右側。
[0102]
在獲得所述最優讀取電壓的偏移方向后,在一些實施例中,所述基于所述偏移方向和預設讀取電壓偏移量表確定所述最優讀取電壓,可以包括:
[0103]
基于所述偏移方向從所述預設讀取電壓偏移表中選擇第一最優偏移量;
[0104]
基于所述第一最優偏移量和所述第一組讀取電壓中的初始電壓值確定所述最優讀取電壓。
[0105]
需要說明的是,在確定最優讀取電壓的偏移方向后,可以從所述預設讀取電壓偏移表中選擇第一最優偏移量;然后基于所述第一最優偏移量和所述第一組讀取電壓中的初始電壓值值確定所述最優讀取電壓。這里,所述第一最優偏移量可以包括至少一個預設偏移電壓量。在所述第一最優偏移量包括多個預設偏移電壓量時,所述基于所述第一最優偏移量和所述第一組讀取電壓中的初始電壓值值確定所述最優讀取電壓可以是指將第一最優偏移量包含的每一個預設偏移電壓量加載到對應的默認的初始讀取電壓上,進行多次實驗到能夠正確讀取存儲單元的存儲的數據的預設偏移電壓量,進行獲得最優讀取電壓。通過這樣的方式,在確定最優讀取電壓的偏移方向后,可以在預設讀取電壓偏移表中到向最優讀取電壓靠攏的一組第一最優偏移量,后續采用這些第一最優偏移量中的一個或多個預設偏移電壓量加載到對應的默認的初始讀取電壓,以獲得多個讀取電壓,縮小了反復嘗試獲取能夠正確讀取數據的所需的預設偏移電壓量的范圍,減少了重讀比率。
[0106]
舉例來說,參見表2所示。若第一組讀取電壓包含的初始電壓值vrdn1為-v5時,且所述最優讀取電壓相對于該初始電壓值-v5的偏移方向為向左偏移,也就是向小于該初始電壓值的方向偏移。基于此,結合表1中所示預設讀取電壓偏移量表,得到第一最優偏移量包括的預設偏移電壓量包括-v5至-v11,然后利用這幾個預設偏移電壓量加載到默認的初始讀取電壓rd7上,嘗試獲取所述最優讀取電壓,這樣不必嘗試正向的+v1至+v4,縮小了反復嘗試獲取能夠正確讀取數據的所需的預設偏移電壓量的范圍,減少了重讀比率。
[0107]
表2預設讀取電壓偏移量表2
[0108][0109]
對于后一種情況,在一些實施例中,所述方法還可以包括:
[0110]
在所述差值的變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致時,確定所述差值中的最小差值;
[0111]
基于所述最小差值確定所述最優讀取電壓。
[0112]
需要說明的是,根據存儲器的存儲單元的閾值電壓分布的特點而言,所述差值的變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致時,也就是,所述差值的變化趨勢不是單調變化的,是中間包含拐點(最小差值)的,這就說明,以所述第一組讀取電壓中的電壓值讀取處于所述兩個相鄰存儲態之一的存儲單元時,各電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元數量不是單調變化的,也就說明,這兩個相鄰存儲態之間存在交點。根據前述圖9所示,在兩個相鄰存儲態對應的閾值電壓分布存在的交點m時對應的讀取電壓v

為最優的讀取電壓。因此,該差值的拐點對應的所述第一組讀取電壓中的兩個相鄰電壓值之間的范圍包含交點m時對應的讀取電壓v

,也就是最優讀取電壓。
[0113]
舉例來說,如前圖11所示的各差值的示意圖。在e2_vrdn《e3_vrdn《e1_vrdn/e4_vrdn(如圖12所示)時,可以確定e2_vrdn為最小差值,該最小差值對應的兩個相鄰電壓值中間包含最優讀取電壓。
[0114]
在一些實施例中,所述基于所述最小差值確定所述最優讀取電壓,可以包括:
[0115]
從所述第一組讀取電壓中的偏移電壓值中確定與所述最小差值對應的兩個相鄰的電壓值;
[0116]
確定所述兩個相鄰的電壓值的平均電壓值為所述最優讀取電壓。
[0117]
需要說明的是,這里的最優讀取電壓也就是所述最小差值對應兩個相鄰的電壓值的平均電壓值。
[0118]
在實際應用過程中,在獲得所述最小差值對應兩個相鄰的電壓值后,從預設讀取電壓偏移表中,確定所述兩個相鄰的電壓值之間的一個或者多個預設偏移電壓量;然后,按照前述從第一最優偏移量包含的預設偏移電壓量獲取最優讀取電壓的方式,從所述兩個相鄰的電壓值之間的一個或者多個預設偏移電壓量獲得最優讀取電壓。
[0119]
前面描述的方案是在所述至少一組讀取電壓僅包含第一組讀取電壓的最優讀取電壓的確定方式。在一些實施例中,所述至少一組讀取電壓還包括第二組讀取電壓,其中,
所述第二組讀取電壓中的初始電壓值與所述第一組讀取電壓中的初始電壓值之間具有一定的電壓差;所述第二組讀取電壓中的偏移電壓值與所述第一組讀取電壓中的偏移電壓值位于所述第二組讀取電壓中的初始電壓值與所述第一組讀取電壓中的初始電壓值之間;所述差值包括第一組讀取電壓對應的第一子差值和第二組讀取電壓對應第二子差值;
[0120]
所述基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓,包括:
[0121]
基于所述第一子差值的第一變化趨勢和/或所述第二子差值的第二變化趨勢確定所述最優讀取電壓;
[0122]
其中,所述第二組讀取電壓中的初始電壓值大于或小于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值。
[0123]
需要說明的是,這里描述的方案是所示至少一組讀取電壓包含第一組讀取電壓和第二組讀取電壓,其中,所述第一組讀取電壓包含的初始電壓值與所述第二組讀取電壓包含的初始電壓值之間具有一定的電壓差;所述第一組讀取電壓包含的初始電壓值大于或小于所述第二組讀取電壓包含的初始電壓值;所述第一組讀取電壓包含的偏移電壓值和所述第二組讀取電壓包含的偏移電壓值在所述第一組讀取電壓的初始電壓值與所述第二組讀取電壓的初始電壓值之間,需要說明的是,只有這種偏移電壓值在兩個初始電壓值之間時,利用前述兩組讀取確定所述最優讀取電壓才能實現,具體參考圖13所示;前述的所述差值包括所述第一組讀取電壓對應的第一子差值和所述第二組讀取電壓對應的第二子差值。在這種情況下,所述最優讀取電壓的確定可以包括:基于所述第一子差值的第一變化趨勢和/或所述第二子差值的第二變化趨勢確定。需要說明的是,
[0124]
由于不論是所述第一組讀取電壓包含的初始電壓值大于或小于所述第二組讀取電壓包含的初始電壓值,確定所述最優讀取電壓的方式一樣。
[0125]
因此,在一些實施例中,在所述第一組讀取電壓中的初始電壓值大于所述第二組讀取電壓中的初始電壓值時,所述基于所述第一子差值的第一變化趨勢和/或所述第二子差值的第二變化趨勢確定所述最優讀取電壓,包括:
[0126]
在所述第一變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致、所述第二變化趨勢與所述第二組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致時,基于所述第一子差值的最小值確定所述最優讀取電壓。
[0127]
需要說明的是,這種情況下,第一子差值之間包含拐點,拐點對應的所述第一組讀取電壓中的電壓值之間包含最優讀取電壓。具體如何獲得前述已經描述清楚,在此不再贅述。
[0128]
在另一些實施例中,所述操作方法還包括:
[0129]
在所述第一變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致且在所述第二變化趨勢與所述第二組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致時,基于所述第一子差值的最小值和/或所述第二子差值的最小值確定最優讀取電壓。
[0130]
需要說明的是,這種情況下,若所述第一子差值與所述第二子差值對應的拐點是一個,那么,基于所述第一子差值中的最小值對應的第一組讀取電壓中的兩個相鄰的電壓值確定所述最優讀取電壓,或基于所述第二子差值中的最小值對應的第二組讀取電壓中的兩個相鄰的電壓值確定所述最優讀取電壓。具體如何確定前述在僅包含第一組讀取電壓時已經詳細描述過,在此不再贅述。若所述第一子差值與所述第二子差值對應的拐點不一樣,
那么,基于所述第一子差值中的最小值對應的第一組讀取電壓中的兩個相鄰的電壓值和基于所述第二子差值中的最小值對應的第二組讀取電壓中的兩個相鄰的電壓值確定所述最優讀取電壓。
[0131]
具體的,假設所述第一子差值中的最小值對應的第一組讀取電壓中的兩個相鄰的電壓值分別為:第一電壓值和第二電壓值;所述第二子差值中的最小值對應的第二組讀取電壓中的兩個相鄰的電壓值分別為:第三電壓值和第四電壓值,基于此,基于所述第一電壓值、所述第二電壓值、所述第三電壓值和所述第四電壓值確定所述最優讀取電壓的方式可以采用以下幾種:
[0132]
第一種,以所述第一電壓值、第二電壓值、第三電壓值以及第四電壓值的平均電壓值為所述最優讀取電壓。
[0133]
第二種,基于預設讀取電壓偏移量表獲得第一電壓值、第二電壓值、第三電壓值以及第四電壓值組成的電壓值范圍內包含的一個或多個預設偏移電壓量,然后按照前述的嘗試方式獲得最優讀取電壓。
[0134]
第三種,獲得第一電壓值與第二電壓值之間的第一平均電壓值;以及獲得第三電壓值與第四電壓值之間的第二平均電壓值;然后,基于基于預設讀取電壓偏移量表獲得所述第一平均電壓值與第二平均電壓值組成的電壓值范圍內包含的一個或多個預設偏移電壓量,然后按照前述的嘗試方式獲得最優讀取電壓。
[0135]
需要說明的是,前述三種基于所述第一電壓值、所述第二電壓值、所述第三電壓值和所述第四電壓值確定所述最優讀取電壓的方式,僅是三種示例,在實際應用過程中,還包含其他可能的實現方式,其具體實現的過程扔不脫離本技術所述的技術方案,在此不再一一贅述。
[0136]
在另一些實施例中,所述操作方法還包括:
[0137]
在所述第一變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致、所述第二變化趨勢與所述第二組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致時,基于所述第二子差值的最小值確定所述最優讀取電壓。
[0138]
需要說明的是,這里的情況,第二子差值之間包含拐點,拐點對應的所述第二組讀取電壓中的電壓值之間包含最優讀取電壓。具體如何獲得前述已經描述清楚,在此不再贅述。
[0139]
在又一些實施例中,所述操作方法還包括:
[0140]
在所述第一變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致且所述第二變化趨勢與所述第二組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致時,確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值的第一偏移方向;以及確定所述最優讀取電壓相對于所述第二組讀取電壓中的初始電壓值的第二偏移方向;
[0141]
基于所述第一偏移方向和所述第二偏移方向從所述預設讀取電壓偏移量表確定第二最優偏移量;
[0142]
基于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值、所述第二組讀取電壓中的初始電壓值和所述第二最優偏移量確定所述最優讀取電壓。
[0143]
需要說明的是,前述已經限定,所述第一組讀取電壓中的初始電壓值大于所述第二組讀取電壓中的初始電壓值,因此,確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓
中的初始電壓值的偏移方向為向左偏移,也即,所述第一偏移方向為所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值的偏移方向為向左偏移;確定所述最優讀取電壓相對于所述第二組讀取電壓中的初始電壓值的偏移方向為向右偏移,以即,所述第二偏移方向為所述最優讀取電壓相對于所述第二組讀取電壓中的初始電壓值的偏移方向為向右偏移。基于此,基于所述第一偏移方向和第二偏移方向,從預設讀取電壓偏移量表中,獲得所述第二最優偏移量包含的一個或多個預設偏移電壓量,基于這些預設偏移電壓量按照前述描述的嘗試方式獲得最優讀取電壓,具體方式在此不再贅述。
[0144]
舉例來說,參見表3所示。若第一組讀取電壓的初始電壓值vrdn1為-v8;所述第二組讀取電壓的初始電壓值vrdn2為-v6時,由于v5至v11的數值依次減小,那么,-v5至-v11向負方向偏移量越小,因此,vrdn1大于vrdn2。此時,所述第二最優偏移量包含的一個或多個預設偏移電壓量包括-v6至-v8,然后,基于這些預設偏移電壓量獲得最優讀取電壓,前述已經描述基于預設偏移電壓量如何確定最優讀取電壓,在此不再贅述。
[0145]
表3預設讀取電壓偏移量表3
[0146][0147]
在一些實施例中,所述操作方法可在所述存儲器空閑時使用或在用戶操作期間使用。
[0148]
需要說明的是,本技術實施例提供的操作方可以在存儲器空閑時使用或者用戶操作期間使用,其中,所述空閑可以是指存儲器沒有讀取或編程等各種操作時,在該期間,本技術實施例提供的操作方法的所有步驟可以一次性運行完成,得到最優讀取電壓組。所述用戶操作期間可以是指用戶對存儲器讀取或寫入等或者其他操作時,在該期間,本技術實施例提供的操作方法的所有步驟可以分步驟穿插在用戶操作期間執行,以最終得到最優讀取電壓組。
[0149]
在一些實施例中,所述存儲器包括寄存器,所述寄存器用于存儲所述最優讀取電壓。
[0150]
對于上述描述的本技術實施例提供的操作方法,在實際實施過程中,有兩種方式,
[0151]
一種可選的實施方式,如圖14所示,在一個die中的多個不同存儲面(plane),通常來說,一個die中包含的plane的個數以偶數出現。針對兩個相鄰的存儲態,基于初始電壓值vrdn設置多個偏移電壓值依次為:vrdn_1、vrdn_2、vrdn_3、vrdn_4,組成一組讀取電壓,采用這組讀取電壓中的各個電壓值對一個die中的5個plane同時進行讀取操作,也就是,存儲
器控制器使存儲器包含的控制邏輯單元同時向5個plane(比如,plane0、plane1、plane2、plane3、plane4)發送包含不同讀取電壓的讀取命令,使得plane0采用vrdn進行讀取;plane1采用vrdn_1進行讀取;plane2采用vrdn_2進行讀取;plane3采用vrdn_3進行讀取;plane4采用vrdn_4進行讀取,然后利用存儲器控制器包含的主控數字信號處理(dsp,digital signal processing)接收每一個plane中各存儲單元的讀取結果,并統計每一個plane中包含的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;之后,dsp基于這些數量確定最優讀取電壓,以指導下一次讀取操作。
[0152]
另一種可選的實施方式,如圖15所示。在存儲器的存儲陣列為nand閃存時,若該nand閃存具有統計功能時,圖15與圖14不同之處僅在于:統計標識為設定數值的存儲單元的數量這一步,由nand利用自身攜帶的外圍電路中的控制邏輯單元統計每一個plane中包含的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量,向存儲器控制器包含的dsp發送統計的數量。其余步驟與圖14所示的步驟相同,前面已經詳細說明,在此不再贅述。
[0153]
本技術實施例提供的存儲器的操作方法,通過設置包含多個電壓值的至少一組讀取電壓,利用每一個電壓值分別對所述存儲器的存儲單元執行讀取操作,獲得讀取結果滿足設定條件的數量;然后,依據屬于同一組讀取電壓中每兩個相鄰的電壓值對應的所述數量之間的差值,再基于所述差值確定用于區分所述存儲器的存儲單元的與該組讀取電壓對應的兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓。以獲得的最優讀取電壓讀取所述存儲器的相應存儲單元,極大地增加了正確讀取該存儲單元存儲的數據的概率。本技術實施例提供的操作方法,為一種在線獲取存儲器最優讀取電壓的方法,換就話說,該操作方法是采用存儲器實際操作時產生的真實數據來確定最優讀取電壓的方式,而不是利用存儲器生產過程中的模擬數據來確定最優讀取電壓的方式,其能夠在線獲得最優讀取電壓組,提高解碼成功率;或者在線獲得最優讀取電壓的閾值偏移方法,更有針對性選擇復讀電壓,降低復讀次數,以達到節省時間的目的。
[0154]
基于相同的發明構思,本技術實施例還提供一種存儲器,存儲陣列,所述存儲陣列包括存儲單元;
[0155]
及與所述存儲陣列耦接且被配置為控制所述存儲陣列的外圍電路;
[0156]
所述外圍電路,被配置為:實現前述操作方法的任意步驟。
[0157]
在一些實施例中,所述外圍電路包括寄存器,所述寄存器用于存儲所述最優讀取電壓。
[0158]
需要說明的是,所述存儲器所描述的技術方案與前述操作方法的技術方案屬于同一發明構思,二者具有相同的技術特征,前述已經對本技術實施例提供的操作方法的技術方案中出現的名詞詳細的描述,那么,此處出現的名詞,可以按照前述描述的含義進行理解,在此不再贅述。
[0159]
本技術實施例還提供一種存儲系統,包括:一個或多個前述任一項所述的存儲器;
[0160]
以及耦合在所述存儲器的存儲器控制器;所述存儲器控制器,用于:向所述存儲器發送第一命令;
[0161]
所述存儲器,被配置為:響應于所述第一命令,執行前述操作方法。
[0162]
其中,所述第一命令用于開啟前述所述操作方法的執行,其中,所述第一命令中包含指示所述存儲器獲取至少一組讀取電壓的命令,以及利用至少一組讀取電壓中的電壓值
分別讀取一個存儲面的命令等各種實現前述操作方法的命令。
[0163]
在另一些實施例中,本發明實施例還提供一種存儲系統,包括:一個或多個存儲器;以及耦接在所述存儲器的存儲器控制器;其中,
[0164]
所述存儲器控制器,被配置為:獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓;基于所述至少一組讀取電壓中的初始電壓值和偏移電壓值分別向所述存儲器中包含的一個存儲面發送相應的讀取命令;
[0165]
所述存儲器,被配置為:響應于所述相應的讀取命令,讀取相應的存儲面;向所述存儲器控制器發送所述存儲面中每一存儲單元的讀取結果;
[0166]
所述存儲器控制器,還被配置為:接收所述讀取結果;統計每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值;基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓。
[0167]
需要說明的是,該存儲系統可以實現前述圖14的實現方式。
[0168]
在另一些實施例中,本發明實施例還提供另一種存儲系統,包括:一個或多個存儲器;以及耦接在所述存儲器的存儲器控制器;其中,
[0169]
所述存儲器控制器,被配置為:獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓;基于所述至少一組讀取電壓中初始電壓值和偏移電壓值分別向所述存儲器中包含的一個存儲面發送相應的讀取命令;
[0170]
所述存儲器,被配置為:響應于所述相應的讀取命令,讀取相應的存儲面;統計每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;向所述存儲器控制器發送所述數量;
[0171]
所述存儲器控制器,還被配置為:接收所述數量;確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值;基于所述差值確定用于區別所述兩個相鄰存儲態的存儲單元的最優讀取電壓。
[0172]
需要說明的是,這里的存儲系統可實現前述圖15所示的實現方式。
[0173]
在一些實施例中,前述任一種所述存儲系統是固態硬盤ssd或存儲卡。
[0174]
需要說明的是,這里的存儲系統包含前述的存儲器,二者具有相同的技術特征,前述已經對存儲器的結構及本技術的技術方案中出現的名詞詳細的描述,那么,此處出現的名詞,可以按照前述描述的含義進行理解,在此不再贅述。
[0175]
以上所述,僅為本技術的較佳實施例而已,并非用于限定本技術的保護范圍。

技術特征:


1.一種存儲器的操作方法,其特征在于,包括:獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓;基于所述至少一組讀取電壓中的初始電壓值和偏移電壓值分別執行讀取操作,獲得每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值;基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓。2.根據權利要求1所述的操作方法,其特征在于,所述獲得至少一組讀取電壓,包括:確定至少一個所述初始電壓值;基于所述至少一個所述初始電壓值中的第一初始電壓值,按照相等的偏移量依次遞增或遞減獲得相對所述第一初始電壓值具有一定偏移量的第一偏移電壓值;基于所述第一初始電壓值和所述第一偏移電壓值獲得相應的一組讀取電壓;基于每一組所述相應的一組讀取電壓獲得所述至少一組讀取電壓。3.根據權利要求1所述的操作方法,其特征在于,所述基于所述至少一組讀取電壓中的初始電壓值和偏移電壓值分別執行讀取操作,獲得每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量,包括:采用所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包含的初始電壓值和偏移電壓值分別讀取所述存儲器中的一個存儲面;統計每一個電壓值讀取的存儲面中包含的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量。4.根據權利要求1所述的操作方法,其特征在于,所述至少一組讀取電壓包含第一組讀取電壓,所述基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓,包括:在所述差值的變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致時,確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中初始電壓值的偏移方向;基于所述偏移方向和預設讀取電壓偏移量表確定所述最優讀取電壓。5.根據權利要求4所述的操作方法,其特征在于,所述確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值的偏移方向,包括:在所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值依次遞減時,確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值的偏移方向為向左偏移;在所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值依次遞增時,確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值的偏移方向為向右偏移。6.根據權利要求4所述的操作方法,其特征在于,所述基于所述偏移方向和預設讀取電壓偏移量表確定所述最優讀取電壓,包括:基于所述偏移方向從所述預設讀取電壓偏移表中選擇第一最優偏移量;基于所述第一最優偏移量和所述第一組讀取電壓中的初始電壓值確定所述最優讀取電壓。7.根據權利要求4所述的操作方法,其特征在于,所述方法還包括:
在所述差值的變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致時,確定所述差值中的最小差值;基于所述最小差值確定所述最優讀取電壓。8.根據權利要求7所述的操作方法,其特征在于,所述基于所述最小差值確定所述最優讀取電壓,包括:從所述第一組讀取電壓中的偏移電壓值中確定與所述最小差值對應的兩個相鄰的電壓值;確定所述兩個相鄰的電壓值的平均電壓值為所述最優讀取電壓。9.根據權利要求4所述的操作方法,其特征在于,所述至少一組讀取電壓還包括第二組讀取電壓,其中,所述第二組讀取電壓中的初始電壓值與所述第一組讀取電壓中的初始電壓值之間具有一定的電壓差;所述第二組讀取電壓中的偏移電壓值與所述第一組讀取電壓中的偏移電壓值位于所述第二組讀取電壓中的初始電壓值與所述第一組讀取電壓中的初始電壓值之間;所述差值包括第一組讀取電壓對應的第一子差值和第二組讀取電壓對應第二子差值;所述基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓,包括:基于所述第一子差值的第一變化趨勢和/或所述第二子差值的第二變化趨勢確定所述最優讀取電壓;其中,所述第二組讀取電壓中的初始電壓值大于或小于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值。10.根據權利要求9所述的操作方法,其特征在于,在所述第一組讀取電壓中的初始電壓值大于所述第二組讀取電壓中的初始電壓值時,所述基于所述第一子差值的第一變化趨勢和/或所述第二子差值的第二變化趨勢確定所述最優讀取電壓,包括:在所述第一變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致、所述第二變化趨勢與所述第二組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致時,基于所述第一子差值的最小值確定所述最優讀取電壓。11.根據權利要求10所述的操作方法,其特征在于,所述操作方法還包括:在所述第一變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致且在所述第二變化趨勢與所述第二組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致時,基于所述第一子差值的最小值和/或所述第二子差值的最小值確定最優讀取電壓。12.根據權利要求10所述的操作方法,其特征在于,所述操作方法還包括:在所述第一變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致、所述第二變化趨勢與所述第二組讀取電壓中電壓值的變化趨勢不一致時,基于所述第二子差值的最小值確定所述最優讀取電壓。13.根據權利要求10所述的操作方法,其特征在于,所述操作方法還包括:在所述第一變化趨勢與所述第一組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致且所述第二變化趨勢與所述第二組讀取電壓中電壓值的變化趨勢一致時,確定所述最優讀取電壓相對于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值的第一偏移方向;以及確定所述最優讀取電壓相對于所述第二組讀取電壓中的初始電壓值的第二偏移方向;基于所述第一偏移方向和所述第二偏移方向從所述預設讀取電壓偏移量表確定第二
最優偏移量;基于所述第一組讀取電壓中的初始電壓值、所述第二組讀取電壓中的初始電壓值和所述第二最優偏移量確定所述最優讀取電壓。14.根據權利要求1所述的操作方法,其特征在于,所述操作方法在所述存儲器空閑時執行或在用戶操作期間執行。15.一種存儲器,其特征在于,包括:存儲陣列,所述存儲陣列包括存儲單元;及與所述存儲陣列耦接且被配置為控制所述存儲陣列的外圍電路;所述外圍電路,被配置為:實現權利要求1至14任一項所述的操作方法。16.根據權利要求15所述的存儲器,其特征在于,所述外圍電路包括寄存器,所述寄存器用于存儲所述最優讀取電壓。17.一種存儲系統,其特征在于,包括:一個或多個權利要求15或16的存儲器;以及耦接在所述存儲器的存儲器控制器;其中;所述存儲器控制器,被配置為:向所述存儲器發送第一命令;所述存儲器,被配置為:響應于所述第一命令,執行權利要求1至14所述的操作方法。18.一種存儲系統,其特征在于,包括:一個或多個存儲器;以及耦接在所述存儲器的存儲器控制器;其中,所述存儲器控制器,被配置為:獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓;基于所述至少一組讀取電壓中的初始電壓值和偏移電壓值分別向所述存儲器中包含的一個存儲面發送相應的讀取命令;所述存儲器,被配置為:響應于所述相應的讀取命令,讀取相應的存儲面;向所述存儲器控制器發送所述存儲面中每一存儲單元的讀取結果;所述存儲器控制器,還被配置為:接收所述讀取結果;統計每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值;基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓。19.一種存儲系統,其特征在于,包括:一個或多個存儲器;以及耦接在所述存儲器的存儲器控制器;其中,所述存儲器控制器,被配置為:獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓;基于所述至少一組讀取電壓中初始電壓值和偏移電壓值分別向所述存儲器中包含的一個存儲面發送相應的讀取命令;所述存儲器,被配置為:響應于所述相應的讀取命令,讀取相應的存儲面;統計每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;向所述存儲器控制器發送所述數量;所述存儲器控制器,還被配置為:接收所述數量;確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值;基于所述差值確定用于區別所述兩個相鄰存
儲態的存儲單元的最優讀取電壓。

技術總結


本申請實施例提供一種存儲器的操作方法、存儲器及存儲系統。其中,所述操作方法包括:獲得至少一組讀取電壓;所述至少一組讀取電壓中的每一組讀取電壓包括初始電壓值及相對所述初始電壓值具有一定偏移量的偏移電壓值;所述每一組讀取電壓中的初始電壓值為用于區分所述存儲器的存儲單元的兩個相鄰存儲態的預設讀取電壓;基于所述至少一組讀取電壓中的初始電壓值和偏移電壓值分別執行讀取操作,獲得每一個電壓值對應的讀取結果滿足設定條件的存儲單元的數量;確定屬于同一組讀取電壓的每兩個相鄰的電壓值對應的兩個所述數量之間的差值;基于所述差值確定用于區分所述兩個相鄰存儲態的最優讀取電壓。儲態的最優讀取電壓。儲態的最優讀取電壓。


技術研發人員:

程泊軒 郭路

受保護的技術使用者:

長江存儲科技有限責任公司

技術研發日:

2022.10.20

技術公布日:

2022/12/19


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來源:專利查詢檢索下載-實用文體寫作網版權所有,轉載請保留出處。本站文章發布于 2022-12-25 10:01:59

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