利用位反轉(zhuǎn)計數(shù)和最低值的閾值估算的制作方法
【專利說明】利用位反轉(zhuǎn)計數(shù)和最低值的閾值估算
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2013年11月8日提交的申請?zhí)枮?1/901,960(代理文件號 LINKP146+)、名稱為"SMPLIFIED OPTIMAL THRESHOLD ESTIMATION FOR NAND-BASED STORAGE DEVICES (針對基于與非型儲存器件的簡化的最優(yōu)閾值估算）"的美國臨時專利申 請的優(yōu)先權(quán)，在此為所有目的通過引用合并于本文中。
【背景技術(shù)】
[0003] 在固態(tài)儲存系統(tǒng)中，利用一個或更多個閾值來讀取固態(tài)儲存器。這些閾值的選 擇是重要的，因為其影響被包含在回讀位序列中的位誤差的數(shù)量。自然地，利用最優(yōu)閾值 (即，返回最少的位誤差的閾值）將是令人期待的。盡管用于估算最優(yōu)閾值的技術(shù)已經(jīng)存 在，但是在某些條件下，這些技術(shù)不能集中在實際的最優(yōu)閾值上（例如，系統(tǒng)"卡在"和/或 集中在是不良估值的估值上）。避免這種問題的新的最優(yōu)閾值估算技術(shù)將是令人期望的。
【附圖說明】
[0004] 在以下詳細(xì)描述和附圖中公開了本發(fā)明的各種實施例。
[0005] 圖1是說明用于估算最優(yōu)閾值的過程的實施例的流程圖。
[0006] 圖2是示出SLC分布的實施例的圖。
[0007] 圖3是說明執(zhí)行最優(yōu)閾值估算的儲存器控制器的實施例的圖。
[0008] 圖4是說明利用最小區(qū)段（bin)來估算最優(yōu)閾值的過程的實施例的流程圖。
[0009] 圖5是說明被用來估算最優(yōu)閾值的最小區(qū)段的實施例的圖。
[0010] 圖6是說明利用最小區(qū)段來產(chǎn)生估值的最優(yōu)閾值估算器的實施例的圖。
[0011] 圖7是說明利用擬合曲線來估算最優(yōu)閾值的過程的實施例的流程圖。
[0012] 圖8是說明被用以估算最優(yōu)閾值的擬合曲線的實施例的圖。
[0013] 圖9是說明將曲線與數(shù)據(jù)點相擬合以產(chǎn)生估值的最優(yōu)閾值估計器的實施例的圖。
[0014] 圖10是說明對MLC儲存器執(zhí)行的輔助讀取的實施例的圖。
[0015] 圖11是示出來自MLC儲存器回讀位序列的實施例的圖。
[0016] 圖12A是說明第一次SLC輔助讀取的實施例的圖，其中輔助讀取被來估算LSB的 最優(yōu)閾值。
[0017] 圖12B是說明第二次輔助讀取的實施例的圖，其中輔助讀取被用來估算MSB的最 優(yōu)閾值。
[0018] 圖12C是說明第一次輔助讀取和第二次輔助讀取的實施例的圖，其中輔助讀取被 用來估算CSB的最優(yōu)閾值。
[0019] 圖13是說明為了估算TLC儲存器的最優(yōu)閾值而執(zhí)行的讀取的實施例的圖。
[0020] 圖14是說明利用SLC輔助讀取來估算與同一位相關(guān)聯(lián)的兩個最優(yōu)閾值的過程的 實施例的流程圖。
[0021] 圖15A和圖15B是說明利用SLC輔助讀取來估算TLC儲存器的最優(yōu)閾值的過程的 實施例的流程圖。
[0022] 圖16是說明執(zhí)行包括一個或更多個SLC輔助讀取的最優(yōu)閾值估算的儲存器控制 器的實施例的圖。
[0023] 圖17是說明與過濾的數(shù)據(jù)點和未過濾的數(shù)據(jù)點相擬合的曲線的實施例的圖。
[0024] 圖18是說明用于在執(zhí)行曲線擬合過程之前修剪數(shù)據(jù)點的過程的實施例的流程 圖。
【具體實施方式】
[0025] 本發(fā)明可以采用很多方式被實施為包括：過程、裝置、系統(tǒng)、事件的組合、在計算機(jī) 可讀的儲存媒介上實施的計算機(jī)編程產(chǎn)品、和/或處理器，諸如被配置成執(zhí)行儲存在與處 理器耦接的存儲器上和/或由存儲器提供的指令。在本說明書中，這些實施方式、或者本發(fā) 明可以采用的任意其他形式可以被稱作為技術(shù)。通常，公開的過程的步驟的次序可以在本 發(fā)明的范圍內(nèi)改變。除非另有說明，諸如描述為被配置成執(zhí)行任務(wù)的處理器或存儲器此類 的部件可以被實施為通用部件（即被暫時地配置成在指定的時間執(zhí)行該任務(wù)）或者特定部 件（即被制造成執(zhí)行該任務(wù)）。如本文中所使用的，術(shù)語"處理器"表示被配置成處理諸如 計算機(jī)編程指令的數(shù)據(jù)的一個或更多個器件、電路、和/或處理核。
[0026] 下面結(jié)合說明本發(fā)明原理的附圖一起來提供對本發(fā)明的一個或更多個實施例的 詳細(xì)描述。本發(fā)明通過結(jié)合這些實施例來描述，但是本發(fā)明不局限于任何實施例。本發(fā)明 的范圍僅由權(quán)利要求來限制，并且本發(fā)明包含大量替代選擇、修改和等同形式。在以下描述 中陳列了大量特定的細(xì)節(jié)以提供本發(fā)明的全面理解。提供這些細(xì)節(jié)是出于示例的目的，而 本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求來實踐，而沒有這些特定細(xì)節(jié)中的一些或全部。出于清晰的目的， 在與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的技術(shù)領(lǐng)域中已知的技術(shù)材料未被詳細(xì)地描述以便本發(fā)明不被不必要 地模糊。
[0027] 圖1是說明用于估算最優(yōu)閾值的過程的實施例的流程圖。當(dāng)對固態(tài)儲存系統(tǒng)執(zhí)行 讀取時，利用一個或更多個閾值來執(zhí)行讀取。例如，在單電平單元（SLC)系統(tǒng)（其中單元儲 存單個比特）中，利用單個閾值來執(zhí)行讀取。如果指定單元具有小于閾值的電壓，則讀取值 1(例如）。如果由單元儲存的電壓大于閾值，則讀取值〇(例如）。返回最少的位誤差（例 如，當(dāng)回讀的位序列與正確的或?qū)嶋H的位序列進(jìn)行比較時）的閾值被稱為最優(yōu)閾值，并且 圖1中的過程估算了最優(yōu)閾值的值。
[0028] 在步驟100處，對多個區(qū)段中的每個區(qū)段確定位反轉(zhuǎn)計數(shù)，包括以下步驟：（1)在 與指定區(qū)段的下界相對應(yīng)的第一閾值下對固態(tài)儲存器單元組的一組單元執(zhí)行第一次讀取， (2)在與指定區(qū)段的上界相對應(yīng)的第二閾值下對固態(tài)儲存器單元組的同一組單元執(zhí)行第二 次讀取?；趤碜圆襟E（1)的第一次讀取和步驟（2)的第二次讀取的回讀值來計算位反轉(zhuǎn) 計數(shù)。
[0029] 參見例如圖2,其是示出SLC分布的實施例的圖。這里可以執(zhí)行圖1的過程以估算 分布202與分布204交叉之處的電壓（例如，因為最優(yōu)閾值對應(yīng)于兩個分布交叉之處的電 壓）。在示意圖200中，分布202對應(yīng)于（實際上）儲存1的單元，且分布204對應(yīng)于（實 際上）儲存〇的單元。自然地，可以利用任意位映射，并且本文中所述的位映射僅僅是示例 性的。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖2中的分布202和204對于圖1中的過程是未知的，而被示以說明 該技術(shù)。
[0030] 在示意圖200中，對區(qū)段B1至B4(210至213)中的每個確定相應(yīng)的位反轉(zhuǎn)計數(shù)。 為了確定區(qū)段B 1 (210)的位反轉(zhuǎn)計數(shù)，以閾值電壓R1 (206)來執(zhí)行第一次讀取，并且以閾值 電壓R2 (208)來執(zhí)行第二次讀取。如果在閾值電壓R1 (206)下的讀取和在閾值電壓R2 (208) 下的讀取之間任意位反轉(zhuǎn)（即，變化），則位反轉(zhuǎn)計數(shù)增加。
[0031] 示意圖250示出由在閾值電壓R1 (206)下的讀取和在閾值電壓R2 (208)下的讀取 返回的示例性回讀位序列。在這個實例中，被讀取的單元組包括四個單元。單元1和4的 回讀值分別始終為〇和1，且因而不與位反轉(zhuǎn)相對應(yīng)，以及位反轉(zhuǎn)計數(shù)不增加。
[0032] 在一些實施例中，在圖1中的步驟100處僅計數(shù)貌似合理的或期望的位反轉(zhuǎn)。例 如，考慮示意圖250中的單元2的回讀值。由于值0通過以閾值電壓R 1 (206)讀取單元 2來返回，所以可以推斷出單元（cell)2在儲存大于R1的電壓（即，儲存的電壓StorecL %1七&8'112>1?1)。以閾值電壓1?2(208)讀取單元2返回1，相當(dāng)于單元2在儲存小于1? 2的電 壓（即，儲存的電壓stored_voltageeell_2〈R 2)。這兩個不等式不矛盾，因為范圍R1CstorecL Voltagerallj^R 2滿足兩個不等式。這是貌似合理的位反轉(zhuǎn)的一個實例。
[0033] 相反，由單元（cell) 3所示的位反轉(zhuǎn)是不太可能的。在閾值電壓R1下的返回值1 對應(yīng)于小于R1的儲存電壓（即，Store(Lvoltage cellYR1)。然而，在閾值電壓R2下的返回值 0 對應(yīng)于大于 R2 的儲存電壓（即，stored_voltageeell_3>R2)。沒有值 stored_voltageeell_3 滿 足這兩個不等式，因為某值不能既小于R1又大于R2。這是不太可能的位反轉(zhuǎn)的一個實例， 并且在一些實施例中，這種不太可能的位反轉(zhuǎn)在圖1中的步驟100處不進(jìn)行計數(shù)。
[0034] 通常，不太可能的位反轉(zhuǎn)是由于讀取噪聲引起的，并且如果兩個閾值電壓（例如， R1和R2)被充分地分開，則不太可能的位反轉(zhuǎn)將不會發(fā)生。因此，在一些實施例中，貌似合 理的位反轉(zhuǎn)和不太可能的位反轉(zhuǎn)之間沒有區(qū)別。在這些實施例中對所有的位反轉(zhuǎn)計數(shù)。
[0035] 參見圖1，在步驟102處，利用與多個區(qū)段相對應(yīng)的位反轉(zhuǎn)計數(shù)來確定最小值。在 步驟104處，利用最小值來估算最優(yōu)閾值。以下描述步驟102和104的一些詳細(xì)實例。
[0036] 盡管圖2和其他附圖中所不的布置的閾值（placed threshold)(即，H......、 R5)的下標(biāo)編號可以意指讀取的某種順序或次序（例如，從左向右），但是這不是必要的?？?以執(zhí)行任意順序或次序的讀取。例如，如果需要的話，可以首先執(zhí)行在閾值電壓R2(208)處 的讀取，其次執(zhí)行在閾值電壓R 1 (206)處的讀取。
[0037] 以下附圖示出執(zhí)行圖1中的過程的系統(tǒng)的實例。
[0038] 圖3是說明執(zhí)行最優(yōu)閾值估算的儲存器控制器的實施例的圖。在一些實施例中， 儲存器控制器300被實施在半導(dǎo)體器件上，諸如專用集成電路（ASIC)或者現(xiàn)場可編程門陣 列（FPGA)。在一些實施例中，儲存器控制器300包括第一半導(dǎo)體器件（即，第一"芯片"）， 且固態(tài)儲存器350包括第二半導(dǎo)體器件（即，第二"芯片"）。在一些實施例中，單個儲存器 控制器管理固態(tài)儲存器的多個"芯片"。
[0039] 在所不的實例中，布置的閾值發(fā)生器（placed threshold generator)302產(chǎn)生布 置的閾值。利用圖2中的示