包括质量位计数器的存储器设备及其操作方法与流程

本申请要求于2017年11月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0150703号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

本发明构思涉及一种包括质量位计数器的存储器设备及其操作方法。

背景技术：

本发明构思的示例实施例涉及包括质量位(massbit)计数器的存储器设备。例如，至少一些示例实施例涉及一种包括质量位计数器的存储器设备，该质量位计数器用于根据存储器操作和/或操作存储器设备的方法精确或粗略地计数关闭单元(off-cells)的数量。

半导体存储器设备是通过使用诸如硅(si)、锗(ge)、砷化镓(gaas)或磷化铟(inp)的半导体来实现的存储器设备。半导体存储器设备可以大致分为易失性存储器设备和非易失性存储器设备。

特别地，诸如闪存设备的非易失性存储器设备由于其高的运行速度、低功耗、低噪声和高容量而被用于各种领域。为了确定存储器单元的编程状态，非易失性存储器设备可以通过使用期望的(或者可替换地，预定的)验证电压来对存储器单元当中的关闭单元(off-cell)(或导通单元(on-cell))的数量进行计数。可以通过使用所计数的关闭单元的数量来确定存储器单元的阈值电压分布形状和存储器单元的特性，并且非易失性存储器设备可以基于所确定的阈值电压分布形状和存储器单元的特性来执行诸如编程操作或读取操作的存储器操作。

然而，通常可能难以基于特定存储器操作来改变对阈值电压分布形状和存储器单元的特性进行测量的准确性。

技术实现要素：

本发明构思的示例实施例提供了一种包括质量位计数器的存储器设备以及操作存储器设备的方法，该质量位计数器用于通过根据存储器操作而精确地或粗略地执行关闭单元计数来调整关闭单元计数结果的准确度。

根据本发明构思的示例实施例，提供了一种操作存储器设备的方法，所述存储器设备包括多个级，每一级具有多个页面缓冲器。该方法包括：执行多个编程循环当中的第一编程循环的验证操作，第一编程循环的验证操作包括：基于第一采样率来对多个级的第一级执行第一关闭单元计数操作，以生成第一关闭单元计数结果；基于第一关闭单元计数结果选择性地改变第一采样率以生成改变的第一采样率；以及基于第一采样率和改变的第一采样率中的一个对多个级中的第二级执行第二关闭单元计数操作，以生成第二关闭单元计数结果。

根据本发明构思的另一示例实施例，提供了一种操作存储器设备的方法，所述存储器设备包括多个级，每一级具有多个页面缓冲器。该方法包括：执行多个编程循环当中的第一编程循环的验证操作，第一编程循环的验证操作包括：基于第一缩放比率对多个级的第一级执行第一关闭单元计数操作，以生成第一关闭单元计数结果；基于第一关闭单元计数结果选择性地改变第一缩放比率以生成改变的第一缩放比率；以及基于第一缩放比率和改变的第一缩放比率中的一个对多个级中的第二级执行第二关闭单元计数操作，以生成第二关闭单元计数结果。

根据本发明构思的另一示例实施例，提供了一种存储器设备，包括：存储器单元阵列，包括多个存储器单元；页面缓冲器电路，其包括多个级，每一级具有多个页面缓冲器，该多个页面缓冲器经由位线连接到存储器单元阵列；以及处理电路，被配置为控制对多个存储器单元执行的多个编程循环，使得在多个编程循环中的第一编程循环的验证操作期间，所述处理电路被配置为通过基于第一采样率根据级来执行多个关闭单元计数操作以生成针对所述多个关闭单元计数操作中的每一个的结果，并且基于所述多个关闭单元计数操作中的至少一个的结果来选择性地改变第一采样率，从而执行质量位计数。

根据本发明构思的另一示例实施例，提供了一种存储器设备，包括：存储器单元阵列，包括多个存储器单元；页面缓冲器电路，其包括多个级，每一级具有经由位线连接到存储器单元阵列的多个页面缓冲器；以及处理电路，其被配置为控制对所述多个存储器单元执行的多个编程循环，使得在所述多个编程循环中的任一个编程循环的验证操作期间，所述处理电路被配置为通过基于可变缩放比率根据级而执行多个关闭单元计数操作以在多个级中的每一个级中生成结果，并且基于多个关闭单元计数操作中的至少一个的结果来改变可变缩放比率，从而执行质量位计数。

根据本发明构思的另一示例实施例，提供了一种操作存储器设备的方法，该存储器设备包括多个存储器单元。该方法包括：将虚拟读取(dummyread)电压施加到多个存储器单元当中的虚拟待读取存储器单元；基于第一采样率和第一缩放比率对虚拟待读取存储器单元执行第一关闭单元计数以生成第一关闭单元计数结果；基于第一关闭单元计数结果设置第二采样率和第二缩放比率；以及基于第二采样率和第二缩放比率，对所述多个存储器单元当中的目标存储器单元执行读取操作。

附图说明

从结合附图的以下详细描述，本发明构思的示例实施例将被更清楚地理解，其中：

图1是根据示例实施例的存储器系统的框图；

图2是示出包括在图1的存储器系统中的存储器设备的示例的框图；

图3a是根据示例实施例的图2的存储器单元阵列的图；

图3b是根据示例实施例的包括在图3a的存储器单元阵列中的存储器块的电路图；

图4是用于解释根据示例实施例的对存储器单元的编程操作的图；

图5是用于解释根据示例实施例的质量位计数操作的存储器设备的框图；

图6是用于详细解释图5的第一页面缓冲器块的配置的电路图；

图7a是用于详细解释图5的质量位计数电路的配置的电路图；

图7b是用于解释可变参考电压和缩放验证信号之间的关系的图表(graph)；

图8a是用于解释用于生成总计数结果值的质量位计数电路的框图。

图8b到图8d是用于解释通过使用从一个级(stage)接收的级验证信号生成关闭单元计数结果的方法的图；

图9a是用于解释当采样率改变时生成关闭单元计数结果的方法的图；

图9b是用于解释当缩放比率改变时生成关闭单元计数结果的方法的图。

图10a和10b是用于解释需要精确的质量位计数操作的情况的图；

图11是用于解释根据示例实施例的调整每个编程循环组的采样率和缩放比率的方法的图；

图12是用于解释根据示例实施例的当通过使用阴影编程方法执行编程循环时调整采样率和缩放比率的方法的图；

图13a和13b是用于解释通过基于通过执行包括在一个编程循环的验证操作中的关闭单元计数操作而生成的关闭单元计数结果来调整采样率或缩放比率，从而确定适当的采样率的方法的图；

图14是用于解释根据示例实施例的生成累加器的总计数结果值的方法的框图；

图15是用于解释根据示例实施例的通过使用总计数结果值来确定编程操作是通过还是失败的操作的框图；

图16a是用于解释控制初始编程电压电平的目的的图；

图16b是用于解释根据示例实施例的通过使用第一总计数结果值来控制初始编程电压电平的操作的框图。

图17是用于解释根据示例实施例的通过使用总计数结果值以控制增量步进脉冲编程(incrementalsteppulseprogramming，ispp)方法中的编程电压之间的偏移电压的操作的框图。

图18a是用于运行读取防御码的存储器系统的框图。

图18b是用于解释通过运行读取防御码来确定期望的(或者可替换地，最优的)读取电压的方法的图。

图19是用于解释根据示例实施例的调整采样率或缩放比率的方法的流程图；

图20是用于解释当执行多个编程循环时调整采样率或缩放比率的方法的流程图；

图21是用于解释在一个编程循环的验证操作期间根据每一级的关闭单元计数结果调整采样率或缩放比率的方法的流程图。

图22是用于解释在执行读取操作之前执行的虚拟读取操作的图。

图23a到图23c是示出根据示例实施例的为了设置第二关闭单元计数所基于的第二采样率和第二缩放比率而参考的表格信息的图；和

图24是用于解释选择期望的(或者可替换地，最优的)读取电压以读取具有第k编程状态的存储器单元的数据的方法的图。

图25是用于解释根据示例实施例的质量位计数器的操作的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更充分地描述本发明构思的示例实施例，在附图中示出了一些示例实施例。

图1是根据示例实施例的存储器系统10的框图。

参考图1，作为非易失性存储器系统的存储器系统10可以包括存储器控制器100和存储器设备120。

存储系统10可以被实现为一个芯片、一个半导体封装或一个模块，使得存储控制器100和存储器设备120中的每一个可以被实现为一个芯片、一个半导体封装或一个模块。然而，示例实施例不限于此。例如，存储器控制器100和存储器设备120中的每一个可以被实现为分离的芯片。

存储器系统10可以连接到外部设备(例如，主机或应用处理器)并且可以用作外部设备的存储介质。存储器系统10可以是诸如存储卡、记忆棒或固态驱动器(solid-statedrive，ssd)的大容量存储介质。

存储器控制器100可以在外部设备的控制下控制存储器设备120。存储器控制器100可以将地址addr和命令cmd发送到存储器设备120，或者可以将数据data和控制信号ctrl发送到存储器设备120或者从存储器设备120接收数据data和控制信号ctrl。

存储器控制器100可以包括错误校正电路102。错误校正电路102可以检测并校正从存储器设备120读取的数据data的错误。举例来说，错误校正电路102可生成用于要被编程到存储器设备120的数据的错误校正码。错误校正电路102可以从存储器设备120读取数据，基于数据的错误校正码来检测数据的错误，并且可以校正错误。错误校正电路102可以检测并校正错误可校正范围内的错误位。

存储器设备120可以在存储器控制器100的控制下执行存储器操作。存储器操作不仅可以包括编程操作、读取操作和擦除操作，而且还可以包括基于用于确定期望的(或者可替换地，最优的)读取电压的读取防御码、编程循环以及编程电压电平的控制的操作。例如，存储器设备120可响应于从存储器控制器100接收的信号而编程或读取数据data。

存储器设备120可以包括存储器单元阵列122(其包括多个存储器单元)、以及质量位计数器124。存储器单元阵列122可以是nand快闪存储器单元阵列或nor快闪存储器单元阵列。下面将假设多个存储单元是nand快闪存储器单元来描述。然而，本发明构思的示例实施例不限于此，并且在另一示例实施例中，多个存储器单元可以是电阻式存储器单元(诸如电阻式随机存取存储器(resistiverandom-accessmemory，rram)、相变随机存取存储器(phase-changerandom-accessmemory，pram)或磁性随机存取存储器(magneticrandom-accessmemory，mram))，或者此外，可以是易失性存储器单元(诸如动态随机存取存储器(dynamicrandom-accessmemory，dram))。

质量位计数器124可以对存储器单元阵列122的存储器单元执行编程操作，然后可以执行用于通过使用期望的(或者可替换地，预定的)验证电压(或读取电压)来对关闭单元的数量进行计数的关闭单元计数操作。在下文中，由质量位计数器124执行的关闭单元计数操作可以被称为质量位计数操作。在示例性实施例中，当执行关闭单元计数操作时，质量位计数器124可根据存储器操作来调整所计数的关闭单元的数量的准确度。例如，当执行第一存储器操作时，尽管所计数的关闭单元的数量的准确度略低，质量位计数器124可以通过简单且快速的计算粗略地计数关闭单元的数量。而且，当执行第二存储器操作时，质量位计数器124可精确地计数关闭单元的数量以增加所计数的关闭单元的数量的准确度。

在示例实施例中，质量位计数器124可以包括质量位计数电路124a和计数管理电路124b。当验证电压(或读取电压)被施加到存储器单元阵列122时，质量位计数电路124a可以通过使用从存储器单元阵列122输出的验证信号来计数关闭单元的数量。质量位计数电路124a可以基于如上所述的用于调节关闭单元的数量的准确度的参数(或与质量位计数操作相关的参数)来计数关闭单元的数量。

在示例实施例中，计数管理电路124b可以根据存储器设备120执行的存储器操作来改变参数的值。而且，计数管理电路124b可以通过基于由质量位计数电路124a生成的关闭单元计数结果而改变期望的(或者可替换地，预定的)参数的值，来确定参数的适当值。参数可以包括采样率和缩放比率中的至少一个。下面将描述质量位计数器124的详细操作。

根据本发明构思的示例实施例的存储器设备120可以通过根据存储器操作来调整质量位计数操作的准确度，以自适应地执行需要粗略的质量位计数操作的存储器操作和需要精确的质量位计数操作的存储器操作。

图2是示出包括在图1的存储器系统10中的存储器设备120的示例的框图。

参考图2，存储器设备200可以包括控制逻辑210、页面缓冲器电路220、数据输入/输出电路230、电压发生器240、地址解码器250和存储器单元阵列260。

存储器单元阵列260可以通过字线wl、串选择线ssl和地选择线gsl连接到地址解码器250，并且可以通过位线bl连接到数据输入/输出电路230。存储器单元阵列260可以包括多个存储器块。存储单元阵列260可以包括多个nand单元串。每个nand单元串可以形成垂直或水平通道。多个字线可以垂直堆叠在存储器单元阵列260中。每个字线可以形成包括在单元串中的存储器单元的控制栅极。在这种情况下，存储器单元通道可以垂直地形成。

地址解码器250可以通过对地址进行解码来选择存储器单元阵列260的字线wl当中的任何一个。在编程操作期间，地址解码器250可以将从电压发生器240供应的编程电压施加到所选择的存储器单元阵列260的字线。而且，在验证操作或读取操作期间，地址解码器250可以将从电压发生器240供应的验证电压或读取电压施加到所选择的存储器单元阵列260的字线。

根据由控制逻辑210执行的操作，页面缓冲器电路220可以作为编程驱动器或读出放大器(senseapplifier)来操作。在编程操作期间，页面缓冲器电路220可以将与要被编程的数据相对应的电压施加到存储器单元阵列260的位线bl。在读取操作期间，页面缓冲器电路220可以通过位线bl读出(sense)编程到所选择的存储器单元的数据，并且可以将数据施加到数据输入/输出电路230。

数据输入/输出电路230可以通过数据线dl连接到页面缓冲器电路220，并且可以将接收到的数据data施加到页面缓冲器电路220或者可以将从页面缓冲器电路220施加的数据data输出到外部。数据输入/输出电路230可以将输入命令或地址施加到控制逻辑210或地址解码器250。

控制逻辑210可以包括存储器和处理电路(未示出)。

存储器可以包括易失性存储器、非易失性存储器、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、闪存、硬盘驱动器和光盘驱动器中的至少一个。

处理电路可以是但不限于处理器、中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)、控制器、算术逻辑单元(arithmeticlogicunit，alu)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、片上系统(system-on-chip，soc)、可编程逻辑单元、微处理器或能够以定义方式执行操作的任何其他设备。

处理电路可以通过布局设计或存储在存储器(未示出)中的计算机可读指令的运行被配置为专用计算机，以执行质量位计数器212及其子组件(包括质量位计数电路212a和计数管理电路212b)的操作。

在示例实施例中，当执行期望的(或者可替换地，预定的)存储器操作所需的质量位计数时，计数管理电路212b可以根据存储器操作来调整与质量位计数相关的参数的值。在示例实施例中，计数管理电路212b可以基于参数生成验证控制信号vfy_cs，并且可以将验证控制信号vfy_cs施加于页面缓冲器电路220。页面缓冲器电路220可以基于验证控制信号vfy_cs将从存储器单元阵列260接收的信号作为验证信号vfy_s施加到质量位计数电路212a。质量位计数电路212a可以通过使用验证信号vfy_s来执行关闭单元计数操作。

在示例实施例中，与质量位计数相关的参数可以是采样率，并且计数管理电路212b可以生成验证控制信号vfy_cs，用于从页面缓冲器电路220接收与采样率相对应的数量的验证信号vfy_s。在示例实施例中，与质量位计数相关的参数可以是缩放比率，并且计数管理电路212b可以根据缩放比率对从页面缓冲器电路220接收到的验证信号vfy_s的大小进行缩放。然而，本发明构思的示例实施例不限于此，并且计数管理电路212b可以同时控制采样率和缩放比率，并且此外可以通过调整各种类型的与质量位计数相关的参数的值来调整关闭单元计数操作的准确度。

而且，在示例实施例中，当执行用于确定存储器单元阵列260的经编程的存储器单元的保持趋势的虚拟读取操作时，质量位计数器212可执行质量位计数。虚拟读取操作可以指代将虚拟读取电压施加到虚拟待读取存储器单元并且计数关闭单元的数量的一系列操作。虚拟待读取存储器单元可以是存储器单元，或连接到与连接到待读取存储器单元的字线相邻的至少一个字线的存储器单元。详细地，当虚拟读取电压被施加到虚拟待读取存储器单元时，质量位计数器212可以基于第一采样率和第一缩放比率来执行第一关闭单元计数。第一采样率和第一缩放比率可以具有期望的(或者可替换地，预设的)值。

计数管理电路212b可以基于第一关闭单元计数结果来设置第二采样率和第二缩放比率，其中用于选择期望的(或者可替换地，最优的)读取电压以执行下一读取操作的操作是基于该第二采样率和第二缩放比率的。质量位计数器212可以基于第二采样率和第二缩放比率多次执行第二关闭单元计数，并且控制逻辑210可以基于第二关闭单元计数结果选择用于读取操作的期望的(或者可替换地，最优的)读取电压。下面将参考图22到图25详细描述在存储器设备200的虚拟读取操作和读取操作(或正常读取操作)期间的质量位计数器212的质量位计数操作。

图3a是根据示例实施例的图2的存储器单元阵列260的图。图3b是根据示例实施例的包括在图3a的存储器单元阵列260中的存储块blk1的电路图。

参考图3a，图2的存储单元阵列260可以是闪存单元阵列。在这种情况下，存储器单元阵列260可以包括a个块blk1至blka(a是等于或大于2的整数)。块blk1至blka中的每一个可以包括b个页面pag1至pagb(b是等于或大于2的整数)，并且页面pag1至pagb中的每一个可以包括c个扇区sec1至secc(c是等于或大于2的整数)。尽管为了便于说明，图3中仅示出了块blk1的页面pag1至pagb以及扇区sec1至secc，但是其他块blk2至blka可以分别具有与块blk1相同的结构。图3a的块blk1至blka中的每一个可以如图3b所示来表示。

参考图3b，块blk1至blka中的每一个可以包括d个单元串cstr(d是等于或大于2的整数)，八个存储器单元mcel沿着位线bl1至bld串联连接到d个单元串中的每一个中。每个单元串cstr可以包括连接到串联连接的存储器单元mcel的两端的串选择晶体管sst和地选择晶体管gst。而且，串选择晶体管sst可以连接到串选择线ssl，并且地选择晶体管gst可以连接到地选择线gsl。

在具有图3b的结构的存储器设备中，对每个块执行擦除操作，并且对与字线wl1至wl8相对应的每个页面pag执行编程操作。在图3b中，八条字线wl1至wl8的八个页面pag被设置在一个块中。然而，根据示例实施例的图3a的存储器单元阵列260的块blk1至blka可以包括存储器单元和页面，其编号与图3b中所示的存储器单元mcel和页面pag的编号不同。

图4是用于解释根据示例实施例的对存储器单元的编程操作的图。

为了便于解释，下面将假设存储器单元是具有四个(即，2比特)状态的图4中的多电平(例如两电平)单元来描述。下面的描述也可以应用于单级单元、三级单元或四级单元。

参考图4，如第一部分所示，存储器单元阵列的存储器单元可具有擦除状态e和第一编程状态p1至第三编程状态p3中的任何一个状态。例如，存储器单元可以具有作为初始状态的擦除状态e，并且在对存储器单元执行编程操作之后，存储器单元可以具有第一编程状态p1到第三编程状态p3和擦除状态e中的任何一个状态。

如第二部分所示，存储器设备可以基于增量步进脉冲编程(ispp)方法对存储器单元进行编程。存储器设备可通过执行多个编程循环(例如，第一程循环pl_1至第h编程循环pl_h)来对存储器单元进行编程。第一编程循环pl_1至第h编程循环pl_h中的每一个可以包括将第一编程电压vpgm1至第h编程电压vpgmh施加到所选择的字线的编程操作pgm、以及验证存储器单元的编程状态的验证操作vfy。每当顺序地执行第一编程循环pl_1至第h编程循环pl_h时，在编程操作pgm中施加于所选择的字线的编程电压可增加偏移电压offset。例如，第一编程循环pl_1的第一编程电压vpgm1与第二编程循环pl_2的第二编程电压vpgm2之间的差可以是第一偏移电压offset1，并且第二编程循环pl_2的第二编程电压vpgm2与第三编程循环pl_3的第三编程电压vpgm3之间的差可以是第二偏移电压offset2。第一偏移电压offset1和第二偏移电压offset2可以由存储器设备控制为彼此相同或不同。

验证操作vfy可以包括验证读取操作vfy_r和确定操作d0。验证读取操作vfy_r是指基于第一验证电压vvfy1至第三验证电压vvfy3来读取存储器单元的操作。例如，其目标编程状态是第一编程状态p1的存储器单元可以由第一验证电压vvfy1读取。可以通过第一验证电压vvfy1来将其目标编程状态是第一编程状态p1并且被编程到第一编程状态p1的存储器单元读取为关闭单元，并且可以通过第一验证电压vvfy1将其目标编程状态是第一编程状态p1并且尚未被编程到第一编程状态p1的存储器单元读取为导通单元。如上所述，可以通过使用第二验证电压vvfy2或第三验证电压vvfy3来对其目标编程状态是第二编程状态p2或第三编程状态p3的存储器单元执行验证读取操作vfy_r。

尽管为了便于说明，根据本发明构思的质量位计数器对关闭单元的数量进行计数，但是本发明构思不限于此，并且质量位计数器可以对导通单元的数量进行计数并且可以基于导通单元的数量执行存储器操作。而且，应该理解的是，本发明构思可以应用于用于对关闭单元数量进行计数的质量位计数器和用于对导通单元数量进行计数的质量位计数器。

在执行验证读取操作vfy_r之后，可以执行确定操作d0。确定操作d0可以包括确定编程循环的编程操作pgm是通过还是失败的操作。此外，确定操作d0可以包括确定由于编程操作pgm而引起的存储器单元的阈值电压分布的趋势以及存储器单元的与快速单元和缓慢单元相关的特性的操作。如以下参考图5详细描述的那样，可以通过使用由验证读取操作vfy_r生成的关闭单元计数结果来执行确定操作d0。

图5是用于解释根据示例实施例的质量位计数操作的存储器设备300的框图。

参考图2和图5，如上面参考图2所讨论的，控制逻辑210可以包括质量位计数器，并且图5示出了也包括质量位计数器和页面缓冲器电路320的存储器设备300，其中如上所述，质量位计数器可以包括质量位计数电路340和计数管理电路360。包括在存储器设备300中的其他元件已经参考图2进行了描述，因此将不描述。

页面缓冲器电路320可以包括多个页面缓冲器块，例如，第一页面缓冲器块320_1至第n页面缓冲器块320_n。第一页面缓冲器块320_1可以包括第一页面缓冲器321_11至第k页面缓冲器321_1k和页面缓冲器解码器322_1。第一页面缓冲器321_11至第k页面缓冲器321_1k可以连接至页面缓冲器解码器322_1，并且页面缓冲器解码器322_1可以选择性地输出存储在第一页面缓冲器321_11至第k页面缓冲器321_1k中的任何一个页面缓冲器中的数据。第二页面缓冲器块320_2至第n页面缓冲器块320_n可以分别具有与第一页面缓冲器块320_1相同的配置。每个页面缓冲器321_11至321_nk可以通过至少一条位线连接至图2的存储器单元阵列260。页面缓冲器321_11至321_nk中的每一个可以将验证读取操作的结果存储在连接到所选择的字线的存储器单元的每一个上。页面缓冲器321_11至321_nk可以以级为单位划分。在示例实施例中，页面缓冲器电路320可以具有包括多个级(例如，第一级stg_1至第k级stg_k)的多级结构。

在一个编程循环(例如，第一编程循环)的验证操作期间，计数管理电路360可以将验证控制信号vfy_cs<m>施加到页面缓冲器电路320，以对第一级stg_1至第k级stg_k顺序地或非顺序地执行多个关闭单元计数操作。可以通过使用关闭单元计数操作结果来执行一个编程循环(例如，第一编程循环)的编程操作的确定操作。

例如，计数管理电路360可以控制页面缓冲器电路320将存储在第一级stg_1的页面缓冲器321_11至321_n1中的验证读取操作的结果作为第一验证信号vfy_s1至第n验证信号vfy_sn施加到质量位计数电路340。通过使用第一级stg_1的第一验证信号vfy_s1至第n验证信号vfy_sn执行第一关闭单元计数操作，质量位计数电路340可以生成关闭单元计数结果cnt_rs。质量位计数电路340可以将生成的关闭单元计数结果cnt_rs施加到计数管理电路360。接下来，计数管理电路360可控制页面缓冲器电路320将存储在第二级stg_2的页面缓冲器321_12至321_n2中的验证读取操作的结果作为第一验证信号vfy_s1至第n验证信号vfy_sn施加到质量位计数电路340。质量位计数电路340可以通过使用第二级stg_2的第一验证信号vfy_s1至第n验证信号vfy_sn来执行第二关闭单元计数操作。以上述方式，计数管理电路360可以通过多次迭代地将验证控制信号vfy_cs<m>施加到页面缓冲器电路320来控制第一至第k关闭单元计数操作。

在示例实施例中，计数管理电路360可以包括采样率控制电路362。采样率控制电路362可以调整采样率。采样率可以指作为验证信号施加到质量位计数电路340的验证读取操作的结果相对于存储在一个级的页面缓冲器中的验证读取操作的结果的比率。详细地，当执行第一关闭单元计数操作时，采样率控制电路362可以将基于采样率生成的验证控制信号vfy_cs<m>施加到页面缓冲器电路320，并且响应于验证控制信号vfy_cs<m>，页面缓冲器电路320可以根据采样率来将存储在第一级的页面缓冲器321_11至321_n1当中的一些页面缓冲器中的读取结果输出到质量位计数电路340。例如，当采样率为1：2时，质量位计数电路340可以仅接收从第一级stg_1的页面缓冲器321_11至321_n1的中的一半页面缓冲器输出的验证信号，并且可以执行第一关闭单元计数操作。质量位计数电路340可以从第一页面缓冲器块320_1接收第一验证信号vfy_s1，并且可以不从第二页面缓冲器块320_2接收由虚线标记的第二验证信号vfy_s2。可以预设根据采样率从一个级的页面缓冲器当中选择的页面缓冲器，或者可以改变根据存储器操作或存储器操作环境选择的页面缓冲器。

采样率控制电路362可以根据存储器操作来调整采样率。在示例实施例中，当执行需要精确的质量位计数操作的存储器操作时，采样率控制电路362可以将采样率改变为高于不需要精确的质量位计数操作的存储器操作(即，存储器操作不受是否执行粗略的质量位计数操作影响)的采样率的值。在示例实施例中，采样率控制电路362可以将在参考循环之前执行的编程循环的验证操作期间的采样率调整为不同于在参考编程循环之后执行的编程循环的验证操作期间的采样率。在示例实施例中，当存储器设备300通过使用阴影编程方法执行编程操作时，采样速率控制电路362可以将在用于编程最低有效位的编程循环的验证操作期间的采样率调整为不同于在用于编程最高有效位的编程循环的验证操作期间的采样率。在示例实施例中，采样率控制电路362可以将存储器设备300基于用于确定期望的(或者可替换地，最优的)读取电压(考虑了捕获在存储器单元中的电荷在编程操作之后期望的(或者可替换地，预定的)时间逃离的现象)的读取防御码来执行存储器操作期间的采样率调整为不同于在一般编程操作的编程循环的验证操作期间的采样率。此外，采样率控制电路362可以根据存储器设备300的操作环境调整采样率。存储器设备300的操作环境可以包括存储器设备300的编程/擦除(program/erase，p/e)周期、内部温度和处理特性当中的至少一个。

当采样率增加到期望的(或者可替换地，预定的)水平或更高以增加执行关闭单元计数操作的准确度时，关闭单元计数结果cnt_rs根据存储器操作环境或存储器单元的特性可以等于或大于参考值或者可以具有溢出值。在这种情况下，可能无法执行精确的计数操作。因此，为了确保关闭单元计数结果cnt_rs小于参考值并且确定采样率具有比一般采样率更高的适当值，采样率控制电路362可以如下操作。

采样率控制电路362可以在包括在一个编程循环的验证操作中的多个关闭单元计数操作期间通过基于关闭单元计数结果cnt_rs调整采样率来确定适当的采样率。例如，采样率控制电路362可以基于第一级stg_1的第一关闭单元计数结果cnt_rs来调整第二级stg_2的第二关闭单元计数操作所基于的采样率。在示例实施例中，当第一关闭单元计数结果cnt_rs等于或大于参考值时，采样率控制电路362可以改变采样率，并且可以在第一关闭单元计数结果cnt_rs小于参考值时保持采样率。

在一些示例实施例中，计数管理电路360可以进一步包括缩放比率控制电路364，并且质量位计数电路340可以包括缩放电路342。

缩放比率控制电路364可以调整缩放比率。缩放比率可以指从页面缓冲器电路320输出的验证信号的大小与由缩放电路342缩放的验证信号的大小之间的比率。在示例实施例中，当执行需要精确的质量位计数操作的存储器操作时，缩放比率控制电路364可以将缩放比率改变为高于不需要精确的质量位计数操作的存储器操作(即，存储器操作不受是否执行粗略的质量位计数操作影响)的缩放比率的值。详细地，当执行第一关闭单元计数操作时，缩放比率控制电路364可以将基于缩放比率生成的缩放控制信号sc_cs<m>施加到缩放电路342，并且缩放电路342响应于缩放控制信号sc_cs<m>，可以缩放从页面缓冲器电路320接收的第一验证信号vfy_s1至第n验证信号vfy_sn。例如，当缩放比率为1：2时，缩放电路342可以将第一验证信号vfy_s1至第n验证信号vfy_sn中的每一个的大小缩放到一半，并且可以通过使用缩放的验证信号来生成关闭单元计数结果cnt_rs。

缩放比率控制电路364可以根据存储器操作来调整缩放比率。而且，在一个编程循环的验证操作期间执行的多个关闭单元计数操作期间，缩放比率控制电路364可以通过基于关闭单元计数结果cnt_rs调整缩放比率来确定适当的缩放比率。缩放比率控制电路364可以将基于缩放比率生成的缩放控制信号sc_cs<m>施加到缩放电路342。缩放比率控制电路364调整缩放比率的方法与采样率控制电路362调整采样率的方法类似，因此将不给出其详细解释。

在一些示例实施例中，图5的计数管理电路360可以同时调整采样率和缩放比率，并且可以在固定缩放比率的同时调整采样率，或者可以在固定采样率的同时调整缩放比率。

图6是用于详细解释图5的第一页面缓冲器块320_1的配置的电路图。

参考图6，第一页面缓冲器块320_1可以包括第一页面缓冲器321_11至第k页面缓冲器321_1k和页面缓冲器解码器322_1。第一页面缓冲器321_11可以包括多个晶体管p_1至n_5和锁存器lat，该锁存器lat存储连接到第一位线bl_1的存储器单元的验证读取结果。可以通过负载控制信号pload、页面缓冲器选择信号pbslt、数据输入选择信号di、数据输入选择反相信号ndi和锁存器信号lch<1>来控制多个晶体管p_1至n_5中的每一个。锁存器lat可以连接到锁存器节点latn和锁存器反相节点latnb。当在验证操作期间连接到第一位线bl_1的存储器单元是导通单元时，锁存节点latn可以具有低电平值，并且当在验证操作期间连接到第一位线bl_1的存储单元是关闭单元时，锁存节点latn可以具有高电平值。以下将假设当存储器单元是关闭单元时，验证信号具有高电平。

第一页面缓冲器bl_1的配置可以应用于其他页面缓冲器bl_2至bl_k。页面缓冲器bl_1至bl_k可以通过内部数据线idl1至idlk连接至页面缓冲器解码器322_1。

页面缓冲器解码器322_1可以包括连接在页面缓冲器bl_1至bl_k和公共内部数据线cidl之间的多个第一选择晶体管n_11至n_1k以及连接在公共内部数据线cidl和全局数据线gdl之间的第二选择晶体管n_10。第一选择晶体管n_11至n_1k和第二选择晶体管n_10可以由验证控制信号vfy_cs<1>控制以导通或截止。在示例实施例中，验证控制信号vfy_cs<1>可以包括第一控制信号ya<1>至ya<k>以控制导通/关断第一选择晶体管n_11至n_1k以及第二控制信号yb<1>以控制导通/关断第二选择晶体管n_10。

通过使用第一控制信号ya<1>至ya<k>，可以根据级顺序地或非顺序地执行关闭单元计数操作，并且通过使用第二控制信号yb<1>根据采样率而选择性地存储在锁存器lat中的验证读取结果可以作为验证信号输出到质量位计数电路。图6的第一页面缓冲器块320_1的配置可以应用于图5的第二页面缓冲器块320_2至第n页面缓冲器块320_n。然而，本发明构思的示例实施例不限于图6的示例实施例，并且可以在本发明构思的示例实施例的范围内做出各种修改。

图7a是用于详细解释图5的质量位计数电路340的配置的电路图。图7b是用于解释可变参考电压ref_v和经缩放的验证信号svfy_s之间的关系的图表。

参考图7a，质量位计数电路340可以包括缩放电路342和计数器344。缩放电路342可以包括第一缩放单元342_1至第n缩放单元342_n。

在示例实施例中，第一缩放单元342_1可以包括多个晶体管n_a1至n_a3、p_a1、和电容器c。当第一缩放单元342_1处于禁用状态时，第一缩放单元342_1可以不缩放第一验证信号vfy_s1。计数器344可以直接接收由虚线标记的第一验证信号vfy_s1。响应于由晶体管n_a2接收的使能信号ens<1>，第一缩放单元342_1可被使能。在编程循环的验证操作期间，使能信号ens<1>可以具有高电平。晶体管p_a1可以接收第一验证信号vfy_s1，并且可以基于第一验证信号vfy_s1的电平连接到地vss。例如，当第一验证信号vfy_s1具有低电平时，第一缩放单元342_1的晶体管p_a1可以连接到地vss，电容器c的一端的电压可以被改变为地电压，晶体管n_a2可以被关断，并且可以输出经缩放的具有低电平的第一验证信号svfy_s1。而且，当第一验证信号vfy_s1具有高电平时，第一缩放单元342_1的晶体管p_a1可以不连接到地vss，电容器c的一端的电压可以被保持，晶体管n_a2可以被导通，并且第一缩放单元342_1可以输出基于可变参考电压ref_v的经缩放的第一验证信号svfy_s1。第一缩放单元342_1的配置可以应用于第二缩放单元342_1至第n缩放单元342_n的配置。

缩放控制信号sc_cs<m>可以包括使能信号ens<1>至ens<n>和可变参考电压ref_v。尽管为了便于解释，计数管理电路360将缩放控制信号sc_cs<m>施加到图5中的质量位计数电路340，但是计数管理电路360可以控制图2的电压发生器240以将可变参考电压ref_v施加到缩放电路342。

进一步参考图5和图7b，缩放比率控制电路354可以通过调整可变参考电压ref_v的大小来调整验证信号vfy_s的缩放比率。在示例实施例中，可变参考电压ref_v的大小和经缩放的验证信号svfy_s的大小可以成比例，并且经缩放的验证信号svfy_s的大小可以根据可变参考电压ref_v的大小而变化。缩放比率控制电路364可以通过参考包括如图7b所示的可变参考电压ref_v和经缩放的验证信号svfy_s之间的关系的缩放参考信息来生成缩放控制信号sc_cs<m>。例如，可以从缩放参考信息中发现，在第一电压v_1处生成对应于第一电流si_1的经缩放的验证信号svfy_s，在第二电压v_2处生成对应于第二电流si_2的经缩放的验证信号svfy_s，并且在第三电压v_3处生成对应于第三电流si_3的经缩放的验证电压svfy_s。然而，本发明构思的示例实施例不限于此，并且可以在本发明构思的示例实施例的范围内做出各种修改。

图8a是用于解释生成总计数结果值tcnt的质量位计数电路340的框图。图8b到图8d是用于解释通过使用从一个级接收到的级验证信号的和stg_vfy_s来生成关闭单元计数结果cnt_rs的方法的图。

参考图5和图8a，质量位计数电路340可以进一步包括计数器344和累加器346。计数器344可以在编程循环的验证操作期间从页面缓冲器电路320接收与第一级stg_1相对应的第一级验证信号的和stg_vfy_s1至与第k级stg_k相对应的第k级验证信号的和stg_vfy_sk，可以将该和与期望的(或者可替换地，预定的)参考电流(例如第一参考电流ref_i1至第l参考电流ref_il)进行比较，并且可以生成第一关闭单元计数结果cnt_rs1到第k关闭单元计数结果cnt_rsk。

现在将参考图8b进一步描述计数器344的操作。

参考图8b，计数器344可以通过将级验证信号的和stg_vfy_s与第一参考电流ref_i1至第六参考电流ref_i6和溢出参考电流ref_of进行比较来生成关闭单元计数结果。在示例实施例中，计数器344可以将级验证信号的和stg_vfy_s与溢出参考电流ref_of进行比较，然后顺序地与第六参考电流ref_i6至第一参考电流ref_i1进行比较，可以确定级验证信号的和stg_vfy_s属于部分a至f当中的哪个部分，并且可以生成对应于所确定的部分的关闭单元计数结果。如下面详细描述的，溢出参考电流ref_of可以用于确定是否改变下一个关闭单元计数操作所基于的采样率或缩放比率。

参考图8c，当采样率具有参考值1：2*ra时，计数器344可以通过参考包括对应于部分a至g中的每一个部分的关闭单元计数结果的第一表格信息tb_1来生成关闭单元计数结果。例如，当级验证信号的和stg_vfy_s属于部分g时，计数器344可以生成具有溢出值of的关闭单元计数结果。以这种方式，计数器344可以确定级验证信号的和stg_vfy_s属于部分a至f当中的哪个部分，并且可以根据确定结果生成与值num_aa至num_fa中的任何一个值相对应的关闭单元计数结果。

参考图8d，当缩放比率具有参考值1：2*rb时，计数器344可通过参考包括对应于部分a至g中的每一个部分的关闭单元计数结果的第二表格信息tb_2来生成关闭单元计数结果。例如，当级验证信号的和stg_vfy_s属于部分g时，计数器344可以生成具有溢出值of的关闭单元计数结果。以这种方式，计数器344可以确定级验证信号的和stg_vfy_s属于部分a至f当中的哪个部分，并且可以根据确定结果生成与值num_ab和num_fb之间的任何一个值相对应的关闭单元计数结果。

返回参考图8a，累加器346可以通过累加以上述方法生成的第一关闭单元计数结果cnt_rs1至第k关闭单元计数结果cnt_rsk来生成总计数结果值tcnt。在示例实施例中，累加器346可以考虑来自第一关闭单元计数结果cnt_rs1至第k关闭单元计数结果cnt_rsk当中的具有溢出值of的关闭单元计数结果来生成总计数结果值tcnt，如下面参考图14详细描述的那样。

图9a是用于解释当采样率改变时生成关闭单元计数结果的方法的图。图9b是用于解释当缩放比率改变时生成关闭单元计数结果的方法的图。

参考图8a和图9a，当采样率被改变为第一值1：ra(是参考值1：2*ra的两倍)时，计数器344可通过参考包括对应于部分a至g中的每一个部分的关闭单元计数结果的第三表格信息tb_3来生成关闭单元计数结果。例如，当级验证信号的和stg_vfy_s属于部分g时，计数器344可以生成具有溢出值of的关闭单元计数结果。以这种方式，计数器344可以确定级验证信号的和stg_vfy_s属于部分a至f当中的哪个部分，并且可以根据确定结果生成与值num_aa/2至num_fa/2中的任何一个值相对应的关闭单元计数结果。

而且，当采样率被改变为第二值1：4ra(是参考值1：2*ra的一半)时，计数器344可通过参考包括对应于部分a至g中的每一个部分的关闭单元计数结果的第三表格信息tb_3来生成关闭单元计数结果。例如，当级验证信号的和stg_vfy_s属于部分g时，计数器344可以生成具有溢出值of的关闭单元计数结果。而且，计数器344可以确定级验证信号的和stg_vfy_s属于部分a至f当中的哪个部分，并且可以根据确定结果生成与值2*num_aa至2*num_fa中的任何一个值相对应的关闭单元计数结果。

然而，本发明构思的示例实施例不限于此，并且计数器344可以通过参考图8c的第一表格信息tb_1来考虑参考值1：2*ra与第一值1：ra之间的比率或者参考值1：2*ra和第二值1：4ra之间的比率来生成关闭单元计数结果。

进一步参考图9b，当缩放比率被改变为第三值1：rb(是参考值1：2*rb的两倍)或第四值1：4*rb时，计数器344可以通过参考包括与部分a至g中的每一个部分相对应的关闭单元计数结果的第四表格信息tb_4来生成关闭单元计数结果。

如图9a和图9b所示，当采样率或缩放比率改变为较高值时，可以进一步减少关闭单元计数结果之间的单位间隔，并且因此可以执行精确的关闭单元计数操作。而且，当采样率或缩放比率被改变为较低值时，可以进一步增加关闭单元计数结果之间的单位间隔，因此可以执行粗略的关闭单元计数操作。

图10a和10b是用于解释需要精确的质量位计数操作的情况的图。将基于图8b和8c的描述来描述图10a和10b。

参考图10a，当存储器设备对存储器单元执行一个编程循环的编程操作时，存储器单元可根据特性形成第一阈值电压分布ds_1或第二阈值电压分布ds_2。接下来，当通过使用期望的(或者可替换地，预定的)验证电压vvfy执行验证操作并且采样率的值是1：2ra时，与第一阈值电压分布相对应的级验证信号的和stg_vfy_sads_1可以属于第三参考电流ref_i3和第四参考电流ref_i4之间的部分d。因此，计数器344可以生成具有值num_da的关闭单元计数结果。对应于第二阈值电压分布ds_2的级验证信号的和stg_vfy_sb也可属于第三参考电流ref_i3与第四参考电流ref_i4之间的部分d。因此，计数器344可以生成具有值num_da的关闭单元计数结果。

如此，尽管在第一阈值电压分布ds_1中具有等于或大于验证电压vvfy的阈值电压的关闭单元的实际数量是“num_1”，并且在第二阈值电压分布ds_2中具有等于或大于验证电压vvfy的阈值电压的关闭单元的实际数量是大于“num_1”的“num_2”，计数器生成的关闭单元计数结果之间没有差异。因此，上述质量位计数操作不应该被用于必须根据编程操作准确地确定并考虑存储器单元的特性的特定存储器操作，存储器单元的特性包括存储器单元的保持特性或阈值电压分布特性。

进一步参考图10b，采样率为1：ra，这可以通过将图10a的采样率改变为用于更精确的质量位计数操作的更高的值来获得。对应于第一阈值电压分布ds_1的级验证信号的和stg_vfy_sa可以属于第一参考电流ref_i1与第二参考电流ref_i2之间的部分b。因此，计数器344可以生成具有值“num_ba/2”的关闭单元计数结果。对应于第二阈值电压分布ds_2的级验证信号的和stg_vfy_sb可属于第二参考电流ref_i2与第三参考电流ref_i3之间的部分c。因此，计数器344可以生成具有值“num_ca/2”的关闭单元计数结果。结果，可以通过使用由计数器生成的关闭单元计数结果来确定与第一阈值电压分布ds_1相对应的关闭单元的实际数量和与第二阈值电压分布ds_2相对应的关闭单元的实际数量之间的差。如此，可以通过将采样率改变为更高的值来执行可以相对准确地反映关闭单元的实际数量的精确的质量位计数操作。

图11是用于解释根据示例实施例的调整每个编程循环组的采样率sr和缩放比率scr的方法的图。

参考图11，存储器设备可以执行多个编程循环，并且可以根据每个编程循环组不同地改变采样率sr和缩放比率scr中的至少一个。例如，可以基于第一采样率sr1a或第一缩放比率scr1a来执行包括在第一编程循环组plg_1中的编程循环pl_1的验证操作。可以基于第二采样率sr2a或第二缩放比率scr2a来执行包括在第二编程循环组plg_2中的编程循环pl_a1和pl_a2中的每一个的验证操作。而且，可以基于第三采样率sr3a或第三缩放比率scr3a来执行包括在第三编程循环组plg_3中的编程循环pl_b1和pl_b2中的每一个的验证操作。

在示例实施例中，可以设置(或者可替换地，预设)作为用于不同地改变采样率sr和缩放比率scr中的至少一个的基础的至少一个参考编程循环。例如，在参考编程循环之前执行的编程循环的验证操作的采样率或缩放比率可以被调整为不同于在参考编程循环之后执行的编程循环的验证操作的采样率或缩放比率。在示例性实施例中，在用于基于单触发(one-shot)编程方法执行编程循环的存储器设备中，由于在形成存储器单元的期望的阈值电压分布中，早期编程循环的验证结果可能比晚期编程循环的验证结果更重要，因此可以将较早的编程循环调整为具有更高的采样率或缩放比率。

图12是用于解释根据示例实施例的当通过使用阴影编程方法执行编程循环时调整采样率sr和缩放比率scr的方法的图。

参考图12，可以通过对连接到字线wl1至wl7的存储器单元使用阴影编程方法，根据期望的(或者可替换地，预定的)编程顺序来执行编程操作。在这种情况下，第一采样率sr1b或第一缩放比率scr1b可以被调整为不同于第二采样率sr2b或第二缩放比率scr2b，其中用于对最低有效位lsb进行编程的编程循环的验证操作基于第一采样率sr1b或第一缩放比率scr1b，用于对最高有效位msb进行编程的编程循环的验证操作基于第二采样率sr2b或第二缩放比率scr2b。在示例实施例中，由于用于对最高有效位msb进行编程的编程循环必须比用于对最低有效位lsb进行编程的编程循环更精确地形成存储器单元的阈值电压分布，所以第二采样率sr2b或第二缩放比率scr2b可以被调整为高于第一采样率sr1b或第一缩放比率scr1b。

图13a和图13b是用于解释通过基于通过执行包括在一个编程循环的验证操作中的关闭单元计数操作而生成的关闭单元计数结果来调整采样率或缩放比率，从而确定适当的采样率或缩放比率的方法的图。

参考图13a，当执行一个编程循环(例如，第一编程循环)的验证操作时，存储器设备可以执行多个关闭单元计数操作，例如，第一关闭单元计数操作cnt_1至第k关闭单元计数操作cnt_k。当在每个关闭单元计数操作期间关闭单元计数结果cnt_rs等于或大于参考值时(例如，当关闭单元计数结果cnt_rs具有溢出值of时)，存储器设备可以改变下一个关闭单元计数操作所基于的采样率。

在示例实施例中，存储器设备可以通过将采样率的初始值设置为“1：ra1”来执行第一关闭单元计数操作cnt_1，并且可以生成具有溢出值of的第一关闭单元计数结果cnt_rs1。该存储器设备可以基于第一关闭单元计数结果cnt_rs1将采样率改变为“1:ra2”，“1:ra2”低于“1:ra1”，可以执行第二关闭单元计数操作cnt_2，并且可以生成具有溢出值of的第二关闭单元计数结果cnt_rs2。接着，存储器设备可以基于第二关闭单元计数结果cnt_rs2将采样率改变为“1:ra3”，“1:ra3”低于“1:ra2”，可以执行第三关闭单元计数操作cnt_3，并且可以生成具有值“num_1”的第三关闭单元计数结果cnt_rs3。存储器设备可以通过将采样率固定为“1:ra3”来执行第四关闭单元计数操作cnt_4至第k关闭单元计数操作cnt_k，并且固定的采样率的值可以被称为最后一个值。

在示例实施例中，存储器设备可以根据存储器操作来不同地调整质量位计数操作所基于的采样率。在这种情况下，当需要精确的质量位计数操作时，存储器设备可以将采样率的初始值或最后一个值改变为更高的值。例如，为第一编程循环的验证操作中所包括的第一关闭单元计数操作设置的采样率的初始值可以不同于为第二编程循环的验证操作中所包括的第一关闭单元计数操作设置的采样率的初始值。在另一示例实施例中，为第一编程循环的验证操作中所包括的关闭单元计数操作而固定的采样率的最后一个值可以不同于为第二编程循环的验证操作所包括的关闭单元计数操作而固定的采样率的最后一个值。

参考图13b，当执行一个编程循环(例如，第一编程循环)的验证操作时，存储器设备可以执行第一关闭单元计数操作cnt_1至第k关闭单元计数操作cnt_k。当在每个关闭单元计数操作期间关闭单元计数结果cnt_rs等于或大于参考值时(或者当关闭单元计数结果cnt_rs具有溢出值of时)，存储器设备可以改变下一个关闭单元计数操作所基于的缩放比率。改变缩放比率的操作类似于参考图13a描述的改变采样率的操作，因此将不给出其详细解释。

图14是用于解释根据示例实施例的生成累加器346的总计数结果值tcnt的方法的框图。将基于图13a的描述来描述图14。

参考图14，累加器346可以接收第一关闭单元计数结果cnt_rs1至第k关闭单元计数结果cnt_rsk。在示例实施例中，累加器346可以通过在关闭单元计数结果cnt_rs1至cnt_rsk当中排除等于或大于参考值的结果(例如，每个具有溢出值of的关闭单元计数结果)来累积剩余结果。接下来，累加器346可以通过反映与排除的结果相对应的关闭单元计数操作的数量从累加值生成总计数结果值tcnt。例如，累加器346可以通过排除各自具有溢出值的第一关闭单元计数结果cnt_rs1和第二关闭单元计数结果cnt_rs2来累加第三关闭单元计数结果cnt_rs3至第k关闭单元计数结果cnt_rsk，并且可以将通过关闭单元计数操作的总数k乘以累加值(num_1+…+num_k-2)所获得的值除以关闭单元计数操作的总数k减去2所获得的值(该值是与排除的结果相对应的关闭单元计数操作的数量)。累加器346可以通过排除每个具有溢出值of的关闭单元计数结果来生成精确的总计数结果值tcnt。

图15是用于解释根据示例实施例的通过使用总计数结果值tcnt_m来确定编程操作是通过还是失败的操作的框图。

参考图15，控制逻辑410可以包括质量位计数器412和通过/失败检查器(pass/failchecker)414。

当执行一个编程循环的验证操作时，质量位计数器412可以生成总计数结果值tcnt_m，并且可以将总计数结果值tcnt_m施加于通过/失败检查器414。通过/失败检查器414可以将总计数结果值tcnt_m与通过/失败参考值ref_tcnt进行比较，并且可以通过确定编程循环的编程操作是通过还是失败来生成通过/失败信号p/f_s。控制逻辑410可以基于通过/失败信号p/f_s确定是否执行下一个编程循环。

图16a是用于解释控制初始编程电压电平的目的的图。图16b是用于解释根据示例实施例的通过使用第一总计数结果tcnt_1来控制初始编程电压电平的操作的框图。将基于图4的描述来描述图16a和16b。

参考图16a，在擦除状态e中的第一编程pl_1的编程操作pgm期间，存储器设备的存储器单元可以通过第一编程电压vpgm1形成第一阈值电压分布ds_2a或第二阈值电压分布ds_2b。在这种情况下，如第二阈值电压分布ds_2b中所示，由于根据第一编程状态p1的电平，存储器单元中的一些快速单元fc可能具有等于或大于用于验证第二编程状态p2的第二验证电压vvfy2的阈值电压，所以快速单元fc可以充当编程干扰。为了确定快速单元fc的存在，需要一种质量位计数操作，该计数操作可以指示当存储器单元形成第一阈值电压分布ds_2a时具有等于或大于第一验证电压vvfy1的关闭单元的实际数量num_1与当存储器单元形成第二阈值电压分布ds_2b时具有等于或大于第一验证电压vvfy1的关闭单元的实际数量num_2之间的差。

参考图16b，控制逻辑410可以包括质量位计数器412和编程电压电平管理器416。

基于比根据第二编程循环pl_2至第h编程循环中的任何一个编程循环的验证操作vfy执行质量位计数操作时更高的采样率或缩放比率，质量位计数器412可以根据第一编程循环pl_1的验证操作vfy来执行质量位计数操作。因此，质量位计数器412可以执行可以检查图16a的关闭单元的实际数量num_1和num_2之间的差的关闭单元计数操作。质量位计数器412可以将对应于第一编程循环pl_1的第一总计数值tcnt_1施加到编程电压电平管理器416。编程电压电平管理器416可以基于第一总计数值tcnt_1通过向电压发生器施加第一编程电压电平控制信号vint_cs来调整第一编程电压电平。

图17是用于解释根据示例实施例的通过使用总计数结果值tcnt_m来控制ispp方法中的编程电压之间的偏移电压的操作的框图。将基于图4的描述来描述图17。

参考图17，控制逻辑410可以包括质量位计数器412和编程电压电平管理器416'。质量位计数器412可以根据第一编程循环pl_1至第h编程循环pl_h中的每一个编程循环的验证操作vfy来执行质量位计数操作，并且可以将总计数值tcnt<m>施加至编程电压电平管理器416'。编程电压电平管理器416'可以基于总计数值tcnt<m>通过向电压发生器施加偏移电压电平控制信号voffset_cs来调整编程电压之间的偏移电压offset的电平。

图18a是用于运行读取防御码的存储器系统500的框图。图18b是用于解释通过运行读取防御码来确定期望的(或者可替换地，最优的)读取电压的方法的图。

参考图18a，存储器系统500可以包括存储器控制器510和存储器设备540，并且存储器控制器510可以包括读取电压电平确定器520和防御码存储区域530。

读取电压电平确定器520可以包括防御码选择器522和防御码操作器524。防御码选择器522可以从多个防御码530_1至530_m当中选择至少一个防御码作为所选择的(多个)防御码sel_code。防御码选择器522可以将所选择的(多个)防御码sel_code的结果信号select_rs施加到防御码操作器524。防御码操作器524可以从防御码存储区域530加载所选择的(多个)防御码sel_code，并且可以运行所选择的(多个)防御码sel_code。防御码操作器524可以运行所选择的(多个)防御码sel_code，可以基于所选择的(多个)防御码sel_code将控制信号rvld_cs施加于存储器设备540，并且可以控制存储器设备540执行读取电压电平确定操作。

存储器设备540可以使用质量位计数器544来执行读取电压电平确定操作。在示例实施例中，质量位计数器544可以通过将采样率或缩放比率改变为高于一般验证操作所基于的采样率或缩放比率的值来执行读取电平确定操作。

参考图18b，存储器设备540可以以第一读取电压rd1至第五读取电压rd5读取存储器单元，然后可以通过使用质量位计数器544来计数包括在单元扇区csec1至csec4中的每一个单元扇区中的存储器单元的数量。由于如上所述基于高的采样率或缩放比率执行质量位计数操作的质量位计数器544可以准确地计算包括在单元扇区csec1至csec4中的每一个单元扇区中的存储器单元的数量，因此可以确定期望的(或者可替换地，最优的)读取电压。

图19是用于解释根据示例实施例的调整采样率或缩放比率的方法的流程图。

参考图19，在操作s100中，存储器设备可以从存储器控制器接收命令。

在操作s120中，根据命令，存储器设备可以根据存储器操作的类型调整质量位计数操作所基于的采样率和缩放比率中的至少一个。例如，当存储器操作需要精确的质量位计数操作时，存储器设备可以增加采样率或缩放比率。相反，当存储器操作不受是否执行粗略的质量位计数操作的影响时，存储器设备可以减小采样率或缩放比率。采样率或缩放比率的调整将在下面参考图20和图21更详细地讨论。

在操作s140中，存储器设备可以基于调整后的采样率或缩放比率来执行包括质量位计数操作的存储器操作。

图20是用于解释当执行多个编程循环时调整采样率或缩放比率的方法的流程图。

参考图20，在操作s200中，存储器设备可以从存储器控制器接收编程命令。存储器设备可以响应于编程命令执行多个编程循环。

在操作s210中，存储器设备可以执行第n个编程循环。在操作s220中，所述存储器设备可确定第n个编程循环是否是最后一个编程循环。

当在操作s220中确定第n个编程循环是最后一个编程循环时，响应于编程命令的编程操作可以结束。当在操作s220中确定第n个编程循环不是最后一个编程循环时，该方法进行到操作s230。

在操作s230中，存储器设备可以确定下一个编程循环是否在参考编程循环之后执行。

当在操作s230中确定在参考编程循环之后执行下一个编程循环时，该方法进行到操作s240。在操作s240中，存储器可以改变采样率和缩放比率中的至少一个。

当在操作s230中确定在参考编程循环之前执行下一个编程循环时，该方法进行到操作s250。在操作s250中，存储器设备可以保持采样率和缩放比率。由于如上所述的早期编程循环需要精确的质量位计数操作，所以可以通过使用比在参考编程循环之后执行的晚期编程循环中的更高的采样率或缩放比率来执行早期编程循环。接下来，在操作s260中，存储器设备可以将n增加1并且可以执行下一个编程循环。

图21是用于解释在一个编程循环的验证操作期间根据每个级的关闭单元计数结果调整采样率或缩放比率的方法的流程图。

如上所述，存储器设备可以在一个编程循环的验证操作中根据页面缓冲器电路的级来执行多个关闭单元计数操作。即使在一个编程循环的验证操作中，存储器设备也可以通过调整采样率和缩放比率中的至少一个来确定适当的采样率或缩放比率。

参考图21，在操作s211中，存储器设备可以对第m级执行关闭单元计数操作。

在操作s212中，存储器设备可确定对第m级的关闭单元计数操作是否是最后一个关闭单元计数操作。

当在操作s212中确定该关闭单元计数操作不是最后一个关闭单元计数操作时，该方法进行到操作s213。

在操作s213中，存储器设备可以确定关闭单元计数结果是否等于或大于参考值(或具有溢出值)。

当在操作s213中确定关闭单元计数结果等于或大于参考值时，该方法进行到操作s214。在操作s214中，存储器设备可以将采样率和缩放比率中的至少一个改变为较低值。

当在操作s213中确定关闭单元计数结果小于参考值时，该方法进行到操作s215。在操作s215中，可以保持采样率和缩放比率。

接下来，在操作s216中，存储器设备可以将m增加1并且可以执行下一个关闭单元计数操作。

当在操作s212中确定对第m级的关闭单元计数操作是最后一个关闭单元计数操作时，则该方法进行到操作s217。在操作s217中，存储器设备可以通过使用多个关闭单元计数结果来生成总计数结果值。如参考图14所述的那样，存储器设备可以考虑等于或大于参考值的关闭单元计数结果而生成总计数值。而且，如参考图15至18b所述的那样，存储器设备可以通过使用总计数值来执行存储器操作。

图22是用于解释在执行读取操作之前执行的虚拟读取操作的图。

参考图2和图22，随着时间“t1”改变为时间“t2”，被编程到期望的(或者可替换地，预定的)编程级的存储器单元的第一阈值电压分布ds_1根据存储器单元的保持特性可以被移位到第二阈值电压分布ds_2。而且，随着时间“t2”改变为时间“t3”，第二阈值电压分布ds_2可以被移位到第三阈值电压分布ds_3。控制逻辑210可以控制虚拟读取操作。

在示例实施例中，控制逻辑210可以控制虚拟读取电压dummy_rv以将其施加到虚拟待读取存储器单元，并且质量位计数器212可以基于第一采样率和第一缩放比率执行第一关闭单元计数。在示例实施例中，虚拟读取电压dummy_rv可以具有用于确定由于具有最高编程状态的存储器单元的保持特性而引起的阈值电压分布趋势的电压电平。因此，可以基于用于读取具有最高编程状态的存储器单元的数据的读取电压来设置虚拟读取电压dummy_rv。然而，本发明构思不限于此，并且虚拟读取电压dummy_rv可以被设置为具有各种级别中的任何级别。

当在时间“t1”执行第一关闭单元计数时，质量数计数器212可以生成值“num_a”的结果，并且当在时间“t2”执行第一关闭单元计数时可以生成值“num_b”的结果，并且当在时间“t3”执行第一关闭单元计数时可以生成值“num_c”的结果。控制逻辑210可以从质量位计数器212获得第一关闭单元计数结果，可以通过使用第一关闭单元计数结果，根据存储器单元的保持特性来确定阈值电压分布的趋势，并且可以反映该趋势以控制读取操作。

为了读取具有期望的(或者可替换地，预定的)状态(例如，第k编程状态)的存储器单元的数据，读取操作可以包括将多个候选读取电压施加到待读取存储器单元以及从候选读取电压当中选择期望的(或者可替换地，最优的)读取电压。计数管理电路212b可以设置由质量位计数器212执行的第二关闭单元计数所基于的第二采样率和第二缩放比率，以便基于第一关闭单元计数结果来选择期望的(或者可替换地，最优的)读取电压。在示例实施例中，计数管理电路212b可以通过参考期望的(或者可替换地，预定的)表格，根据第一关闭单元计数结果来设置第二采样率和第二缩放比率，其将参考图23a至图23c而进行描述。

图23a至图23c是示出根据示例实施例的为了设置第二关闭单元计数所基于的第二取样率和第二缩放比率而参考的表格信息tb_5a至tb_5c的图。

参考图2和图23a，计数管理电路212b可以通过参考表格信息tb_5a仅设置第二采样率samplingrate_2。因此，第二缩放比率可以被固定为预设值。例如，当第一关闭单元计数结果cnt_rs_1在值“num_1”和值“num_2”之间时，计数管理电路212b可以将第二采样率samplingrate_2设置为值“sr_1a”。

参考图23b，计数管理电路212b可以通过参考表格信息tb_5b仅设置第二缩放比率ampratio_2。因此，第二采样率可以被固定为预设值。例如，当第一关闭单元计数结果cnt_rs_1在值“num_1”与值“num_2”之间时，计数管理电路212b可将第二缩放比率ampratio_2设置为值“ar_1a”。

参考图23c，计数管理电路212b可以通过参考表格信息tb_5c来设置第二采样率samplingrate_2和第二缩放比率ampratio_2。例如，当第一关闭单元计数结果cnt_rs_1在值“num_1”和值“num_2”之间时，计数管理电路212b可以将第二采样率samplingrate_2设置为值“sr_1b”，并且可以将第二缩放比率ampratio_2设置为值“ar_1b”。

随着第一关闭单元计数结果cnt_rs_1的值增加(即，在虚拟读取操作期间计数的单元增加)，计数管理电路212b可以通过参考表格信息tb_5a至tb_5c来增加第二采样率samplingrate_2和第二缩放比率ampratio_2中的至少一个的值。也就是说，发现当第一关闭单元计数结果cnt_rs_1的值为高时，存储器单元的阈值电压分布的移位程度较小。随着存储器单元的阈值电压分布的移位程度减小，为了在读取操作期间选择最佳读取电压，可能需要质量位计数器212来执行更精确的第二关闭单元计数。然而，本发明构思不限于此，并且随着第一关闭单元计数结果cnt_rs_1的值增加，计数管理电路212b可以通过参考表格信息tb_5a至tb_5c来减小第二采样率samplingrate_2和第二缩放比率ampratio_2中的至少一个的值。

图24是用于解释选择期望的(或者可替换地，最优的)读取电压以读取具有第k编程状态pk的存储器单元的数据的方法的图。

参考图2和24，控制逻辑210可以控制要被顺序地施加到待读取存储器单元的多个候选读取电压crv_1至crv_3，以便读取具有第k(k是等于或大于1的整数)编程状态pk的存储器单元的数据。质量位计数器212可以基于设置的第二采样率和设置的第二缩放比率多次执行第二关闭单元计数，并且控制逻辑210可以通过使用第二关闭单元计数结果来获得包括在单元扇区csec1和csec2中每一个单元扇区的存储器单元的数量。控制逻辑210可以基于包括在单元扇区csec1和csec2中每一个单元扇区的存储器单元的数量，从候选读取电压crv_1至crv_3中选择期望的(或者可替换地，最优的)读取电压(例如，crv_2)。

所选择的读取电压crv_2可以具有用于精确区分具有第(k-1)个编程的存储器单元和具有第k个编程状态pk的存储器单元的电压电平。接下来，控制逻辑210可以通过使用所选择的读取电压crv_2来控制将对待读取存储器单元执行的读取操作。

图25是用于解释根据示例实施例的质量位计数器的操作的流程图。

参考图25，在操作s300中，根据示例实施例的存储器设备可以将虚拟读取电压施加到包括在存储器单元阵列中的存储器单元当中的虚拟待读取存储器单元，并且可以基于第一采样率和第一缩放比率来执行第一关闭单元计数。

在操作s320中，存储器设备可基于第一关闭单元计数结果来设置第二采样率和第二缩放比率。

在操作s340中，存储器设备可以基于第二采样率和第二缩放比率，对包括在存储器单元阵列中的存储器单元当中的待读取存储器单元执行读取操作。

以上已经描述了图25的每个操作，因此将不给出其详细解释。

虽然本发明构思的示例实施例已经参考其一些示例实施例被具体示出和描述，但是它们被提供用于说明的目的，并且本领域普通技术人员将理解，可以根据本发明构思的示例实施例而做出各种修改和等同的其他示例实施例。因此，本发明构思的示例实施例的真实技术范围由所附权利要求的技术精神限定。

根据一个或多个示例性实施例，上述单元和/或设备(诸如控制逻辑210、410和页面缓冲器220、320的组件以及上述每一个的子组件(诸如质量位计数电路212a、340、412，计数管理电路212b、360和p/f检查器(pass/failchecker，p/fchecker)414))，可以使用硬件、硬件和软件的组合或者存储可运行以执行其功能的软件的非暂时性存储介质来实现。控制逻辑210、410和页面缓冲器220、320可以在相同的硬件平台或在分离的硬件平台上实施。

硬件可以使用处理电路来实现，诸如但不限于，一个或多个处理器、一个或多个中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)、一个或多个控制器、一个或多个算术逻辑单元(arithmeticlogicunit，alu)、一个或多个数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、一个或多个微计算机、一个或多个现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)、一个或多个系统芯片(system-on-chip，soc)、一个或多个可编程逻辑单元(programmablelogicunit，plu)、一个或多个微处理器、一个或多个专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)或能够以定义的方式响应和运行指令的任何其他设备或多个其他设备。

软件可以包括计算机程序、程序代码、指令或其一些组合，用于独立地或共同地指示或配置硬件设备以按照期望操作。计算机程序和/或程序代码可以包括能够由一个或多个硬件设备(诸如一个或多个上面提到的硬件设备)实现的程序或计算机可读指令、软件组件、软件模块、数据文件、数据结构等。程序代码的示例包括由编译器生成的机器代码和使用解释器运行的更高级程序代码。

例如，当硬件设备是计算机处理设备(例如，一个或多个处理器、cpu、控制器、alu、dsp、微计算机、微处理器等)时，计算机处理设备可以被配置为根据程序代码通过执行算术、逻辑和输入/输出操作来执行程序代码。一旦程序代码被加载到计算机处理设备中，计算机处理设备可以被编程为执行程序代码，由此将计算机处理设备转换成专用计算机处理设备。在更具体的示例中，当程序代码被加载到处理器中时，处理器被编程为执行程序代码和与其相对应的操作，由此将处理器变换成专用处理器。在另一示例中，硬件设备可以是定制到专用处理电路(例如，asic)中的集成电路。

诸如计算机处理设备的硬件设备可以运行操作系统(os)和在os上运行的一个或多个软件应用。计算机处理设备还可以响应于软件的运行而访问、存储、操纵、处理和创建数据。为了简单起见，可以将一个或多个示例实施例示例为一个计算机处理设备；然而，本领域技术人员将认识到，硬件设备可以包括多个处理元件和多种类型的处理元件。例如，硬件设备可以包括多个处理器或者处理器和控制器。另外，其他处理配置也是可能的，诸如并行处理器。

软件和/或数据可以永久地或暂时地包含在任何类型的存储介质(包括但不限于，能够向硬件设备提供指令或数据或能够由硬件设备解释的任何机器、组件、物理或虚拟装备或计算机存储介质或设备)中。该软件也可以分布在网络耦合的计算机系统上，以便软件以分布式方式存储和运行。详细地，例如，软件和数据可以由一个或多个计算机可读记录介质来存储，所述计算机可读记录介质包括如本文所讨论的有形或非暂时性计算机可读存储介质。

根据一个或多个示例实施例，存储介质还可以在单元和/或设备处包括一个或多个存储设备。一个或多个存储设备可以是诸如随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、只读存储器(readonlymemory，rom)的有形或非暂时性计算机可读存储介质，永久大容量存储设备(诸如磁盘驱动器)和/或能够存储和记录数据的任何其他类似的数据存储机构。一个或多个存储设备可以被配置为存储用于一个或多个操作系统的和/或用于实现在此描述的示例实施例的计算机程序、程序代码、指令或其一些的组合。也可以使用驱动机构将计算机程序、程序代码、指令或其一些的组合从分离的计算机可读存储介质加载到一个或多个存储设备和/或一个或多个计算机处理设备中。这种分离的计算机可读存储介质可以包括通用串行总线(universalserialbus，usb)闪存驱动器、存储棒、蓝光/dvd/cd-rom驱动器、存储卡和/或其它类似的计算机可读存储介质。可以经由网络接口而不是经由计算机可读存储介质将计算机程序、程序代码、指令或其一些的组合从远程数据存储设备加载到一个或多个存储设备和/或一个或多个计算机处理设备中。另外，可以将计算机程序、程序代码、指令或其一些的组合从被配置成传送和/或分发计算机程序、程序代码、指令或其一些的组合的远程计算系统加载到一个或多个存储设备和/或一个或多个处理器中。远程计算系统可以经由有线接口、空气接口和/或任何其它类似的介质来传送和/或分发计算机程序、程序代码、指令或其一些的组合。

为了示例实施例的目的，一个或多个硬件设备、存储介质、计算机程序、程序代码、指令或其一些的组合可以被专门设计和构造，或者它们可以是为了示例实施例的目的而被改变和/或被修改的已知的设备。