一种SSD中在线校准NANDFlash读参考电压的方法与流程

本发明涉及一种nandflash读参考电压的校准方法，具体是在一种ssd中在线校准nandflash读参考电压的方法，属于存储器技术领域。

背景技术：

目前ssd通常使用nandflash做为存储介质，然而nandflash本身的物理结构特点决定了它带有天然的不稳定性。在nandflash读取过程中有概率会发生数据错误，并且随着nandflash工艺和类型的发展，错误的概率呈现上升趋势，所以如今nandflash需要的ecc算法的纠错能力越来越强。但是ecc算法已经是一种成熟的算法并且ssd中ecc算法几乎全部为硬件实现，通过改进ecc算法降低nandflash出错概率的空间较小。

读参考电压也是影响nandflash出错概率的一个因素，读参考电压是在nandflash读取过程中施加在nandflashcell的controlgate上的一个判断当前cell是否导通的电压。若读参考电压不合适，也会影响数据发生错误的概率。nandflash特性决定了一个读参考电压在nandflash生命周期的不同阶段并非一直适用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种ssd中在线校准nandflash读参考电压的方法，利用偏移读取可以调整参考电压的特性，通过使用一种多次调整参考电压偏移读取的方法获得当前page读取时最佳的参考电压，用于后续该page的读取操作，减少数据发生错误概率。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种ssd中在线校准nandflash读参考电压的方法，包括以下步骤：s01）、将nandflash某一block的所有字线分为m组，然后从每个字线组选取n个字线进行校准电压采样，m、n为大于1的正整数；s02）、分别选取选中字线对应的lowerpage、middlepage、upperpage，从ddr中获取当前page对应的参考电压vref，然后以vref所在地址d（vref）为基点依次进行偏移读取，偏移间隔设为doffset；s03）、对每次偏移读取的数据都进行ecc校验，记录每次偏移读取的校验错误率e(n)；s04）、比较记录的所有e(n)，找出最小值和最小值对应的偏移量，将最小e(n)对应的d（vref）+doffset(n)保存到ddr中对应位置，doffset(n)为偏移间隔与偏移次数的乘积。

考虑到大量使用偏移读取会严重影响ssd性能，在进行步骤s02之前，将偏移读取的次数设置为i次，如果i次读取的数据ecc校验都通过，则选取i次中校验错误率最小的值作为新的参考电压记录到ddr中对应位置；如果i次中出现ecc校验失败，记录失败的电压偏移，然后向该偏移的反方向重新读取i次，如果i次ecc校验都成功，选取i次中校验错误率最小的值记录到ddr中，如果反向读取中出现ecc校验错误，则将该block数据搬移到新的block。

进一步的，i=5。

进一步的，m=4，n=4。

进一步的，doffset=2。

进一步的，进行步骤s01之前，进行校准电压的block已经写满数据。

本发明的有益效果：本方法充分考虑nandflash特性，利用偏移读取的方法，通过在线扫描nandflash参考电压，在不影响数据内容的前提下，提升了数据的稳定性。本方法考虑到在线校准对ssd性能的影响，设置偏移读取的次数，在读取次数达到设置值仍存在校验错误时，将该block数据搬移到新的block。

附图说明

图1为读取正确时电压偏移顺序图；

图2为读取错误时电压偏移顺序图；

图3为实施例1的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

nandflashread操作可以划分为正常读取（normalread）和偏移读取（shiftread）两种方式，normalread只需要发送read命令即可；shiftread需要在发送read命令前通过setfeature命令设置本次读的参考电压参数。参考电压参数代表的就是当前读取page使用的readvref，不同参数对应不同vref。本方法利用shiftread可以调整参考电压的特性，通过使用一种多次调整参考电压shiftread的方法获得当前page读取时最佳的参考电压，用于后续该page的读取操作，减少数据发生错误概率。

本实施例以包含256个wordline的2-3-2编码3dtlc为例进行说明。

由于nandflash特性表现以block为单位，所以所有的block使用同一种校准nandflash读参考电压的方法。本方法包括以下步骤：

s01)、将所有wl平均分成4组处理，分组数值可以根据实际情况扩大或者缩小。从最优参数角度考虑，记录每个wl（字线）的参考电压参数是最准确的，但是这会带来巨大的ddr占用，将所有wl分均分成4组是均衡后的结果。

s02）、选取第一个wl组wlgroup0，为了保证采样的准确度并且减少校准过程耗时，每个wl组选取4个wl进行校准电压采样，这4个wl的选取为该组第一个wlfirst、最后一个wllast以及中间随机两个wl；

s03）、分别读取选中wl对应的lowerpage、middlepage、upperpage，此处使用的3dnandflash的lowerpage对应2个vref，middlepage对应3个vref，upperpage对应3个vref，故vrefmax=2或3，每种page读取时都是使用shiftread方式，首先获取当前page对应的参考电压vref，然后以当前参考电压所在地址d(vref)为基点进行偏移读取，参考电压参数偏移量doffset(n)以2为间隔，依次为0、+2、-2、+4、-4、+6、-6、+8、-8、+10、-10、…，根据上述的顺序循环完成所有wl组的读取过程；

s04）、对每次偏移读取的数据都进行ecc校验，记录每次偏移读取的校验错误率e(n)；

s05）、比较记录的所有e(n)，找出最小值和最小值对应的偏移量，将最小e(n)对应的d（vref）+doffset(n)保存到ddr中对应位置，doffset(n)为偏移间隔与偏移次数的乘积。

考虑到校准过程中大量使用shiftread会严重影响ssd性能，我们采用一种方案：开始校准时设置最大shiftread次数为5次，即前5次电压偏移（0、+2、-2、+4、-4），如果5次读取的数据ecc校验都通过，则选取5次中errorbits最小的值作为新的参考电压记录到ddr对应位置。如果5次中出现ecc校验失败，记录失败的电压偏移，然后向该偏移的反方向重新读取5次，如果5次ecc校验都成功，选取这e(n)中errorbits最小的值记录到ddr中。如果反向读取中出现ecc校验错误，则将该block数据搬移到新的block。读取顺序参考下图1、图2。

本方法实现的具体流程参考图3。

以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。