存储器装置及其读取参考电压的调整方法与流程

本发明涉及一种存储器装置及其读取参考电压的调整方法，尤其涉及一种可动态调整读取参考电压的存储器装置及调整方法。

背景技术：

在快闪存储器的技术领域中，为了判读出存储单元中所存储的数据的逻辑电平，需要设定一个或多个的读取参考电压，并通过使存储单元的临界电压与读取参考电压进行比较，来判读出存储单元中所存储的数据的逻辑电平。然而，在快闪存储器经过ˋ较长时间的使用后，在多次的程序化/抹除循环，或长时间的数据保存，存储单元的特性可能产生改变。如此一来，存储单元依据所存储的数据所呈现的临界电压的特性，会产生飘移。在这样的条件下，利用原始设定的读取参考电压来进行存储单元的数据读出动作，将会产生读出数据不正确的情况。

技术实现要素：

本发明提供一种存储器装置及其读取参考电压的调整方法，可提升读取数据的正确性。

本发明的读取参考电压的调整方法包括：针对存储器的多个存储单元进行多个读取步阶的读取动作，并分别获得为设定逻辑电平的存储单元的多个计数值，计数值分别对应读取步阶；依据计数值以计算出多个计数差值，依据计数差值以产生平均差值，并依据平均差值以产生临界值；计算存储单元的平衡计数值，其中平衡计数值等于存储单元被程序化为设定逻辑电平的数量；依据读取参考电压设定第一读取步阶以及第二读取步阶，分别获得为设定逻辑电平的存储单元的第一参考计数值以及第二参考计数值，并计算出第一参考计数值以及第二参考计数值的参考计数差值；以及，依据参考计数差值、临界值以及平衡计数值以设定电压调整值，并依据电压调整值以调整读取参考电压来产生调整后参考电压。

本发明的存储器装置包括存储器、存储器控制器以及主机端。存储器控制器耦接存储器。主机端耦接存储器控制器。主机端用以：针对存储器的多个存储单元进行多个读取步阶的读取动作，并分别获得为设定逻辑电平的存储单元的多个计数值，计数值分别对应读取步阶；依据计数值以计算出多个计数差值，依据计数差值以产生平均差值，并依据平均差值以产生临界值；计算存储单元的平衡计数值，其中平衡计数值等于存储单元被程序化为设定逻辑电平的数量。存储器控制器用以依据读取参考电压设定第一读取步阶以及第二读取步阶，分别获得为设定逻辑电平的存储单元的第一参考计数值以及第二参考计数值，并计算出第一参考计数值以及第二参考计数值的参考计数差值；以及，依据参考计数差值、临界值以及平衡计数值以设定电压调整值，并依据电压调整值以调整读取参考电压来产生调整后参考电压。

基于上述，本发明通过计算存储单元中，对应多个读取步阶的多个计数值的变化状态，并依据计数值的变化状态以区分出三个分布区域。通过计算目前的读取参考电压所在的分布区域，并据以调整读取参考电压的电压值，以提升提取数据的正确性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1示出本发明一实施例的读取参考电压的调整方法的流程图；

图2a示出本发明实施例的计数值与读取步阶的关系曲线图；

图2b示出本发明实施例的计数差值与读取步阶的关系曲线图；

图3a以及图3b示出本发明实施例的参考电压调整动作的示意图；

图4a以及图4b示出本发明实施例的参考电压调整动作的另一实施方式的示意图；

图5示出本发明实施例的存储器装置的示意图；

图6示出本发明实施例的读取参考电压的调整方法的动作示意图。

附图标号说明：

s110～s150、s610～s630：读取参考电压的调整步骤

210、220：曲线

z21、z22、z21a、z22a：区域

rs1、rs2、rrs1、rrs2：读取步阶

a、b、c：分布区域

cn、cn+1：参考计数值

th：临界值

rv：读取参考电压

trv：调整后读取参考电压

500：存储器装置

512：存储器

511：存储器控制器

513：主机端

510：存储卡

具体实施方式

请参照图1，图1示出本发明一实施例的读取参考电压的调整方法的流程图。图1的读取参考电压的调整方法适用于存储器的读取动作。在本实施例中，存储器可以为一非易失性存储器，例如快闪存储器。在图1中，步骤s110针对存储器的多个存储单元进行多个读取步阶的读取动作，并分别获得为一设定逻辑电平的存储单元的多个计数值，其中，计数值分别对应上述的多个读取步阶。在此请同步参照图1以及图2a，其中图2a示出本发明实施例的计数值与读取步阶的关系曲线图。在本实施例中，设定逻辑电平例如为逻辑电平1。读取步阶用以对应读取参考电压，例如，第一阶的读取步阶可以对应等于第一电压值的读取参考电压，而第二阶的读取步阶可以对应等于第二电压值的读取参考电压，其中第二电压值大于第一电压值，并且第二电压值可以等于第一电压值递增一个步阶值dv。依此类推，读取步阶的阶数可随着读取参考电压的增加而增加，而第n阶的读取步阶对应的读取参考电压的电压值可以等于第一电压值+(n-1)×dv。

通过依序递增的读取步阶，以对存储器中的存储单元进行读取动作，并通过计算对应多个读取步阶时，读出存储单元中存储的数据为逻辑电平1的多个计数值，可获得图2a示出的曲线210。其中，曲线210为一连续递增的曲线，并且在区域z21、z22中，曲线210具有相对大的上升斜率。

请重新参照图1，在步骤s120中，依据步骤s110中的计数值以计算出多个计数差值，依据计数差值以产生一平均差值，并依据平均差值以产生临界值。在细节上，针对相邻的二读取步阶对应的二计数值进行相减动作，并取其绝对值，可以获得多个计数差值。计数差值用以反应计数值的变化状态。接着，并将所有的计数差值加总，并使加总的结果除以读取步阶的总数以产生平均差值。另外，使平均差值乘以一常数k以产生临界值，其中，常数k为一预设的数值，并为大于1的实数。

在此请同步参照图1、图2a以及图2b，其中图2b示出本发明实施例的计数差值与读取步阶的关系曲线图。在图2b中，多个计数差值构成曲线220。通过并将所有的计数差值加总，使加总的结果除以读取步阶的总数以产生平均差值，并使平均差值乘以一常数k可产生临界值th。在图2b中，通过临界值th与曲线220中的多个计数差值比较，可获得读取步阶rs1、rs2，读取步阶rs1、rs2并可将所有的读取步阶区分成三个分布区域a、b、c。其中，分布区域a的读取步阶小于读取步阶rs1；分布区域b的读取步阶介于读取步阶rs1以及rs2间；以及，分布区域c的读取步阶大于读取步阶rs2。

值得注意的，在图2b中，具有分别对应图2a中的区域z21、z22的区域z21a以及z22a。其中，图2a中具有相对大变化的计数值的区域z21、z22对应至图2b中具有相对大计数差值的区域z21a、z22a。

承续上述的说明，步骤s130计算存储单元的一平衡计数值，其中，平衡计数值等于存储单元被程序化为设定逻辑电平(例如逻辑电平1)的数量。以具有16k位元组(byte)的存储单元为范利，在当有一半的存储单元被程序化为逻辑电平1时，平衡计数值等于16384×8/2＝65536。

接着，步骤s140依据读取参考电压以设定第一读取步阶以及第二读取步阶，依据第一读取步阶以及第二读取步阶以分别获得为设定逻辑电平的存储单元的第一参考计数值以及第二参考计数值，并计算出第一参考计数值以及第二参考计数值的参考计数差值。在此请同步参照图1、图3a以及图3b。图3a以及图3b示出本发明实施例的参考电压调整动作的示意图。在图3a中，通过依据第一读取步阶rrs1以及第二读取步阶rrs2以分别获得为设定逻辑电平的存储单元的第一参考计数值cn以及第二参考计数值cn+1。在本实施例中，第一参考计数值cn以及第二参考计数值cn+1分别为73370以及70580。并且，通过使第一参考计数值cn以及第二参考计数值cn+1相减，并取其绝对值，可获得参考计数差值dn＝2750。

接着，步骤s150依据参考计数差值dn、临界值th以及平衡计数值b以设定电压调整值，并据所述电压调整值以调整读取参考电压来产生调整后参考电压。承续图3a、图3b的实施例，其中，以平均值等于1000、常数k等于2、第一读取步阶的步阶数等于2、平衡计数值b等于65536为范例，临界值th可等于1000×2＝2000。如此一来，参考计数差值dn(＝2750)大于临界值th，且平衡计数值b与第一参考计数值cn的差值(b–cn)大于临界值与第一读取步阶的步阶数的乘积(n×th)，表示目前设定的读取步阶落于区域a或区域c(本实施例为落于区域a)。因此，可使平衡计数值b与第一参考计数值cn的差值除以平均差值dn来获得电压调整值，并依据计算出的电压调整值来调整读取参考电压rv以产生调整后读取参考电压trv。

由图3b的示出可以发现，通过读取参考电压的调整动作，调整后读取参考电压trv可落于曲线的中心部位，提升读出数据的正确度。

在此请参照图4a以及图4b。图4a以及图4b示出本发明实施例的参考电压调整动作的另一实施方式的示意图。在图4a中，通过依据第一读取步阶rrs1以及第二读取步阶rrs2以分别获得为设定逻辑电平的存储单元的第一参考计数值cn以及第二参考计数值cn+1。在本实施例中，第一参考计数值cn以及第二参考计数值cn+1分别为68680以及67340。并且，通过使第一参考计数值cn以及第二参考计数值cn+1相减，并取其绝对值，可获得参考计数差值dn＝1340。基于参考计数差值dn小于临界值th(＝2000)，表示目前设定的读取步阶落于区域b。因此，可使平衡计数值b与第一参考计数值cn的差值除以参考计数差值dn来获得电压调整值，并依据计算出的电压调整值来调整读取参考电压rv以产生调整后读取参考电压trv。

请参照图5，图5示出本发明实施例的存储器装置的示意图。存储器装置500包括存储器512、存储器控制器511以及主机端513。存储器控制器511耦接存储器512，并可整合于一存储卡510中。主机端513连接存储卡510，并耦接存储器控制器511。在本实施例中，主机端513可用以执行如图1实施例的步骤s110～s130以获得平均差值、临界值以及平衡计数值。存储器控制器511则可用以执行如图1实施例的步骤s140～s150，以进行参考读取电压的调整动作。

关于上述步骤s110～s150的实施细节，在前述的实施例中已有详细的说明，在此恕不多赘述。

附带一提的，主机端513可以为一电脑装置，或任何具有运算能力的电子装置。主机端513可用以与存储卡510连接，并获得平均差值、临界值以及平衡计数值等信息。主机端513另可将平均差值、临界值以及平衡计数值等信息存储在存储卡510中。在主机端513与存储卡510离线(不相连接)的条件下，存储卡控制器511可针对值型存储器512读取动作时的读取参考电压的调整动作，以维持读出数据的正确性。

请参照图6，图6示出本发明实施例的读取参考电压的调整方法的动作示意图。配合图5的存储器装置500，在步骤s610中，主机端513可通过执行步骤s110～s130进行初始化设定，并获得平衡计数值b以及平均差值avg。接着，在当针对存储器512进行数据读取动作时，可执行步骤s620的错误检查纠正(errorcheckandcorrection,ecc)的检查动作。在当ecc检查通过时，可持续进行数据的读取动作。在当ecc检查失败时，可通过步骤s630以执行追踪流程。在此，步骤s630的追踪流程可通过步骤s140～s150来执行，并藉以调整读取参考电压。

通过步骤s630的追踪流程，可适应性的调整读取参考电压，并可维持数据读取的正确性，提升存储器的使用效能。

综上所述，本发明通过计算对应多个读取步阶的多个计数值的变化状态，来进行读取参考电压的调整动作。如此一来，在当存储单元的特性发生变化时，仍可有效设定对应的读取参考电压，以提升读出数据的正确性。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。