包括非易失性存储器件的存储装置和该器件的读取方法_5

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320可以感测被选择的单元区域,锁存感测到的数据并将锁存的数据输出为读取数据R_Data。非易失性存储器件320不在特定的锁存器中备份读取读取数据R_Data的过程的至少一个SLC读取操作的所得数据。
[0141 ] 存储控制器310可以执行对读取数据R_Data的检错和纠错。如果读取数据R_Data是无法纠正的,则存储控制器310可以基于读取数据R_Data中包括的逻辑I或逻辑O的数量来估计分布谷的偏移程度。即,存储控制器310不访问非易失性存储器件320来得到用于分布谷的检测的SLC数据S_Data。S卩,为了确定分布谷的布置,存储控制器310仅检测读取数据R_Data中包括的逻辑I与逻辑O之差、读取数据R_Data中的逻辑I与逻辑O的比例或者读取数据R_Data中的逻辑I或逻辑O的数量是否大于参考值。
[0142]存储控制器310可以利用读取数据R_Data中包括的逻辑I或逻辑O的数量来查询分布谷检测表315中的映射信息。可以通过检测逻辑I和逻辑O的相对比例的变化或者通过检测逻辑I或逻辑O的数量的绝对变化来确定分布谷的偏移程度,其中,逻辑I和逻辑O均匀地或者非均匀地分布在读取数据R_Data中。这里,可以根据各种参考值来构造分布谷检测表315。
[0143]这里,根据各种参考值使用分布谷检测表315来估计分布谷的偏移程度。例如,分布谷检测表315可以将分布谷的偏移程度AV映射到读取数据R_Data的逻辑I的数量与读取数据R_Data的逻辑O的数量之差。或者,分布谷检测表315可以将分布谷的偏移程度A V映射到读取数据R_Data的逻辑I的数量与参考值之差。作为另一示例,分布谷检测表315可以将分布谷的偏移程度△ V映射到读取数据R_Data中包括的逻辑I与逻辑O的相对比例。可选择地,分布谷检测表315可以将分布谷的偏移程度△ V映射到读取数据R_Data的逻辑O的数量与参考值之差。
[0144]另外,当构造分布谷检测表315时,根据编程模式(每存储单元存储的比特的个数,例如,SLC、MLC、TLC和QLC)或字线的位置、块的位置、存储单元的劣化(或损耗平衡)来不同地使用读取数据R_Data的逻辑I或逻辑O的数量的参考值或逻辑I与逻辑O的比例的参考值。可选择地,当构造分布谷检测表315时,根据编程模式(每存储单元存储的比特的个数,例如,SLC、MLC、TLC和QLC)或字线的位置、块的位置、存储单元的劣化(或损耗平衡)来不同地映射与分布谷的偏移程度AV对应的读取电压偏移。
[0145]非易失性存储器件320可以包括一个或更多个存储单元。响应于来自存储控制器310的读取指令R_CMD,非易失性存储器件320可以感测被选择的存储单元,执行对感测到的数据的烹制,并将烹制的结果输出为读取数据R_Data。具体地,在正常读取操作期间,非易失性存储器件320没有在页缓冲器或特定的锁存器中备份SLC数据。
[0146]根据本发明构思的实施例,当检测到无法纠正的错误时,存储装置300估计分布谷的偏移程度或保留程度,而不访问非易失性存储器件320。S卩,根据错误的读取数据中包括的逻辑I或逻辑O的数量或者错误的读取数据中的逻辑I与逻辑O的比例来计算分布谷的偏移程度。因此,即使从非易失性存储器件320读取的数据是无法纠正的,存储装置300也提供高速的读取操作。
[0147]图20是示意性地示出在图19中示出的非易失性存储器件的框图。参照图20,非易失性存储器件320包括单元阵列321、行解码器322、页缓冲器323、输入/输出缓冲器324、控制逻辑器325以及电压产生器326。在图20中示出的组件321至326的构造和功能与图4中示出的那些组件基本上相同,因此省略了对其的描述。
[0148]图19和图20中示出的非易失性存储器件320与图4中示出的非易失性存储器件120的不同之处在于,由于存储控制器310用来检测分布谷的数据是在至少执行两次SLC读取操作之后在页缓冲器323中烹制的数据,因此非易失性存储器件320不备份SLC数据S_Data (或者不将SLC数据S_Data保存在锁存器中)。
[0149]图21是示意性地示出根据本发明构思的另一实施例的存储装置的操作的图。图21示意性地示出了存储控制器310与非易失性存储器件320之间的相互作用。
[0150]首先,存储控制器310向非易失性存储器件320发出读取指令R_CMD。这里,读取指令R_CMD对应于存储在被选择的存储单元中的多页数据中的一页数据。即,读取指令R_CMD可以包括读取模式(MLC模式)信息。
[0151]非易失性存储器件320响应于读取指令R_CMD执行对被选择的存储单元的读取操作。即,非易失性存储器件320执行对被选择的存储单元的MLC读取操作。这里,非易失性存储器件320可以使用多个读取电压来感测被选择的存储单元的MLC数据。利用多个读取电压执行的感测操作的结果存储在页缓冲器323的数据锁存器中,然后输出到外部装置。这里,不必在锁存器中备份利用多个读取电压中的一个读取电压感测到的SLC数据。S卩,非易失性存储器件320对感测到并锁存的数据进行烹制,以构造数据的页,并将烹制的结果输出为读取数据R_Data。
[0152]存储控制器310可以执行对读取数据R_Data的检错和纠错。如果没有检测到错误或者错误是可纠正的,则被选择的存储单元的读取操作可以结束(是)。相反,如果读取数据R_Data是无法纠正的(否),则存储控制器310仅利用读取数据R_Data来确定分布谷的偏移程度。即,存储控制器310基于无法纠正的读取数据R_Data的逻辑I或逻辑O的增量或减量或者基于无法纠正的读取数据R_Data的逻辑I与逻辑O的相对比例来确定分布谷的偏移程度。
[0153]在根据正常的随机化(normal randomizat1n)来处理数据的情况下,读取数据R.Data中包括的逻辑I的数量等于或者类似于其中包括的逻辑O的数量。另外,逻辑I或逻辑O与读取数据R_Data的所有比特的比例理想上为1/2。然而,当分布谷因阈值电压分布的下垂和延展而偏移时,这种平衡被破坏(或者这种平衡不再存在)。存储控制器310利用分布谷检测表315来选择读取电压,其中,分布谷检测表315被构造成将分布谷的偏移程度AV映射到逻辑I或逻辑O的数量或者比例的增量或减量。
[0154]然后,存储控制器310向非易失性存储器件320发出读取重试请求,非易失性存储器件320响应于读取重试请求利用被选择的读取电压读取被选择的存储单元。非易失性存储器件320向存储控制器310提供利用调整后的读取电压感测到的读取重试数据RR_Data。
[0155]根据本发明构思的实施例,通过利用如所描述的存储装置300,不必访问非易失性存储器件320来额外地检测分布谷。因为可以利用有错误的读取数据R_Data来检测分布谷,因此能够迅速地调整读取电压。因此,即使读取数据R_Data是有错误的,也不访问非易失性存储器件320来检测分布谷,从而能够维持高的读取性能。
[0156]图22是示意性地示出根据本发明构思的实施例的在图19中示出的分布谷检测表315的表格。参照图22,分布谷检测表315示出了逻辑I的增量或减量与分布谷的偏移程度之间的关系。
[0157]存储控制器310执行对读取数据R_Data的检错和纠错。当读取数据R_Data是无法纠正的时,存储控制器310检测读取数据R_Data中包括的逻辑I或逻辑O的增量或减量。出于易于理解的目的,在图22中示出了逻辑I的数量。
[0158]存储控制器310检测来自读取数据R_Data的逻辑I的增量或减量。例如,在逻辑I的数量增多为比参考值大I至5的情况下,存储控制器310确定分布谷的位置增大α。因此,存储控制器310根据分布谷检测表315的映射使读取电压增大α。这里,描述了读取电压RV,但是可以根据α或阈值电压分布的位置使用偏移量来调整多个读取电压。
[0159]如果逻辑I的数量减少为比参考值少I至4,则存储控制器310确定分布谷的位置没有改变。因此,存储控制器320不调整读取电压。
[0160]在逻辑I的数量减少为比参考值少5至9的情况下,存储控制器310确定分布谷的位置减少α。因此,存储控制器310根据分布谷检测表315的映射使读取电压减小α。
[0161]在逻辑I的数量减少为比参考值少10至19的情况下,存储控制器310确定分布谷的位置减少β。因此,存储控制器310根据分布谷检测表315的映射使读取电压减小β。
[0162]当逻辑I的数量减少为比参考值少20至29时,存储控制器310确定分布谷的位置减小γ。因此,存储控制器310根据分布谷检测表315的映射使读取电压减小γ。
[0163]在本发明构思的实施例中,存储控制器310利用分布谷检测表315来确定分布谷的偏移程度,其中在分布谷检测表315中逻辑I的增量或减量映射到分布谷的偏移程度。然而,本发明构思不限于此。
[0164]例如,图23是示意性地示出根据本发明构思的另一实施例的在图19中示出的分布谷检测表315的表格。参照图23,分布谷检测表315示出了读取数据R_Data的逻辑O与读取数据R_Data的所有比特的比例和分布谷的偏移程度之间的映射关系。
[0165]存储控制器310检测来自读取数据R_Data的逻辑O的比例RZ。大于或等于11/20且小于12/20的读取数据R_Data的逻辑O的比例RZ表示分布谷的位置已经增大β那么多。在这种情况下,存储控制器310基于分布谷检测表315的映射使读取电压增大β。
[0166]在读取数据R_Data的逻辑O的比例RZ大于或等于10/20且小于11/20的情况下,认为分布谷的位置已经增大α那么多。在这种情况下,基于分布谷检测表315的映射,存储控制器310使读取电压增大α。
[0167]在读取数据R_Data的逻辑O的比例RZ大于或等于9/20且小于10/20的情况下,认为分布谷的位置没有改变。在这种情况下,存储控制器310不调整读取电压。
[0168]在读取数据R_Data的逻辑O的比例RZ大于或等于8/20且小于9/20时,认为分布谷的位置已减小α那么多。在这种情况下,基于分布谷检测表315的映射,存储控制器310使读取电压减小α。
[0169]在读取数据R_Data的逻辑O的比例RZ大于或等于7/20且小于8/20的情况下,认为分布谷的位置已减小β那么多。在这种情况下,基于分布谷检测表315的映射,存储控制器310使读取电压减小β。
[0170]在读取数据R_Data的逻辑O的比例RZ小于或等于5/20的情况下,认为分布谷的位置已减小ω那么多。在这种情况下,基于分布谷检测表315的映射,存储控制器310使读取电压减小ω。
[0171]利用分布谷检测表315,存储控制器310可以由逻辑I或逻辑O的比例的变化来估计分布谷的偏移程度。
[0172]图24是示出根据本发明构思的实施例的包括固态硬盘的用户装置的框图。参照图24,用户装置1000包括主机1100和固态硬盘(在下文中,称为SSD) 1200。SSD 1200包括SSD控制器1210、缓冲存储器1220和非易失性存储器件1230。
[0173]SSD控制器1210提供主机1100与SSD 1200之间的物理互连。SSD控制器1210提供与主机1100的总线格式对应的与SSD 1200的接口。具体地,SSD控制器1210包括分布谷检测表1215。如果从非易失性存储器件1230读取的数据是无法纠正的,则SSD控制器1210估计分布谷的偏移而不额外地访问非易失性存储器件1230,并基于估计的结果调整读取电压。可选择地,非易失性存储器件1230可以具有在正常MLC读取操作期间对SLC数据进行备份的功能。因此,即使读取数据是无法纠正的,也可以计算分布谷的偏移程度,而不访问非易失性存储器件1230的存储单元。
[0174]主机1100的总线格式可以是USB (通用串行总线)、SCSI (小型计算机系统接口 )、PCI 快速(PCI Express)、ATA、PATA (并行 ΑΤΑ)、SATA (串行 ΑΤΑ)、SAS (串行连接 SCSI)等中的任意一种。
[0175]缓冲存储器1220临时地存储由主机1100提供的写入数据或者从非易失性存储器件1230读取的数据。在响应于主机11
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