專利名稱：閃存設(shè)備及其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種閃存設(shè)備及其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法。
背景技術(shù)：
與非型閃存(即NAND Flash)是一種可在線進(jìn)行電擦寫的非易失型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，因具有存儲(chǔ)密度高、擦除速度快等優(yōu)點(diǎn)而得到了飛速發(fā)展。近年來(lái)，提高NAND Flash單位面積的存儲(chǔ)容量是NAND Flash的發(fā)展趨勢(shì)之一。然而，當(dāng)物理尺寸縮小到一定程度時(shí)， NAND Flash中浮動(dòng)?xùn)艠O因?yàn)榫嚯x過(guò)近，相互間電容耦合作用將造成嚴(yán)重的耦合干擾，而且物理位置上相鄰的存儲(chǔ)單元間的干擾更加明顯，由此導(dǎo)致出現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫不匹配的情況。另外，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)在NAND Flash尤其是TLC NAND Flash中寫入非隨機(jī)的數(shù)據(jù)時(shí)，由于干擾作用，NAND Flash出錯(cuò)的概率更大一些。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種閃存設(shè)備。所述閃存設(shè)備包括加擾模塊，被配置成使待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)隨機(jī)化；存儲(chǔ)介質(zhì)，被配置成存儲(chǔ)所述隨機(jī)化的數(shù)據(jù)；以及解擾模塊，被配置成對(duì)從所述存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾。根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)方面，提供了一種閃存設(shè)備的數(shù)據(jù)存取方法。所述方法包括存儲(chǔ)過(guò)程和讀取過(guò)程，其中，所述存儲(chǔ)過(guò)程包括將待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)隨機(jī)化、以及存儲(chǔ)所述隨機(jī)化的數(shù)據(jù)；所述讀取過(guò)程包括將存儲(chǔ)的所述隨機(jī)化的數(shù)據(jù)還原為原始數(shù)據(jù)。根據(jù)本申請(qǐng)閃存設(shè)備及其數(shù)據(jù)存取方法，通過(guò)在將數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)介質(zhì)之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾，使之成為隨機(jī)化的數(shù)據(jù)，可以不僅限制寫入的數(shù)據(jù)中連續(xù)的1或0的數(shù)量，而且各頁(yè)之間的數(shù)據(jù)也可以隨機(jī)不相關(guān)，從而可以減小相鄰存儲(chǔ)單元間的電容耦合干擾，降低出錯(cuò)的可能。


圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)的第一實(shí)施方案的閃存設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的加擾模塊的細(xì)節(jié)；圖3示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的加擾模塊的細(xì)節(jié)；圖4示出了與圖2所示加擾模塊對(duì)應(yīng)的一個(gè)示例性解擾模塊的細(xì)節(jié)；圖5示出了根據(jù)本申請(qǐng)的第二實(shí)施方案的閃存設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6示出了根據(jù)本申請(qǐng)的第三實(shí)施方案的閃存設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施方案的閃存設(shè)備的數(shù)據(jù)存取方法的流程圖；圖8示出了根據(jù)本申請(qǐng)的另一實(shí)施方案的閃存設(shè)備的數(shù)據(jù)存取方法的流程圖；圖9示出了根據(jù)本申請(qǐng)的又一實(shí)施方案的閃存設(shè)備的數(shù)據(jù)存取方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施方案的存儲(chǔ)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示， 存儲(chǔ)設(shè)備10包括加擾模塊101、存儲(chǔ)介質(zhì)102和解擾模塊103。加擾模塊101被配置成使待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)隨機(jī)化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，加擾模塊101 可包括并行線性移位寄存器。加擾模塊101包含的并行線性移位寄存器的并行化位數(shù)應(yīng)當(dāng)與輸入到存儲(chǔ)設(shè)備10中的數(shù)據(jù)寬度相匹配。例如當(dāng)存儲(chǔ)設(shè)備IO的輸入/輸出數(shù)據(jù)寬度為 Sbit時(shí)，并行化位數(shù)可為8位或者8位的倍數(shù)。所述并行線性移位寄存器通過(guò)串并轉(zhuǎn)換將線性移位寄存器轉(zhuǎn)換為并行化寄存器。 線性移位寄存器由多個(gè)串連的觸發(fā)器和異或運(yùn)算模塊構(gòu)成，如圖2所示。線性移位寄存器 IOla由多個(gè)串連的觸發(fā)器R1, R2……以及異或運(yùn)算模塊1011構(gòu)成。異或運(yùn)算模塊1011 將最后一級(jí)觸發(fā)器艮的輸出與中間一級(jí)觸發(fā)器例如觸發(fā)器Rm的輸出進(jìn)行異或運(yùn)算，并將異或運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過(guò)組合邏輯模塊201a反饋到線性移位寄存器。組合邏輯模塊201a將所述異或運(yùn)算結(jié)果與待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，以生成隨機(jī)化的數(shù)據(jù)。作為一種選擇，異或運(yùn)算模塊 1011也可以將觸發(fā)器Rt的輸出與中間一級(jí)觸發(fā)器Rm的輸出進(jìn)行異或運(yùn)算的結(jié)果反饋到線性移位寄存器同時(shí)經(jīng)過(guò)組合邏輯模塊201a作為隨機(jī)化數(shù)據(jù)的輸出，如圖3所示。m和η優(yōu)選為本征多項(xiàng)式?？梢岳斫?，雖然圖2和圖3中示例性地示出了異或運(yùn)算模塊1011將最后一級(jí)觸發(fā)器I^t的輸出與中間一級(jí)觸發(fā)器例如觸發(fā)器Rm的輸出進(jìn)行異或運(yùn)算，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，異或運(yùn)算模塊1011也可以將最后一級(jí)觸發(fā)器艮的輸出與中間多級(jí)觸發(fā)器的輸出進(jìn)行異或運(yùn)算，并將異或運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過(guò)組合邏輯模塊201a反饋到線性移位寄存
ο雖然圖2和圖3中以線性移位寄存器為例對(duì)加擾模塊101進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，加擾模塊101也可以對(duì)待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行例如替換、移位或變換等操作，以使待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)隨機(jī)化，其中替換操作為非線性操作，移位操作一般為線性操作， 變換操作可以為線性操作，也可以為非線性操作。下面以使用查找表進(jìn)行字節(jié)替換為例，說(shuō)明對(duì)待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性操作以使其隨機(jī)化的過(guò)程。例如建立一個(gè)16行X 16列的表格，如表1。
權(quán)利要求
1.一種閃存設(shè)備，包括加擾模塊，被配置成使待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)隨機(jī)化；存儲(chǔ)介質(zhì)，被配置成存儲(chǔ)所述隨機(jī)化的數(shù)據(jù)；以及解擾模塊，被配置成對(duì)從所述存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾。
2.如權(quán)利要求1所述的閃存設(shè)備，其中，所述加擾模塊和解擾模塊均包括并行線性移位寄存器，所述并行線性移位寄存器通過(guò)串并轉(zhuǎn)換將線性移位寄存器轉(zhuǎn)換為并行化寄存ο
3.如權(quán)利要求2所述的閃存設(shè)備，其中，所述線性移位寄存器包括多級(jí)串連的觸發(fā)器和異或運(yùn)算模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的閃存設(shè)備，其中，所述異或運(yùn)算模塊被配置成將最后一級(jí)觸發(fā)器的輸出與中間至少一級(jí)觸發(fā)器的輸出進(jìn)行異或運(yùn)算，并將異或運(yùn)算結(jié)果與輸入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行異或運(yùn)算，產(chǎn)生加擾或解擾數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的閃存設(shè)備，其中，所述加擾模塊和解擾模塊通過(guò)對(duì)待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行替換、移位或變換操作以對(duì)其進(jìn)行加擾和解擾。
6.一種閃存設(shè)備的數(shù)據(jù)存取方法，包括存儲(chǔ)過(guò)程和讀取過(guò)程，其中所述存儲(chǔ)過(guò)程包括 將待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)隨機(jī)化、以及存儲(chǔ)所述隨機(jī)化的數(shù)據(jù)；所述讀取過(guò)程包括將存儲(chǔ)的所述隨機(jī)化的數(shù)據(jù)還原為原始數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述存儲(chǔ)過(guò)程進(jìn)一步包括在將待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)隨機(jī)化之后，對(duì)隨機(jī)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行ECC編碼以獲得校驗(yàn)碼。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述存儲(chǔ)過(guò)程進(jìn)一步包括在將待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)隨機(jī)化之前，對(duì)待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行ECC編碼以獲得校驗(yàn)碼。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，將待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)隨機(jī)化包括以下步驟設(shè)置偽隨機(jī)序列的種子；基于所述偽隨機(jī)序列的種子生成偽隨機(jī)數(shù)序列；將所述偽隨機(jī)數(shù)序列與待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，以使所述原始數(shù)據(jù)隨機(jī)化。
10.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，將待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)隨機(jī)化包括以下步驟設(shè)置偽隨機(jī)序列的種子；基于所述偽隨機(jī)序列的種子和待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)生成偽隨機(jī)序列；將所述偽隨機(jī)數(shù)序列與待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，以使所述原始數(shù)據(jù)隨機(jī)化。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述偽隨機(jī)數(shù)序列的種子設(shè)置周期與所述待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)的每頁(yè)的容量相匹配，每頁(yè)數(shù)據(jù)至少設(shè)置一次種子。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，將所述偽隨機(jī)數(shù)序列與待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的步驟包括使所述偽隨機(jī)數(shù)序列與所述待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)逐位進(jìn)行“異或”操作。
13.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，將待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)隨機(jī)化和將存儲(chǔ)的隨機(jī)化的數(shù)據(jù)還原為原始數(shù)據(jù)包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行替換、移位或變換操作。
14.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中采用Hamming碼、RS碼、BCH碼和LDPC 碼之一對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行ECC編碼。
全文摘要
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N閃存設(shè)備及其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法。所述閃存設(shè)備包括加擾模塊，被配置成使待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)隨機(jī)化；存儲(chǔ)介質(zhì)，被配置成存儲(chǔ)所述隨機(jī)化的數(shù)據(jù)；以及解擾模塊，被配置成對(duì)從所述存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾。所述方法包括存儲(chǔ)過(guò)程和讀取過(guò)程，其中所述存儲(chǔ)過(guò)程包括將待存儲(chǔ)的原始數(shù)據(jù)隨機(jī)化、以及存儲(chǔ)所述隨機(jī)化的數(shù)據(jù)；所述讀取過(guò)程包括將存儲(chǔ)的所述隨機(jī)化的數(shù)據(jù)還原為原始數(shù)據(jù)。根據(jù)本申請(qǐng)的閃存設(shè)備及其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，通過(guò)在將數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)介質(zhì)之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾，使之成為隨機(jī)化的數(shù)據(jù)，可以不僅限制寫入的數(shù)據(jù)中連續(xù)的1或0的數(shù)量，而且各頁(yè)之間的數(shù)據(jù)也可以隨機(jī)不相關(guān)，從而可以減小相鄰存儲(chǔ)單元間的電容耦合干擾，降低出錯(cuò)的可能。
文檔編號(hào)G11C16/26GK102208210SQ201010145179
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者程學(xué)敏 申請(qǐng)人:深圳市朗科科技股份有限公司