固態(tài)儲(chǔ)存設(shè)備中的讀取檢測(cè)的制作方法【專(zhuān)利摘要】提供了一種用于檢測(cè)存儲(chǔ)在多層級(jí)固態(tài)存儲(chǔ)器中的N符號(hào)碼字的方法和設(shè)備。每個(gè)碼字是預(yù)定義N符號(hào)矢量集合的N符號(hào)矢量的排列。每個(gè)碼字的符號(hào)存儲(chǔ)在固態(tài)存儲(chǔ)器(2)的相應(yīng)q層級(jí)單元中，其中N≥q>2，以及所述符號(hào)中的每個(gè)符號(hào)具有q個(gè)符號(hào)值中的一個(gè)符號(hào)值。讀取存儲(chǔ)碼字群組的存儲(chǔ)器單元以獲取相應(yīng)的讀取信號(hào)，每個(gè)包括與碼字的相應(yīng)符號(hào)對(duì)應(yīng)的N個(gè)信號(hào)分量。根據(jù)信號(hào)電平對(duì)每個(gè)讀取信號(hào)的分量進(jìn)行排序，以產(chǎn)生經(jīng)排序的讀取信號(hào)。對(duì)經(jīng)排序的讀取信號(hào)的對(duì)應(yīng)分量求平均，以產(chǎn)生平均讀取信號(hào)。根據(jù)平均讀取信號(hào)和每個(gè)符號(hào)值在其符號(hào)根據(jù)符號(hào)值進(jìn)行排序的所述碼字中每個(gè)符號(hào)位置處出現(xiàn)的預(yù)定義概率，確定與所述存儲(chǔ)器單元的所述q個(gè)層級(jí)的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)電平。繼而根據(jù)參考信號(hào)電平，檢測(cè)與每個(gè)讀取信號(hào)對(duì)應(yīng)的碼字?！緦?zhuān)利說(shuō)明】固態(tài)儲(chǔ)存設(shè)備中的讀取檢測(cè)【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明總體上涉及固態(tài)儲(chǔ)存設(shè)備(SSSD)中的讀取檢測(cè)，并且更具體地，涉及用于在讀出固態(tài)存儲(chǔ)器時(shí)、對(duì)存儲(chǔ)在多層級(jí)存儲(chǔ)器單元中的碼字進(jìn)行檢測(cè)的方法和設(shè)備?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]在固態(tài)存儲(chǔ)器(諸如閃存和相變存儲(chǔ)器(PCM))中，基礎(chǔ)的儲(chǔ)存單位(“單元(cell)”)可以被設(shè)置為表現(xiàn)出不同電特性的多個(gè)不同狀態(tài)，或“層級(jí)”。這些不同層級(jí)可以用來(lái)存儲(chǔ)信息。為了讀出存儲(chǔ)的信息，經(jīng)由測(cè)量(其利用不同的電特性區(qū)分不同層級(jí))來(lái)檢測(cè)單元層級(jí)。在所謂的“單層級(jí)單元”(SLC)設(shè)備中，存儲(chǔ)器單元可以設(shè)置為僅兩個(gè)層級(jí)，并且由此可以僅記錄二進(jìn)制值。其他設(shè)備具有所謂的“多層級(jí)單元”，其可以被設(shè)置為q個(gè)不同層級(jí)，其中q>2。多層級(jí)NOR(異或)閃存例如可以針對(duì)每個(gè)單元存儲(chǔ)4個(gè)層級(jí)，SP，2個(gè)比特。目前出現(xiàn)了多層級(jí)單元(MLC)NAND(與非)閃存芯片，其可以使用25nm工藝技術(shù)、針對(duì)單個(gè)快閃單元存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的3個(gè)比特。已經(jīng)證實(shí)了可以在PCM芯片中的每個(gè)單元內(nèi)存儲(chǔ)2個(gè)比特。[0003]當(dāng)向多層級(jí)單元寫(xiě)入信息時(shí)，每個(gè)單元可以用來(lái)存儲(chǔ)q維符號(hào)，其中q個(gè)可能的符號(hào)值的每一個(gè)由不同的單元層級(jí)代表。在讀出多層級(jí)單元時(shí)，讀取信號(hào)電平與指示q個(gè)單元層級(jí)的參考信號(hào)電平的集合進(jìn)行比較，以便確定每個(gè)單元被設(shè)置到哪個(gè)層級(jí)，以及由此檢測(cè)存儲(chǔ)的符號(hào)值。然而，多層級(jí)SSSD的一個(gè)問(wèn)題在于:在單元讀出期間測(cè)量的物理量(諸如，PCM設(shè)備中的電阻)易于漂移(drift)。尤其是，PCM單元的電阻會(huì)隨著時(shí)間以隨機(jī)方式向上漂移。此漂移可以依賴于數(shù)據(jù)，即，可能針對(duì)不同單元層級(jí)而發(fā)生變化。又例如，在閃存單元中，所測(cè)量的物理量是晶體管的閾值電壓，并且這會(huì)根據(jù)該單元經(jīng)歷的寫(xiě)入/擦除周期的數(shù)量而向上漂移。對(duì)于任何給定的已存儲(chǔ)符號(hào)值以及因此的單元層級(jí)，由此，在單元讀出時(shí)獲取的實(shí)際讀取信號(hào)電平是可變的。在與此類(lèi)似的情況(即，針對(duì)單元層級(jí)的讀取信號(hào)電平分布是可變的)中，用于層級(jí)檢測(cè)的參考信號(hào)電平也需要改變(例如，隨著時(shí)間改變，或者隨著寫(xiě)入周期的數(shù)量改變，等等)，以便確保所存儲(chǔ)符號(hào)的可靠檢測(cè)。[0004]已經(jīng)提出了解決漂移問(wèn)題的多種技術(shù)。一個(gè)技術(shù)涉及將存儲(chǔ)器的部分(fraction)作為參考。預(yù)留存儲(chǔ)器單元的池(pool)供系統(tǒng)使用，以及每次在將用戶數(shù)據(jù)的塊寫(xiě)入存儲(chǔ)器中時(shí)，將先驗(yàn)信息寫(xiě)入這些單元中的某些單元。每次讀取用戶文件時(shí)，也讀取參考單元。由于存儲(chǔ)的單元層級(jí)對(duì)于參考單元是已知的，并且這些單元和用戶單元經(jīng)歷了相同的使用，所以參考單元讀取可以被用來(lái)推導(dǎo)出用來(lái)改變檢測(cè)的參考信號(hào)電平的估計(jì)。這些“參考單元”方法的缺點(diǎn)包括:由此帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)，這會(huì)轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)器容量的損失；歸因于額外單元的讀出而在控制器復(fù)雜度和延遲方面造成的懲罰，以及與參考單元池的管理有關(guān)的問(wèn)題(例如，耗損平衡問(wèn)題)。而且，由于漂移是統(tǒng)計(jì)學(xué)現(xiàn)象，并且在存儲(chǔ)器陣列中的單元之間存在顯著的變化，所以參考單元可能不具有代表性，并且基于參考單元方法的有效性可能會(huì)隨著時(shí)間、以及在存儲(chǔ)器陣列不同部分上發(fā)生很大變化。[0005]基于模型的漂移消除技術(shù)尋求基于關(guān)鍵參數(shù)(諸如，溫度、時(shí)間和損耗)來(lái)對(duì)漂移進(jìn)行建模，并且相應(yīng)地進(jìn)行補(bǔ)償。然而，難以獲得針對(duì)關(guān)鍵參數(shù)的準(zhǔn)確單元?dú)v史。而且，仍然存在單元之間的波動(dòng)，并且沒(méi)有可用于短期漂移的、已經(jīng)建立成型的分析模型。使用時(shí)間感知感測(cè)的基于模型的方法在WeiXu等人、在2010年關(guān)于質(zhì)量電子設(shè)計(jì)的國(guó)際峰會(huì)期間的“UsingTime-AwareMemorySensingtoAddressResistanceDriftIssueinMult1-LevelPhaseChangeMemory”中進(jìn)行了描述。所提出的系統(tǒng)跟蹤自存儲(chǔ)器單元的寫(xiě)入和讀取之間流逝的時(shí)間，并且據(jù)此來(lái)估計(jì)以及補(bǔ)償依賴于時(shí)間的漂移造成的影響。[0006]基于編碼的技術(shù)在本申請(qǐng)人:共同待審的第10164495.3號(hào)歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)(2010年5月31日提交)中進(jìn)行了詳述。該技術(shù)將輸入數(shù)據(jù)編碼為所謂“轉(zhuǎn)譯穩(wěn)定(translation-stable)碼”的N符號(hào)碼字。每個(gè)碼字符號(hào)可以獲取q個(gè)符號(hào)值中的一個(gè)，并且通過(guò)根據(jù)符號(hào)值設(shè)置單元層級(jí)而存儲(chǔ)在相應(yīng)的q層級(jí)單元中。轉(zhuǎn)譯穩(wěn)定碼使得每個(gè)可能的輸入數(shù)據(jù)字由編碼機(jī)制映射到具有相對(duì)符號(hào)值唯一序列的碼字。這種碼可以例如從一個(gè)或多個(gè)排列碼集合中的碼字進(jìn)行構(gòu)建，排列碼的每個(gè)碼字是具有以遞增符號(hào)值順序布置的N個(gè)q維符號(hào)的預(yù)定矢量(“初始矢量”)的預(yù)定義排列。在任何情況中，利用轉(zhuǎn)譯穩(wěn)定碼，信息可以在單元層級(jí)的相對(duì)(而不是絕對(duì))幅度中進(jìn)行有效編碼，以及此特征使得該機(jī)制可以在一定程度上對(duì)抗漂移對(duì)檢測(cè)準(zhǔn)確性的影響?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0007]盡管之前提出了很多策略，但是需要針對(duì)涉及為經(jīng)歷漂移影響的多層級(jí)單元層級(jí)確定參考信號(hào)電平的讀取檢測(cè)技術(shù)提供改進(jìn)。[0008]本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種用于檢測(cè)N符號(hào)碼字的方法，每個(gè)碼字是預(yù)定義N符號(hào)矢量集合的N符號(hào)矢量的排列，其中每個(gè)碼字的符號(hào)存儲(chǔ)在固態(tài)存儲(chǔ)器的相應(yīng)q層級(jí)單元中，其中N^q>2，且該符號(hào)中的每個(gè)符號(hào)具有q個(gè)符號(hào)值中的一個(gè)符號(hào)值。該方法包括:[0009]讀取存儲(chǔ)碼字群組的所述存儲(chǔ)器單元，以獲取相應(yīng)的讀取信號(hào)，每個(gè)讀取信號(hào)包括與碼字的相應(yīng)符號(hào)對(duì)應(yīng)的N個(gè)信號(hào)分量；[0010]根據(jù)信號(hào)電平對(duì)每個(gè)讀取信號(hào)的分量進(jìn)行排序，以產(chǎn)生經(jīng)排序的讀取信號(hào)；[0011]對(duì)所述經(jīng)排序的讀取信號(hào)的對(duì)應(yīng)分量求平均，以產(chǎn)生平均讀取信號(hào)；[0012]根據(jù)所述平均讀取信號(hào)和每個(gè)符號(hào)值在其符號(hào)根據(jù)符號(hào)值進(jìn)行排序的所述碼字中每個(gè)符號(hào)位置處出現(xiàn)的預(yù)定義概率，確定與所述存儲(chǔ)器單元的所述q個(gè)層級(jí)的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)電平；以及[0013]根據(jù)所述參考信號(hào)電平，檢測(cè)與每個(gè)讀取信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述碼字。[0014]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的讀取檢測(cè)方法提供了檢測(cè)存儲(chǔ)在q層級(jí)存儲(chǔ)器單元中的N符號(hào)碼字，其中整體編碼機(jī)制采用作為N符號(hào)矢量預(yù)定義集合的排列的碼字。此矢量的集合可以總體上包括一個(gè)或多個(gè)矢量。碼字的每個(gè)q維符號(hào)根據(jù)符號(hào)值和單元層級(jí)之間的預(yù)定義對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)在相應(yīng)的q層級(jí)單元中。一次讀取多個(gè)存儲(chǔ)的碼字，以及繼而處理針對(duì)此碼字群組的所產(chǎn)生的讀取信號(hào)，以確定針對(duì)q個(gè)單元層級(jí)的當(dāng)前參考信號(hào)電平。這些參考信號(hào)電平繼而用于檢測(cè)該群組中的碼字。用于確定當(dāng)前參考信號(hào)電平的技術(shù)利用碼字的內(nèi)在屬性，即，所有碼字是與矢量的前述集合對(duì)應(yīng)的較小子集的排列。具體地，對(duì)矢量集合的知識(shí)允許針對(duì)每個(gè)可能符號(hào)值、在其符號(hào)已經(jīng)根據(jù)符號(hào)值排序的碼字中每個(gè)可能符號(hào)位置處的出現(xiàn)定義概率。通過(guò)根據(jù)信號(hào)電平(例如，按照信號(hào)電平遞增的順序)對(duì)讀取信號(hào)分量進(jìn)行排序，以及繼而對(duì)針對(duì)碼字群組的結(jié)果排序讀取信號(hào)求平均，獲取平均讀取信號(hào)。前述概率繼而可以與平均讀取信號(hào)的分量相關(guān)，以獲取針對(duì)q層級(jí)單元的當(dāng)前參考信號(hào)電平的可靠估計(jì)。根據(jù)碼字群組推導(dǎo)的參考信號(hào)電平的集合繼而用于檢測(cè)這些碼字?？梢?jiàn)，此技術(shù)是自適應(yīng)的，因?yàn)槠涫褂昧藢?shí)際的“用戶單元”(即，存儲(chǔ)編碼用戶數(shù)據(jù)的單元)以用于參考電平估計(jì)和檢測(cè)。由此可以獲得適當(dāng)參考電平的良好估計(jì)，以及與上文使用“參考單元”相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題可以避免。消除了對(duì)于管理這些額外系統(tǒng)單元的需求還允許更簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法還是魯棒的，并且可修改以用于快速實(shí)現(xiàn)。因此，整體上，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法在多層級(jí)單元儲(chǔ)存設(shè)備中提供了顯著的性能優(yōu)勢(shì)。[0015]應(yīng)當(dāng)注意，各種碼落入針對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的讀取檢測(cè)機(jī)制的操作的整體需求中。這些涵蓋了有實(shí)用興趣的很多碼，包括在上文參考的本申請(qǐng)人:共同待審歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)中描述的轉(zhuǎn)譯穩(wěn)定碼。在優(yōu)選實(shí)施方式中使用轉(zhuǎn)譯穩(wěn)定碼仍然歸因于這些碼的內(nèi)在特性而針對(duì)漂移效應(yīng)提供了進(jìn)一步的魯棒性。然而，可以利用眾多其他碼實(shí)現(xiàn)可靠的操作，乃至未編碼數(shù)據(jù)也符合操作的基本要求。具體地，q維用戶數(shù)據(jù)字(在其他方式下不會(huì)經(jīng)歷調(diào)制編碼)可以示出為q維矢量的較小集合的排列，即使比在優(yōu)選實(shí)施方式中使用的編碼機(jī)制包含更多的這種矢量。因此，通常情況下，在本發(fā)明實(shí)施方式中檢測(cè)到的N符號(hào)碼字可以代表經(jīng)調(diào)制編碼的數(shù)據(jù)，或者簡(jiǎn)單地在q維字母表中表達(dá)的用戶數(shù)據(jù)字。[0016]通過(guò)對(duì)經(jīng)排序讀取信號(hào)(其中已經(jīng)根據(jù)信號(hào)電平(例如，按照信號(hào)電平遞增的順序，或信號(hào)電平遞減的順序)對(duì)信號(hào)分量進(jìn)行排序)的對(duì)應(yīng)分量(即，第一，第二，…，第N個(gè)分量)求平均而產(chǎn)生平均讀取信號(hào)。為了估計(jì)當(dāng)前參考信號(hào)電平，將平均讀取信號(hào)與預(yù)定義概率一起使用。這些代表每個(gè)符號(hào)值在其符號(hào)根據(jù)符號(hào)值進(jìn)行排序的碼字中每個(gè)符號(hào)位置處出現(xiàn)的概率。(注意，通?？赡艽嬖诜?hào)值到單元層級(jí)的任意映射，并且此映射可以反映在碼字符號(hào)的排序中，以對(duì)應(yīng)于讀取信號(hào)電平分量的排序)。方便地，每個(gè)所述矢量的符號(hào)根據(jù)符號(hào)值進(jìn)行類(lèi)似排序。前述概率進(jìn)而取決于在矢量集合中每個(gè)符號(hào)位置處的符號(hào)值。如果在集合中僅存在一個(gè)矢量(以及不存在其他因素影響，或者被認(rèn)為影響，概率分布)，則此處使用的概率可以簡(jiǎn)單地是單個(gè)矢量的符號(hào)直接定義的O或I。然而，在優(yōu)選實(shí)施方式中，編碼機(jī)制基于多個(gè)矢量的排列。在此情況下，概率也取決于作為每個(gè)矢量排列的有效碼字的數(shù)量。盡管在定義概率時(shí)可以考慮其他因素，但是矢量的結(jié)構(gòu)及其排列的數(shù)量足以在優(yōu)選實(shí)施方式中定義概率。利用下文例證的這種實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)果。[0017]可以設(shè)計(jì)根據(jù)針對(duì)碼字群組推導(dǎo)的當(dāng)前參考信號(hào)電平檢測(cè)碼字設(shè)計(jì)各種技術(shù)。優(yōu)選實(shí)施方式使用參考信號(hào)電平來(lái)標(biāo)識(shí)每個(gè)碼字讀取信號(hào)所對(duì)應(yīng)的矢量。特定的優(yōu)選實(shí)施方式將參考電平估計(jì)用作針對(duì)檢測(cè)過(guò)程第二估計(jì)階段的初始值。此處，針對(duì)使用初始參考電平估計(jì)獲取的電平分布推導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。此統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括更新的參考電平估計(jì)，并且用在進(jìn)一步的步驟中，其中每個(gè)碼字讀取信號(hào)與之對(duì)應(yīng)的矢量再次被標(biāo)識(shí)。在這些各種優(yōu)選技術(shù)中，可以通過(guò)向針對(duì)給定碼字標(biāo)識(shí)的矢量應(yīng)用逆排列來(lái)執(zhí)行碼字檢測(cè)，該逆排列是產(chǎn)生針對(duì)該碼字的經(jīng)排序讀取信號(hào)的讀取信號(hào)的排列的逆。將在下文詳細(xì)討論這些技術(shù)及其各種優(yōu)勢(shì)。[0018]本發(fā)明的第二方面提供了一種用于檢測(cè)N符號(hào)碼字的設(shè)備，每個(gè)碼字是預(yù)定義N符號(hào)矢量集合的N符號(hào)矢量的排列，其中每個(gè)碼字的符號(hào)存儲(chǔ)在固態(tài)存儲(chǔ)器的相應(yīng)q層級(jí)單元中，其中N^q>2，且該符號(hào)中的每個(gè)符號(hào)具有q個(gè)符號(hào)值中的一個(gè)符號(hào)值。該設(shè)備包括存儲(chǔ)器控制器，用于讀取存儲(chǔ)碼字群組的存儲(chǔ)器單元，以獲取相應(yīng)的讀取信號(hào)，每個(gè)讀取信號(hào)包括與碼字的相應(yīng)符號(hào)對(duì)應(yīng)的N個(gè)信號(hào)分量，以及碼字檢測(cè)器，包括控制邏輯，配置用于:[0019]根據(jù)信號(hào)電平對(duì)每個(gè)讀取信號(hào)的分量進(jìn)行排序，以產(chǎn)生經(jīng)排序的讀取信號(hào)；[0020]對(duì)所述經(jīng)排序的讀取信號(hào)的對(duì)應(yīng)分量求平均，以產(chǎn)生平均讀取信號(hào)；[0021]根據(jù)所述平均讀取信號(hào)和每個(gè)符號(hào)值在其符號(hào)根據(jù)符號(hào)值進(jìn)行排序的所述碼字中每個(gè)符號(hào)位置處出現(xiàn)的預(yù)定義概率，確定與所述存儲(chǔ)器單元的所述q個(gè)層級(jí)的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)電平；以及[0022]根據(jù)所述參考信號(hào)電平，檢測(cè)與每個(gè)讀取信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述碼字。[0023]本發(fā)明還提供了一種固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，包括:[0024]固態(tài)存儲(chǔ)器，具有q層級(jí)單元，其中q>2，[0025]寫(xiě)入裝置，用于將N符號(hào)碼字寫(xiě)入所述固態(tài)存儲(chǔ)器，其中N≥q，所述N符號(hào)碼字的每一個(gè)是預(yù)定義N符號(hào)矢量預(yù)定義集合的N符號(hào)矢量的排列，其中每個(gè)碼字的符號(hào)存儲(chǔ)在相應(yīng)的q層級(jí)單元中，且該符號(hào)中的每個(gè)符號(hào)具有q個(gè)符號(hào)值中的一個(gè)符號(hào)值；以及[0026]根據(jù)本發(fā)明第二方面的用于在讀取存儲(chǔ)器時(shí)檢測(cè)所述碼字的設(shè)備。[0027]通常，盡管參考實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法在此處描述特征，對(duì)應(yīng)的特征可以在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的設(shè)備中提供給，反之亦然?！緦?zhuān)利附圖】【附圖說(shuō)明】[0028]現(xiàn)在，通過(guò)示例方式，參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其中:[0029]圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的固態(tài)儲(chǔ)存設(shè)備的示意框圖；[0030]圖2指示圖1設(shè)備中碼字檢測(cè)器操作的關(guān)鍵步驟；[0031]圖3指示在圖1設(shè)備中使用的示例性編碼機(jī)制的構(gòu)建；[0032]圖4給出了在圖1設(shè)備中使用的編碼機(jī)制的另一示例；[0033]圖5指示可以由圖1設(shè)備執(zhí)行的第一碼字檢測(cè)方法的步驟；[0034]圖6指示圖1設(shè)備中的優(yōu)選碼字檢測(cè)方法的步驟；[0035]圖7a和圖7b是示出了利用本發(fā)明實(shí)施方式獲取的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖；[0036]圖8示出了針對(duì)更小的碼字群組大小、與圖7a對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；以及[0037]圖9a和圖9b示出了在不同初始條件下、與圖7a和圖7b對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?！揪唧w實(shí)施方式】[0038]圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的、固態(tài)儲(chǔ)存設(shè)備(此處是相變存儲(chǔ)器(PCM)設(shè)備I)的簡(jiǎn)化示意圖。設(shè)備I包括用于將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在多層級(jí)PCM單元的一個(gè)或多個(gè)集成陣列中的相變存儲(chǔ)器2。盡管該附圖中示出為單個(gè)框，但是通常情況下，存儲(chǔ)器2可以包括任何期望的PCM儲(chǔ)存單位配置，例如從單個(gè)芯片或晶圓到多個(gè)儲(chǔ)存庫(kù)，每個(gè)包括多個(gè)儲(chǔ)存芯片的多個(gè)封裝。設(shè)備I的寫(xiě)入裝置包括用于編碼輸入用戶數(shù)據(jù)的編碼器3，和控制結(jié)果碼字在存儲(chǔ)器2中的寫(xiě)入的存儲(chǔ)器控制器4。實(shí)現(xiàn)在編碼器3中的編碼機(jī)制基于下文討論的排列碼。該設(shè)備讀取裝置還涉及存儲(chǔ)器控制器4，用于讀取存儲(chǔ)器2中的適當(dāng)單元，以及解碼器5，用于處理結(jié)果讀取信號(hào)。解碼器5包括碼字檢測(cè)器6，其檢測(cè)與所接收讀取信號(hào)對(duì)應(yīng)的碼字，和數(shù)據(jù)解碼器7，其解碼這些碼字以恢復(fù)原始用戶數(shù)據(jù)。[0039]存儲(chǔ)器2中PCM單元的每一個(gè)可以設(shè)置為在此處標(biāo)記為IcrItrl的q>2個(gè)標(biāo)稱層級(jí)中的一個(gè)。存儲(chǔ)器控制器4可以通過(guò)以已知方式調(diào)整單元的電阻來(lái)將單元設(shè)置到特定層級(jí)。具體地，層級(jí)Ic1-1trl對(duì)應(yīng)于控制器4中定義的連續(xù)增大的電阻值序列中的各個(gè)值。為了讀取單元，控制器4應(yīng)用較小的探測(cè)信號(hào)來(lái)獲取指示單元電阻的反饋信號(hào)。在寫(xiě)入和讀取操作期間，控制器4通過(guò)向存儲(chǔ)器組件2中字線和位線的陣列施加適當(dāng)?shù)碾妷盒盘?hào)、而以公知方式尋址個(gè)體單元。[0040]在操作中，待記錄在存儲(chǔ)器2中的輸入數(shù)據(jù)被提供給編碼器3。編碼器3將每個(gè)輸入數(shù)據(jù)字編碼為輸出至存儲(chǔ)器控制器4的相應(yīng)碼字。碼字的每一個(gè)具有N個(gè)q維符號(hào)sn,η=I,2,“.，Ν,其中N>=q。因此,碼字的符號(hào)可以每一個(gè)采用q個(gè)可能值(sne{O,1，...，q-1})中的一個(gè)。編碼機(jī)制使得編碼器3生成的每個(gè)碼字是來(lái)自N符號(hào)矢量的預(yù)定義集合的N符號(hào)矢量的排列。這種編碼機(jī)制可以基于排列碼。排列碼的特征在于N個(gè)字母的排列群組在其上進(jìn)行操作的、長(zhǎng)度為N的實(shí)矢量(“初始矢量”)。該碼完全由其長(zhǎng)度N和具有N個(gè)分量(符號(hào))的初始矢量XO確定。碼字包括通過(guò)對(duì)初始矢量的分量進(jìn)行排列獲得的所有長(zhǎng)度N矢量。整體編碼機(jī)制可以利用一個(gè)或多個(gè)這種排列碼，盡管在優(yōu)選實(shí)施方式中，編碼機(jī)制以排列碼的并集為基礎(chǔ)。即，針對(duì)整體碼的有效碼字集合包括多個(gè)排列碼中的所有碼字或者碼字的子集。前述矢量的集合繼而包括這些排列碼的初始矢量。這種碼的特定示例在下文給出。[0041]來(lái)自編碼器3的碼字的q個(gè)可能符號(hào)值對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)器2中q層級(jí)單元的各個(gè)預(yù)先確定的層級(jí)Itl到ItrlO即，在符號(hào)值和單元層級(jí)之間存在預(yù)定義的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(盡管在理論上、符號(hào)值到單元層級(jí)的任何任意映射是可能的，但是為了簡(jiǎn)單，優(yōu)選的映射是保序的。在此示例中，假設(shè)符號(hào)值0，1，…，q-ι與單元層級(jí)Itl到Itrl之間存在直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使得符號(hào)O映射到單元等級(jí)Itl，符號(hào)值I映射到單元等級(jí)I1，等等。)控制器4通過(guò)將每個(gè)單元設(shè)置為與符號(hào)值對(duì)應(yīng)的層級(jí)，而將編碼器3輸出的每個(gè)碼字的N個(gè)符號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器2的各個(gè)單元中。注意，當(dāng)將某個(gè)單元設(shè)置到給定層級(jí)的情況下，該單元的實(shí)際電阻值X可能歸因于寫(xiě)入噪音而落入針對(duì)該層級(jí)的標(biāo)稱電阻值I周?chē)妮^小區(qū)間內(nèi)。[0042]碼字的炔基本上由存儲(chǔ)器控制器4同時(shí)從存儲(chǔ)器讀取或向其寫(xiě)入。在此實(shí)施方式中，控制器4并行地寫(xiě)入/讀取B個(gè)碼字的群組，使得每個(gè)群組中的碼字同時(shí)寫(xiě)入/讀取。在讀取操作中，讀取存儲(chǔ)B個(gè)碼字的群組的存儲(chǔ)器單元，以獲取B個(gè)實(shí)值讀取信號(hào)y，每個(gè)具有N個(gè)信號(hào)分量yn，n=1，2...，Ν，其指示存儲(chǔ)碼字N個(gè)符號(hào)的單元序列的讀回電阻值。每個(gè)讀取信號(hào)的信號(hào)分量I1,…丫。由此對(duì)應(yīng)于碼字的各個(gè)符號(hào)。讀取信號(hào)I被提供給解碼器模塊5，其中碼字檢測(cè)器6通過(guò)以下詳述的過(guò)程來(lái)檢測(cè)與每個(gè)讀取信號(hào)對(duì)應(yīng)的碼字。數(shù)據(jù)解碼器7繼而通過(guò)執(zhí)行在編碼器3中執(zhí)行的數(shù)據(jù)字到碼字映射的逆過(guò)程來(lái)對(duì)檢測(cè)到的碼字進(jìn)行解碼，由此恢復(fù)原始輸入數(shù)據(jù)。[0043]通常，編碼器3和解碼器5的功能性可以以硬件、軟件或其組合實(shí)現(xiàn)。例如，輸入數(shù)據(jù)字向編碼器3中碼字的映射可以使用查找表(尤其對(duì)于小碼而言)實(shí)現(xiàn)，或者使用用于針對(duì)較大碼進(jìn)行高效操作的枚舉源編碼的公知技術(shù)實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)解碼器7可以以對(duì)應(yīng)方式實(shí)現(xiàn)，用于執(zhí)行編碼過(guò)程的逆過(guò)程。碼字檢測(cè)器6包括控制邏輯，用于實(shí)現(xiàn)下文詳述的碼字檢測(cè)過(guò)程的各種步驟，以及此控制邏輯可以以硬件部件、或軟件部件，或硬件和軟件部件的組合實(shí)現(xiàn)。盡管將在一系列單獨(dú)步驟的方面描述檢測(cè)過(guò)程，但是與不同步驟關(guān)聯(lián)的功能可以利用控制邏輯的單個(gè)部件提供，以及多個(gè)部件可以涉及任何特定步驟的執(zhí)行。例如，一個(gè)或多個(gè)步驟可以整體或者部分由軟件執(zhí)行，其配置處理器以實(shí)現(xiàn)描述的功能，以及適當(dāng)?shù)能浖?duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是明顯的。然而出于操作速度的原因，通常優(yōu)選地盡可能使用硬連線邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)器功能。同樣，根據(jù)此處描述的操作，適當(dāng)?shù)膶?shí)現(xiàn)將會(huì)是明顯的。[0044]如上文所述，存儲(chǔ)器控制器4輸出的每個(gè)讀取信號(hào)的信號(hào)分量y1;".,Yn對(duì)應(yīng)于所存儲(chǔ)碼字的相應(yīng)符號(hào)S1,…SN。對(duì)應(yīng)于給定符號(hào)值s的讀回電阻電平y(tǒng)歸因于漂移和噪音影響是可變的。漂移是隨機(jī)的特性，并且此處建模為確定性部分f(歸因于漂移的平均趨勢(shì))和依賴于數(shù)據(jù)的隨機(jī)部分g(漂移和噪音):[0045]y=f(x,t)+g(x,t)[0046]其中y是漂移的電平，X是原始存儲(chǔ)的值，t是時(shí)間，f(X，t)是針對(duì)所有固定的t、X的單調(diào)函數(shù)(即，電平隨著時(shí)間維持著其階數(shù))，以及g(x，t)是捕獲噪音的數(shù)據(jù)依賴特性的隨機(jī)過(guò)程。對(duì)于固定的X和t，對(duì)加性噪音建模為均值為O、且數(shù)據(jù)依賴方差為g(x，t)~N(O,σ(χ))的高斯分布。[0047]因此，讀回電阻電平分布隨著時(shí)間移位，具有改變的均值和潛在的方差，以及依賴于電平，其具有依賴于數(shù)據(jù)的均值和方差。針對(duì)從讀取信號(hào)I準(zhǔn)確檢測(cè)碼字，碼字檢測(cè)器6必須考慮可變的電阻電平分布。更基礎(chǔ)地，為了將讀取信號(hào)分量In與符號(hào)值Sn相關(guān)，碼字檢測(cè)器必須針對(duì)讀取操作估計(jì)與不同單元層級(jí)Itl到Itrl(以及由此不同符號(hào)值)對(duì)應(yīng)的適當(dāng)參考信號(hào)電平。這些參考信號(hào)電平繼而可以用于碼字檢測(cè)。在下文參考圖2的流程圖給出了碼字檢測(cè)過(guò)程的總覽。為了確保描述，假設(shè)編碼器3采用作為由L個(gè)初始矢量c(1)，c(2)，…，ca)定義的L個(gè)排列碼(每個(gè)的長(zhǎng)度為N)并集的示例性碼，其符號(hào)按照遞增符號(hào)值順序排序。任何給定碼字的符號(hào)可以采用上文描述的q個(gè)符號(hào)值之一(盡管并不是所有的q個(gè)值都需要出現(xiàn)在所有初始矢量中)。[0048]圖2指示由碼字檢測(cè)器6執(zhí)行的主操作步驟。如步驟10所指示的，檢測(cè)器操作在從存儲(chǔ)器控制器4接收了與從存儲(chǔ)器2讀取的B個(gè)碼字群組對(duì)應(yīng)的B個(gè)讀取信號(hào)的群組時(shí)開(kāi)始。讀取信號(hào)y臨時(shí)存儲(chǔ)在碼字檢測(cè)器6中，用于隨后的處理操作。接著，在步驟11中，檢測(cè)器6的控制邏輯根據(jù)信號(hào)電平對(duì)每個(gè)讀取信號(hào)I的分量到y(tǒng)N進(jìn)行排序。具體地，讀取信號(hào)分量按照遞增信號(hào)電平(反映此處初始矢量的符號(hào)順序)對(duì)進(jìn)行排序，以產(chǎn)生B個(gè)經(jīng)排序的讀取信號(hào)Zi的群組:[0049]【權(quán)利要求】1.一種用于檢測(cè)N符號(hào)碼字的方法，每個(gè)碼字是預(yù)定義N符號(hào)矢量集合的N符號(hào)矢量的排列，其中每個(gè)碼字的符號(hào)存儲(chǔ)在固態(tài)存儲(chǔ)器(2)的相應(yīng)q層級(jí)單元中，其中NSq>2，且所述符號(hào)中的每個(gè)符號(hào)具有q個(gè)符號(hào)值中的一個(gè)符號(hào)值，所述方法包括:讀取存儲(chǔ)碼字群組的所述存儲(chǔ)器單元，以獲取相應(yīng)的讀取信號(hào)，每個(gè)讀取信號(hào)包括與碼字的相應(yīng)符號(hào)對(duì)應(yīng)的N個(gè)信號(hào)分量；根據(jù)信號(hào)電平對(duì)每個(gè)讀取信號(hào)的分量進(jìn)行排序，以產(chǎn)生經(jīng)排序的讀取信號(hào)；對(duì)所述經(jīng)排序的讀取信號(hào)的對(duì)應(yīng)分量求平均，以產(chǎn)生平均讀取信號(hào)；根據(jù)所述平均讀取信號(hào)和每個(gè)符號(hào)值在其符號(hào)根據(jù)符號(hào)值進(jìn)行排序的所述碼字中每個(gè)符號(hào)位置處出現(xiàn)的預(yù)定義概率，確定與所述存儲(chǔ)器單元的所述q個(gè)層級(jí)的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)電平；以及根據(jù)所述參考信號(hào)電平，檢測(cè)與每個(gè)讀取信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述碼字。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述矢量的所述符號(hào)根據(jù)符號(hào)值進(jìn)行排序，并且其中所述概率取決于位于所述矢量集合的每個(gè)符號(hào)位置處的所述符號(hào)值。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述集合包括多個(gè)矢量，以及其中所述概率取決于作為每個(gè)矢量的排列的有效碼字的數(shù)量。4.如權(quán)利要求3所述的方法，包括根據(jù)所述平均讀取信號(hào)和所述預(yù)定義概率來(lái)定義針對(duì)所述參考信號(hào)電平的線性方程集合，以及求解所述方程以確定所述參考信號(hào)電平。5.如權(quán)利要求4所述的方法，包括使用最小平方方法來(lái)求解所述方程。6.如權(quán)利要求3至5中任一所述的方法，其中所述檢測(cè)與每個(gè)讀取信號(hào)對(duì)應(yīng)的碼字的步驟包括:通過(guò)用與所述符號(hào)值對(duì)應(yīng)的所述參考信號(hào)電平替換所述矢量的每個(gè)符號(hào)，產(chǎn)生與每個(gè)矢量對(duì)應(yīng)的矢量信號(hào)；以及通過(guò)確定哪個(gè)矢量信號(hào)與針對(duì)該碼字的已排序讀取信號(hào)最接近，標(biāo)識(shí)如下矢量，其中所述群組中的每個(gè)碼字是所述矢量的排列。7.如權(quán)利要求6所述的方法，包括通過(guò)向針對(duì)該碼字標(biāo)識(shí)的所述矢量應(yīng)用逆排列來(lái)檢測(cè)每個(gè)碼字，所述逆排列是產(chǎn)生針對(duì)該碼字的所述已排序讀取信號(hào)的所述讀取信號(hào)的所述排列的逆。8.如權(quán)利要求6所述的方法，包括:計(jì)算針對(duì)與來(lái)自所述已排序讀取信號(hào)的所述存儲(chǔ)器單元的q個(gè)層級(jí)的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的所述讀取信號(hào)分量電平和針對(duì)與之對(duì)應(yīng)的碼字標(biāo)識(shí)的矢量的分布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；以及根據(jù)針對(duì)該碼字的已排序讀取信號(hào)和所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，再次標(biāo)識(shí)如下矢量，其中所述群組中的每個(gè)碼字是所述矢量的排列。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述矢量使用最大后驗(yàn)檢測(cè)方法和最大相似度檢測(cè)方法中的一個(gè)、根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)標(biāo)識(shí)矢量。10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，包括通過(guò)使用所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)針對(duì)碼字標(biāo)識(shí)的所述矢量應(yīng)用逆排列來(lái)檢測(cè)每個(gè)碼字，所述逆排列是針對(duì)該碼字產(chǎn)生所述已排序讀取信號(hào)的所述讀取信號(hào)的排列的逆。11.如前述任一的權(quán)利要求所述的方法，其中所述N符號(hào)碼字是轉(zhuǎn)譯穩(wěn)定碼的碼字。12.如前述任一的權(quán)利要求所述的方法，其中所述碼字的群組被基本上同時(shí)讀取。13.如前述任一的權(quán)利要求所述的方法，其中所述碼字群組包括基本上同時(shí)向所述固態(tài)存儲(chǔ)器(2)寫(xiě)入的碼字。14.一種用于檢測(cè)N符號(hào)碼字的設(shè)備，每個(gè)碼字是預(yù)定義N符號(hào)矢量集合的N符號(hào)矢量的排列，其中每個(gè)碼字的符號(hào)存儲(chǔ)在固態(tài)存儲(chǔ)器(2)的相應(yīng)q層級(jí)單元中，其中NSq>2，且所述符號(hào)中的每個(gè)符號(hào)具有q個(gè)符號(hào)值中的一個(gè)符號(hào)值，所述設(shè)備包括存儲(chǔ)器控制器(4)，用于讀取存儲(chǔ)碼字群組的所述存儲(chǔ)器單元，以獲取相應(yīng)的讀取信號(hào)，每個(gè)讀取信號(hào)包括與碼字的相應(yīng)符號(hào)對(duì)應(yīng)的N個(gè)信號(hào)分量，以及碼字檢測(cè)器(6)，包括控制邏輯，配置用于:根據(jù)信號(hào)電平對(duì)每個(gè)讀取信號(hào)的分量進(jìn)行排序，以產(chǎn)生經(jīng)排序的讀取信號(hào)；對(duì)所述經(jīng)排序的讀取信號(hào)的對(duì)應(yīng)分量求平均，以產(chǎn)生平均讀取信號(hào)；根據(jù)所述平均讀取信號(hào)和每個(gè)符號(hào)值在其符號(hào)根據(jù)符號(hào)值進(jìn)行排序的所述碼字中每個(gè)符號(hào)位置處出現(xiàn)的預(yù)定義概率，確定與所述存儲(chǔ)器單元的所述q個(gè)層級(jí)的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的參考信號(hào)電平；以及根據(jù)所述參考信號(hào)電平，檢測(cè)與每個(gè)讀取信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述碼字。15.一種固態(tài)存儲(chǔ)器設(shè)備(1)，包括:固態(tài)存儲(chǔ)器(2)具有q層級(jí)單元，其中q>2，寫(xiě)入裝置(3，4)，用于將N符號(hào)碼字寫(xiě)入所述固態(tài)存儲(chǔ)器(2)，其中N≥q，所述N符號(hào)碼字的每一個(gè)是預(yù)定義N符號(hào)矢量集合的N符號(hào)矢量的排列，其中每個(gè)碼字的符號(hào)存儲(chǔ)在相應(yīng)q層級(jí)單元中，且所述符號(hào)中的每個(gè)符號(hào)具有q個(gè)符號(hào)值中的一個(gè)符號(hào)值；以及如權(quán)利要求14的設(shè)備，用于在讀取所述存儲(chǔ)器(2)時(shí)檢測(cè)所述碼字。【文檔編號(hào)】G11C11/56GK103959389SQ201280058297【公開(kāi)日】2014年7月30日申請(qǐng)日期:2012年6月27日優(yōu)先權(quán)日:2011年9月29日【發(fā)明者】T·米特爾豪澤,N·帕潘德雷奧,C·波齊迪斯申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司