具有動態(tài)讀取閾值機(jī)制的數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)以及操作其的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)，并且更具體地涉及具有動態(tài)讀取閾值機(jī)制的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)據(jù)貯存器一一通常被稱為貯存器或存儲器一一指保留數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的計算機(jī)組件和記錄介質(zhì)。數(shù)據(jù)貯存器是消費和工業(yè)電子、特別是諸如計算機(jī)、電視機(jī)、蜂窩電話、移動裝置和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的裝置的核心功能和基本組件。
[0003]近來，除了機(jī)電的硬盤以外的長期貯存的形式在計算機(jī)中的使用變?yōu)榭尚械?。NOT-AND(NAND)閃速是用在固態(tài)貯存裝置中的非易失性存儲器的一種形式。存儲器單元被以典型的行和列的方式布置，具有用于訪問每個單元的電路。那些單元的存儲器晶體管被置于貯存可以被解譯為在單級單元(SLC)中保持兩個邏輯性狀態(tài)或者在多級單元(MLC)的情況中保持多于兩個邏輯性狀態(tài)的模擬值。
[0004]閃速存儲器單元在重量上輕便，占據(jù)非常少的空間并且比機(jī)電的硬盤驅(qū)動消耗更少的功率。構(gòu)建具有該類型的存儲器的貯存系統(tǒng)允許比典型的機(jī)電的硬盤驅(qū)動高得多的帶寬以及每秒的輸入/輸出操作(1PS)。更重要地，其特別地堅固，并且可以在高得多的溫度范圍處操作。其將經(jīng)受重復(fù)的墜落而沒有不利的效果，該不利的效果的每一個將損壞典型的機(jī)電的硬盤驅(qū)動。閃速存儲器所展現(xiàn)的問題在于其傾向于具有有限的使用壽命。
[0005]因此，仍然存在對更好的數(shù)據(jù)管理裝置的需求。鑒于對數(shù)據(jù)管理裝置的增長的需求，找到這些問題的答案變得越來越關(guān)鍵。鑒于不斷增長的商業(yè)競爭壓力，以及增長的客戶期望以及在市場中有意義的產(chǎn)品的差別的逐漸減少的機(jī)會，對于找到這些問題的答案是關(guān)鍵的。此外，對于減少成本、改善效率和性能以及滿足競爭壓力的需求進(jìn)一步向?qū)ふ疫@些問題的答案的關(guān)鍵必要性增加了更大的緊迫性。
[0006]—直以來在尋找這些問題的解決方案，但是現(xiàn)有發(fā)展沒有教導(dǎo)或者提示任何解決方案，并且因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員長時間沒有找到這些問題的答案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種操作數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)的方法，包括:確定用于存儲器裸芯的中間的讀取閾值;基于所述中間的讀取閾值和存儲器元件壽命計算較低的讀取閾值和較高的讀取閾值；以及使用所述較低的讀取閾值、所述中間的讀取閾值或所述較高的讀取閾值讀取存儲器裸芯的存儲器頁以用于補償電荷變化。
[0008]本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)，包括:存儲器裸芯，用于確定中間的讀取閾值;控制單元，耦合到所述存儲器裸芯，用于基于所述中間的讀取閾值和存儲器元件壽命計算較低的讀取閾值和較高的讀取閾值；以及存儲器接口，耦合到所述存儲器裸芯，用于使用所述較低的讀取閾值、所述中間的讀取閾值或所述較高的讀取閾值讀取存儲器裸芯的存儲器頁以用于補償電荷變化。
[0009]本發(fā)明的某些實施例除了上述的那些以外或者替代上述的那些具有其他步驟或元件。從閱讀參考附圖的下面的詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，步驟或元件將變得清楚。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的實施例中的數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)的框圖。
[0011]圖2是數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)的存儲器圖的示例。
[0012I圖3是電荷輪廓(profile)曲線的示例。
[0013I圖4是電荷輪廓閾值曲線的示例。
[0014]圖5是電流讀取閾值過程的示例。
[0015]圖6是異常值調(diào)節(jié)過程的示例。
[0016]圖7是上電適應(yīng)曲線的示例。
[0017]圖8是上電過程的示例。
[0018]圖9是編程擦除周期計數(shù)調(diào)度過程的示例。
[0019]圖10是誤差計數(shù)調(diào)度過程的示例。
[0020]圖11是讀取閾值調(diào)節(jié)過程的示例。
[0021]圖12是在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中的數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)的操作的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]以充足的細(xì)節(jié)描述下面的實施例以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。將理解的是，基于本公開將明白其它實施例，并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下作出該系統(tǒng)、過程或機(jī)械改變。
[0023]在下面的說明中，給出許多特定的細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的透徹理解。但是，明顯的是，可以沒有這些特定細(xì)節(jié)來實現(xiàn)本發(fā)明。以便于避免混淆本發(fā)明，一些熟知的電路、系統(tǒng)配置和過程步驟不被詳細(xì)地公開。
[0024]附圖示出了系統(tǒng)的實施例是半圖解的并且不成比例，并且特別地，一些尺寸用于表現(xiàn)的清楚性并且在附圖中被夸張地示出。
[0025]其中多個實施例被公開并且描述為具有一些共同特征，并且為了對其說明、描述以及理解的清楚和方便，相互之間的類似的和相似的特征將一般地以類似的參考標(biāo)號描述。為了描述的方便已經(jīng)將實施例標(biāo)為第一實施例，第二實施例等并且不意欲具有任何其它顯著性或者提供本發(fā)明的限制。
[0026]根據(jù)術(shù)語所用在的上下文，術(shù)語“模塊”在這里指可以包括本發(fā)明中的軟件、硬件或其組合。例如，軟件可以是機(jī)器代碼、固件、嵌入式的代碼和應(yīng)用軟件。還例如，硬件可以是電路、處理器、計算機(jī)、集成電路、集成電路內(nèi)核、被動裝置或其組合。
[0027]現(xiàn)在參考圖1，其中示出了本發(fā)明的實施例中的數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100的框圖。數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100包括通過存儲器總線104耦合到控制器102的存儲器陣列106。
[0028]控制器102是用于管理在存儲器陣列106中的數(shù)據(jù)的貯存以及取回的處理單元。控制器102可以是嵌入式的處理器、控制邏輯或其組合?？刂破?02可以將貯存的數(shù)據(jù)從存儲器陣列106轉(zhuǎn)移到主機(jī)裝置140。
[0029]存儲器陣列106是用于貯存數(shù)據(jù)的非易失性存儲器單元。存儲器陣列106可以包括NOT-AND(NAND)閃速存儲器陣列、N0T_0R(N0R)閃速存儲器陣列、其它非易失性存儲器陣列或其組合。
[0030]存儲器陣列106可以以存儲器裸芯132形成。存儲器裸芯132是用于貯存信息的半導(dǎo)體裝置。存儲器裸芯是可以獨立執(zhí)行命令和報告狀態(tài)的最小單元。例如，存儲器裸芯132可以是閃速存儲器裝置、NAND閃速存儲器芯片、NOR閃速存儲器裝置或其組合。
[0031]存儲器總線104是通信信道。存儲器總線104傳遞數(shù)據(jù)并且在控制器102和存儲器陣列106之間控制信息。
[0032]存儲器裸芯132可以包括單元陣列134。單元陣列134是用于貯存數(shù)據(jù)的一組非易失性閃速存儲器單元。例如，單元陣列134可以包括單級單元閃速(SLC)存儲器、多級單元(MLC)閃速存儲器、混合的功能性單元或其組合。
[0033]單元陣列134可以包括存儲器單元136。存儲器單元136是用于貯存信息的電子結(jié)構(gòu)。例如，存儲器單元136可以是浮置柵極閃速存儲器裝置。
[0034]存儲器陣列106可以包括耦合到單元陣列134的陣列邏輯單元130。陣列邏輯單元130是提供尋址、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移和感測以及其他支持以控制存儲器陣列106保存以及單元陣列134取回信息的電路。
[0035]控制器102可以包括耦合到存儲器陣列106的存儲器接口 116。存儲器接口 116可以包括用于通過存儲器總線104與存儲器陣列106通信的電路。
[0036]控制器102可以包括耦合到存儲器接口 116和主機(jī)接口 114的控制單元110。只讀存儲器118可以耦合到控制單元110。隨機(jī)存取存儲器120可以耦合到控制單元110和到只讀存儲器118。隨機(jī)存取存儲器120可以被用作用于被寫入到存儲器陣列106或從存儲器陣列106讀取的數(shù)據(jù)的臨時貯存的緩沖器存儲器。
[0037]隨機(jī)存取存儲器120可以包括控制器數(shù)據(jù)庫124?？刂破鲾?shù)據(jù)庫124是數(shù)據(jù)貯存和取回系統(tǒng)?？刂破鲾?shù)據(jù)庫124可以被用于貯存讀取閾值信息。
[0038]只讀存儲器118可以包括用于操作控制單元110的軟件122。軟件122是用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100的智能的可執(zhí)行的代碼。
[0039]控制器102可以包括耦合到控制單元110的誤差校正碼單元112。誤差校正碼單元112是用于計算誤差校正碼值的處理硬件，該誤差校正碼值可以被用于在貯存在或者從存儲器陣列106發(fā)送的數(shù)據(jù)中檢測誤差、校正誤差或其組合。
[0040]誤差校正碼單元112可以使用不同的方法計算一個或多個誤差校正碼值，諸如Reed-So 1mon 碼、Hamming 碼、Bose-Chaudur1-Hocquenghem (BCH)碼或其組合。盡管誤差校正碼單元112是用于計算誤差校正碼的專用元件，但是所理解的是，也可以以其它方式計算誤差校正碼，諸如使用控制單元110計算誤差校正碼。
[0041]控制器102可以包括通過數(shù)字連接138耦接到主機(jī)裝置140的主機(jī)接口 114。主機(jī)裝置140是可以使用數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100以用于貯存數(shù)據(jù)的計算裝置。例如，主機(jī)裝置140可以是膝上型計算機(jī)、桌上型計算機(jī)、服務(wù)器、智能電話或其組合。
[0042]主機(jī)接口 114可以用數(shù)字連接138來在主機(jī)裝置140和控制器102之間傳送命令和數(shù)據(jù)。例如，主機(jī)接口 114可以檢測與主機(jī)裝置140的連接并且基于到主機(jī)裝置140的連接產(chǎn)生命令。
[0043]數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100可以用數(shù)字連接138來連接到主機(jī)裝置140。數(shù)字連接138是用于在數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100和主機(jī)裝置140之間轉(zhuǎn)移數(shù)字信息的通信鏈接。
[0044]數(shù)字連接138可以以多種方式形成。例如，數(shù)字連接138可以是用于轉(zhuǎn)移信息的通用串行總線(USB)連接。在另一示例中，數(shù)字連接138可以是無線通信機(jī)制，諸如無線保真(W1-Fi)、紅外通信機(jī)制、光學(xué)通信系統(tǒng)、近場通信系統(tǒng)或其組合。
[0045]現(xiàn)在參考圖2，其中示出了圖1的數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100的存儲器圖的示例。存儲器圖示出了數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100，其包括存儲器頁202、存儲器塊204和數(shù)據(jù)寄存器212。數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100可以使用圖1的存儲器裸芯132形成。存儲器裸芯132包括用于貯存數(shù)據(jù)的圖1的存儲器單元136。
[0046]數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100可以具有由用于形成數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100的存儲器裸芯132的數(shù)量而確定的多種貯存容量。例如，數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100可以包括閃速存儲器的2千兆字節(jié)(GB)、8GB、16GB或其它存儲器大小。
[0047]數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100可以包括多個存儲器塊204。存儲器塊204是圖1的存儲器陣列106的部分。例如，具有2GB容量的數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100可以具有4，096個存儲器塊204。
[0048]存儲器塊204可以包括擦除塊206。