專利名稱：從閃速存儲器中的錯誤恢復(fù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在讀取錯誤可能發(fā)生的系統(tǒng)中從閃速存儲器中讀取數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
單位和多位閃速存儲單元
閃速存儲設(shè)備已經(jīng)存在許多年。典型地，閃速存儲i殳備內(nèi)的每個(gè) 存儲單元存儲一位的信息。在閃速存儲單元中存儲一位的傳統(tǒng)方法是 通過支持存儲單元的兩種狀態(tài)。 一種狀態(tài)表示邏輯"O"而另一種狀態(tài) 表示邏輯"l"。
在閃速存儲單元中，兩種狀態(tài)通過使浮動?xùn)艠O位于單元通道(連 接單元晶體管的源極和漏極元件的區(qū)域)上，以及使電荷量的兩種有
效狀態(tài)存儲在該浮動?xùn)艠O內(nèi)而實(shí)現(xiàn)。典型地， 一種狀態(tài)是在浮動?xùn)艠O 中具有零電荷并且是擦除之后單元的初始未寫入狀態(tài)(通常定義為表 示"l，，狀態(tài))，而另一種狀態(tài)是在浮動?xùn)艠O中具有一定量的負(fù)電荷 (通常定義為表示"0，，狀態(tài))。在柵極中具有負(fù)電荷使得單元晶體管 的閾值電壓(也就是必須施加到晶體管的控制柵極以便使得晶體管傳 導(dǎo)的電壓)增加。現(xiàn)在，通過檢查羊元的閾值電壓讀取存儲位是可能 的-如杲閾值電壓處于較高狀態(tài)則位值為"O"，并且如果閣值電壓處 于較低狀態(tài)則位值為"l"。實(shí)際上，不需要準(zhǔn)確地讀取單元的閾值電 壓 - 需要的是正確地識別單元當(dāng)前處于兩種狀態(tài)的哪種。為了這個(gè)目 的，相對于處于兩種狀態(tài)之間中間的參考電壓值進(jìn)行比較，從而確定 單元的閾值電壓低于還是高于該參考值是足夠的。
圖1A圖示顯示這如何工作。具體地，圖1A顯示大量單元的閾 值電壓的分布。因?yàn)殚W存設(shè)備中的單元在它們的特性和行為方面并不完全相同(例如因?yàn)殡s質(zhì)濃度的小偏差或硅結(jié)構(gòu)中的缺陷)，將相同 壓。(注意，；由于歷史原因，、將數(shù)據(jù)寫入閃速存儲器通常:作"編程，，
閃速存儲器)。代替地，閾值電壓類似于圖1A中顯示的方式分布。 存儲"l，，值的單元典型地具有負(fù)的閾值電壓，使得大多數(shù)單元具有與 由圖1A的左峰值顯示的值接近的閾值電壓， 一些較少數(shù)目的單元具 有較低或較高的閾值電壓。類似地，存儲"O，，值的單元典型地具有正 的閾值電壓，使得大多數(shù)單元具有與由圖1A的右峰值顯示的值接近 的閾值電壓， 一些較少數(shù)目的單元具有較低或較高的閾值電壓。
近年來， 一種使用常規(guī)稱作"多級單元，，或縮寫MLC技術(shù)的新的 閃存設(shè)備已經(jīng)在市場上出現(xiàn)。(該名稱令人誤解，因?yàn)橄惹邦愋偷拈W 存單元也具有多于一級；它們具有兩級，如上所述。因此，兩種閃存 單元在這里稱作"單位單元"(SBC)和"多位單元"(MBC)。)由 MBC閃存帶來的改進(jìn)在于每個(gè)單元中存儲兩位。(原則上，MBC 也包括每個(gè)單元多于兩位的存儲，但是這種單元當(dāng)前還沒有存在于市 場上。為了簡化說明，這里著重于兩位的情況。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā) 明可同等地適用于支持每個(gè)單元任意位數(shù)的閃速存儲設(shè)備)。為了使 得單個(gè)單元存儲兩位信息，單元必須能夠處于四種不同狀態(tài)的一種。 因?yàn)閱卧?狀態(tài)，，由它的閾值電壓表示，顯然MBC單元應(yīng)當(dāng)支持閾 值電壓的四種不同有效范圍。圖1B顯示典型MBC單元的閾值電壓 分布。如期望的，圖1B具有四個(gè)峰值，每個(gè)對應(yīng)一種狀態(tài)。如對于 SBC情況一樣，每種狀態(tài)實(shí)際上是一個(gè)范圍而不是單個(gè)數(shù)值。當(dāng)讀 取單元的內(nèi)容時(shí)，必須保證的是正確地識別單元的閾值電壓所處的范 圍。對于MBC閃存設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例，參看Harari的美國專利 5，434，825號，在此以引用方式將該專利完全并入本文中。
當(dāng)經(jīng)由四種狀態(tài)編碼MBC單元中的兩位時(shí)，通常4吏得圖1B中 的最左側(cè)狀態(tài)(典型地具有負(fù)的閾值電壓)表示兩位都具有"l，，值的 情況。(在下面的討論中，使用下面的表示-單元的兩位稱作"低位" 和"高位"。位的確切值寫作["高位""低位"I的形式，低位值在右側(cè)。所以低位為"0，，且高位為"1，，的情況寫作"10"。必須理解，該術(shù)語和表
示法的選擇是任意的，并且其他名稱和編碼是可能的)。使用這種表 示法，最左側(cè)狀態(tài)表示"ll，，的情況。其他三種狀態(tài)典型地從左到右由
下面的次序指定"10"， "00"， "01"。在Chen的美國專利6,522,580 號中可以看到使用這種編碼的MBC NAND閃存設(shè)備的實(shí)現(xiàn)實(shí)例，在 此以引用方式將該專利完全并入本文中。特別地參考Chen專利的圖 8。應(yīng)當(dāng)注意，雖然關(guān)于狀態(tài)的該指定沒有限制，并且可以使用任何 其他的排序。當(dāng)讀取MBC單元的內(nèi)容時(shí)，必須正確地識別單元的閾 值電壓所處的范圍；僅在該情況下，這不能總是通過與僅一個(gè)參考電 壓比較而實(shí)現(xiàn)，并且?guī)状伪容^可能是必需的。例如，在圖1B中說明 的情況下，讀取低位的一種方法是首先將單元的閾值電壓與參考比較 電壓K比較，然后取決于比較的結(jié)果，將單元的閾值電壓與零參考 比較電壓或參考比較電壓K2比較。讀取低位的另一種方法是將單元 的閾值電壓與零參考電壓和K2無條件比較。在任一情況下，需要兩 次比較。
MBC器件提供極大的成本優(yōu)勢-使用類似尺寸的單元一個(gè)存儲 兩位而不是一位。但是，使用MBC閃存也存在一些缺點(diǎn)-MBC存 儲器的平均讀寫時(shí)間比SBC存儲器長，導(dǎo)致較低的性能。而且， MBC的可靠性低于SBC。這可以容易地理解-MBC中閾值電壓范 圍之間的差比SBC中小得多。因此，在SBC中因?yàn)閮煞N狀態(tài)之間的 大間隙而可能未引起注意的閾值電壓中的千擾(例如引起閾值電壓漂 移的存儲電荷的泄漏，來自相鄰單元上操作的干擾等)，可能使得 MBC單元從一種狀態(tài)移至另一種狀態(tài)，導(dǎo)致錯誤位。最后結(jié)果是 MBC單元對于許多寫入/擦除周期在數(shù)據(jù)保持時(shí)間或設(shè)備持久性方面 的較低質(zhì)量規(guī)范。因此，取決于應(yīng)用的需求，使用MBC單元和SBC 單元都可能是有利的。
雖然上面的說明涉及浮動?xùn)艠O閃速存儲單元，存在其他類型的閃 速存儲技術(shù)。例如，在NROM閃速存儲技術(shù)中，不存在導(dǎo)電的浮動 柵極而是存在捕獲電荷的絕緣層。本發(fā)明即使描述在浮動?xùn)艠O技術(shù)的上下文中給出也可同等地適用于所有閃速存儲器類型。 當(dāng)從閃存單元中讀取數(shù)據(jù)時(shí)的錯誤校正
如上所述，閃存單元，特別是MBC閃存單元可能被錯誤地讀 取，如果它們的閾值電壓漂移遠(yuǎn)離它們的初始值。如果閾值電壓漂移 的量足夠大，讀取過程可能發(fā)現(xiàn)單元處于用作單元兩種狀態(tài)之間的邊 界線的讀取參考電壓的錯誤一側(cè)。即使通常使用糾錯碼(ECC)校 正從閃速存儲器中讀取的數(shù)據(jù)中的錯誤，校正能力典型地局限于讀取 的數(shù)據(jù)頁內(nèi)的錯誤的某個(gè)固定數(shù)目，并且最終錯誤的累積數(shù)目可能超 出ECC機(jī)制的校正能力。
Auclair等人的標(biāo)題為"EEPROM器件中的軟錯誤處理"的美國專 利5,657,332 (在下文稱"Auclair，，)解決由閾值電壓漂移引起的閃速 存儲器錯誤的該問題。在此以引用方式將該專利完全并入本文中。 Auclair提供錯誤問題的兩種解決方法。第一種通過檢測接近越過邊 界線的單元，并且通過將它們的內(nèi)容重寫回存儲器"固定"它們，從而 將閾值電壓"復(fù)位"到它們的正確初始值來消除錯誤的產(chǎn)生。Auclair 的第二種解決方法接受漂移錯誤的存在作為給定事實(shí)，并且在錯誤已
經(jīng)存在之后嘗試提高存儲系統(tǒng)的堅(jiān)固性。該第二解決方法在Auclair 中13欄14-27行中討論。
用于從閃速存儲器中讀取數(shù)據(jù)的Auclair的方法首先嘗試使用讀 取參考電壓(或在MBC閃速存儲器的情況下多個(gè)讀取參考電壓)的 默認(rèn)值進(jìn)行常規(guī)讀取。假設(shè)該首次讀取嘗試導(dǎo)致如此多的錯誤以至于 ECC機(jī)制不能校正它們，Auclair使用兩個(gè)階段的恢復(fù)計(jì)劃
A.讀取參考電壓從它們的默認(rèn)值變成另一組預(yù)先確定的值，并 且使用該組新的預(yù)先確定參考值嘗試讀取。典型地，新值將稍微低于 默認(rèn)值。預(yù)期單元的閾值電壓隨著時(shí)間漂移到較低值是合理的(也就 是，在圖1A和IB中向左移動)，因?yàn)槠剖请姾尚孤┏龈訓(xùn)艠O 的結(jié)果。因此，向左移動比較"邊界，，具有將漂移后的狀態(tài)彼此分離的 良好機(jī)會。如果在使用校正后的參考值的讀取結(jié)果中仍然存在錯誤， 它們由ECC機(jī)制處理。如果仍然存在太多錯誤以至于不能校正，過
12程重復(fù)-選擇另 一組預(yù)先確定的讀取參考值并且進(jìn)行另 一次讀取和校 正。有希望地，該重復(fù)過程以成功校正并可以假設(shè)不具有錯誤的數(shù)據(jù) 結(jié)束。
一旦我們到達(dá)該點(diǎn)，我們移至第二階段。
B.從第一階段獲得的數(shù)據(jù)寫回到單元，使得下一次使用默認(rèn)讀 取參考值讀取它時(shí)，它將不提供像當(dāng)前讀取情況一樣如此多的錯誤。
圖2提供描述根據(jù)Auclair中公開的現(xiàn)有技術(shù)由具有控制器和閃 速存儲器(也就是包括閃速存儲單元)的閃存設(shè)備處理讀取請求的流 程圖。在接收到110讀取請求之后，閃存控制器使用默i/v參考電壓從 閃速存儲器212中讀取112A數(shù)據(jù)位。嘗試114使用ECC實(shí)現(xiàn)讀取 數(shù)據(jù)位的校正。如果錯誤校正成功116，設(shè)備可以通過發(fā)送校正后的 讀取數(shù)據(jù)(例如通過發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī)設(shè)備)響應(yīng)118讀取請求。在響 應(yīng)118讀取請求之后，設(shè)備準(zhǔn)備處理另一個(gè)讀取請求。
如果錯誤校正不成功116，設(shè)備使用包括至少一個(gè)預(yù)先確定的修 改119參考電壓的一組參考電壓從閃速存儲器中重新讀取112B數(shù)據(jù) 位。在使用一個(gè)或多個(gè)"新的，，預(yù)先確定參考電壓(也就是使用至少預(yù) 先確定的修改119參考電壓)重新讀取112B數(shù)據(jù)位之后，嘗試114 另一次錯誤校正。如果另一次錯誤校正116失敗，重復(fù)^f吏用不同的預(yù) 先修改119參考電壓并且重新讀取112B數(shù)據(jù)位的該過程，直到ECC 可以成功地執(zhí)行116數(shù)據(jù)位的錯誤校正。
在該點(diǎn)，存儲單元"復(fù)原，，以便減小當(dāng)隨后讀取該單元(使用它們 的"正常，，默認(rèn)參考電壓)時(shí)錯誤校正失敗的可能性。這通過利用在成 功的錯誤校正之后，正常數(shù)據(jù)現(xiàn)在可用并且可以重寫到124存儲單元 中的事實(shí)實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)Auclair的講授，假設(shè)在數(shù)據(jù)重寫之后， 下一次使用默認(rèn)的讀取參考值讀取112A該數(shù)據(jù)時(shí)(也就是在另一個(gè) 數(shù)據(jù)請求110之后)，閃速存儲單元將更可能提供具有較少錯誤的數(shù) 據(jù)(也就是因?yàn)橐呀?jīng)校正了參考電壓"漂移，，)，提供可以使用ECC 校正的讀取數(shù)據(jù)。
注意Auclair的前述恢復(fù)方法遭受一個(gè)大的缺點(diǎn)。每當(dāng)使用恢復(fù) 過程時(shí)，數(shù)據(jù)再次寫入。在閃速存儲器中，寫入操作比讀取操作慢得多。例如在SBC NAND閃速存儲器中， 一個(gè)數(shù)據(jù)頁的寫入花費(fèi)大約 200微秒，而一個(gè)數(shù)據(jù)頁的讀取花費(fèi)大約15微秒。在MBC NAND 閃速存儲器中情況更糟，其中一頁的寫入可能花費(fèi)800微秒而一頁的 讀取可能花費(fèi)30微秒。該事實(shí)意味著使用Auclair的恢復(fù)數(shù)據(jù)頁的 方法可能是非常慢的操作。典型地，發(fā)起讀取請求并等待數(shù)據(jù)的軟件 應(yīng)用程序期望數(shù)據(jù)在幾十微秒內(nèi)可獲得，而它可能實(shí)際上不得不等待 更長的數(shù)量級。對于實(shí)時(shí)軟件應(yīng)用程序，這可能是不可接受的。即使 Auclair的寫入階段延遲到隨后的時(shí)間，使得一旦數(shù)據(jù)可用軟件應(yīng)用 程序就接收到它，而不等待恢復(fù)過程完成，仍然存在因額外的寫入操 作而引起的存儲系統(tǒng)吞吐量的降低。
因此需要在錯誤存在的情況下從閃速存儲器中恢復(fù)數(shù)據(jù)，同時(shí)在 相對短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)的方法。
發(fā)明內(nèi)容
前述需求的一些或全部，以及其他需求由本發(fā)明的幾個(gè)方面滿足。
現(xiàn)在首次公開一種在包括多個(gè)閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正 模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的方法。當(dāng)前公開的方法包括步驟(a)從多 個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；(b)嘗試使用錯誤檢測和校正模塊 校正讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；(c )如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正 失敗，使用至少一個(gè)修改參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中至少一次重 新讀取數(shù)據(jù)位，直到模塊成功地校正錯誤；以及(d)對于數(shù)據(jù)位重 復(fù)步驟(a) 、 (b)和(c)而不在其間(也就是，在使用至少修改 參考電壓的步驟(c)的成功錯誤校正之后，以及在步驟(a)的讀取 之前)將數(shù)據(jù)位重寫到存儲單元。
根據(jù)一些實(shí)施方案，重復(fù)之前的初始讀取是響應(yīng)第一讀取請求， 并且與重復(fù)相關(guān)聯(lián)的隨后讀取是響應(yīng)隨后的讀取請求。
現(xiàn)在首次公開一種在包括多個(gè)閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正 模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的方法。當(dāng)前公開的方法包括步驟(a)從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；(b)嘗試使用錯誤檢測和校正模塊 校正讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；(c )如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正 失敗，使用至少一個(gè)修改參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中至少一次重 新讀取數(shù)據(jù)位，直到模塊成功地校正錯誤；(d)在校正之后，存儲 模塊成功校正錯誤的至少一個(gè)讀取參考電壓；(e)在存儲之后，取 回存儲的至少一個(gè)讀取參考電壓；以及g)在取回之后，使用取回的
至少一個(gè)讀取參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位。
該至少一個(gè)讀取參考電壓可以存儲在易失性和/或非易失性存儲 器的任何組合中。
根據(jù)一些實(shí)施方案，至少一個(gè)讀取參考電壓存儲在閃速存儲單元 的一個(gè)或多個(gè)中。
根據(jù)一些實(shí)施方案，讀取數(shù)據(jù)位使用閃存控制器讀取，并且至少 一個(gè)讀取參考電壓存儲在閃存控制器中(也就是在閃存控制器的易失 性和/或非易失性存儲器的任何組合中)。
根據(jù)一些實(shí)施方案，存儲之前的初始讀取是響應(yīng)第一讀取請求， 并且使用取回的至少 一個(gè)讀取參考電壓的隨后讀取是響應(yīng)隨后的讀取 請求。
現(xiàn)在首次公開一種在包括多個(gè)閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正 模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的方法。當(dāng)前公開的方法包括步驟(a)從多
個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b)嘗試使用錯誤檢測和校正模塊校 正讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；c)如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗 并且在讀取之后，導(dǎo)出至少一個(gè)新的讀取參考電壓；以及d)使用導(dǎo) 出的至少一個(gè)新的讀取參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位。
根據(jù)一些實(shí)施方案，該導(dǎo)出的至少一個(gè)新的電壓至少部分地根據(jù) 由錯誤檢測和校正模塊提供的信息確定。
根據(jù)一些實(shí)施方案，該導(dǎo)出的至少一個(gè)新的電壓至少部分地隨機(jī) 確定。
現(xiàn)在首次公開 一種在包括多個(gè)閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正
模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的方法。當(dāng)前公開的方法包括步驟(a)從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b)使用錯誤檢測和校正模塊校正讀 取數(shù)據(jù)位的錯誤；以及c)在校正之后，使用至少一個(gè)修改參考電壓 從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位。
根據(jù)一些實(shí)施方案，即使在其間(也就是，在步驟(a)的數(shù)據(jù) 位的讀取之后以及在使用至少一個(gè)修改參考電壓重新讀取之前)不存 在錯誤校正檢測和校正模塊的錯誤校正失敗，執(zhí)行使用至少一個(gè)修改 參考電壓的數(shù)據(jù)位的隨后讀取。
根據(jù)一些實(shí)施方案，在校正之后和在使用至少一個(gè)修改參考電壓 讀取之前，不寫入多個(gè)存儲單元。
根據(jù)一些實(shí)施方案，至少一個(gè)修改參考電壓至少部分地根據(jù)由錯 誤檢測和校正模塊提供的信息(例如指示許多錯誤的信息)而導(dǎo)出。
根據(jù)一些實(shí)施方案，校正之前的初始讀取是響應(yīng)第一讀取請求， 并且校正之后的隨后讀取是響應(yīng)隨后的讀取請求。
現(xiàn)在首次公開一種數(shù)據(jù)存儲器的閃速存儲設(shè)備，包括a)用于存 儲數(shù)據(jù)位的多個(gè)閃速存儲單元；b)用于檢測和校正數(shù)據(jù)位中錯誤的 錯誤檢測和校正模塊；以及c)用于從存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位的控制 器，其中(0控制器操作以通過從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù) 位來響應(yīng)第一讀取請求，并且如果錯誤檢測和校正模塊不能校正數(shù)據(jù) 位，使用至少一個(gè)修改參考電壓重新讀取數(shù)據(jù)位直到模塊成功地校正 錯誤；以及ii)控制器進(jìn)一步操作以對于隨后的讀取請求重復(fù)該響 應(yīng)，而不在其間(也就是，在與第一讀取請求的數(shù)據(jù)位的重新讀取相 關(guān)聯(lián)的成功錯誤校正之后，以及在與第一個(gè)隨后的讀取請求相關(guān)聯(lián)的 數(shù)據(jù)位的首次讀取之前)將數(shù)據(jù)位重寫到存儲單元。
現(xiàn)在首次公開一種數(shù)據(jù)存儲器的閃速存儲設(shè)備，包括a)用于存 儲數(shù)據(jù)位的多個(gè)閃速存儲單元；b)用于檢測和校正數(shù)據(jù)位中錯誤的 錯誤檢測和校正模塊；以及c)用于從存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位的控制 器，其中(I)控制器操作以響應(yīng)第一讀取請求，通過i)從多個(gè) 閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；ii)嘗試使用錯誤檢測和校正模塊校正 讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；iii)如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗，使用至少一個(gè)修改參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中至少一次重新讀取
數(shù)據(jù)位，直到^^莫塊成功地校正錯誤；以及iv)在校正之后，存儲(例 如，在控制器的輔助存儲器中，或者在任何其他存儲器中)模塊成功 校正錯誤的至少一個(gè)讀取參考電壓；以及，在存儲之后，(II)控制 器進(jìn)一步操作以響應(yīng)隨后的讀取請求，通過i)取回存儲的至少一個(gè) 讀取參考電壓；以及ii)在取回之后，使用取回的至少一個(gè)讀取參考 電壓從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位。
根據(jù)一些實(shí)施方案，控制器操作以將至少一個(gè)讀取參考電壓存儲 在易失性存儲器中。
根據(jù)一些實(shí)施方案，控制器操作以將至少一個(gè)讀取參考電壓存儲 在非易失性存儲器中。
根據(jù)一些實(shí)施方案，控制器操作以將至少一個(gè)讀取參考電壓存儲 在閃速存儲單元的一個(gè)或多個(gè)中。
根據(jù)一些實(shí)施方案，控制器操作以將至少一個(gè)讀取參考電壓存儲 在控制器(例如閃存控制器的易失性和/或非易失性存儲器)中。
現(xiàn)在首次公開一種數(shù)據(jù)存儲器的閃速存儲設(shè)備，包括a)用于存 儲數(shù)據(jù)位的多個(gè)閃速存儲單元；b)用于檢測數(shù)據(jù)位中錯誤的錯誤檢 測和校正模塊；以及e)用于從閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位的控制 器，其中控制器操作以響應(yīng)讀取請求，通過(i)從多個(gè)閃速存儲 單元中讀取數(shù)據(jù)位；(ii)嘗試使用錯誤檢測和校正模塊校正讀取數(shù) 據(jù)位的錯誤；(iii)如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗并且在 讀取之后，導(dǎo)出至少一個(gè)新的讀取參考電壓；以及(iv)使用導(dǎo)出的 至少一個(gè)新的讀取參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位。
根據(jù)一些實(shí)施方案，控制器操作以至少部分地根據(jù)由錯誤檢測和 校正模塊提供的信息導(dǎo)出該至少一個(gè)新的電壓。
根據(jù)一些實(shí)施方案，控制器操作以至少部分地隨機(jī)導(dǎo)出該至少一 個(gè)新的電壓。
現(xiàn)在首次公開一種數(shù)據(jù)存儲器的閃速存儲設(shè)備，包括a)用于存 儲數(shù)據(jù)位的多個(gè)閃速存儲單元；b)用于檢測數(shù)據(jù)位中錯誤的錯誤檢測和校正模塊；以及c)用于從閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位的控制 器，其中(I)控制器操作以響應(yīng)笫一讀取請求，通過i)從多個(gè)閃 速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；以及ii)使用所述錯誤檢測和校正模塊校 正所述讀取數(shù)據(jù)位的錯誤，以及(II)控制器進(jìn)一步操作以響應(yīng)隨后 的讀取請求，通過iii)使用至少一個(gè)修改參考電壓從多個(gè)閃速存儲 單元中讀取數(shù)據(jù)位。
根據(jù)一些實(shí)施方案，控制器操作以響應(yīng)第一和隨后的讀取請求， 而不在校正之后和使用該至少一個(gè)修改參考電壓讀取之前寫入多個(gè)存 儲單元。
根據(jù) 一 些實(shí)施方案，控制器操作以至少部分地根據(jù)由錯誤檢測和 校正模塊提供的信息導(dǎo)出至少 一個(gè)修改參考電壓。
一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有包含在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的
計(jì)算機(jī)可讀代碼，該計(jì)算機(jī)可讀代碼包括用于在包括多個(gè)閃速存儲單 元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的指令，其中指令包括 指令a)從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b)嘗試使用錯誤檢測 和校正模塊校正讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；c)如果錯誤檢測和校正模塊的 錯誤校正失敗，使用至少一個(gè)修改參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中至 少一次重新讀取數(shù)據(jù)位，直到模塊成功地校正錯誤；以及d)重復(fù)步 驟(a)、 (b)和(c)而不在其間(也就是，在使用至少修改參考 電壓的步驟(c)的成功錯誤校正之后，以及在步驟(a)的讀取之 前)將數(shù)據(jù)位重寫到存儲單元。
現(xiàn)在首次公開一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有包含在計(jì)算機(jī)可讀 存儲介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀代碼，該計(jì)算機(jī)可讀代碼包括用于在包括多 個(gè)閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的指令， 其中指令包括指令a)從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b)嘗試 使用錯誤檢測和校正模塊校正讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；c)如果錯誤檢測 和校正模塊的錯誤校正失敗，使用至少一個(gè)修改參考電壓從多個(gè)閃速 存儲單元中至少一次重新讀取數(shù)據(jù)位，直到模塊成功地校正錯誤； d)在校正之后，存儲模塊成功校正錯誤的至少一個(gè)讀取參考電壓；
18e)在存儲之后，取回存儲的至少一個(gè)讀取參考電壓；以及g)在取 回之后，使用取回的至少一個(gè)讀取參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中讀 取數(shù)據(jù)位。
現(xiàn)在首次公開一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有包含在計(jì)算機(jī)可讀 存儲介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀代碼，該計(jì)算機(jī)可讀代碼包括用于在包括多 個(gè)閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的指令， 其中指令包括指令a)從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b)嘗試 使用錯誤檢測和校正模塊校正讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；c)如果錯誤檢測 和校正模塊的錯誤校正失敗并且在讀取之后，導(dǎo)出至少一個(gè)新的讀取 參考電壓；以及d)使用導(dǎo)出的至少一個(gè)新的讀取參考電壓從多個(gè)閃 速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位。
一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有包含在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的
計(jì)算機(jī)可讀代碼，該計(jì)算機(jī)可讀代碼包括用于在包括多個(gè)閃速存儲單 元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的指令，其中指令包括 指令a)從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b)使用錯誤檢測和校 正模塊校正讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；以及c)在校正之后，使用至少一個(gè) 修改參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位。
這些和更多實(shí)施方案將從下面的詳細(xì)描述和實(shí)例中明白。
圖1A-1B提供大量存儲單元的鬮值電壓分布的圖解說明(現(xiàn)有 技術(shù))。
圖2提供描述現(xiàn)有技術(shù)錯誤恢復(fù)方案的流程圖3提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)例實(shí)施方案的閃速存儲設(shè)備的框圖。 圖4-7每個(gè)提供描述根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案由閃存設(shè)備處理一 個(gè)或多個(gè)讀取請求的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在根據(jù)具體的實(shí)例實(shí)施方案描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于公開的實(shí)例實(shí)施方案。同樣應(yīng)當(dāng)理解，并不是當(dāng)前公開的用 于從閃速存儲器中的錯誤恢復(fù)的方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀代碼的每個(gè) 特征對于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明都是必需的，如附加權(quán)利要求書中任何特定一個(gè) 要求的。描述了設(shè)備的各種元件和特征以能夠充分實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。同樣 應(yīng)當(dāng)理解，遍及顯示或描述過程或方法的該公開內(nèi)容，方法的步驟可 以任何次序或同時(shí)地執(zhí)行，除非從上下文中顯然一個(gè)步驟依賴于另一 個(gè)步驟首先執(zhí)行。
圖3的閃速存儲設(shè)備
圖3提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)例實(shí)施方案的閃速存儲設(shè)備50的框圖。 閃速存儲設(shè)備50包括具有多個(gè)閃速存儲單元的閃速存儲器30，以及 閃存控制器10。閃存控制器10操作以從閃速存儲單元30中讀取數(shù) 據(jù)，并且可選地，也操作以將數(shù)據(jù)寫入閃速存儲單元30中。閃存設(shè) 備50也包括錯誤檢測和校正電路系統(tǒng)20，或者作為閃存控制器10 的一部分(如圖3中所示)，或者獨(dú)立地。閃存控制器10可以根據(jù) 從閃存設(shè)備50的外部接收的，例如來自主機(jī)設(shè)備(沒有顯示)的指 令存取閃速存儲器30。 圖4的描述
圖4提供描述根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案由閃存設(shè)備50處理一個(gè) 或多個(gè)讀取請求的流程圖。在接收到110讀取請求之后，閃存控制器 10使用一組參考電壓(例如，默認(rèn)的參考電壓，或者任何其他組參 考電壓-因此每個(gè)存儲單元使用各自的參考電壓被讀取)從閃速存儲 器30中讀取112C數(shù)據(jù)位。進(jìn)行嘗試114使用ECC實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)位 的校正。如果錯誤校正成功116，控制器10可以通過發(fā)送校正后的 數(shù)據(jù)(例如到主機(jī)設(shè)備)來響應(yīng)118讀取請求。在響應(yīng)118讀取請求 之后，設(shè)備50準(zhǔn)備處理另一個(gè)讀取請求。
如果錯誤校正不成功116，控制器10可以使用至少一個(gè)修改120 參考電壓(也就是，至少一個(gè)各自電壓與在先前讀取-112C中使用 的不同)從閃速存儲器中重新讀取112B數(shù)據(jù)位。在重新讀取112B 之后，再次嘗試114另一次錯誤校正。如果該錯誤校正不成功116，控制器10可以使用至少一個(gè)修改參考電壓(也就是，至少一個(gè)各自 電壓與先前讀取-112B中使用的不同)再次從存儲單元30中讀取 112B數(shù)據(jù)位。^吏用《務(wù)改電壓重新讀取112B和嘗試錯誤校正114重 復(fù)，直到存在成功的錯誤校正116。
此時(shí)，響應(yīng)118可以發(fā)送到讀取請求，并且控制器準(zhǔn)備響應(yīng)另一 個(gè)讀取請求110。注意根據(jù)圖4中描述的實(shí)施方案，在成功的錯誤校 正之后，數(shù)據(jù)不重寫到閃速存儲單元中。
注意在圖4中，錯誤恢復(fù)過程包括使用修改120參考電壓至少一 次重新讀取112B閃速存儲單元。雖然不是圖4的要求，在一些實(shí)施 方案中，可以預(yù)先確定修改參考電壓的序列，并且對于每次重復(fù)，可 以使用一組不同的預(yù)先確定參考電壓。作為選擇，可以例如使用閃存 控制器10的微處理器計(jì)算一個(gè)或多個(gè)修改參考電壓。 與圖4相關(guān)的討論
因?yàn)椴恢貙憯?shù)據(jù)，當(dāng)處理第一讀取請求時(shí)遇到的相同數(shù)據(jù)錯誤可 能在處理隨后的讀取請求時(shí)再次遇到(也就是，因?yàn)榇鎯卧獩]有使 用重寫數(shù)據(jù)復(fù)原以減小當(dāng)使用默認(rèn)參考電壓時(shí)錯誤校正失敗的可能 性)。因此，當(dāng)處理隨后的讀取請求時(shí)，設(shè)備將需要再次調(diào)用錯誤恢 復(fù)程序，例如圖4中描述的程序。
本發(fā)明者現(xiàn)在首次公開，在許多情況下，與消除重寫數(shù)據(jù)到閃速 存儲器中(參看圖2的124)的耗時(shí)步驟相關(guān)聯(lián)的速度獲益(也就是 通過調(diào)用更快的恢復(fù)程序)可能超過與多次讀取重復(fù)相關(guān)聯(lián)的效率損 失，以及更頻繁地從讀取錯誤中恢復(fù)的需求。因此，本發(fā)明者公開存 在圖4的程序平均比圖2的程序更快的許多情況。 圖5的描述
圖5提供描述根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案由閃存設(shè)備50處理一個(gè) 或多個(gè)讀取請求的流程圖。在接收到IIO讀取請求之后，閃存控制器 10使用一組參考電壓(例如，默認(rèn)的參考電壓，或者任何其他組參 考電壓-因此每個(gè)存儲單元使用各自的參考電壓被讀取)從閃速存儲 器30中讀取112C數(shù)據(jù)位。嘗試114使用ECC實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)位的校
21正。如果錯誤校正成功116，控制器10可以通過發(fā)送校正后的數(shù)據(jù) (例如到主機(jī)設(shè)備)來響應(yīng)118讀取請求。在響應(yīng)118讀取請求之 后，設(shè)備50準(zhǔn)備處理另一個(gè)讀取請求。
如果錯誤校正不成功116,控制器10可以使用至少一個(gè)修改120 參考電壓(也就是，至少一個(gè)各自電壓與在先前讀取-112C中使用 的不同)從閃速存儲器中重新讀取112B數(shù)據(jù)位。在重新讀取112B 之后，再次嘗試114另一次錯誤校正。如果該錯誤校正不成功116， 控制器10可以使用至少一個(gè)修改參考電壓(也就是，至少一個(gè)各自 電壓與先前讀取-112B中使用的不同)再次從存儲單元30中讀取 112B數(shù)據(jù)位。使用修改電壓重新讀取112B和嘗試錯誤校正114重 復(fù)，直到存在成功的錯誤校正116。
此時(shí)，響應(yīng)118可以發(fā)送到讀取請求。
根據(jù)圖5中描繪的實(shí)施方案，在成功的錯誤校正116之后(也就 是在成功恢復(fù)之后)，"成功的，，參考電壓130的一個(gè)或多個(gè)可以存儲 在存儲器中，供隨后使用。
當(dāng)接收到隨后的讀取請求110時(shí)，可以取回132這些存儲的參考 電壓的一個(gè)或多個(gè)(也就是當(dāng)處理前一個(gè)讀取請求時(shí)在成功恢復(fù)之后 存儲130的)，并且在讀取112D閃速存儲器以處理隨后的讀取請求 時(shí)使用。
雖然圖S中沒有顯式地寫入并且不是圖5的限制，但是應(yīng)當(dāng)理 解，在一些實(shí)施方案中，像圖4中一樣，從閃存單元中取回的實(shí)際數(shù) 據(jù)不需要重寫到閃存單元中。 圖5的討論
雖然不是限制，圖5可以看作當(dāng)描述圖4時(shí)上面公開內(nèi)容的"改 進(jìn)"。在上面圖4的描述中，應(yīng)當(dāng)注意，因?yàn)閿?shù)據(jù)沒有重寫到閃速存 儲單元(也就是，為了避免耗時(shí)的閃存寫入操作)，在處理隨后的請 求時(shí)可能遇到相同的錯誤(也就是，因?yàn)榇鎯卧獩]有使用重寫數(shù)據(jù) 復(fù)原以減小當(dāng)使用默認(rèn)參考電壓時(shí)錯誤校正失敗的可能性)。
圖5的程序可以用于減少在錯誤恢復(fù)之后當(dāng)響應(yīng)隨后的讀取請求時(shí)所需讀取重復(fù)的次數(shù)。更具體地，在許多情況下，存儲的成功參考 電壓(也就是，來自前一個(gè)讀取請求)可能在隨后的讀取請求中提供 適當(dāng)參考電壓的良好第一近似。因此，通過在錯誤恢復(fù)之后存儲這些 參考電壓并且隨后取回這些電壓，可以獲得速度的再次凈增益。
例如，假設(shè)在SBC閃存中(其中僅存在一個(gè)讀取參考值) 一個(gè) 特定閃存單元的讀取參考在每次連續(xù)重復(fù)中修改(也就是步驟120) 25毫伏。如果單元的閾值電壓已經(jīng)漂移的實(shí)際漂移為100毫伏，那 么讀取數(shù)據(jù)的首次嘗試(也就是步驟112C)將在5次讀取重復(fù)之后 成功(假設(shè)為了簡單，默認(rèn)的讀取參考值非常接近分布邊緣而沒有安 全裕度，這典型地不是閃速存儲設(shè)備的情況)。在成功讀取之后，存 儲100毫伏的值供隨后使用。
在接收到隨后的讀取請求之后，當(dāng)該數(shù)據(jù)被再次讀取112D時(shí)， 取回并使用100毫伏的存儲值。根據(jù)一種實(shí)施方案(也就是如圖5中 說明的)，可以調(diào)過默認(rèn)讀取并且讀取可以從遠(yuǎn)離默i人值100毫伏的 參考開始。作為選擇，當(dāng)接收到隨后的讀取請求時(shí)，可以嘗試使用默 認(rèn)參考電壓的初始讀取，并且僅當(dāng)不能校正數(shù)據(jù)時(shí)，將嘗試使用100 毫伏漂移值的讀取。這樣，僅發(fā)生一次或兩次讀取重復(fù)的開銷，而不 是五次。
注意，閃速存儲器的各個(gè)頁(讀取的塊)的成功參考值可以存儲 130在易失性存儲器、非易失性存儲器或其任何組合中。例如，成功 參考值可以存儲130在閃存控制器內(nèi)的RAM中的表格中，或者閃存 設(shè)備內(nèi)。RAM中的存儲快速且有效，因此用于加速過程的目的。缺 點(diǎn)在于一旦電源關(guān)閉，存儲的參考丟失。但是，這仍然是可接受的， 因?yàn)榇鎯Φ闹悼赡軐τ诖鎯ο到y(tǒng)操作不是必要的。如果數(shù)據(jù)塊的存儲 參考值丟失，那么在該塊數(shù)據(jù)的下次讀取時(shí)，可以初始地使用較慢的 完全重復(fù)過程(例如圖4中所示)，但是仍然可以正確地取回?cái)?shù)據(jù)。 圖6的描述和討論
在圖4中，注意對于可以如何修改120參考電壓沒有限制。在圖 6中，公開至少一個(gè)電壓可以某種方法導(dǎo)出140或計(jì)算(例如，使用閃存控制器10的微處理器)。在該部分中，將描述用于導(dǎo)出或計(jì)算 140 —個(gè)或多個(gè)參考電壓的兩種實(shí)例程序。笫一種程序涉及根據(jù)由 ECC模塊提供的信息計(jì)算140參考電壓，并且第二種程序涉及使用 隨機(jī)選擇的電壓導(dǎo)出140參考電壓。雖然圖5或6中沒有顯式地寫 入，注意典型地，在數(shù)據(jù)恢復(fù)之后數(shù)據(jù)不重寫到閃速存儲單元。 導(dǎo)出140參者電壓的第一種程序
在一些實(shí)施方案中(并且如圖6中說明的)，當(dāng)它不能校正數(shù)據(jù) 時(shí)利用由ECC模塊提供的信息是可能的。例如，可以配置一些ECC 模塊以提供它們不能校正的數(shù)據(jù)中錯誤嚴(yán)重性的指示。該環(huán)境中錯誤 的嚴(yán)重性典型地表示數(shù)據(jù)中錯誤的數(shù)目。所以即使ECC模塊可能不 知道確切的錯誤(并且甚至可能不知道它們的確切數(shù)目)，仍然可以 存在指示錯誤數(shù)目高還是低的信息。當(dāng)使用可以提供這種信息的 ECC模塊時(shí)，這可以用于減小讀取重復(fù)的次數(shù)。預(yù)期大量錯誤與閾 值電壓的大的漂移相關(guān)是合理的，而少量錯誤與較小的漂移相關(guān)。
以最簡單的形式，僅當(dāng)二元"大量/少量錯誤"指示由ECC模塊提 供時(shí)，該實(shí)施方案如下操作。當(dāng)基于第一默認(rèn)值的讀取失敗時(shí)，向 ECC模塊詢問錯誤的嚴(yán)重性。然后使用基于該嚴(yán)重性確定的參考值 進(jìn)行下一次讀取嘗試。如果存在許多錯誤可以使用參考值的大的漂 移，而如果存在錯誤可以使用較小的漂移。這樣，下一次讀取嘗試將 成功的概率較高，并且每個(gè)讀取操作的讀取重復(fù)的平均次數(shù)將減小。
注意，通過導(dǎo)出用于每個(gè)重復(fù)的參考電壓(例如，根據(jù)由ECC 模塊提供的信息)，可以提供參考電壓不預(yù)先確定的錯誤恢復(fù)方案。 因此，參考電壓的序列可能對于不同的數(shù)據(jù)頁而不同，并且甚至可能 對于相同頁的兩個(gè)讀取操作而不同。
顯然，如果結(jié)果我們對于參考電壓的預(yù)測失敗，返回到圖4或圖 5中描述的方案，或者任何其他方案總是可能的。 導(dǎo)出140參考電壓的第二種程序
存在錯誤恢復(fù)期間期望隨機(jī)地導(dǎo)出140至少一個(gè)參考電壓，而不 是使用預(yù)先確定值的許多情況。例如，如果ECC模塊不能提供關(guān)于錯誤嚴(yán)重性的信息，像許多簡單的ECC方案例如BCH或漢明碼的 情況，根據(jù)從數(shù)據(jù)位獲得的信息選擇讀取參考電壓或許是不可能的。 因此，可以期望使用隨機(jī)值。當(dāng)在不同頁之間存在可能漂移量的大變 化時(shí)，隨機(jī)選擇可以具有優(yōu)于預(yù)先確定選擇的優(yōu)點(diǎn)。使用隨機(jī)選擇可 以提供每個(gè)讀取操作的讀取重復(fù)次數(shù)的平均，因此可以提供較少依賴 于安裝在系統(tǒng)中的具體閃存設(shè)備的更穩(wěn)定性能。 圖7的描述和討論
已經(jīng)描述了使用修改電壓(也就是預(yù)先確定的修改電壓，或者 "重新，，計(jì)算的電壓)重新讀取數(shù)據(jù)單元的錯誤恢復(fù)程序。
然而，注意本發(fā)明也提供即使在數(shù)據(jù)的初始讀取成功的情況下仍 然從閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)的程序。
參考圖7，注意在接收到第一讀取請求110A之后，使用一組給 定的參考電壓(例如默認(rèn)參考電壓)讀取112C閃存數(shù)據(jù)單元。讀取 數(shù)據(jù)使用ECC成功地校正150,并且可以提供118響應(yīng)到第一讀取 請求。
雖然數(shù)據(jù)響應(yīng)第一讀取請求110A成功地讀取和校正(也就是不 存在對錯誤恢復(fù)例程的需要)，然而，響應(yīng)第二讀取請求110B，修 改參考電壓。
典型地，在校正第一讀取請求的讀取數(shù)據(jù)之后根據(jù)由ECC提供 的信息修改參考電壓，雖然這不是限制。特別地，注意大多數(shù)ECC 方案，如果在校正數(shù)據(jù)時(shí)成功，可以提供關(guān)于校正的錯誤數(shù)目的信 息。因此，存在校正錯誤的嚴(yán)重性的可用指示，即使在"成功錯誤校 正，，的情況下嚴(yán)重性可能不是非常高，因?yàn)榉駝t校正已經(jīng)失敗?；?該指示，可以確定嚴(yán)重性是否足夠高以至于需要調(diào)節(jié)讀取參考電壓， 其將作為相同數(shù)據(jù)的下一次讀取請求的開始點(diǎn)。從調(diào)節(jié)后的值開始可 以在下一次讀取時(shí)節(jié)省一次或多次讀取重復(fù)。如圖5中描述的實(shí)施方 案中，可以在易失性(例如RAM)和/或非易失性存儲器(例如閃速 存儲器)的任何組合中存儲用于各個(gè)數(shù)據(jù)頁的參考電壓供隨后使用。
因此，應(yīng)當(dāng)注意，即使在數(shù)據(jù)位的初始讀取112C之后不存在錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗，仍然可以執(zhí)行使用修改參考電壓
的讀取112B。 實(shí)例實(shí)施方案的一般討論
如上所述，本發(fā)明的實(shí)施方案涉及從閃速存儲設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)的 方法。 一些實(shí)施方案提供根據(jù)這里描述的方法的任何一種操作以從閃 速存儲單元陣列中讀取的閃速存儲控制器。本發(fā)明的一些實(shí)施方案提 供閃速存儲設(shè)備，其組合閃速存儲單元陣列和根據(jù)任何當(dāng)前公開方法 從陣列中讀取的閃速存儲控制器。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可同等地適用于SBC和MBC閃速存儲器。 在SBC單元中，僅存在一個(gè)讀取參考電壓，而在MBC中存在多個(gè) 讀取參考電壓。當(dāng)前公開的用于讀取閃速存儲單元的程序適用于兩種 情況，其中在MBC的情況下，參考的偏移可能并行地應(yīng)用于所有參 考或者獨(dú)立地應(yīng)用于每個(gè)參考電壓。 錯誤校正失敗的討論
在一些實(shí)施方案中，如果設(shè)備指示ECC失敗(例如，如果每個(gè) 給定大小的數(shù)據(jù)塊存在多于預(yù)先確定數(shù)目的錯誤)，"ECC失敗"事 件發(fā)生。然而，這不是本發(fā)明的限制。例如，可以確定，即使當(dāng) ECC模塊指示成功的錯誤校正時(shí)，根據(jù)與讀取的數(shù)據(jù)塊中錯誤的數(shù) 目和/或類型相關(guān)的備選預(yù)先確定"錯誤校正失敗"標(biāo)準(zhǔn)，"錯誤校正失 敗，，事件實(shí)際上已經(jīng)發(fā)生。
因此，本發(fā)明的實(shí)施方案(特別地，參考圖3-6描述的實(shí)施方 案)涉及與ECC模塊的那些不同的定義"錯誤校正失敗事件，，的預(yù)先 確定標(biāo)準(zhǔn)由閃速存儲控制器IO使用的情況。
根據(jù)一個(gè)實(shí)例，如果ECC模塊操作接近它的最大錯誤校正能 力，依賴于ECC模塊是不期望的。假設(shè)例如ECC模塊可以校正從 閃速存儲器中讀取的一個(gè)數(shù)據(jù)塊中至多四個(gè)錯誤。根據(jù)該實(shí)例，可以 假設(shè)當(dāng)校正三個(gè)或更少錯誤為高度可靠的，校正四個(gè)錯誤不可靠(也 就是，這是錯誤校正失敗事件的"預(yù)先確定標(biāo)準(zhǔn)"的一個(gè)實(shí)例-每個(gè)數(shù) 據(jù)塊的錯誤數(shù)目超出預(yù)先確定的值)。這是因?yàn)楫?dāng)存在四個(gè)錯誤時(shí)，存在真實(shí)數(shù)據(jù)不是ECC模塊返回的數(shù)據(jù)的某種非零概率，但是有些 不同。因此，可以選擇將四個(gè)錯誤的情況看作校正失敗并且使用由本 發(fā)明的一些實(shí)施方案提供的錯誤恢復(fù)技術(shù)(例如圖4-6中公開的那 些)獲得更可靠的讀取，即使ECC或許能夠?qū)嶋H地提供校正的事 實(shí)。因此，實(shí)例情況適用于這里描述的任何實(shí)施方案，并且應(yīng)當(dāng)理 解，術(shù)語"不能校正錯誤，，也包括"不能校正錯誤或者根據(jù)其他預(yù)先確 定的錯誤標(biāo)準(zhǔn)校正被認(rèn)為是不可靠的"。
在本申請的描述和權(quán)利要求中，動詞"包括"、"包含"和"具有，，的 每個(gè)，及其組合用來指示動詞的一個(gè)或多個(gè)賓語不一定是動詞的一個(gè) 或多個(gè)主語的成員、組件、元件或部分的完整列表。
這里陳述的所有參考文獻(xiàn)在此以引用方式并入本文中。參考文獻(xiàn)
的引用不構(gòu)成參考文獻(xiàn)是現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。
冠詞"一"和"一個(gè)，，在這里用來表示冠詞的符合語法的賓語的一個(gè)
或多于一個(gè)(也就是至少一個(gè))。作為實(shí)例，"一個(gè)元件"意味著一個(gè) 元件或多于一個(gè)元件。
術(shù)語"包括"在這里用來表示短語"包括但不局限于"，并且可互換 地使用。
術(shù)語"或者，，在這里用來表示術(shù)語"和/或"，并且可互換地使用， 除非上下文另外清晰地指示。
術(shù)語"例如"在這里用來表示短語"例如但不局限于"，并且可互換 地使用。
已經(jīng)使用作為實(shí)例提供但不打算限制本發(fā)明范圍的實(shí)施方案的詳 細(xì)描述而描述了本發(fā)明。描述的實(shí)施方案包括不同的特征，并不是全 部特征在本發(fā)明的所有實(shí)施方案中都是必需的。本發(fā)明的一些實(shí)施方 案僅使用特征的一些或者特征的可能組合。描述的本發(fā)明的實(shí)施方案 的變化以及包括在描述的實(shí)施方案中陳述的特征的不同組合的本發(fā)明 的實(shí)施方案將由本領(lǐng)域技術(shù)人員想到。
2權(quán)利要求
1.在包括多個(gè)閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng)中，一種讀取數(shù)據(jù)的方法，該方法包括a)從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b)嘗試使用錯誤檢測和校正模塊校正所述讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；c)如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗，使用至少一個(gè)修改參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中至少一次重新讀取所述數(shù)據(jù)位，直到該模塊成功地校正所述錯誤；以及d)對于所述數(shù)據(jù)位重復(fù)步驟(a)、(b)和(c)而不在其間將所述數(shù)據(jù)位重寫到存儲單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述重復(fù)之前的初始的所述讀 取是響應(yīng)第一讀取請求，并且與所述重復(fù)相關(guān)聯(lián)的隨后讀取是響應(yīng)隨 后的讀取請求。
3. 在包括多個(gè)閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng) 中， 一種讀取數(shù)據(jù)的方法，該方法包括a) 從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b) 嘗試使用錯誤檢測和校正模塊校正所述讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；c) 如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗，使用至少一個(gè)修 改參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中至少一次重新讀取所述數(shù)據(jù)位，直到該模塊成功地校正所述錯誤；d) 在所述校正之后，存儲該模塊成功地校正所述錯誤的至少一個(gè)讀取參考電壓；e) 在所述存儲之后，取回所述存儲的至少一個(gè)讀取參考電壓；以及g)在所述取回之后，使用所述取回的至少一個(gè)讀取參考電壓從 所述多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中至少一個(gè)所述讀取參考電壓存 儲在易失性存儲器中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中至少一個(gè)所述讀取參考電壓存 儲在非易失性存儲器中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中至少一個(gè)所述讀取參考電壓存 儲在閃速存儲單元的一個(gè)或多個(gè)中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述讀取數(shù)據(jù)位^f吏用閃存控制 器讀取，并且至少一個(gè)所述讀取參考電壓存儲在所述閃存控制器中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述存儲之前的初始的所述讀 取是響應(yīng)第一讀取請求，并且使用所述取回的至少一個(gè)讀取參考電壓 的隨后讀取是響應(yīng)隨后的讀取請求。
9. 在包括多個(gè)閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng) 中， 一種讀取數(shù)據(jù)的方法，該方法包括a) 從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b) 嘗試使用錯誤檢測和校正模塊校正所述讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；c) 如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗并且在所述讀取之 后，導(dǎo)出至少一個(gè)新的讀取參考電壓；以及d) 使用所述導(dǎo)出的至少一個(gè)新的讀取參考電壓從多個(gè)閃速存儲 單元中讀取所述數(shù)據(jù)位。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述導(dǎo)出的至少一個(gè)新的電壓 至少部分地根據(jù)由錯誤檢測和校正模塊提供的信息確定。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述導(dǎo)出的至少一個(gè)新的電壓 至少部分地隨機(jī)確定。
12. 在包括多個(gè)閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng) 中， 一種讀取數(shù)據(jù)的方法，該方法包括a) 從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b) 使用錯誤檢測和校正模塊校正所述讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；以及c) 在所述校正之后，使用至少一個(gè)修改參考電壓從多個(gè)閃速存 儲單元中讀取所述數(shù)據(jù)位。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中在所述校正之后和在使用所 述至少一個(gè)修改參考電壓所述讀取之前，所述多個(gè)存儲單元不被寫入。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中至少一個(gè)所述^^改參考電壓 至少部分地根據(jù)由錯誤檢測和校正模塊提供的信息導(dǎo)出。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述校正之前的初始的所述 讀取是響應(yīng)第 一讀取請求，并且所述校正之后的所述隨后讀取是響應(yīng) 隨后的讀取請求。
16. —種用于數(shù)據(jù)存儲的閃速存儲設(shè)備，該設(shè)備包括a) 用于存儲數(shù)據(jù)位的多個(gè)閃速存儲單元；b) 用于檢測和校正所述數(shù)據(jù)位中的錯誤的錯誤檢測和校正模 塊；以及c) 用于從所述存儲單元中讀取所述數(shù)據(jù)位的控制器，其中i) 所述控制器被用以通過從所述多個(gè)閃速存儲單元中讀取 數(shù)據(jù)位來響應(yīng)第一讀取請求，并且如果所述錯誤檢測和校正模塊 校正所述數(shù)據(jù)位失敗，使用至少一個(gè)修改參考電壓重新讀取數(shù)據(jù) 位直到所述模塊成功地校正所述錯誤；以及ii) 所述控制器進(jìn)一步被用以對于隨后的讀取請求重復(fù)所述 響應(yīng)，而不在其間將所述數(shù)據(jù)位重寫到存儲單元。
17. —種用于數(shù)據(jù)存儲的閃速存儲設(shè)備，該設(shè)備包括a) 用于存儲數(shù)據(jù)位的多個(gè)閃速存儲單元；b) 用于檢測和校正所述數(shù)據(jù)位中的錯誤的錯誤檢測和校正模 塊；以及c) 用于從所述閃速存儲單元中讀取所述數(shù)據(jù)位的控制器，其中 所述控制器被用以響應(yīng)第一讀取請求，這通過i) 從所述多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；ii) 嘗試使用所述錯誤檢測和校正模塊校正所述讀取數(shù)據(jù)位 的錯誤；iii) 如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗，使用至少一 個(gè)修改參考電壓從所述多個(gè)閃速存儲單元中至少 一次重新讀取數(shù) 據(jù)位，直到所述模塊成功地校正所述錯誤；以及iv)在所述校正之后，存儲該模塊成功地校正所述錯誤的至少一個(gè)讀取參考電壓；以及，在所述存儲之后，所述控制器進(jìn)一步被用以響應(yīng)隨后的讀 取請求，這通過i) 取回所述存儲的至少一個(gè)讀取參考電壓；以及ii) 在所迷取回之后，使用所迷取回的至少一個(gè)讀取參考電 壓從所述多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其中所述控制器4皮用以將至少一 個(gè)所述讀取參考電壓存儲在易失性存儲器中。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其中所述控制器^L用以將至少一 個(gè)所述讀取參考電壓存儲在非易失性存儲器中。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其中所述控制器^L用以將至少一 個(gè)所述讀取參考電壓存儲在所述閃速存儲單元的一個(gè)或多個(gè)中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17的設(shè)備，其中所述控制器4皮用以將至少一 個(gè)所述讀取參考電壓存儲在所述控制器中。
22. —種用于數(shù)據(jù)存儲的閃速存儲設(shè)備，該設(shè)備包括a) 用于存儲數(shù)據(jù)位的多個(gè)閃速存儲單元；b) 用于檢測所述數(shù)據(jù)位中的錯誤的錯誤檢測和校正模塊；以及c) 用于從所迷閃速存儲單元中讀取所述數(shù)據(jù)位的控制器，其中 所述控制器被用以響應(yīng)讀取請求，這通過i) 從所述多個(gè)閃速存儲單元中讀取所述數(shù)據(jù)位；ii) 嘗試使用錯誤檢測和校正模塊校正所迷讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；iii) 如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗并且在所述讀 取之后，導(dǎo)出至少一個(gè)新的讀取參考電壓；以及iv) 使用所迷導(dǎo)出的至少一個(gè)新的讀取參考電壓從所迷多個(gè) 閃速存儲單元中讀取所述數(shù)據(jù)位。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述控制器^f皮用以至少部分 地根據(jù)由錯誤檢測和校正模塊提供的信息導(dǎo)出所逸至少 一個(gè)新的電壓。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述控制器被用以至少部分 地隨機(jī)導(dǎo)出所述至少一個(gè)新的電壓。
25. —種用于數(shù)據(jù)存儲的閃速存儲設(shè)備，該設(shè)備包括a) 用于存儲數(shù)據(jù)位的多個(gè)閃速存儲單元；b) 用于檢測所述數(shù)據(jù)位中的錯誤的錯誤檢測和校正模塊；以及c) 用于從所述閃速存儲單元中讀取所述數(shù)據(jù)位的控制器，其中 所述控制器被用以響應(yīng)第一讀取請求，這通過i) 從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；以及ii) 使用所述錯誤檢測和校正模塊校正所述讀取數(shù)據(jù)位的錯誤，以及所述控制器被用以響應(yīng)隨后的讀取請求，這通過iii) 使用至少一個(gè)修改參考電壓從多個(gè)閃速存儲單元中讀取 數(shù)據(jù)位。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25的設(shè)備，其中所述控制器-皮用以響應(yīng)所述 第 一和所述隨后的讀取請求，而不在所述校正之后和4吏用所述至少一 個(gè)修改參考電壓在所述讀取之前寫入所述多個(gè)存儲單元。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25的設(shè)備，其中所述控制器,皮用以至少部分 地根據(jù)由所述錯誤檢測和校正模塊提供的信息導(dǎo)出至少 一 個(gè)所述修改 參考電壓。
28. —種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有包含在所述計(jì)算機(jī)可讀存儲 介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀代碼包括用于在包括多個(gè) 閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的指令，其 中所述指令包括指令用于a) 從所述多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b) 嘗試使用所述錯誤檢測和校正模塊校正所迷讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；c) 如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗，4吏用至少一個(gè)修 改參考電壓從所述多個(gè)閃速存儲單元中至少一次重新讀取所述數(shù)據(jù)位，直到該模塊成功地校正所述錯誤；以及d)重復(fù)步驟(a) 、 (b)和(c)而不在其間將所述數(shù)據(jù)位重寫 到存儲單元。
29. —種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有包含在所述計(jì)算機(jī)可讀存儲 介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀代碼包括用于在包括多個(gè) 閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的指令，其 中所述指令包括指令用于a) 從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b) 嘗試使用錯誤檢測和校正模塊校正所述讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；c) 如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗，使用至少一個(gè)修 改參考電壓從所述多個(gè)閃速存儲單元中至少一次重新讀取所述數(shù)據(jù) 位，直到該模塊成功地校正所述錯誤；d) 在所述校正之后，存儲該模塊成功地校正所述錯誤的至少一個(gè)讀取參考電壓；e) 在所述存儲之后，取回所述存儲的至少一個(gè)讀取參考電壓；以及g)在所述取回之后，使用所述取回的至少一個(gè)讀取參考電壓從 所述多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位。
30. —種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有包含在所迷計(jì)算機(jī)可讀存儲 介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀代碼包括用于在包括多個(gè) 閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的指令，其 中所述指令包括指令用于a) 從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b) 嘗試使用錯誤檢測和校正模塊校正所述讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；c) 如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗并且在所述讀取之 后，導(dǎo)出至少一個(gè)新的讀取參考電壓；以及d) 使用所迷導(dǎo)出的至少一個(gè)新的讀取參考電壓從所述多個(gè)閃速 存儲單元中讀取所述數(shù)據(jù)位。
31. —種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有包含在所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可讀代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀代碼包括用于在包括多個(gè) 閃速存儲單元以及錯誤檢測和校正模塊的系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)的指令，其中所述指令包括指令用于a) 從多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)位；b) 使用錯誤檢測和校正模塊校正所述讀取數(shù)據(jù)位的錯誤；以及c) 在所述校正之后，使用至少一個(gè)修改參考電壓從所述多個(gè)閃 速存儲單元中讀取所述數(shù)據(jù)位。
全文摘要
公開了用于從一個(gè)或多個(gè)閃速存儲單元中讀取數(shù)據(jù)并且用于從讀取錯誤中恢復(fù)的方法、設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀代碼。在一些實(shí)施方案中，如果錯誤檢測和校正模塊的錯誤校正失敗，使用一個(gè)或多個(gè)修改參考電壓至少一次重新讀取閃速存儲單元，例如，直到可以執(zhí)行成功的錯誤校正。在一些實(shí)施方案中，在成功的錯誤校正之后，處理隨后的讀取請求而不在其間將數(shù)據(jù)(例如讀取數(shù)據(jù)的可靠值)重寫到閃速存儲單元。在一些實(shí)施方案中，與錯誤被校正的讀取相關(guān)聯(lián)的參考電壓可以存儲在存儲器中，并且在響應(yīng)隨后的讀取請求時(shí)取回。
文檔編號G11C11/34GK101529522SQ200680047669
公開日2009年9月9日 申請日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者M·拉塞爾, M·莫林 申請人:晟碟以色列有限公司