用于數據貯存裝置的字線瑕疵檢測和處理的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開一般地涉及檢測和處理在數據貯存裝置中的字線瑕疵。
【背景技術】
[0002] 非易失性數據貯存裝置一一諸如嵌入的存儲器裝置和可拆卸的存儲器裝置一一 已經使能了數據和軟件應用的增加的便攜性。例如，閃速存儲器裝置可以通過在每個閃速 存儲器單元中貯存多個位來增強數據貯存密度。也可以通過減少裝置特征尺寸來增加數據 貯存密度。但是，隨著裝置特征尺寸減小，在非易失性數據貯存裝置中的工藝變化（process variation)可能損害裝置性能。此外，隨著非易失性數據貯存裝置（例如，通過增加貯存在 存儲器單元處的位的數量）貯存更多數據，用戶越來越依賴于這樣的非易失性數據貯存裝 置的可靠的操作（例如，可靠地訪問貯存在裝置處的數據）。相應地，存在處理可能惡化非 易失性貯存裝置的操作的工藝變化和其它瑕疵的需求。
【發明內容】
[0003] 非易失性存儲器可以包括可由控制器訪問以訪問非易失性存儲器的貯存元件的 字線。例如，控制器可以使用字線來編程在非易失性存儲器的貯存元件處的電壓。如果字 線包括瑕疵、諸如制造瑕疵，非易失性存儲器的性能可能被惡化。例如，字線的寬度的工藝 變化可能改變字線的電特質，改變非易失性存儲器的性能。相應地，訪問貯存在非易失性存 儲器處的數據可能導致誤差，因為瑕疵可能使得從貯存元件訪問的數據失真（例如，通過 導致預期中的邏輯" 〇 "值表現為邏輯" 1"值，等）。
[0004] 根據本公開的至少一個實施例，控制器確定字線是否具有瑕疵。如果字線具有瑕 疵，控制器確定瑕疵的估計的位置。控制器可以基于所述瑕疵的估計的位置確定用于讀取 貯存在貯存元件處的數據的電壓閾值。例如，控制器可以確定用于在瑕疵的第一側（例如， 在左邊）上的貯存元件的讀取閾值的第一集合并且可以確定在瑕疵的第二側（例如，在右 邊）上的貯存元件的讀取閾值的第二集合。通過使用基于所述瑕疵的估計的位置確定的電 壓閾值，相比對通過包括瑕疵的字線所訪問的所有貯存元件施加讀取閾值的共同集合，可 以減少讀取數據的位誤碼率。
【附圖說明】
[0005] 圖1是系統的特定的示意性實施例的框圖，所述系統包括被配置為確定字線的瑕 疵的估計的位置的數據貯存裝置；
[0006] 圖2是示出可以結合在圖1的數據貯存裝置中的組件的特定的實施例的框圖；
[0007] 圖3是檢測和處理在字線中的瑕疵的方法的特定的示意性實施例的流程圖，所述 字線諸如圖1的數據貯存裝置的字線；
[0008] 圖4是確定在字線中的瑕疵的估計的位置的方法的特定的示意性實施例的流程 圖，所述字線諸如圖1的數據貯存裝置的字線；以及
[0009] 圖5是確定在字線中的瑕疵的估計的位置的另外的方法的特定的示意性實施例 的流程圖，所述字線諸如圖1的數據貯存裝置的字線。
【具體實施方式】
[0010] 參照圖1，系統100的特定實施例包括數據存儲裝置102和主機裝置150。在圖1 的特定示例中，數據存儲裝置102耦接到主機裝置150。例如，數據貯存裝置102可以可拆 卸地耦接到主機裝置150-一諸如與可拆卸的通用串行總線（USB)配置有關。在至少一個 可替換實施例中，數據貯存裝置102嵌入在主機裝置150中一一諸如根據嵌入的多媒體卡 (eMMC)配置。
[0011] 為了進一步說明，數據存儲裝置102可以對應于存儲器卡，所述存儲器卡諸如 安全數字SDOi)'卡、microSD.卡、miniSD?卡（特拉華州威明頓市的SD-3C LLC的商 標）、多媒體卡（弗吉尼亞州阿靈頓市的JEDEC固態技術協會的商標）或者 C〇mpactFla$ll? (CF)卡（加利福尼亞州苗比達市的SanDisk公司的商標）。作為另一示 例，數據存儲裝置102可以被配置為耦接到主機裝置150作為嵌入式存儲器，諸如結合作為 示意性示例的eMMC? (弗吉尼亞州阿靈頓市的JEDEC固態技術協會的商標）以及eSD 配置。為了說明，數據存儲裝置102可以對應于eMMC裝置。數據存儲裝置102可以依照 JEDEC行業規范操作。例如，數據存儲裝置102可以依照JEDEC eMMC規范、JEDEC通用閃速 存儲（UFS)規范、一個或多個其它規范或其組合而操作。
[0012] 數據貯存裝置102包括非易失性存儲器104和控制器126。非易失性存儲器104 和控制器126可以通過諸如接口 124的總線、接口或者其它結構耦接。在特定的示意性實 施例中，非易失性存儲器104可以包括閃速存儲器（例如，NAND閃速存儲器或NOR閃速存儲 器）。在其它實現方式中，非易失性存儲器104可以包括可擦除可編程只讀存儲器（EPROM)、 電可擦除可編程只讀存儲器（EEPROM)、只讀存儲器（R0M)、一次性可編程存儲器（OTP)、其 它類型的存儲器或其組合。
[0013] 非易失性存儲器104包括耦接到字線120的多個貯存元件106 (諸如多個閃速多 層單元（MLC))。多個貯存元件106包括第一子集108,所述第一子集108包括貯存元件109、 110、111、112。多個貯存元件106還包括第二子集118,第二子集118包括貯存元件113、 114、115、116。貯存元件109-116的每一個可以被配置為貯存指示多個邏輯位值中的一個 的各自的電壓。應理解的是，圖1的示例是示意性的，并且非易失性存儲器104可以包括與 圖1的特定示例中示出的不同的數量和/或配置的貯存元件。
[0014] 非易失性存儲器104可以包括具有瑕疵的結構（例如，組件）。為了說明，字線120 可以包括瑕疵122。瑕疵122可以對應于字線120的工藝變化。例如，瑕疵122可以對應于 使字線120的一部分的寬度比閾值寬度（例如，設計規格）小的工藝變化，改變字線120的 電特質。作為另一示例，瑕疵122可以對應于在字線120中的物理損壞。
[0015] 控制器126可以包括瑕疵位置估計器128、誤差校正碼（ECC)引擎130、條件檢測 器132以及隨機存取存儲器（RAM) 134。RAM 134可以貯存操作參數和數據--諸如一個或 多個管理表（例如，文件分配表）。控制器126還可以包括被配置為將數據貯存裝置102可 操作地耦接到主機裝置150的主機接口 142。例如，如果數據貯存裝置102被配置為從主機 裝置150移除，主機接口 142可以對應于通用串行總線（USB)接口。作為另一示例，如果數 據貯存裝置102嵌入在主機裝置150中，主機接口 142可以對應于嵌入的多媒體卡（eMMC) 接口。
[0016] 控制器126被配置為從主機裝置150接收數據和指令并且發送數據到主機裝置 150。控制器126還被配置為將數據和命令到非易失性存儲器104并且從非易失性存儲器 104接收數據。例如，控制器126被配置為發送數據和寫入命令以使非易失性存儲器104將 數據貯存到非易失性存儲器104的指定的地址。作為另一示例，控制器126被配置為發送 讀取命令以從非易失性存儲器104的指定的地址讀取數據。
[0017] ECC引擎130可以被配置為從主機裝置150接收將被貯存到非易失性存儲器104 的數據，并且基于所述數據產生碼字。例如，ECC引擎130可以包括編碼器，所述編碼器被配 置為使用ECC編碼技術編碼數據。ECC引擎130可以包括Reed Solomon(里德-所羅門） 編碼器、Bose-Chaudhuri-Hocquenghem(博斯-喬達利-奧昆閃）（BCH)編碼器、低密度奇 偶校驗（LDPC)編碼器、turbo (渦輪）編碼器、被配置為根據一個或多個其它ECC編碼技術 編碼數據的編碼器或其組合。ECC引擎130可以包括譯碼器，其被配置為譯碼從非易失性存 儲器104讀取的數據，以檢測和校正一一達ECC技術的誤差校正能力的一一在數據中可能 出現的位誤差。取決于瑕疵122的位置和性質，從多個貯存元件106的某些貯存元件讀取 的數據可以包含相對較大量的可能不能校正的誤差，除非在由ECC引擎130譯碼數據之前 處理瑕疵122 (例如，通過確定用于某些貯存元件的獨特的讀取閾值），如下進一步所解釋。
[0018] 主機裝置150可以對應于移動電話、音樂播放器、視頻播放器、游戲操縱臺、電子 書閱讀器、個人數字助理（PDA)、諸如膝上型計算機或者筆記本計算機的計算機、其它電子 裝置或者其組合。主機裝置150通過主機接口 142通信，其中所述主機接口 142可以使能 主機裝置150從非易失性存儲器104讀取數據并且將數據寫入到非易失性存儲器104。例 如，主機裝置150可以依照聯合電子裝置工程協會（JEDEC)行業規范來操作，所述行業規范 諸如通用閃速存儲（UFS)主機控制器接口規范或者嵌入的多媒體卡（eMMC)規范。作為其它 示例，主機裝置150可以依照一個或多個其它規范，諸如作為示意性示例的安全數字（SD) 主機控制器規范來操作。主機裝置150可以根據任何其它合適的通信協議與非易失性存儲 器104通信。
[0019] 在操作期間，控制器126可以檢測與非易失性存儲器104的瑕疵相關聯的條 件一一諸如與字線120的瑕疵122相關聯的條件。作為特定示例，控制器126可以將數據 貯存到多個貯存元件106的每一個，并且可以讀取數據（例如，使用"高分辨率"讀取技術） 以產生估計的電壓的分布--諸如直方圖136。直方圖136可以指示在多個貯存元件106 處的感測的電壓的分布，這可能由于瑕疵122而與在多個貯存元件106處"期望"被編程的 電壓偏離。直方圖136可以被貯存在RAM 134處，如在圖1的示例中所示。當數據貯存裝 置102的操作（例如，結合被測裝置（DUT)過程）被測試或驗證或其組合時，可以在數據貯 存裝置102的操作期間（例如，在用戶操作期間"動態地"）產生直方圖136。
[0020] 條件檢測器132可以分析直方圖136 (或類似數據）以確定在字線120中是否存 在瑕疵。如果（例如，如由ECC引擎130確定的）讀取數據包含超過閾值的多個誤差，條件 檢測器132可以檢測到與瑕疵122相關聯的條件。
[0021] 為了進一步描述，瑕疵122可能導致從貯存元件113-116感測的電壓與從貯存元 件109-112感測的電壓相差（例如，達閾值量），即使控制器126試圖將類似電壓編程到貯 存元件109-116的每一個。相應地，條件檢測器132可以基于直方圖136檢測與字線120 的瑕疵122相關聯的條件。諸如當直方圖136指示貯存在多個貯存元件106處的由于瑕疵 122而導致的電壓的兩個不同的分布時（例如，當讀取閾值的共同集合144被施加到子集 108、118時），條件可以對應于直方圖136中的偏差。條件檢測器132可以通過確定直方圖 136指示多個貯存元件106的鄰近的貯存元件（例如，貯存元件112、113)之間的電壓差超 過閾值來檢測該條件。條件檢測器132可以分析直方圖136以確定電壓分布的一部分是否 偏離電壓的分布的剩余部分達一閾值量，諸如當電壓的分布的第一部分的第一均值電壓大 于或小于電壓的分布的第二部分的第二均值電壓達至少一閾值量時。
[0022] 響應于條件檢測器132檢測到與瑕疵122相關聯的條件，瑕疵位置估計器128可 以確定瑕疵122的估計的位置。根據各種示意性示例，為確定所述瑕疵的估計的位置122， 瑕疵位置估計器128可以使用高斯混合模型（GMM)技術、二分搜索技術、另外的技術或其組 合。分別參考圖3和4進一步描述GMM技術和二分搜索技術的示例。