利用黄金分割搜索法优化3DNAND闪存开放块特性的方法

本发明属于闪存，特别涉及一种利用黄金分割搜索法优化3dnand闪存开放块特性的方法。

背景技术：

1、在过去几十年中，非易失性存储市场一直在不断增长，nand闪存现已被广泛应用于各种高速可靠的存储场景。随着市场对于nand闪存芯片容量和密度的迫切需求，3dnand闪存在大容量存储市场上占据主导地位。不同于2d平面闪存，闪存存储层堆叠在3dnand闪存的垂直方向上，提升存储密度的同时闪存结构上的差异也影响着数据可靠性。在闪存芯片实际使用过程中，3dnand闪存的大容量块并不总是被完全编程，边缘wl由于其物理位置的特殊性会产生比较高的原始误码率，开放块中存储的数据仍然是一个严重的可靠性风险问题。

2、边缘wl由于其位置特殊性，同样位置的wl在开放块中的误码率比在完全编程块中高，这构成了开放块特性。开放块是nand闪存中常见的使用场景，相对于完全编程块其可靠性较差，在数据保留期间边缘wl相比其他非边缘wl会产生更严重的电荷流失，是造成开放块可靠性风险的关键原因。

3、电荷俘获型3d nand闪存的开放块是一个很常见的使用场景，其边缘wl会受到严重的数据可靠性问题的影响，甚至在较短的数据保留时间里产生的错误比特数超过纠错门限。在完全编程块条件下能够正常使用，反而在开放块时被过早的识别为坏块，从而产生了严重的资源浪费。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出一种利用黄金分割搜索法优化3dnand闪存开放块特性的方法，包括以下步骤：

2、s1：设定搜索区间[a,b]，针对开放块特性的电压状态分布负向偏移问题，偏移量最大值a为-128，默认参考电压处于b为0的位置；

3、s2：设定收敛精度d，用于约束搜索结束条件，若设置d为1表示当区间长度收缩至1时则结束搜索；

4、s3：初始化收缩系数r为0.618，该值为黄金分割点，再将最小值点x初始为默认参考电压位置；

5、s4：计算偏移量，并向下取整；

6、s5：区间收缩循环；

7、s6：判断收缩后的区间[a,b]是否小于或等于收敛精度d；否，则返回s5；

8、是，则s7：输出a和b两点中错误数较小的点。

9、优选地，所述s1中包括默认读取电压在0处，最佳读取电压在默认读取电压的左边，偏移了x个单位，最远可以偏移到-128个单位处，在x处读取闪存单元数据产生最少错误比特数，在区间[-128，0]里存在最小值点x，寻找最佳读取电压位置问题抽象成一维区间搜索最小值问题。

10、优选地，所述s1中包括[a,b]是单峰区间，每次循环可将区间缩小至原来的0.618倍，并且包含最小值点，如此重复迭代会将搜索区间[a,b]不断缩小直到区间长度满足设定收敛精度时，即获得近似最优解找到最小值点。

11、优选地，所述s4具体包括在区间内取两个黄金分割点x1和x2，x1＝a+(1-r)*(b-a)，x2＝a+r*(b-a)。

12、优选地，所述s5区间收缩循环具体包括：

13、x1和x2把区间分成了三段，读取错误比特数分别为f1和f2，f1＝read offset(x1)，f2＝read offset(x2),如果f1>＝f2，则舍弃掉x1令a＝x1，x1＝x2，f1＝f2，重新计算取点x2并读出错误比特数f2；否则舍弃掉x2令b＝x2，x2＝x1，f2＝f1，重新计算取点x1并读出错误比特数f1。

14、优选地，nand闪存芯片提供read offset读取偏移功能，将默认参考电压进行负向或者正向移动来读取数据，根据读出的原始错误比特数来判断偏移之后的参考电压是否为最佳参考电压。

15、优选地，还包括通过set feature命令结合特殊地址来实现参数设置，在读取偏移功能中采用十六进制数00h到ffh来表示阈值电压偏移量，一共有256个偏移量。

16、有益效果：电荷俘获型3d nand闪存的开放块由于存储单元的特性以及所在位置的特殊性，边缘wl存在两个可靠性风险导致其电压状态分布发生负向偏移：一是厂商的特意设计使得通过默认读电压对边缘wl执行读操作时会产生较高的原始错误比特数；二是由于边缘wl与相邻wl之间存在更大电压差，导致其面临更严重的横向电荷流失。本文基于黄金分割搜索法，结合闪存芯片提供的read offset功能提出一种针对开放块边缘wl的高页up读电压优化方案。经过实验结果表明，该方案能够准确找到最佳读电压位置，将读取错误最大减少了97％，可以显著降低原始错误比特数，改善电荷俘获型3d nand闪存的开放块特性。

技术特征：

1.一种利用黄金分割搜索法优化3dnand闪存开放块特性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用黄金分割搜索法优化3dnand闪存开放块特性的方法，其特征在于，所述s1中包括默认读取电压在0处，最佳读取电压在默认读取电压的左边，偏移了x个单位，最远可以偏移到-128个单位处，在x处读取闪存单元数据产生最少错误比特数，在区间[-128，0]里存在最小值点x，寻找最佳读取电压位置问题抽象成一维区间搜索最小值问题。

3.根据权利要求1所述的利用黄金分割搜索法优化3dnand闪存开放块特性的方法，其特征在于，所述s1中包括[a,b]是单峰区间，每次循环可将区间缩小至原来的0.618倍，并且包含最小值点，如此重复迭代会将搜索区间[a,b]不断缩小直到区间长度满足设定收敛精度时，即获得近似最优解找到最小值点。

4.根据权利要求1所述的利用黄金分割搜索法优化3dnand闪存开放块特性的方法，其特征在于，所述s4具体包括在区间内取两个黄金分割点x1和x2，x1＝a+(1-r)*(b-a)，x2＝a+r*(b-a)。

5.根据权利要求4所述的利用黄金分割搜索法优化3dnand闪存开放块特性的方法，其特征在于，所述s5区间收缩循环具体包括：

6.根据权利要求1所述的利用黄金分割搜索法优化3dnand闪存开放块特性的方法，其特征在于，nand闪存芯片提供read offset读取偏移功能，将默认参考电压进行负向或者正向移动来读取数据，根据读出的原始错误比特数来判断偏移之后的参考电压是否为最佳参考电压。

7.根据权利要求1所述的利用黄金分割搜索法优化3dnand闪存开放块特性的方法，其特征在于，还包括通过set feature命令结合特殊地址来实现参数设置，在读取偏移功能中采用十六进制数00h到ffh来表示阈值电压偏移量，一共有256个偏移量。

技术总结本发明公开一种利用黄金分割搜索法优化3DNAND闪存开放块特性的方法，包括设定搜索区间[a,b]，针对开放块特性的电压状态分布负向偏移问题，偏移量最大值a为‑128，默认参考电压处于b为0的位置；设定收敛精度d，用于约束搜索结束条件，若设置d为1表示当区间长度收缩至1时则结束搜索；初始化收缩系数r为0.618，该值为黄金分割点，再将最小值点X初始为默认参考电压位置；计算偏移量，并向下取整；区间收缩循环；判断收缩后的区间[a,b]是否小于或等于收敛精度d；否，则返回上步；是，则输出a和b两点中错误数较小的点。本发明分析边缘WL的高原始误码率和原理，并基于黄金分割法提出一种优化读电压方案，降低边缘WL原始误码率，提高开放块的数据可靠性。技术研发人员：樊凌雁,张晋旗,刘海銮,邓江峡,黄柏茗受保护的技术使用者：杭州电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/1/15