非易失性存储设备中读取参考电压的调整方法和存储系统控制器与流程

本发明涉及非易失性存储设备中用于读取数据的参考电压，尤其涉及基于解码后和解码前状态信息寻找最优参考电压。

背景技术：

1、与传统硬盘相比，固态硬盘(ssd)的出现在一定程度上推动了现代计算系统的发展，固态硬盘在速度和延迟方面表现出了更高的性能。与依靠磁性存储数据的硬盘驱动器不同，固态硬盘使用非易失性存储器(如nand或nor)设备来实现数据存储。非易失性存储设备是一系列集成电路，采用先进的工艺和组装技术制造，以实现存储单元的多层次垂直堆叠，形成小尺寸的芯片和封装，实现高容量存储。

2、数据存储在非易失性存储设备的单元(cell)中。这些单元格通常按页(page)组织，页按块组织。字线(wordline)耦合到一页中所有单元的控制栅极(control gates)，并由该页中的单元共享。通过向字线施加读取参考电压(vref)，逐页读取数据。读取参考电压对页的读取性能至关重要。最优读取参考电压(optimal read reference voltage)提供最小原始误码率(ber，bit error rate)值，从而提供最优读取性能。

3、页的最优读取参考电压随非易失性存储设备的条件变化而变化。这些条件包括生命周期、温度、数据保留时间、读取干扰量、字线在块中的位置等。因此，跟踪最优参考电压对于非易失性存储控制器来说是一个挑战。传统上，一页中1的个数(1s计数)被广泛用于寻找最优参考电压，因为最优读取参考电压周围的1s计数变化很小。对于每个vref，使用1s计数逐个查找最优参考电压。要执行此过程，必须停止正常数据通信，以获得每个参考电压对应的1s计数。因此，本领域需要更有效地找到最优参考电压。

技术实现思路

1、本公开提供了一种系统和方法，用于动态跟踪读取参考电压，并通过将使用读取参考电压读取的数据的状态信息与解码后的状态信息进行比较，找到最优读取参考电压。可以在不停止正常数据通信的情况下获得最优读取参考电压。在一个实施例中，可以从解码前和解码后状态信息获得读取参考电压的状态错误概率，并且可以计算由读取参考电压区分的两个相邻状态的状态错误概率的比较结果。状态错误概率的比较结果可用于确定调整读取参考电压的方向和量。

2、对于每个存储1比特值(例如，slc)的nvm单元，可在读取操作中使用单个读取参考电压来读取数据，并且可基于读取参考电压下的状态错误概率的比较结果来跟踪和调整该读取参考电压。对于每个存储多比特值(例如，mlc或tlc)的nvm单元，可在读取操作中使用多个读取参考电压(例如，3个读取参考电压用于mlc，7个读取参考电压用于tlc)，并且，在执行正常读取操作时，可以基于同时在多个读取参考电压中的每一个下的状态错误概率的相应比较来跟踪和调整用于读取操作的多个读取参考电压。例如，可以执行读取参考电压调整以同时找到不同页(lsb、csb和msb)的最优读取参考。

3、此外，本公开的方法不需要可能会影响系统性能后台读取扫描。此外，通过查看耦合到字线的所有单元的状态分布，而不是仅计算页内的0/1(这可能是局部最优的，因为一次仅优化一个读取参考电压)，实施例中的读取参考电压跟踪可以更准确。

4、在示例性实施例中，提供了一种方法，该方法可包括通过使用读取参考电压读取存储在非易失性存储设备中的数据来收集该读取参考电压的解码前状态信息，在解码数据后收集读取参考电压的解码后状态信息，基于解码前状态信息和解码后状态信息生成该读取参考电压的状态错误概率的比较结果，基于状态错误概率的比较结果获得对读取参考电压的调整量，并通过将调整量应用于读取参考电压来调整读取参考电压以获得调整后的读取参考电压。

5、在另一个示例性实施例中，提供了一种存储系统控制器。存储系统控制器可包括纠错码(ecc)引擎，该ecc引擎包括解码器和处理器。处理器可以被配置为：通过使用读取参考电压从非易失性存储设备读取数据来收集该读取参考电压的解码前状态信息，在解码器已经解码从非易失性存储设备读取的数据之后，收集读取参考电压的解码后状态信息，基于解码前状态信息和解码后状态信息生成该读取参考电压的状态错误概率的比较结果，基于状态错误概率的比较结果获得对读取参考电压的调整量；以及通过对读取参考电压施加调整量来调整读取参考电压，以获得调整后的读取参考电压。

6、在另一个示例性实施例中，提供了一种非暂时性机器可读介质。非暂时性机器可读介质可以具有计算机指令，当由存储控制器执行时，使得存储控制器：

7、通过使用读取参考电压从非易失性存储设备读取数据来收集所述读取参考电压的解码前状态信息，在解码所述数据之后收集所述读取参考电压的解码后状态信息，基于解码前状态信息和解码后状态信息生成该读取参考电压的状态错误概率的比较结果，基于状态错误概率的比较结果获得对读取参考电压的调整量，并通过将调整量应用于读取参考电压来调整读取参考电压，以获得调整后的读取参考电压。

8、在另一个示例性实施例中，提供了一种方法，该方法可包括通过使用一组读取参考电压读取存储在非易失性存储设备中的数据来收集该组读取参考电压的解码前状态信息，在解码所述数据之后收集该组读取参考电压的解码后状态信息，基于所述解码前状态信息和解码后状态信息生成该组读取参考电压的状态错误概率的比较结果，基于状态错误概率的比较结果获得读取参考电压集的一组调整量，并通过将该组调整量应用于该组读取参考电压来调整该组读取参考电压，以获得一组调整后的读取参考电压。

9、在另一个示例性实施例中，提供了一种存储系统控制器。存储系统控制器可包括纠错码(ecc)引擎，该ecc引擎包括解码器和处理器。处理器可被配置为：通过使用一组读取参考电压从非易失性存储设备读取数据来收集该组读取参考电压的解码前状态信息，在解码器对从非易失性存储设备读取的数据进行解码之后，收集该组读取参考电压的解码后状态信息，基于解码前状态信息和解码后状态信息生成该组读取参考电压的状态错误概率的比较结果，基于状态错误概率的比较结果，获得一组相对于该组读取参考电压的调整量；以及通过将该组调整量应用于该组读取参考电压来调整该组读取参考电压，以获得一组经调整的读取参考电压。

10、在另一个示例性实施例中，提供了一种非暂时性机器可读介质。非暂时性机器可读介质可以具有计算机指令，当由存储控制器执行时，使得存储控制器：

11、通过使用该组读取参考电压从非易失性存储设备读取数据来收集该组读取参考电压的解码前状态信息，在解码所述数据之后收集该组读取参考电压的解码后状态信息，基于解码前状态信息和解码后状态信息，生成该组读取参考电压的状态错误概率的比较结果，基于状态错误概率的比较结果，获得读取参考电压集的一组调整量，并通过将该组调整量应用于该组读取参考电压来调整该组读取参考电压，以获得一组调整后的读取参考电压。

技术特征：

1.一种非易失性存储设备中读取参考电压的调整方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非易失性存储设备包括每个被配置为存储多比特值的单元，所述读取参考电压是用于读取操作的多个读取参考电压之一，并且在执行读取操作时同时获得所述多个读取参考电压的调整。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述状态错误概率的比较结果是按字线、按字线组或按块计算的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述状态错误概率的比较结果是通过除法或减法得到的。

5.一种存储系统控制器，包括：

6.根据权利要求5所述的存储系统控制器，其中，所述非易失性存储设备包括每个被配置为存储多比特值的单元，所述读取参考电压是用于读取操作的多个读取参考电压之一，并且在执行读取操作时同时获得所述多个读取参考电压的调整。

7.根据权利要求5所述的存储系统控制器，其中，所述状态错误概率的比较结果是按字线、按字线组或按块计算的。

8.根据权利要求5所述的存储系统控制器，其中，所述状态错误概率的比较结果是通过除法或减法得到的。

9.一种具有可执行指令的非暂时性机器可读介质，其中，所述可执行指令在由存储控制器执行时使得所述存储控制器：

10.根据权利要求9所述的非暂时性机器可读介质，其中，所述非易失性存储设备包括每个被配置为存储多比特值的单元，所述读取参考电压是用于读取操作的多个读取参考电压之一，并且在执行读取操作时同时获得所述多个读取参考电压的调整。

11.根据权利要求9所述的非暂时性机器可读介质，其中，所述状态错误概率的比较结果是通过除法或减法得到的。

12.一种非易失性存储设备中读取参考电压的调整方法，包括：

13.一种存储系统控制器，包括：

14.一种具有可执行指令的非暂时性机器可读介质，其中所述可执行指令在由存储控制器执行时使得所述存储控制器：

技术总结本申请提供了一种非易失性存储设备中读取参考电压的调整方法和存储系统控制器。该方法可以包括通过使用读取参考电压读取存储在非易失性存储设备中的数据来收集该读取参考电压的解码前状态信息，在解码数据之后收集该读取参考电压的解码后状态信息，基于解码前状态信息和解码后状态信息生成该读取参考电压的状态错误概率的比较结果，基于该状态错误概率的比较结果获得该读取参考电压的调整量；以及通过向该读取参考电压施加调整量来调整该读取参考电压，以获得调整后的读取参考电压。技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名受保护的技术使用者：英韧科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/6