用于低密度奇偶校验的错误注入方法和系统与流程

本公开涉及存储器装置、系统和方法，例如，低密度奇偶校验(low-densityparity-check，ldpc)软判决解码装置、系统和方法。

背景技术：

1、闪存(flash)是一种非易失性存储器，其使用存储在电荷存储层上的电荷来表示信息。闪存将每个比特(例如，0或1)存储在包括具有电荷存储层的晶体管的存储单元中。存储器设备架构可以提供超高密度存储。然而，随着存储器设备尺寸的减小，存储器设备中的噪声会增加，这会导致更高的原误比特率(raw bit error rate，rber)。此外，rber会随着每个编程和擦除(p/e)周期而增加，并且不同闪存页之间可能存在差异。

技术实现思路

1、所公开技术的实施例涉及一种错误注入方法，用于准确和高效地验证非易失性存储器设备中的ldpc软解码纠错能力。

2、在一些方面，一种用于验证能够在存储器系统中应用的低密度奇偶校验(ldpc)单元的方法可以包括接收对应于存储器系统中提供的存储器设备的原始(original)数据，其中每个存储单元被配置为存储n比特数据，其中n是大于1的整数。在一些方面，该方法还可以包括由待验证的ldpc单元对原始数据进行编码。在一些方面，该方法还可以包括通过包括错误的数据模式将错误注入到编码的原始数据中，用于生成验证数据，其中所述错误由在存储器设备的2n个逻辑状态中的两个相邻逻辑状态之间交错的阈值电压(vth)分布生成。在一些方面，该方法还可以包括通过利用验证数据来验证ldpc单元的软解码能力。

3、在一些方面，数据模式是从存储器设备的真实数据信息中获得的。在一些方面，真实数据信息可以包括存储器设备在不同测试环境下的错误信息。在一些方面，真实数据信息可以包括在实际执行存储操作时存储器设备的错误信息。

4、在一些方面，错误信息可以包括由于不同测试环境中近邻(相邻)逻辑状态的重叠阈值电压(vth)分布而导致的存储器设备的读出数据错误。在一些方面，不同的测试环境可以包括不同的温度、不同的擦除时间或它们的组合。在一些方面，错误信息可以包括由于在实际执行存储操作(例如，写入)时近邻(相邻)逻辑状态的重叠阈值电压(vth)分布而导致的存储器设备的读出数据错误。

5、在一些方面，真实数据信息可以包括与每个数据所在的存储单元相对应的实际阈值电压(vth)。在一些方面，真实数据信息可以包括存储单元的地址、存储的数据、对应的阈值电压(vth)或它们的组合。在一些方面，真实数据信息可用于获得处于不同逻辑状态的存储器设备的存储单元的阈值电压(vth)分布。

6、在一些方面，数据模式可以包括处于不同逻辑状态的存储器设备的多个存储单元的阈值电压(vth)分布信息。

7、在一些方面，数据模式可以包括处于不同逻辑状态的存储器设备的单个页的多个存储单元的阈值电压(vth)分布信息。

8、在一些方面，将错误注入编码的原始数据可以包括根据数据模式将阈值电压(vth)指派给编码的原始数据以生成验证数据。

9、在一些方面，根据当编码的原始数据存储在存储器设备中时与每个存储单元对应的逻辑状态，可以基于数据模式中每个逻辑状态的阈值电压(vth)分布规律向每个存储单元指派对应的阈值电压(vth)。在一些方面，可以在满足特定逻辑状态的阈值电压(vth)分布规律的条件下，将阈值电压(vth)随机指派给处于该特定逻辑状态的每个存储单元。在一些方面，阈值电压(vth)分布规律可以包括满足统计分布(例如，概率百分比)的特定逻辑状态的阈值电压(vth)分布。

10、在一些方面，通过利用验证数据验证ldpc单元的软解码能力可以包括通过根据与待验证的ldpc单元匹配的软读取规则激发验证数据的软读取来生成软读取数据。在一些方面，通过利用验证数据验证ldpc单元的软解码能力可以包括基于软读取数据，使用待验证的ldpc单元执行软解码。

11、在一些方面，与待验证的ldpc单元匹配的软读取规则可以包括读取电平偏移的设置规则。在一些方面，根据待验证的ldpc单元的软读取规则，可以设置多个读取电压，并且指派的阈值电压(vth)可以用作每个存储单元的阈值电压(vth)来激发存储器设备的读操作。在一些方面，软读取数据可以包括多个读取电压和对应的读出数据。

12、在一些方面，该方法还可以包括基于解码的软数据和原始数据验证ldpc单元的软解码纠错能力。

13、在一些方面，通过利用验证数据来验证ldpc单元的软解码能力可以包括基于验证数据根据预设的阈值电压(vth)偏移生成软数据。在一些方面，通过利用验证数据来验证ldpc单元的软解码能力可以包括利用ldpc单元对软数据进行解码。在一些方面，通过利用验证数据验证ldpc单元的软解码能力可以包括验证ldpc单元是否针对每个对应的解码的软数据返回编码的原始数据。

14、在一些方面，该方法还可以包括将编码的原始数据写入存储器设备的存储器高速缓存中。在一些方面，该方法还可以包括读取存储在存储器高速缓存中的编码的原始数据。在一些方面，该方法还可以包括将软数据写入存储器设备的存储器高速缓存中。

15、在一些方面，用于验证低密度奇偶校验(ldpc)软解码能力的系统可以包括存储器系统和耦合到存储器系统的主机。在一些方面，存储器系统可以包括存储器设备和存储器控制器，存储器控制器中提供了要验证的ldpc单元。在一些方面，系统可以被配置为接收对应于存储器设备的原始数据，其中每个存储单元被配置为存储n比特数据，其中n是大于1的整数。在一些方面，系统还可以被配置为通过利用ldpc单元对原始数据进行编码。在一些方面，该系统还可以被配置为通过使用包括错误的数据模式将错误注入到编码的原始数据中，用于生成验证数据，其中所述错误由在存储器设备的2n个逻辑状态中的两个相邻逻辑状态之间交错的阈值电压(vth)分布生成。在一些方面，该系统还可以被配置为通过利用验证数据来验证ldpc单元的软解码能力。

16、在一些方面，系统还可以被配置为根据数据模式将阈值电压(vth)指派给编码的原始数据以用于生成验证数据。

17、在一些方面，该系统还可以被配置为通过根据与待验证的ldpc单元匹配的软读取规则激发验证数据的软读取来生成软读取数据。在一些方面，该系统还可以被配置为基于软读取数据，使用待验证的ldpc单元执行软解码。

18、在一些方面，系统还可以被配置为基于解码的软数据和原始数据来验证ldpc单元的软解码纠错能力。

19、在一些方面，系统还可以被配置为基于验证数据，根据预设阈值电压(vth)偏移生成软数据。在一些方面，该系统还可以被配置为利用ldpc单元对软数据进行解码。在一些方面，该系统还可以被配置为验证ldpc单元是否针对每个对应的解码的软数据返回编码的原始数据。

20、在一些方面，系统还可以被配置为将编码的原始数据写入存储器设备的存储器高速缓存中。在一些方面，系统还可以被配置为读取存储在存储器高速缓存中的编码的原始数据。在一些方面，系统还可以被配置为将软数据写入存储器设备的存储器高速缓存中。

21、在一些方面，存储器系统可以包括存储器控制器和耦合到存储器控制器的存储器设备。在一些方面，存储器控制器可以包括要验证的ldpc单元。在一些方面，存储器设备可以包括存储器高速缓存。在一些方面，存储器系统可以被配置为接收对应于存储器设备的原始数据，其中每个存储单元被配置为存储n比特数据，其中n是大于1的整数。在一些方面，存储器系统还可以被配置为通过使用ldpc单元对原始数据进行编码。在一些方面，存储器系统还可以被配置为通过使用包括错误的数据模式将错误注入到编码的原始数据中，用于生成验证数据，其中所述错误由在存储器设备的2n个逻辑状态中的两个相邻逻辑状态之间交错的阈值电压(vth)分布生成。在一些方面，存储器系统还可以被配置为通过利用验证数据来验证ldpc单元的软解码能力。

22、在一些方面，存储器系统还可以被配置为基于验证数据根据预设阈值电压(vth)偏移生成软数据。在一些方面，存储器控制器可以被配置为利用ldpc单元对软数据进行解码。在一些方面，存储器控制器还可以被配置为验证ldpc单元是否针对每个对应的解码的软数据返回编码的原始数据。在一些方面，存储器设备可以被配置为将软数据存储到存储器高速缓存中。

23、在一些方面，一种用于存储器系统中的软解码验证的方法可以包括读取二进制数据。在一些方面，该方法可以包括从主机读取二进制数据。在一些方面，该方法还可以包括针对二进制数据的对应逻辑状态生成阈值电压(vth)值。在一些方面，该方法还可以包括将生成的阈值电压(vth)值转换为软数据。在一些方面，该方法还可以包括将软数据与二进制数据进行比较。

24、在一些方面，该方法还可以包括基于软数据与二进制数据的比较来纠正二进制数据中的错误。在一些方面，该方法还可以包括基于软数据与二进制数据的比较来创建校正的二进制数据。在一些方面，该方法还可以包括将校正的二进制数据写入存储器系统的存储器设备。

25、在一些方面，生成阈值电压(vth)值可以包括将二进制数据映射到模式。在一些方面，映射二进制数据可以包括基于模式确定二进制数据的每个逻辑状态的阈值电压(vth)概率分布。在一些方面，映射二进制数据还可以包括计算二进制数据的每个位线的逻辑状态。在一些方面，映射二进制数据还可以包括基于阈值电压(vth)概率分布针对二进制数据的每个位线逻辑状态指派阈值电压(vth)值。

26、在一些方面，映射二进制数据可以包括将二进制数据随机映射到模式。在一些方面，随机映射二进制数据可以包括基于对应阈值电压(vth)值的统计概率和存储器系统的读取电平粒度来选择二进制数据的百分比。

27、在一些方面，映射二进制数据可以包括根据存储器系统的大数据生成模式。在一些方面，生成模式可以包括统计测量二进制数据的每个对应逻辑状态的阈值电压(vth)概率分布。在一些方面，统计测量阈值电压(vth)概率分布可以包括针对至少1000个类似制造的存储器设备编译每个逻辑状态的阈值电压(vth)值。

28、在一些方面，一种用于存储器系统中的软解码验证的方法可以包括(a)读取用户数据。在一些方面，该方法可以包括从主机设备读取用户数据。在一些方面，该方法还可以包括(b)用低密度奇偶校验(ldpc)单元对用户数据进行编码。在一些方面，该方法还可以包括(c)将编码的用户数据写入存储器系统的存储器高速缓存。在一些方面，该方法还可以包括(d)从存储器高速缓存读取原(raw)用户数据。在一些方面，该方法还可以包括(e)将原用户数据映射到模式。在一些方面，该方法还可以包括(f)基于模式映射，针对原用户数据生成阈值电压(vth)数据。在一些方面，该方法还可以包括(g)基于阈值电压(vth)数据和预设的阈值电压(vth)偏移来生成软数据。在一些方面，该方法还可以包括(h)将软数据写入存储器高速缓存。在一些方面，该方法还可以包括(i)用ldpc单元解码软数据。在一些方面，该方法还可以包括(j)验证ldpc单元是否针对每个对应的解码的软数据返回编码的用户数据。

29、在一些方面，该方法还可以包括针对每个阈值电压(vth)值重复步骤(g)到(i)。

30、在一些方面，读取用户数据可以包括读取用户数据的每个位线的逻辑状态。

31、在一些方面，映射原用户数据可以包括根据存储器系统的大数据生成模式。

32、在一些方面，映射原用户数据可以包括将原用户数据随机映射到模式。在一些方面，随机映射原用户数据可以包括基于对应的阈值电压(vth)概率分布针对原用户数据的每个位线逻辑状态指派阈值电压(vth)值。在一些方面，指派阈值电压(vth)值可以包括利用与用于随机计算对应的阈值电压(vth)概率分布的原用户数据相同数量的原用户数据的比特。

33、在一些方面，生成软数据可以包括将阈值电压(vth)数据的x个变量节点排序到预设阈值电压(vth)偏移的y个约束节点。在一些方面，排序可以包括对阈值电压(vth)数据的五个位线仓位间隔(bin interval)相对于三个预设阈值电压(vth)偏移进行排序。

34、在一些方面，该方法还可以包括确定存储器系统的ldpc软解码验证能力。在一些方面，该方法还可以包括确定ldpc单元的ldpc软解码验证能力。

35、在一些方面，用于存储器系统中的软解码验证的系统可以包括存储器阵列、控制器、软解码器和低密度奇偶校验(ldpc)单元。在一些方面，存储器阵列可以包括被配置为存储二进制数据的存储器高速缓存。在一些方面，存储器高速缓存可以被配置为存储来自主机的二进制数据。在一些方面，控制器可以耦合到存储器阵列并且被配置为基于模式针对二进制数据的对应逻辑状态生成阈值电压(vth)值。在一些方面，软解码器可以耦合到控制器并且被配置为将阈值电压(vth)值转换为软数据。在一些方面，ldpc单元可以耦合到存储器阵列和软解码器。在一些方面，ldpc单元可以被配置为将二进制数据编码到存储器高速缓存。在一些方面，ldpc单元还可以被配置为对来自存储器高速缓存的软数据进行解码。在一些方面，控制器可以被配置为将编码的二进制数据与解码的软数据进行比较。

36、在一些方面，模式可以基于存储器阵列的大数据。在一些方面，大数据可以包括每个对应逻辑状态的统计阈值电压(vth)概率分布。在一些方面，统计阈值电压(vth)概率分布可以基于至少1000个类似制造的存储器阵列。

37、在一些方面，统计阈值电压(vth)概率分布可以基于存储器系统的读取电平粒度。

38、在一些方面，控制器还可以被配置为基于模式将二进制数据随机映射到对应的阈值电压(vth)值。

39、在一些方面，控制器还可以被配置为确定ldpc单元的ldpc软解码验证能力。

40、在一些方面，二进制数据可以包括存储器阵列中的至少三页。在一些方面，存储器阵列可以包括三层单元闪存(triple-level cell，tlc)。在一些方面，存储器系统可以包括三维(three-dimensional，3d)nand设备。

41、上述任何技术的实现可以包括系统、方法、过程、设备和/或装置。在附图和以下描述中阐述了一种或多种实施方式的细节。从描述和附图以及从权利要求中，其他特征将是明显的。

42、下面参照附图详细描述这些方面的进一步特征和示例性方面，以及各个方面的结构和操作。注意，这些方面不限于本文描述的特定方面。这些方面在本文中仅出于说明性目的而呈现。基于本文包含的教导，额外的方面对于相关领域的技术人员将是明显的。