一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法与流程

一种基于wordline分布提升nand读次数的方法
技术领域
1.本发明涉及存储器领域，具体涉及一种基于wordline分布提升nand读次数的方法。


背景技术：

2.nand flash是基于浮栅（floating gate）晶体管设计，并通过浮栅来锁存电荷的存储器。每个浮栅晶体管对应一个存储单元（cell），每个cell的漏极对应位线（bitline），栅极对应字线（wordline，简称wl），源极相互连接。每个页(page)对应着一个字线，多个字线组成一个块（block）。由于block内部的拓扑结构的不同，进而导致在同一环境条件下不同位置的字线表现出的特性有所差异。
3.nand flash在使用过程中会产生一种read disturb（读干扰）现象，read disturb现象会导致nand flash的性能降低。为了避免read disturb现象的产生，目前常在nand厂家所提供的读干扰（page read，简称pr）或块干扰（block read，简称br）次数阈值到达前，进行数据转移等操作。然而，为避免nand flash性能下降，厂家所提供的br或pr阈值通常较为保守，这又导致nand flash的使用性能下降。而且，当一个block上既进行br又进行pr操作时，也会由于厂家无法提供明确的转换系数导致存储性能下降。


技术实现要素：

4.本发明提供了基于wordline分布提升nand的page read及block read次数的方法，解决了nand因读干扰次数阈值较低而性能下降的问题。
5.本技术的技术方案为：一种基于wordline分布提升nand读次数的方法，包括以下步骤：s1）以若干个nand为样本，根据不同生命周期、不同数据保持时间条件下的读次数极限值，获取block的失败比特数；s2）比较每个wordline的失败比特数，并确定在读次数增多过程中产生一致性偏离的wordline部分；s3）依据所有wordline的失败比特数分布对与读次数产生一致性偏离的wordline获取较差wordline；s4）判断所获取的较差wordline是否使用wordline分组；s5）若是，则对使用了wordline分组中的wordline分布依据特性进行重新分组；所述分组包括normal组和bad组；若否，则无须操作；s6）对bad组的wordline进行随机数据写入nand，对normal组进行用户数据顺序写入nand，对未使用wordline分组的wordline进行顺序写入nand。
6.进一步地，所述读次数为page read或block read。
7.进一步地，所述步骤s1）还包括以下步骤：
s11）判断是否满足擦写温度；s12）若是，则进行擦写；若否，则进行温度调节并继续执行步骤s11）；s13）判断是否擦写完成；s14）若是，则判断是否满足数据保持温度；若否则进行温度调节并继续执行s13）；s15）数据保持时间到达后，读取与读次数递增的block；s16）读取block的失败比特数。
8.进一步地，所述步骤s3）对较差wordline进行图形化呈现，图形的横坐标为wordline，纵坐标为失败比特数。
9.进一步地，所述步骤s5）对wordline进行重新分布所依据的特性为低密度奇偶校验码的纠错能力。
10.进一步地，所述低密度奇偶校验码的纠错能力是55bit/kb或70bit/kb。
11.进一步地，所述步骤s6）中对normal组进行用户数据顺序写入nand时，以自动顺序跳过bad组。
12.本发明的有益效果是：本发明根据wordline分布特性，筛除由于pr增多导致失败比特数显著增多的wordline，进行block的wordline分布重建，可消除nand自身wordline差异性导致的错误，从而提升pr及br次数，进而提升nand的性能。
13.本发明以牺牲小部分存储空间的方式换取读次数的提升，减少了数据转移次数，从而提升了整个存储设备的性能，尤其针对读取频繁的存储设备，提升效果更加明显。
附图说明
14.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本方法的流程图；图2为本技术获取失败比特数的方法流程图；图3为本技术一个具体实施例下的较差wordline分析图。
具体实施方式
15.实施例1：如附图1所示，一种基于wordline分布提升nand读次数的方法，本实施例中，读次数为pr，包括以下步骤：s1）以若干个nand为样本，根据不同生命周期、不同数据保持时间条件下的pr极限值，获取block的失败比特数。本实施例中以42片nand为样本，平均分位6组后分别擦写擦写1000、2000、3000、5000、7000、10000次，并在40℃下保存0天、9天、27天、45天、81天、90天；按照nand厂家给出的3000000次pr次数，获取block的失败比特数；s11）判断是否满足擦写温度；s12）若是，则进行擦写；若否，则进行温度调节并继续执行步骤s11）；s13）判断是否擦写完成；s14）若是，则判断是否满足数据保持温度；若否则进行温度调节并继续执行s13）；
s15）数据保持时间到达后，读取pr次数递增的block；s16）读取block的失败比特数。
16.s2）比较每个wordline的失败比特数，并确定在pr增多过程中产生一致性偏离的wordline部分；为了便于观察分析计算数据，使数据直观化，如附图3所示，本实施例对较差wordline进行图形化呈现。本示例中，依据低密度奇偶校验码的纠错能力判断wordline是否与pr产生了一致性偏离。附图3中，方框内的wordline较为突出，是因为其突破了低密度奇偶校验码纠错能力的限制，导致无法被纠正，而方框以外的wordline则表现更加温和。因此，方框内的wordline则被认为在pr增多过程中与pr产生了一致性偏离。
17.s3）依据所有wordline的失败比特数分布对与pr产生一致性偏离的wordline获取较差wordline；s4）判断所获取的较差wordline是否使用wordline分组；s5）若是，则对使用了wordline分组中的wordline分布依据特性进行重新分组；所述分组包括normal组和bad组；若否，则无须操作；如附图3所示，本实施例依据低密度奇偶校验码的纠错能力对wordline分布进行重新分组，本实施例中低密度奇偶校验码的纠错能力为70bit/kb，重新分组后的wordline分布如表1所示，表1 重分组后的wordline分布s6）对bad组的wordline进行random数据（random data）写入nand，对normal组进行用户数据（user data）顺序写入nand，对未使用wordline分组的wordline进行顺序写入nand。本实施例中，nand的wordline分布的重建写入如表2所示。
18.表2wordline分布重建写入
写入时，normal组进行用户数据顺序写入nand时，以自动顺序跳过bad组。
19.本实施例由于筛除了部分特性不一致的wordline，使block中剩余wordline的一致性显著增强，从而在pr增多的过程中，通过wordline之间的差异性的方式使得读取过程成功率得到了保证。本实施例用牺牲小部分的存储空间以换取pr及br阈值次数的提升，减少了数据转移次数，进而提升了整个存储设备的性能。显然地，当存储设备读取较为频繁时，提升程度则更加明显。
20.实施例2：本实施例与实施例1的区别在于，本实施例在s1）~s6）采用br次数替换pr次数。
21.采用厂商给出的br次数阈值也可通过筛除部分特性不一致的wordline，使blcok中剩余wordline的一致性增强，获得pr及br阈值次数的提升，从而达到与实施例1相同的提升存储设备性能的效果。
22.以上描述的仅是本发明的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本发明做出的改进和替换，属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于wordline分布提升nand读次数的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1）以若干个nand为样本，根据不同生命周期、不同数据保持时间条件下的读次数极限值，获取block的失败比特数；s2）比较每个wordline的失败比特数，并确定在读次数增多过程中产生一致性偏离的wordline部分；s3）依据所有wordline的失败比特数分布对与读次数产生一致性偏离的wordline获取较差wordline；s4）判断所获取的较差wordline是否使用wordline分组；s5）若是，则对使用了wordline分组中的wordline分布依据特性进行重新分组；所述分组包括normal组和bad组；若否，则无须操作；s6）对bad组的wordline进行随机数据写入nand，对normal组进行用户数据顺序写入nand，对未使用wordline分组的wordline进行顺序写入nand。2.如权利要求1所述的一种基于wordline分布提升nand读次数的方法，其特征在于，所述读次数为page read或block read。3.如权利要求1所述的一种基于wordline分布提升nand读次数的方法，其特征在于，所述步骤s1）还包括以下步骤，s11）判断是否满足擦写温度；s12）若是，则进行擦写；若否，则进行温度调节并继续执行步骤s11）；s13）判断是否擦写完成；s14）若是，则判断是否满足数据保持温度；若否则进行温度调节并继续执行s13）；s15）数据保持时间到达后，读取读次数递增的block；s16）读取block的失败比特数。4.如权利要求1所述的一种基于wordline分布提升nand读次数的方法，其特征在于，所述步骤s3）对较差wordline进行图形化呈现，图形的横坐标为wordline，纵坐标为失败比特数。5.如权利要求1所述的一种基于wordline分布提升nand读次数的方法，其特征在于，所述步骤s5）对wordline进行重新分布所依据的特性为低密度奇偶校验码的纠错能力。6.如权利要求5所述的一种基于wordline分布提升nand读次数的方法，其特征在于，所述低密度奇偶校验码的纠错能力是55bit/kb或70bit/kb。7.如权利要求1所述的一种基于wordline分布提升nand读次数的方法，其特征在于，所述步骤s6）中对normal组进行用户数据顺序写入nand时，以自动顺序跳过bad组。

技术总结
本发明本发明涉及存储器领域，具体涉及一种基于wordline分布提升NAND读次数的方法，包括以下步骤，S1）获取block的失败比特数；S2）比较每个wordline的失败比特数，并确定在读次数增多过程中产生一致性偏离的wordline部分；S3）对与读次数产生一致性偏离的wordline获取较差wordline；S4）判断所获取的较差wordline是否使用wordline分组；S5）若是，则对使用了wordline分组中的wordline分布依据特性进行重新分组；若否，则无须操作；S6）对Bad组的wordline进行随机数据写入NAND，对Normal组进行用户数据顺序写入NAND，对未使用wordline分组的wordline进行顺序写入NAND；本发明解决了NAND因PR及BR次数阈值较低而性能下降的问题，本发明消除NAND自身wordline差异性导致的错误，从而提升PR及BR次数，进而提升NAND的性能。进而提升NAND的性能。进而提升NAND的性能。


技术研发人员：孙义 王璞 李瑞东
受保护的技术使用者：山东华芯半导体有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/8/31