[发明专利]一种固态硬盘读参考电压的优化方法及装置

说明书

本申请提供一种固态硬盘读参考电压的优化方法及装置，所述方法利用第一样本数据，以固态硬盘在数据状态的电压无偏移情况下对应的理想读参考电压为基准电压，确定固态硬盘的初始读参考电压，其中，所述初始读参考电压对应的读数据效果至少优于所述理想读参考电压对应的读数据效果；基于第二样本数据对初始读参考电压进行优化，得到目标读参考电压。可见，利用本申请方案，可以以固态硬盘在数据状态的电压无偏移情况下对应的理想读参考电压为基准电压，获得固态硬盘的初始读参考电压并对其优化，最终得出参考价值较高的、尽量逼近所述Vopt的目标读参考电压，在此基础上，可达到尽量最小化对存储单元进行数据读取时所对应的读错误概率的目的。

技术领域

本发明属于磁盘读写技术领域，尤其涉及一种固态硬盘读参考电压的优化方法及装置。

背景技术

固态硬盘采用NADN(与非)闪存颗粒作为存储介质进行数据存储，其中，NAND存储器由多个存储单元构成，NAND存储器包括的存储单元根据NAND类型的不同可以分为SLC(Single-Level Cell，单层单元)、MLC(Multi-Level Cell，多层单元)、TLC(Trinary-LevelCell，三层单元)三种，分别可以存储1bit、2bit、3bit数据，每个存储单元的存储结构可参考图1所示。

参考图1，NAND存储数据对应的电子具体存储于存储单元的FG(Floating Gate，浮栅)内，当存储单元所存储的数据不同时，其FG内电子的数量也相应不同，相对应地，其FG内的电子所产生的电压(下文称之为内部存储电压)也不相同，以TLC类型的存储单元为例，鉴于其可以存储3bit数据(高位bit、中位bit、低位bit)，则其存储数据能够具有8种数据状态(即8种数据信息)：000、001、010、011、100、101、110、111，且其8种数据状态分别对应于不同的内部存储电压，参考图2，图2示出了TLC的内部存储电压与存储信息之间在理想状况下的对应关系，其中，图2中横轴表示电压值，纵轴表示概率值，每个数据状态(如所述ER、P1-P7等)对应的曲线表示该数据状态对应的电压分布状况，所述Va-Vf表示各个数据状态的电压间的电压阈值，每个阈值可用于区分两个相邻的状态。在此基础上，后续当需要读取存储单元的某bit数据时，可向存储单元的CG(control gate，控制门)提供读参考电压(具体为所述阈值电压Va-Vf中的一个或多个)，并通过比对存储单元的内部存储电压与所述读参考电压的大小关系，来确定所读取的存储单元中的某一位的具体数值。

以下举例说明，假设需要读取所述TLC类型存储单元的中位bit数据，并向该TLC提供一大小为图2中所述Vd的读参考电压，若经过比较，该TLC的内部存储电压低于所述Vd，则可知该TLC的中位bit的数据具体为“0”，否则，若该TLC的内部存储电压高于所述Vd，则可确定出该TLC的中位bit的数据具体为“1”(针对图2中的高位或低位bit的数据读取，则需提供多于一个的读参考电压，通过多于一次的电压比对才能确定出高位或低位bit的数据)。

在实际应用中，由于NAND读写操作、擦写操作以及数据保持时间等原因，各个数据状态所对应的电压(确切地说是在相应电压范围内的电压概率分布)相比于理想情况下的图2会有所偏移，其实际的电压分布图可能如图3所示，即相邻两个状态的概率密度函数对应的电压分布存在重叠的情况。

在各种数据状态的电压概率分布发生偏移时，上述基于内部存储电压与读参考电压的比对结果对存储单元进行数据读取的方式，往往难以确定出所需的参考价值较高的读参考电压(比如对于TLC共需要7个分别对应于图2中Va-Vf的读参考电压)，从而会导致读操作产生较大误差，如图4所示，如果读参考电压采取V1或者V2，就会造成较大概率的读数据错误，而针对图4的概率分布图，其中，Vopt是区分状态Px及Px+1的最优的读参考电压(即数值为Vopt的读参考电压能够使得读错误的概率最小化)，而鉴于存储单元数据状态电压概率分布的偏移情况的不确定性，往往难以确定出一个较优的、接近于Vopt的读参考电压。

发明内容