每单元多位的闪速存储器的概率错误校正制造技术

根据读取位的一位或多位出错的估计概率，根据系统或非系统ECC，读取并校正(系统ECC)或恢复(非系统ECC)存储在每个单元存储多位的存储器的单元中的数据。在本发明专利技术的一种方法中，估计是先验的。在本发明专利技术的另一种方法中，估计仅基于包括读取位的有效性或位页的读取位的方面。在本发明专利技术的第三方法中，估计仅基于读取位的值。并不是所有的估计都是相等的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数字数据的错误校正，尤其涉及一种每个单元存储多位的闪速存储设备的错误校正的方法。
技术介绍
闪速存储设备已经存在许多年。典型地，闪速存储器内的每个单元存储一位的信息。传统上，存储一位的方法是通过支持单元的两种状态-一种状态表示逻辑“0”而另一种状态表示逻辑“1”。在闪速存储器单元中，两种状态通过具有位于单元通道上的浮动栅极(连接单元晶体管的源极和漏极元件的区域)，以及具有存储在该浮动栅极内的电荷量的两种有效状态而实现。典型地，一种状态是在浮动栅极中具有零电荷并且是擦除之后单元的初始未写入状态(通常定义为表示“1”状态)，而另一种状态是在浮动栅极中具有一定量的负电荷(通常定义为表示“0”状态)。在栅极中具有负电荷使得单元晶体管的阈值电压(也就是必须施加到晶体管的控制栅极以便使得晶体管传导的电压)增加。现在，通过检查单元的阈值电压读取存储位是可能的：如果阈值电压处于较高状态则位值为“0”，并且如果阈值电压处于较低电压则位值为“1”。实际上，不需要准确地读取单元的阈值电压。需要的是正确地识别单元当前处于两种状态的哪种。为了这个目的，相对于处于两种状态之间中间的参考电压值进行比较，从而确定单元的阈值电压低于还是高于该参考值是足够的。图1A图示显示这如何工作。具体地，图1A显示大量单元的阈值电压的分布。因为闪速存储器中的单元在它们的特性和行为方面并不完全相同(例如因为杂质浓度的小偏差或硅结构的缺陷)，将相同的编程操作应用于所有单元不会使得所有单元具有完全相同的阈值电压。(注意，由于历史原因，将数据写入闪速存储器通常称作“编程”-->闪速存储器)。代替地，阈值电压类似于图1A中显示的方式分布。存储“1”值的单元典型地具有负的阈值电压，使得大多数单元具有与由图1A的左峰值显示的值接近的阈值电压，一些较少数目的单元具有较低或较高的阈值电压。类似地，存储“0”值的单元典型地具有正的阈值电压，使得大多数单元具有与由图1A的右峰值显示的值接近的阈值电压，一些较少数目的单元具有较低或较高的阈值电压。近年来，一种使用常规称作“多级单元”或缩写为MLC技术的新的闪速存储器已经在市场上出现。(该名称令人误解，因为先前类型的闪存单元也具有多于一级；它们具有两级，如上所述。因此，两种闪存单元在这里称作“单位单元”(SBC)和“多位单元”(MBC)。)由MBC闪存带来的改进在于每个单元中存储两位或多位。为了使得单个单元存储两位信息，单元必须能够处于四种不同状态的一种。因为单元的“状态”由它的阈值电压表示，显然2位MBC单元应当支持阈值电压的四种不同有效范围。图1B显示典型的2位MBC单元的阈值电压分布。如期望的，图1B具有四个峰值，每个对应一种状态。对于SBC情况，每种状态实际上是一个范围而不是单个数值。当读取单元的内容时，必须保证的是正确地识别单元的阈值电压所处的范围。对于MBC闪速存储器的现有技术实例，参看Harari的美国专利5,434,825号。类似地，为了使得单个单元存储三位信息，单元必须能够处于八种不同状态的一种。所以3位MBC单元应当支持阈值电压的八种不同有效范围。图1C显示典型的3位MBC单元的阈值电压分布。如期望的，图1C具有八个峰值，每个对应一种状态。图1D显示4位MBC单元的阈值电压分布，需要由十六种阈值电压范围表示的十六种状态。当经由四种状态编码MBC单元中的两位时，使得图1B中的最左侧状态(典型地具有负的阈值电压)表示两位都具有“1”值的情况。(在下面的讨论中，使用下面的表示——单元的两位称作“低位”和“高位”。位的确切值写作[“高位”“低位”]的形式，低位值在右侧。-->所以低位为“0”且高位为“1”的情况写作“10”。必须理解，该术语和表示法的选择是任意的，并且其他名称和编码是可能的)。使用这种表示法，最左侧状态表示“11”的情况。其他三种状态典型地从左到右由下面的次序指定：“10”，“00”，“01”。在Chen的美国专利6,522,580号中可以看到使用该编码的MBC NAND闪速存储器的实现实例，在此以提及方式引用该专利，如同将其完全在这里陈述。特别地参考Chen专利的图8。Tanaka的美国专利6,643,188号也显示MBCNAND闪速存储器的类似实现，但是参看那里的图7，对于状态到位的编码的不同指定：“11”，“10”，“01”，“00”。Chen编码是图1B中说明的编码。我们将上面的术语和表示法扩展到每个单元多于两位的情况，如下。最左侧未写入状态表示“全一”(“1...1”)，串“1...10”表示单元的仅最低位写为“0”的情况，并且串“01...1”表示单元的仅最高位写为“0”的情况。当读取MBC单元的内容时，必须正确地识别单元的阈值电压所处的范围；仅在该情况下，这不能总是通过与仅一个参考电压比较而实现。代替地，几次比较可能是必需的。例如，在图1B中说明的情况下，为了读取低位，单元的阈值电压首先与参考比较电压V1比较，然后取决于比较的结果，与零参考比较电压或参考比较电压V2比较。作为选择，通过将阈值电压与零参考电压和参考比较电压V2无条件比较来读取低位，再次需要两次比较。对于每个单元多于两位，甚至可能需要更多的比较。单个MBC单元的位可能都属于相同的闪存页，或者它们可能指定到不同页，使得例如在4位单元中，最低位在页0中，下一位在页1中，下一位在页2中，并且最高位在页3中。(页是可以在闪速存储器中单独写入的数据的最小部分)。Lasser的美国专利申请序列号11/035,807涉及每个单元存储多位的闪速存储器单元中编码位的方法。Lasser的美国专利申请序列号11/061,634和Murin的美国专利申请序列号11/078,478涉及关于-->跨越多位闪存单元的不同逻辑页的错误分布问题的位编码的那些方法的实现。具体地，Lasser‘634讲授一种使用位编码的逻辑到物理映射实现甚至跨越不同逻辑页的错误分布的方法，如由数据的用户看到的以及由纠错码(ECC)电路系统处理的；并且Murin讲授一种使用物理位页之间逻辑页的插入实现甚至跨越不同逻辑页的错误分布的方法，如由数据的用户看到的以及由ECC电路系统处理的。这三个现有技术专利申请全部在此以提及方式引用，如同将其完全在这里陈述。Lasser‘634和Murin满足相同的目标：减少ECC电路系统应当为此设计的出错率。在两个申请中呈现的实例中，一组15,000个4位MBC闪速存储器单元用于存储4个逻辑页的数据，每个15,000位。假定的单元出错率是1,000中1个。作为结果的位错误的最佳数目是15，因此逻辑页中的最佳平均位错误是3.75。该实例显示除非使用提出的创新，具体的逻辑页可能以高得多的位出错率结束——所示实例中6个位错误。这意味着即使遍及存储在单元中的所有位的位错误的总体平均值相对低(60,000中15个或4,000中1个)，除非采取特殊措施，涉及校正逻辑页中错误的ECC电路系统必须设计为处理相对高的平均位出错率(在该实例中——15,000中6个或2,500中1个)。由本申请的专利技术者提交的、标题为“MBC闪速存储器中错误校正的方法”的最近美国专利申请(在这里称“Litsyn等人”)公开相同目标的不同方法。在此以提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种读取存储在包括多个多位单元的存储器中的多个数据位的方法，所述存储是通过计算与数据位相对应的多个奇偶位，然后将数据位和奇偶位作为存储位存储在存储器的单元中而实现的，各自的多个存储位存储在单元的每个中，该方法包括步骤：(a)读取单元，从而对于每个单元，获得各自的多个读取位；以及(b)根据与奇偶位相对应的所述读取位校正与数据位相对应的所述读取位，其中所述校正至少部分地根据所述读取位中至少两位出错的各自概率的先验估计而实现，其中至少一个所述估计不同于至少另一个所述估计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2005.10.17 US 60/726,817;2006.1.26 US 11/339,5711.一种读取存储在包括多个多位单元的存储器中的多个数据位的方法，所述存储是通过计算与数据位相对应的多个奇偶位，然后将数据位和奇偶位作为存储位存储在存储器的单元中而实现的，各自的多个存储位存储在单元的每个中，该方法包括步骤：(a)读取单元，从而对于每个单元，获得各自的多个读取位；以及(b)根据与奇偶位相对应的所述读取位校正与数据位相对应的所述读取位，其中所述校正至少部分地根据所述读取位中至少两位出错的各自概率的先验估计而实现，其中至少一个所述估计不同于至少另一个所述估计。2.根据权利要求1的方法，其中所述先验估计中的至少两个用于单元中共同一个的所述读取位。3.根据权利要求1的方法，其中所述先验估计中的至少两个用于不同单元的所述读取位。4.根据权利要求1的方法，其中所述先验概率取决于所述读取位的各自有效性。5.根据权利要求1的方法，其中所述先验概率取决于所述读取位的各自位页。6.一种包括多个多位单元的存储器的控制器，其使用根据权利要求1的方法读取存储在存储器中的数据。7.一种存储设备，包括：(a)包括多个多位单元的存储器；以及(b)根据权利要求6用于控制所述存储器的控制器。8.一种计算机可读存储介质，具有包含在计算机可读存储介质上的计算机可读代码，计算机可读代码用于管理包括多个多位单元并且其中存储多个数据位的存储器，所述数据位是通过计算与数据位相对应的多个奇偶位，然后将数据位和奇偶位作为存储位存储在存储器-->的单元中来存储的，各自的多个存储位存储在单元的每个中，该计算机可读代码包括：(a)用于读取单元，从而对于每个单元，获得各自的多个读取位的程序代码；以及(b)用于根据与奇偶位相对应的所述读取位校正与数据位相对应的所述读取位的程序代码，其中所述校正至少部分地根据所述读取位中至少两位出错的各自概率的先验估计而实现，其中至少一个所述估计不同于至少另一个所述估计。9.一种读取存储在包括多个多位单元的存储器中的多个数据位的方法，存储通过计算与数据位相对应的多个受保护位，然后将受保护位存储在存储器的单元中而实现，各自的多个受保护位存储在单元的每个中，该方法包括步骤：(a)读取单元，从而对于每个单元，获得各自的多个读取的受保护位；以及(b)从读取的受保护位中恢复数据位，其中所述恢复至少部分地根据所述读取的受保护位中至少两位出错的各自概率的先验估计而实现，其中至少一个所述估计不同于至少另一个所述估计。10.根据权利要求9的方法，其中所述先验估计中的至少两个用于单元中共同一个的所述读取的受保护位。11.根据权利要求9的方法，其中所述先验估计中的至少两个用于不同单元的所述读取的受保护位。12.根据权利要求9的方法，其中所述先验概率取决于所述读取的受保护位的各自有效性。13.根据权利要求9的方法，其中所述先验概率取决于所述读取的受保护位的各自位页。14.一种包括多个多位单元的存储器的控制器，其使用根据权利要求9的方法读取存储在存储器中的数据。15.一种存储设备，包括：(a)包括多个多位单元的存储器；以及-->(b)根据权利要求14用于控制所述存储器的控制器。16.一种计算机可读存储介质，具有包含在计算机可读存储介质上的计算机可读代码，计算机可读代码用于管理包括多个多位单元并且其中存储多个数据位的存储器，所述数据位是通过计算与数据位相对应的多个受保护位，然后将受保护位存储在存储器的单元中来存储的，各自的多个受保护位存储在单元的每个中，该计算机可读代码包括：(a)用于读取单元，从而对于每个单元，获得各自的多个读取位的程序代码；以及(b)用于从读取的受保护位中恢复数据位的程序代码，其中所述恢复至少部分地根据所述读取的受保护位中至少两位出错的各自概率的先验估计而实现，其中至少一个所述估计不同于至少另一个所述估计。17.一种读取存储在包括多个多位单元的存储器中的多个数据位的方法，所述存储是通过计算与数据位相对应的多个奇偶位，然后将数据位和奇偶位作为存储位存储在存储器的单元中而实现的，各自的多个存储位存储在单元的每个中，该方法包括步骤：(a)读取单元，从而对于每个单元，获得各自的多个读取位；以及(b)根据与奇偶位相对应的所述读取位校正与数据位相对应的所述读取位，其中所述校正根据所述读取位中至少两位出错的各自概率而实现，该概率仅基于所述读取位的至少一个方面，所述至少一个方面包括选自所述读取位的各自有效性和所述读取位的各自位页的方面，其中至少一个所述概率不同于至少另一个所述概率。18.一种包括多个多位单元的存储器的控制器，其使用根据权利要求17的方法读取存储在存储器中的数据。19.一种存储设备，包括：(a)包括多个多位单元的存储器；以及(b)根据权利要求18用于控制所述存储器的控制器。-->20.一种计算机可读存储介质，具有包含在计算机可读存储介质上的计算机可读代码，计算机可读代码用于管理包括多个多位单元并且其中存储多个数据位的存储器，所述数据位是通过计算与数据位相对应的多个奇偶位，然后将数据位和奇偶位作为存储位存储在存储器的单元中来存储的，各自的多个存储位存储在单元的每个中，该计算机可读代码包括：(a)用于读取单元，从而对于每个单元，获得各自的多个读取位的程序代码；以及(b)用于根据与奇偶位相对应的所述读取位校正与数据位相对应的所述读取位的程序代码，其中所述校正根据所述读取位中至少两位出错的各自概率而实现，该概率仅基于所述读取位的至少一个方面，所述至少一个方面包括选自所述读取位的各自有效性和所述读取位的各自位页的方面，其中至少一个所述概率不同于至少另一个所述概率。21.一种读取存储在包括多个多位单元的存储器中的多个数据位的方法，所述存储是通过计算与数据位相对应的多个受保护位，然后将受保护位存储在存储器的单元中而实现的，各自的多个受保护位存储在单元的每个中，该方法包括步骤：(a)读取单元，从而对于每个单元，获得各自的多个读取的受保护位；以及(b)从读取的受保护位中恢复数据位，其中所述恢复根据所述读取的受保护位中至少两位出错的各自概率而实现，该概率仅基于所述读取的受保护位的至少一个方面，所述至少一个方面包括选自所述读取的受保护位的各自有效性和所述读取的受保护位的各自位页的方面，其中至少一个所述概率不同于至少另一个所述概率。22.一种包括多个多位单元的存储器的控制器，其使用根据权利要求21的方法读取存储在存储器中的数据。23.一种存储设备，包括：(a)包括多个多位单元的存储器；以及-->(b)根据权利要求22用于控制所述存储器的控制器。24.一种计算机可读存储介质，具有包含在计算机可读存储介质上的计算机可读代码，计算机可读代码用于管理包括多个多位单元并且其中存储多个数据位的存储器，所述数据位是通过计算与数据位相对应的多个受保护位，然后将受保护位存储在存储器的单元中来存储的，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·利特辛，I·奥罗德，E·沙龙，M·穆里恩，M·拉瑟，
申请(专利权)人：特拉维夫大学拉莫特有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL