專利名稱：一種固態(tài)存儲系統(tǒng)及控制器、提高閃存芯片壽命的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種存儲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固態(tài)存儲系統(tǒng)及固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器，以及一種提高閃存芯片使用壽命的方法。
背景技術(shù)：
作為唯一主流的固態(tài)非揮發(fā)數(shù)據(jù)儲存技術(shù)，閃存已經(jīng)成為了全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)體系中發(fā)展最為迅速的一環(huán)。2010年市場研究報告顯示，閃存產(chǎn)品的市場已突破200 億美元?；陂W存芯片的固態(tài)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)主要包含一個固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器芯片和一個以上閃存芯片。浮柵金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(Floating-Gate Transistor)是閃存芯片的基本信息存儲單元。浮柵金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的閾值電壓可以通過注射一定數(shù)量的電子進(jìn)入浮柵而改變。因此，通過對浮柵內(nèi)電子數(shù)目的精確控制，每個信息存儲單元，即浮柵金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，可儲存多個比特信息。
精確控制浮柵內(nèi)電子數(shù)目的過程通常被稱為編程。在每一個信息存儲單元被編程之前，其浮柵內(nèi)的所有電子必須被移走，從而使得其閾值電壓被置為最低，這個過程被稱為擦除。
在對信息存儲單元編程的過程中，現(xiàn)有技術(shù)使用一種漸進(jìn)式的“編程一校驗(yàn)一再編程”的方法以實(shí)現(xiàn)對浮柵內(nèi)電子數(shù)目的精確控制。重復(fù)的“編程/擦除Iprogram/erase) 的操作會逐漸降低浮柵金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的噪音容限，從而使得閃存芯片只有一定的“編程/擦除”次數(shù)限度。
現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于閃存芯片內(nèi)部不同信息存儲單元的“編程/擦除”次數(shù)的信息僅僅被固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器芯片利用來進(jìn)行轉(zhuǎn)換層(Translation Layer)固件設(shè)計，以達(dá)到閃存芯片內(nèi)部不同存儲單元的老化均衡(Wear-leveling)。
如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于閃存芯片內(nèi)部不同存儲單元的“編程/擦除”次數(shù)的信息僅僅被固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器芯片利用來進(jìn)行轉(zhuǎn)換層(Translation Layer)固件設(shè)計，以達(dá)到閃存芯片內(nèi)部不同存儲單元的老化均衡(Wear-leveling)。
但是，即便固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器芯片可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的老化均衡，隨著閃存制造工藝精度的不斷提高，重復(fù)的“編程/擦除”操作對于閃存信息存儲單元的副作用將持續(xù)增加，使得閃存芯片的使用壽命不斷下降。如何延長閃存芯片的使用壽命(即重復(fù)“編程/擦除”次數(shù))仍是固態(tài)存儲系統(tǒng)設(shè)計中亟待解決的技術(shù)問題。
申請?zhí)枮閁S2008162079，發(fā)明名稱為 “END OF LIFE PREDICTION OF FLASH MEMORY ”的美國專利申請，其也公開了一種閃存生命周期的預(yù)測的技術(shù)方案，包括通過一個計數(shù)器對該閃存的使用次數(shù)進(jìn)行計數(shù)；設(shè)定至少一個關(guān)于該閃存的使用次數(shù)的閾值；當(dāng)計數(shù)器的計數(shù)次數(shù)達(dá)到某個閾值時，即可預(yù)知該閃存的剩余的壽命。
該美國專利并沒有公開如何提高閃存的壽命和使用效率,無法解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。
申請?zhí)枮镃N200610170494. 3，發(fā)明名稱為“閃存資料讀寫壽命提升方法”的中國專利申請，其公開了一種閃存資料讀寫壽命提升方法，其步驟包含a.內(nèi)存寫入資料； b.檢查新的存儲計數(shù)器記數(shù)值是否值是超過計數(shù)臨界值？ c.規(guī)劃新的空白存儲區(qū)塊于保留區(qū)塊內(nèi)；d.遞增對應(yīng)新的空白存儲區(qū)塊的新的存儲計數(shù)器內(nèi)容值；e.交換舊的存儲區(qū)塊與新的空白存儲區(qū)塊的地址；f.抹除舊的存儲區(qū)塊內(nèi)容的值在保留區(qū)塊中。本發(fā)明可以準(zhǔn)確計數(shù)存儲區(qū)塊讀寫次數(shù)，以便于有效的使用存儲區(qū)塊，使閃存的效能與壽命提升，并可以使閃存的存儲區(qū)塊不論是經(jīng)常使用或不經(jīng)常使用皆能達(dá)到精確分配與平衡使用的功效。
該中國專利申請雖然公開了一種提高閃存效能和壽命的技術(shù)方案，但是其實(shí)質(zhì)是對存儲區(qū)塊進(jìn)行有效利用的技術(shù)方案，但該技術(shù)方案并未考慮到信息存儲單元的老化程度和相應(yīng)的噪音容限，無法實(shí)時調(diào)整電壓編程范圍，也就無法真正提高閃存的使用壽命
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供了一種固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器、固態(tài)存儲系統(tǒng)，以及相應(yīng)的提聞閃存芯片壽命的方法，其可以真正提聞閃存芯片的使用壽命。
本發(fā)明提供的一種固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器，包括存儲單元塊“編程/擦除”次數(shù)記錄模塊，用于實(shí)時記錄與其連接的每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；噪音容限估算模塊，用于估算某一個存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊，用于根據(jù)所述噪音容限估算模塊估算得到的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整存儲單元閾值電壓編程范圍；閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊，用于根據(jù)存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊調(diào)整后的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)。
其中，所述噪音容限估算模塊估算的噪音容限為所述存儲單元的最差可能的噪音容限。
其中，所述存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊具體用于根據(jù)所述噪音容限估算模塊估算得到的最差可能的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，將所述存儲單元的閾值電壓編程范圍調(diào)整為最小可容忍的閾值電壓編程范圍。
其中，閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊具體用于用于根據(jù)存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊調(diào)整得到的存儲單元的最小可容忍的閾值電壓編程范圍，將所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)調(diào)整為最優(yōu)編程參數(shù)。
相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種固態(tài)存儲系統(tǒng)，包括固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器和與所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器連接的多個閃存芯片；所述每一個閃存芯片包括至少一個存儲單元塊，所述每一個存儲單元塊包括至少一個存儲單元；所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器用于實(shí)時記錄所述每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；在對某一個存儲單元塊寫入數(shù)據(jù)之前，估算該存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；根據(jù)其估算的噪音容限以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整該存儲單元的閾值電壓編程范圍；根據(jù)所述調(diào)整后的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)。
其中，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器，包括存儲單元塊“編程/擦除”次數(shù)記錄模塊，用于實(shí)時記錄與其連接的每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；噪音容限估算模塊，用于估算某一個存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊，用于根據(jù)所述噪音容限估算模塊估算得到的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整存儲單元閾值電壓編程范圍；閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊，用于根據(jù)存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊調(diào)整后的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)。
相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種提高閃存芯片使用壽命的方法，所述方法基于權(quán)利要求5所述的固態(tài)存儲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)，包括固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器和與所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器連接的多個閃存芯片；所述每一個閃存芯片包括至少一個存儲單元塊，所述每一個存儲單元塊包括至少一個存儲單元；所述提高閃存芯片使用壽命的方法，包括所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器實(shí)時記錄所述每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器在對某一個存儲單元塊寫入數(shù)據(jù)之前，估算該存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其估算的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整該存儲單元的閾值電壓編程范圍；所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其調(diào)整得到的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整對所述閃存芯片進(jìn)行編程時的編程參數(shù)。
其中，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器在對某一個存儲單元塊寫入數(shù)據(jù)之前，估算該存儲單元塊的存儲單元的噪音容限為所述存儲單元的最差可能的噪音容限。
其中，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其估算的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整該存儲單元的閾值電壓編程范圍，具體包括所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其估算得到的最差可能的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，將所述存儲單元的閾值電壓編程范圍調(diào)整為最小可容忍的閾值電壓編程范圍。
其中，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其調(diào)整得到的存儲單元閾值電壓編程范圍， 調(diào)整對所述閃存芯片進(jìn)行編程時的編程參數(shù)，具體包括所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其調(diào)整得到的存儲單元的最小可容忍的閾值電壓編程范圍，將所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)調(diào)整為最優(yōu)編程參數(shù)。
實(shí)施本發(fā)明，由于實(shí)時對存儲單元閾值電壓編程范圍進(jìn)行調(diào)整，可以有效地降低每一次“編程/擦除”過程對閃存芯片的存儲單元所帶來的老化，可以直接延長閃存芯片的使用壽命。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖I為本發(fā)明提供的固態(tài)存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的閃存芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明提供的提高閃存芯片壽命的方法的流程示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)的存儲單元閾值電壓范圍及分布示意圖；圖6為應(yīng)用本發(fā)明的存儲單元閾值電壓范圍及分布示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供了一種固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器、固態(tài)存儲系統(tǒng)，以及相應(yīng)的提聞閃存芯片壽命的方法，其可以真正提聞閃存芯片的使用壽命。
參見圖1，為本發(fā)明提供的固態(tài)存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖I所示，本發(fā)明提供的一種固態(tài)存儲系統(tǒng)，包括固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器I和與所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器I連接的多個閃存芯片。
如圖2所示，所述每一個閃存芯片包括至少一個存儲單元塊，所述每一個存儲單元塊包括至少一個存儲單元。
所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器I用于實(shí)時記錄所述每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；在對某一個存儲單元塊寫入數(shù)據(jù)之前，估算該存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；根據(jù)其估算的噪音容限以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整該存儲單元的閾值電壓編程范圍；根據(jù)所述調(diào)整后的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)。
具體的，在固態(tài)存儲系統(tǒng)運(yùn)行過程中，固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器實(shí)時紀(jì)錄關(guān)于每一個閃存芯片內(nèi)部每一個存儲單元塊的“編程/擦除”次數(shù)。當(dāng)固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器要向某一閃存芯片上某一存儲單元塊寫入數(shù)據(jù)時，先檢查此存儲單元塊所已經(jīng)經(jīng)歷的“編程/擦除” 次數(shù)。根據(jù)“編程/擦除”次數(shù)的信息，固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器估算出存儲單元塊內(nèi)存儲單元的老化程度以及相應(yīng)的噪音容限。根據(jù)此噪音容限以及固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器相應(yīng)調(diào)整閃存芯片在編程過程中的參數(shù)設(shè)定以適當(dāng)降低存儲單元閾值電壓編程范圍。由于降低存儲單元閾值電壓編程范圍可直接降低“編程/擦除”過程對存儲單元所帶來的老化，因此，該動態(tài)調(diào)節(jié)閾值電壓編程范圍的方法可直接延長閃存芯片的使用壽命。
固態(tài)存儲系統(tǒng)的固態(tài)存儲控制器的具體功能和結(jié)構(gòu)將結(jié)合圖3進(jìn)行描述，如圖3 所示，本發(fā)明提供的固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器1，包括存儲單元塊“編程/擦除”次數(shù)記錄模塊10，用于實(shí)時記錄與其連接的每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；噪音容限估算模塊11，用于估算某一個存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊12，用于根據(jù)所述噪音容限估算模塊11估算得到的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整存儲單元閾值電壓編程范圍；閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊13，用于根據(jù)存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊12調(diào)7整后的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)。
其中，所述噪音容限估算模塊11估算的噪音容限為所述存儲單元的最差可能的噪音容限。
其中，所述存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊12具體用于根據(jù)所述噪音容限估算模塊I估算得到的最差可能的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，將所述存儲單元的閾值電壓編程范圍調(diào)整為最小可容忍的閾值電壓編程范圍。
其中，閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊13具體用于用于根據(jù)存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊12調(diào)整得到的存儲單元的最小可容忍的閾值電壓編程范圍，將所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)調(diào)整為最優(yōu)編程參數(shù)。
可選的，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器還包括其他功能模塊，在此不再贅述。
具體實(shí)現(xiàn)過程中，存儲單元塊“編程/擦除”次數(shù)記錄模塊10用于實(shí)時紀(jì)錄所有閃存芯片中所有存儲單元塊經(jīng)歷過的“編程/擦除”次數(shù)。噪音容限估算模塊11用于實(shí)時估算某一存儲單元塊內(nèi)的存儲單元的最差可能的噪音容限，存儲單元噪音容限的估算需要兩個信息(I)此存儲單元塊經(jīng)歷過的“編程/擦除”次數(shù)；(2)存儲單元閾值電壓編程范圍。根據(jù)閃存芯片存儲單元的老化模型及以上兩個信息，噪音容限估算模塊11可實(shí)時估算某一存儲單元塊內(nèi)的存儲單元的最差可能的噪音容限。
利用噪音容限估算模塊11，存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊12實(shí)時預(yù)測當(dāng)使用不同的存儲單元閾值電壓時所達(dá)到的噪音容限。進(jìn)而，根據(jù)固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器芯片所使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊12選擇最小可容忍的存儲單元閾值電壓編程范圍。
根據(jù)存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊12所選擇的存儲單元閾值電壓編程范圍，閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊13計算出相應(yīng)的最優(yōu)編程參數(shù)以調(diào)節(jié)閃存芯片的實(shí)際編程過程。
當(dāng)固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器I欲將一用戶數(shù)據(jù)塊寫入某閃存芯片的某個存儲單元塊內(nèi)，先對此用戶數(shù)據(jù)塊進(jìn)行糾錯碼編碼，同時啟動其存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊 12選擇的最小可容忍的存儲單元閾值電壓編程范圍。進(jìn)而，固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器I利用閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊13得到相應(yīng)的最優(yōu)編程參數(shù)，并將此閃存芯片編程參數(shù)傳輸給閃存芯片，最后將已編碼的用戶數(shù)據(jù)塊傳至閃存芯片以進(jìn)行存儲。
相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種提高閃存芯片使用壽命的方法，所述方法基于如圖I 所示固態(tài)存儲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)，包括固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器和與所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器連接的多個閃存芯片；所述每一個閃存芯片包括至少一個存儲單元塊，所述每一個存儲單元塊包括至少一個存儲單元；參見圖4，為本發(fā)明提供的提高閃存芯片使用壽命的方法的流程示意圖。
本發(fā)明提供的提聞閃存芯片使用壽命的方法，包括步驟100，固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器實(shí)時記錄所述每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；步驟101，固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器在對某一個存儲單元塊寫入數(shù)據(jù)之前，估算該存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；具體的，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器在對某一個存儲單元塊寫入數(shù)據(jù)之前，估算該存儲單元塊的存儲單元的噪音容限為所述存儲單元的最差可能的噪音容限。
步驟102，固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其估算的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整該存儲單元的閾值電壓編程范圍；具體的，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其估算得到的最差可能的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，將所述存儲單元的閾值電壓編程范圍調(diào)整為最小可容忍的閾值電壓編程范圍。
步驟103，固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其調(diào)整得到的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整對所述閃存芯片進(jìn)行編程時的編程參數(shù)。
具體的，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其調(diào)整得到的存儲單元的最小可容忍的閾值電壓編程范圍，將所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)調(diào)整為最優(yōu)編程參數(shù)。
為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明提供的固態(tài)存儲系統(tǒng)、固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器，以及提高閃存芯片使用壽命的方法的技術(shù)效果，本實(shí)施例通過圖5和圖6比較現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的本質(zhì)區(qū)別。
如圖5所示，在現(xiàn)有固態(tài)存儲系統(tǒng)設(shè)計中，在閃存芯片的整個使用壽命內(nèi)，其存儲單元閾值電壓編程范圍保持不變。所以，在閃存芯片使用壽命的初期，其噪音容限相當(dāng)大， 隨著“編程/擦除”次數(shù)的逐漸增加，存儲單元逐漸老化，致使其噪音容限逐漸減小。在閃存芯片的整個使用壽命內(nèi)，存儲單元閾值電壓編程范圍以及相應(yīng)的編程參數(shù)維持不變。電壓編程范圍直接決定每一次“編程/擦除”操作對存儲單元所帶來的老化，并且較大的電壓編程范圍會導(dǎo)致較嚴(yán)重的存儲單元老化。
所以，在現(xiàn)有固態(tài)存儲系統(tǒng)設(shè)計中，由于持續(xù)使用較大的電壓編程范圍，所有的 “編程/擦除”操作都會帶來較嚴(yán)重的存儲單元老化。
如圖6所示，當(dāng)使用本發(fā)明提供的固態(tài)存儲系統(tǒng)、固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器，以及提高閃存芯片使用壽命的方法時，在閃存芯片的整個使用壽命內(nèi)，其存儲單元閾值電壓編程范圍會隨著存儲單元老化程度而逐漸增長，同時存儲單元的噪音容限保持幾乎不變。在閃存芯片的整個使用壽命內(nèi)，存儲單元編程參數(shù)隨著閾值電壓編程范圍的變化而變化。這樣，在閃存芯片使用壽命的初期和中期，由于所用的電壓編程范圍較小，每一次“編程/擦除”操作對存儲單元所帶來的老化就會較弱，進(jìn)而使得閃存芯片可經(jīng)受更多的“編程/擦除”次數(shù)，達(dá)到延長閃存芯片使用壽命的目的。
綜上所述，實(shí)施本發(fā)明，由于實(shí)時對存儲單元閾值電壓編程范圍進(jìn)行調(diào)整，可以有效地降低每一次“編程/擦除”過程對閃存芯片的存儲單元所帶來的老化，可以直接延長閃存芯片的使用壽命。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲記憶體(Random Access Memory, RAM)等。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器，包括存儲單元塊“編程/擦除”次數(shù)記錄模塊，用于實(shí)時記錄與其連接的每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；噪音容限估算模塊，用于估算某一個存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊，用于根據(jù)所述噪音容限估算模塊估算得到的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整存儲單元閾值電壓編程范圍；閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊，用于根據(jù)存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊調(diào)整后的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器，其特征在于，所述噪音容限估算模塊估算的噪音容限為所述存儲單元的最差可能的噪音容限。
3.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器，其特征在于，所述存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊具體用于根據(jù)所述噪音容限估算模塊估算得到的最差可能的噪音容限， 以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，將所述存儲單元的閾值電壓編程范圍調(diào)整為最小可容忍的閾值電壓編程范圍。
4.如權(quán)利要求3所述的固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器，其特征在于，閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊具體用于用于根據(jù)存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊調(diào)整得到的存儲單元的最小可容忍的閾值電壓編程范圍，將所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)調(diào)整為最優(yōu)編程參數(shù)。
5.一種固態(tài)存儲系統(tǒng)，其特征在于，包括固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器和與所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器連接的多個閃存芯片；所述每一個閃存芯片包括至少一個存儲單元塊，所述每一個存儲單元塊包括至少一個存儲單元；所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器用于實(shí)時記錄所述每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；在對某一個存儲單元塊寫入數(shù)據(jù)之前，估算該存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；根據(jù)其估算的噪音容限以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整該存儲單元的閾值電壓編程范圍；根據(jù)所述調(diào)整后的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的固態(tài)存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器，包括存儲單元塊“編程/擦除”次數(shù)記錄模塊，用于實(shí)時記錄與其連接的每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；噪音容限估算模塊，用于估算某一個存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊，用于根據(jù)所述噪音容限估算模塊估算得到的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整存儲單元閾值電壓編程范圍；閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊，用于根據(jù)存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊調(diào)整后的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)。
7.一種提高閃存芯片使用壽命的方法，其特征在于，所述方法基于權(quán)利要求5所述的固態(tài)存儲系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)，包括固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器和與所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器連接的多個閃存芯片；所述每一個閃存芯片包括至少一個存儲單元塊，所述每一個存儲單元塊包括至少一個存儲單元；所述提高閃存芯片使用壽命的方法，包括所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器實(shí)時記錄所述每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器在對某一個存儲單元塊寫入數(shù)據(jù)之前，估算該存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其估算的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整該存儲單元的閾值電壓編程范圍；所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其調(diào)整得到的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整對所述閃存芯片進(jìn)行編程時的編程參數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的提高閃存芯片使用壽命的方法，其特征在于，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器在對某一個存儲單元塊寫入數(shù)據(jù)之前，估算該存儲單元塊的存 儲單元的噪音容限為所述存儲單元的最差可能的噪音容限。
9.如權(quán)利要求8所述的提高閃存芯片使用壽命的方法，其特征在于，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其估算的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整該存儲單元的閾值電壓編程范圍，具體包括所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其估算得到的最差可能的噪音容限，以及所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，將所述存儲單元的閾值電壓編程范圍調(diào)整為最小可容忍的閾值電壓編程范圍。
10.如權(quán)利要求9提高閃存芯片使用壽命的方法，其特征在于，所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其調(diào)整得到的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整對所述閃存芯片進(jìn)行編程時的編程參數(shù)，具體包括所述固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器根據(jù)其調(diào)整得到的存儲單元的最小可容忍的閾值電壓編程范圍，將所述閃存芯片在編程過程中的參數(shù)調(diào)整為最優(yōu)編程參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固態(tài)存儲系統(tǒng)及控制器，以及一種提高閃存芯片使用壽命的方法，該固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器包括存儲單元塊“編程/擦除”次數(shù)記錄模塊，用于實(shí)時記錄與其連接的每一個閃存芯片內(nèi)部的每一個存儲單元塊“編程或擦除”次數(shù)；噪音容限估算模塊，用于估算某一個存儲單元塊的存儲單元的噪音容限；存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊，用于根據(jù)噪音容限，以及固態(tài)存儲系統(tǒng)控制器使用的糾錯碼的糾錯強(qiáng)度，調(diào)整存儲單元閾值電壓編程范圍；閃存芯片編程參數(shù)設(shè)定模塊，用于根據(jù)存儲單元閾值電壓編程范圍設(shè)定模塊調(diào)整后的存儲單元閾值電壓編程范圍，調(diào)整閃存芯片在編程過程中的參數(shù)。實(shí)施本發(fā)明，可切實(shí)有效提高閃存芯片的使用壽命。
文檔編號G11C16/34GK102937935SQ20121032270
公開日2013年2月20日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者張彤, 鄒粵林 申請人:鄒粵林