NAND闪存读写电压优化及编写方式研究

摘要

NAND闪存因其具有读写速度高、功耗低、体积小、便于携带等诸多优势，目前已经被广泛用于我们生活中的各个角落。而随着闪存设备的集成度越来越高以及多层单元存储技术的发展，闪存中存储信息受到的干扰也越来越大。本文从不同的角度探讨了提高闪存存储数据可靠性的方法。 首先针对闪存中单元间干扰产生的原因，提出了一种新的编写方法——索引调制编写方法。该方法对处于奇字符线的闪存单元逐行进行编写操作，之后再对处于偶字符线的单元采用索引调制进行编写操作。索引调制将待写入比特序列划分为两部分；其中一部分用来确定该字符线上激活的闪存单元的位置，另一部分用来确定激活的闪存单元上的电压状态。仿真结果表明提出的索引调制编写方法相比于传统的编写方法性能得到了较大提升并且在一定程度上可以实现存储数据的不等错误保护。 其次针对闪存中随机电报噪声和保持过程噪声产生的原因，提出了一种编写电压的优化方法。该方法主要是通过闪存信道模型计算出闪存存储数据的误码率表达式，并通过一维盲人探路优化方法对编写电压进行优化。仿真表明经过编写电压优化的闪存信道的误码率会优于没有进行过编写电压优化的闪存信道。 最后针对闪存信息的长时间存储问题，提出了一种读取电压优化方法。首先通过平衡编码的方法使得每种状态信息的输入概率相同，然后根据闪存信道模型给出的擦除状态和各个编写状态的电压分布函数，计算闪存整体的电压分布函数。然后再根据平衡编码得出的动态门限电压估计闪存信息的保持时间，并通过相邻两种编写状态分布函数相等关系得出优化的读取电压。仿真结果表明通过本方法的应用，闪存在长时间存储信息时的可靠性得到了大幅度提高。

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