用于使用异步独立平面读取功能改善存储设备的性能的方法和系统与流程

文档序号:21681174发布日期:2020-07-31 21:53阅读:150来源:国知局
用于使用异步独立平面读取功能改善存储设备的性能的方法和系统与流程



背景技术:

半导体存储设备(包括闪存存储器)及其控制器通常利用存储器单元将数据存储为电值,诸如电荷或电压。例如,存储器单元包括具有浮栅的单个晶体管,该浮栅用于存储表示数据值的电荷。存储器为可电擦除并重新编程的非易失性数据存储设备。更一般地,与易失性存储器相反,非易失性存储器(例如,闪存存储器以及使用各种技术中的任何一种实现的其他类型的非易失性存储器)即使在没有电力的情况下也保留所存储的信息,而易失性存储器需要电力来维持所存储的信息。

半导体存储设备可以被配置为包括一个或多个管芯。每个管芯可被组织成一个或多个平面。每个平面可以是由连接到存储器单元的行(位线)和列(字线)组成的二维网格。构成网格的各个行可称为页面。常见页面大小可以包括2k、4k、8k或16k。

半导体存储设备可以被配置为进行4k随机读取,该4k随机读取涉及感测(例如,读取)具有不同随机页面的每个平面。在这种配置中,每个平面可表示独立的管芯,从而提高了平面读取的系统并行度。

对于半导体设备进行独立平面读取可能存在一些约束。例如,当两个平面同时被感测时,两个平面之间可能存在干扰,这可能导致高误码率(ber)或峰值功率中的有害尖峰。ber的增加可能限制系统的异步独立平面读取(aipr)使用(例如,读取异常处理、读取阈值校准)或增加存储设备工程师满足系统ber要求的负担。峰值功率的尖峰可以导致系统负载不期望的增加,从而要求系统限制并行工作的管芯的数量以确保某些功率要求。为了解决这些问题,半导体设备可以被配置为进行同步的独立平面读取,其中每个平面被单独读取并且基于公共时钟信号被同步。然而,由于在进行新的感测操作之前每个平面必须等待设置的预先确定的时间量用于前一平面完全完成感测操作,所以半导体设备可能遭受降低的执行速度。因此,需要一种改善的半导体设备和用于所述半导体设备的控制器,该控制器被配置用于具有改善的执行速度的独立平面读取同时还限制误码率并管理峰值功率和平均功率。



技术实现要素:

在不限制所附权利要求的范围的情况下,在考虑了本公开之后,特别是在考虑了标题为“详细描述”的部分之后,将理解如何实现各种实施方案的各方面并将其用于以改善的执行速度执行独立平面读取,同时还限制误码率以及峰值功率和平均功率的尖峰。

在一个实施方案中,存在一种用于在存储设备处实现独立平面读取的方法,该存储设备包括用于存储数据的多个存储器平面和用于对该存储器平面执行操作的存储器控制器,该方法包括:在该存储器控制器处:

接收对第一平面执行第一操作的请求;对于第二平面,确定自从对与所述第一平面分开且不同的第二平面执行第二操作的发起以来是否已经经过具有相应的预先确定的时间量的第二平面定时器;响应于确定尚未经过第二平面定时器的相应的预先确定的时间量,延迟对第一平面执行第一操作,直到已经经过与对第二平面执行第二操作的发起相关联的相应的预先确定的时间量,以及在延迟执行之后,对第一平面执行第一操作,同时对第二平面继续执行第二操作;以及响应于确定已经经过第二平面定时器的相应的预先确定的时间量,对第一平面执行第一操作。

在一些实施方案中,第一操作和/或第二操作为感测操作。

在一些实施方案中,第二平面定时器的相应的预先确定的时间量是基于存储器和/或感测操作的相应特性。

在一些实施方案中,相应特性是以下各项中的至少一者:相应平面的存储器特性、页面组合特性和感测操作特性。

在一些实施方案中,该方法还包括:在存储器控制器处:响应于发起对第一平面执行第一操作,初始化包括相应的预先确定的时间量的第一平面定时器以对第一平面执行第一操作,其中第一感测操作。

在一些实施方案中,该方法还包括:在存储器控制器处:响应于对第一平面执行第一操作的完成,重置第一平面定时器。

在一些实施方案中,第一平面定时器的相应的预先确定的时间量是基于对第一平面执行的第一操作的相应特性。

在一些实施方案中,第一平面定时器的相应的预先确定的时间量不同于第二平面定时器的相应的预先确定的时间量。

在一些实施方案中,第一平面和第二平面连接到相同的电源。

在一些实施方案中,第一平面和第二平面位于相同的管芯上。

在一些实施方案中,存在一种用于实现独立平面读取的数据存储系统,该数据存储系统包括:存储设备,该存储设备包括用于存储数据的多个存储器平面;以及存储器控制器,该存储器控制器用于对存储器平面执行操作,该存储器控制器被配置为执行以下步骤:接收对第一平面执行第一操作的请求;以及对于第二平面,确定自从对与所述第一平面分开且不同的第二平面执行第二操作的发起以来是否已经经过具有相应的预先确定的时间量的第二平面定时器;响应于确定尚未经过第二平面定时器的相应的预先确定的时间量:延迟对第一平面执行第一操作,直到已经经过与对第二平面执行第二操作的发起相关联的相应的预先确定的时间量,以及在延迟执行之后,对第一平面执行第一操作,同时对第二平面继续执行第二操作;以及响应于确定已经经过第二平面定时器的相应的预先确定的时间量,对第一平面执行第一操作。

在一些实施方案中,第一操作为感测操作。

在一些实施方案中,第二平面定时器的相应的预先确定的时间量基于对第二平面执行的第二操作的相应特性。

在一些实施方案中,第二操作的相应特性为以下各项中的至少一者:相应平面的存储器特性、页面组合特性和感测操作特性。

在一些实施方案中,存储器控制器还被配置为执行以下步骤:响应于发起对所述第一平面执行第一操作,初始化包括相应的预先确定的时间量的第一平面定时器以对第一平面执行第一操作,其中第一感测操作。

在一些实施方案中,存储器控制器还被配置为执行以下步骤:响应于对第一平面执行第一操作的完成,重置第一平面定时器。

在一些实施方案中,第一平面定时器的相应的预先确定的时间量是基于对第一平面执行的第一操作的相应特性。

在一些实施方案中,第一平面定时器的相应的预先确定的时间量与第二平面定时器的相应的预先确定的时间量不同。

在一些实施方案中,第一平面和第二平面被连接到相同的电源。

在一些实施方案中,第一平面和第二平面位于相同的管芯上。

在一个实施方案中,存在一种用于在存储设备处计算定时器的方法,该存储设备包括用于存储数据的多个存储器部分和用于对该存储器部分执行操作的存储控制器。该方法可以包括接收对存储器部分执行初始操作的请求。该方法可以包括确定与要对存储器部分执行的初始操作相关联的操作特性。该方法可以包括发起对存储器部分的初始操作之前,基于操作特性来计算存储器部分定时器的时间量,其中对另一存储器部分的后续操作的执行被延迟,直到自从对该存储器部分的操作发起以来已经经过该存储器部分定时器的时间量。

在一些实施方案中,操作特性包括以下项中的至少一者:存储器特性、页面组合特性和感测特性。

在一些实施方案中,操作特性为存储器特性,该存储器特性包括以下项中的至少一者:编程/擦除周期、数据保留、交叉温度、体系温度和读取干扰。

在一些实施方案中,操作特性为页面组合特性,该页面组合特性包括以下项中的至少一者:单级单元页面、多级单元(mlc)下部页面、mlc中间页面和mlc上部页面。

在一些实施方案中,操作特性为感测特性,该感测特性包括以下各项中的至少一者:首次读取、正常读取、vreak尖峰和数据向前看。

在一些实施方案中,对存储器部分执行初始操作的第一时间段与对另一存储器部分执行后续操作的第二时间段重叠。

在一些实施方案中,存储器部分是以下项中的至少一者:平面、管芯、块、页面。

在一个实施方案中,存在一种存储器控制器,该存储器控制器用于对用于存储数据的一个或多个存储器部分执行操作,该存储器控制器被配置为执行以下操作:

接收对第一存储器部分执行第一操作的请求;对于第二存储器部分,确定自从对与所述第一存储器部分分开且不同的第二存储器部分执行第二操作的发起以来是否已经经过具有相应的时间量的第二存储器部分定时器;响应于确定尚未经过第二存储器部分定时器的相应的时间量:延迟对第一存储器部分执行第一操作,直到已经经过与对第二存储器部分执行第二操作的发起相关联的相应的时间量,以及在延迟执行之后,对第一存储器部分执行第一操作,同时对第二存储器部分继续执行第二操作;以及响应于确定已经经过第二存储器部分定时器的相应的时间量,对第一存储器部分执行第一操作。

在一些实施方案中,存储器控制器被进一步配置为执行以下操作:在对第二存储器部分执行第二操作之前:确定要对第二存储器部分执行的第二操作的相应操作特性;以及基于要对第二存储部分执行的第二操作的相应操作特性来计算第二存储器部分定时器的相应的时间量。

在一些实施方案中,第二操作的相应操作特性为以下项中的至少一者:相应存储器部分的存储器特性、页面组合特性和感测操作特性。

在一些实施方案中,存储器控制器被进一步配置成执行以下操作:响应于发起对所述第一存储器部分执行第一操作,初始化包括相应的时间量的第一存储器部分定时器以对第一存储器部分执行第一操作。

在一些实施方案中,第一存储器部分和第二存储器部分连接到相同的电源。

在一些实施方案中,存储器部分是以下项中的至少一者:平面、管芯、块和页面。

在一个实施方案中,存在一种用于实现独立平面读取的数据存储系统,该数据存储系统包括:存储控制器,该存储器控制器用于对用于存储数据的一个或多个存储器平面执行操作,该存储控制器被配置为执行以下步骤:请求对第一平面执行第一操作;对于第二平面,确定自从对与所述第一平面分开且不同的第二平面执行第二操作的发起以来是否已经经过具有相应的时间量的第二平面定时器;响应于确定尚未经过第二平面定时器的相应的时间量:延迟对第一平面执行第一操作,直到已经经过与对第二平面执行第二操作的发起相关联的相应的时间量,以及在延迟执行之后,对第一平面执行第一操作,同时对第二平面继续执行第二操作;以及响应于确定已经经过第二平面定时器的相应的时间量,对第一平面执行第一操作。

在一些实施方案中,存储器控制器被进一步配置为执行以下操作:在对第二平面执行第二操作之前:确定要对第二平面执行的第二操作的相应操作特性;以及基于要对第二平面执行的第二操作的相应操作特性,计算第二平面定时器的相应的时间量。

在一些实施方案中,第二操作的相应操作特性为以下项中的至少一者:相应平面的存储器特性、页面组合特性和感测操作特性。

在一些实施方案中,操作特性为存储器特性,该存储器特性包括以下项中的至少一者:编程/擦除周期、数据保持、交叉温度、体系温度和读取干扰。

在一些实施方案中,存储器控制器被进一步配置成执行以下操作:响应于发起对所述第一平面执行第一操作,初始化包括相应的时间量的第一平面定时器以对第一平面执行第一操作。

在一些实施方案中,第一平面和第二平面连接到相同的电源。

在一些实施方案中,存储器部分是以下项中的至少一者:平面、管芯、块和页面。

附图说明

当结合示例性实施方案的附图阅读时,将更好地理解前述发明内容以及所公开发明的实施方案的以下详细描述。然而,应当理解,本发明不限于所示的精确布置和手段。

在附图中:

图1是示出根据一些实施方案的数据存储系统的具体实施的框图;

图2是示出根据本发明的示例性实施方案的异步感测操作的时序图;

图3是示出根据本发明的示例性实施方案的同步感测操作的时序图;

图4是示出根据本发明的示例性实施方案的通过系统平面定时器的异步独立平面读取(aipr)延迟管理的时序图;

图5是示出根据本发明的示例性实施方案的对第一平面的感测操作的时序图;并且

图6是示出根据本发明的示例性实施方案的aipr延迟管理的流程图。

具体实施方式

峰值/平均功率的尖峰和/或较高的误码率(ber)对存储设备的可靠性和合意性产生负面影响。因此,需要以改善的执行速度执行独立页面读取同时还限制误码率和峰值功率或平均功率的尖峰的机制。

本文描述了许多细节以提供对附图中示出的示例实施方案的透彻理解。然而,可以在没有许多具体细节的情况下实践一些实施方案,并且权利要求的范围仅由权利要求中具体叙述的那些特征和方面来限制。此外,没有详尽地描述公知的方法、部件和电路,以免不必要地混淆本文所述实施方案的相关方面。

参考图1,示出了示出根据一些实施方案的数据存储系统100的具体实施的框图。尽管示出了一些示例性特征,但是为了简洁起见以及以免模糊本文公开的示例性实施方式的相关方面没有示出各种其他特征。为此,作为非限制性示例,数据存储系统100包括存储设备120(也有时在本文中称为信息存储设备、数据存储设备、非易失性存储器设备,或存储器设备),其包括存储控制器124和存储介质130,并结合计算机系统110(例如,主机系统或主机计算机)一起使用或者包括计算机系统110。在一些实施方案中,存储介质130是单个存储器设备,而在其他实施方案中,存储介质130包括多个存储器设备。在一些实施方案中,存储介质130是nand型存储器或nor型存储器。在一些实施方案中,存储介质130包括一个或多个三维(3d)存储器设备。在一些实施方案中,存储介质130的存储器单元被配置为每个存储器单元存储两个、三个或更多位。此外,在一些实施方案中,存储控制器124是固态驱动器(ssd)控制器。然而,根据各种实施方案的方面,可以包括其他类型的存储介质(例如,相变随机存取存储器(pcram)、电阻式随机存取存储器(reram)、自旋转移扭矩随机存取存储器(stt-ram)、磁阻随机存取存储器(mram))等。在一些实施方案中,存储器设备包括一个或多个存储器管芯、一个或多个存储器封装、一个或多个存储器通道等。在一些实施方案中,数据存储系统100包括一个或多个存储设备120。

计算机系统110通过数据连接101耦接到存储控制器124。然而,在一些实施方案中,计算机系统110包括存储控制器124或存储控制器124的一部分,作为部件和/或子系统。例如,在一些实施方案中,存储控制器124的一些或全部功能由在计算机系统110上执行的软件来实现。计算机系统110可以是任何合适的计算机设备,诸如计算机、膝上型计算机、平板设备、上网本、上网亭、个人数字助理、移动电话、智能电话、游戏设备、计算机服务器或任何其他计算设备。计算机系统110有时被称为主机、主机系统、客户端或客户端系统。在一些实施方案中,计算机系统110是服务器系统,诸如数据中心中的服务器系统。在一些实施方案中,计算机系统110包括一个或多个处理器、一种或多种类型的存储器、显示器和/或其他用户接口部件,诸如键盘、触摸屏显示器、鼠标、触控板、数字相机和/或任意数量的辅助i/o设备以向计算机系统110添加功能。在一些实施方案中,计算机系统110不具有显示器和其他用户接口部件。

存储介质130通过连接103耦接到存储控制器124。连接103有时被称为数据连接,但是通常除了数据之外还输送命令,并且除了存储在存储介质130中的数据值和从存储介质130读取的数据值之外,还任选地输送元数据、错误校正信息和/或其他信息。然而,在一些实施方案中,存储控制器124和存储介质130作为其部件被包括在同一设备(即,集成设备)中。此外,在一些实施方案中,存储控制器124和存储介质130被嵌入在主机设备(例如,计算机系统110)中,诸如移动设备、平板电脑、其他计算机或计算机控制的设备,并且本文所述的方法至少部分地由嵌入式存储控制器执行。存储介质130可以包括任意数量(即,一个或多个)的存储器设备134-i,包括但不限于永久性存储器或非易失性半导体存储设备,诸如一个或多个闪存存储器设备。例如,一个或多个存储器设备可被配置用于适合于诸如云计算的应用的企业存储装置,用于数据库应用,主要存储装置和/或辅助存储装置,或者用于缓存存储(或将要存储)在辅助存储装置(诸如硬盘驱动器)中的数据。附加地和/或另选地,一个或多个存储器设备也可被配置用于相对较小规模的应用,诸如用于个人计算机、膝上型计算机和平板计算机的个人驱动器或硬盘替换。在一些实施方案中,每个存储器设备134-i是单个3d永久性存储器或非易失性半导体存储器管芯,包括多个擦除块(例如,图3中的阵列302,有时简称为“块”),这些擦除块是那些存储器设备中的最小尺寸的可擦除单元在一些实施方案中,在相应的存储器设备134-i中的擦除块位于两个分开的平面中,并且更一般地位于n个分开的平面中,其中n是大于1的整数。例如,在一些此类实施方案中,相应的存储器设备134-i的每个平面包括n个块,其中n是大于1的整数,并且通常大于15、63或99。

存储介质130的存储器设备134-i包括可寻址和单独可选择的块,诸如存储介质130的可选择部分131(本文也称为所选择部分131)。在一些实施方案中,单独可选择的块(有时被称为擦除块)是存储器设备中的最小尺寸可擦除单元。换句话讲,每个块包含可同时擦除的最小数量的存储器单元。通常将每个块进一步划分为多个页面和/或字线,其中每个页面或字线通常是块中最小的单独可访问(可读)部分的实例。然而,在一些实施方案中(例如,使用某些类型的闪存存储器),数据集的最小的单独可访问单元是扇区,其是页面的子单元。即,块包括多个页面,每个页面包含多个扇区,并且每个扇区是用于向存储器设备写入数据或从存储器设备读取数据的最小数据单位。

在一些实施方案中,存储控制器124包括管理模块121-1、主机接口129、存储介质接口128和一个或多个附加模块125。存储控制器124可以包括各种附加特征,为简洁起见以及为了避免模糊本文公开的示例实施方案的相关特征而未示出这些附加特征,并且特征的不同布置是可能的。主机接口129通过数据连接101提供至计算机系统110的接口。主机接口129通常包括未示出的输入缓冲器和输出缓冲器。类似地,存储介质接口128通过连接103提供至存储介质130的接口。在一些实施方案中,存储介质接口128包括读取和写入电路,包括能够向存储介质130提供读取信号的电路(例如,nand型存储器的读取阈值电压)。

在一些实施方案中,管理模块121-1包括一个或多个处理单元122-1(有时在本文中称为cpu、处理器或硬件处理器,有时使用微处理器、微控制器等实现),该一个或多个处理单元122-1被配置为执行一个或多个程序(例如,管理模块121-1中)的指令。在一些实施方案中,一个或多个cpu122-1由在存储控制器124的功能内以及在一些情况下超出存储控制器124的功能的一个或多个部件共享。管理模块121-1耦接到主机接口129、一个或多个附加模块125和存储介质接口128,以便协调这些部件的操作。在一些实施方案中,管理模块121-1的一个或多个模块在计算机系统110的管理模块121-2中实现。在一些实施方案中,计算机系统110的一个或多个处理器(未示出)被配置为执行一个或多个程序(例如,管理模块121-2中)中的指令。管理模块121-2耦接到存储设备120,以便管理存储设备120的操作。

在一些实施方案中,一个或多个附加模块125包括错误控制模块,被设置成限制在写入存储器或从存储器读取期间无意中引入数据中的不可校正错误的数量。在一些实施方案中,错误控制模块由管理模块121-1的一个或多个cpu122-1以软件方式执行,以及在其他实施方案中,错误控制模块全部或部分使用专用电路实现,以执行数据编码和解码功能。为此,在一些实施方案中,错误控制模块包括编码器和解码器。编码器通过应用错误控制码以产生码字来编码数据,该码字随后被存储在存储介质130中。

当从存储介质130中读取编码的数据(例如,一个或多个码字)时,解码器对编码的数据进行解码处理,以复原数据,并在错误控制码的错误校正能力范围内校正复原数据中的错误。本领域技术人员将理解,各种错误控制码具有不同的错误检测和校正能力,并且针对各种应用选择特定码是出于超出本公开范围之外的原因。因此,本文中不提供对各种类型的错误控制码的详尽回顾。此外,本领域的技术人员将理解,每种类型或系列的错误控制码可以具有特定于错误控制码的类型或系列的编码和解码算法。另一方面,一些算法可以至少在某种程度上用于对许多不同类型或系列的错误控制码进行解码。因此,为了简洁起见,本文中未提供对本领域的技术人员一般可获得和知道的各种类型的编码和解码算法的详尽描述。

存储控制器124被配置为执行感测操作(例如,读取操作或在本文中也称为独立平面读取(ipr))。当计算机系统(主机)110向存储控制器124发送一个或多个主机读取命令(例如,经由数据连接101)以从存储介质130的一个或多个平面134-i请求数据时,发起读取操作。存储控制器124经由存储介质接口128向存储介质130发送一个或多个读取访问命令,以根据由一个或多个主机读取命令指定的存储器位置(特定平面上的地址)获得原始读取数据。存储介质接口128向解码器提供原始读取数据(例如,包括一个或多个码字)。如果解码成功,则将解码的数据提供给输出缓冲器,其中使解码的数据可用于计算机系统110。在一些实施方案中,如果解码不成功,则存储控制器120可以求助于许多补救措施或提供不可解决的错误状态的指示。

存储介质130可以被配置为从一个或多个平面134-i处的一个或多个单元读取数据。例如,存储介质130可以包括耦接到存储器阵列的位线的读出放大器电路,继而耦接到平面134-i的相关联的存储器单元。在读取操作的一部分期间,电流可以通过存储单元传输,以促进读出放大器电路的感测操作以从存储器单元读取数据。例如,读出放大器电路可以被配置为感测通过位线汲取到存储器单元的电流量,以识别存储器单元的状态(例如,on-cell或off-cell),并进而识别在存储器单元处存储的具有特定逻辑电平(例如,逻辑0电平或逻辑1电平)的数据位。然而,当在感测操作期间传输电流时,在相应的平面134-i处生成电噪声。这种电噪声可能会影响其他平面上的其他感测操作。下面更详细地描述减轻该电噪声对其他平面上的其他感测操作的影响的具体实施。

图2示出了时序图200,该时序图示出了位于相同的管芯上的存储介质130的相应的平面134-0、134-1(在图中也分别称为平面pb0和pb1)上的异步感测操作。时序图200包括表示时间210的水平轴。示出了用于相应的平面pb0、pb1的感测操作时间段211、213,表示在相应平面pb0、pb1处从感测操作发起到所述感测操作完成的时间段。时序图200包括垂直轴214、216,表示针对每个相应平面pb0、pb1的繁忙/不繁忙状态。用于平面pb0的感测操作时间段211可以包括噪声时间段202和敏感时间段204、206。用于平面pb1的感测操作时间段213可以包括噪声时间段208和敏感时间段210、212。

在噪声时间段期间,平面pb0、pb1可能产生电磁信号,该电磁信号经由连接平面pb0、pb1的公共电源或电源线生成电磁噪声,如果一个平面的噪声时间段与另一平面的敏感时间段重叠,则可能干扰另一相应平面的操作并导致ber增大。例如,如图2所示,平面pb1可以在与平面pb0的敏感时间段206重叠的噪声时间段208产生电磁信号。由于在平面pb0的敏感时间段206内传输了噪声电磁信号,平面pb0的ber将增加,从而导致数据存储系统100的性能降低。

如果电磁信号是从平面pb0传输的,同时类似的电磁信号也正在从分开的平面诸如平面pb1传输,则电磁信号也可能导致峰值功率或平均功率的不期望尖峰。当噪声时间段重叠时,例如,如果平面pb0的感测操作的噪声时间段202与平面pb1的感测操作的噪声时间段208重叠,则可能发生这种情况。

图3示出了时序图300,其示出了在存储介质130的各个平面pb0、pb1上的同步ipr。除了感测操作时间段211、213是同步的以外,图3与图2基本相似。同步操作可以包括基于独立的时钟周期同步ipr,在没有人工干预的情况下,该时钟周期在数据存储系统100的整个生命周期中基本上是一致的。在一些实施方案中,当基于相同的时钟周期顺序地发起和完成感测操作时间段211和213,使得直到感测操作时间段211完成才发起感测操作时间段213时,感测操作时间段211、213是同步的。当感测操作时间段是同步的时,噪声时间段202、208不与敏感时间段204、206、210和212重叠。因此,可以将ber和峰值/平均功率的尖峰降低到最小。然而,如本文中所提及,与异步感测相比,用于同步感测操作的执行速度可能不合期望地更慢。

图4示出了时序图400,其示出了通过使用平面定时器来延迟和错开平面pb0、pb1的感测操作的aipr延迟管理。图4与图2-3基本相似,除了感测操作时间段211、213是异步且交错的,使得尽管在感测操作时间段211、213之间存在重叠,但是对于两个不同平面pb0、pb1,在噪声时间段与敏感时间段之间不存在重叠。

为了实现这种改善的异步功能,在一些实施方案中,存储控制器124可以包括用于每个平面pb0、pb1的平面定时器。例如,在一些实施方案中,响应于接收到对平面pb0执行感测操作的请求,除了发起对应的感测操作之外,存储控制器124可以初始化平面pb0的平面定时器,该平面定时器指示何时可能发生噪声时间段202和/或敏感时间段204、206。在一些实施方案中,为了初始化用于pb0的平面定时器,存储控制器124可以确定与要对平面pb0执行的初始操作相关联的操作特性(例如,存储器特性、页面组合特性和感测特性)。然后,存储控制器124可以基于操作特性来计算平面定时器的时间量。

响应于接收到对平面pb1执行感测操作的独立请求,存储控制器124可以确定是否已经发生另一感测操作。这可以通过来自定时器或读出放大器的指示来确定。如本示例中所述,如果已经发生感测操作,则存储控制器124可以延迟对平面pb1的感测操作,直到用于平面pb0的平面定时器到期为止。在平面pb0的平面定时器到期之后,存储控制器124可以发起对平面pb1的感测操作。作为使用平面定时器的异步延迟的结果,平面pb1的噪声时间段208可以在敏感时间段206之后发生,以使如文本所述的系统性能问题(例如,ber)最小化,同时也比同步操作更早发生。

平面定时器的时间段可以是可变的,并且可以基于以下项中的至少一者的相应操作特性:相应平面的存储器特性、页面组合特性和感测特性。存储器特性的示例可以包括编程/擦除周期、数据保留、交叉温度、体系温度和读取干扰。编程/擦除周期可以指一系列事件,在这些事件中,数据被写入存储器单元,然后被擦除然后被重写。数据保留可以指为了保留存储在一个或多个存储器单元中的数据而执行的一项或多项操作。交叉温度(即,x-温度)可以指在存储器单元处的数据编程与在存储器单元处的读取之间的温度范围或温度波动。体系温度可以指在感测操作期间计算系统110的温度。读取干扰可以指由于在附近的存储器单元上执行读取操作而导致存储在存储器单元中的数据的变化。页面组合特性的示例可以包括单级单元(slc)页面,或多级单元的下部页面、中间页面、上部页面。示例感测特性可以包括首次读取、正常读取、vreak尖峰和数据向前看。通过改变平面定时器的时间段,数据存储系统100可调整独立的感测操作以最大化速度,同时减少各个平面之间的噪声时间段和/或敏感时间段的不期望的重叠。

图5示出了时序图500,其示出了平面pb0上的感测操作的时序以及平面pb0的对应平面定时器的时序。平面pb0上的感测操作的表示基本上类似于图2-4中平面pb0上的感测操作的表示。如图5所示,平面pb0也可以具有定时器508。在一些实施方案中,定时器508可以是倒数定时器。在一些实施方案中,定时器508可以是软件实现。在其他实施方案中,定时器508可以是硬件实现。在一个实施方案中,定时器508可具有不受限制的定时器值512和受限制的定时器值514。在定时器508具有受限制的定时器值514的情况下,可以延迟对另一平面(诸如平面pb1)的感测操作,直到定时器508转变为不受限制的定时器值512为止。在定时器508具有不受限制的定时器值512的情况下,可以执行对平面pb1的感测操作。换句话说,在向诸如平面pb1的平面发出感测之前,可以由存储控制器124检查用于平面pb0的定时器508,以确定是延迟感测操作还是执行感测操作。

图6示出了根据一些实施方案的用于aipr延迟管理的方法600的流程图表示。在一个实施方案中,ipr延迟管理的方法600包括一种用于在包括用于存储数据的多个存储器平面以及用于对存储器平面执行操作的控制器系统(例如,存储控制器124)的存储设备(例如,数据存储系统110)处实现独立平面读取的方法,从而改善执行速度并且减小ber和峰值/平均功率中的尖峰。现在将更详细地描述。

在一些实施方案中,方法600包括在控制器系统处初始接收(602)开始对第一平面(例如,图2-4,平面(pb1))的第一操作的请求。例如,如图6所示,可以接收对平面pb1开始aipr感测操作的请求。在一些实施方案中,第一操作可以是感测操作,如本文所述。

该方法600可以包括对于第二平面(例如,图2-4,第二平面(pb1)),确定(604)自对第二平面执行第二操作的发起以来是否已经经过具有相应的预先确定的时间量的第二平面定时器。在一个实施方案中,第二平面定时器的相应的预先确定的时间量可以基于对第二平面执行的第二操作的相应的特性,如本文所述。

方法600可以包括:响应于确定尚未经过第二平面定时器的相应的预先确定的时间量,延迟(606)对第一平面执行第一操作,直到经过与对第二平面执行第二操作的发起相关联的相应的预先确定的时间量为止。方法600可以包括:响应于延迟对第一平面执行第一操作,直到经过与对第二平面执行第二操作的发起相关联的相应的预先确定的时间量,或者响应于确定已经经过第二平面定时器的相应的预先确定的时间量,对第一平面执行(608)第一操作,同时继续对第二平面执行第二操作。作为延迟(606)和执行(608)步骤的示例,在图2至图4所示的调整中,平面pb1在执行感测操作之前被延迟。结果,平面pb1的噪声时间段208不与平面pb0的敏感时间段206重叠。这与图2相反,示出了在实现延迟之前的独立平面读取感测操作。在图2中,平面pb1的噪声时间段208与平面pb0的敏感时间段206重叠。由于避免了噪声时间段和敏感时间段之间的重叠,方法600可改善执行速度并减少ber和峰值/平均功率的尖峰。

方法600可以包括:响应于确定已经经过第二平面定时器的相应的预先确定的时间量,初始化(610)用于对第一平面的第一操作的第一平面定时器。

方法600可以包括,当经过第一平面定时器时,完成(612)对第一平面的第一操作。

在一些实施方案中,方法600可以在三个或更多个平面上实现。在一些实施方案中,方法600可以在n个平面上实现,其中n是大于1的整数。在一些实施方案中,方法600可以在一个或多个块、一个或多个页面、一个或多个管芯和/或一个或多个其他存储器设备或其存储器部分上实现。

在一个实施方案中,该系统包括具有一个或多个处理器和存储器的一个或多个计算机(例如,一个或多个非易失性存储设备)。在一些实施方案中,存储器或存储器的计算机可读存储介质存储程序、模块和数据结构或其子集,以供处理器控制和运行本文公开的各种系统和方法。在一个实施方案中,一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令在由处理器执行时执行本文公开的一种或多种方法。

本领域技术人员将理解,可以在不脱离其广泛的发明构思的情况下对以上示出和描述的示例性实施方案进行改变。应当理解,因此,本发明不限于所示出和描述的示例性实施方案,而是旨在涵盖在如权利要求所限定的本发明的实质和范围内的修改。例如,示例性实施方案的具体特征可以是或可以不是受权利要求书保护的本发明的一部分,并且可组合所公开的实施方案的各种特征。除非本文特别提出,否则术语“一个”,“一种”和“所述”不限于一个元素,而应理解为是指“至少一者”。

应当理解,本发明的附图和描述中的至少一些已被简化以集中于与清楚理解本发明相关的元素,同时为了清楚起见,消除了本领域普通技术人员将理解也可以包括本发明的一部分的其他元素。然而,由于此类元素是本领域熟知的,并且因为它们不一定有利于更好地理解本发明,因此本文未提供对此类元素的描述。

此外,就本发明的方法不依赖于本文阐述的步骤的特定顺序的程度而言,步骤的特定顺序不应解释为对权利要求的限制。涉及本发明方法的任何权利要求都不应限于以所写顺序执行其步骤,并且本领域技术人员可以容易地理解,这些步骤可以改变,并且仍然在本发明的实质和范围内。

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