论文部分内容阅读
随着电子产品的普及,人们每天在互联网与移动互联网上产生大量的数据,数据变得越来越重要,未来将进入一个数据的时代。对于这些庞大的数据,需要设备来进行存储。NAND闪存作为一种非易失存储器件已在电子产品、数据存储系统中得到了广泛的使用。为了满足大容量数据存储的需求,多层单元(MLC)存储技术的出现突破了原本单层单元(SLC)存储技术的局限。MLC存储技术通过在单个闪存单元中存储多个比特信息,提高了NAND闪存的存储密度。然而,制作工艺不断缩小NAND闪存的芯片尺寸,导致了相邻闪存单元间的干扰(CCI)变得越来越严重,成为了目前影响NAND闪存存储可靠性的主要因素。除此之外,在存储过程中还存在着其他噪声以及NAND闪存使用寿命的影响,这些干扰都会使得数据在存储及读取过程中出现错误。如何提高高密度NAND闪存的存储可靠性,已经成为了目前存储研究的热点。常用的纠错方法有通过采用合适的纠错码型和有效的译码算法,在信息写入到NAND闪存块之前进行编码操作,在信息读取之后进行译码操作,最后还原出原始信息,从而提高存储可靠性。另外,信号处理方法也是另外一个提高存储可靠性的新途径,例如对NAND闪存阈值电压信号的预处理技术和后补偿处理技术。本文主要对高密度NAND闪存信道进行了深入的分析与仿真,并在此基础上开展了低复杂度纠错技术的研究。具体工作如下:(1)结合高密度NAND闪存的结构、擦除编程原理及相邻闪存单元间干扰的特性,建立一个高密度NAND闪存信道仿真模型。在此信道模型的基础上,可以方便地进行高密度NAND闪存的纠错技术研究。通过对信道模型中的信道参数及干扰因子进行设置,可以观察纠错方法在高密度NAND闪存的性能表现,从而设计出有效的纠错方法。(2)从差错控制编码方向上,采用了在目前流行的、具有优异纠错性能的低密度奇偶校验(LDPC)码作为高密度NAND闪存的纠错码型,同时结合高密度闪存信道的特性设计了一种改进型软可靠性迭代大数逻辑译码(modified SRBI-MLGD,MSRBI-MLGD)算法,从而提高了信息存储的可靠性。该算法在保持较好纠错性能的同时,又降低了译码的复杂度。(3)从信号处理方向上,提出了一种低检测延时的后补偿(LL-Post-comp)信号处理方法。NAND闪存单元的比特信息实际是通过闪存单元的阈值电压表示的。当NAND闪存发生干扰时,闪存单元的阈值电压就会发生变化从而导致比特信息出错。该后补偿信号处理方法可以对被干扰闪存单元阈值电压进行补偿,从而提高存储的可靠性。同时在检测闪存单元的阈值电压上,只产生较低延时的开销。