NAND Flash錯誤特性模型及應(yīng)用研究.pdf

1、NAND Flash作為存儲器中性能卓越的佼佼者，具備生產(chǎn)制造成本低、可存儲容量大、存儲介質(zhì)抗震抗磁性好、讀寫速度快并且數(shù)據(jù)非易失等優(yōu)點，在民用消費電子領(lǐng)域備受青睞。同時，因其抗震防磁等物理特性，也被廣泛應(yīng)用于航空、航天、醫(yī)療等相關(guān)領(lǐng)域，并且逐漸取代磁介質(zhì)存儲器成為主流的存儲器。但NAND Flash的工藝發(fā)展使得其可靠性不斷降低。由于NAND Flash使用壽命嚴(yán)格受限于平均位錯誤率（BER，Bit Error Rate），而BER隨

2、著數(shù)據(jù)駐留時間的增長而不斷上升，錯誤校驗碼（ECC，Error Correcting Code）卻僅僅能夠提供有限的糾錯能力，因此，研究相關(guān)NAND Flash錯誤特征和相關(guān)管理策略就變得十分有意義。
　　本文針對NAND Flash實際使用的需要首先對NAND Flash的錯誤特性進(jìn)行分析。然后通過硬件平臺對實驗數(shù)據(jù)采集，分析BER隨著數(shù)據(jù)駐留時間和擦寫（P/E，Program and Erase）周期次數(shù)的增長規(guī)律。最后對NA

3、ND Flash的錯誤進(jìn)行建模。一方面，使用實測數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，另一方面，采用不同的擬合手段進(jìn)行對比。實現(xiàn)了對NAND Flash數(shù)據(jù)綜合錯誤的有效預(yù)測。接下去應(yīng)用模型并結(jié)合NAND Flash錯誤特性展開以下兩方面研究。
　?。?）為了在不進(jìn)行硬件升級或增強ECC校驗算法能力的前提下延長數(shù)據(jù)的可靠駐留時間，本文對NAND Flash駐留錯誤位置固定度特性進(jìn)行探索，提出一種延長數(shù)據(jù)可靠駐留時間的管理策略。該策略依據(jù)數(shù)據(jù)駐留錯誤的

4、錯誤位置固定度特性并采用NAND Flash錯誤模型提供的數(shù)據(jù)。該策略的核心思想就是：結(jié)合錯誤模型和錯誤位置信息，在執(zhí)行ECC前將錯誤位翻轉(zhuǎn)為正確位，有效降低數(shù)據(jù)位置信息更新所占用的空間。
　?。?）為了解決傳統(tǒng)ECC糾錯方案的高糾錯能力ECC用于低磨損狀態(tài)的NAND Flash中造成運算資源及存儲空間的浪費的問題，本文對NAND Flash頁可靠性差異特性進(jìn)行探索，提出一種自適應(yīng)的混合ECC編解碼策略。該策略依據(jù)NANDFlas