高密度閃存信道仿真及低復(fù)雜度糾錯技術(shù)研究.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品的普及，人們每天在互聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)上產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)變得越來越重要，未來將進(jìn)入一個數(shù)據(jù)的時代。對于這些龐大的數(shù)據(jù)，需要設(shè)備來進(jìn)行存儲。NAND閃存作為一種非易失存儲器件已在電子產(chǎn)品、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。為了滿足大容量數(shù)據(jù)存儲的需求，多層單元（MLC）存儲技術(shù)的出現(xiàn)突破了原本單層單元（SLC）存儲技術(shù)的局限。MLC存儲技術(shù)通過在單個閃存單元中存儲多個比特信息，提高了NAND閃存的存儲密度。然而，制作工藝不斷縮

2、小NAND閃存的芯片尺寸，導(dǎo)致了相鄰閃存單元間的干擾（CCI）變得越來越嚴(yán)重，成為了目前影響NAND閃存存儲可靠性的主要因素。除此之外，在存儲過程中還存在著其他噪聲以及NAND閃存使用壽命的影響，這些干擾都會使得數(shù)據(jù)在存儲及讀取過程中出現(xiàn)錯誤。
　　如何提高高密度NAND閃存的存儲可靠性，已經(jīng)成為了目前存儲研究的熱點。常用的糾錯方法有通過采用合適的糾錯碼型和有效的譯碼算法，在信息寫入到NAND閃存塊之前進(jìn)行編碼操作，在信息讀取之后

3、進(jìn)行譯碼操作，最后還原出原始信息，從而提高存儲可靠性。另外，信號處理方法也是另外一個提高存儲可靠性的新途徑，例如對NAND閃存閾值電壓信號的預(yù)處理技術(shù)和后補償處理技術(shù)。
　　本文主要對高密度NAND閃存信道進(jìn)行了深入的分析與仿真，并在此基礎(chǔ)上開展了低復(fù)雜度糾錯技術(shù)的研究。具體工作如下：
　　（1）結(jié)合高密度NAND閃存的結(jié)構(gòu)、擦除編程原理及相鄰閃存單元間干擾的特性，建立一個高密度NAND閃存信道仿真模型。在此信道模型的基礎(chǔ)上

4、，可以方便地進(jìn)行高密度NAND閃存的糾錯技術(shù)研究。通過對信道模型中的信道參數(shù)及干擾因子進(jìn)行設(shè)置，可以觀察糾錯方法在高密度NAND閃存的性能表現(xiàn)，從而設(shè)計出有效的糾錯方法。
　?。?）從差錯控制編碼方向上，采用了在目前流行的、具有優(yōu)異糾錯性能的低密度奇偶校驗（LDPC）碼作為高密度NAND閃存的糾錯碼型，同時結(jié)合高密度閃存信道的特性設(shè)計了一種改進(jìn)型軟可靠性迭代大數(shù)邏輯譯碼（modified SRBI-MLGD,MSRBI-MLGD）

5、算法，從而提高了信息存儲的可靠性。該算法在保持較好糾錯性能的同時，又降低了譯碼的復(fù)雜度。
　?。?）從信號處理方向上，提出了一種低檢測延時的后補償（LL-Post-comp）信號處理方法。NAND閃存單元的比特信息實際是通過閃存單元的閾值電壓表示的。當(dāng)NAND閃存發(fā)生干擾時，閃存單元的閾值電壓就會發(fā)生變化從而導(dǎo)致比特信息出錯。該后補償信號處理方法可以對被干擾閃存單元閾值電壓進(jìn)行補償，從而提高存儲的可靠性。同時在檢測閃存單元的閾值電