高密度閃存信道仿真及低復雜度糾錯技術研究.pdf

1、隨著電子產品的普及，人們每天在互聯(lián)網與移動互聯(lián)網上產生大量的數據，數據變得越來越重要，未來將進入一個數據的時代。對于這些龐大的數據，需要設備來進行存儲。NAND閃存作為一種非易失存儲器件已在電子產品、數據存儲系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。為了滿足大容量數據存儲的需求，多層單元（MLC）存儲技術的出現(xiàn)突破了原本單層單元（SLC）存儲技術的局限。MLC存儲技術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，導致了相鄰閃存單元間的干擾（CCI）變得越來越嚴重，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據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閃存塊之前進行編碼操作，在信息讀取之后

3、進行譯碼操作，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處理技術和后補償處理技術。
　　本文主要對高密度NAND閃存信道進行了深入的分析與仿真，并在此基礎上開展了低復雜度糾錯技術的研究。具體工作如下：
　?。?）結合高密度NAND閃存的結構、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上

4、，可以方便地進行高密度NAND閃存的糾錯技術研究。通過對信道模型中的信道參數及干擾因子進行設置，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，同時結合高密度閃存信道的特性設計了一種改進型軟可靠性迭代大數邏輯譯碼（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