Nvm數據處理方法和裝置製造方法
2023-09-17 18:27:05
Nvm數據處理方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種NVM數據處理方法和裝置。所述NVM數據處理方法包括：根據所述NVM中存儲的映射前的N位二進位數據組合的使用情況統計信息，建立從所述映射前的N位二進位數據組合到映射後的N位二進位數據組合的映射表，N為大於1的自然數；在向所述NVM中寫入源數據時，根據所述映射表對所述源數據進行第一編碼，將編碼後的數據寫入所述NVM存儲單元中，寫入所述NVM存儲單元的數據中的預定二進位數據的數量小於所述源數據中的預定二進位數據的數量；在從所述NVM中讀取數據時，根據所述映射表對從NVM存儲單元中讀取的數據進行與所述第一編碼對應的第一解碼。本發明可以滿足對寫入NVM的數據的選擇性的要求。
【專利說明】NVM數據處理方法和裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及存儲器領域，尤其涉及一種NVM數據處理方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 非易失性存儲器（Non-volatile memory,簡稱：NVM)作為計算機必不可少的存儲 設備，對所處理信息起著重要的存儲功能。長期以來，由於其較小的單元尺寸和良好的工 作性能。常見的NVM有電擦寫可編程只讀存儲器（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，簡稱：EEPR0M)和快閃記憶體（Flash Memory，簡稱：Flash)。
[0003] 在某些情況下，出於多方面的考慮，對寫入NVM的數據具有選擇性，要求在NVM中 寫入儘可能多的"〇"或"1"。下面通過一個實例說明一種情況。
[0004] 如圖1所示，為現有技術中EEPR0M的存儲單元的結構示意圖，EEPR0M的存儲單元 (bit well)包括：襯底11、源區12、漏區13、浮柵14、控制柵15和絕緣介質16,電子e通 過隧穿原理穿入或穿出浮柵14,從而實現數據的寫入或擦除，具體地，執行擦除操作時，漏 區13的電子通過隧道到達浮柵，執行寫操作時，浮柵存儲的電子通過隧道放電。如圖2所 示，為現有技術中快閃記憶體的存儲單元的結構示意圖，快閃記憶體的存儲單元也包括襯底11、源區12、 漏區13、浮柵14、控制柵15和絕緣介質16,快閃記憶體採用雪崩熱電子注入的方法寫入數據，擦除 則和EEPR0M-樣採用隧穿效應，在執行擦除操作時，浮柵14上的電子被拉入到源區12,在 執行寫操作時，漏區13產生熱電子並將其注入到浮柵14上。EEPR0M和快閃記憶體擦除後存儲的 狀態為二進位數據" 1"，寫入後存儲的狀態為二進位數據"0"。數據保持時間是衡量NVM性 能的一個重要因素，而影響數據保持時間的主要因素是浮柵上的電荷流失。當一個NVM存 儲單元無法保持浮柵中的電荷量時，該NVM存儲單元的數據保持能力也隨之喪失。例如：高 溫會加速浮柵上電荷的放電過程，從而降低NVM的數據保持時間；採用高能X射線和Ga_a 射線等高能輻射照射NVM時，可能會有如下兩種結果：一種是電離產生的空穴可能在浮柵 的電子的作用下，被浮柵俘獲，中和掉浮柵上的負電荷，使得浮柵上的電子被中和掉；另一 種是，浮柵上的電子獲得能量，進入控制柵或襯底；上述兩種結果都會導致浮柵上的電荷流 失，從而降低了 NVM的數據保持時間。如果能夠減少浮柵上有電荷的NVM存儲單元的數量， 則可以降低浮柵上電荷流失的可能性，從而提高數據保持時間，這樣就需要在EEPR0M中寫 入儘可能多的"〇"，在快閃記憶體中寫入儘可能多的"1"。
[0005] 如何滿足對寫入NVM的數據的選擇性的要求，成為需要解決的一個問題。
【發明內容】
[0006] 本發明提供一種NVM數據處理方法和裝置，用以實現滿足對寫入NVM的數據的選 擇性的要求。
[0007] 本發明提供一種NVM數據處理方法，包括：
[0008] 根據所述NVM中存儲的映射前的N位二進位數據組合的使用情況統計信息，建立 從所述映射前的N位二進位數據組合到映射後的N位二進位數據組合的映射表，N為大於1 的自然數；
[0009] 在向所述NVM中寫入源數據時，根據所述映射表對所述源數據進行第一編碼，將 編碼後的數據寫入所述NVM存儲單元中，寫入所述NVM存儲單元的數據中的預定二進位數 據的數量小於所述源數據中的預定二進位數據的數量；
[0010] 在從所述NVM中讀取數據時，根據所述映射表對從NVM存儲單元中讀取的數據進 行與所述第一編碼對應的第一解碼。
[0011] 本發明還提供一種非易失性存儲器NVM數據處理裝置，包括：
[0012] 映射表建立模塊，用於根據所述NVM中存儲的映射前的N位二進位數據組合的使 用情況統計信息，建立從所述映射前的N位二進位數據組合到映射後的N位二進位數據組 合的映射表，N為大於1的自然數；
[0013] 第一編碼模塊，用於在向所述NVM中寫入源數據時，根據所述映射表對所述源數 據進行第一編碼，將編碼後的數據寫入所述NVM存儲單元中，寫入所述NVM存儲單元的數據 中的預定二進位數據的數量小於所述源數據中的預定二進位數據的數量；
[0014] 第一解碼模塊，用於在從所述NVM存儲單元中讀取數據時，根據所述映射表對讀 取的數據進行與所述第一編碼對應的第一解碼。
[0015] 在本發明實施例中，根據映射前的二進位數據組合的使用情況統計信息，建立映 射表，在向NVM中寫數據時，根據映射表對源數據進行第一編碼，將編碼後的數據寫入NVM 存儲單元中，最終寫入NVM存儲單元的數據中的預定二進位數據的數量小於源數據中的預 定二進位數據的數量，從而使得希望儘可能少地寫入NVM中的二進位數據的數量變少，滿 足了對寫入NVM的數據的選擇性的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明NVM數據處理方法第一實施例的流程示意圖；
[0017] 圖2為本發明NVM數據處理方法第二實施例的流程示意圖；
[0018] 圖3為本發明NVM數據處理裝置第一實施例的結構示意圖；
[0019] 圖4為本發明NVM數據處理裝置第二實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合說明書附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步的描述。
[0021] NVM數據處理方法第一實施例
[0022] 如圖1所示，為本發明NVM數據處理方法第一實施例的流程示意圖，該方法可以包 括如下步驟：
[0023] 步驟11、根據NVM中存儲的映射前的N位二進位數據組合的使用情況統計信息，建 立從映射前的N位二進位數據組合到映射後的N位二進位數據組合的映射表；
[0024] 其中，N為大於1的自然數；優選地，該步驟在系統上電時執行，使用情況統計信息 是在產生需要寫入NVM的數據時得到的，由於數據寫入NVM後，絕大多數的數據基本上只會 修改幾次，所以數據的統計特性基本不發生變化，將使用情況統計信息存儲在NVM的某個 特定區域，在系統上電時優先讀出並建立映射表，之後就可以正常讀寫NVM數據了。在大幅 更改NVM數據的時候，需要重新得到新的使用情況統計信息；可選地，使用情況統計信息為 使用頻次或使用概率。
[0025] 步驟12、在向NVM中寫入源數據時，根據映射表對源數據進行第一編碼；
[0026] 步驟13、將編碼後的數據寫入NVM存儲單元中，寫入NVM存儲單元的數據中的預定 二進位數據的數量小於源數據中的預定二進位數據的數量；
[0027] 其中，預定二進位數據為希望儘可能少地寫入NVM存儲單元中的數據。
[0028] 步驟14、在從NVM中讀取數據時，根據映射表對從NVM存儲單元中讀取的數據進行 與第一編碼對應的第一解碼。
[0029] 在本實施例中，根據映射前的二進位數據組合的使用情況統計信息，建立映射表， 在向NVM中寫數據時，根據映射表對源數據進行第一編碼，將編碼後的數據寫入NVM存儲單 元中，最終寫入NVM存儲單元的數據中的預定二進位數據的數量小於源數據中的預定二進 制數據的數量，從而使得希望儘可能少地寫入NVM中的二進位數據的數量變少，滿足了對 寫入NVM的數據的選擇性的要求。
[0030] 進一步地，在本實施中，映射表中映射後的N位二進位數據組合中預定二進位數 據的數量與對應的映射前的N位二進位數據組合的使用情況統計信息相關。可選地，映射 後的N位二進位數據組合中預定二進位數據的數量越少，對應的映射前的N位二進位數據 組合的使用頻次越高。
[0031] 下面以一個具體實例為例介紹本步驟。假設：使用情況統計信息具體為使用頻次， N = 8，N位二進位數據組合採用16進位數表示，NVM具體為快閃記憶體。為了提高快閃記憶體的數據保 持時間，希望在快閃記憶體中寫入儘可能少的數據"0"，換句話說，希望在快閃記憶體中寫入儘可能少的 數據"0"。如表1所示，為映射前的二進位數據組合的使用頻次統計表，第1行的第2-17列 依次為8位二進位數據組合OxOO-OxOF的使用頻次，第2行的第2-17列依次為8位二進位 數據組合OxlO-OxlF的使用頻次，以此類推，第16行的第2-17列依次為8位二進位數據組 合0xR)-0xFF的使用頻次。
[0032] 表1映射前的二進位數據組合的使用頻次統計表
[0033]
【權利要求】
1. 一種非易失性存儲器NVM數據處理方法，其特徵在於，包括： 根據所述NVM中存儲的映射前的N位二進位數據組合的使用情況統計信息，建立從所 述映射前的N位二進位數據組合到映射後的N位二進位數據組合的映射表，N為大於1的 自然數； 在向所述NVM中寫入源數據時，根據所述映射表對所述源數據進行第一編碼，將編碼 後的數據寫入所述NVM存儲單元中，寫入所述NVM存儲單元的數據中的預定二進位數據的 數量小於所述源數據中的預定二進位數據的數量； 在從所述NVM中讀取數據時，根據所述映射表對從NVM存儲單元中讀取的數據進行與 所述第一編碼對應的第一解碼。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據所述映射表對所述源數據進行 第一編碼之後還包括： 對第一編碼後的數據進行第二編碼，將第一編碼後的數據中的N位二進位數據組合編 碼為Μ位二進位數據組合，所述第二編碼後的數據中所述預定二進位數據的數量小於所述 第一編碼後的數據中所述預定二進位數據的數量，其中，Μ為大於Ν的自然數； 所述根據所述映射表對讀取的二進位數據進行第一解碼之前還包括：對讀取的數據進 行與所述第二編碼對應的第二解碼； 所述根據所述映射表對讀取的二進位數據進行與所述第一編碼對應的第一解碼具體 為：根據所述映射表對第二解碼後的數據進行與所述第一編碼對應的第一解碼。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述對第一編碼後的數據進行第二編碼 具體為；根據所述第一編碼後的數據中的Ν位二進位數據組合中所述預定二進位數據的數 量，對所述第一編碼後的數據中的Ν位二進位數據組合進行取反操作並增加標誌位。
4. 根據權利要求1-3任一所述的方法，其特徵在於，在所述映射表中，所述映射後的Ν 位二進位數據組合中所述預定二進位數據的數量與對應的映射前的Ν位二進位數據組合 的使用情況統計信息相關。
5. 根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，在所述映射表中，所述映射後的Ν位 二進位數據組合對應的Μ位二進位數據組合中所述預定二進位數據的數量與對應的映射 前的Ν位二進位數據組合的使用情況統計信息相關。
6. -種非易失性存儲器NVM數據處理裝置，其特徵在於，包括： 映射表建立模塊，用於根據所述NVM中存儲的映射前的Ν位二進位數據組合的使用情 況統計信息，建立從所述映射前的Ν位二進位數據組合到映射後的Ν位二進位數據組合的 映射表，Ν為大於1的自然數； 第一編碼模塊，用於在向所述NVM中寫入源數據時，根據所述映射表對所述源數據進 行第一編碼，將編碼後的數據寫入所述NVM存儲單元中，寫入所述NVM存儲單元的數據中的 預定二進位數據的數量小於所述源數據中的預定二進位數據的數量； 第一解碼模塊，用於在從所述NVM存儲單元中讀取數據時，根據所述映射表對讀取的 數據進行與所述第一編碼對應的第一解碼。
7. 根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，還包括： 第二編碼模塊，用於對第一編碼後的數據進行第二編碼，將第一編碼後的數據中的Ν 位二進位數據組合編碼為Μ位二進位數據組合，所述第二編碼後的數據中所述預定二進位 數據的數量小於所述第一編碼後的數據中所述預定二進位數據的數量，其中，Μ為大於N的 自然數； 第二解碼模塊，用於對從所述NVM存儲單元中讀取的數據進行與所述第二編碼對應的 第二解碼； 所述第一解碼器用於根據所述映射表對第二解碼後的數據進行與所述第一編碼對應 的第一解碼。
8. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述第二編碼模塊包括： 擴充單元，用於在第一編碼後的數據中的N位二進位數據組合中增加標誌位； 取反單元，用於根據所述第一編碼後的數據中的N位二進位數據組合中所述預定二進 制數據的數量，對所述第一編碼後的數據中的N位二進位數據組合進行取反操作，並設置 所述標誌位的狀態。
9. 根據權利要求6-8任一所述的裝置，其特徵在於，在所述映射表中，所述映射後的 N位二進位數據組合中所述預定二進位數據的數量與對應的映射前的N位二進位數據組合 的使用情況統計信息相關。
10. 根據權利要求7或8所述的裝置，其特徵在於，在所述映射表中，所述映射後的N位 二進位數據組合對應的Μ位二進位數據組合中所述預定二進位數據的數量與對應的映射 前的Ν位二進位數據組合的使用情況統計信息相關。
【文檔編號】G06F12/02GK104102587SQ201410325900
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月9日 優先權日:2014年7月9日
【發明者】劉忠志 申請人:昆騰微電子股份有限公司