覆盖的产品: 仙人掌科技工业级CF卡系列, 仙人掌科技工业级SATA系列, 仙人掌科技工业级SD卡系列, 仙人掌科技工业级USB系列产品。

1   简介

对闪存设备来说，一些应用大部分都是读操作，基本没有写操作。例如一个大型游戏机的应用，软件一旦加载到闪存卡上就只有读操作，并禁止非正常的写入操作。

对闪存设备来说，没有写操作的这类应用，用户选择使用MLC NAND，认为MLC的耐用性，在被无限的读取操作中，不会出现问题。然而，实际状况却不是这样！从实际应用中长时间收集的数据来看，即使只有读操作，在MLC NAND设备中，也会损坏NAND。

原因：读取操作中产生的干扰错误，对闪存来说是致命的。尤其是小制程工艺的MLC（24nm以下）。

在本文中，我们将解析读取操作产生干扰错误的原因，及仙人掌科技的闪存产品，使用了哪些方法来减少、避免这些问题。

2   读取干扰错误

在一个NAND FLASH阵列里面，存储单元(cell)在一个长的串型结构里面，功能相当于一个多输入的与非门。

在一个读取操作期间，给选择到的字线(wordline)施加一个可以读操作的阀值电压，给未选择到的字线高电压，这样NAND里面所有的存储单元都被完全控制。被选择的存储单元的状态 会被传送到传感运放。

偏置条件如下图1:

图 1: 读取偏置条件

这个偏置条件，会导致其他未选择到的字线控制的存储单元被缓慢编程(漏电)，如果这个读取操作偏置条件被重复多次，最后，未选择的字线里面的cell将缓慢的上升到被编程状态，并导致传感错误，这个状态如下图：

图2: 读取干扰

附近cell的交错噪声也会导致读取干扰错误。由于设备的制程收缩，这些交错噪声会进一步导致错误，具体如下图：

典型的干扰错误是在高温环境下，因为高温会加速存储单元里面电荷的运动。

如果不能正确处理读取干扰错误，最后将形成不能修复ECC错误而导致设备损坏。

3   读取错误处理

为了减轻读取错误的影响，仙人掌科技产品实现了2个特征。

3.1    接近错误的ECC

根据ECC错误的检测阀值小于最大值，设备可以设置ECC的校正能力，当达到读操作的阀值时，错误的块将通过重新写数据而被刷新，根据不同的产品，重写操作在下次写命令时立即进行。

3.2    平均读写块

在平均读写块的过程中，每个块将对读取错误进行计数，总数会被监测并同预设置的阀值做比较，当达到阀值时，块将重写数据而被刷新。

注意产品会有很小的可能在刷新坏块时会产生很小的性能影响，一般仅仅在产品的寿命末期发生。

文章原创：工业级闪存专家仙人掌科技