[发明专利]用于多级单元存储单元的非顺序编码方案的方法和装置

说明书

提供一种用于多级单元(MLC)存储单元的非顺序编码方案。具体而言，提供一种用于管理多级单元(MLC)存储单元阵列的装置和方法。根据多个实施例，非顺序编码方案被选择成相关于与多个物理状态的每一个相关联的写入尝试，向选定MLC存储单元多个可用物理状态的每一个分配不同的多位逻辑值。然后，相关于所选非连续编码方案向选定MLC存储单元写入数据。在一些实施例中，MLC存储单元包括自旋转矩转移随机存取存储器(STRAM)存储单元。在其它实施例中，MLC存储单元包括MLC闪存存储单元。

发明内容

本发明的多个实施例一般涉及管理多级单元(MLC)存储单元的阵列。

根据多个实施例，非顺序编码方案被选择成相关于与多个物理状态的每一个相关联的写尝试向选定MLC存储单元的多个可用物理状态的每一个分配不同多位逻辑值。然后，相关于所选非顺序编码方案，向选定MLC存储单元写入数据。

表征本发明的多个实施例的这些和其它特征和优点可考虑以下具体讨论和附图来理解。

附图说明

图1是根据本发明多个实施例进行操作的示例性数据储存设备的概括功能示图。

图2示出用于从图1的数据存储设备阵列读取数据或向其写入数据的电路的示例性功能框图。

图3示出根据一些实施例被表征为自旋转矩转移随机存取存储器(STRAM)存储单元的MLC存储单元。

图4是根据其它实施例被表征为STRAM存储单元的MLC存储单元。

图5示出根据另外实施例被表征为STRAM存储单元的MLC存储单元的部分。

图6绘出图5的存储单元的多个示例性物理状态和相应操作特征。

图7示出向图5-6的存储单元分配不同的编码方案。

图8列出可被选择用于图5-6的存储单元的可用、替换编码方案的布局。

图9图示了图8的替换编码方案中每一个的总能耗数据。

图10示出根据多个实施例进行操作的多个MLC闪存单元。

图11是由图10的单元构成的闪存阵列的示意图。

图12示出根据两个替换编码方案，可用于在MLC闪存单元中存储数据的不同阈值电压。

图13示出根据多个实施例用于为存储单元选择适当编码方案的例程。

具体实施方式

本公开一般涉及对多级单元(MLC)存储阵列的管理。固态存储器是为了在形状因数不断减小的情况下提供可靠的数据存储和更快的数据传递速率而正在开发的技术。

最近的进展包括使用采用MLC(多级单元)编程的多位固态存储单元。MLC单元允许每单元存储一位以上的数据。通常，每个单元中的n个存储位可由2n个不同单元状态来表示。例如，如果单个存储器单元被配置成具有2*2＝4个不同状态S1、S2、S3和S4，则对应于逻辑状态00、01、10或11的n＝2位数据能够存储在该单元中。在这种情形中，状态S1可以表示逻辑状态00，S2＝01，S3＝10，且S4＝11。

这些不同单元状态可以以不同方式表示。被配置为MLC的NAND闪存单元可以在单元的浮动栅上提供四个不同的电荷级。可以向单元施加不同的控制栅阈值电压，以确定浮动栅上的存储电荷量以及单元的编程状态。

最近开发的单元技术，诸如自旋转矩转移随机存取存储器(STRAM)单元，可通过在每个单元内结合多个MTJ(磁隧穿结)被配置成MLC，其中每个MTJ存储单个位。每个MTJ包括自由层和参考层，MTJ依据自由层磁化方向被设置成与参考层磁化方向平行或逆平行而呈现不同的电阻。