用于存储器装置的自适应温度补偿的制作方法

1.本公开的实施例大体上涉及存储器子系统，且更具体来说，涉及用于存储器装置的自适应温度补偿。

背景技术：

2.存储器子系统可以包含存储数据的一或多个存储器装置。存储器装置可为例如非易失性存储器装置和易失性存储器装置。一般来说，主机系统可利用存储器子系统以在存储器装置处存储数据且从存储器装置检索数据。

技术实现要素：

3.根据本公开的实施例，提供一种存储器系统，且所述存储器系统包括：存储器装置；和处理装置，其以操作方式与所述存储器装置耦合以执行包括以下操作的操作：接收对执行存储器存取操作的请求，所述请求识别所述存储器系统的包括所述存储器装置的至少一部分的片段中的存储器单元；确定所述存储器装置的操作温度满足阈值准则；响应于确定所述存储器装置的所述操作温度满足所述阈值准则，确定与特定于所述存储器系统的所述片段的存取控制电压调整值对应的温度补偿值；和基于所述温度补偿值表示的量，调整在所述存储器存取操作期间施加到所述存储器单元的存取控制电压。
4.根据本公开的实施例，提供一种方法，且所述方法包括：接收对执行存储器存取操作的请求，所述请求识别存储器系统的包括存储器装置的至少一部分的片段中的存储器单元；确定对所述存储器装置执行的交叉温度操作的数目满足预定准则；响应于确定对所述存储器装置执行的所述交叉温度操作数目满足所述预定准则，确定与特定于所述存储器系统的所述片段的存取控制电压调整值对应的温度补偿值；和基于所述温度补偿值表示的量，调整在所述存储器存取操作期间施加到所述存储器单元的存取控制电压。
5.根据本公开的实施例，提供一种包括指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述指令在由处理装置执行时致使所述处理装置进行以下操作：接收对执行存储器存取操作的请求，所述请求识别存储器系统的包括存储器装置的至少一部分的片段中的存储器单元；确定所述存储器装置的操作温度满足阈值准则；响应于确定所述存储器装置的所述操作温度满足所述阈值准则，确定与特定于所述存储器系统的所述片段的存取控制电压调整值对应的温度补偿值；和基于所述温度补偿值表示的量，调整在所述存储器存取操作期间施加到所述存储器单元的存取控制电压。
附图说明
6.根据下文给出的详细描述和本公开的各种实施例的附图，将更充分地理解本公开。然而，图式不应视为将本公开限制于具体实施例，而是仅用于解释和理解。
7.图1说明根据本公开的一些实施例的包含存储器子系统的实例计算系统。
8.图2是根据本公开的一些实施例的计算温度补偿值以调整电压电平的实例方法的
流程图。
9.图3a是说明根据本公开的一些实施例的电压分布移位的框图。
10.图3b是说明根据本公开的一些实施例的电压分布移位的框图。
11.图4是说明根据本公开的一些实施例的跟踪在高温度范围或低温度范围下编程的存储器块的过程的框图。
12.图5是说明根据本公开的一些实施例的在交叉温度条件下扫描存储器块并且计算存储器块的平均阈值电压的过程的框图。
13.图6是说明根据本公开的一些实施例的调整温度补偿值的过程的框图。
14.图7是说明根据本公开的一些实施例的温度补偿值计算的图表。
15.图8是其中可操作本公开的实施例的实例计算机系统的框图。
具体实施方式
16.本公开的方面针对于用于存储器子系统中的存储器装置的自适应温度补偿方案。存储器子系统可以为存储装置、存储器模块，或存储装置和存储器模块的组合。下文结合图1描述存储装置和存储器模块的实例。一般来说，主机系统可利用包含一或多个组件(例如存储数据的存储器装置)的存储器子系统。主机系统可提供数据以存储于存储器子系统处，且可请求从存储器子系统检索数据。
17.存储器子系统可以包含高密度非易失性存储器装置，其中当没有电力被供应到存储器装置时需要数据的保持。非易失性存储器装置的一个实例为与非(nand)存储器装置。下文结合图1描述非易失性存储器装置的其它实例。非易失性存储器装置是一或多个裸片的封装。每一裸片可由一或多个平面组成。对于一些类型的非易失性存储器装置(例如，nand装置)，每一平面由物理块集组成。每一块由页集合组成。每个页由一组存储器单元(“单元”)组成。单元是存储信息的电子电路。取决于单元类型，单元可存储一或多个二进制信息位，且具有与所存储的位数相关的各种逻辑状态。逻辑状态可以由二进制值(例如，“0”和“1”或这类值的组合)表示。
18.存储器系统可将数据存储在包含在存储器系统中的存储器装置的存储器单元处。存储器单元中的每一个可存储对应于从主机系统接收的数据的二进制数据的一或多个位。在一个实例中，存储系统的存储器装置可包含单层级单元(slc)存储器，其中slc存储器的每一存储器单元可被编程有单个数据位。当将一个数据位存储在slc存储器中时，存储器单元的可能电压电平的范围划分成两个范围。举例来说，所述两个范围可包含对应于逻辑数据值“1”的第一阈值电压范围和对应于逻辑数据值“0”的第二阈值电压范围。
19.一些存储系统可包含例如多层级单元(mlc)存储器等较高密度存储器装置，其通过每存储器单元存储2位、每存储器单元存储3位、每存储器单元存储4位或每存储器单元存储更多位来编程。数据可基于总电压范围而存储在mlc存储器处，所述总电压范围划分成存储器单元的某一数目的相异阈值电压范围。每一相异阈值电压范围对应于存储在存储器单元处的数据的预定值。
20.一种类型的存储器装置包含配置为四层级单元(qlc)存储器的存储器单元。在qlc存储器中，每一存储器单元可存储四个数据位。举例来说，在qlc存储器中，存储器单元可存储对应于从主机系统接收的数据的四个数据位(例如，1111、0000、1101等)。在qlc存储器
中，存储器单元的每一位存储于存储器单元的不同部分(下文也称为“页”)处。qlc存储器的存储器单元可具有总共四个页。举例来说，存储器单元可包含下部页(lp)、上部页(up)、额外页(xp)和顶部页(tp)，其中每一页存储一个数据位。在qlc存储器的存储器单元中，四个位的每一组合可对应于不同阈值电压范围(下文也称为“层级”)。举例来说，存储器单元的第一层级可对应于1111，第二层级可对应于0111，等等。因为qlc存储器的存储器单元包括4个数据位，所以存在四个数据位的总共16个可能的组合。因此，qlc存储器的存储器单元可编程为16个不同层级中的一个。
21.常规存储器系统可通过将位序列映射到存储器单元的不同电压电平中的每一个而在单个存储器单元中存储多个数据位。举例来说，特定逻辑数据值(例如，
‘
1100’)可指派到一个电压电平，且另一逻辑数据值(例如，
‘
1010’)可指派到存储器单元的另一电压电平。可通过使用将编程脉冲序列施加到存储器单元的编程操作而将数据存储到存储器单元中。编程脉冲序列可施加到存储器单元直至已在存储器单元处达到对应于数据值的电压电平。在存储器单元已编程之后，可通过在相应阈值电压范围下将读取电压施加到存储器单元且转译存储器单元处的已编程电压电平来从存储器单元读取数据。
22.在某些情况下，存储器系统可在具有不同温度(例如，在0到75摄氏度之间)的环境中操作。当数据写入到存储器单元时与当从存储器单元读取数据时之间的温度变化可影响存储于存储器单元中的电压和从存储器单元读取的电压。当写入数据时与当从存储器单元读取数据时之间的此温度改变可被称为交叉温度。
23.当存储器单元在高温度范围(65-70℃)下经编程并且在低温度范围(20-25℃)下被读取时或当存储器单元在低温度范围(20-25℃)下经编程并且在高温度范围(65-70℃)下被读取时发生交叉温度条件。出于说明性目的，使用温度范围(20-25℃)和(65-70℃)，但其它温度范围也是可能的。
24.参考图3a，对于一个实例，如果qlc存储器中的存储器单元在70℃下被编程有与数据值
‘
0100’对应的电压电平2v，且当读取存储器单元时，温度随时间改变为25℃，那么表观电压电平可能已移位到2.15v。取决于存储器单元中如何限定阈值电压范围(即，电平)，表观读取电压可反映不同的数据值(例如，
‘
0101’)。这种移位可能造成原始位错误率(rber)增加，所述增加可能超出基础错误校正码(ecc)的错误校正能力。
25.参考图3b，对于另一实例，如果qlc存储器中的存储器单元在25℃下被编程有与数据值
‘
0100’对应的电压电平2v，且当读取存储器单元时，温度随时间改变为70℃，那么表观电压电平可能已移位到1.85v。取决于存储器单元中如何限定阈值电压范围(即，电平)，表观读取电压可反映不同的数据值(例如，
‘
0011’)。这种移位可能造成原始位错误率(rber)增加，所述增加可能超出基础错误校正码(ecc)的错误校正能力。
26.本公开的方面通过具有在特定粒度级别下(例如在每裸片层级处)补偿存储器系统中的温度变化的存储器子系统来解决以上和其它缺陷。半导体裸片是上面制造功能电路的半导体材料的个别区段。每一裸片可包含组织成多个存储器块的单独的存储器装置，可存在包含在单个存储器系统中的多个裸片。取决于制造过程，特定裸片上的存储器单元可响应于温度改变而展现相对于电压移位的相对类似行为。一般来说，相比于不同裸片上的存储器单元的电压移位，一个存储器单元的响应于温度改变的电压移位有可能更类似于相同裸片上的另一单元的电压移位。
27.相应地，在一个实施例中，存储器系统可确定存储器系统中的每一裸片的单独温度补偿(“tempco”)值。可从在当读取存储器单元时的时间与当编程存储器单元时的时间之间经历温度改变的存储器单元的电压电平(阈值电压)计算温度补偿值。通过使用从正读取的特定存储器单元(即，保持存储器单元的特定裸片)的电压电平计算的温度补偿值，而非将通用补偿值用于整个存储器系统，可达成更准确的温度补偿值和读取值。
28.因此，存储器系统中的错误率可减小，可较不频繁地利用错误校正码，且可改进存储器系统的总体性能。在下文关于图1-7提供这些温度补偿技术的额外细节。
29.图1说明根据本公开的一些实施例的包含存储器子系统110的实例计算系统100。存储器子系统110可包含媒体，例如一或多个易失性存储器装置(例如，存储器装置140)、一或多个非易失性存储器装置(例如，存储器装置130)或此类的组合。
30.存储器子系统110可为存储装置、存储器模块，或存储装置和存储器模块的组合。存储装置的实例包含固态驱动器(ssd)、快闪驱动器、通用串行总线(usb)快闪驱动器、嵌入式多媒体控制器(emmc)驱动器、通用快闪存储(ufs)驱动器、安全数字(sd)卡和硬盘驱动器(hdd)。存储器模块的实例包含双列直插式存储器模块(dimm)、小型dimm(so-dimm)，和各种类型的非易失性双列直插式存储器模块(nvdimm)。
31.计算系统100可以是计算装置，例如台式计算机、手提式计算机、网络服务器、移动装置、运载工具(例如，飞机、无人机、火车、汽车或其它运输工具)、支持物联网(iot)的装置、嵌入式计算机(例如，包含在运载工具、工业设备或联网市售装置中的计算机)，或这类包含存储器和处理装置的计算装置。
32.计算系统100可包含耦合到一或多个存储器子系统110的主机系统120。在一些实施例中，主机系统120耦合到不同类型的多个存储器子系统110。图1说明耦合到一个存储器子系统110的主机系统120的一个实例。如本文中所使用，“耦合到
……”
或“与
……
耦合”通常是指组件之间的连接，其可以是间接通信连接或直接通信连接(例如不具有介入组件)，无论有线或无线，包含例如电连接、光学连接、磁连接等连接。
33.主机系统120可包括处理器芯片组和由所述处理器芯片组执行的软件堆栈。处理器芯片组可包含一或多个核心、一或多个高速缓存器、存储器控制器(例如，nvdimm控制器)，和存储协议控制器(例如，pcie控制器、sata控制器)。主机系统120使用存储器子系统110，例如，将数据写入到存储器子系统110以及从存储器子系统110读取数据。
34.主机系统120可经由物理主机接口耦合到存储器子系统110。物理主机接口的实例包含但不限于串行高级技术附件(sata)接口、外围组件互连高速(pcie)接口、通用串行总线(usb)接口、光纤通道、串行连接的scsi(sas)、双数据速率(ddr)存储器总线、小型计算机系统接口(scsi)、双列直插式存储器模块(dimm)接口(例如，支持双数据速率(ddr)的dimm套接接口)等。物理主机接口可用于在主机系统120与存储器子系统110之间发射数据。当存储器子系统110通过物理主机接口(例如，pcie总线)与主机系统120耦合时，主机系统120可进一步利用nvm高速(nvme)接口来存取存储器组件(例如，存储器装置130)。物理主机接口可提供用于在存储器子系统110与主机系统120之间传送控制、地址、数据和其它信号的接口。图1说明作为实例的存储器子系统110。一般来说，主机系统120可经由同一通信连接、多个单独通信连接和/或通信连接的组合存取多个存储器子系统。
35.存储器装置130、140可以包含不同类型的非易失性存储器装置和/或易失性存储
器装置的任何组合。易失性存储器装置(例如，存储器装置140)可以是但不限于随机存取存储器(ram)，例如动态随机存取存储器(dram)和同步动态随机存取存储器(sdram)。
36.非易失性存储器装置(例如，存储器装置130)的一些实例包含“与非”(nand)型快闪存储器和就地写入存储器，例如三维交叉点(“3d交叉点”)存储器装置，其为非易失性存储器单元的交叉点阵列。非易失性存储器单元的交叉点阵列可以结合可堆叠交叉网格化数据存取阵列基于体电阻的改变来执行位存储。另外，与许多基于闪存的存储器对比，交叉点非易失性存储器可执行就地写入操作，其中可在不预先擦除非易失性存储器单元的情况下对非易失性存储器单元进行编程。nand型快闪存储器包括例如二维nand(2d nand)和三维nand(3d nand)。
37.存储器装置130中的每一个可包含一或多个存储器单元阵列。一种类型的存储器单元，例如，单层级单元(slc)可每单元存储一个位。其它类型的存储器单元(例如多层级单元(mlc)、三层级单元(tlc)、四层级单元(qlc)和五到层级单元(plc))可每单元存储多个位。在一些实施例中，存储器装置130中的每一个可包含一或多个存储器单元阵列，如slc、mlc、tlc、qlc、plc或此类的任何组合。在一些实施例中，特定存储器装置可包含存储器单元的slc部分，以及mlc部分、tlc部分、qlc部分或plc部分。存储器装置130的存储器单元可分组为页，所述页可指用于存储数据的存储器装置的逻辑单元。对于一些类型的存储器(例如，nand)，页可进行分组以形成块。
38.虽然描述了非易失性存储器组件，例如3d交叉点非易失性存储器单元阵列和nand型快闪存储器(例如，2d nand、3d nand)，但存储器装置130可基于任何其它类型的非易失性存储器，例如只读存储器(rom)、相变存储器(pcm)、自选存储器、其它基于硫属化物的存储器、铁电晶体管随机存取存储器(fetram)、铁电随机存取存储器(feram)、磁随机存取存储器(mram)、自旋转移力矩(stt)-mram、导电桥接ram(cbram)、电阻性随机存取存储器(rram)、基于氧化物的rram(oxram)、“或非”(nor)快闪存储器或电可擦除可编程只读存储器(eeprom)。
39.存储器子系统控制器115(为简单起见，控制器115)可与存储器装置130通信以进行操作，例如在存储器装置130处读取数据、写入数据或擦除数据和其它此类操作。存储器子系统控制器115可以包含硬件，例如一或多个集成电路和/或离散组件、缓冲存储器或其组合。硬件可包含具有专用(即，硬译码)逻辑的数字电路系统以执行本文所描述的操作。存储器子系统控制器115可以是微控制器、专用逻辑电路系统(例如，现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)等)，或其它合适的处理器。
40.存储器子系统控制器115可以包含处理装置，其包含经配置以执行存储在本地存储器119中的指令的一或多个处理器(例如，处理器117)。在所说明的实例中，存储器子系统控制器115的本地存储器119包含经配置以存储指令的嵌入式存储器，所述指令用于执行控制存储器子系统110的操作(包含处理存储器子系统110与主机系统120之间的通信)的各种过程、操作、逻辑流程以及例程。
41.在一些实施例中，本地存储器119可包含存储存储器指针、提取的数据等的存储器寄存器。本地存储器119还可包含用于存储微码的只读存储器(rom)。虽然在图1中的实例存储器子系统110已说明为包含存储器子系统控制器115，但在本公开的另一个实施例中，存储器子系统110不包含存储器子系统控制器115，而是替代地可依靠外部控制(例如，由外部
主机或由与存储器子系统分开的处理器或控制器提供)。
42.通常，存储器子系统控制器115可从主机系统120接收命令或操作，且可将所述命令或操作转换为指令或适当命令来实现对存储器装置130的所要存取。存储器子系统控制器115可负责其它操作，例如耗损均衡操作、垃圾收集操作、错误检测及错误校正码(ecc)操作、加密操作、高速缓存操作，及与存储器装置130相关联的逻辑地址(如，逻辑块地址(lba)、名称空间)与物理地址(例如，物理块地址)之间的地址转换。存储器子系统控制器115可进一步包含主机接口电路系统以经由物理主机接口与主机系统120通信。主机接口电路系统可以将从主机系统接收到的命令转换成存取存储器装置130的命令指令，以及将与存储器装置130相关联的响应转换成用于主机系统120的信息。
43.存储器子系统110还可包含未说明的额外电路或组件。在一些实施例中，存储器子系统110可以包含高速缓存或缓冲器(例如，dram)和地址电路系统(例如，行解码器和列解码器)，其可从存储器子系统控制器115接收地址且对地址进行解码以存取存储器装置130。
44.在一些实施例中，存储器装置130包含本地媒体控制器135，其与存储器子系统控制器115结合操作以对存储器装置130的一或多个存储器单元执行操作。外部控制器(例如，存储器子系统控制器115)可在外部管理存储器装置130(例如，对存储器装置130执行媒体管理操作)。在一些实施例中，存储器子系统110为受管理存储器装置，其为具有在裸片上的控制逻辑(例如，本地控制器132)和用于同一存储器装置封装内的媒体管理的控制器(例如，存储器子系统控制器115)的原始存储器装置130。受管理存储器装置的实例是受管理nand(mnand)装置。
45.存储器子系统110包含温度补偿组件113，其可用于以不同粒度级别(例如，每裸片温度补偿值)确定存储器系统110的温度补偿值。温度补偿组件113可进一步在存存储器装置130上的数据存取操作(例如读取或写入操作)期间应用温度补偿值来考虑可归于温度改变的电压移位。在一些实施例中，存储器子系统控制器115包含温度补偿组件113的至少一部分。在一些实施例中，温度补偿组件113是主机系统110、应用程序或操作系统的部分。在其它实施例中，本地媒体控制器135包含温度补偿组件113的至少一部分并且被配置成执行本文中所描述的功能性。
46.温度补偿组件113可确定裸片的温度补偿值并且存储器装置130的裸片上的数据存取操作在期间应用温度补偿值。下文描述关于温度补偿组件113的操作的另外细节。
47.图2是根据本公开的一些实施例的计算温度补偿值以调整电压电平的实例方法200的流程图。方法200可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包含硬件(例如，处理装置、电路系统、专用逻辑、可编程逻辑、微码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)或其组合。在一些实施例中，方法200由图1的温度补偿组件113执行。虽然以特定顺序或次序来展示，但是除非另有指定，否则可修改过程的次序。因此，应理解，所说明实施例仅为实例，且所说明过程可以不同次序进行，且一些过程可并行地进行。另外，在各个实施例中可以省略一或多个过程。因此，在每个实施例中并不需要所有过程。其它过程流程也是可能的。
48.在操作210处，处理逻辑接收对执行存储器存取操作的请求，所述请求识别存储器系统的包含存储器装置的至少一部分的片段中的存储器单元。
49.所述对执行存储器存取操作的请求可为编程(写入)或读取请求。存储器系统的片
段可包含在上面制造具有存储器单元的存储器装置的半导体裸片。存储器单元可包含多层级存储器单元且被配置成存储数个电压电平中的一个下的电压，所述电压电平中的每一个表示不同逻辑数据值。
50.在操作220处，处理逻辑确定存储器装置的操作温度满足阈值准则。
51.所述阈值准则可为操作温度处于发生交叉温度条件所需的高温度范围或低温度范围下。在一个实施例中，所述阈值准则可为预配置的静态范围，例如高温度范围＝65-70摄氏度和/或低温度范围＝20-25摄氏度。在一个实施例中，所述阈值准则可通过与存储器装置的每一裸片相关联的配置文件经配置。当处理逻辑在第一温度范围(高/低温度范围)下将块编程到存储器系统的片段并且在第二温度范围(低/高温度范围)下从存储器系统的片段读取页时发生交叉温度条件。
52.在一个实施例中，处理逻辑确定存储器装置的交叉温度操作已满足预定准则。举例来说，计数器sample_cnt可递增以将交叉温度操作的发生数目进行计数，如图5中进一步示出。在一个实施例中，如果交叉温度操作的数目高于计数器阈值，那么满足预定准则。计数阈值可调节重新计算温度补偿值的频率，如下文进一步描述。
53.在一个实施例中，处理逻辑识别块将在第一温度范围下或第二温度范围下被编程。响应于识别块将在第一温度范围下或第二温度范围下被编程，处理逻辑存储识别将通过编程请求被编程的块的块识别符。举例来说，如果块在高温度范围(例如，70-75摄氏度)下经编程，那么块识别符可存储于热写入集中，所述热写入集识别在高温度范围下经编程的块。如果块在低温度范围(例如，20-25摄氏度)下经编程，那么块识别符可存储于冷写入集中，所述冷写入集识别在低温度范围下经编程的块。在一个实施例中，如果块从存储器装置经擦除或调度为用于垃圾收集，那么可从热写入集或冷写入集移除识别所述块的块识别符。
54.在操作230处，响应于确定存储器装置的操作温度满足阈值准则，处理逻辑确定与特定于存储器系统的片段的存取控制电压调整值对应的温度补偿值。在一个实施例中，计数器sample_cnt满足预定条件(例如，sample_cnt》1000)可用以触发温度补偿值重新计算。存取控制电压可为经施加以读取所存储的电压电平的电压。在另一实施例中，温度补偿值可用以当读取存储器单元时补偿(偏移)电压电平。
55.举例来说，如果存储器装置的操作温度处于低(20-25摄氏度)温度范围，那么处理逻辑扫描热写入集和冷写入集中的存储器块。热写入集和冷写入集可为用以存储存储器块识别符的阵列数据结构，所述存储器块识别符识别在操作温度处于高温度范围或低温度范围内时何时编程所述块。这些集中的存储器块可用以针对低操作温度范围计算与所述集中的每一个对应的平均阈值电压，如在图5中进一步描述。举例来说，计算第一平均电压阈值(电平)(ct_ct_ave)，所述第一平均电压阈值对应于在低温度范围下经编程并且在低温度范围下被读取的块。计算第二平均电压阈值(ht_ct_ave)，所述第二平均电压阈值对应于在高温度范围下经编程并且在低温度范围下被读取的块。可通过测量块中的存储器单元的随机样本的阈值电压或阈值电压移位来计算ht_ct_ave和/或ct_ct_ave。举例来说，可使用热写入集识别的存储器块的存储器单元的样本来计算ht_ct_ave。可通过针对编程电平移位来读取存储器单元，探测针对阈值电压电平的随机存储器单元，如图3a-3b中进一步说明。
56.在一个实施例中，如果存储器装置的操作温度处于高(65-70摄氏度)温度范围，那
么处理逻辑扫描热写入集和冷写入集以计算对应于所述集中的每一个的平均阈值电压。举例来说，计算第三平均阈值电压(电平)(ct_ht_ave)，所述第三平均阈值电压对应于在低温度范围下经编程并且在高温度范围下被读取的块。可计算第四平均阈值电压(ht_ht_ave)，所述算第四平均阈值电压对应于在高温度范围下经编程并且在高温度范围下被读取的块。可通过测量块中的存储器单元的随机样本的阈值电压或阈值电压移位来计算ht_ht_ave和/或ct_ht_ave。
57.在一个实施例中，处理逻辑存储采样中使用的块的数目的计数。当所述采样计数达到预定阈值(例如，1000)时，处理逻辑使用ht_ct_ave、ct_ct_ave、ht_ht_ave和ct_ht_ave计算高温度范围和低温度范围的温度补偿值。在图7中进一步说明温度补偿值的计算。
58.在操作240处，处理逻辑基于温度补偿值表示的量，调整在存储器存取操作期间施加到存储器单元的存取控制电压。
59.存储器单元的控制电压可与温度补偿值线性相关且可相对于温度补偿值以线性方式调整控制电压。在另一实施例中，温度补偿值可用以偏移读取电压电平。
60.图3a是说明根据本公开的一些实施例的电压分布移位的框图。如图3a上所示，电压分布300说明存储四个数据位的16个电平的qlc存储器单元中的两个电平
‘
0100’和
‘
0101’。存储器单元可经编程为通过将编程脉冲序列施加到存储器单元直到编程电压电平达到分布301内的值范围，以此存储与高温度范围下的分布301对应的逻辑数据值
‘
0100’。随着与存储器单元相关联的温度随时间改变到低温度范围(例如在当编程存储器单元时与当读取存储器单元时之间的时间段内)，可影响编程电压电平(或表观读取电压)且与分布301相关联的编程电压电平移位到分布303。由于分布303处于与逻辑状态值
‘
0101’相关联的分布(分布305)的范围内，存在读取错误的可能性。举例来说，读取电压电平309可经解码为对应于逻辑状态
‘
0101’而非
‘
0100’。
61.图3b是说明根据本公开的一些实施例的电压分布移位的框图。如图3b上所示，说明存储四个数据位的16个电平的qlc存储器单元中的两个电平
‘
0100’和
‘
0011’的电压分布330。存储器单元可经编程为通过将编程脉冲序列施加到存储器单元直到编程电压电平达到分布331内的值范围，以此存储与低温度范围下的分布331对应的逻辑数据值
‘
0100’。随着与存储器单元相关联的温度随时间改变到高温度范围(例如在当编程存储器单元时与当读取存储器单元时之间的时间段内)，可影响编程电压电平(或表观读取电压)且与分布331相关联的编程电压电平移位到分布333。由于分布333处于与逻辑状态值
‘
0011’相关联的分布(分布335)的范围内，存在读取错误的可能性。举例来说，读取电压电平339可经解码为对应于逻辑状态
‘
0011’而非
‘
0100’。
62.图4是说明根据本公开的一些实施例的跟踪在高温度范围或低温度范围下经编程的存储器块的过程的框图。过程400可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包含硬件(例如，处理装置、电路系统、专用逻辑、可编程逻辑、微码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)或其组合。在一些实施例中，过程400由图1的温度补偿组件113执行。
63.在操作401处，处理逻辑确定数据经编程到存储器装置130中的存储器块。所述编程可响应于来自主机系统120的对将数据存储于存储器装置130中的请求而执行。
64.在操作403处，处理逻辑测量存储器装置130的温度。举例来说，可从位于存储器装
置130中和周围的一或多个温度传感器获得温度测量值且/或从与存储器子系统110的其它组件(例如，控制器115)相关联的其它温度传感器获得温度测量值。温度补偿组件113可从一或多个温度传感器获得温度测量值以确定存储器子系统110是在高温度范围(65-70摄氏度)还是在低温度范围(20-25摄氏度)下操作。在一些实施例中，温度传感器可被配置成周期性地以预定义的时间间隔测量存储器装置130的温度并且将测得温度提供给温度补偿组件113。在一些实施例中，温度传感器可响应于可由存储器子系统控制器115发送的一或多个命令(例如测量温度的命令)而测量温度。取决于实施例，测得温度可包含上面制造存储器装置130的半导体裸片的温度、(例如，从存储器子系统控制器115获得的)存储器子系统110的操作温度或存储器子系统110位于其中的区域中的环境温度中的至少一个。
65.在操作405处，处理逻辑确定测得温度是否在低温度范围内。低温度范围可为20-25摄氏度，或小于高温度范围的任何其它温度范围。
66.在操作407处，如果温度范围处于低温度范围内，那么处理逻辑将经编程块的块识别符添加到冷写入样本集。所述冷写入样本集可包含识别在低温度范围下经编程的块的块识别符列表。
67.在操作409处，如果温度范围不在低温度范围内，那么处理逻辑确定测得温度是否在高温度范围内。高温度范围可为65-70摄氏度，或任何其它温度范围。如果测得温度在高温度范围或低温度范围之外，那么处理逻辑可返回到操作401。
68.在操作411处，如果温度范围处于高温度范围内，那么处理逻辑将经编程块的块识别符添加到热写入样本集。所述热写入样本集可包含识别在高温度范围下经编程的块的块识别符列表。
69.冷和/或热写入样本集可用以评估例如当块在第一(低/高)温度范围下经编程并且在第二(高/低)温度范围下被读取时发生交叉温度条件。在一个实施例中，如果块经擦除或调度用于垃圾收集，那么可从冷和/或热写入样本集移除对应块识别符。
70.图5是说明根据本公开的一些实施例的在交叉温度条件下扫描存储器块并且计算存储器块的平均阈值电压的过程的框图。过程500可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包含硬件(例如，处理装置、电路系统、专用逻辑、可编程逻辑、微码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)或其组合。在一些实施例中，过程500由图1的温度补偿组件113执行。
71.在操作501处，处理逻辑测量温度补偿组件113的温度。举例来说，可从位于存储器装置130中和周围的一或多个温度传感器获得温度测量值且/或从与存储器子系统110的其它组件(例如，控制器115)相关联的其它温度传感器获得温度测量值。
72.在操作503处，处理逻辑确定温度是否在低温度范围内。温度补偿组件113可从一或多个温度传感器获得温度测量值以确定存储器子系统110是否在20-25摄氏度之间操作。
73.在操作505处，如果温度范围处于低温度范围，那么处理逻辑可扫描热写入集和冷写入集两者中的块。所述块扫描包含从这两个集中的块随机采样预定数目的存储器单元以确定其在当前操作温度中的读取电压的电压移位。可通过将控制电压施加到存储器单元的随机样本以获得存储器单元的读取电压来确定块的电压移位。对于存储于存储器单元中的对应逻辑值，可将读取电压与期望的编程电压进行比较(例如，电压分布的中心是图3a-3b中的逻辑状态的期望编程电压)，存储器单元的移位平均值可用作存储器块的移位。从热写
入集中的不同存储器块的移位，处理逻辑确定用于冷读取的这些存储器块的平均电压移位，例如ht_ct_ave。从冷写入集中的不同存储器块的移位，处理逻辑确定用于冷读取的这些存储器块的平均电压移位，例如ct_ct_ave。接下来，计数器sample_cnt可递增，其中计数器可用以触发tempco重新计算，如图6中进一步说明。在一个实施例中，计数器识别正在采样的块的数目。在一个实施例中，计数器识别低/高温度范围用以扫描热/冷写入集的次数，或交叉温度条件的发生次数。
74.在操作507处，处理逻辑确定温度是否处于高温度范围内。
75.在操作509处，如果温度范围处于高温度范围，那么处理逻辑可扫描热写入集和冷写入集两者中的块。所述块扫描包含从这两个集中的块随机采样预定数目的存储器单元以确定其在当前操作温度中的读取电压的电压移位。可通过将控制电压施加到存储器单元的随机样本以获得存储器单元的读取电压来确定块的电压移位。对于存储于存储器单元中的对应逻辑值，可将读取电压与期望的编程电压进行比较(例如，电压分布的中心是图3a-3b中的逻辑状态的期望编程电压)，存储器单元的移位平均值可用作存储器块的移位。从热写入集中的不同存储器块的移位，处理逻辑确定用于热读取的这些存储器块的平均电压移位，例如ht_ht_ave。从冷写入集中的不同存储器块的移位，处理逻辑确定用于热读取的这些存储器块的平均电压移位，例如ct_ht_ave。接下来，计数器sample_cnt可递增，其中计数器可用以触发tempco重新计算，如图6中进一步说明。在一个实施例中，计数器识别正在采样的块的数目。在一个实施例中，计数器识别低/高温度范围用以扫描热/冷写入集的次数，或交叉温度条件的发生次数。
76.图6是说明根据本公开的一些实施例的调整温度补偿值的过程的框图。过程550可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包含硬件(例如，处理装置、电路系统、专用逻辑、可编程逻辑、微码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)或其组合。在一些实施例中，过程550由图1的温度补偿组件113执行。
77.在操作551处，处理逻辑确定计数器sample_cnt是否满足阈值准则。在一个实施例中，如果计数器的值大于或等于预定阈值(sample_threshold)，那么满足所述阈值准则。在一个实施例中，sample_threshold可为1000或任何其它值。
78.在操作553处，如果处理逻辑确定计数器sample_cnt满足阈值准则，那么处理逻辑调整温度补偿值tempco，如图7中进一步描述，并且重置计数器sample_cnt。
79.图7是说明根据本公开的一些实施例的温度补偿值计算的图表。参考图7，图表700示出电压与温度的曲线图。从所述图表，可绘制对应于ht_ct_ave值、ct_ct_ave值、ct_ht_ave值和ht_ht_ave值的四个点。可分别在(0,y1)、(0,y2)、(xt,y3)和(xt,y4)处绘制所述四个点。给定增量温度xt＝67.5-22.5＝45摄氏度，其处于高温度范围的中点(67.5摄氏度)与低温度范围的中点(22.5摄氏度)之间，可在图表700上绘制所述四个点。
80.可从下式确定斜率m1和m2：
[0081][0082][0083]
可从下式确定交点(x,y)：
[0084][0085]
y＝m1*x+y1
[0086]
且温度补偿值(“tempco”)可确定为：
[0087][0088]
所计算的温度补偿值可存储于作为温度补偿组件113的部分的8位寄存器中。在一个实施例中，存储器装置130中的每一裸片可具有对应温度补偿值。在一个实施例中，可根据裸片的温度补偿值调整(或补偿)存储器装置130的裸片中的存储器单元的读取电压电平。
[0089]
在一个实施例中，处理逻辑可使用所识别的温度补偿值将施加到温度补偿值的裸片的存储器单元的存取控制电压调整由温度补偿值表示的特定电压电平。对存取控制电压的此调整可考虑可归因于存储器单元的编程操作和读取操作之间的温差的任何电压移位。
[0090]
图8说明计算机系统600的实例机器，在所述计算机系统600内可执行用于致使所述机器执行本文中所论述的方法中的任一种或多种方法的指令集。在一些实施例中，计算机系统600可对应于包含、耦合到或使用存储器子系统(例如，图1的存储器子系统110)或可用以执行控制器的操作(例如，执行操作系统以执行与图1的扫温度补偿组件113对应的操作)的主机系统(例如，图1的主机系统120)。在替代性实施例中，机器可连接(例如联网)到lan、内联网、外联网和/或因特网中的其它机器。机器可作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器或作为云计算基础设施或环境中的服务器或客户端机器而以客户端-服务器网络环境中的服务器或客户端机器的容量进行操作。
[0091]
所述机器可以是个人计算机(pc)、平板pc、机顶盒(stb)、个人数字助理(pda)、蜂窝式电话、网络器具、服务器、网络路由器、交换机或桥接器，或能够执行(依序或以其它方式)指定将由所述机器采取的动作的指令集的任何机器。另外，尽管说明单个机器，但还应认为术语“机器”包含机器的任何集合，所述集合单独地或共同地执行一(或多)个指令集以进行本文中所论述的方法中的任何一或多种。
[0092]
实例计算机系统600包含处理装置602、主存储器604(例如，只读存储器(rom)、闪存存储器、动态随机存取存储器(dram)例如同步dram(sdram)或rdram等)、静态存储器606(例如，闪存存储器、静态随机存取存储器(sram)等)，以及数据存储系统618，其经由总线630彼此通信。
[0093]
处理装置602表示一或多个通用处理装置，例如微处理器、中央处理单元等。更特定来说，处理装置可以是复杂指令集计算(cisc)微处理器、精简指令集计算(risc)微处理器、超长指令字(vliw)微处理器或实施其它指令集的处理器，或实施指令集的组合的处理器。处理装置602也可以是一或多个专用处理装置，例如专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、数字信号处理器(dsp)、网络处理器等等。处理装置602被配置成执行指令626以用于执行本文中所论述的操作和步骤。计算机系统600可另外包含网络接口装置608以在网络620上通信。
[0094]
数据存储系统618可包含机器可读存储媒体624(也称为计算机可读媒体)，其上存储有一或多个指令集626或体现本文中所描述的方法或功能中的任一或多种的软件。指令
626还可在由计算机系统600执行期间完全或至少部分地驻存在主存储器604内和/或处理装置602内，主存储器604和处理装置602也构成机器可读存储媒体。机器可读存储媒体624、数据存储系统618和/或主存储器604可对应于图1的存储器子系统110。
[0095]
在一个实施例中，指令626包含实施对应于温度补偿组件(例如，图1的温度补偿组件113)的功能性的指令。尽管在实例实施例中机器可读存储媒体624展示为单个媒体，但是应认为术语“机器可读存储媒体”包含存储一或多组指令的单个媒体或多个媒体。术语“机器可读存储媒体”还应被认为包含能够存储或编码供机器执行的指令集合且致使机器执行本公开的方法中的任何一种或多种的任何媒体。术语“机器可读存储媒体”因此应被视为包含但不限于固态存储器、光学媒体和磁性媒体。
[0096]
已在针对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示方面呈现了先前详细描述的一些部分。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用以将其工作的主旨最有效地传达给所属领域的其他技术人员的方式。在本文中，且一般将算法构想为产生所要结果的操作的自洽序列。操作是要求对物理量进行物理操纵的操作。通常(但未必)，这些量采用能够存储、组合、比较以及以其它方式操纵的电或磁信号的形式。已经证实，主要出于常用的原因，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、编号等等有时是便利的。
[0097]
然而，应牢记，所有这些和类似术语将与适当物理量相关联，且仅仅为应用于这些量的便利标记。本公开可以指操控和变换计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)数量的数据为计算机系统存储器或寄存器或其它这类信息存储系统内的类似地表示为物理量的其它数据的计算机系统或类似电子计算装置的动作和过程。
[0098]
本公开还涉及用于执行本文中的操作的设备。这一设备可以出于所需目的而专门构造，或其可包含通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。这种计算机程序可存储在计算机可读存储媒体中，例如但不限于任何类型的盘，包含软盘、光盘、cd-rom以及磁性光盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、eprom、eeprom、磁卡或光卡，或适合于存储电子指令的任何类型的媒体，其各自连接到计算机系统总线。
[0099]
本文中呈现的算法和显示器在本质上并不与任何特定计算机或其它设备相关。各种通用系统可以与根据本文中的教示的程序一起使用，或可以证明构造用以执行所述方法更加专用的设备是方便的。将如下文描述中所阐述的那样来呈现各种这些系统的结构。另外，未参考任何特定编程语言来描述本公开。应了解，可使用各种编程语言来实施如本文中所描述的本公开的教示内容。
[0100]
本公开可提供为计算机程序产品或软件，其可包含在其上存储有可用于编程计算机系统(或其它电子装置)以进行根据本公开的过程的指令的机器可读媒体。机器可读媒体包含用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何机构。在一些实施例中，机器可读(例如计算机可读)媒体包含机器(例如计算机)可读存储媒体，例如只读存储器(“rom”)、随机存取存储器(“ram”)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、闪存存储器组件等。
[0101]
在前述说明书中，本公开的实施例已经参照其特定实例实施例进行描述。将显而易见的是，可在不脱离如所附权利要求书中阐述的本公开的实施例的更广精神和范围的情况下对本公开进行各种修改。因此，应在说明性意义上而非限制性意义上看待说明书和图式。

技术特征：

1.一种存储器系统，其包括：存储器装置；和处理装置，其以操作方式与所述存储器装置耦合以执行包括以下操作的操作：接收对执行存储器存取操作的请求，所述请求识别所述存储器系统的包括所述存储器装置的至少一部分的片段中的存储器单元；确定所述存储器装置的操作温度满足阈值准则；响应于确定所述存储器装置的所述操作温度满足所述阈值准则，确定与特定于所述存储器系统的所述片段的存取控制电压调整值对应的温度补偿值；和基于所述温度补偿值表示的量，调整在所述存储器存取操作期间施加到所述存储器单元的存取控制电压。2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述存储器系统的所述片段包括在上面制造具有所述存储器单元的所述存储器装置的半导体裸片。3.根据权利要求1所述的存储器系统，其中确定所述存储器装置的所述操作温度满足所述阈值准则包括确定由在第一温度范围下将块编程到所述存储器系统的所述片段并且在第二温度范围下从所述存储器系统的所述片段读取页引起的交叉温度条件的发生。4.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述存储器单元包括多层级存储器单元且被配置成存储处于多个电压电平中的一个下的电压，所述多个电压电平中的每一个表示不同的逻辑数据值。5.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述请求包括编程请求，且其中所述处理装置将执行另外包括以下操作的操作：识别块将在第一温度范围下或第二温度范围下被编程；和响应于识别所述块将在第一温度范围下或第二温度范围下被编程，存储识别将通过所述编程请求被编程的所述块的块识别符。6.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述处理装置将另外执行另外包括以下操作的操作：确定在第一温度范围下经编程的块与在第一温度范围下被读取的所述块的页的第一平均电压阈值；确定在第一温度范围下经编程的块与在第二温度范围下被读取的所述块的页的第二平均电压阈值；确定在第二温度范围下经编程的块与在第一温度范围下被读取的所述块的页的第三平均电压阈值；和确定在第二温度范围下经编程的块与在第二度范围下被读取的所述块的页的第四平均电压阈值，其中基于所述第一、第二、第三和第四平均电压阈值来确定所述温度补偿值。7.根据权利要求1所述的存储器系统，其中响应于交叉温度操作的数目满足预定准则而确定所述温度补偿值。8.一种方法，其包括：接收对执行存储器存取操作的请求，所述请求识别存储器系统的包括存储器装置的至少一部分的片段中的存储器单元；确定对所述存储器装置执行的交叉温度操作的数目满足预定准则；
响应于确定对所述存储器装置执行的所述交叉温度操作数目满足所述预定准则，确定与特定于所述存储器系统的所述片段的存取控制电压调整值对应的温度补偿值；和基于所述温度补偿值表示的量，调整在所述存储器存取操作期间施加到所述存储器单元的存取控制电压。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述存储器系统的所述片段包括在上面制造具有所述存储器单元的所述存储器装置的半导体裸片。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述交叉温度条件是由在第一温度范围下将块编程到所述存储器系统的所述片段并且在第二温度范围下从所述存储器系统的所述片段读取页引起。11.根据权利要求8所述的方法，其中所述存储器单元包括多层级存储器单元且被配置成存储处于多个电压电平中的一个下的电压，所述多个电压电平中的每一个表示不同的逻辑数据值。12.根据权利要求8所述的方法，其中所述数据存取请求包括编程请求，且其中所述处理装置将执行另外包括以下操作的操作：识别块将在第一温度范围下或第二温度范围下被编程；和响应于识别所述块将在第一温度范围下或第二温度范围下被编程，存储识别将通过所述编程请求被编程的所述块的块识别符。13.根据权利要求8所述的方法，其另外包括：确定在第一温度范围下经编程的块与在第一温度范围下被读取的所述块的页的第一平均电压阈值；确定在第一温度范围下经编程的块与在第二温度范围下被读取的所述块的页的第二平均电压阈值；确定在第二温度范围下经编程的块与在第一温度范围下被读取的所述块的页的第三平均电压阈值；和确定在第二温度范围下经编程的块与在第二度范围下被读取的所述块的页的第四平均电压阈值，其中基于所述第一、第二、第三和第四平均电压阈值来确定所述温度补偿值。14.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述存储器装置的所述多个交叉温度操作已满足预定准则包括确定所述多个交叉温度操作的计数高于预定阈值。15.一种包括指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述指令在由处理装置执行时致使所述处理装置进行以下操作：接收对执行存储器存取操作的请求，所述请求识别存储器系统的包括存储器装置的至少一部分的片段中的存储器单元；确定所述存储器装置的操作温度满足阈值准则；响应于确定所述存储器装置的所述操作温度满足所述阈值准则，确定与特定于所述存储器系统的所述片段的存取控制电压调整值对应的温度补偿值；和基于所述温度补偿值表示的量，调整在所述存储器存取操作期间施加到所述存储器单元的存取控制电压。16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述存储器系统的所述片段包括在上面制造具有所述存储器单元的所述存储器装置的半导体裸片。
17.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中确定所述存储器装置的所述操作温度满足所述阈值准则包括确定由在第一温度范围下将块编程到所述存储器系统的所述片段并且在第二温度范围下从所述存储器系统的所述片段读取页引起的交叉温度条件的发生。18.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述存储器单元包括多层级存储器单元且被配置成存储处于多个电压电平中的一个下的电压，所述多个电压电平中的每一个表示不同的逻辑数据值。19.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述请求包括编程请求，且其中所述处理装置将执行另外包括以下操作的操作：识别块将在第一温度范围下或第二温度范围下被编程；和响应于识别所述块将在第一温度范围下或第二温度范围下被编程，存储识别将通过所述编程请求被编程的所述块的块识别符。20.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述处理装置将另外执行另外包括以下操作的操作：确定在第一温度范围下经编程的块与在第一温度范围下被读取的所述块的页的第一平均电压阈值；确定在第一温度范围下经编程的块与在第二温度范围下被读取的所述块的页的第二平均电压阈值；确定在第二温度范围下经编程的块与在第一温度范围下被读取的所述块的页的第三平均电压阈值；和确定在第二温度范围下经编程的块与在第二度范围下被读取的所述块的页的第四平均电压阈值，其中基于所述第一、第二、第三和第四平均电压阈值来确定所述温度补偿值。

技术总结

本公开的实施例涉及用于存储器装置的自适应温度补偿。在一个实施例中，存储器系统接收对执行存储器存取操作的请求，所述请求识别所述存储器系统的包括存储器装置的至少一部分的片段中的存储器单元。所述系统确定所述存储器装置的操作温度满足阈值准则。响应于确定所述存储器装置的所述操作温度满足所述阈值准则，所述系统确定与特定于所述存储器系统的所述片段的存取控制电压调整值对应的温度补偿值。所述系统基于所述温度补偿值表示的量，调整在所述存储器存取操作期间施加到所述存储器单元的存取控制电压。储器单元的存取控制电压。储器单元的存取控制电压。