MLC型NAND闪存中Polar码的编译码研究

发布时间：2018-08-22 16:14

【摘要】：信道极化理论的提出表明在任意二进制输入离散无记忆信道下都可以构造能够达到容量限的码字序列。根据这个理论,Arikan给出了Polar码的构造方法,并证明了它具有较低的编译码复杂度。Polar码良好的性能开辟了信道编码技术的新方向。作为一种非易失性存储器,闪存的存储密度高,功耗低,因此已经广泛作为市场上的主流存储设备。MLC型NAND闪存的每个单元可以存储两位数据,降低了单位成本,使其更适用于大容量的存储设备。但正因为增加了单元内等级数量,使单元内的阈值电压分布更紧密,数据更容易出现错误。纠错码正是一种可以改善闪存可靠性、延长闪存寿命的技术。本文对Polar码的编译码方法及在MLC型NAND闪存中的差错控制方案进行了研究,本文的主要工作概括如下:1.介绍闪存基础,概述MLC型NAND闪存单元的物理结构及存储原理,描述闪存的常见操作:擦除、编程和读取。深入研究闪存的错误模型,分析错误成因,总结发现数据保持错误和编程干扰错误是闪存中最常见的两种错误类型。2.详细分析了信道极化现象,给出了AWGN、BEC与BSC信道下Polar码的编码方法和串行抵消译码算法的仿真实现,仿真结果表明,Polar码的码长越长,该译码算法的性能越好。3.分析了P/E循环下MLC型NAND闪存单元阈值电压分布情况,利用硬感知和软感知技术来读取MLC,给出了NAND闪存中Polar码的编译码算法仿真实现。仿真结果表明,和硬感知技术相比,软感知技术明显改善了MLC的耐久度。
[Abstract]:The theory of channel polarization shows that code sequences that can reach capacity limit can be constructed under any binary input discrete memoryless channel. According to this theory, Arikan gives the construction method of Polar code, and proves that it has lower encoding and decode complexity. The good performance of Polar code opens up a new direction of channel coding technology. As a kind of non-volatile memory, flash memory has high storage density and low power consumption, so it has been widely used as the mainstream storage device. MLC type NAND flash memory can store two bits of data per unit cost. Make it more suitable for large capacity storage devices. However, because of the increase in the number of levels within the cell, the threshold voltage distribution in the cell is more compact, and the data is more prone to errors. Error correction code is a technology that can improve flash memory reliability and prolong flash memory life. In this paper, the encoding and decoding methods of Polar codes and the error control scheme in MLC type NAND flash memory are studied. The main work of this paper is summarized as follows: 1. This paper introduces the basic of flash memory, summarizes the physical structure and storage principle of MLC type NAND flash memory unit, and describes the common operation of flash memory: erasure, programming and reading. This paper studies the error model of flash memory, analyzes the causes of errors, and finds out that data retention errors and programming interference errors are the two most common types of errors in flash memory. The channel polarization phenomenon is analyzed in detail, and the coding method of Polar code and the simulation realization of serial cancellation decoding algorithm under AWGNBEC and BSC channel are given. The simulation results show that the longer the code length of the code is, the better the performance of the decoding algorithm is. 3. The distribution of threshold voltage of MLC type NAND flash memory cell under P / E cycle is analyzed. The hard sensing and soft sensing techniques are used to read MLC, and the simulation implementation of Polar code encoding and decoding algorithm in NAND flash memory is presented. Simulation results show that compared with hard sensing, soft sensing improves the durability of MLC significantly.
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333

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本文编号：2197634