【摘 要】
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NAND闪存凭借着读写速度快、体积小和容量大等优势,成为数据存储的主流存储介质。2D NAND闪存在物理尺寸上已经接近极限,限制了存储容量提升。3D NAND闪存通过在垂直方向上进行堆叠,大幅提升了存储容量,但对存储可靠性带来了新的挑战。随着3D NAND闪存的广泛普及,提升3D NAND的数据存储可靠性是当前存储领域的研究热点之一。尽管以往的阈值电压检测技术和基于软判决的低密度奇偶校验（Low-
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NAND闪存凭借着读写速度快、体积小和容量大等优势,成为数据存储的主流存储介质。2D NAND闪存在物理尺寸上已经接近极限,限制了存储容量提升。3D NAND闪存通过在垂直方向上进行堆叠,大幅提升了存储容量,但对存储可靠性带来了新的挑战。随着3D NAND闪存的广泛普及,提升3D NAND的数据存储可靠性是当前存储领域的研究热点之一。尽管以往的阈值电压检测技术和基于软判决的低密度奇偶校验（Low-Density Parity-Check,LDPC）码能有效的改善2D NAND闪存的可靠性,但3D NAND闪存的结构导致了其与2D NAND闪存的错误特征不同,充分利用3D NAND闪存错误特征设计检测译码方案及算法能进一步提升存储系统性能。本文结合3D NAND闪存的错误特征,研究了高效的阈值电压检测方案以及相似性辅助的软判决译码方案,同时对方案的性能进行了分析。本文具体的研究内容归纳如下:（1）深入研究了NAND闪存以及3D NAND闪存的基础机制、结构特性等。通过基于FPGA实际平台对3D NAND闪存芯片的实际测试数据,对在不同情况下编程擦除噪声、数据保存时间持久性噪声情况下的阈值电压偏移特征进行了详细分析,同时对3D NAND闪存中的错误特征差异性进行了分析。（2）基于3D NAND闪存阈值电压分布偏移规律、错误特征以及闪存中的数据写入特征,提出了一种高效的阈值电压检测方案。该方案随着数据保存时间增加,降低原始码率的效果越明显,相比采用默认读参考电压方式平均降低约20%。同时读参考电压的调整次数相对于闪存控制器中达到最优读参考电压的重读机制,平均降低约30%。仿真结果显示,该方案能在不损失过多性能的情况下有效降低数据的原始误码率。（3）根据3D NAND闪存中的错误特征,结合3D NAND闪存的结构相似性,提出了一种层间相似性辅助软判决译码方案。通过选取不同层的分布进行实验,仿真结果显示,该方案能降低原始误码率,同时迭代次数维持在较低的水平。
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