Nand Flash 通过调整阈值的Retry方法简单描述

最近想到了一个如何更加简单的理解Nand Flash做Retry原理的方法，在这里记录分享一下

这里为了表述简单，假设一个Nand Flash，它非常非常的小，小到只有8个SLC Cell，本身Retry原理跟Block、Page、WL关系不是很大，所以就假设他们都不存在好了。这个Flash他就只有8个SLC Cell，所以他可以存储的数据量为8 bit

这个Cell也比较特别，在打入电子的时候，我们不用准确的电压值来做记录，而是用一个V1，V2来代表该Cell的电压。

如上图所示，该Flash的每个Cell只能存在V0到V7共8种电压状态，当读取数据时，根据该Cell的电压在P值的左边还是右边，判定读出的值分别为1和0。

下面开始模拟编程过程，设定我们要写入的原始数据为0x55，他的二进制是0101 0101 b，首先写入bit 0  数据为1，那么这时候Nand Flash 把Cell 0猛地打入电子，同时使其电压尽可能处于P值的左边，最后Cell0的电压落在了V1。

上图表示这时候落在V1的Cell 数量有1个，用对应的颜色在图上表示对应Cell的电压值，个数的意思是这个Flash当中，处于对应电压的Cell有多少个。

后面7个Cell就不一一展示了，假设他们在写完之后呈现出这样的一个状态

大概解释一下就是处于V2电压的Cell有bit 2和bit 1，处于V6电压的Cell有bit 3和bit 5.

这时候，我们通过P阈值来读取数据，就能正确的读出原本写入的0x55，通常情况下这个图会被画成折线图我们现在把他连起来，得到下面这个样子

这个图就是阈值分布图，可以看到在阈值P的地方两个波交叉较少，在正常的Flash当中这时候用ECC就能纠错，不过在这个特殊的Flash当中还没有数据出错。

存好数据之后，这个特殊的Flash可能会被高温，低温，ReadDisturb等等等等各种环境摧残，最终他的有一个Cell的电压发生变化了。变成了下图这种状态

如上图所示，bit 6的电压从V3跳到了V4，这时候我们再继续用阈值P来读数据，实际上读出来的是0001 0101b，即0x15，画出阈值分布曲线之后是这个形态

可以看到两个波峰交叉的地方升高了。所以这时候如果想要数据能够正确的读取出来，要将阈值P进行偏移

将阈值偏移到P0进行数据读取时，bit 6又可以读出数据是1，变回正确数据，这就是Retry时做阈值偏移的基本原理。上面画的阈值分布图实际上是针对不知道原始数据的时候画出来的，所以看不出真实的Cell变化。不过此时我们是知道原始数据为0x55的，所以知道是哪一个bit发生的变化，因此可以画出更详细的阈值分布图：

上图红线表示原始数据为1的Cell，绿色为原始数据为0的Cell。

以上就是Retry基本原理以及阈值分布图的画法解析。