近年来,随着大数据、云存储等新兴领域的发展,人们对于存储容量的需求越来越高。NAND闪存作为非易失性存储介质,由于其密度高、速度快和功耗低等优点,现被广泛使用在固态存储中。为了提高NAND闪存容量,闪存厂商们一直在减小存储单元尺寸、提高多值存储位数以及增加三维堆叠层数等方面进行努力。随着闪存存储密度的增加,闪存的可靠性却在不断降低,原始误码率变的越来越高。闪存通常采用纠错码（Error Correcting Code,ECC）来进行纠错,但纠错码的纠错能力通常是有限度的。因此,面对实际复杂的闪存错误特性场景,研究相应的错误缓解机制就显得尤为重要。本文主要研究了3D NAND闪存相关的错误特性,并在错误特性研究的基础上提出了相应的错误缓解机制。本文的研究内容主要有:1.基于固件搭建了NAND闪存测试平台。在基于测试平台硬件运行逻辑和寄存器控制原理的基础上,结合闪存芯片的特征功能和闪存操作的时序逻辑,对测试平台进行了固件的设计和开发,为NAND闪存错误特性及缓解机制的研究奠定了基础。2.研究了基于闪存结构磨损的擦写循环特性和数据保留特性。在研究擦写循环特性时,通过实验分析了该错误特性在不同闪存颗粒类型下的错误情况;提出了应用BCH码的ECC缓解机制,验证了ECC机制的纠错强度和对擦写循环特性的纠错效果。在研究数据保留特性时,通过实验分析了该错误特性在不同擦写次数下随数据保留时间的错误情况;提出了自动重读校准（Automatic Read Retry Calibration,ARRC）缓解机制,验证表明相比于单纯的ECC机制,ARRC机制的纠错效率能综合提高90%以上。3.研究了基于闪存结构排布的开放块特性和数据样式特性。在研究开放块特性时,通过实验分析了该错误特性在闪存页分布中的影响范围;提出了自调整读偏移（Self-Adjusting Read Offset,SARO）缓解机制,验证表明SARO机制结合ECC机制,闪存页的错误比特数基本可以被完全纠正。在研究数据样式特性时,通过实验分析了该错误特性对不同类型闪存页错误分布的影响情况;提出了数据安全随机化（Data Security Randomization,DSR）缓解机制,验证表明DSR机制下不同类型闪存页的错误占比差异可减小至10%以内。