一种用于MLC NAND Flash存储器的嵌入ECC读取电路装置制造方法及图纸

提供了一种用于MLC NAND Flash存储器的嵌入ECC读取电路装置，包括：ECC译码器电路、读取状态机电路。对MLC NAND Flsah存储器读取操作时，从MLC NAND Flash存储器的阵列单元读出的数据经过ECC解码器译码后读出至I/O口。MLC NAND Flash存储器的嵌入ECC读取电路装置，具备一定的纠正读取数据出错的能力，从而很大程度上解决了MLC NAND Flash存储器读取操作中数据易出错的问题，降低了外部NAND Flash存储控制器的设计复杂度，极大地提高了MLC NAND Flash存储器芯片的可靠性，解决了现有存储器可靠性技术瓶颈。

An embedded ECC reading circuit device for MLC NAND Flash memory

An embedded ECC reading circuit device for MLC NAND Flash memory is provided, including an ECC decoder circuit and a reading state machine circuit. When reading MLC NAND Flsah memory, the data read out from the array unit of MLC NAND Flash memory is decoded by ECC decoder and read out to I/O port. The embedded ECC reading circuit device of MLC NAND Flash memory has the ability to correct the errors of reading data, thus solving the problem of data error-prone in reading operation of MLC NAND Flash memory to a great extent, reducing the design complexity of external NAND Flash memory controller, greatly improving MLC NAND Fl. The reliability of the ash memory chip solves the bottleneck of the existing memory reliability technology.

【技术实现步骤摘要】
一种用于MLCNANDFlash存储器的嵌入ECC读取电路装置
本技术涉及闪存(FlashMemory)存储器
，具体涉及一种用于MLCNANDFlash(MultiLevelCell，多层单元闪存)存储器的嵌入ECC(ErrorCorrectingCode,错误检查和纠正)读取电路装置。
技术介绍
随着电子信息技术的飞速发展，移动智能设备、网络数据中心和服务器的数据存储量呈现爆炸式的增长。数据存储对存储设备容量的需求不断带动着闪存存储器快速地向更大规模、更高密度、更高可靠性的方向发展。NANDFlash存储器作为非易失性闪存芯片，其凭借着高密度、大容量等特点在电子系统、通信系统、计算机系统等领域得到了广泛的研究与应用。然而，随着集成电路工艺的特征尺寸不断缩小，存储设备容量的不断扩大，芯片的集成度更高，研究与开发更大容量的NANDFlash存储器芯片成为存储器发展的动力。现阶段，主流的NANDFlash存储器芯片包括SLCNANDFlash存储器和MLCNANDFlash存储器两种，SLCNANDFlash存储器芯片中每个器件只能存储一比特数据，所以更倾向于小容量、出错率小的应用场合。虽然MLCNANDFlash存储器芯片中数据的出错率大于SLCNANDFlash存储器芯片，但是MLCNANDFlash存储器芯片中每个器件可以存储两比特数据，所以，在相等面积和同数量器件的情况下，MLCNANDFlash存储器芯片的存储容量是SLCNANDFlash存储器芯片的两倍。由此可见，MLCNANDFlash的应用场合更加广泛。在MLCNANDFlash中，由于其有四种阈值分布，故在对其编程、读取过程中很容易出现数据翻转，极易造成数据读取错误。加之，针对航天航空领域、军用领域等高性能要求的应用领域，对MLCNANDFlash存储器芯片具有更为苛刻的高可靠性要求，因此，开发高可靠性的MLCNANDFlash存储器芯片成为存储器领域的重要研究。在现有技术的存储器电路装置中，未在存储器内部加入编解码算法，尤其针对读取操作时，由于NANDFlash器件工艺等多方面的原因，阈值电压极易漂移，造成存储器读取操作时，数据出错，严重制约存储器的可靠性。因此，在提高存储器数据可靠性的同时，既要对芯片面积有一定的控制，又需要保证读取算法的高效执行及读取数据的正确性，成为MLCNANDFlash存储器领域的技术难点。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于MLCNANDFlash存储器的嵌入ECC读取电路装置，在MLCNANDFlash存储器芯片内嵌入ECC译码器电路，对MLCNANDFlash存储器编程操作时，所要编程的数据通过ECC编码器编码后将数据传送至MLCNANDFlash存储器阵列中；对MLCNANDFlash存储器读取操作时，从MLCNANDFlash存储器的阵列读出的数据经过ECC译码器译码后读出至I/O口。MLCNANDFlash存储器中内嵌ECC编解码模块，具备一定的纠正读写数据出错的能力，从而很大程度上解决对MLCNANDFlash存储器在读取操作中数据易出错的问题，大大提高了MLCNANDFlash存储器芯片的可靠性，降低了外部NANDFlash存储控制器的设计复杂度。为解决上述技术问题，本技术提供了一种用于MLCNANDFlash存储器的嵌入ECC读取电路装置，包括：ECC译码器电路、读取状态机电路；所述ECC译码器电路与页缓存电路相连接，用于在读取存储器操作时，将页缓存电路存储的一页数据传送至ECC译码器进行译码，并对出错的数据纠错；所述读取状态机电路与外围高压控制电路相连接，与存储器阵列单元电路相连接，与ECC译码器电路相连接，用于控制数据从存储器阵列单元读出至页缓存电路，并在存储器阵列单元字线提供读取电压的逻辑控制，以及经ECC译码器译码后将数据传送至IO接口电路的整体逻辑控制；所述ECC译码器电路包括：校正子式计算电路、错误位置计算电路、钱搜索电路、缓存FIFO电路以及错误纠正电路，校正子式电路与错误位置计算电路、钱搜索电路及错误纠正电路依次连接，所述缓存FIFO电路与错误纠正电路相连接，用于在MLCNANDFlash执行从阵列读取数据时，对读取数据进行译码纠错。所述缓存FIFO电路，缓存从页缓存电路传送进来的数据位和校验位，并将其传送至错误纠正电路，错误纠正电路将其与钱搜索电路的数据进行比较，纠正出错数据。所述ECC译码器电路可对每4096比特数据纠正8比特数据。所述读取状态机电路包括：LSB数据读取控制模块、MSB数据读取控制模块、读取控制状态机电路、读取验证电路，所述LSB数据读取控制模块产生第一读取控制信号传送至读取控制状态机电路，产生LSB逻辑控制信号，控制MLCNANDFlash存储器的LSB数据的读取操作；所述MSB数据读取控制模块产生第二读取控制信号传送至读取控制状态机电路，产生逻MSB辑控制信号，控制MLCNANDFlash存储器的MSB数据的读取操作；所述读取控制状态机电路连接至读取验证电路，用于接收由LSB数据读取控制模块、MSB数据读取控制模块传送的逻辑控制信号，并按照读取控制状态机的上一个状态，确定读取控制状态机电路的下一个状态，所述读取控制状态机电路由数字电路制成；所述读取验证电路连接至I/O接口，用于接收读取控制状态机电路传送过来的逻辑状态，验证所读取到的数据的正确性，并最终传输到I/O接口。附图说明图1根据本技术一个实施例的MLCNANDFlash存储器嵌入ECC电路的装置图；图2根据本技术一个实施例的MLCNANDFlash存储器阈值分布图；图3根据本技术一个实施例的MLCNANDFlash存储器嵌入ECC编程操作电路框图；图4根据本技术一个实施例的MLCNANDFlash存储器嵌入ECC编程操作流程图；图5根据本技术一个实施例的MLCNANDFlash存储器嵌入ECC的LSB编程操作流程图；图6根据本技术一个实施例的MLCNANDFlash存储器嵌入ECC的MSB编程操作流程图；图7根据本技术一个实施例的MLCNANDFlash存储器嵌入ECC读取操作架构图；图8根据本技术一个实施例的MLCNANDFlash存储器LSB及MSB数据阈值分布图；图9根据本技术一个实施例的MLCNANDFlash存储器嵌入ECC读取操作流程图；以及图10根据本技术一个实施例的MLCNANDFlash存储器嵌入ECC的擦除操作流程图。图11根据本技术一个实施例的用于NANDFlash存储器的读取电路装置。图12根据本技术一个实施例的读取状态机电路结构图。具体实施方式在下文的特定实施例代表本技术的示例性实施例，并且本质上仅为示例说明而非限制。在说明书中，提及“一个实施例”或者“实施例”意味着结合该实施例所描述的特定特征、结构或者特性包括在本技术的至少一个实施例中。另外，以下的实施方式的说明中，对本技术的存储器之一例，此外，本领域普通技术人员应该理解，MLCNANDFlash(Multi-LevelCell，多层单元闪存)存储器中在存储器领域指一个NANDFlash阵列中的器件单元存储可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于MLC NAND Flash存储器的嵌入ECC读取电路装置，其特征在于，包括：ECC译码器电路和读取状态机电路；所述ECC译码器电路与页缓存电路相连接，用于在读取存储器操作时，将页缓存电路存储的一页数据传送至ECC译码器进行译码，并对出错的数据纠错；所述读取状态机电路与外围高压控制电路相连接，与存储器阵列单元电路相连接，与ECC译码器电路相连接，用于控制数据从存储器阵列单元读出至页缓存电路，并在存储器阵列单元字线提供读取电压的逻辑控制，以及经ECC译码器译码后将数据传送至IO接口电路的整体逻辑控制；所述ECC译码器电路包括：校正子式计算电路、错误位置计算电路、钱搜索电路、缓存FIFO电路以及错误纠正电路，校正子式电路与错误位置计算电路、钱搜索电路及错误纠正电路依次连接，所述缓存FIFO电路与错误纠正电路相连接，用于在MLC NAND Flash执行从阵列读取数据时，对读取数据进行译码纠错。

【技术特征摘要】
1.一种用于MLCNANDFlash存储器的嵌入ECC读取电路装置，其特征在于，包括：ECC译码器电路和读取状态机电路；所述ECC译码器电路与页缓存电路相连接，用于在读取存储器操作时，将页缓存电路存储的一页数据传送至ECC译码器进行译码，并对出错的数据纠错；所述读取状态机电路与外围高压控制电路相连接，与存储器阵列单元电路相连接，与ECC译码器电路相连接，用于控制数据从存储器阵列单元读出至页缓存电路，并在存储器阵列单元字线提供读取电压的逻辑控制，以及经ECC译码器译码后将数据传送至IO接口电路的整体逻辑控制；所述ECC译码器电路包括：校正子式计算电路、错误位置计算电路、钱搜索电路、缓存FIFO电路以及错误纠正电路，校正子式电路与错误位置计算电路、钱搜索电路及错误纠正电路依次连接，所述缓存FIFO电路与错误纠正电路相连接，用于在MLCNANDFlash执行从阵列读取数据时，对读取数据进行译码纠错。2.如权利要求1所述的用于MLCNANDFlash存储器的嵌入ECC读取电路装置，其特征在于，所述缓存FIFO电路，缓存从页缓存电路传送进来的数据位和校验位，并将其传送至错误纠正电路，错误纠正电路将其与钱搜索电路的数据进行比较，纠正出错数据。3.如权利要求1所述的用于MLCNANDFlash存储器的嵌入ECC读取电路装置，所述ECC译码器电路可对每4096比特数据纠正8比特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨燕，王滨，王海时，彭映杰，李英祥，王天宝，杜江，陈霞，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：新型
国别省市：四川,51