存储器芯片电力管理制造技术

将用于存储器芯片的电源电压与多个阈值电压进行比较，所述多个阈值电压对应于这样的电压：低于该电压，各类存储器操作可不再保证。当电源电压下降至低于阈值电压时，采取适当的动作，这可以包括生成诸如标记之类的指示符，以某种修改的方式继续操作，或者要么永久地禁用不再保证的操作，要么禁用不再保证的操作直到电力恢复为止或者直到某个其它适当的时间为止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及诸如半导体快闪存储器系统之类的可再编程存储器系统的操作，并且更具体地，涉及用于当电源电压下降时管理这种存储器系统中的电力的系统和方法。
技术介绍
能够对电荷进行非易失性存储的固态存储器，特别是以封装为小外形卡的EEPROM和快闪EEPROM的形式的固态存储器近来已成为各种移动和手持装置、特别是信息设备以及消费电子产品的存储选择。与也是固态存储器的RAM(随机存取存储器)不同，快闪存储器是非易失性的，并且即使在电源关断之后也保留其存储的数据。此外，与ROM(只读存储器)不同，快闪存储器是可重写的，与盘存储装置类似。尽管快闪存储器的成本较高，但其仍越来越多地在大规模存储应用中使用。基于诸如硬盘驱动器和软盘之类的旋转磁性介质的传统大规模存储不适于移动及手持环境。这是因为硬盘驱动器趋于大体积，易于发生机械故障，并且具有高等待时间和高功率要求。这些不希望的属性使基于盘的存储在大多数移动和便携应用中不实用。另一方面，嵌入式和以可移除卡的形式的快闪存储器由于其尺寸小、功耗低、速度快并且可靠性高的特点而理想地适于移动及手持环境。快闪EEPROM类似于EPROM(电可擦除可编程只读存储器)之处在于其是可以被擦除且使得新数据被写入或“编程”到其存储器单元中的非易失性存储器。在场效应晶体管结构中，两者利用在源极和漏极区域之间的、位于半导体衬底中的沟道区之上的浮置(未连接)导电栅极。然后，控制栅极被提供在浮置栅极上。晶体管的阈值电压特性受浮置栅极上保留的电荷量控制。也就是说，对于在浮置栅极上的给定水平的电荷，存在必须在晶体管“导通”以允许在其源极和漏极区域之间导电之前施加到该控制栅极的对应电压(阈值)。具体地，诸如快闪EEPROM的快闪存储器允许同时擦除存储器单元的各整个块。除了快闪存储器以外，其它形式的非易失性存储器可用在非易失性存储器系统中。例如，铁电RAM(FeRAM或RFAM)使用铁电层来通过施加电场来记录数据位，该电场以指示存储“1”还是“0”的取向而使特定区域中的原子取向。磁阻RAM(MRAM)使用磁存储元件来存储数据位。诸如双向通用存储器(OUM)之类的相变存储器(PCME或PRAM)使用特定材料中的相位变化来记录数据位。各种其它的非易失性存储器也在使用中或已提出用于非易失性存储器系统中。常见的存储器系统包括一个或多个存储器芯片、通用串行总线(USB)快闪驱动器或者固态驱动器(SSD)，该一个或多个存储器芯片与存储器控制器芯片一起安装在印刷电路板上，并且封入外壳中以形成存储器卡，该通用串行总线快闪驱动器或者固态驱动器具有物理接口，该物理接口允许其与一系列主机装置连接。典型地，存储器系统通过这种接口从主机接收它的电力，使得其依赖主机来获取其电力。由主机所供给的电力的电压可通过接口标准来设置(例如，USB提供5.0伏电源)。通常存在期望主机来提供的某个范围的可接受的电源电压。如果电压下降至该范围以下，则存储器系统可能复位，造成所有进行中的存储器操作停止，潜在地造成未被保存的数据丢失，并且如果电源电压回到其规定范围则需要时间和电力来恢复。在移动装置中，电力通常由电池来提供。可在不同的时间从电池汲取不同分量的电流，使得电源电压可能随着汲取大电流而下降。由于电池寿命是移动装置的重要特征，所以制造商试图通过随着电池接近耗尽而继续运行移动装置来延长电池寿命。然而，在这样的接近耗尽状况下，由电池所提供的电压可能从其正常值下降。多个电力需求使移动主机尤其随着电池接近耗尽而难以将处于一致电压的电源提供给存储器系统。即使在电源电压达到触发复位的点之前，电源电压的波动也可能造成问题。因此，尤其在移动装置中，存在对于应对电源电压的波动的电力管理系统的需要。
技术实现思路
根据本专利技术的一般方面，存储器芯片包括电压比较电路，所述电压比较电路将电源电压与多个阈值电压进行比较，并且当所述电源电压下降至低于阈值电压时提供指示符。所述存储器芯片还包括电力管理电路，所述电力管理电路对如由电压比较电路所指示的电源电压的下降进行响应。可以选择阈值电压对应于这样的电压：低于该电压，特定操作或操作组变得不可靠，并且不再能够保证。所述电力管理电路可以以几个不同的方式来对低于阈值电压的压降进行响应。受影响的类中的操作(不再能够保证的操作类)可被暂时或无限期禁用。在一些情形中，或者以修改的方式，或者以对于主机的某种指示符使得所述主机获悉所述操作可能无法圆满地完成，而使所述操作继续。根据示例的操作非易失性存储器芯片的方法包括：将电源电压与多个阈值电压进行比较，所述多个阈值电压至少包括第一阈值电压和低于所述第一阈值电压的第二阈值电压；当所述电源电压下降至低于所述第一阈值电压时，禁用第一类存储器操作；以及当所述电源电压下降至低于所述第二阈值电压时，禁用所述第一类存储器操作并且附加地禁用在所述电源电压下降至低于所述第一阈值电压时未被禁用的第二类存储器操作。当所述电源电压下降至低于所述第一阈值电压时，所述第一类存储器操作可暂时被禁用，并且可将来自所述第一类存储器操作的存储器操作排队用于稍后执行。随后当所述电源电压升高至高于所述第一阈值电压时，可以执行已排队的存储器操作。当所述电源电压下降至低于所述第一阈值电压时，可生成第一状态指示符，并且所述存储器系统可等待用于启用所述第一类存储器操作的命令；以及当所述电源电压下降至低于所述第二阈值电压时，可生成第二状态指示符，并且所述存储器系统可等待用于启用所述第二类存储器操作的命令。所述第一类存储器操作可包括存储器单元擦除操作，并且所述第二类存储器操作可包括存储器编程操作。所述多个阈值电压至少可以包括第三阈值电压和第四阈值电压，所述第三阈值电压低于所述第二阈值电压，所述第四阈值电压低于所述第三阈值电压；当所述电源电压下降至低于所述第三阈值电压时，可禁用所述第一类存储器操作和所述第二类存储器操作，并且附加地可禁用当所述电源电压下降至低于所述第二阈值电压时未被禁用的第三类存储器操作；以及当所述电源电压下降至低于所述第四阈值电压时，可禁用所述第一类存储器操作、所述第二类存储器操作以及所述第三类存储器操作，并且附加地可禁用当所述电源电压下降至低于所述第三阈值电压时未被禁用的第四类存储器操作。所述第三类存储器操作包括存储器读操作，并且所述第四类操作包括寄存器设置操作。根据示例的非易失性存储器芯片包括：非易失性存储器单元的阵列；电...

【技术保护点】
一种操作非易失性存储器芯片的方法，包括：将电源电压与多个阈值电压进行比较，所述多个阈值电压至少包括第一阈值电压和低于所述第一阈值电压的第二阈值电压；当所述电源电压下降至低于所述第一阈值电压时，禁用第一类存储器操作；以及当所述电源电压下降至低于所述第二阈值电压时，禁用所述第一类存储器操作并且附加地禁用第二类存储器操作，所述第二类存储器操作在所述电源电压下降至低于所述第一阈值电压时未被禁用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.14 US 13/471,1981.一种操作非易失性存储器芯片的方法，包括：
将电源电压与多个阈值电压进行比较，所述多个阈值电压至少包括第一
阈值电压和低于所述第一阈值电压的第二阈值电压；
当所述电源电压下降至低于所述第一阈值电压时，禁用第一类存储器操
作；以及
当所述电源电压下降至低于所述第二阈值电压时，禁用所述第一类存储
器操作并且附加地禁用第二类存储器操作，所述第二类存储器操作在所述电
源电压下降至低于所述第一阈值电压时未被禁用。
2.根据权利要求1所述的方法，当所述电源电压下降至低于所述第一阈
值电压时，暂时禁用所述第一类存储器操作，并且将来自所述第一类存储器
操作的存储器操作排队用于稍后执行。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括随后当所述电源电压升高至高于
所述第一阈值电压时，执行已排队的存储器操作。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括当所述电源电压下降至低于所述
第一阈值电压时，生成第一状态指示符并且等待用于启用所述第一类存储器
操作的命令；以及
当所述电源电压下降至低于所述第二阈值电压时，生成第二状态指示符
并且等待用于启用所述第二类存储器操作的命令。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一类存储器操作包括存储器
单元擦除操作，并且所述第二类存储器操作包括存储器编程操作。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个阈值电压至少还包括第三
阈值电压和第四阈值电压，所述第三阈值电压低于所述第二阈值电压，所述
第四阈值电压低于所述第三阈值电压；
当所述电源电压下降至低于所述第三阈值电压时，禁用所述第一类存储
器操作和所述第二类存储器操作，并且附加地禁用第三类存储器操作，所述
第三类存储器操作在所述电源电压下降至低于所述第二阈值电压时未被禁
用；以及
当所述电源电压下降至低于所述第四阈值电压时，禁用所述第一类存储
器操作、所述第二类存储器操作以及所述第三类存储器操作，并且附加地禁

\t用第四类存储器操作，所述第四类存储器操作在所述电源电压下降至低于所
述第三阈值电压时未被禁用。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第三类存储器操作包括存储器
读操作，并且所述第四类操作包括寄存器设置操作。
8.一种非易失性存储器芯片，包括：
非易失性存储器单元的阵列；
电力输入，接收处于供给电压的供电；
电压比较电路，连接于所述电力输入，所述电压比较电路将所述供给电
压与第一阈值电压和第二阈值电压比较，当所述供给电压低于所述第一阈值
电压时，所述电压比较电路提供第一信号，并且当所述供给电压低于所述第
二阈值电压时，所述电压比较电路提供第二信号；以及
电力管理电路，配置来响应于所述第一信号，仅禁用第一类存储器操作，
所述电力管理电路配置来响应于所述第二信号禁用所述第一类存储器操作并
且附加地禁用响应于所述第一信号而未被禁用的第二类存储器操作。
9.根据权利要求8所述的非易失性存储器芯片，还包括命令缓冲器，该
命令缓冲器保持与被禁用的存储器操作对应的命令用于稍后执行。
10.根据权利要求8所述的非易失性存储器芯片，其中所述电压比较电
路还将所述供给电压与第三阈值电压和第四阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：EJ塔姆，
申请(专利权)人：桑迪士克科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US