一种存储器操作方法技术

本发明专利技术提供了一种存储器操作方法，具体涉及一种MLC NAND Flash存储器芯片的操作方法。包括MLC NAND Flash嵌入ECC的编程方法、MLC NAND Flash嵌入ECC的读取方法；在MLC NAND Flash存储器芯片内嵌入ECC编解码模块，在MLC NAND Flash存储器编程操作时，对所要编程的数据通过ECC编码器编码后将数据传送至MLC NAND Flash存储器阵列单元中；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存储器中内嵌ECC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了MLC NAND Flash存储器编程和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，提高了MLC NAND Flash存储器芯片的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种存储器操作方法
本专利技术涉及存储器领域，具体涉及一种MLCNANDFlash(MultiLevelCell，多层单元闪存)存储器嵌入ECC(ErrorCorrectingCode,错误检查和纠正)的操作方法。
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，造成数据读、写错误。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，又需要保证编程、读取访问算法的高效执行，成为MLCNANDFlash存储器领域的技术难点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种存储器操作方法，在MLCNANDFlash存储器芯片内嵌入ECC编解码电路，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存储器在编程和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，很好地解决现有技术中存储器数据可靠性的技术瓶颈。本专利技术提出存储器操作方法在MLCNANDFlash存储器中嵌入ECC编解码电路，既满足对芯片面积的要求，又实现了嵌入ECC的编程、读取操作算法的高效执行，一定程度上解决了面积与可靠性的折中问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种存储器操作方法，包括编程方法，具体包括：发送第一周期编程操作指令；写入所要编程的MLCNANDFlash存储器地址；写入所要编程的页数据，将编程的页数据传送至嵌入ECC编程电路模块，采用嵌入ECC编程电路模块中的ECC编码器电路完成对所要编程的页数据编码；发送第二周期编程操作指令；经ECC编码器编码后的页数据传送至MLCNANDFlash存储器的页缓存电路，完成对页数据的缓存；将页缓存电路中存储的数据编程至MLCNANDFlash存储器阵列中。所述嵌入ECC编程电路模块，包括：对所要编程至MLCNANDFlash存储器阵列的页数据传送至ECC编码器电路；ECC编码器电路将页数据编码，并产生数据位和校验位；调用编程状态机电路控制数据编程至MLCNANDFlash存储器阵列。所述将页缓存电路中存储的数据编程至MLCNANDFlash存储器阵列，其编程包括低有效位LSB数据编程和高有效位MSB数据编程：首先进行低有效位LSB数据编程，将页缓存电路中所缓存的页数据的低有效位LSB数据编程至MLCNANDFlash存储器阵列；待低有效位LSB数据编程完毕后，读出低有效位LSB数据；再从页缓存电路中载入高有效位MSB的数据，结合读出的低有效位LSB数据，将高有效位MSB数据编程至MLCNANDFlash存储器阵列。所述低有效位LSB数据编程包括：步骤1：将需要编程的低有效位LSB数据载入至寄存器中，并判断低有效位LSB数据是1还是0，如果是1，则在MLCNANDFlash存储器中的阵列器件的位线施加大小为VDD的电源电压；如果是0，则在MLCNANDFlash存储器中的阵列器件的位线施加大小为0V的电压；步骤2：在MLCNANDFlash存储器阵列器件的字线施加初始编程电压，待MLCNANDFlash存储器中的阵列器件的字线初始电压和位线电压都施加完成后，对MLCNANDFlash存储器阵列器件的字线施加阶梯式脉冲电压；步骤3：施加一次阶梯式脉冲电压，待施加完一次阶梯脉冲电压后，进行一次编程验证操作；步骤4：判定低有效位LSB数据是否编程至低有效位LSB数据阈值范围内为止，若编程至低有效位LSB数据阈值范围内，则低有效位编程成功，否则继续执行步骤3及其之后的步骤。所述高有效位MSB数据编程包括：步骤1：将低有效位LSB数据读出，结合读出的低有效位LSB数据，载入所要编程的高有效位MSB数据；步骤2：在MLCNANDFlash存储器阵列器件的字线施加阶梯式脉冲电压；步骤3：每施加一次阶梯式脉冲电压进行一次编程验证操作，直到完成对高有效位MSB数据编程至高有效位MSB数据阈值范围内为止。所述编程验证操作包括：步骤1：施加验证电压VVFY；步骤2：调用编程验证状态机电路对编程的数据进行验证；步骤3：判定数据是否到达所要编程的阈值态；步骤4：若达到编程的阈值态范围，则编程成功，若未达到编程的阈值态范围，则编程失败。一种存储器操作方法，包括读取方法，具体包括：发送第一周期读取命令，读取操作以页为单位；写入需要读取MLCNANDFlash存储器阵列的地址；发送第二个周期的读取命令；读取MLCNANDFlash存储器阵列中的数据至页缓存电路；页缓存电路将读取出来的页数据传送至ECC译码器电路模块；ECC译码器对页数据译码；判定译码后的数据是否有错，若有错，ECC译码器电路对页数据纠错，若无错，则执行下一步；将译码后的数据传送至MLCNANDFlash存储器接口。所述读取MLCNANDFlash存储器阵列中的数据至页缓存电路包括读取低有效位LSB数据和高有效位MSB数据：首先读取低有效位LSB数据，施加初始电压VREAD1电压读出擦除E态和D1态的低有效位LSB数据；施加VREAD3电压读出D2态和D3态的低有效位LSB数据；此时判断是否读取高有效位MSB数据，若只需要读取低有效位LSB数据，则完成MLCNANDFlash存储器读取操作；若要读取高有效位MSB数据，则加入VREAD3电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器操作方法，包括编程方法，其特征在于，所述编程方法具体包括：发送第一周期编程操作指令；写入所要编程的MLC NAND Flash存储器地址；写入所要编程的页数据，将编程的页数据传送至嵌入ECC编程电路模块，采用嵌入ECC编程电路模块中的ECC编码器电路完成对所要编程的页数据编码；发送第二周期编程操作指令；经ECC编码器编码后的页数据传送至MLC NAND Flash存储器的页缓存电路，完成对页数据的缓存；将页缓存电路中存储的数据编程至MLC NAND Flash存储器阵列中。

【技术特征摘要】
1.一种存储器操作方法，包括编程方法，其特征在于，所述编程方法具体包括：发送第一周期编程操作指令；写入所要编程的MLCNANDFlash存储器地址；写入所要编程的页数据，将编程的页数据传送至嵌入ECC编程电路模块，采用嵌入ECC编程电路模块中的ECC编码器电路完成对所要编程的页数据编码；发送第二周期编程操作指令；经ECC编码器编码后的页数据传送至MLCNANDFlash存储器的页缓存电路，完成对页数据的缓存；将页缓存电路中存储的数据编程至MLCNANDFlash存储器阵列中。2.如权利要求1所述的存储器操作方法，其特征在于，所述嵌入ECC编程电路模块，包括：对所要编程至MLCNANDFlash存储器阵列的页数据传送至ECC编码器电路；ECC编码器电路将页数据编码，并产生数据位和校验位；调用编程状态机电路控制数据编程至MLCNANDFlash存储器阵列。3.如权利要求1所述的存储器操作方法，其特征在于，所述将页缓存电路中存储的数据编程至MLCNANDFlash存储器阵列，其编程包括低有效位LSB数据编程和高有效位MSB数据编程：首先进行低有效位LSB数据编程，将页缓存电路中所缓存的页数据的低有效位LSB数据编程至MLCNANDFlash存储器阵列；待低有效位LSB数据编程完毕后，读出低有效位LSB数据；再从页缓存电路中载入高有效位MSB的数据，结合读出的低有效位LSB数据，将高有效位MSB数据编程至MLCNANDFlash存储器阵列。4.如权利要求3所述的存储器的操作方法，其特征在于，所述低有效位LSB数据编程包括：步骤1：将需要编程的低有效位LSB数据载入至寄存器中，并判断低有效位LSB数据是1还是0，如果是1，则在MLCNANDFlash存储器中的阵列器件的位线施加大小为VDD的电源电压；如果是0，则在MLCNANDFlash存储器中的阵列器件的位线施加大小为0V的电压；步骤2：在MLCNANDFlash存储器阵列器件的字线施加初始编程电压，待MLCNANDFlash存储器中的阵列器件的字线初始电压和位线电压都施加完成后，对MLCNANDFlash存储器阵列器件的字线施加阶梯式脉冲电压；步骤3：施加一次阶梯式脉冲电压，待施...

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