NOR型闪存芯片及其擦除操作控制系统和控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种NOR型闪存芯片及其擦除操作控制系统和控制方法，该系统包括第一状态标记模块、标记信息存储器和修复处理模块；第一状态标记模块用于在NOR型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启之前，设置存储在非易失的标记信息存储器中的第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态；修复处理模块用于在上电启动后，获取第一状态标记信息以控制采用预设擦除修复策略进行擦除修复。本发明专利技术整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，避免了外部复杂的控制流程，提高了芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理效率和精度，避免了因擦除操作中电源中断导致芯片重启后数据错误的情况发生。据错误的情况发生。据错误的情况发生。

【技术实现步骤摘要】
NOR型闪存芯片及其擦除操作控制系统和控制方法


[0001]本专利技术涉及闪存
，特别涉及一种NOR(一种闪存芯片的类型)型闪存芯片及其擦除操作控制系统和控制方法。

技术介绍

[0002]半导体存储器是现代信息处理系统中不可缺少的组成部分，按照存储物理特性主要分为VM(Volatile Memory，易失性存储器)和NVM(Nonvolatile Memory，非易失性存储器)两大类。闪存(Flash Memory)是当前最为通用的非易失性存储器，根据记忆单元阵列结构和读写方式的不同，当前的闪存主要分为NOR型闪存和NAND型闪存两种类型。闪存的基本操作包括写入(Program)、擦除(Erase)与读取(Read)；其中，写入与擦除分别对应闪存的FG(浮栅层)或ONO(氧化硅
‑
氮化硅
‑
氧化硅)层的充电、放电过程。
[0003]以NOR型闪存为例，其擦除的操作对应的是FG或ONO的放电过程，一般通过FN隧道贯穿(FN Tunneling)来实现。根据闪存阵列的排布，擦除可按照扇区(Sector)或区块(Block)整体操作。为保证闪存存储单元(Cell)的阈值电压(VT)分布的均匀性，常规的NOR闪存擦除操作流程包括“前写入(Preprogram Step)”，“擦除(Erase Step)”，“过擦除恢复(Recovery Step)”，“数据刷新(Refresh Step)”等几个步骤。
[0004]NOR型闪存中擦除操作的时间相较于读、写等其他操作的时间更长，在几十或几百毫秒级。如果在擦除操作中有供电电源的中断或干扰，造成芯片重启，擦除操作意外中断，则芯片内所存储的数据将会有很高的读取出错的风险。原因在于芯片重启后，芯片工作状态寄存器重置，不会自动继续之前未完成的操作。重启之前正在进行擦除操作的区域在擦除操作中断后，该区域的数据所在状态不确定。图1列出了NOR型闪存典型擦除操作中在不同步骤受到中断对数据的可能影响。另外，除目标区域内的数据读错风险外，邻近区域的数据也可能受到影响，原因是一方面如果电源中断重启发生在Erase Step或Recovery Step，邻近区域受擦写负压干扰造成的VT降低无法恢复，可能影响数据可靠性；另一方面如目标擦除操作区域内Cell的阈值电压VT过低，则共用位线(Bit line)的相邻区域在读操作时会有位线漏电流，造成读取错误，如图2所示。
[0005]目前，针对闪存芯片(特别对于NOR型闪存芯片而言)在擦除操作时发生电源断电后会造成的数据出错，主要采用如下两种防护措施：
[0006](1)要求用户保持闪存芯片的电源稳定，并在任何软件或硬件方式重启之前检查状态寄存器状态，以确保擦除操作完成。但是该方式并不能防止由于系统电源不稳造成的闪存被动重启的情况发生。
[0007](2)增加特定过擦除恢复操作命令；但是该方式存在需要外部监督与控制，外部流程复杂等问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中针对NOR型闪存芯片，在擦除操
作中有供电电源的中断或干扰时，发生擦除中断易造成数据出错的执行方案存在要么需要增加芯片启动时间、要么需要外部监督与控制，外部流程复杂等缺陷，目的在于提供一种NOR型闪存芯片及其擦除操作控制系统和控制方法。
[0009]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0010]本专利技术提供一种NOR型闪存芯片的擦除操作控制系统，所述擦除操作控制系统包括依次电连接的第一状态标记模块、标记信息存储器和修复处理模块；
[0011]所述第一状态标记模块用于在所述NOR型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启之前，设置存储在非易失的所述标记信息存储器中的第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态；
[0012]所述修复处理模块用于在上电启动后，获取所述标记信息存储器中存储的所述第一状态标记信息，并根据所述第一状态标记信息控制采用预设擦除修复策略进行擦除修复。
[0013]本方案中，能够实现一旦在NOR型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启后并再重新上电启动时，能够自动读取到标记信息存储器存储中表征擦除操作发生异常中断的第一状态标记信息，再根据该第一状态标记信息分析确定与其对应的擦除修复方案，以采用擦除修复方案自动执行擦除修复操作。本方案的整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，避免了外部复杂的控制流程；同时能够节省芯片启动时间，实现在无需依赖外部系统监督控制的情况下，有效地提高了对NOR型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理效率，保证了擦除恢复操作的精度以及可靠性，避免了因擦除操作中电源中断导致芯片重启后数据错误的情况发生。
[0014]较佳地，所述擦除操作控制系统还包括与所述第一状态标记模块电连接的擦除状态监测模块；
[0015]所述擦除状态监测模块用于监测所述NOR型闪存芯片在擦除操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电时，生成触发信号并传输至所述第一状态标记模块；
[0016]所述第一状态标记模块用于基于所述触发信号设置存储在非易失的所述标记信息存储器中的所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态。
[0017]本方案中，能够实时监测造成擦除操作发生中断的擦除中断干扰因素，及时触发设置表征擦除操作发生异常中断的第一状态标记信息并予以存储至非易失的标记信息存储器中，保证一旦在NOR型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启后并再重新上电启动时，能够自动读取到标记信息存储器中的该第一状态标记信息，以有效地提高了对NOR型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理及时性、可靠性和精度。
[0018]较佳地，所述修复处理模块包括与所述标记信息存储器依次电连接的状态读取单元和擦除修复控制单元；
[0019]所述状态读取单元用于在所述NOR型闪存芯片上电启动后，读取所述标记信息存储器中的所述第一状态标记信息并发送至所述擦除修复控制单元；
[0020]所述擦除修复控制单元用于在所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常
中断的状态时，获取对应的所述预设擦除修复策略进行擦除修复。
[0021]本方案中，通过设置修复处理模块包含两个功能单元，分别独立完成对第一状态标记信息的读取功能，和基于第一状态标记信息的擦除修复操作的控制功能，基于两者之间相互独立且关联配合，保证了修复处理操作的执行效率；整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，同时也属于适配于NOR型闪存芯片的改进设计要求，保证了擦除操作控制方案在NOR型闪存芯片中实现的合理性和有效性。
[0022]较佳地，所述擦除操作控制系统还包括区块擦除状态标记模块；
[0023]所述区块擦除状态标记模块包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种NOR型闪存芯片的擦除操作控制系统，其特征在于，所述擦除操作控制系统包括依次电连接的第一状态标记模块、标记信息存储器和修复处理模块；所述第一状态标记模块用于在所述NOR型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启之前，设置存储在非易失的所述标记信息存储器中的第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态；所述修复处理模块用于在上电启动后，获取所述标记信息存储器中存储的所述第一状态标记信息，并根据所述第一状态标记信息控制采用预设擦除修复策略进行擦除修复。2.如权利要求1所述的NOR型闪存芯片的擦除操作控制系统，其特征在于，所述擦除操作控制系统还包括与所述第一状态标记模块电连接的擦除状态监测模块；所述擦除状态监测模块用于监测所述NOR型闪存芯片在擦除操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电时，生成触发信号并传输至所述第一状态标记模块；所述第一状态标记模块用于基于所述触发信号设置存储在非易失的所述标记信息存储器中的所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态。3.如权利要求2所述的NOR型闪存芯片的擦除操作控制系统，其特征在于，所述修复处理模块包括与所述标记信息存储器依次电连接的状态读取单元和擦除修复控制单元；所述状态读取单元用于在所述NOR型闪存芯片上电启动后，读取所述标记信息存储器中的所述第一状态标记信息并发送至所述擦除修复控制单元；所述擦除修复控制单元用于在所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，获取对应的所述预设擦除修复策略进行擦除修复。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的NOR型闪存芯片的擦除操作控制系统，其特征在于，所述擦除操作控制系统还包括区块擦除状态标记模块；所述区块擦除状态标记模块包括若干与所述NOR型闪存芯片的每个物理区块一一对应的擦除操作完成标记存储单元；所述擦除操作控制系统用于控制所述擦除操作完成标记存储单元与对应的所述物理区块一同进行擦除操作；所述擦除操作控制系统还用于在所述擦除操作完成标记存储单元对应的所述物理区块完成擦除操作后，对所述擦除操作完成标记存储单元执行写操作；所述修复处理模块用于在所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，根据所述擦除操作完成标记存储单元是否被执行写操作的情况确认发生擦除中断的物理区块的区块地址，并对所述区块地址处的物理区块执行擦除修复。5.如权利要求1
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3中任一项所述的NOR型闪存芯片的擦除操作控制系统，其特征在于，所述擦除操作控制系统还包括位线电流检测模块；所述修复处理模块用于在所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，调用所述位线电流检测模块；所述位线电流检测模块用于获取所述NOR型闪存芯片中整个闪存阵列的位线电流信息，并在所述位线电流信息表征存在位线漏电流时，获取发生位线漏电流的物理区块或物理扇区对应的地址信息，并对所述地址信息对应的物理区块或者物理扇区进行擦除修复。6.如权利要求2所述的NOR型闪存芯片的擦除操作控制系统，其特征在于，所述擦除状
态监测模块还用于监测所述NOR型闪存芯片在擦除修复操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电时，再次生成所述触发信号并传输至所述第一状态标记模块。7.如权利要求2或3所述的NOR型闪存芯片的擦除操作控制系统，其特征在于，所述第一状态标记模块包括擦除状态确定单元和状态存储器擦写单元；所述擦除状态确定单元分别与所述NOR型闪存芯片中的擦除操作状态机和所述状态存储器擦写单元电连接；所述擦除状态确定单元用于接收所述擦除操作状态机在执行擦除操作时产生并输出的状态信号；其中，所述状态信号包括擦除操作的开始信号和结束信号；所述状态存储器擦写单元用于根据所述状态信号和所述触发信号，设置存储在非易失的所述标记信息存储器中的所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态。8.如权利要求7所述的NOR型闪存芯片的擦除操作控制系统，其特征在于，所述状态存储器擦写单元包括电源泵和与所述电源泵电连接的辅助供电电源；所述电源泵用于给所述状态存储器擦写单元提供执行擦除操作和写入操作时的第一工作电压；所述辅助供电电源用于在异常断电时给所述状态存储器擦写单元提供第一设定时长的第二工作电压。9.如权利要求8所述的NOR型闪存芯片的擦除操作控制系统，其特征在于，所述擦除状态确定单元包括D触发器；其中，所述D触发器的时钟端接入擦除操作的开始信号，所述D触发器的复位信号端由上电信号和擦除操作的所述结束信号控制；所述D触发器的D端处于上拉状态，所述D触发器的输出端输出表征擦除操作过程中是否有电源中...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛维，林小峰，朱庆军，郑展为，张晓印，
申请(专利权)人：南京优存科技有限公司，
类型：发明
国别省市：