存储单元门限电压读取方法、装置、电子设备及存储介质

文档序号:9841 发布日期:2021-09-17 浏览:51次 英文

存储单元门限电压读取方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及芯片

技术领域

,具体而言,涉及一种存储单元门限电压读取方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着NOR FLASH工艺的发展,存储单元物理尺寸越来越小,存储单元数据保持能力也随之越来越差,NOR FLASH 数据保持能力的可靠性测试也变得越来越重要。业界通常用存储单元门限电压随高温烘烤时间的变化曲线来评估存储单元数据保持能力。Nor Flash数据保持能力测试是Flash可靠性考核的一个非常重要的测试项。

现有技术中,一般采用ATE测试机进行芯片的门限电压读取,读取过程为:全片编程全“0”数据;从低到高改变芯片内部READ参考电压,读取数据“0”的最低门限电压的存储单元总个数。该读方式存在以下不足:同时只能读取存储数据中一类数据的保持能力,且只能反映该类数据总量随电压参READ参考电压下的变化,不能直观反映局部参考电压区间内的存储单元个数。

针对上述问题,目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种存储单元门限电压读取方法、系统、电子设备及存储介质,可直观、精确地反映出芯片中存储单元中门限电压的分布情况,实现可视化地表现出芯片的数据保持能力。

第一方面,本申请实施例提供了一种存储单元门限电压读取方法,用于读取NORFlash中存储单元的门限电压,所述方法包括以下步骤:

S1、对芯片全片编程写入棋盘格数据;

S2、调节芯片内部参考电压,并记录在所述芯片内部参考电压调节过程中出现数据变化信息的存储单元的个数及对应存储单元的地址;

S3、根据参考电压的数值和在对应参考电压下出现数据变化信息的存储单元的个数绘制门限电压分布图;

所述数据变化信息包括数据由0到1的变化和数据由1到0的变化。

所述的存储单元门限电压读取方法,其中,步骤S1包括以下子步骤:

S11、对芯片进行全片擦除处理;

S12、对芯片编程录入棋盘格数据;

S13、对芯片进行全片读取并校验棋盘格数据。

所述的存储单元门限电压读取方法,其中,步骤S2包括以下子步骤:

S21、以递增的方式调节芯片内部参考电压,记录对应参考电压下芯片中数据为0的存储单元个数及对应存储单元的地址;

S22、以递减的方式调节芯片内部参考电压,记录对应参考电压下芯片中数据为1的存储单元个数及对应存储单元的地址。

所述的存储单元门限电压读取方法,其中,步骤S21包括以下子步骤:

S211、根据第一设定电压改变芯片内部参考电压;

S212、对芯片进行全片读取,获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为0的存储单元个数,并记录对应存储单元的地址;

S213、增加第一设定电压的电压值,判断增加后的第一设定电压是否小于参考电压调节范围上限,若否则结束,若是则跳转至步骤S211。

所述的存储单元门限电压读取方法,其中,步骤S212中,通过计算当前参考电压下获取的芯片全片中包含的数据为1的存储单元个数与上一个参考电压获取的芯片全片中包含数据为1的存储单元个数之差,以获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为0的存储单元个数。

所述的存储单元门限电压读取方法,其中,步骤S22包括以下子步骤:

S221、根据第二设定电压改变芯片内部参考电压;

S222、对芯片进行全片读取,获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为1的存储单元个数,并记录对应存储单元的地址;

S223、减小第二设定电压,判断减小后的第二设定电压是否大于参考电压调节范围下限,若否则结束,若是则跳转至步骤S221。

所述的存储单元门限电压读取方法,其中,步骤S3中根据步骤S21记录的对应参考电压下芯片中数据为0的存储单元个数和步骤S22记录的对应参考电压下芯片中数据为1的存储单元个数,分别绘制第一门限电压分布图和第二门限电压分布图。

第二方面,本申请实施例还提供了存储单元门限电压读取装置,用于读取NORFlash中存储单元的门限电压,包括:

编程模块,用于对芯片全片编程写入棋盘格数据;

电压调节模块,用于调节芯片的参考电压,以递增或递减的方式调节芯片内部参考电压;

数据读取模块,读取并记录不同参考电压下芯片中数据为1或0的存储单元个数及对应存储单元的地址;

制图模块,根据读取模块获取的数据绘制门限电压分布图。

第三方面,本申请实施例还提供了一种电子设备,包括处理器以及存储器,所述存储器存储有计算机可读取指令,当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时,运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

第四方面,本申请实施例还提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

由上可知,本申请实施例提供的一种存储单元门限电压读取方法,通过对芯片全片编程写入棋盘格数据为确保门限电压测量精度提供数据基础,通过递增和递减方式调节参考电压读取芯片中存储单元的门限电压,以此为基础绘制限电压分布图,可直观、精确地反映出芯片中存储单元中门限电压的分布情况,实现可视化地表现出芯片的数据保持能力。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种存储单元门限电压读取方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的一种存储单元门限电压读取方法中步骤S21的流程执行图。

图3为本申请实施例提供的一种存储单元门限电压读取方法中步骤S22的流程执行图。

图4为本申请实施例提供的一种存储单元门限电压读取装置的结构示意图。

图5为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一方面,请参照图1-3,图1-3是本申请一些实施例中的一种存储单元门限电压读取方法,用于读取NOR Flash中存储单元的门限电压,方法包括以下步骤:

S1、对芯片全片编程写入棋盘格数据;

具体地,棋盘格数据即为CKBD数据,该数据指的是存储单元数据设计为0和1交替设置,即数据0的上下左右四个方向上的数据为1,同理,数据1的上下左右四个方向上的数据为0,设置棋盘格数据可有效防止存储单元漏电影响邻近储存单元的电压测量结果,从而提高门限电压的测量精度。

S2、调节芯片内部参考电压,并记录在所述芯片内部参考电压调节过程中出现数据变化信息的存储单元的个数及对应存储单元的地址;

S3、根据参考电压的数值和在对应参考电压下出现数据变化信息的存储单元的个数绘制门限电压分布图;

所述数据变化信息包括数据由0到1的变化和数据由1到0的变化。

其中,由于数据变化信息包括数据由0到1的变化和数据由1到0的变化,两种数据的变化分别可反映芯片中存储单元对1和对0的保持能力,具体地,数据由0到1变化反映的是对0 的保持能力,数据由1到0 的变化反映的是对1的保持能力。

其中,步骤S2中,调节的是芯片内部的read参考电压,并不会擦除棋盘格数据。

在一些优选的实施方式中,参考电压的调节为定值调整,即每次定量提升参考电压再读取当前数据情况,定量调整有利于数据整理而绘制分布图,使得分布图更能有效反映芯片整体门限电压的分布情况。

本申请实施例的一种存储单元门限电压读取方法,通过对芯片全片编程写入棋盘格数据为确保门限电压测量精度提供数据基础,通过递增和递减方式调节参考电压读取芯片中存储单元的门限电压,可获取芯片中存储单元中门限电压的分布情况,并能直观地反映出存储单元对0和1的保持能力;另外,记录对应门限电压的存储单元的地址,可根据门限电压追踪到该存储单元地址位置,利于对不同区域存储单元保持能力进行考核和分区评估。

在一些优选的实施方式中,步骤S3中绘制的门限电压分布图为正态分布图,即以门限电压为横坐标、存储单元个数为纵坐标绘制的分布图,可直观观察到存储单元整体的门限电压分布情况,从而反映出对应存储单元关于数据0和/或数据1的保持能力。

在一些优选的实施方式中,步骤S1包括以下子步骤:

S11、对芯片进行全片擦除处理;

具体地,对芯片通入擦除电压进行全片擦除,进行过擦除检测修复,避免存储单元处于过擦除状态,影响数据编程。

S12、对芯片编程录入棋盘格数据,使得存储单元数据为0和1交替设置,即数据0的上下左右四个方向上的数据为1,数据1的上下左右四个方向上的数据为0;

S13、对芯片进行全片读取并校验棋盘格数据,确保芯片全片存储单元为棋盘格数据分布,若存在非棋盘格数据区域则对该区域编程修正,然后再次进行芯片全片读取并校验,直至芯片全片编程棋盘格数据。

本申请实施例的芯片编程过程,编程前先进行全片擦除处理,可保证编程顺利,编程完成后对全片进行读取校验,可保证编程质量,使全片数据均为棋盘格数据,从而利于后续门限电压的读取。

在一些优选的实施方式中,步骤S2包括以下子步骤:

S21、以递增的方式调节芯片内部参考电压,记录对应参考电压下芯片中数据为0的存储单元个数及对应存储单元的地址;

其中,该步骤用于记录数据变化信息中由1到0变化的存储单元个数,可用于构建用于反映芯片对1保持能力的门限电压分布图。

S22、以递减的方式调节芯片内部参考电压,记录对应参考电压下芯片中数据为1的存储单元个数及对应存储单元的地址。

其中,该步骤用于记录数据变化信息中由0到1变化的存储单元个数,可用于构建用于反映芯片对0保持能力的门限电压分布图。

在一些优选的实施方式中,步骤S21和步骤S22中参考电压的调节范围为3V-10V。

具体地,NOR Flash中存储单元的门限电压主要集中分布在5-6V之间,因此,设置3V-10V的参考电压可有效覆盖全片存储单元的门限电压范围,确保读取数据的精准性、覆盖性。

更具体地,步骤S21中,参考电压设定起点为3V以上,逐步递增至超过10V时结束门限电压的读取。

更具体地,步骤S22中,参考电压设定起点为10V以下,逐步递减至低于3V时结束门限电压的读取。

在一些优选的实施方式中,步骤S21包括以下子步骤:

S211、根据第一设定电压改变芯片内部参考电压;

具体地,第一设定电压初始值定义为3V,因此第一次执行步骤S21时,将芯片内部参考电压改变为3V,质量及格的芯片在此情况下存储单元数据一般为全部或大部分表现为1;由此,往上增加第一设定电压的电压值进行第一门限电压读取,可覆盖全片存储单元的第一门限电压测取,以此清楚反映出全片存储单元对1的保持能力。

S212、对芯片进行全片读取,获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为0的存储单元个数,并记录对应存储单元的地址;

具体地,第一次读取时,可反映出参考电压为3V时,对应达到门限电压在3V以下存储单元的个数,由此类推,如下一次读取时,第一设定电压为3.3V,则对应参考电压为3.3V时,读取的是门限电压在3.3V以下的存储单元的个数,然后基于邻近两次读取的数据进行计算即可获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为0的存储单元个数,即参考电压为3.3V时,计算获取的是门限电压中大于3V而小于或等于3.3V的存储单元的个数。

更具体地,还可以是参考电压为3V时,第一读取的是参考电压在3V以上的存储单元的个数,由此类推,当参考电压为3.3V时,读取的是门限电压在3.3V以上的存储单元的个数,然后基于邻近两次读取的数据进行计算即可获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为0的存储单元个数。

S213、增加第一设定电压的电压值,判断增加后的第一设定电压是否小于参考电压调节范围上限,若否则结束,若是则跳转至步骤S211;

具体地,增加第一设定电压的电压值,若该值在参考电压的读取范围内,则返回步骤S211中,继续读取更多的门限电压数据,直至第一设定电压的电压值超出参考电压的读取范围,实现循环逻辑以获取多组门限电压数据,为后续绘制门限电压分布图奠定数据基础。

具体地,重复执行步骤S211-S213,可获取多组门限电压数据,即门限电压分别位于多个电压分段范围内的对应存储单元的个数,由此可在步骤S3中绘制门限电压为横坐标、存储单元个数为纵坐标绘制的分布图,以此范围该芯片全片存储单元对1的保持能力。

更具体地,在别的实施例中,步骤S213中可增加循环条件:判定全片中存储单元数据是否全部为0,是则结束,否则跳转至步骤S211;该循环条件优先于“判断增加后的第一设定电压是否小于参考电压调节范围上限”,由此,当增加参考电压使得全片中存储单元全部变为0时,表明全片存储单元的第一门限电压数据均在当前参考电压下,可提前结束步骤S211-S213,减少程序运算量,提高第一门限电压的读取效率。

在一些优选的实施方式中,步骤S212中,通过计算当前参考电压下获取的芯片全片中包含的数据为1的存储单元个数与上一个参考电压获取的芯片全片中包含数据为1的存储单元个数之差,以获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为0的存储单元个数;如利用参考电压为3V时获取的数据为1的存储单元个数减去参考电压为3.3V时获取的数据为1的存储单元个数,即可获得该区间内数据由1变为0的存储单元的个数,即第一门限电压在3V-3.3V区间内的存储单元的个数。

在一些优选的实施方式中,步骤S213中,第一设定电压单次增加值为0.2-0.4V;设置0.2V-0.4V的间隔进行门限电压读取,其每次测取的存储单元个数代表门限电压在该段电压间隔区间内的个数,由此可用于绘制关于门限电压分布的正态分布图像,从而反映出该芯片全片中门限电压的分布情况。

在一些优选的实施方式中,步骤S213中,第一设定电压单次增加值优选为0.3V;具体地,第一设定电压初始值为3V,在每次执行步骤S213时,第一设定电压增加0.3V,因此,当第一设定电压增加到10.2V时,执行步骤S24,结束步骤S2中门限电压的读取;步骤S211-S213读取过程中,一共测取了24组参考电压下的数据,以之为基准绘制的门限电压分布图,可清楚反映存储单元对数据1保持能力的门限电压分布情况。

在一些优选的实施方式中,步骤S22包括以下子步骤:

S221、根据第二设定电压改变芯片内部参考电压;

具体地,第二设定电压初始值定义为9.9V,因此第一次执行步骤S221时,将芯片内部参考电压改变为9.9V,质量及格的芯片在此情况下存储单元数据一般为全部或大部分表现为0;由此,往下减小第二设定电压的电压值进行第二门限电压读取,可覆盖全片存储单元的第二门限电压测取,以此清楚反映出全片存储单元对0的保持能力。

S222、对芯片进行全片读取,获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为1的存储单元个数,并记录对应存储单元的地址;

具体地,第一次读取时,可反映出参考电压为9.9V时,对应达到门限电压在9.9V以下存储单元的个数,由此类推,如下一次读取时,第二设定电压为9.6V,则对应参考电压为9.6V时,读取的是门限电压在9.6V以下的存储单元的个数,然后基于邻近两次读取的数据进行计算即可获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为1的存储单元个数,即参考电压为9.6V时,计算获取的是门限电压中大于9.6V而小于或等于9.9V的存储单元的个数。

更具体地,还可以是参考电压为9.9V时,第一读取的是参考电压在9.9V以上的存储单元的个数,由此类推,当参考电压为9.6V时,读取的是门限电压在9.6V以上的存储单元的个数,然后基于邻近两次读取的数据进行计算即可获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为1的存储单元个数。

S223、减小第二设定电压,判断减小后的第二设定电压是否大于参考电压调节范围下限,若否则结束,若是则跳转至步骤S221;

具体地,减小第二设定电压的电压值,若该值在参考电压的读取范围内,则返回步骤S221中,继续读取更多的门限电压数据,直至第二设定电压的电压值超出参考电压的读取范围,实现循环逻辑以获取多组门限电压数据,为后续绘制门限电压分布图奠定数据基础。

具体地,重复执行步骤S221-S223,可获取多组门限电压数据,即门限电压分别位于多个电压分段范围内的对应存储单元的个数,由此可绘制门限电压为横坐标、存储单元个数为纵坐标绘制的分布图,以此范围该芯片全片存储单元对0的保持能力。

更具体地,在别的实施例中,步骤S223中可增加循环条件:判定全片中存储单元数据是否全部为1,是则结束,否则跳转至步骤S221;该循环条件优先于“判判断减小后的第二设定电压是否大于参考电压调节范围下限”,由此,当减小参考电压使得全片中存储单元全部变为1时,表明全片存储单元的第二门限电压数据均在当前参考电压上,可提前结束步骤S221-S223,减少程序运算量,提高第二门限电压的读取效率。

在一些优选的实施方式中,步骤S222中,通过计算当前参考电压下获取的芯片全片中包含的数据为0的存储单元个数与上一个参考电压获取的芯片全片中包含数据为0的存储单元个数之差,以获取当前参考电压下存储阵列中数据转变为1的存储单元个数;如利用参考电压为9.9V时获取的数据为0的存储单元个数减去参考电压为9.6V时获取的数据为0的存储单元个数,即可获得该区间内数据由0变为1的存储单元的个数,即第二门限电压在9.6V-9.9V区间内的存储单元的个数。

在一些优选的实施方式中,步骤S223中,第二设定电压单次减小值为0.2-0.4V;设置0.2V-0.4V的间隔进行门限电压读取,其每次测取的存储单元个数代表门限电压在该段电压间隔区间内的个数,由此可用于绘制关于门限电压分布的正态分布图像,从而反映出该芯片全片中门限电压的分布情况。

在一些优选的实施方式中,步骤S223中,第二设定电压单次减小值优选为0.3V;具体地,第二设定电压初始值为9.9V,在每次执行步骤S33时,第二设定电压减小0.3V,因此,当第二设定电压减小到2.7V时,执行步骤S34,结束步骤S3中门限电压的读取;步骤S31-S34读取过程中,一共测取了24组参考电压下的数据,以之为基准绘制的门限电压分布图,可清楚反映存储单元对数据0保持能力的门限电压分布情况。

在一些优选的实施方式中,步骤S3中根据步骤S21记录的对应参考电压下芯片中数据为0的存储单元个数和步骤S22记录的对应参考电压下芯片中数据为1的存储单元个数,分别绘制第一门限电压分布图和第二门限电压分布图。

其中,第一门限电压分布图和第二门限电压分布图均为正态分布图,两者分别可反映出芯片中存储单元对1和0的保持能力。

在一些优选的实施方式中,还包括步骤S4、组合第一门限电压分布图和第二门限电压分布图;组合两个门限电压分布图,可在同一图像中反映出该芯片对于0和1的保持能力,从而可直观地反映出该芯片的数据保持能力。

在一些优选的实施方式中,本申请实施例的一种存储单元门限电压读取方法基于STM32测试系统进行门限电压的测试读取,具有设备成本低、检测效率高、精度高的特点。

由上可知,本申请实施例提供的一种存储单元门限电压读取方法,通过对芯片全片编程写入棋盘格数据为确保门限电压测量精度提供数据基础,通过递增和递减方式调节参考电压读取芯片中存储单元的门限电压,以此为基础绘制第一门限电压分布图和第二门限电压分布图,可直观、精确地反映出芯片中存储单元中门限电压的分布情况,实现可视化地表现出芯片的数据保持能力。

第二方面,请参照图4,图4是本申请一些实施例中提供的一种存储单元门限电压读取装置,用于读取NOR Flash中存储单元的门限电压,包括:

编程模块,用于对芯片全片编程写入棋盘格数据;

电压调节模块,用于调节芯片的参考电压,以递增或递减的方式调节芯片内部参考电压;

数据读取模块,读取并记录不同参考电压下芯片中数据为1或0的存储单元个数及对应存储单元的地址;

制图模块,根据读取模块获取的数据绘制门限电压分布图。

本申请实施例的一种存储单元门限电压读取装置,可执行存储单元门限电压读取方法,通过编程模块对芯片全片编程写入棋盘格数据为确保门限电压测量精度提供数据基础,通过电压调节模块实现递增和递减方式调节参考电压,并通过数据读取模块读取芯片中存储单元的门限电压,以此为基础利用制图模块绘制门限电压分布图,可直观、精确地反映出芯片中存储单元中门限电压的分布情况,实现可视化地表现出芯片的数据保持能力。

第三方面,请参照图5,图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图,本申请提供一种电子设备3,包括:处理器301和存储器302,处理器301和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构(未标出)互连并相互通讯,存储器302存储有处理器301可执行的计算机程序,当计算设备运行时,处理器301执行该计算机程序,以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。

第四方面,本申请实施例提供一种存储介质,所述计算机程序被处理器执行时,执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。其中,存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory, 简称SRAM),电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory, 简称EEPROM),可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory, 简称EPROM),可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory, 简称PROM),只读存储器(Read-Only Memory, 简称ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。

在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

另外,作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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