CN105531673A - 用于小型化装置的优化的闪存存储器装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有相关联的存储器装置的植入式医疗装置。所述植入式医疗装置利用用于优化所述存储器装置的一个或多个嵌入式操作的技术，这类操作包括编程、读取或擦除数据。用于优化这些嵌入式操作的这些技术包括：根据所述植入式医疗装置的能量源来控制这些操作。

Description

用于小型化装置的优化的闪存存储器装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年9月19日提交的美国临时申请No.61/876,431的优先权，此美国临时申请通过引用被整体结合在此。
技术领域
本公开涉及植入式医疗装置，并且更具体地说涉及包含具有优化嵌入式操作的存储器装置的植入式医疗装置。
背景技术
存在感测数据、提供诊断信息和/或递送治疗的多种医疗装置。当这种装置被(全部或部分)植入时，它被称为植入式医疗装置(IMD)。IMD的实例是植入式循环记录器、植入式起搏器、以及植入式复律除颤器，它们是监测心脏的电活动和/或(在需要时)向一个或多个心室提供电刺激的电子医疗装置。
随着IMD技术在试图解决无数生命维持/增强需求方面的进步，问题诸如IMD电池使用寿命、IMD质量和增加的功能仍然是IMD设计过程中的关键考虑因素。用于在IMD内提供功率的常规方法涉及使用与顾客可商购的常见电池不同的自含式电池。这种自含式电池包括容纳在电池壳内的活性电化学电池单元部件。电池外壳连接器或触点被提供用于与设置在IMD内的电路建立电连接。
可归于IMD的功能可能受到电池能量的损耗的影响。例如，每种IMD通常包括处理器，该处理器执行“操作指令”或应用“操作代码”以执行IMD的各种操作功能。典型的操作指令存储在IMD内的一个或多个非易失性存储器模块中。此外，由IMD感测的数据也存储在一个或多个易失性存储器模块中。非易失性存储器包括例如闪存存储器、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、以及非易失性随机存取存储器(NVRAM)。
大部分注意力一直集中在优化IMD的功能以优化植入式医疗装置的电源的消耗。在设计植入式医疗装置时，电池消耗始终是一个问题，但这个问题对于仅可以容纳小型电池罐的小形状系数装置而言更为明显。仍然需要增强优化涉及易失性存储器模块中的存储操作的IMD的操作功能。
发明内容
总体上，本公开涉及一个或多个存储器装置在植入式医疗装置(IMD)中的设计。根据本发明的多个方面，公开了以下技术：实现具有编程延迟的存储器装置使得能够缩小IMD的电池尺寸和容量。
一个方面，公开了植入式医疗装置，所述植入式医疗装置包括电池、处理单元以及存储器装置。存储器装置包括：存储器扇区，所述存储器扇区包括多个存储器元件；以及状态机，配置成根据电池的参数来控制与存储器扇区的编程操作相关联的时序。
编程操作可以通过以下方式控制：根据先前的对第一存储器元件的数据写入之后的编程延迟持续时间来改变对存储器扇区的给定的存储器元件的输入写入的时序。
另一个方面，公开了用于对植入式医疗装置的存储器装置编程的方法。所述方法包括以下任务：计算植入式医疗装置的电池的参数；擦除存储器装置的存储器扇区；在存储器扇区中执行对多个元件的迭代编程；以及在对多个元件中的至少一个元件编程之前施加编程延迟，其中编程延迟是所计算的参数的函数。
在实施例中，编程延迟的值被定义为电池的参数的函数。
以下附图和描述阐述了一个或多个实例的细节。通过描述、附图以及权利要求书，本公开的其他特征、目的以及优点将是明显的。
附图说明
以下附图说明了本公开的具体实施例，并且因此并不限制本公开的范围。附图(不按比例)意图与下文详细描述中的解释结合使用，其中相同的元件由相同的参考号表示。此外，不同特征结构的特定位置仅是示例性的，除非另外指出。
图1是示出可以将植入式医疗装置植入其中的患者的前视图的治疗系统的概念图；
图2示出植入式医疗装置已植入患者体内的治疗系统的概念图的另一个实施例；
图3是根据本公开的实施例可以被用在图1和图2的植入式医疗装置内的操作电路的实施例的方框图；
图4提供本公开的植入式医疗装置的存储器装置的一个实施例的方框图；
图5描绘表示本公开的存储器装置的状态机的实施例的图；
图6A示出在未实现编程延迟的情况下扇区编程时间对累积电流损耗的曲线图；并且
图6B示出在存在基于电池的容量而选择的编程延迟的情况下扇区编程时间对累积电流损耗的曲线图。
具体实施方式
本发明涉及用于优化电池供电装置诸如植入式医疗装置的功率消耗的闪存存储器装置的配置。如本领域中一般已知的，闪存存储器装置是一类非易失性存储器装置。闪存存储器装置提供数据的非易失性存储，并且还方便地允许数据编程到(写入到)存储器中且从该存储器擦除多次，从而允许多种灵活应用。这类闪存存储器装置提供电擦除以及小的存储单元(cell)尺寸。在闪存存储器装置中，多个单晶体管核心存储单元可以形成在半导体衬底上，其中每个存储单元包含P型导电性衬底、与该衬底整体形成的N型导电性源极区、以及同样与该衬底整体形成的N型导电性漏极区。浮空栅通过薄电介质层而与衬底分开。第二电介质层将控制栅与浮空栅分开。衬底中的P型沟道区将源极区与漏极区分开。
用于闪存存储器的一种类型的架构典型地被称为NOR闪存存储器架构，该NOR闪存存储器架构是分成了多个扇区的闪存存储单元的阵列。另外，每个扇区内的存储器存储单元由可以包括多个存储器分段的存储器元件组装而成。典型的分段可以包括多个存储单元，这些存储单元构成机器字(或字节)并且分段各自可以被独立地写入或读取。
在典型的NOR闪存中，每个扇区内的每个存储单元晶体管的源极区连接到公共节点上。因此，特定扇区内的所有存储单元可以同时擦除或可以逐个扇区地执行擦除。为了对闪存存储单元执行编程，将漏极区和控制栅提升到高于施加到源极区上的电位的预先确定的电位。例如，漏极区上施加了大约+5.5伏特的电压VD，伴随控制栅上施加大约+9伏特的电压VG。这些电压产生“热电子”，这些热电子加速穿过薄电介质层并且到达浮空栅上。热电子注入造成浮空栅临界值增加大约2至4伏特。为了避免不必要地使本发明的新颖方面混乱，闪存存储器装置的操作的已知细节将不在此进行描述。有关操作描述，阅读者请参考授权给永刚(Yonggang)等人的美国专利No.8,462,564，“闪存存储器编程功率减少(Flashmemoryprogrammingpowerreduction)”，该专利通过引用以其全部内容结合在此。
为了擦除闪存存储单元内的数据，将正电位(例如，+5伏特)施加到源极区上。向控制栅施加负电位(例如，-8伏特)，并且允许漏极区浮动。浮空栅与源极区之间产生强电场，并且通过福勒-诺得海姆隧穿(Fowler-Nordheimtunneling)将负电荷从浮空栅吸引至源极区。
闪存存储器装置基于许多设计参数诸如模拟信号、最大值、时序的产生和控制来执行其所有嵌入式操作，包括编程或擦除。闪存存储器装置中的嵌入式操作尤其是在参数的产生和控制方面是复杂的，并且要求非常精密的控制。这些参数必须被适当地限定并且在操作的不同阶段中时不时地更新，以便于具有全部操作的完美控制。这些参数的值可以取决于一系列寄存器中存储的与这些参数相关联的信息。
本发明描述了将高水平的可配置性引入闪存存储器装置并且引入闪存存储器装置的相关联设计参数的架构。在本发明中，闪存存储器装置被描述成具有由进程处理的操作，该进程由可以存储在只读存储器(ROM)中并由微控制器执行的程序指令实现。例如，微控制器可以发布指令以起始编程或擦除操作，以便实现相应的编程或擦除闪存存储器操作。指令被闪存存储器装置解释，并且特定信号之后被产生来控制闪存存储器装置以便于执行所请求的闪存存储器操作。每个操作阶段中的每个参数的所有需要的配置通过将相应信息(值)加载到相关联寄存器中来获得。
如本公开中所使用，术语“编程”指代将数据写入存储器的某一位置的操作。词语编程和写入在本公开中将可互换地使用。
如本公开中所使用，术语“有条件延迟”指代可以被选择来延迟两个存储器元件的连续操作的可控制的持续时间。这类操作可以包括编程操作或擦除操作。为了简单起见，本公开将提及编程延迟，但是应理解，这些概念可以应用于擦除延迟，其中最小修改处在本领域中受益于本公开的技术人员的能力范围内。
为了更具体地描述本发明的特征，请结合下文论述参考图1至图6A-B。
图1是示出可以按其上参考的典型的植入位置(可以利用其他植入位置)在其中皮下植入IMD10A的患者2的前视图的治疗系统的概念图。IMD10A经由电极(图1中未示出)从心脏4感测心脏电激活信号。通信链路12允许IMD10A与外部装置(典型地是编程器)14之间的双向遥测通信。适用于本发明的实践的编程器14和通信链路12是已知的。已知的编程器典型地经由双向射频遥测链路与植入性装置诸如IMD10A通信，这样使得编程器14可以传输控制命令和操作参数值以由IMD10A接收，并且使得IMD10A可以将捕获和存储的诊断和操作数据传送到编程器14。被认为适合于实践本发明的目的的编程器14包括可商购自明尼苏达州(Minn)明尼阿波利斯(Minneapolis)的美敦力公司(Medtronic,Inc.)的型号9790和编程器。用于提供编程器14与IMD10A之间的必要的通信通道的不同的遥测系统已经被开发且在本领域中是熟知的，并且例如在以下各项中进行论述：美国专利：授权给维伯尼(Wyborny)等人的名称为“用于植入性医疗装置的遥测模式(TelemetryFormatforImplantedMedicalDevice)”的美国专利No.5,127,404；授权给马科维兹(Markowitz)的名称为“用于医疗装置的标记通道遥测系统(MarkerChannelTelemetrySystemforaMedicalDevice)”的美国专利No.4,374,382；以及授权给汤普森(Thompson)等人的名称为“用于医疗装置的遥测系统(TelemetrySystemforaMedicalDevice)”的美国专利No.4,556,063。
图2示出具有IMD10B的治疗系统的概念图的另一个实施例，该治疗系统可以用于监测患者2的一个或多个生理参数，和/或向患者2的心脏4提供治疗。IMD10B可以是植入式无引线起搏器，该植入式无引线起搏器经由其外壳上的一个或多个电极(图2中未示出)向心脏4提供刺激治疗信号。在替代的实施例中，IMD10B可以包括具有用于感测和递送电刺激的电极的一根或多根医用电引线(未示出)。另外或可替代地，IMD10B可以经由其外壳上的电极感测伴随心脏4的去极化和复极化而来的电信号。在一些实例中，IMD10B基于心脏4内感测的电信号来向心脏4提供起搏脉冲。
在图2的实例中，IMD10B完全定位在心脏4内，其中一端靠近右心室的心尖以提供右心室(RV)起搏。虽然IMD10B在图2的实例中被示出处在心脏4内并且靠近右心室的心尖，但IMD10B可以定位在心脏4外侧或内侧的任何其他位置处。例如，IMD10B可以被配置用于在心脏4的外壁上，或在替代的实现方式中在血管内植入。取决于植入位置，IMD10B可以包括其他刺激功能。例如，IMD10B可以提供房室结刺激、脂肪垫刺激、迷走神经刺激、或其他类型的神经刺激。在其他实例中，IMD10B可以是感测心脏4的一个或多个参数的监测器并且可能不提供任何刺激功能。
编程器14被描绘成与IMD10B通信。如上文针对图1的IMD10A所描述，编程器14也可以用于与IMD10B通信。用户可以使用编程器14从IMD10B检索与IMD10B的性能有关的信息，并且与编程器14交互以编程(例如，选择参数用于)由IMD10B提供的任何附加治疗。编程器14还促进经由网络计算装置远程进行的用户交互。
>>>
IMD10A和10B(统称为“IMD10”)各自可以包括内部电源诸如电池，该内部电源向IMD10的部件供应功率以用于实现IMD10的不同功能。随着植入式医疗装置诸如IMD10的小型化的进步，电源还优选具有较小的占用面积并且因此减少了能量存储的容量。因此，本发明的诸位发明人已观察到需要优化IMD10的部件的操作过程中的电流消耗。具体而言，诸位发明人在此公开了用于优化与强电流事件相关联的部件的操作的技术，这些操作诸如存储器装置的包括编程和擦除操作的嵌入式操作。在本装置中，存储器装置包括闪存存储器装置(图1和图2中未示出)，该闪存存储器装置存储感测数据和/或与IMD10的功能有关的数据，诸如操作参数、命令、以及指令。
图3是根据本公开可以被用在小型化装置诸如IMD10内的操作电路18的实施例的方框图。通常将电路提供在IMD10内以用于实现各种功能，从而控制治疗递送和感测功能。操作电路18的部分可以具有常规设计，诸如在授权给西武拉(Sivula)等人的美国专利No.5,052,388中所公开。例如，操作电路18可以包括感测放大器电路22、任选的电刺激发生器24、输入/输出(I/O)总线26、以及随机存取和/或只读存储器(RAM/ROM)装置28。
操作电路18包括时钟单元30。时钟单元30提供如操作电路18的不同分段的操作所希望的一个(或多个不同)频率的时钟信号。在一个实例中，时钟单元30可以包括提供信号以用于校准不同的低功率时钟的高精度振荡器，诸如晶体振荡器。与若干低功率时钟耦合的单一校准源(高精度振荡器)可以被提供来减少操作电路18的电流消耗。
本发明提供用于优化植入式医疗装置诸如IMD10的功率消耗的另外的技术。
中央处理单元(CPU)32还被提供用于执行存储在包括存储器装置28的存储器中的指令，以使IMD10执行归于IMD10的不同功能。这类功能包括控制感测放大器电路22以监测/感测与心脏4的电活动相关联的信号，和/或根据操作参数或程序来使刺激治疗发生器24向心脏4递送呈起搏脉冲或心脏除颤形式的刺激治疗，这些操作参数或程序也可以存储在存储器装置28中。
CPU32被提供来控制存储器装置28的操作并且发送地址以用于操纵存储器装置28中的数据。存储器装置28的操作可以包括诸如擦除和编程数据的操作。在一个实施例中，CPU32可以确定存储器装置28内将要存储(编程)数据的位置。CPU32还可以确定存储器装置28内将要检索(读取)数据的位置。如将在下文更详细地描述，CPU32发送适当的指令/命令以基于IMD10的所希望的功能而起始由存储器装置28执行的操作。例如，功能可以涉及从患者2获取生理信号。在不意图具有限制性的情况下，IMD10将通过电极/电极对感测生理信号、向CPU32传输感测的信号以供处理、向存储器装置28发送处理的结果以供存储和/或向存储器装置28发送原始感测的信号以供存储。CPU32可以是多种适合的控制器装置中任一种，这些控制器装置包括微处理器、专用集成电路(ASIC)、或其他电路或控制器。
通信单元诸如遥测系统34可以被提供来允许该装置经由天线36沿通信通道12而与外部装置诸如编程器14和其他装置通信。通信技术的实例可以包括例如低频或射频(RF)遥测术，但其他技术也被涵盖在内。在一些实施例中，IMD10接收遥测的信号，这些遥测的信号可以包括可以改变IMD10的一个或多个功能或操作的数据、指令、和/或命令。一个这样的功能涉及存储器装置28中的信息的存储和检索，如下文将更详细描述。
在替代的实施例中，可以被包括在操作电路18中的另外的示例性电气部件在以下专利中的一个或多个装置的电路中进行进一步描述：授权给凯文(Klein)等人的“用于监测生理事件的微创植入式装置(MinimallyInvasiveImplantableDeviceforMonitoringPhysiologicEvents)”的美国专利No.5,987,352，该专利通过引用以其全部内容结合在此。
操作电路18可以由有限容量电源诸如电池38供电。电池38可以是可再充电的，但在大多数植入式医疗装置诸如IMD10中可能是不可再充电的。因此，本发明的诸位发明人考虑的一个设计限制是确保IMD10的功能被优化来帮助满足操作电路18的每个部件的电源需求。具体而言，诸位发明人在满足强电流操作的峰值电源需求的过程中已解决了与电池38的减少的占用面积以及因此存储容量相关联的挑战。这些强电流操作包括与存储器装置28相关联的擦除/编程操作。
图4提供存储器装置28的一个实施例的方框图。与IMD10相关联的存储器装置28可以指代与植入式医疗装置相关联的一种或多种类型的存储器，包括闪存存储器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、以及非易失性随机存取存储器(NVRAM)。出于本发明的目的，存储器装置28包括至少闪存存储器阵列40。在一个实施例中，闪存存储器阵列40可以包括静态RAM(SRAM)的存储器存储单元，如在共同持有和转让的授权给沃尔什(Walsh)等人的“具有闪存和随机存取存储器的存储器阵列以及其方法(MEMORYARRAYWITHFLASHANDRANDOMACCESSMEMORYANDMETHODTHEREFOR)”的美国专利申请序列号13/663,099中所描述。存储器装置28通过系统总线48功能性地耦合到操作电路18的不同部件上。
在一个实现方式中，存储器装置28包括状态机42，该状态机用于基于接收的数据从CPU32执行命令/指令，这些命令/指令为(预先确定的)简单命令(或命令序列)。示例简单命令促进操作，这些操作包括驻留在闪存存储器阵列40中的数据和/或接收用于存储在存储器装置28中的数据的读取、写入、拷贝、擦除等。在替代的实施例中，归于状态机42的功能可以直接由处在存储器装置28之内或定位在其外部的CPU32或微控制器、协处理器、微处理器(或微控制器、协处理器、微处理器、或状态机的任何组合)进行。在一个实现方式中，存储器装置28的一部分可以被利用于存储数据和程序指令(即，代码)，这些程序指令用于实现状态机42的操作以用于操纵或修改闪存存储器阵列40。
简而言之，当CPU32想要存取闪存存储器阵列40时，该CPU可以向状态机42发送含有目标数据地址的请求。状态机42之后向闪存存储器阵列40的分段、元件、或扇区发送适当的命令以进行所请求的存储器存取操作。命令可以引起扇区的擦除并且之后将新数据重写入到扇区中。在数据写入过程中，可以擦除和重写全部闪存存储器，可以擦除和重写存储器扇区，可以擦除和重写存储器元件，或者可以擦除和重写存储器分段——这取决于闪存架构。在以下示例实施例中，将使用扇区擦除和写入来说明实施例。
电荷泵44被包括在存储器装置28中并且被调节来向闪存存储器阵列40提供电压信号。这些电压信号控制闪存存储器阵列40的嵌入式操作过程中所需的特定电压。例如，编程操作过程中的存储单元栅极电压、擦除操作过程中的存储单元源极或本体电压、以及验证操作过程中的存储单元栅极电压都由电荷泵44提供。用于调节来自电荷泵44的电压信号的控制信号可以由状态机42或定位在存储器装置28外部的处理器产生。
存储器装置28进一步包括一个或多个寄存器组46(统称为“寄存器46”)，该一个或多个寄存器组用于控制闪存存储器阵列40的嵌入式操作的参数。根据配置值来控制操作，这些配置值被加载到寄存器46中并且针对给定闪存存储器操作，对于状态机42的具体当前阶段而言是适当的。每个寄存器46因此与用在存储器装置28的正在进行的操作中的特定设计参数相关联。例如，寄存器可以与为模拟装置信号(电压或电流)的参数相关联，或寄存器可以用于配置与闪存存储器阵列40的读取、写入(编程)或擦除操作相关联的不同参数。每个设计参数可以具有在寄存器46中存储在相应的两个或更多个寄存器中的两个或更多个值。参数的值可以是预先确定的并且预编码到寄存器中，或由CPU32根据CPU32的一个或多个操作动态地提供。在使用中，状态机42存取和加载与一个或多个参数相关联的配置值(存储在寄存器46中)，以实现状态机42的操作以用于操纵或修改闪存存储器阵列40中的数据。
根据本公开，寄存器46可以被实现来存储与用于实现状态机42的有条件延迟参数相关联的多个配置值。多个配置值可以具有不同的值，这样使得这些值各自与由状态机42实现的不同时序相关联。例如，多个时序值可以存储在寄存器46中，这些值各自与持续时间参数相关联。持续时间参数的多个值可以是不同的，并且与闪存存储器阵列40的操作的有条件延迟相关联。例如，有条件延迟可以是闪存存储器阵列40的编程操作的编程延迟。虽然图4中未示出，但多个多路复用器可以被提供在存储器装置28中。在每一个多路复用器的多个输入处的是与给定的参数相关联的多个单独的寄存器，这些寄存器含有与特定参数相关的不同的配置值。多路复用器可以用于选择多路复用器的输入中的一个以将配置值一直传递到多路复用器的输出。
在一个实现方式中，状态机42从CPU32接收用于进行操作的指令，该操作诸如存取闪存存储器阵列40中例如用于存储或检索数据的位置。状态机42的这类指令可以包括存储器阵列40中有待存取的地址或位置以及有待进行的存储器装置操作。从CPU32接收指令将状态机42的启动初始化以进行所要求的操作。因此，状态机42发布命令以控制电荷泵44并且加载与控制参数相关联的值以用于满足要求的操作。
根据本发明，一个这样的控制参数是与将数据编程到闪存存储器阵列40中相关联的编程延迟。将适当的编程延迟值从寄存器46加载到状态机42中以实现数据的编程的操作。
给定编程操作过程中编程延迟值的选择可以是基于预先确定的标准。编程延迟值的选择标准可以包括与电池38相关联的参数。例如，这些参数可以包括存储在电池中的剩余能量(电池容量)、电池的有效阻抗、峰值要求电流输出、或任何其他所希望的当前电池性能指标。根据本发明，每个编程延迟值与电池的计算参数相关联。将剩余电量用作控制参数在强电流操作方面可能是特别值得关注的——在这些强电流操作过程中，希望确保电池可以向电路供应预先确定的电平的峰值电流。在参数为电池容量的实例中，一个或多个编程延迟值可以被提供来基于电池存储的剩余能量来修改编程操作。编程延迟值被限定来为电池38(以及其他相关联的电源部件诸如电容器)在每次编程操作之后的恢复提供充足的时间，如将参考图5进行论述。
在一个示例性实现方式中，寄存器46中的各个寄存器各自可以加载有不同的编程延迟值。例如，值的范围可以是从1.0微秒(μs)至400μs，但是应理解，这个范围之外的其他值也可以被利用。在任何情况下，选择这些值(在该范围之内或之外)中的一个可以是基于(延迟)持续时间，该(延迟)持续时间使得电池38能够充分恢复以在给定时间满足IMD10的有待由电池38供电的所有同时运行的操作的电流需求量(峰值或其他电流)。
在图4的上述实施例的描述中，编程延迟值已被描述为根据每个请求的存储器存取操作(编程、擦除等)计算。然而，应理解，在其他不同的实现方式中，编程延迟值可以在其他间隔计算。例如，替代实施例可以在电池寿命开始时计算编程延迟值，其中贯穿整个装置操作都使用该值；或者可以响应于剩余电量达到预先确定的值，或在电池的操作寿命期间的任何其他所希望的间隔计算(一次或多个值)编程延迟值。
转到图5，示出了表示图4的状态机42的实施例的曲线图。状态机42中描绘的操作是根据寄存器46供应的不同控制参数(包括编程延迟)的值以及来自CPU32的外部信号来将数据编程到闪存存储器阵列40的存储器位置中。然而，这个描绘不意图限制状态机42进行的操作。相反，应理解，状态机42可以被适当地配置成控制闪存存储器阵列40的其他操作，诸如读取或仅擦除数据。状态机42可以按任何已知类型的逻辑网络的形式实现。在所示的实施例中，状态机包括由S0、S1、S2以及空闲(即，解除激活)指示的四个状态。这些状态通常各自对应于存储器装置28的给定操作。状态机42被配置成根据内部计时器和/或根据适当同步的外部事件来改变状态。
在所示的实施例中，状态机42通过从CPU32接收的外部事件(例如，命令或信号)来初始化。为了简单起见，外部事件在此将被称为程序命令(PROGRAMcommand)。程序命令指导状态机42将数据存储在闪存存储器阵列40中。
响应于从CPU32接收程序命令，状态机42提取存储在寄存器46中与程序命令相关联的参数。状态机通过程序命令进行的初始化使得从空闲状态50转到状态S0–擦除操作52。根据本发明的一个实施例，闪存存储器阵列40的扇区包括512字节。然而，应了解，该扇区可以被配置成具有任何其他大小和数目的字节，可能是更小，例如256字节或更大，例如4K字节。在NOR闪存存储器阵列的实现方式中，在写入数据之前擦除整个扇区。
在S2处，状态机在每个存储器元件的数据写入期间实现编程延迟54。存储器元件指代闪存存储器阵列40的存储器扇区的构成单元。换言之，每个存储器扇区可以包括可以单独写入其中的两个或更多个存储器元件。在一个实现方式中，闪存存储器阵列40的扇区包括512字节，并且每个扇区包括128个存储器元件(即，每个元件是4字节长)。另外，应理解，存储器元件可以包括甚至更小的单元(存储器分段)等。然而，为了避免不必要地使本发明混乱，在此描述的最小可分单元将是存储器元件。
在S3处，数据到闪存存储器阵列40的编程操作56通过顺序地写入扇区中的每个存储器元件来进行。以若干重复进行编程56，其中重复各自包括将数据写入存储器元件中的第一存储器元件，之后是编程延迟52，并且随后是将数据写入存储器元件中的第二存储器元件，之后是另一次编程延迟52等。换言之，状态机42在编程操作56过程中在状态S2与S3之间循环，直到给定扇区中的存储器元件的写入完成为止。因此，如果扇区包括两个存储器元件，那么将在第一元件与第二元件的编程之间仅引入一次编程延迟，或如果扇区包括三个存储器元件，那么将引入两次编程延迟等。因此，编程循环通过状态S2和S3限定。
如前文所述，编程延迟54的值是基于电池38的参数来确定。在参数是电池38的容量的非限制性实例中，电池38处于满容量时的编程延迟值相对于电池38处于一半容量时的编程延迟值可能更小。出于说明性目的，电池处于满容量时的编程延迟值可以是1μs，而电池处于一半容量时的编程延迟值被限定在100μs。继续该说明性实例，电池处于四分之一容量时的编程延迟值可能被限定在200μs。
换言之，编程延迟值随着电池38存储的剩余容量或剩余能量的下降而将逐渐增加持续时间。通过编程延迟值限定的持续时间的增加说明了诸位发明人的认知——电池和相关联能量供应部件随着电池容量的下降而要求增加的时间量以恢复用于供应电流需求的操作功率。
如果程序命令被成功地执行，则状态机返回到状态S0。用于确定程序命令是否已被成功执行的技术是已知的并且将不在此进行详细论述。值得注意的是，任何已知的错误检测与校正方案都可以被实现来验证被写入闪存存储器阵列的每个分段、元件和/或扇区的数据的准确性。
状态机根据存储器阵列功能和/或外部事件能够“经历”所有状态S0、S1、S2以及S3(即，按顺序转过这类状态)如由完整的线路表示。在不同的实施例中，状态机的工作参数可以通过软件手段来改变。
图6A示出在未实现编程延迟的情况下存储器扇区的编程时间对累积电流损耗的曲线图。如上所述，编程操作包括数据写入之前的擦除。在图6A的编程操作中，在不存在编程延迟的情况下在擦除之后写入整个扇区。因此，在图5的状态机的实现方式中，状态的顺序从S1走到S3，而不存在引入延迟的步骤——即没有S2。这类似于常规闪存存储器阵列的状态机的常规操作。
图6B示出在存在基于电池的容量而选择的编程延迟的情况下存储器扇区的编程时间对累积电流损耗的曲线图。通过在扇区的两个或更多个存储器元件的编程操作之间提供延迟，电池38被提供充足的时间以恢复用于支持峰值功率需要量的操作功率。在图6B的编程延迟的实现方式中，延迟可以使编程(写入)操作过程中的电流损耗减少以匹配擦除操作过程中的电流损耗。
与图6A的曲线图相比较，图6B中的编程操作的完成的持续时间更长。图6A和图6B的曲线图中的图表符号(右手侧部分)示出先擦除后编程的电流损耗量以及全部扇区的擦除和编程的动态平均电流损耗。取决于具体实现方式，在给定扇区中的存储器元件的编程之间提供延迟的一个益处是与每个编程操作相关联的电流损耗出现下降。在两种实现方式的一个经验比较中，与不存在编程延迟情况下的实现方式相关联的电流损耗被发现是约800微安培，而与存在编程延迟情况下的实现方式相关联的电流损耗被发现是约180微安培。
因此，本公开的技术有助于被配置用于植入到患者体内的装置诸如IMD10的小型化。根据本发明的方面，实现具有编程延迟的存储器装置使得能够缩小植入式医疗装置的电池尺寸和容量。电池的减小的形状系数有助于植入式医疗装置的小型化。本公开的存储器装置可以包括存储指令的非暂时计算机可读存储介质，这些指令在被一个或多个处理电路执行时致使模块进行归于IMD10的不同功能。存储介质可以包括任何计算机可读存储介质，只有暂时的传播信号除外。
以上描述意图是说明性的，而不是限制性的。例如，上文描述的实例(或者这些实例的一个或多个方面)可以互相结合使用。如本领域的普通技术人员在审阅上述描述后可以使用其他实施例。提供摘要以遵从37C.F.R.§1.72(b)，以便允许读者迅速确定本技术公开的性质。摘要在达成它将不会用于解释或限制权利要求的范围或含义的理解的情况下递交。另外，在上文具体实施方式中，可以将不同的特征组合在一起以便精简本公开。这不应该解释为意图使一个未要求保护的公开特征对于任何权利要求都是必须的。相反，本发明主题可以在于少于具体公开的实施例的全部特征。因此，随附权利要求书均在此结合到具体实施方式中，其中每项权利要求自身可作为单独的实施例。还应理解，在不脱离如随附权利要求书以及其法律等效物中所阐述的本公开的范围的情况下可以在元件的功能和安排方面进行不同改变。

Claims (10)

1.一种植入式医疗装置，包括：
电池；
处理单元，耦合到所述电池；
存储器装置，耦合到所述处理单元，所述存储器装置具有：
存储器扇区，包括多个存储器元件；
状态机，配置成根据所述电池的参数来控制与所述存储器扇区的编程操作相关联的时序。
2.如权利要求1所述的植入式医疗装置，其中，控制所述存储器扇区的所述编程操作包括：根据先前的对第一存储器元件的数据写入之后的编程延迟持续时间来控制对第二存储器元件的数据写入的时序。
3.如权利要求1-2中的任一项所述的植入式医疗装置，其中，所述编程延迟持续时间与所述电池的所述参数有关。
4.如权利要求1-2中的任一项所述的植入式医疗装置，其中，编程延迟值被定义为由所述电池存储的能量的剩余量的函数。
5.如权利要求1-4中的任一项所述的植入式医疗装置，其中，所述状态机进一步配置成：在执行所述编程操作之前，在所述存储器扇区中执行数据的擦除操作。
6.如权利要求1-5中的任一项所述的植入式医疗装置，其中，所述处理单元配置成计算所述电池的所述参数。
7.如权利要求6所述的植入式医疗装置，其中，所计算的所述电池的所述参数是由所述电池存储的能量的剩余量。
8.如权利要求1-7中的任一项所述的植入式医疗装置，其中，所述状态机通过以下方式来控制所述编程操作：在将数据写入到所述多个存储器元件中的前一个存储器元件之后，延迟在第二存储器元件中的数据的写入。
9.如权利要求8所述的植入式医疗装置，进一步包括寄存器，所述寄存器配置成保存编程延迟值，其中，所述编程延迟值限定延迟在所述第二存储器元件中的所述数据的写入的持续时间。
10.如权利要求1-9中的任一项所述的植入式医疗装置，其中，所述状态机进一步配置成：根据所述电池的所述参数来控制所述存储器扇区的擦除操作。
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