CN110310692A - 一种增强使用寿命的非易失性存储器擦除控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种软硬件结合的增强使用寿命的非易失性存储器擦除控制方法。首先，软件配置使用多脉冲擦除并使能增强读；然后，系统发起擦除非易失性存储器的请求，硬件暂停CPU时钟，阻止其他指令的执行；待擦除过程完成后，硬件用更严格的标准读取擦除块的数据，判断是否擦除成功并把擦除结果标志位告知软件。如果擦除成功，则打开CPU时钟，继续后面指令操作的执行；若擦除失败，则软件发起第二次擦除指令操作直至读取到正确的数据；如果连续N次多脉冲擦除失败，则第(N+1)次软件使能正常读，读取擦除块的数据，若成功，则认为擦除成功，否则擦除过程失败，其中N可以预先设定。本发明能有效增强非易失性存储器的使用寿命。

Description

一种增强使用寿命的非易失性存储器擦除控制方法
技术领域
本发明涉及非易失性存储器领域，涉及一种基于SOC系统的非易失性存储器擦除控制方法，特别涉及一种非易失性存储器擦除控制电路。。
背景技术
对于智能卡类芯片，非易失性存储器比如闪存flash是必不可少的。非易失性存储器的性能会随着擦除次数的增加而下降，并且性能恶化的程度会体现在擦除所需要的时间和电流上，也就是存储单元会经历这样一个过程。首先，能用平常的电流和时间来写；然后，要用很大的电流与很长的时间来写；最后，写不成功。
Flash都有最大擦除次数的限制，当超过最大擦除次数时，相应的flash存储单元就无法正常工作了。这时候，如果芯片还继续用该flash存储单元，那么整个芯片就会无法正常工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种软硬件结合的非易失性存储器擦除控制方法，能够增加非易失性存储器的整体使用寿命。
为了解决上述问题，本发明提供一种软硬件结合的非易失性存储器擦除控制方法。主要包括以下四个步骤：
步骤1、软件配置使用多脉冲擦除并使能增强读。软件可以配置选择采用正常的擦除，即擦除时间增加确保此段时间内可以擦除成功；也可以配置选择多脉冲擦除，采用较短的时间进行对非易失性存储器的擦除，保证大多数块在这段时间内可以擦除成功。软件使能增强增强读，即根据非易失性存储器特性使用更严格的标准例如更大的参考电流来读取擦除块的数据。
步骤2、系统发起擦除非易失性存储器的请求，硬件暂停CPU时钟，阻止其他指令执行。软件在配置好擦除操作特性参数之后发起擦除非易失性存储器的请求，此时硬件立即停止CPU的时钟，即取指操作暂停，软件暂停工作，此时全部工作交给硬件执行。
步骤3、待擦除过程完成后，硬件用更严格的标准读取擦除块的数据，判断是否擦除成功并把擦除结果标志位告知软件。硬件控制多脉冲擦除过程，待擦除结束后，硬件采用更严格的标准读取擦除块的数据，硬件判断是否擦除成功并把擦除结果标志位告知软件。此过程也可以使用软件发指令的方式进行，但是硬件直接读取并比较，减少了软件取指译码以及比较等时间，大大提高了操作效率。
步骤4、软件在发起擦除非易失性存储器的请求指令后，就一直进入查询擦除结果标志位状态。在大多数情况下，如果擦除成功，则打开CPU时钟，软件查询到擦除操作成功后，继续后面指令操作的取指译码执行操作；如果查询到擦除失败，则软件发起第二次擦除指令操作直至读取到正确的数据；如果第N次多脉冲擦除还失败，则第(N+1)次软件使能正常读，正常读取擦除块的数据，若成功，则认为擦除成功，否则擦除过程失败，其中N可以预先设定。
从以上描述可以看出，本发明通过减少对非易失性存储器的擦除时间来增加非易失性存储器的使用寿命，并通过硬件采用更严格标准读取擦除块并判断的方式确保擦除操作的正确性，这不仅减少了擦除操作的整体时间，而且增加了非易失性存储器的整体使用寿命。
附图说明
图1为非易失性存储器擦除控制系统的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1所示为非易失性存储器擦除控制电路，包括：擦除操作主控电路、擦除模式选择电路、读控制以及比较电路、存储器接口控制电路。
当系统要擦除非易失性存储器时，完成以下操作：
软件配置使用多脉冲擦除并使能增强读，然后软件发起擦除操作请求；主
控电路接收擦除使能控制、待擦除块地址，并停止cpu时钟让其进入hold模式；
擦除模式选择电路根据软件配置向非易失性存储器发起多脉冲擦除请求；
待多脉冲擦除操作完成后，读控制电路根据软件配置使能采用增强读读取擦除块中的数据，即采用更严格的标准读取并比较。如果更严格的标准都能读取成功，则认为多脉冲擦除成功。否则电路更新擦除结果标志位并打开CPU时钟。
软件在发起擦除操作请求后就一直进入查询状态，查询擦除结果标志位，因为只有等擦除结果更新后CPU时钟才可以打开，查询指令才可以正常执行，所以此时查询到的已经是硬件电路读取擦除块后更新的结果。软件判断如果擦除成功则进入下面的操作，如果擦除失败则再继续对该块发起擦除请求直至查询到正确的擦除结果标志位。如果第9次多脉冲擦除还失败，则第10次软件配置使能正常读，正常读取擦除块的数据。如果正常读取成功，则也可以判断擦除成功，否则擦除失败。
以上通过具体实现方法和操作步骤对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种增强使用寿命的非易失性存储器擦除控制方法，其特征在于主要包括如下步骤：
步骤1、软件配置使用多脉冲擦除并使能增强读；
步骤2、系统发起擦除非易失性存储器的请求，硬件暂停CPU时钟，阻止其它指令执行；
步骤3、待擦除过程完成后，硬件用更严格的标准读取擦除块的数据，判断是否擦除成功，并把擦除结果标志位告知软件；
步骤4、如果擦除成功，则打开CPU时钟，继续后面指令操作的执行；若擦除失败，则软件发起第二次擦除指令操作直至读取到正确的数据；如果连续N次多脉冲擦除失败，则第(N+1)次软件使能正常读，正常读取擦除块的数据，若成功，则认为擦除成功，否则擦除过程失败，其中N可以预先设置。
2.根据权利要求1所述的非易失性存储器擦除控制方法，其特征在于，所述步骤1：软件可以配置选择采用正常的擦除，即擦除时间增加确保此段时间内可以擦除成功；此外，软件也可以配置选择多脉冲擦除，采用较短的时间进行对非易失性存储器的擦除，保证大多数块在这段时间内可以擦除成功；然后软件使能增强读，即根据非易失性存储器特性使用更严格的标准，例如更大的参考电流来读取擦除块的数据。
3.根据权利要求1所述的非易失性存储器擦除控制方法，其特征在于，所述步骤2：软件在配置好擦除操作特性参数之后，发起擦除非易失性存储器的请求，此时硬件立即停止CPU的时钟，即取指操作暂停，软件暂停工作，此时全部工作交给硬件执行。
4.根据权利要求1所述的非易失性存储器擦除控制方法，其特征在于，所述步骤3：硬件控制多脉冲擦除过程，待擦除结束后，硬件采用更严格的标准读取擦除块的数据，硬件判断是否擦除成功并把擦除结果标志位告知软件。
5.根据权利要求1所述的非易失性存储器擦除控制方法，其特征在于，所述步骤4：软件在发起擦除非易失性存储器的请求指令后，就一直进入查询擦除结果标志位状态，如果擦除成功，则打开CPU时钟，软件查询到擦除操作成功后，继续后面指令操作的取指译码执行操作；如果查询到擦除失败，则软件发起第二次擦除指令操作直至读取到正确的数据；如果第N次多脉冲擦除还失败，则第(N+1)次软件使能正常读，正常读取擦除块的数据，若成功，则认为擦除成功，否则擦除过程失败，其中N可以预先设定。
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