CN113409838A - 用于芯片的电压切换方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于芯片的电压切换方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法包括步骤：S1、设定若干基准电压；S2、串入预设数量的分压电阻和比较器；S3、输入并依次切换对应于基准电压的输出电压，使比较器的分压与基准电压相等，遍历基准电压后记录该步骤中最大的输出电压为跳步电压；S4、增加串入的分压电阻的数量；S5、忽略当前串入分压电阻下对应于输出电压小于跳步电压的基准电压；S6、重复步骤S3‑S5，直至获得需求的输出电压。该方法通过记录跳步电压限定接入的基准电压范围，避免了无效电压的产生，在芯片的读取/写入/擦除操作实际应用过程中，可有效减少相应操作处理时间，从而提高芯片处理效率。

Description

用于芯片的电压切换方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及半导体存储技术领域，具体而言，涉及一种用于芯片的电压切换方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

对非易失存储器的操作常有读、写、擦。每一种操作的原理都是通过给非易失性储存器施加电压。以擦除为例，一般情况对栅极施加一个负压（如-10v），对衬底施加一个正压（如6v）。在实际芯片设计中，会考虑到芯片的差异性，擦除的电压往往是可调节的。

对芯片进行操作处理的功能，一般通过电荷泵输出电压，连接数量可变的分压电阻和比较器，根据比较器基准电压和分压进行输出电压逐步升压调整，其中基准电压一般设置为多个等差电压；具体切换过程中，以7个依次增大的基准电压为例，输出电压先串入一定数量的分压电阻，然后根据7个基准电压逐步升高输出电压比较器上分压与对应的基准电压相等进行切换，切换完该7个电压后，通过增加串入的分压电阻，再次进行根据7个基准电压逐步升高输出电压比较器上分压与对应的基准电压相等进行切换，其原理是增加线路中阻值使得比较器上分压与基准电压相等时对应的输出电压增大。然而，增加串入的分压电阻后，输出电压仍再次遍历7个基准电压进行切换，该过程中前面部分若干个输出电压比增加串入分压电阻前的最大输出电压还小，而这些电压明显是不符合芯片操作需求的，即产生了无效电压，增加了电压切换处理时间，制约了芯片处理效率。

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用于芯片的电压切换方法、装置、电子设备及存储介质，以避免无效电压的产生，减少相应操作处理时间，从而提高芯片处理效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种用于芯片的电压切换方法，用于改变对芯片施加的电压，所述方法包括以下步骤：

S1、设定若干基准电压；

S2、串入预设数量的分压电阻和比较器；

S3、输入并依次切换对应于基准电压的输出电压，使比较器的分压与基准电压相等，遍历基准电压后记录该步骤中最大的输出电压为跳步电压；

S4、增加串入的分压电阻的数量；

S5、忽略当前串入分压电阻下对应于输出电压小于跳步电压的基准电压；

S6、重复步骤S3-S5，直至获得需求的输出电压。

所述的一种用于芯片的电压切换方法，其中，所述比较器的分压与每个所述分压电阻的分压相等。

所述的一种用于芯片的电压切换方法，其中，若干所述基准电压为步进电压，步骤S3中输出电压为对应基准电压依次增大进行切换。

所述的一种用于芯片的电压切换方法，其中，若干所述基准电压的步进值为40-60mV。

所述的一种用于芯片的电压切换方法，其中，所述基准电压为0.8-1.15V，所述分压电阻数量为4-8个。

所述的一种用于芯片的电压切换方法，其中，步骤S4中每次增加串入的分压电阻的数量为一个。

第二方面，本申请实施例提供了一种用于芯片的电压切换装置，包括：

电荷调节模块，用于切换线路中输出电压；

比较器模块，用于验证其上分压是否为基准电压；

基准电压输入模块，电性连接于所述比较器模块，用于向比较器模块输入不同的基准电压；

变阻器模块，电性连接于所述电荷调节模块和所述比较器模块，用于改变线路中串入的分压电阻；

跳步模块，记录在前接入输出电压最大值；

所述电荷调节模块可根据基准电压输入模块输入不同的基准电压和线路中分压电阻对应切换输出电压，使比较器模块上分压与基准电压相等；

所述跳步模块可记录变阻器模块每次改变线路中串入分压电阻前接入的最大输出电压为跳步电压，所述基准电压输入模块可忽略当前串入分压电阻下对应于输出电压小于跳步电压的基准电压。

所述的一种用于芯片的电压切换装置，其中，所述跳步模块电性连接于所述变阻器模块或所述比较器模块。

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用于芯片的电压切换方法、装置、电子设备及存储介质，其中方法通过记录跳步电压限定接入的基准电压范围，在电压切换过程中跳过在已调节范围内的输出电压，避免了无效电压的产生，在芯片的读取/写入/擦除操作实际应用过程中，可有效减少相应操作处理时间，从而提高芯片处理效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种用于芯片的电压切换方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的一种用于芯片的电压切换装置的一种结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种用于芯片的电压切换装置实施例1的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的一种用于芯片的电压切换装置实施例1的输出电压分布图。

图5为本申请实施例提供的一种用于芯片的电压切换装置实施例2的结构示意图。

图6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，图1是本申请一些实施例中的一种用于芯片的电压切换方法，用于改变对芯片施加的电压，方法包括以下步骤：

S1、设定若干基准电压；

S2、串入预设数量的分压电阻和比较器；

S3、输入并依次切换对应于基准电压的输出电压，使比较器的分压与基准电压相等，遍历基准电压后记录该步骤中最大的输出电压为跳步电压；

S4、增加串入的分压电阻的数量；

S5、忽略当前串入分压电阻下对应于输出电压小于跳步电压的基准电压；

S6、重复步骤S3-S5，直至获得需求的输出电压。

在一些优选的实施方式中，需求的输出电压为完成相应芯片操作的输出电压，如读取/写入/擦除操作过程需要达到的输出电压。

本申请实施例的一种用于芯片的电压切换方法，其通过设定跳步电压，使得增加串入的分压电阻后，对芯片接入的输出电压可忽略对应于输出电压小于跳步电压的基准电压进行切换，避免了增加串入的分压电阻后，输入的输出电压在已输入过的输出电压范围内重复输入，即避免了无效电压的输入过程，有效提高了电压切换的效率，从而可加快对于芯片的读取/写入/擦除操作过程。

在一些优选的实施方式中，基准电压用于对输出电压进行校正和限定，确保输出电压在可控范围内，且能精确反映输出电压当前值。

在一些优选的实施方式中，步骤S2中串入的预设数量的分压电阻优选为最少量，如线路中分压电阻数量可调范围为4-8个，则步骤S2中起始时串入的预设数量的分压电阻为4个，值得后续过程中逐步串入更多的分压电阻时对应的输出电压更大，利于由小到大遍历输出电压以获取需求的输入输出电压。

具体地，为了防止比较器击穿，其接入的基准电压在设定范围内，需对应增大输出电压的可输入范围而令串入线路中的分压电阻的数量可调，利用分压电阻分压使得输出电压的输入范围在基准电压的设定范围内更大。

在一些优选的实施方式中，比较器的分压与每个分压电阻的分压相等，即每个分压电阻阻值相等且比较器的接入输出电压线路部分的阻值与分压电阻阻值相等。

具体地，由于比较器的分压与每个分压电阻的分压相等，输出电压与基准电压两者之间的电压值更容易换算，如串入的分压电阻数量为n，则在线路电压稳定时，输出电压=（n+1）×基准电压，有利于基准电压的设定和输出电压的换算设定。

更具体地，比较器用于比较并反馈输出电压在比较器上的分压是否与基准电压相等，以便于输出电压快速反馈调节至对应于当前基准电压的需求值，该调节过程如下：

当输出电压经过一串分压电阻连接至比较器，若输出电压产生的分压低于当前接入的基准电压，比较器输出反馈为1，则增大输出电压，使比较器上的分压增大；若输出电压产生的分压高于当前接入的基准电压，比较器输出反馈为0，则减小输出电压，使比较器上的分压减小；通过负反馈调节，使得比较器上输出电压的分压与基准电压相等，确保输出电压电压值准确，利于芯片的精确进行读取/写入/擦除操作。

在一些优选的实施方式中，若干基准电压为步进电压，步骤S3中输出电压为对应基准电压依次增大进行切换。

具体地，若干基准电压为步进电压，即基准电压设定时为的电压值为依次增大的等差数列，使得基准电压设计值更均衡，利于输出电压的规律性调节，从而使得本申请实施例的电压切换方法能更有效、有序地获取合适的电压以完成芯片的精确进行读取/写入/擦除操作。

在一些优选的实施方式中，步骤S3中跳步电压为该轮次（即接入的分压电阻数量未发生改变下），电压值最大的基准电压对应接输入的输出电压，如基准电压在0.5V-1V之间，接入分压电阻数量为4个，则该步骤中输出电压为2.5V-5V之间，则对应1V基准电压的5V输出电压为该步骤中设定的跳步电压。

更具体地，步骤S4忽略的基准电压为步骤S1中设定的若干基准电压，如基准电压在0.5V-1V之间，接入分压电阻数量为4个，则步骤3中输出电压为2.5V-5V之间，跳步电压为5V；当接入电阻数量增加为5个后，输出电压应为3V-6V之间，此时忽略的是输出电压在跳步电压及5V以下对应的基准电压，根据输出电压=（n+1）×基准电压，此时忽略的是0.83V以下的基准电压，即该轮次步骤S3中进行遍历0.83V-1V之间的基准电压，从而有效跳过了无效的输出电压的接入，提高了电压切换过程的利用率，极大地提高了芯片的精确进行读取/写入/擦除操作的效率。

在一些优选的实施方式中，若干基准电压的步进值为40-60mV。

更具体地，在本实施例中，基准电压的步进值优选为50mV，该步进值区间使得输出电压能合适细分，能精确进行读取/写入/擦除操作。

在一些优选的实施方式中，基准电压为0.8-1.15V，分压电阻数量为4-8个。

具体地，基准电压的设定范围为0.8-1.15V，结合50mV的步进值使得本申请实施例共有8个基准电压。

具体地，分压电阻数量为4-8个，即初始状态下串入的分压电阻为4个，可逐步增加至8个，即串入的电阻阻值有5个；在不计算根据跳步电压忽略的基准电压而接入的输出电压，可产生在4V-10.35V之间共计40个输出电压，足以满足芯片操作中输出电压的调节使用。

在一些优选的实施方式中，步骤S4中每次增加串入的分压电阻的数量为一个。

具体地，由于增加串入电阻数量后，对应于步进设置的基准电压的输出电压的步进值相对增大，而读取/写入过程需求产生的输出电压低于擦除过程需求产生的输出电压，且要求精度较高，因此采用逐个递增的方式增加串入的分压电阻，确保在低压时输出电压的步进值较小，满足芯片操作需求，也确保输出电压调节过程为逐步递增，避免输出电压跳跃而越过相应处理操作需求的输出电压。

本申请实施例一种用于芯片的电压切换方法，通过记录跳步电压限定接入的基准电压范围，在电压切换过程中跳过在已调节范围内的输出电压，避免了无效电压的产生，在芯片的读取/写入/擦除操作实际应用过程中，可有效减少相应操作处理时间，从而提高芯片处理效率。

第二方面，请参照图2，图2是本申请一些实施例中的一种用于芯片的电压切换装置，包括：

电荷调节模块，用于切换线路中输出电压；

比较器模块，用于验证其上分压是否为基准电压；

基准电压输入模块，电性连接于比较器模块，用于向比较器模块输入不同的基准电压；

变阻器模块，电性连接于电荷调节模块和比较器模块，用于改变线路中串入的分压电阻；

跳步模块，记录在前接入输出电压最大值；

电荷调节模块可根据基准电压输入模块输入不同的基准电压和线路中分压电阻对应切换输出电压，使比较器模块上分压与基准电压相等；

跳步模块可记录变阻器模块每次改变线路中串入分压电阻前接入的最大输出电压为跳步电压，基准电压输入模块可忽略当前串入分压电阻下对应于输出电压小于跳步电压的基准电压。

本申请实施例的一种用于芯片的电压切换装置，通过设置跳步模块记录在前接入输出电压最大值，即记录了变阻器模块改变串入的分压电阻前测试的最大输出电压为跳步电压，使得电荷调节模块可在电压切换过程中跳过在已调节范围内的输出电压，即越过已忽略的基准电压进行切换比较，避免了无效电压的产生，在芯片的读取/写入/擦除操作实际应用过程中，可有效减少相应操作处理时间，从而提高芯片处理效率。

在一些优选的实施方式中，跳步模块电性连接于变阻器模块或比较器模块；具体地，跳步模块连接于所述比较器模块时可获取比较器中输出电压分压或基准电压结合当前调节轮次计算跳步电压；跳步模块连接于变阻器模块时可获取当前串入线路中分压电阻数量结合当前轮次的基准电压或分压电阻分压可计算跳步电压。

在一些优选的实施方式中，还包括连接于线路的接地模块，以使本申请实施例的一种用于芯片的电压切换装置接地。

下面结合实施例进一步阐述本申请实施例的一种用于芯片的电压切换装置：

实施例1

如图3所示，线路中输出电压VPP连接于电荷泵charge pump，并可由电荷泵chargepump调节输出电压；编码器decoder可对应控制开关Sel_x5、Sel_x6、Sel_x7、Sel_x8、Sel_x9开合进而改变电路中串入的电阻R；电阻R阻值均相等，其中电阻R为10个，由上至下分别为一个断开电阻、4个可选串入线路中的分压电阻、4个固定串入线路中的分压电阻以及一个接地电阻；比较器charge_pump_ctrl输出端连接电荷泵charge pump，正极用于接收输出电压分压vsample，负极用于接收基准电压vref，从而可比较两者大小；基准电压控制器Vref Control连接于比较器charge_pump_ctrl负极端，用于记录、反馈基准电压以计算跳步电压。

在本实施例中，基准电压vref的范围为0.8V-1.15V，步进50mv，对应编号vref_trim为0至7；对应地，输出电压VPP为0.8-10.35V。

本实施例用于芯片的电压切换装置进行电压切换步骤如下：

1、编码器decoder闭合Sel_x5，此时串入的分压电阻为4个，根据编号vref_trim逐步切换基准电压vref和输出电压VPP，该过程中最后的输出电压VPP为5.75V；

2、编码器decoder断开Sel_x5、闭合Sel_x6，此时串入的分压电阻为5个，此时由于编号vref_trim中0-3对应的输出电压均低于5.75V，因此跳过该输出电压VPP以下的切换过程，直接从编号vref_trim4开始逐步切换基准电压vref和输出电压VPP，该过程中最后的输出电压VPP为6.9V；

3、同理，其后依次切换Sel_x7、Sel_x8、Sel_x9进行输出电压VPP切换直接获得芯片的读取/写入/擦除操作需求的输出电压VPP。

假定遍历上述过程的输出电压VPP，可获得下表（其中删除线上数字为跳过输出的输出电压VPP），依据该表可获得图4；

由上表可知，上述电压切换过程少切换19个电压数据，即输出电压VPP调节值的数量为原来的21/40，有效提高了电压切换的效率。

如图4所示，该电压切换方式形成电压跳变的步数变少，有效避免了无效电压的输出，在实际应用中，则可以减少擦除时间，同理，当应用在编程时，则可以减少编程时间。

实施例2

如图5所示，线路中输出电压VPP连接于电荷泵charge pump，并可由电荷泵chargepump调节输出电压；编码器decoder可对应控制开关Sel_x5_m、Sel_x6_m、Sel_x7_m、Sel_x8_m、Sel_x9_m开合进而改变电路中串入的电阻R；电阻R阻值均相等，其中电阻R为10个，由上至下分别为一个断开电阻、4个可选串入线路中的分压电阻、4个固定串入线路中的分压电阻以及一个接地电阻；比较器charge_pump_ctrl输出端连接电荷泵charge pump，正极用于接收输出电压分压vsample，负极用于接收基准电压vref，从而可比较两者大小；开关控制器Sel Control设于编码器decoder和开关之间，可记录、反馈当前串入分压电阻数量以计算跳步电压。

在本实施例中，基准电压vref的范围为0.8V-1.15V，步进50mv，对应编号vref_trim为0至7；对应地，输出电压VPP为0.8-10.35V；本实施例获得数据与图表与实施例1一致。

第三方面，请参照图6，图6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。

Claims (10)

1.一种用于芯片的电压切换方法，用于改变对芯片施加的电压，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、设定若干基准电压；

S2、串入预设数量的分压电阻和比较器；

S3、输入并依次切换对应于基准电压的输出电压，使比较器的分压与基准电压相等，遍历基准电压后记录该步骤中最大的输出电压为跳步电压；

S4、增加串入的分压电阻的数量；

S5、忽略当前串入分压电阻下对应于输出电压小于跳步电压的基准电压；

S6、重复步骤S3-S5，直至获得需求的输出电压。

2.根据权利要求1所述的一种用于芯片的电压切换方法，其特征在于，所述比较器的分压与每个所述分压电阻的分压相等。

3.根据权利要求1所述的一种用于芯片的电压切换方法，其特征在于，若干所述基准电压为步进电压，步骤S3中输出电压为对应基准电压依次增大进行切换。

4.根据权利要求3所述的一种用于芯片的电压切换方法，其特征在于，若干所述基准电压的步进值为40-60mV。

5.根据权利要求1所述的一种用于芯片的电压切换方法，其特征在于，所述基准电压为0.8-1.15V，所述分压电阻数量为4-8个。

6.根据权利要求1所述的一种用于芯片的电压切换方法，其特征在于，步骤S4中每次增加串入的分压电阻的数量为一个。

7.一种用于芯片的电压切换装置，其特征在于，包括：

电荷调节模块，用于切换线路中输出电压；

比较器模块，用于验证其上分压是否为基准电压；

基准电压输入模块，电性连接于所述比较器模块，用于向比较器模块输入不同的基准电压；

变阻器模块，电性连接于所述电荷调节模块和所述比较器模块，用于改变线路中串入的分压电阻；

跳步模块，记录在前接入输出电压最大值；

所述电荷调节模块可根据基准电压输入模块输入不同的基准电压和线路中分压电阻对应切换输出电压，使比较器模块上分压与基准电压相等；

所述跳步模块可记录变阻器模块每次改变线路中串入分压电阻前接入的最大输出电压为跳步电压，所述基准电压输入模块可忽略当前串入分压电阻下对应于输出电压小于跳步电压的基准电压。

8.根据权利要求7所述的一种用于芯片的电压切换装置，其特征在于，所述跳步模块电性连接于所述变阻器模块或所述比较器模块。

9.一种电子设备，其特征在于，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，运行如权利要求1-6任一所述方法中的步骤。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求1-6任一所述方法中的步骤。

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