CN114003515A - 一种提高嵌入式Flash良率的处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种提高嵌入式Flash良率的处理方法及系统，属于集成电路领域。对Flash进行擦除后，对Flash每一页进行写操作和读操作，判断该页为正常页还是坏页，出现坏页时直接将该坏页的页地址写入冗余页地址寄存器；当系统总线对Flash进行访问时，将系统总线访问的地址与冗余页地址寄存器中值进行比较，如果比较结果不一致，说明此时系统总线访问的是正常页，无需访问冗余页；如果比较结果一致，说明此时系统总线访问的是坏页，则将冗余页使能位置位，系统总线直接跳过坏页访问冗余备份页；冗余页使能位为1时，表示冗余页替换坏页生效，系统总线对Flash坏页的读写操作都将映射到冗余页上。

Description

一种提高嵌入式Flash良率的处理方法及系统
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种提高嵌入式Flash良率的处理方法及系统。
背景技术
嵌入式Flash在MCU(microcontroller Unit，微控制器)和DSP(Digital SignalProcess，数字信号处理器)中得到越来越广泛的应用，几乎所有的MCU和DSP都带有嵌入式Flash。由于对写入的数据需要长时间保持不丢失，嵌入式Flash设计与制造工艺相对复杂，已成为了整个电路失效的主要来源。据统计，嵌入式Flash的失效占整个电路失效三分之一以上。
嵌入式Flash的失效，会导致系统存储与读取数据错误，进而引起整个系统运行错误。因此嵌入式Flash良率的问题，直接影响整个电路的良率，提高Flash良率的方法受到了越来越多的关注。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高嵌入式Flash良率的处理方法及系统，以解决由于工艺制造而导致Flash失效率过高的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高嵌入式Flash良率的处理方法，包括：
中测时对Flash进行擦除后，对Flash每一页进行写操作和读操作，判断该页为正常页还是坏页，出现坏页时直接将该坏页的页地址写入冗余页地址寄存器；
当系统总线对Flash进行访问时，将系统总线访问的地址与冗余页地址寄存器中值进行比较，如果比较结果不一致，说明此时系统总线访问的是正常页，无需访问冗余页；如果比较结果一致，说明此时系统总线访问的是坏页，则将冗余页使能位置位，系统总线直接跳过坏页访问冗余备份页；
冗余页使能位为1时，表示冗余页替换坏页生效，系统总线对Flash坏页的读写操作都将映射到冗余页上。
可选的，对Flash每一页进行写操作和读操作，判断该页为正常页还是坏页包括：
对Flash每一页进行写操作与读操作，如果该页内每一个地址读的数据与写的数据一致，表示该页读写正常，则该页为正常页；
如果该页内有其中一个地址读的数据与写的数据不一致，则表示该地址读写错误，则将该地址所在的页定义为坏页。
可选的，对Flash某一页进行读写测试时，只有当读的数据与写的数据不一致时，才会将该页定义为坏页，此时如果有冗余页剩余，直接将该坏页的页地址写入冗余页地址寄存器；接着对下一页进行读写测试，如再出现坏页且还有冗余页剩余，将该坏页的页地址也写入冗余页地址寄存器中；若所有冗余页对应的冗余页地址寄存器都被写完后，还出现坏页，则认为该Flash测试结果失败，并将该电路归为不良品；
当测试完成后，若所有冗余页对应的冗余页地址寄存器正好被用完或者还有剩余，则认为该Flash测试结果正常。
可选的，根据Flash容量大小设置多个冗余页，其中每个冗余页对应一个冗余页使能位和冗余页地址寄存器，进行多个冗余页替换以提高Flash良率。
本发明还提供了一种一种提高嵌入式Flash良率的处理系统，包括：
冗余页，用于替换Flash中的坏页，一旦出现Flash坏页，系统总线对该坏页的读写全部映射到对冗余页的读写，以保证数据读写的正确性；
冗余页使能位，表示该使能位对应的冗余页替换是否生效，当该位值为1时表示该使能位对应的冗余页替换生效，系统总线对坏页的访问都会移交到该冗余页；当该位值为0时表示该使能位对应的冗余页未发生替换；
冗余页地址寄存器，用于保存Flash中测时坏页的页地址，当向冗余页地址寄存器写入坏页的页地址时，表示该冗余页地址寄存器对应冗余页与坏页对应；
地址映射控制器，用于对冗余页使能位进行写操作，当系统总线发出访问地址与冗余页地址寄存器进行比较，如果一致则对冗余页使能位写1，如是不一致，则对冗余页使能位写0。
在本发明提供的提高嵌入式Flash良率的处理方法及系统中，对Flash进行擦除后，对Flash每一页进行写操作和读操作，判断该页为正常页还是坏页，出现坏页时直接将该坏页的页地址写入冗余页地址寄存器；当系统总线对Flash进行访问时，将系统总线访问的地址与冗余页地址寄存器中值进行比较，如果比较结果不一致，说明此时系统总线访问的是正常页，无需访问冗余页；如果比较结果一致，说明此时系统总线访问的是坏页，则将冗余页使能位置位，系统总线直接跳过坏页访问冗余备份页；冗余页使能位为1时，表示冗余页替换坏页生效，系统总线对Flash坏页的读写操作都将映射到冗余页上。本发明通过增加少量的硬件控制逻辑，通过地址映射的方式用冗余页替换Flash的坏页，使得系统总线对Flash坏页的操作都映射到冗余页上，保证系统总线存取数据的正确性。通过冗余页替换的方法，提高Flash的良率，进而提高整个芯片的良率。
附图说明
图1是提高嵌入式Flash良率的处理系统的示意图；
图2是冗余页替换Flash测试流程图；
图3是系统总线访问Flash的流程图；
图4是系统总线访问Flash数据通路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种提高嵌入式Flash良率的处理方法及系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本发明提供了一种提高嵌入式Flash良率的处理系统，其结构如图1所示，冗余页将Flash的坏页替换，系统总线对Flash坏页的读、写操作全都映射到冗余页中，对用户的使用无任何差别。
该处理系统包括冗余页、冗余页使能位、冗余页地址寄存器和地址映射控制器；所述冗余页用于替换Flash中的坏页，一旦出现Flash坏页，系统总线对该坏页的读写全部映射到对冗余页的读写，以保证数据读写的正确性；所述冗余页使能位表示该使能位对应的冗余页替换是否生效，当该位值为1时表示该使能位对应的冗余页替换生效，系统总线对坏页的访问都会移交到该冗余页；当该位值为0时表示该使能位对应的冗余页未发生替换；所述冗余页地址寄存器用于保存Flash中测时坏页的页地址，当向冗余页地址寄存器写入坏页的页地址时，表示该冗余页地址寄存器对应冗余页与坏页对应；所述地址映射控制器用于对冗余页使能位进行写操作，当系统总线发出访问地址与冗余页地址寄存器进行比较，如果一致则对冗余页使能位写1，如是不一致，则对冗余页使能位写0。
Flash由页组成，当页大小固定，Flash容量越大，其页的数量也就越多。当页的数量越多，其出现坏页的概率也就越大。中测时对Flash进行擦除后，对Flash某一页进行读写测试，只有当读的数据与写的数据不一致时，才会将该页定义为坏页，直接将该坏页地址写入冗余页地址寄存器。接着对下一页进行读写测试，如再出现坏页，将该坏页地址也写入第二个冗余页地址寄存器中，以些类推，若所有冗余页对应的冗余页地址寄存器都被写完后，还出现坏页，则认为该Flash测试结果失败，并将该电路归为不良品；当测试完成后，若所有冗余页对应的冗余页地址寄存器正好被用完或者还有剩余，则认为该Flash测试结果正常。
当系统总线对Flash进行访问时，将系统总线访问的地址与冗余页地址寄存器中值进行比较，如果比较结果不一致，说明此时系统总线访问的是正常页，无需访问冗余页；如果比较结果一致，说明此时系统总线访问的是坏页，则将冗余页使能位置位，系统总线直接跳过坏页访问冗余备份页；
冗余页使能位为1时，表示冗余页替换坏页生效，系统总线对Flash坏页的读写操作都将映射到冗余页上，避免了对坏页的操作。
根据Flash容量大小设置多个冗余页，其中每个冗余页对应一个冗余页使能位和冗余页地址寄存器，进行多个冗余页替换以提高Flash良率。但是一般情况下当页大小固定，Flash容量越大，所需Flash页冗余页的数量也就越多，但是不能为了提高良率一味提高冗余页的数量，使得冗余页的数量大于实际所需的数量，这样会导致芯片的面积增加。故应该在冗余页的数量应该在良率与Flash大小之间做平衡。
图2示出了冗余页替换Flash测试流程图，Flash测试时对每一页的每一个地址进行读写测试，如该页内每一地址都读写正常，则认为该页正常，并启动下一页测试；如该页内某个地址读的数据与写入的数据不一致，则认为该页为坏页，此时判断是否有冗余页剩余，如果冗余页都已使用完，则认为该电路Flash失效，如果还有冗余页剩余，则将该坏页的页地址写入冗余页地址寄存器中，并启动下一页测试。Flash冗余页通过地址映射的方式来对坏页进行替换，即使Flash出现由于制造工艺而导致的坏页，仍然可以做为合格电路，极大提高了Flash的良率。
图3示出了系统总线访问Flash的流程图，系统总线访问Flash时，将系统总线发出的访问地址(页地址部份)与冗余页地址寄存器中值进行比较，如果地址不匹配，则认为系统总线访问的是正常页，系统总线直接对该页进行读写操作；如果地址匹配，则认为系统总线访问的是坏页，此时冗余页使能位置位，系统总线跳过坏页直接访问Flash冗余页。
图4示出了系统总线访问Flash数据通路图，系统总线发出的访问地址，将其页地址部分与冗余页地址寄存器中值进行比较，如果比较结果一致，则将冗余页使能位置位，此时系统总线对Flash的访问全部映射到对应的冗余页。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (5)

1.一种提高嵌入式Flash良率的处理方法，其特征在于，包括：
中测时对Flash进行擦除后，对Flash每一页进行写操作和读操作，判断该页为正常页还是坏页，出现坏页时直接将该坏页的页地址写入冗余页地址寄存器；
当系统总线对Flash进行访问时，将系统总线访问的地址与冗余页地址寄存器中值进行比较，如果比较结果不一致，说明此时系统总线访问的是正常页，无需访问冗余页；如果比较结果一致，说明此时系统总线访问的是坏页，则将冗余页使能位置位，系统总线直接跳过坏页访问冗余备份页；
冗余页使能位为1时，表示冗余页替换坏页生效，系统总线对Flash坏页的读写操作都将映射到冗余页上。
2.如权利要求1所述的提高嵌入式Flash良率的处理方法，其特征在于，对Flash每一页进行写操作和读操作，判断该页为正常页还是坏页包括：
对Flash每一页进行写操作与读操作，如果该页内每一个地址读的数据与写的数据一致，表示该页读写正常，则该页为正常页；
如果该页内有其中一个地址读的数据与写的数据不一致，则表示该地址读写错误，则将该地址所在的页定义为坏页。
3.如权利要求2所述的提高嵌入式Flash良率的处理方法，其特征在于，对Flash某一页进行读写测试时，只有当读的数据与写的数据不一致时，才会将该页定义为坏页，此时如果有冗余页剩余，直接将该坏页的页地址写入冗余页地址寄存器；接着对下一页进行读写测试，如再出现坏页且还有冗余页剩余，将该坏页的页地址也写入冗余页地址寄存器中；若所有冗余页对应的冗余页地址寄存器都被写完后，还出现坏页，则认为该Flash测试结果失败，并将该电路归为不良品；
当测试完成后，若所有冗余页对应的冗余页地址寄存器正好被用完或者还有剩余，则认为该Flash测试结果正常。
4.如权利要求3所述的提高嵌入式Flash良率的处理方法，其特征在于，根据Flash容量大小设置多个冗余页，其中每个冗余页对应一个冗余页使能位和冗余页地址寄存器，进行多个冗余页替换以提高Flash良率。
5.一种提高嵌入式Flash良率的处理系统，其特征在于，包括：
冗余页，用于替换Flash中的坏页，一旦出现Flash坏页，系统总线对该坏页的读写全部映射到对冗余页的读写，以保证数据读写的正确性；
冗余页使能位，表示该使能位对应的冗余页替换是否生效，当该位值为1时表示该使能位对应的冗余页替换生效，系统总线对坏页的访问都会移交到该冗余页；当该位值为0时表示该使能位对应的冗余页未发生替换；
冗余页地址寄存器，用于保存Flash中测时坏页的页地址，当向冗余页地址寄存器写入坏页的页地址时，表示该冗余页地址寄存器对应冗余页与坏页对应；
地址映射控制器，用于对冗余页使能位进行写操作，当系统总线发出访问地址与冗余页地址寄存器进行比较，如果一致则对冗余页使能位写1，如是不一致，则对冗余页使能位写0。
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