CN114649049A - Cam单元检查模块及其检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及CAM单元检查模块及其检查方法，所述CAM单元检查模块用于对NAND存储器中的CAM单元进行检查，包括：读取电平设定部，该读取电平设定部基于预先存储的CAM单元读取电平表来设定CAM单元读取电平；特殊读取命令执行部，该特殊读取命令执行部基于所设定的所述CAM单元读取电平，执行特殊读取命令；状态检查部，该状态检查部响应于所述特殊读取命令，进行所述CAM单元的数据读取，并判定所述CAM单元的状态是通过还是失败，在所述特殊读取命令下，所读取的所述CAM单元的数据仅用于所述状态检查部进行所述CAM单元的状态的判定。

Description

CAM单元检查模块及其检查方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及NAND存储器中的CAM单元检查模块及其检查方法。

背景技术

NAND存储器是一种大容量的存储芯片，其特点是容量密度大，制造成本低，访问速度快，通常作为U盘、固态盘、存储卡等设备上的存储芯片。对于NAND存储器通常进行下述三项操作：编程、擦除、读取。

图1是表示NAND存储器中普通单元(Normal Cell)的电平分布的示意图。图1中的ERA表示已擦除单元，标记为“1”；PGM表示已编程单元，标记为“0”；EV表示擦除验证电平；PV表示编程验证电平；RD表示读取电平。

如图1所示，已编程单元的电平高于PV，已擦除单元的电平小于EV。而读取电平RD介于PV和EV之间，从NAND存储器单元读取“0”或“1”的数据。已编程单元与已擦除单元的电平之间应保持足够的余量来避免任何误读。

图2是表示NAND存储器中CAM单元(CAM Cell)的电平分布的示意图。与图1相同，图2中的ERA表示已擦除单元，标记为“1”；PGM表示已编程单元，标记为“0”；EV表示擦除验证电平；PV表示编程验证电平；RD表示读取电平。

CAM单元是指NAND存储器中的内容可寻址存储(Content Addressable MemoryCell)单元。由于NAND存储器是非易失性的，因此，在可以在内部存储单元中存储配置和修复信息，而不需要使用易失性存储器中通常会使用的额外的保险丝。通常将存储设备的这种重要内容的存储器单元区域称为CAM单元。

具体而言，CAM单元中所存储的配置信息例如有操作电压；编程、读取、擦除条件；修整数据等。CAM单元中所存储的修复信息例如有列修复信息、块修复信息等。

如图2所示，在CAM单元的情况下，编程验证电平PV与擦除验证电平EV之间的宽度比普通单元更宽，这是因为在CAM单元的情况下保持(retention)尤为重要。

CAM单元可以存储NAND存储器设备的配置和修复信息，因此，CAM单元的情况下，已编程单元的电平VT高于普通单元时的已编程单元的电平，以获得比普通单元更多的余量。

CAM单元通常只经历一次编程，因此其编程后的电平可以比普通单元更高。在NAND存储器出货之前，CAM单元被编程，之后用户无法对CAM单元进行编程或擦除操作。

在现有技术中，通常采用多数检查(Majority Check)来对CAM单元进行测试。具体而言，根据下述步骤来对CAM单元进行测试，即：

步骤1：在出货前，基于配置和修复信息来对CAM单元进行编程；

步骤2：上电进行CAM读取，读取配置和修复信息并进行比较。

在该测试流程中，无法检查编程验证电平PV与读取电平RD之间的余量。而在实际制造过程中，编程单元通常会左移，从而发生误读取，进行导致用户抱怨CAM单元故障的情况频发。

由此，在现有技术中，为了避免这种情况，需要在出货之前或之后增加额外的测试流程来进行余量检查。

此外，关于所增加的额外的测试流程，通常使用CellVt的方式来进行余量检查。CellVt是一种用于普通单元(Normal Cell)的扫描阈值电压的测试模式，通过外部给定的方式来进行测量。若将该方式应用于CAM单元，则需要耗费大量的时间，测试效率非常低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种CAM单元检查模块，用于对NAND存储器中的CAM单元进行检查，其特征在于，包括：

读取电平设定部，该读取电平设定部基于预先存储的CAM单元读取电平表来设定CAM单元读取电平；

特殊读取命令执行部，该特殊读取命令执行部基于所设定的所述CAM单元读取电平，执行特殊读取命令；

状态检查部，该状态检查部响应于所述特殊读取命令，进行所述CAM单元的数据读取，并判定所述CAM单元的状态是通过还是失败，

在所述特殊读取命令下，所读取的所述CAM单元的数据仅用于所述状态检查部进行所述CAM单元的状态的判定。

可选地，在本发明所涉及的CAM单元检查模块中，所述状态检查部通过对所述CAM单元的数据中所附加的CRC数据进行检查来判定所述CAM单元的状态。

可选地，在本发明所涉及的CAM单元检查模块中，所述CAM单元读取电平表中设定有针对所述CAM单元的多个读取电平，相邻的所述读取电平之间相差固定步长。

可选地，在本发明所涉及的CAM单元检查模块中，通过基于所述CAM单元读取电平表来设定不同的所述读取电平，并在不同的所述读取电平下进行所述CAM单元的状态的判定，来确定所述CAM单元的状态是通过还是失败的阈值。

本发明还提供一种CAM单元检查方法，用于对NAND存储器中的CAM单元进行检查，其特征在于，包括：

读取电平设定步骤，在该读取电平设定步骤中，基于预先存储的CAM单元读取电平表来设定CAM单元读取电平；

特殊读取命令执行步骤，在该特殊读取命令执行步骤中，基于所设定的所述CAM单元读取电平，执行特殊读取命令；

状态检查步骤，在该状态检查步骤中，响应于所述特殊读取命令，进行所述CAM单元的数据的读取，并判定所述CAM单元的状态是通过还是失败，

在所述特殊读取命令下，所读取的所述CAM单元的数据仅用于进行所述CAM单元的状态的判定。

可选地，在本发明所涉及的CAM单元检查方法中，在所述状态检查步骤中，通过对所述CAM单元的数据中所附加的CRC数据进行检查来判定所述CAM单元的状态。

可选地，在本发明所涉及的CAM单元检查方法中，所述CAM单元读取电平表中设定有针对所述CAM单元的多个读取电平，相邻的所述读取电平之间相差固定步长。

可选地，在本发明所涉及的CAM单元检查方法中，通过基于所述CAM单元读取电平表来设定不同的所述读取电平，并在不同的所述读取电平下进行所述CAM单元的状态的判定，来确定所述CAM单元的状态是通过还是失败的读取电平阈值。

可选地，在本发明所涉及的CAM单元检查方法中，在所述CAM单元的状态被判定为通过的情况下，重复进行读取电平设定步骤、特殊读取命令执行步骤、状态检查步骤，直到所述CAM单元的状态被判定为失败，并将最后一次所述CAM单元的状态被判定为通过的所述读取电平设定作为所述读取电平阈值。

根据本发明的CAM单元检查模块及其检查方法，由于在正常的CAM单元读取流程中增加并执行特殊读取命令，从而能够在不增加额外的测试流程的情况下对CAM单元的余量进行检查，大幅减少了测试时间，提高了良率。

根据本发明的CAM单元检查模块及其检查方法，由于将CRC数据附加到CAM单元的数据中，从而提高了CAM单元的状态的判定的准确性，提高了测试结果的精确度。

此外，即使在CAM单元因故障而被退回的情况下，也可以通过本发明的CAM单元检查模块及其检查方法，对CAM单元的余量进行检查，大幅减少了测试时间，提高了良率。

附图说明

图1是表示NAND存储器中普通单元(Normal Cell)的电平分布的示意图。

图2是表示NAND存储器中CAM单元(CAM Cell)的电平分布的示意图。

图3是表示实施方式1所涉及的CAM单元检查模块的框图。

图4是表示实施方式1所涉及的CAM单元读取电平表的一个示例的图。

图5是表示实施方式2所涉及的CAM单元检查方法的步骤的流程图。

具体实施方式

以下将通过参考附图中示出的具体实施例来对本发明进行更具体描述。附图中的流程图和框图显示了根据本发明的实施例的系统、方法可能实现的体系架构、功能和操作。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

此外，通过阅读下文具体实施方式的详细描述，本发明的各种优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的各实施方式所限制。提供以下实施方式是为了能够更透彻地理解本发明。除非另有说明，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施方式1

本发明的实施方式1涉及一种CAM单元检查模块，用于对NAND存储器中的CAM单元进行检查。

图3是表示实施方式1所涉及的CAM单元检查模块100的简要框图。如图3所示，CAM单元检查模块100包括读取电平设定部101、特殊读取命令执行部102、状态检查部103。

读取电平设定部101基于预先存储的CAM单元读取电平表来设定CAM单元读取电平。图4是表示实施方式1所涉及的CAM单元读取电平表的一个示例的图。如图4所示，该CAM单元读取电平表中设定有针对CAM单元的多个读取电平A～H，相邻的读取电平之间相差固定步长alpha。该alpha的值可以根据需要灵活设定。例如，在将该读取电平信息设定为3bit(3位)、即<2:0>的情况下，如图4所示那样，000对应于读取电平A，001对应于读取电平B(＝A+alpha)，010对应于读取电平C(＝B+alpha)，···，110对应于读取电平G(＝F+alpha)，111对应于读取电平H(＝G+alpha)。通过下文中将要叙述的方式，可以确定多个读取电平A～H中哪一个是CAM单元的状态为失败的读取电平。

特殊读取命令执行部102基于读取电平设定部101所设定的CAM单元读取电平，执行特殊读取命令。该特殊读取命令与上电后进行CAM读取准备就绪的命令不同，当该特殊读取命令被执行时，仅启动CAM读取操作而不执行上电CAM读取。换言之，当该特殊读取命令被执行时，通过进行CAM读取操作而读取到的CAM单元的数据仅被用于后述的CAM单元的状态的判定。

通过在CAM单元的测试模块中引入该特殊读取命令执行部102来执行特殊读取命令，从而能够在不增加额外的测试流程的情况下对CAM单元的余量进行检查，大幅减少了测试时间，提高了良率。

状态检查部103是对CAM单元的状态进行判定的单元。该状态检查部103响应于特殊读取命令执行部102的特殊读取命令，通过进行CAM读取操作进行CAM单元的数据读取，并判定CAM单元的状态是通过还是失败。

具体而言，通过对CAM单元的数据中所附加的CRC数据进行检查来判定CAM单元的状态。CRC是数字网络和存储设备中常用的错误检测代码。由于CRC易于在二进制硬件中执行，因此得以广泛使用。

在一些实施例中，CRC例如可以采用下述方案：

CRC 16:x16+x15+x2+1；

CRC 32:x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1。

但并不限于此，可以采用本领域公知的其他技术。

本实施方式中，CRC被引入到CAM单元的数据中，即，基于CAM单元数据来计算CRC数据并被附加到CAM单元数据中。在状态检查部103通过进行CAM读取操作进行CAM单元的数据读取期间，利用所附加的CRC数据来检查CAM单元数据中的错误。若CAM单元的数据中发生了错误，即判定CAM单元的状态为失败，则意味着CAM单元中的配置和修复信息被损坏，用户将无法使用该存储器设备。在本实施方式中，通过在CAM单元的状态的判定中引入CRC，将CRC数据附加到CAM单元的数据中，从而提高了CAM单元的状态的判定的准确性，提高了测试结果的精确度。

状态检查部103通过基于图4所示的CAM单元读取电平表来设定不同的读取电平，并在不同的读取电平下进行CAM单元的状态的判定，来确定CAM单元的状态是通过还是失败的阈值。若CAM单元位于NAND存储器的不同页面，则在每个CAM单元页面中分配通过/失败位。例如，在一些实施例中，如果有两个页面被分配给了CAM单元，则为每次通过/失败检查分配2bit(2位)。如果有三个页面被分配给了CAM单元，则为每次通过/失败检查分配3bit(3位)。通过/失败位的分配根据实际情况进行设定即可。

根据实施方式1的CAM单元检查模块100，由于在正常的CAM单元读取流程中增加并执行特殊读取命令，从而能够在不增加额外的测试流程的情况下对CAM单元的余量进行检查，大幅减少了测试时间，提高了良率。此外，由于将CRC数据附加到CAM单元的数据中，从而提高了CAM单元的状态的判定的准确性，提高了测试结果的精确度。

实施方式2

以下，基于图5来详细说明实施方式2所涉及的CAM单元检查方法。图5是表示实施方式2所涉及的CAM单元检查方法的步骤的流程图。

如图5所示，首先对NAND存储器进行上电。在步骤S100，启动CAM单元，读取准备就绪。在步骤S101，执行复位命令，对CAM单元进行复位。在步骤S102，执行测试模式命令，进入CAM单元测试模式。

接着在步骤S103(读取电平设定步骤)，基于预先存储的CAM单元读取电平表来设定CAM单元读取电平。CAM单元读取电平表如图4所示，设定有针对CAM单元的多个读取电平A～H，相邻的读取电平之间相差固定步长alpha。

接着，在步骤S104(特殊读取命令执行步骤)，基于所设定的CAM单元读取电平，执行特殊读取命令。该特殊读取命令与上电后进行CAM读取准备就绪的命令不同，当该特殊读取命令被执行时，仅启动CAM读取操作而不执行上电CAM读取。换言之，当该特殊读取命令被执行时，通过进行CAM读取操作而读取到的CAM单元的数据仅被用于后述的CAM单元的状态的判定。

接着，在步骤S105(状态检查步骤)，响应于上述特殊读取命令，进行CAM单元的数据的读取，并判定CAM单元的状态是通过还是失败。具体而言，通过对所述CAM单元的数据中所附加的CRC数据进行检查来判定CAM单元的状态。CRC的设置方式如实施方式1中所述，此处不再赘述。

若步骤S105中判定为CAM单元的状态为失败，则该检查流程结束，将最后一次CAM单元的状态被判定为通过的读取电平设定作为读取电平阈值。

若步骤S105中判定为CAM单元的状态为通过，则返回至步骤S103，重复进行步骤S103、步骤S104、步骤S105，直至步骤S105中判定为失败。

根据实施方式2的CAM单元检查方法，由于在正常的CAM单元读取流程中增加并执行特殊读取命令，从而能够在不增加额外的测试流程的情况下对CAM单元的余量进行检查，大幅减少了测试时间，提高了良率。此外，由于将CRC数据附加到CAM单元的数据中，从而提高了CAM单元的状态的判定的准确性，提高了测试结果的精确度。

此外，即使在CAM单元因故障而被退回的情况下，也可以通过上述实施方式1所涉及的CAM单元检查模块及实施方式2所涉及的CAM单元检查方法，来对CAM单元的余量进行检查，大幅减少了测试时间，提高了良率。

以上各实施方式仅用于说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述各实施方式对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。

标号说明

100 CAM单元检查模块

101 读取电平设定部

102 特殊读取命令执行部

103 状态检查部。

Claims (9)

1.一种CAM单元检查模块，用于对NAND存储器中的CAM单元进行检查，其特征在于，包括：

读取电平设定部，该读取电平设定部基于预先存储的CAM单元读取电平表来设定CAM单元读取电平；

特殊读取命令执行部，该特殊读取命令执行部基于所设定的所述CAM单元读取电平，执行特殊读取命令；

状态检查部，该状态检查部响应于所述特殊读取命令，进行所述CAM单元的数据读取，并判定所述CAM单元的状态是通过还是失败，

在所述特殊读取命令下，所读取的所述CAM单元的数据仅用于所述状态检查部进行所述CAM单元的状态的判定。

2.如权利要求1所述的CAM单元检查模块，其特征在于，

所述状态检查部通过对所述CAM单元的数据中所附加的CRC数据进行检查来判定所述CAM单元的状态。

3.如权利要求1所述的CAM单元检查模块，其特征在于，

所述CAM单元读取电平表中设定有针对所述CAM单元的多个读取电平，相邻的所述读取电平之间相差固定步长。

4.如权利要求1至3中任一项所述的CAM单元检查模块，其特征在于，

通过基于所述CAM单元读取电平表来设定不同的所述读取电平，并在不同的所述读取电平下进行所述CAM单元的状态的判定，来确定所述CAM单元的状态是通过还是失败的阈值。

5.一种CAM单元检查方法，用于对NAND存储器中的CAM单元进行检查，其特征在于，包括：

读取电平设定步骤，在该读取电平设定步骤中，基于预先存储的CAM单元读取电平表来设定CAM单元读取电平；

特殊读取命令执行步骤，在该特殊读取命令执行步骤中，基于所设定的所述CAM单元读取电平，执行特殊读取命令；

状态检查步骤，在该状态检查步骤中，响应于所述特殊读取命令，进行所述CAM单元的数据的读取，并判定所述CAM单元的状态是通过还是失败，

在所述特殊读取命令下，所读取的所述CAM单元的数据仅用于进行所述CAM单元的状态的判定。

6.如权利要求5所述的CAM单元检查方法，其特征在于，

在所述状态检查步骤中，通过对所述CAM单元的数据中所附加的CRC数据进行检查来判定所述CAM单元的状态。

7.如权利要求5所述的CAM单元检查方法，其特征在于，

所述CAM单元读取电平表中设定有针对所述CAM单元的多个读取电平，相邻的所述读取电平之间相差固定步长。

8.如权利要求5至7中任一项所述的CAM单元检查方法，其特征在于，

通过基于所述CAM单元读取电平表来设定不同的所述读取电平，并在不同的所述读取电平下进行所述CAM单元的状态的判定，来确定所述CAM单元的状态是通过还是失败的读取电平阈值。

9.如权利要求8所述的CAM单元检查方法，其特征在于，

在所述CAM单元的状态被判定为通过的情况下，重复进行读取电平设定步骤、特殊读取命令执行步骤、状态检查步骤，直到所述CAM单元的状态被判定为失败，并将最后一次所述CAM单元的状态被判定为通过的所述读取电平设定作为所述读取电平阈值。

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