CN116612805A - flash的冗余替换方法、装置、寄存器和存储芯片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及存储芯片技术领域，具体公开了一种flash的冗余替换方法、装置、寄存器和存储芯片，其中，方法包括步骤：依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测，并分别生成存储单元检测结果和冗余单元检测结果；在存储单元检测结果为坏，以及冗余单元检测结果为坏或冗余单元检测结果对应的冗余单元已用于替换时，获取冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元；该方法利用冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来进行替换处理，使得替换后的存储单元为好存储单元，省去了flash的冗余替换处理中的二次检测过程，并提高了良品率，且能充分利用冗余区的冗余单元。

Description

flash的冗余替换方法、装置、寄存器和存储芯片

技术领域

本申请涉及存储芯片技术领域，具体而言，涉及一种flash的冗余替换方法、装置、寄存器和存储芯片。

背景技术

flash作为一种非易失性存储器，其生产后需要经过多道测试程序，如以未减划硅片为对象的测试, 以封装片为对象的测试等，以筛选出性能合格的芯片。

flash制造工艺存在缺陷，导致flash中的存储主区中的存储单元可能有部分无法擦写的区域，即这些区域地址无法正常使用，为了挽救这些存储区存在缺陷的flash芯片，一般会利用设计于芯片内的redundancy存储区（简称冗余区）中的冗余单元去替换存储区中无法擦写的存储单元，使得芯片中可擦写区域满足使用设计需求。

现有的应用于flash（如nor flash）中的冗余替换手段一般为检测存储单元是否为坏存储单元，若是则直接利用未检测的冗余单元进行替换以作为新的存储单元使用，在整个flash完成检测和替换处理后，再对flash进行二次检测，若仍存在坏存储单元，则报废该flash，该冗余替换方式未能充分利用冗余区的冗余单元，导致flash产品良品率难以提高。

针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种flash的冗余替换方法、装置、寄存器和存储芯片，以更充分利用冗余区的冗余单元来进行替换处理来提高产品良品率。

第一方面，本申请提供了一种flash的冗余替换方法，用于替换坏存储单元，所述方法包括以下步骤：

依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测，并分别生成存储单元检测结果和冗余单元检测结果；

在所述存储单元检测结果为坏，以及所述冗余单元检测结果为坏或所述冗余单元检测结果对应的冗余单元已用于替换时，获取冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元。

本申请的flash的冗余替换方法利用冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来进行替换处理，使得替换后的存储单元必然为好存储单元，省去了flash 的冗余替换处理中的二次检测过程，并提高了产品良品率，且能充分利用冗余区的冗余单元。

所述的flash的冗余替换方法，其中，每个所述冗余单元仅基于第一次检测生成冗余单元检测结果。

该示例能调用在前检测生成的冗余单元检测结果作为该轮次的冗余单元检测结果，以节省设备资源消耗，并提高检测效率。

所述的flash的冗余替换方法，其中，所述方法还包括执行于所述依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测，并分别生成存储单元检测结果和冗余单元检测结果的步骤之后的步骤：

在所述存储单元检测结果为坏，以及所述冗余单元检测结果为好且所述冗余单元检测结果对应的冗余单元未用于替换时，利用该冗余单元检测结果为好的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元。

所述的flash的冗余替换方法，其中，所述获取冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元的步骤为重新依地址顺序搜索获取冗余单元。

所述的flash的冗余替换方法，其中，在同一字线中，在所述依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测的步骤中，在依地址顺序选中存储区的存储单元的过程中，冗余区的冗余单元为重复性依照所述地址顺序被选中。

所述的flash的冗余替换方法，其中，所述存储单元和所述冗余单元均基于多级多路选择器选中。

所述的flash的冗余替换方法，其中，所述存储单元数量和冗余单元数量比为128:1。

第二方面，本申请还提供了一种flash的冗余替换装置，用于替换坏存储单元，所述装置包括：

检测模块，用于依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测，并分别生成存储单元检测结果和冗余单元检测结果；

替换模块，用于在所述存储单元检测结果为坏，以及所述冗余单元检测结果为坏或所述冗余单元检测结果对应的冗余单元已用于替换时，获取冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元。

本申请的flash的冗余替换装置利用冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来进行替换处理，使得替换后的存储单元必然为好存储单元，省去了flash 的冗余替换处理中的二次检测过程，并提高了产品良品率，且能充分利用冗余区的冗余单元。

第三方面，本申请还提供了一种配置寄存器，用于非易失性地存储基于如第一方面提供的flash的冗余替换方法替换存储区的存储单元所产生的冗余替换配置信息。

第四方面，本申请还提供了一种存储芯片，所述存储芯片基于如第一方面提供的flash的冗余替换方法替换存储区的存储单元。

由上可知，本申请提供了一种flash的冗余替换方法、装置、寄存器和存储芯片，其中，方法通过同时选中存储单元和冗余单元进行检测的方式，来生成分别表征存储单元好坏的存储单元检测结果和表征冗余单元好坏的冗余单元检测结果，利用冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来进行替换处理，使得替换后的存储单元必然为好存储单元，省去了flash 的冗余替换处理中的二次检测过程，并提高了产品良品率，且能充分利用冗余区的冗余单元。

附图说明

图1为本申请实施例提供的flash的冗余替换方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的flash的冗余替换装置的结构示意图。

图3为两级多路选择器与存储阵列的连接结构示意图。

图4为本申请实施例提供的flash的冗余替换方法的替换过程示意图。

附图标记：201、检测模块；202、替换模块。

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和图4，本申请一些实施例提供了一种flash的冗余替换方法，用于替换坏存储单元，方法包括以下步骤：

S1、依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测，并分别生成存储单元检测结果和冗余单元检测结果；

S21、在存储单元检测结果为坏，以及冗余单元检测结果为坏或冗余单元检测结果对应的冗余单元已用于替换时，获取冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元。

具体地，存储区和冗余区为flash中存储阵列的预设分区，其中，存储区具有符合flash目标容量大小的存储单元，冗余区具有预设数量的冗余单元，用于替换存储区中坏存储单元，以使flash具有符合目标容量大小的可用的存储阵列，从而提高flash的良品率；其中，冗余单元的结构与存储单元结构一致，实质上为备用的存储单元。

更具体地，依地址顺序为依照地址递增顺序，存储单元的检测过程为以地址递增顺序逐个地对存储单元进行好坏检验的过程，因此，该检测过程为选中一字线后，依照地址递增顺序地选择不同的位线来对不同存储单元进行好坏检验，在检查完该字线上所有存储单元后，再选中下一字线再继续依照地址递增顺序选择不同的位线来对不同存储单元进行好坏检验；需要说明的是，现有的冗余单元仅能替换位于同一字线上的存储单元，即通过设计位线替换或映射关系来实现存储单元的替换处理，因此，现有的替换手段为在发现坏存储单元时，直接从冗余区中挑选一未使用（未用于替换）的冗余单元来对该坏存储单元进行替换处理。

更具体地，步骤S1同时选中存储单元和冗余单元进行检测，以分别生成对应于该存储单元的存储单元检测结果和对应于该冗余单元的冗余单元检测结果，其中，在本申请实施例中，存储单元检测结果为表征存储单元为好存储单元还是坏存储单元的识别结果，优选为以0和1的标记数据分别表征两种形式的识别结果，同理，冗余单元检测结果为表征冗余单元为好冗余单元还是坏冗余单元的识别结果。

更具体地，由于在执行替换处理前，本申请实施例的方法会对冗余单元进行好坏性检测，使得本申请实施例的方法仅会采用冗余单元检测结果为好的冗余单元来完成坏存储单元的替换处理，从而无需对替换后的存储单元进行二次检测处理。

更具体地，存储区按照比例关系划分分区以与冗余区产生配对关系，如存储区按照地址递增顺序划分出多个区域来配对多个冗余单元，步骤S1在选中不同区域的存储单元时仅同时选中对应的冗余单元进行检测；对于上述这些检测方式而言，均可能出现在发现存储单元为坏存储单元的同时，对应同时选中的冗余单元为坏冗余单元或该冗余单元已被用于替换的情况，故本申请实施例的方法则利用步骤S21从冗余区中获取合适的冗余单元来进行替换处理，该合适的冗余单元为冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元，该合适的冗余单元的冗余单元检测结果可以是在此之前生成的冗余单元检测结果，还可以是在冗余区重新选中冗余单元来进行检测以生成的新的冗余单元检测结果。

本申请实施例的flash的冗余替换方法通过同时选中存储单元和冗余单元进行检测的方式，来生成分别表征存储单元好坏的存储单元检测结果和表征冗余单元好坏的冗余单元检测结果，利用冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来进行替换处理，使得替换后的存储单元必然为好存储单元，省去了flash 的冗余替换处理中的二次检测过程，并提高了产品良品率，且能充分利用冗余区的冗余单元。

需要说明的是，步骤S1可以是在检测到坏存储单元时中止运行，以执行冗余替换操作，也可以是在检测完所有存储单元后再执行冗余替换操作，还可以是在每检测完一条字线上所有存储单元时终止运行，以执行冗余替换操作；在本申请实施例中，步骤S1优选是在检测到坏存储单元时中止运行，以执行冗余替换操作。

如图4所示，YMUX_2表示选中的通道（表征查找对象，在该视图中以编号表征匹配于存储单元和冗余单元），其中，YMUX_2中标记为BC1-BC4的块表示选中的存储单元为坏的存储单元，在1号位出现坏存储单元时，本申请实施例的方法利用1号位好的冗余单元进行替换（BL redun latch中的1）；同理，在4号位出现坏存储单元时，本申请实施例的方法利用4号位好的冗余单元进行替换；当后续的1号位出现坏存储单元时，由于1号位的冗余单元已被使用，则重新依照地址顺序筛选好的冗余单元进行替换，故利用了0号位的冗余单元进行替换处理。

具体地，除却步骤S21限定的情况，步骤S1的检测结果还可能出现以下几种情况：

1、存储单元检测结果为好，冗余单元检测结果为好；该情况下，本申请实施例的方法按地址顺序同时选中下一存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测；

2、存储单元检测结果为好，冗余单元检测结果为坏；该情况下，本申请实施例的方法按地址顺序同时选中下一存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测；

3、存储单元检测结果为坏，冗余单元检测结果为好；该情况下，本申请实施例的方法还包括执行于依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测，并分别生成存储单元检测结果和冗余单元检测结果的步骤之后的步骤：

S22、在存储单元检测结果为坏，以及冗余单元检测结果为好且冗余单元检测结果对应的冗余单元未用于替换时，利用该冗余单元检测结果为好的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元。

具体地，该实施方式直接利用未用于替换的好的冗余单元直接替换该坏存储单元，节省了好的冗余单元的筛选过程，能有效提高冗余替换效率。

在一些优选的实施方式中，每个冗余单元仅基于第一次检测生成冗余单元检测结果。

具体地，基于前述内容可知，冗余单元数量远小于存储单元数量，步骤S1的检测过程会出现选中重复的冗余单元进行检测的现象，在一些实施例中，步骤S1可以对这些冗余单元进行重新检测以生成新的冗余单元检测结果；在本申请实施例中，步骤S1优选为仅在第一次选中对应的冗余单元时进行完整的检测以生成冗余单元检测结果，在选中已检测过的冗余单元时，可以跳过检测，或者是检测该冗余单元是否为已检测过的对象，若是，则调用在前检测生成的冗余单元检测结果作为该轮次的冗余单元检测结果，以节省设备资源消耗，并提高检测效率。

在一些优选的实施方式中，获取冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元的步骤为重新依地址顺序搜索获取冗余单元。

具体地，基于前述内容可知，步骤S1为根据地址顺序来选择冗余单元进行检测的，因此，假设该不合适的冗余单元（冗余单元检测结果为坏或冗余单元检测结果对应的冗余单元已用于替换）不属于地址顺序中的第一个冗余单元，则其在前的冗余单元均为已检测过的冗余单元，因此，在本申请实施例中，在重新筛选合适的冗余单元的过程中，无需对位于该不合适的冗余单元前面的冗余单元进行检测来获取冗余单元检测结果，从而节省了这些冗余单元用于替换时的检测时间，有效提高整个冗余替换处理的效率。

在一些优选的实施方式中，在同一字线中，在依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测的步骤中，在依地址顺序选中存储区的存储单元的过程中，冗余区的冗余单元为重复性依照地址顺序被选中。

具体地，基于前述内容可知，冗余单元只能替换位于同一字线上的存储单元且冗余单元数量远小于存储单元，故在本申请实施例中，在执行步骤S1的过程中，冗余区的冗余单元优选为重复性依照地址顺序被选中。

在一些优选的实施方式中，存储单元数量和冗余单元数量比为128:1。

具体地，该设置比例综合考虑了产品成品率和材料成本，能使产品良品率超过99.5%。

在一些优选的实施方式中，存储单元和冗余单元均基于多级多路选择器选中。

具体地，设置多级多路选择器能使本申请实施例的方法能快速准确定位到需要操作的存储单元和冗余单元。

更具体地，在本申请实施例中，如图3所示，多路选择器优选为两级，分别为YMUX1和YMUX2，其中，低级多路选择器通道数对应于灵敏放大器（SA）连接存储单元的数量，如SA连接128bit，则该低级多路选择器通道数为128，低级多路选择器和高级多路选择器的通道数乘积为对应字线上所有存储单元的数量；该实施方式通过分级选中存储单元和冗余单元能提高目标选择的准确性和有序性。

第二方面，请参照图2，本申请一些实施例还提供了一种flash的冗余替换装置，用于替换坏存储单元，装置包括：

检测模块201，用于依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测，并分别生成存储单元检测结果和冗余单元检测结果；

替换模块202，用于在存储单元检测结果为坏，以及冗余单元检测结果为坏或冗余单元检测结果对应的冗余单元已用于替换时，获取冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元。

本申请实施例的flash的冗余替换装置通过同时选中存储单元和冗余单元进行检测的方式，来生成分别表征存储单元好坏的存储单元检测结果和表征冗余单元好坏的冗余单元检测结果，利用冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来进行替换处理，使得替换后的存储单元必然为好存储单元，省去了flash 的冗余替换处理中的二次检测过程，并提高了产品良品率，且能充分利用冗余区的冗余单元。

在一些优选的实施方式中，替换模块还用于在存储单元检测结果为坏，以及冗余单元检测结果为好且冗余单元检测结果对应的冗余单元未用于替换时，利用该冗余单元检测结果为好的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元。

在一些优选的实施方式中，本申请实施例的flash的冗余替换装置用于执行上述第一方面提供的flash的冗余替换方法。

第三方面，本申请一些实施例还提供了一种配置寄存器，用于非易失性地存储基于如第一方面提供的flash的冗余替换方法替换存储区的存储单元所产生的冗余替换配置信息。

具体地，在本申请实施例中，冗余替换处理的过程为生成冗余替换配置信息配置给对应冗余单元的过程，使得flash上电后能根据该冗余替换配置信息识别并确定存储单元和冗余单元的替换关系以正常运行。

更具体地，在本申请实施例中，冗余替换配置信息优选为包括good+mon+通路地址；其中，good为相对于该冗余单元的冗余单元检测结果，good=1代表该冗余单元为好的冗余单元，good=0代表该冗余单元为坏的冗余单元；mon表征该冗余单元是否已用于替换，mon=1表示该冗余单元未用于替换，mon=0表示该冗余单元已用于替换；通路地址表示冗余单元选择的替换的存储单元所采用的通道和对应被替换的存储单元的地址，优选表现为YMUX2+ADD[3:0]+BIT[2:0]，在冗余mon=1时，通路地址为空。

第四方面，本申请一些实施例还提供了一种存储芯片，存储芯片基于如第一方面提供的flash的冗余替换方法替换存储区的存储单元。

综上，本申请实施例提供了一种flash的冗余替换方法、装置、寄存器和存储芯片，其中，方法通过同时选中存储单元和冗余单元进行检测的方式，来生成分别表征存储单元好坏的存储单元检测结果和表征冗余单元好坏的冗余单元检测结果，利用冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来进行替换处理，使得替换后的存储单元必然为好存储单元，省去了flash 的冗余替换处理中的二次检测过程，并提高了产品良品率，且能充分利用冗余区的冗余单元。

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flash的冗余替换方法，用于替换坏存储单元，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测，并分别生成存储单元检测结果和冗余单元检测结果；

在所述存储单元检测结果为坏，以及所述冗余单元检测结果为坏或所述冗余单元检测结果对应的冗余单元已用于替换时，获取冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元。

2.根据权利要求1所述的flash的冗余替换方法，其特征在于，每个所述冗余单元仅基于第一次检测生成冗余单元检测结果。

3.根据权利要求1所述的flash的冗余替换方法，其特征在于，所述方法还包括执行于所述依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测，并分别生成存储单元检测结果和冗余单元检测结果的步骤之后的步骤：

在所述存储单元检测结果为坏，以及所述冗余单元检测结果为好且所述冗余单元检测结果对应的冗余单元未用于替换时，利用该冗余单元检测结果为好的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元。

4.根据权利要求1所述的flash的冗余替换方法，其特征在于，所述获取冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元的步骤为重新依地址顺序搜索获取冗余单元。

5.根据权利要求1所述的flash的冗余替换方法，其特征在于，在同一字线中，在所述依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测的步骤中，在依地址顺序选中存储区的存储单元的过程中，冗余区的冗余单元为重复性依照所述地址顺序被选中。

6.根据权利要求1所述的flash的冗余替换方法，其特征在于，所述存储单元和所述冗余单元均基于多级多路选择器选中。

7.根据权利要求1所述的flash的冗余替换方法，其特征在于，所述存储单元数量和冗余单元数量比为128:1。

8.一种flash的冗余替换装置，用于替换坏存储单元，其特征在于，所述装置包括：

检测模块，用于依地址顺序同时选中存储区的存储单元和冗余区的冗余单元进行检测，并分别生成存储单元检测结果和冗余单元检测结果；

替换模块，用于在所述存储单元检测结果为坏，以及所述冗余单元检测结果为坏或所述冗余单元检测结果对应的冗余单元已用于替换时，获取冗余单元检测结果为好且未用于替换的冗余单元来替换该存储单元检测结果为坏的存储单元。

9.一种配置寄存器，其特征在于，用于非易失性地存储基于如权利要求1-7任一项所述的flash的冗余替换方法替换存储区的存储单元所产生的冗余替换配置信息。

10.一种存储芯片，其特征在于，所述存储芯片基于如权利要求1-7任一项所述的flash的冗余替换方法替换存储区的存储单元。