DE60101083T2

DE60101083T2 - Nichtflüchtige Halbleiterspeicheranordnung mit verkürzter Löschzeit

Info

Publication number: DE60101083T2
Application number: DE60101083T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Nakahara-ku Yoneda; Yasuhiko Nakahara-ku Tanuma
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2021-08-25
Also published as: US20020141243A1; KR100666421B1; US6529415B2; TW523744B; EP1246198B1; EP1246198A1; JP2002298590A; KR20020077010A; DE60101083D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtungen und im besonderen eine nichtflüchtige wiederbeschreibbare Halbleiterspeichervorrichtung.
2. Beschreibung der verwandten Technik
In nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtungen, in denen Daten gelöscht und neu geschrieben werden können, ist eine Zeitlänge, die zum Datenlöschen erforderlich ist, in einem Anfangszustand unmittelbar nach dem Versand aus der Fabrik relativ lang. Nach wiederholtem Schreiben und Löschen von Daten, das danach ausgeführt wird, tendiert die zum Datenlöschen erforderliche Zeitlänge dazu, sich auf einer relativ kurzen Zeitlänge zu stabilisieren.
1 ist eine Zeichnung, welche die Beziehung zwischen der Anzahl von Datenschreib- und -löschzyklen und der zum Datenlöschen erforderlichen Zeitlänge zeigt.
In 1 gibt die horizontale Achse die Anzahl von Datenschreib- und -löschzyklen an, und die vertikale Achse gibt die Zeitlänge an, die zum Löschen eines Sektors erforderlich ist. Daten werden in Bezug auf Produktmuster erhalten. Da eine Produktabweichung hinsichtlich Charakteristiken derselben vorhanden ist, ist in der Figur eine Vielzahl von Charakteristikkurven graphisch dargestellt. Das Löschen eines Sektors dauert, wie in 1 gezeigt, ungefähr 1,5 Sekunden in einem Anfangszustand, wohingegen das Löschen eines Sektors nur 0,3 bis 0,4 Sekunden dauert, nachdem die Datenschreib- und -löschzyklen ungefähr 100 mal wiederholt wurden. Danach bleibt die Löschzeit ungeachtet der Anzahl von nachfolgenden Datenschreib- und -löschzyklen relativ kurz.
Auf Grund der Charakteristiken der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtungen, wie oben beschrieben, müssen die Hersteller für ihre Produkte eine Garantie gewähren, indem die längste Löschzeit im Anfangszustand spezifiziert wird. Wenn die Löschzeit nach dem Gebrauch von Produkten kürzer wird, führt dies dazu, daß die garantierte Löschzeit im Vergleich zu der tatsächlichen Löschzeit schließlich übermäßig lang ist.
Damit sich die Löschzeit auf Seiten des Nutzers auf einer relativ kurzen Länge stabilisiert, muß der Nutzer automatische Löschoperationen viele Male manuell wiederholen, um das Neuschreiben von Daten zu wiederholen, wobei die automatische Löschoperation als Operation definiert ist, die ein vorbereitendes Datenschreiben vor einer Löschoperation und dann die Löschoperation ausführt. Dies ist im praktischen Sinne eine mühevolle Aufgabe. Andererseits können die Hersteller automatische Löschoperationen viele Male unter Verwendung eines Vorrichtungstesters, eines Bedienprogramms oder dergleichen wiederholen. Dies führt zu einem signifikanten Rückgang der Produktionseffektivität auf Grund der Zeit und Arbeit, die für solch eine Aufgabe erforderlich sind.
Das Dokument US 5,675,546 , worauf die Präambel der Ansprüche 1 und 8 basiert, offenbart eine Dauerprüfung für einen nichtflüchtigen Speicher und schlägt deshalb eine große Anzahl von Schreib-/Löschzyklen von bis zu einer Million vor. D1 offenbart ferner, daß die Anzahl von Zyklen durch die Konstruktion des Zählers vorbestimmt ist. Das Dokument EP 0 681 295 stellt auch all die Merkmale der Präambel der Ansprüche 1 und 8 dar und offenbart ferner ein Voraltern, bei dem Schreib-/Löschzyklen wiederholt werden.
Daher besteht Bedarf an einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung, bei der eine Löschzeit auf eine relativ kurze stabile Zeitlänge festgelegt werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung vorzusehen, die eines oder mehrere der Probleme beseitigt, die durch die Beschränkungen und Nachteile der verwandten Technik verursacht werden.
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen hervorgehen oder können durch Anwendung der Erfindung gemäß den in der Beschreibung vorgesehenen Lehren in der Praxis ersehen werden. Ziele sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung realisiert und erreicht, die besonders in der Beschreibung in solch umfassenden, klaren, prägnanten und exakten Worten erläutert ist, um eine Person, die über gewöhnliche technische Kenntnisse verfügt, in die Lage zu versetzen, die Erfindung in der Praxis anzuwenden.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung vorgesehen, die umfaßt: ein Speicherzellenarrays eine Steuerschaltung, die eine automatische Löschoperation bezüglich einer Gesamtheit des Speicherzellenarrays wiederholt ausführt, welche automatische Löschoperation eine vorbereitende Schreiboperation vor einer Löschoperation und eine folgende Löschoperation enthält; und einen Zähler, der zählt, wie viele Male die automatische Löschoperation bezüglich der Gesamtheit des Speicherzellenarrays ausgeführt wird, bei der die Steuerschaltung die automatische Löschoperation als Antwort auf das Ereignis stoppt, daß der Zähler eine gewünschte Anzahl zählt, welche gewünschte Anzahl durch ein Signal bestimmt wird, das von außerhalb der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung eingegeben wird.
Die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, ist versehen mit einer Funktion zum automatischen Ausführen von automatischen Löschzyklen in einer gewünschten Anzahl, um die vorbereitende Schreiboperation vor einer Löschoperation und die folgende Löschoperation wiederholt auszuführen. Diese Funktion kann als Antwort auf einen Befehl aktiviert werden, der von außerhalb der Vorrichtung eingegeben wird. Dadurch können Nutzer oder Hersteller erreichen, daß die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung die automatischen Löschoperationen in einer gewünschten Anzahl automatisch ausführt. Durch diese Operation kann die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung in einem Zustand stabilisiert werden, der eine relativ kurze und stabile Löschzeit im Vergleich zu einer Anfangslöschzeit aufweist.
Ferner enthält ein Verfahren zum Löschen einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Schritte zum Starten einer vorbestimmten Operation als Antwort auf ein vorbestimmtes Signal, das von außerhalb der Vorrichtung eingegeben wird, und zum Fortsetzen der vorbestimmten Operation, welche vorbestimmte Operation eine automatische Löschoperation bezüglich einer Gesamtheit eines Speicherzellenarrays wiederholt ausführt, zum Zählen der Anzahl, wie viele Male die automatische Löschoperation ausgeführt wird, und zum Stoppen der vorbestimmten Operation als Antwort auf das Ereignis, daß die gezählte Anzahl eine vorbestimmte Anzahl erreicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Zeichnung, welche die Beziehung zwischen der Anzahl von Datenschreib- und -löschzyklen und der Zeitlänge zeigt, die zum Datenlöschen erforderlich ist;
2 ist ein Blockdiagramm einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel für ein Schaltungsdiagramm einer Zählerschaltung von 2 zeigt;
4 ist ein Flußdiagramm einer automatischen Löschzyklusoperation gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel für eine Befehlseingabe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist ein Zeitlagendiagramm, das eine Befehlssequenz zeigt, welche die automatische Löschzyklusoperation spezifiziert;
7 ist ein Zeitlagendiagramm, das eine Datenabfragezeitlage einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung zeigt;
8 ist ein Zeitlagendiagramm, das eine Toggle-Bit-Zeitlage einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung zeigt; und
9 ist ein Zeitlagendiagramm, das die Zeitlage des Zurücksetzens von Hardware einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
2 ist ein Blockdiagramm einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Eine nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung 10 von 2 enthält ein Befehlsregister 11, eine Steuerschaltung 12, einen Eingabepuffer 13, einen Ausgabepuffer 14, einen Adressenspeicher 15, einen Decodierer 16, ein Zellenarray 17, einen Leseverstärker 18, eine Schreib-/Löschschaltanordnung 19, eine Löschsteuerschaltung 20, eine Schreibsteuerschaltung 21, eine Löschpotentialerzeugungsschaltung 22, eine Schreibpotentialerzeugungsschaltung 23 und eine Zählerschaltung 24.
Das Befehlsregister 11 empfängt und speichert einen Befehl, wenn der Befehl von außerhalb der Vorrichtung zugeführt wird, woran sich die Zufuhr des Befehls zu der Steuerschaltung 12 anschließt. Die Steuerschaltung 12 arbeitet als Zustandsmaschine gemäß dem Befehl und steuert verschiedene Einheiten der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung 10.
Der Adressenspeicher 15 empfängt Adressensignale, die von außen vorgesehen werden, und speichert sie, wonach sie dem Decodierer 16 zugeführt werden. Der Decodierer 16 decodiert eine Adresse, die von dem Adressenspeicher 15 zugeführt wurde, und aktiviert eine Wortleitung in dem Zellenarray 17 gemäß den Decodierresultaten. Ferner selektiert der Decodierer 16 Bitleitungen in dem Zellenarray 17 und verbindet sie mit dem Leseverstärker 18 gemäß den Decodierresultaten. Auf diese Weise werden Datenlese-/-schreibpfade bezüglich des Zellenarrays 17 hergestellt.
Das Zellenarray 17 enthält ein Speicherzellenarray, Wortleitungen, Bitleitungen und dergleichen und speichert Informationen in den Speicherzellen. Zu der Zeit einer Datenleseoperation werden zum Beispiel Daten aus Speicher zellen, die durch eine aktivierte Wortleitung selektiert werden, zu den Bitleitungen ausgelesen, und Daten von selektierten Bitleitungen werden dann dem Leseverstärker 18 zugeführt. Zu der Zeit einer Datenlösch- oder -schreiboperation erzeugt die Löschpotentialerzeugungsschaltung 22 oder die Schreibpotentialerzeugungsschaltung 23 ein Potential unter der Steuerung der Steuerschaltung 12, und die Wortleitungen und Bitleitungen des Zellenarrays 17 werden auf jeweilige Potentiale gesetzt, die für die gewünschte Operation zweckmäßig sind. Dadurch wird die Emission oder Injektion von elektrischer Ladung bezüglich der Speicherzellen erreicht.
Der Leseverstärker 18 vergleicht die Pegel von Daten, die von dem Zellenarray 17 zugeführt werden, mit einem Referenzpegel zum Datenlesen und prüft, ob die Daten Null oder Eins sind. Resultate der Prüfung werden als Lesedaten von dem Ausgabepuffer 14 von der Vorrichtung nach außen geführt. Ferner werden Verifizierungsoperationen, die mit den Datenschreib- oder -löschoperationen ausgeführt werden, durch Vergleich des Pegels von Daten, die von dem Zellenarray 17 zugeführt werden, mit einem Referenzpegel zum Datenschreiben oder -löschen vorgenommen.
Zu der Zeit einer Datenschreiboperation empfängt der Eingabepuffer 13 Daten von außerhalb der Vorrichtung und führt die Daten dem Zellenarray 17 zu.
Die Löschsteuerschaltung 20 führt ein Löschsignal der Löschpotentialerzeugungsschaltung 22 als Antwort auf eine Instruktion von der Steuerschaltung 12 zu und steuert eine Gesamtlöschoperation. Die Schreibsteuerschaltung 21 führt ein Schreibsignal der Schreibpotentialerzeugungsschaltung 23 als Antwort auf eine Instruktion von der Steuerschaltung 12 zu und steuert eine Gesamtschreiboperation. Die Löschpotentialerzeugungsschaltung 22 erzeugt das Löschpotential, das für eine Löschoperation erforderlich ist, als Antwort auf das Löschsignal und führt das Löschpotential dem Decodierer 16 zu. Ferner führt die Löschpotentialerzeugungsschaltung 22 ein Signal, das die Ausführung einer Löschoperation angibt, der Zählerschaltung 24 zu. Die Schreibpotentialerzeugungsschaltung 23 erzeugt ein Schreibsignal, das für Datenschreiboperationen erforderlich ist, als Antwort auf das Schreibsignal.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein vorbestimmter Befehl zum Beispiel von außerhalb der Vorrichtung eingegeben, so daß die automatischen Löschoperationen in einer gewünschten Anzahl mechanisch wiederholt werden.
Wenn ein Befehl, der eine automatische Löschoperation angibt, als Kombination aus einem vorbestimmten Steuersignal, einer Adresse und Daten zum Beispiel von außerhalb der Vorrichtung eingegeben wird, wird eine automatische Löschzyklusfunktion initiiert, um die automatische Löschoperation wiederholt auszuführen. Die Befehlseingabe von außerhalb der Vorrichtung kann einen Anfangswert spezifizieren, welcher der Anzahl von Zyklen entspricht, und dieser Anfangswert kann in der Zählerschaltung 24 gespeichert werden. Die Zählerschaltung 24 zählt dann die tatsächlich ausgeführten automatischen Löschoperationen, wodurch es möglich wird, die automatischen Löschoperationen eine spezifizierte Anzahl von Malen zu wiederholen.
Wenn die automatische Löschzyklusfunktion aktiviert wird, wird vor einer Löschoperation zuerst eine Schreiboperation unter der Steuerung der Schreibsteuerschaltung 21 ausgeführt. Als Antwort auf das Schreibsignal, das von der Steuerschaltung 12 zugeführt wird, erzeugt die Schreibpotentialerzeugungsschaltung 23 ein Schreibpotential, und der Decodierer 16 verwendet dieses Schreibpotential, um Schreiboperationen (Programmoperationen) an allen Bits in dem Zellenarray 17 auszuführen. Wenn alle Bits des Zellenarrays 17 beschrieben sind, wird ein Signal, das angibt, das die gegenwärtige Adresse eine Maximaladresse erreicht hat, von dem Adressenspeicher 15 der Schreib-/Löschschaltanordnung 19 zugeführt. Als Antwort auf dieses Signal führt die Schreib-/Löschschaltanordnung 19 ein Signal, das eine Schaltanforderung angibt, der Löschsteuerschaltung 20 und der Schreibsteuerschaltung 21 zu, mit dem Resultat, daß eine Operation von der vorbereitenden Schreiboperation vor einer Löschoperation auf die eigentliche Löschoperation umgeschaltet wird. Die Löschsteuerschaltung 20 steuert die Löschoperation gemäß dem Umschaltsignal.
Die Löschsteuerschaltung 20 führt ein Löschsignal der Löschpotentialerzeugungsschaltung 22 zu. Als Antwort erzeugt die Löschpotentialerzeugungsschaltung 22 ein Löschpotential. Der Decodierer 16 verwendet dieses Löschpotential, um Löschoperationen an allen Bits in dem Zellenarray 17 auszuführen. Die Löschpotentialerzeugungsschaltung 22 führt ferner ein Signal, welches das Ausführen der Löschoperation angibt, der Zählerschaltung 24 zu.
Als Antwort inkrementiert die Zählerschaltung 24 einen internen Zählstand um eins. Es sei erwähnt, daß das Signal, welches das Aufwärtszählen anfordert, ein Signal von der Schreib-/Löschschaltanordnung 19 oder das Löschsignal von der Löschsteuerschaltung 20 sein kann, und die hier beschriebene besondere Konfiguration soll kein Begrenzungsbeispiel sein. Die Steuerschaltung 12 fordert die automatische Löschzyklusfunktion weiter an, bis der Zählstand der Zählerschaltung 24 eine vorbestimmte Zahl erreicht.
Demzufolge wird während einer Periode, wenn die automatische Löschoperation noch nicht in der spezifizierten Anzahl der Zyklen ausgeführt worden ist, das Signal, das angibt, daß die gegenwärtige Adresse eine Maximaladresse erreicht hat, von dem Adressenspeicher 15 der Schreib-/Löschschaltanordnung 19 nach dem Löschen aller Bits in dem Zellenarray 17 zugeführt. Als Antwort auf dieses Signal führt die Schreib-/Löschschaltanordnung 19 das Signal, das eine Schaltanforderung angibt, der Löschsteuerschaltung 20 und der Schreibsteuerschaltung 21 zu, wodurch ein Umschalten von der Löschoperation auf eine vorbereitende Schreiboperation erfolgt, die vor einer Löschoperation ausgeführt wird.
Danach werden die vorbereitende Schreiboperation vor einer Löschoperation und die folgende Löschoperation abwechselnd wiederholt ausgeführt. Das heißt, die automatischen Löschoperationen werden wiederholt ausgeführt.
Nachdem automatische Löschoperationen in der spezifizierten Anzahl von Zyklen ausgeführt sind, mit dem Resultat, daß der Zählstand der Zählerschaltung 24 einen vorbestimmten Zählstand erreicht, wird ein Signal, das diesen Fakt angibt, von der Zählerschaltung 24 der Steuerschaltung 12 zugeführt. Als Antwort stoppt die Steuerschaltung 12 die automatische Löschzyklusoperation. Es sei erwähnt, daß eine Serie von Operationen ab Beginn einer automatischen Löschzyklusoperation als Antwort auf die Befehlseingabe bis zum Ende der automatischen Löschzyklusoperation als Antwort auf das Zählen der vorbestimmten Anzahl mechanisch (d. h. automatisch) innerhalb der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung 10 ausgeführt wird.
Die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist, wie oben beschrieben, mit einer Funktion versehen zum automatischen Ausführen von automatischen Löschzyklen in einer gewünschten Anzahl, um eine vorbereitende Schreiboperation vor einer Löschoperation und die folgende Löschoperation wiederholt auszuführen, und sie gestattet eine Befehlseingabe, um diese Funktion zu initiieren. Dadurch können Nutzer oder Hersteller die nichtflüch tige Halbleiterspeichervorrichtung die automatischen Löschoperationen in einer gewünschten Anzahl automatisch ausführen lassen. Durch diese Operation kann die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung in einem Zustand stabilisiert werden, der eine relativ kurze und stabile Löschzeit im Vergleich zu einer Anfangslöschzeit aufweist.
Während das Löschen eines Sektors in einem Anfangszustand nämlich etwa 1,5 Sekunden dauert, wie in 1 gezeigt, erfordert das Löschen eines Sektors, nachdem Datenschreib- und -löschzyklen etwa 100 mal wiederholt wurden, nur 0,3 bis 0,4 Sekunden. Danach bleibt die Löschzeit ungeachtet der Anzahl von nachfolgenden Datenschreib- und -löschzyklen relativ kurz. Daher kann die vorliegende Erfindung die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung in den Zustand versetzen, daß sie eine relativ kurze und stabile Löschzeit von etwa 0,3 bis 0,4 Sekunden aufweist, indem ein automatischer Löschzyklus ausgeführt wird, bei dem automatische Löschoperationen zum Beispiel 100 mal wiederholt werden.
3 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Beispiel für ein Schaltungsdiagramm der Zählerschaltung 24 zeigt.
Die Zählerschaltung 24 von 3 enthält sieben Flipflops 31 bis 37 und eine UND-Schaltung 38 und dient als 7-Bit-Zähler. Bei diesem Beispiel kann deshalb die Anzahl von Zyklen bis 128 gezählt werden. Die Flipflops 31 bis 37 sind Toggle-Flipflops, wobei in jedem von ihnen Daten gespeichert sind, die immer dann von 0 auf 1 und von 1 auf 0 wechseln, wenn am CK-Eingangsanschluß ein Impuls eingegeben wird. Die darin gespeicherten Daten werden von dem Q-Ausgangsanschluß ausgegeben und dem CK-Eingangsanschluß des Flipflops zugeführt, das in der nächstfolgenden Stufe angeordnet ist.
Wenn eine gewünschte Anzahl der Male durch den Befehl spezifiziert wird, der von außerhalb der Vorrichtung eingegeben wird, speichert die Steuerschaltung 12 einen Anfangs wert, der dem gewünschten Zählstand in der Zählerschaltung 24 entspricht. Falls der gewünschte Zählstand zum Beispiel 100 ist, setzt die Steuerschaltung 12 ein Datenlastfreigabesignal DLEB auf H und setzt "27" als Anfangswert über die D-Eingangsanschlüsse in den Flipflops 31 bis 37. Der CK-Eingangsanschluß des Flipflops 31 empfängt das Impulssignal, welches das Ausführen einer Löschoperation angibt, wenn es zum Beispiel von der Löschpotentialerzeugungsschaltung 22 zugeführt wird. Wenn die Löschoperationen 100 mal ausgeführt werden, erreicht der Zählstand der Zählerschaltung 24 127, so daß die Ausgaben der Flipflops 31 bis 37 alle auf H sind. Als Antwort führt die UND-Schaltung 38 eine H-Ausgabe zu, die der Steuerschaltung 12 zugeführt wird. Dadurch stellt die Steuerschaltung 12 fest, daß die automatischen Löschoperationen in der gewünschten Anzahl der Male ausgeführt worden sind.
Bei der Konfiguration der Zählerschaltung 24, wie sie oben beschrieben ist, wird ein Anfangswert entsprechend einer gewünschten Anzahl von Zyklen in der Zählerschaltung 24 eingestellt. Statt dieser Konfiguration kann die Zählerschaltung 24 mit einem Zähler, einem Register und einem Komparator versehen sein, und eine gewünschte Anzahl von Zyklen kann in dem Register als solche eingestellt werden, wobei der Zähler sein Zählen stets bei null startet. In diesem Fall kann der Fakt, daß Zyklen in der gewünschten Anzahl der Male ausgeführt worden sind, der Steuerschaltung 12 gemeldet werden, wenn der Komparator durch Vergleichen des Zählstandes des Zählers mit dem Wert des Registers eine Übereinstimmung angibt.
Die Beschreibung der Zählerschaltung 24, die oben vorgesehen wurde, bezieht sich lediglich auf ein Beispiel einer möglichen Konfiguration. Die Zählerschaltung der vorliegenden Erfindung dient ihrem beabsichtigten Zweck, solange eine Funktion vorgesehen ist, um die Anzahl von ausgeführten automatischen Löschoperationen zu zählen und das Ereignis zu detektieren, daß die automatischen Löschoperationen eine spezifizierte Anzahl von Malen ausgeführt worden sind. Die Zählerschaltung der vorliegenden Erfindung ist auf eine besondere Schaltungskonfiguration begrenzt.
4 ist ein Flußdiagramm einer automatischen Löschzyklusoperation gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bei Schritt S1 wird ein Befehl oder dergleichen von außerhalb der Vorrichtung eingegeben, um eine automatische Löschzyklusoperation anzufordern. Dieser Befehl kann als Befehlssequenz durch Spezifizieren einer Kombination aus einem Steuersignal, einer Adresse und Daten über eine Vielzahl von Eingabezyklen hinweg eingegeben werden, wie es später beschrieben ist.
Bei Schritt S2 wird die Anzahl von automatischen Löschoperationen spezifiziert. Die Anzahl von automatischen Löschoperationen kann 128 betragen. Diese Anzahl kann als Teil der Befehlseingabesequenz vorgesehen sein, wie es beschrieben ist.
Bei Schritt S3 wird ein automatischer Löschzyklus gestartet.
Bei Schritt S4 wird eine vorbereitende Datenschreiboperation vor einer Löschoperation bezüglich aller Bits des Zellenarrays 17 ausgeführt.
Bei Schritt S5 wird eine Löschoperation bezüglich aller Bits des Zellenarrays 17 ausgeführt, und der Zählstand N der automatischen Löschzyklen wird um eins inkrementiert.
Bei Schritt S6 wird geprüft, ob der Zählstand N angibt, daß die automatischen Löschoperationen so viele Male ausgeführt worden sind, wie es durch die gewünschte Anzahl (z. B. 128) spezifiziert wurde. Falls die automatischen Löschoperationen nicht in der gewünschten Anzahl der Male ausgeführt worden sind, kehrt die Prozedur zu Schritt S4 zurück, und die Schritte S4 bis S6 werden wiederholt. Falls die automatischen Löschoperationen in der gewünschten Anzahl der Male ausgeführt worden sind, geht die Prozedur zu Schritt S7 über.
Bei Schritt S7 erreicht die automatische Löschzyklusoperation ein Ende.
Auf die oben beschriebene Weise ist die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung der vorliegenden Erfindung mit einer Funktion zum automatischen Ausführen von automatischen Löschzyklen in einer gewünschten Anzahl versehen, um eine vorbereitende Schreiboperation vor einer Löschoperation und die folgende Löschoperation wiederholt auszuführen, und sie gestattet eine Befehlseingabe zum Initiieren dieser Funktion. Dadurch können Nutzer oder Hersteller die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung die automatischen Löschoperationen in einer gewünschten Anzahl ausführen lassen. Durch diese Operation kann die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung in einem Zustand stabilisiert werden, der eine relativ kurze und stabile Löschzeit im Vergleich zu einer Anfangslöschzeit aufweist.
Zu diesem Zweck zählt der Zähler die Anzahl von tat sächlich ausgeführten automatischen Löschoperationen, und die automatische Löschoperation wird zu Ende gebracht, wenn der gewünschte Zählstand erreicht ist. Dadurch wird die automatische Löschzyklusfunktion unter Verwendung einer einfachen Schaltungsstruktur erreicht.
5 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel für eine Befehlseingabe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtungen der verwandten Technik sind mit einer Funktion versehen, um einen Befehl als Sequenz eingeben zu können, wobei der Befehl als Kombination aus einem Steuersignal, einer Adresse und Daten spezifiziert ist, der über viele Eingabezyklen hinweg eingegeben wird. Wenn zum Beispiel ein Chiplöschmodus ausgeführt werden muß, wobei die Gesamtheit des Chips gelöscht wird, wird eine vorbestimmte Kombination aus einem Steuersignal, einer Adresse und einer Dateneingabe über sechs Zyklen hinweg eingegeben, um dadurch in den gewünschten Operationsmodus einzutreten. 5 zeigt eine Befehlssequenz, die die automatische Löschzyklusoperation anfordert.
Wort und Byte, die in dem Befehlssequenzfeld eingetragen sind, betreffen den Fall, wenn die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung 10 verwendet wird, die einen 8-Bit-Eingang/Ausgang hat, bzw. den Fall, wenn die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung 10 verwendet wird, die einen 16-Bit-Eingang/Ausgang hat. Daten CN, die im 6. Busschreibzyklus eingetragen sind, bezeichnen die gewünschte Anzahl von Zyklen, die während der automatischen Löschzyklusoperation ausgeführt wird.
6 ist ein Zeitlagendiagramm, das die Befehlssequenz zeigt, welche die automatische Löschzyklusoperation spezifiziert. 6 zeigt die Befehlssequenz, die in dem Fall eingegeben wird, wenn die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung 10 verwendet wird, die einen 8-Bit-Eingang/Ausgang hat.
Die Buchstabenbezeichnung (a) von 6 stellt eine Adresseneingabe dar, die 555H im ersten Zyklus, 2AAH im zweiten Zyklus, 555H im dritten Zyklus, 555H im vierten Zyklus, 2AAH im fünften Zyklus und 555H im sechsten Zyklus lautet, wie es in 5 definiert ist. Die Buchstabenbezeichnung (b) bis (d) von 6 kennzeichnet ein Chipfreigabesignal/CE, ein Ausgangsfreigabesignal/OE bzw. ein Schreibfreigabesignal/WE, die Steuersignale sind. Eine Buchstabenbezeichnung (e) von 6 kennzeichnet eine Dateneingabe, die AAH im ersten Zyklus, 55H im zweiten Zyklus, 80H im dritten Zyklus, ABH im vierten Zyklus, 55H im fünften Zyklus und die gewünschte Anzahl von Zyklen im sechsten Zyklus betrifft, wie in 5 definiert.
Die Befehlssequenzfunktion, die in nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtungen der verwandten Technik vorgesehen wird, kann genutzt werden, wie in Verbindung mit 5 und 6 beschrieben, um eine Befehlssequenz für eine automatische Löschzyklusoperation zu definieren. Dadurch wird es möglich, die automatische Löschzyklusfunktion der vorliegenden Erfindung durch Eingabe einer Befehlssequenz zu aktivieren. Speziell wird die Befehlssequenz, von der jeder Teil sukzessive eingegeben wird, in dem Befehlsregister 11 von 2 gespeichert, und auf der Basis dieses gespeicherten Befehls steuert die Steuerschaltung 12 die Gesamtoperation der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung 10, wodurch die in Verbindung mit 2 bis 4 beschriebene automatische Löschzyklusoperation ausgeführt wird.
7 ist ein Zeitlagendiagramm, das eine Datenabfragezeitlage der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung zeigt.
In nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtungen der verwandten Technik wird ein vorbestimmtes Flag durch Datenabfrage mit dem Ziel geprüft, um festzustellen, ob die automatische Löschoperation vollendet ist. 7 zeigt die Zeitlage von solch einer Datenabfrageoperation.
In 7 kennzeichnet eine Buchstabenbezeichnung (a) ein Chipfreigabesignal/CE, und eine Buchstabenbezeichnung (b) kennzeichnet ein Ausgangsfreigabesignal/OE, während eine Buchstabenbezeichnung (c) ein Schreibfreigabesignal/WE kennzeichnet. Zu der Zeitlage, die in (a) bis (c) von 7 angegeben ist, werden die Steuersignale der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung eingegeben, so daß ein Status flag, das einen Vorrichtungsstatus angibt, von einem Datenausgangsanschluß ausgegeben wird. Eine Buchstabenbezeichnung (d) kennzeichnet eine Ausgabe eines Datenausgangsanschlusses DQ₇, und eine Buchstabenbezeichnung (e) kennzeichnet Ausgaben von Datenausgangsanschlüssen DQ₀ bis DQ₆. Die. Ausgabe des Datenausgangsanschlusses DQ₇, die als (d) gezeigt ist, ist ein Statusflag, das angibt, ob die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung gerade eine Löschoperation ausführt.
Die Ausgabe des Datenausgangsanschlusses DQ₇ wird während der automatischen Löschoperation auf dem L-Pegel gehalten und nach Vollendung der automatischen Löschoperation auf H verändert. Falls die Steuersignale, die als (a) bis (c) in 7 gezeigt sind, eingegeben werden und die Ausgabe des Datenausgangsanschlusses DQ₇ überwacht wird, ist es dann möglich, von außerhalb der Vorrichtung zu prüfen, ob die Löschoperation in der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung vollendet ist.
Bei der automatischen Löschzyklusoperation der vorliegenden Erfindung wird eine herkömmliche automatische Löschoperation wiederholt und konsekutiv ausgeführt. Falls das Statusflag der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung, wie in 7 gezeigt, auf dieselbe Weise wie bei der Konfiguration der verwandten Technik überwacht wird, ist es daher leicht, von außerhalb der Vorrichtung festzustellen, ob die automatische Löschzyklusoperation vollendet ist.
8 ist ein Zeitlagendiagramm, das eine Toggle-Bit-Zeitlage einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung zeigt.
In nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtungen der verwandten Technik kann ein Toggle-Bit, das zusätzlich zu der Datenabfragefunktion vorgesehen ist, verwendet werden, um den Vorrichtungsstatus zu detektieren, um festzustellen, ob die automatische Löschoperation vollendet ist. 8 zeigt die Zeitlage von solch einem Toggle-Bit.
In 8 kennzeichnet eine Buchstabenbezeichnung (a) ein Chipfreigabesignal/CE, und eine Buchstabenbezeichnung (b) kennzeichnet ein Schreibfreigabesignal /WE, während eine Buchstabenbezeichnung (c) ein Ausgangsfreigabesignal/OE kennzeichnet. Zu der Zeitlage, die in (a) bis (c) von 7 angegeben ist, werden die Steuersignale der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung eingegeben, und eine Ausgabe eines Datenausgangsanschlusses DQ₆, die als Buchstabenbezeichnung (d) in 8 dargestellt ist, wird überwacht, wodurch von außerhalb festgestellt werden kann, ob die nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung gerade eine Löschoperation ausführt.
Speziell wird das Ausgangsfreigabesignal/OE als intermittierende Impulse aufgeprägt, wie als (c) in 8 gezeigt, woraus intermittierende Impulse resultieren, die von dem Datenausgangsanschluß DQ₆ aufgeprägt werden. Während der automatischen Löschoperation weist der Datenausgangsanschluß DQ₆ eine Toggle-Operation durch den Wechsel zwischen H und L auf. Nach dem Ende der automatischen Löschoperation weist der Datenausgangsanschluß DQ₆ keine Toggle-Operation mehr auf. Durch Prüfen der Ausgabe des Datenausgangsanschlusses DQ₆, um zu bestimmen, ob er kippt, ist es möglich, von außerhalb festzustellen, ob die Löschoperation in der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung vollendet ist.
Bei der automatischen Löschzyklusoperation der vorliegenden Erfindung wird eine herkömmliche automatische Löschoperation wiederholt und konsekutiv ausgeführt. Falls das Toggle-Bit, das den Status der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung angibt, wie in 8 gezeigt, auf dieselbe Weise wie bei der Konfiguration der verwandten Technik überwacht wird, ist es daher einfach, von außerhalb der Vorrichtung festzustellen, ob die automatische Löschzyklusoperation vollendet ist.
9 ist ein Zeitlagendiagramm, das die Zeitlage des Zurücksetzens von Hardware einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung zeigt.
In nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtungen der verwandten Technik ist eine Hardwarerücksetzfunktion als Vorsichtsmaßnahme gegenüber einem Aufhängungszustand der Vorrichtung vorgesehen, der durch eine Fehlfunktion verursacht wird, die während der automatischen Löschoperation auftritt. In 9 kennzeichnet eine Buchstabenbezeichnung (a) ein Schreibfreigabesignal, und eine Buchstabenbezeichnung (b) kennzeichnet ein Rücksetzsignal/RESET, während eine Buchstabenbezeichnung (c) eine Bereitschafts-/Besetztsignalausgabe RY/BY kennzeichnet. Die Steuersignale, die als (a) und (b) in 9 gezeigt sind, werden eingegeben, um ein zwingendes Zurücksetzen von Hardware in der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung zu triggern, die in einem Aufhängungszustand gewesen ist.
Bei der automatischen Löschzyklusoperation der vorliegenden Erfindung wird eine herkömmliche automatische Löschoperation wiederholt und konsekutiv ausgeführt. Falls das Zurücksetzen von Hardware, wie in 9 gezeigt, auf dieselbe Weise wie bei der Konfiguration der verwandten Technik ausgeführt wird, ist es daher leicht, die automatische Löschzyklusoperation zwingend zu beenden und ein zwingendes Zurücksetzen in der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung zu verursachen, die während des automatischen Löschzyklus in einen Aufhängungszustand geraten ist.
Des weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt, sondern verschiedene Veränderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Prioritätsanmeldung Nr. 2001-102173, die am 30. März 2001 am Japanischen Patentamt eingereicht wurde.

Claims

Nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung (10) mit: einem Speicherzellenarray (17); einer Steuerschaltung (12), die eine automatische Löschoperation bezüglich einer Gesamtheit des Speicherzellenarrays (17) wiederholt ausführt, welche automatische Löschoperation eine vorbereitende Schreiboperation vor einer Löschoperation und eine folgende Löschoperation enthält; und einem Zähler (24), der zählt, wie viele Male die automatische Löschoperation bezüglich der Gesamtheit des Speicherzellenarrays (17) ausgeführt wird, bei der die Steuerschaltung (12) die automatische Löschoperation als Antwort auf das Ereignis stoppt, daß der Zähler (24) eine gewünschte Anzahl zählt, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Anzahl durch ein Signal bestimmt wird, das von außerhalb der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung (10) eingegeben wird.
Nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der die Steuerschaltung (12) die automatische Löschoperation als Antwort auf ein Signal startet, das von außerhalb der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung eingegeben wird.
Nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung (10) nach Anspruch 2, bei der das eingegebene Signal eine Befehlssequenzeingabe ist.
Nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der ein Signal, das angibt, ob die automatische Löschoperation gerade ausgeführt wird, als Antwort auf ein vorbestimmtes Steuersignal, das von außerhalb eingegeben wird, außerhalb der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung (10) zugeführt wird.
Nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung (10) nach Anspruch 4, bei der das Signal, das angibt, ob die automatische Löschoperation gerade ausgeführt wird, ein Statusflag ist.
Nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der die automatische Löschoperation als Antwort auf ein vorbestimmtes Steuersignal beendet wird, das von außerhalb der nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung (10) eingegeben wird.
Nichtflüchtige Halbleiterspeichervorrichtung (10) nach Anspruch 1, ferner mit: einem Adressenspeicher (15), der eine Adresse angibt, an der die vorbereitende Schreiboperation vor einer Löschoperation und die folgende Löschoperation ausgeführt werden; und einer Schaltanordnung (19), die zwischen der vorbereitenden Schreiboperation vor einer Löschoperation und der folgenden Löschoperation als Antwort auf das Ereignis umschaltet, daß die durch den Adressenspeicher (15) angegebene Adresse eine Maximaladresse erreicht.
Verfahren zum Löschen einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung (10) mit den folgenden Schritten: Starten einer vorbestimmten Operation als Antwort auf ein vorbestimmtes Signal und Fortsetzen der vorbestimmten Operation, welche vorbestimmte Operation eine Löschoperation bezüglich einer Gesamtheit eines Speicherzellenarrays (17) wiederholt ausführt; Zählen einer Anzahl in bezug darauf, wie viele Male die automatische Löschoperation ausgeführt wird; und Stoppen der vorbestimmten Operation als Antwort auf das Ereignis, daß die gezählte Anzahl eine vorbestimmte Anzahl erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Signal von außerhalb der genannten Vorrichtung eingegeben wird.