JP2005078489A - Microcontroller and its control method - Google Patents

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Shogo Matsushita
省吾 松下
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Toshiba Corp
Kioxia Systems Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microcontroller for preventing performance deterioration by retention of a flash memory to improve the reliability, and its control method. <P>SOLUTION: At the time of power activation or power reset cancellation, a write state of a memory cell array 11a in the flash memory 11 is detected. By rewriting into a memory cell in the write state, the reliability of the microcontroller in use afterward is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、フラッシュメモリを混載し、そのメモリセルにおける再書き込みの機能を有するマイクロコントローラ装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a microcontroller device in which a flash memory is embedded and has a rewriting function in the memory cell, and a control method thereof.

現在、フラッシュメモリはメモリカード等に広く使われるようになっている。また、単体で使用されるだけでなく、1チップ上にCPUと共に混載され、マイクロコントローラ装置の一部の回路としても利用されるようになっている。   Currently, flash memory is widely used for memory cards and the like. In addition to being used alone, it is mounted together with a CPU on a single chip and used as a part of a circuit of a microcontroller device.

このように応用が広がる中で、フラッシュメモリの特長が生かされると共に、課題についての解決が図られてきた。   As the application spreads in this way, the features of flash memory have been utilized and solutions to problems have been attempted.

フラッシュメモリには、メモリセルへのデータ書き込み後、その書き込み状態におけるしきい値電圧が低下する、リテンションといわれる問題点がある。これはゲートを構成するトンネル絶縁膜に注入された電荷が、そのトンネル絶縁膜から抜けていくことにより、時間と共にしきい値電圧が低下する現象である。即ち、これはゲートを構成するトンネル絶縁膜に電荷を注入してデータの書き込み状態を形成するフラッシュメモリ特有の問題である。   A flash memory has a problem called retention in which a threshold voltage in a written state is lowered after data is written to a memory cell. This is a phenomenon in which the threshold voltage decreases with time as charges injected into the tunnel insulating film constituting the gate escape from the tunnel insulating film. That is, this is a problem peculiar to a flash memory in which charges are injected into a tunnel insulating film constituting a gate to form a data write state.

従来、このようなリテンションに対し、フラッシュメモリとしてその現象を検証する回路を設け、しきい値電圧が低下したメモリセルに再度書き込みを行う機能を設置し、その性能を保持させている。これにより、例えば、フラッシュメモリを有するマイクロコントローラ装置を搭載した機器が、リテンションによってその性能が低下することを防止していた(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, a circuit for verifying this phenomenon as a flash memory has been provided for such retention, and a function for rewriting data in a memory cell whose threshold voltage has decreased is provided to maintain the performance. As a result, for example, a device in which a microcontroller device having a flash memory is mounted has been prevented from being degraded by retention (see, for example, Patent Document 1).

しかし、今後更に、各種機器へのフラッシュメモリを有するマイクロコントローラ装置による制御が広がる中で、マイクロコントローラ装置は、それらの応用される機器に対応して、信頼性を向上させることが必要とされている。   However, in the future, as the control by the microcontroller device having the flash memory to various devices spreads, the microcontroller device is required to improve the reliability corresponding to the device to which the device is applied. Yes.

フラッシュメモリに関しても、基本的な性能を満足させるだけでなく、その利用される環境、或いは利用される状況に即したきめ細かい仕様の設定が必要となる。従って、フラッシュメモリにおけるリテンションについても、マイクロコントローラ装置の機器への応用を考慮し、再書き込みのタイミング等を設定する等の対応が課題となっている。
特開2001−14869号公報 (第4ページ、第1図)
The flash memory not only satisfies basic performance, but also requires detailed specification settings that match the environment in which it is used or the situation in which it is used. Therefore, with regard to retention in the flash memory, taking into account the application of the microcontroller device to the device, there is a problem of dealing with setting the rewrite timing and the like.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-14869 (page 4, FIG. 1)

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、フラッシュメモリを混載したマイクロコントローラ装置において、そのメモリセルがリテンションによって性能が低下することを防ぎ、信頼性のより高いマイクロコントローラ装置及びその制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a microcontroller with higher reliability in a microcontroller device in which a flash memory is embedded, in which performance of the memory cell is prevented from being reduced by retention. An apparatus and a control method thereof are provided.

上記の課題を解決するため、本発明の第1の発明は、マイクロコントローラ装置として、CPUと、フラッシュメモリと、前記フラッシュメモリの動作を制御する制御部とを具備し、電源投入時或いは電源リセット解除時において、前記フラッシュメモリにおけるメモリセルの書き込み状態を検証する検証手段と、書き込み状態にある前記メモリセルについて、再書き込みを行う再書き込み手段とを有することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a first invention of the present invention comprises, as a microcontroller device, a CPU, a flash memory, and a control unit for controlling the operation of the flash memory. It is characterized by having verification means for verifying the write state of the memory cell in the flash memory at the time of release, and rewrite means for rewriting the memory cell in the write state.

また、本発明の第2の発明は、CPU、フラッシュメモリ、及び前記フラッシュメモリの動作を制御する制御部を具備したマイクロコントローラ装置の制御方法であって、電源投入時或いは電源リセット解除時において、フラッシュメモリのメモリセルの書き込み状態を検証し、書き込み状態にある前記メモリセルについて再書き込みを行うことを特徴とする。   The second invention of the present invention is a control method of a microcontroller device comprising a CPU, a flash memory, and a control unit for controlling the operation of the flash memory, and at the time of power-on or power-release reset, The writing state of the memory cell of the flash memory is verified, and rewriting is performed on the memory cell in the writing state.

本発明によれば、電源投入時或いは電源リセット解除時において、フラッシュメモリにおけるメモリセルの書き込み状態を検証し、書き込み状態にあるメモリセルについて、再書き込みを行うことにより、そのフラッシュメモリが混載されているマイクロコントローラ装置の使用時における信頼性が高められる。   According to the present invention, when the power is turned on or when the power reset is released, the writing state of the memory cell in the flash memory is verified, and the flash memory is mixedly mounted by rewriting the memory cell in the writing state. Reliability is improved when using the existing microcontroller device.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明によるマイクロコントローラ装置の一実施例の回路ブロック図を図1に示す。フラッシュメモリ11は、例えば、NOR型フラッシュメモリである。CPU10aはマイクロコントローラ装置10全体を制御すると共に、フラッシュメモリ11に書き込まれたデータをもとに、外部の機器を制御するプログラムを生成して出力する。制御部12はCPU10aの制御指示を受けて、フラッシュメモリ11の動作を制御する。これらのデータの入出力はバスライン10bを通して行われる。検証回路13、電圧発生回路14、電圧選択回路15、及び比較データ格納回路16を含めた各回路の関連は次に示す。   A circuit block diagram of an embodiment of a microcontroller device according to the present invention is shown in FIG. The flash memory 11 is, for example, a NOR flash memory. The CPU 10a controls the entire microcontroller device 10 and generates and outputs a program for controlling an external device based on the data written in the flash memory 11. The control unit 12 controls the operation of the flash memory 11 in response to a control instruction from the CPU 10a. Input / output of these data is performed through the bus line 10b. The relationship among the circuits including the verification circuit 13, the voltage generation circuit 14, the voltage selection circuit 15, and the comparison data storage circuit 16 will be described below.

図2は、図1に示したマイクロコントローラ装置のフラッシュメモリ11と制御部12を詳細に示した回路ブロック図である。また、図2において、検証回路13、電圧発生回路14、電圧選択回路15、及び比較データ格納回路16も示している。   FIG. 2 is a circuit block diagram showing in detail the flash memory 11 and the control unit 12 of the microcontroller device shown in FIG. 2 also shows a verification circuit 13, a voltage generation circuit 14, a voltage selection circuit 15, and a comparison data storage circuit 16.

フラッシュメモリ11において、CPUがバスライン(両者共に図示せず)を通して入力したアドレスをアドレスバッファ回路11bが保持する。ロウデコーダ11c及びカラムデコーダ11dは、アドレスバッファ回路11bからのアドレスを読み取り、メモリセルアレイ11aの選択されたメモリセルをアクセスする。一方、バスラインを通して入力されたデータを、データ入力バッファ回路11fが保持し、センスアンプ11eを通して選択されたアドレスのメモリセルに格納する。データ出力バッファ回路11gはメモリセルアレイ11aから読み出されたデータを保持し、CPU或いは検証回路へ送信する。   In the flash memory 11, the address buffer circuit 11b holds an address input by the CPU through a bus line (both not shown). The row decoder 11c and the column decoder 11d read the address from the address buffer circuit 11b and access the selected memory cell in the memory cell array 11a. On the other hand, the data input through the bus line is held by the data input buffer circuit 11f and stored in the memory cell at the selected address through the sense amplifier 11e. The data output buffer circuit 11g holds data read from the memory cell array 11a and transmits it to the CPU or verification circuit.

制御部12はCPUからのコマンド入力をコマンドバッファ回路12aに保持する。コマンドデコーダ12bにおいて、コマッドバッファ回路12aのコマンドを読み取り、シーケンス制御回路12cにおいて、一連の動作シーケンスを制御する制御信号を発生する。また、シーケンス制御回路12cには、再書き込みの回数を計測するプログラムカウンタ12dが含まれている。   The control unit 12 holds the command input from the CPU in the command buffer circuit 12a. The command decoder 12b reads the command of the command buffer circuit 12a, and the sequence control circuit 12c generates a control signal for controlling a series of operation sequences. The sequence control circuit 12c includes a program counter 12d that measures the number of rewrites.

電圧発生回路14はメモリセルアレイ11aのそれぞれのメモリセルについて、書き込み状態にあるか否かを判定する電圧、及び、リテンションによるメモリセルのしきい値電圧低下を検出する電圧を発生する回路である。また、電圧選択回路15は電圧発生回路14における書き込み状態を判定する電圧としきい値電圧低下を検出する電圧のどちらかを選択し、ゲート電圧として、ロウデコーダ11cを介して、メモリセルアレイ11aの選択されたメモリセルアレイに供給する回路である。   The voltage generation circuit 14 is a circuit that generates a voltage for determining whether or not each memory cell in the memory cell array 11a is in a write state and a voltage for detecting a threshold voltage drop of the memory cell due to retention. The voltage selection circuit 15 selects either the voltage for determining the write state in the voltage generation circuit 14 or the voltage for detecting the threshold voltage drop, and selects the memory cell array 11a as the gate voltage via the row decoder 11c. This is a circuit that supplies the memory cell array.

検証回路13はデータ書き込み時、或いは再書き込み時において、正常にデータが書き込まれていることを検証し、その結果を制御部12へ送信する。即ち、検証回路13は書き込まれたデータをメモリセルアレイ11aからデータ出力バッファ回路11gを介して読み出し、データ入力バッファ回路11fから送信された書き込みデータとの一致を照合する。一致しない場合は、更に書き込みを行う。   The verification circuit 13 verifies that data is normally written at the time of data writing or rewriting, and transmits the result to the control unit 12. That is, the verification circuit 13 reads the written data from the memory cell array 11a via the data output buffer circuit 11g, and collates the coincidence with the write data transmitted from the data input buffer circuit 11f. If they do not match, further writing is performed.

また、検証回路13は、電源投入時或いは電源リセット解除時に、メモリセルアレイ11aのそれぞれのメモリセルが書き込み状態にあるか否かを判定する。即ち、検証回路13は書き込まれたデータをメモリセルアレイ11aからデータ出力バッファ回路11gを介して読み出し、制御部12から比較データ格納部16に送信されたデータと比較し、その結果を制御部12へフィードバックする。   The verification circuit 13 determines whether each memory cell in the memory cell array 11a is in a write state when the power is turned on or when the power reset is released. That is, the verification circuit 13 reads the written data from the memory cell array 11a via the data output buffer circuit 11g, compares it with the data transmitted from the control unit 12 to the comparison data storage unit 16, and sends the result to the control unit 12. provide feedback.

図3は本実施例におけるマイクロコントローラ装置の電源投入時或いは電源リセット解除時からデータの再書き込みまでの一連の動作シーケンスを示すフロー図である。図1及び図2を参照しながら説明する。   FIG. 3 is a flowchart showing a series of operation sequences from the time when the microcontroller device according to this embodiment is turned on or the time when the power supply is reset until the data is rewritten. This will be described with reference to FIGS.

マイクロコントローラ装置10が搭載されている装置の電源投入時或いはトラブル等の後での電源リセット解除時に、マイクロコントローラ装置10においても同様に電源が投入され、或いは電源リセットが解除され、動作が開始される(ステップS1)。   At the time of turning on the power of the device in which the microcontroller device 10 is mounted or when releasing the power reset after trouble or the like, the power is also turned on in the microcontroller device 10 or the power reset is released and the operation is started. (Step S1).

動作の開始と共に、CPU10aに内蔵されているプログラムの一つである再書き込みモードコマンドが制御部12のコマンドバッファ回路12aに入力される(ステップS2)。このコマンドが入力されると、コマンドデコーダ12bはコマンドバッファ回路12aのデータを読み取り、シーケンス制御回路12cにより再書き込みに関する一連の動作シーケンスを生成する。   Along with the start of the operation, a rewrite mode command, which is one of the programs built in the CPU 10a, is input to the command buffer circuit 12a of the control unit 12 (step S2). When this command is input, the command decoder 12b reads the data in the command buffer circuit 12a, and the sequence control circuit 12c generates a series of operation sequences related to rewriting.

シーケンス制御回路12cはプログラムカウンタ12dに計測されているメモリセルの書き込みに関する修復回数を読み取り(ステップS3)、規定値以上であれば、マイクロコントローラ10装置に対する動作停止信号、並びに警告信号をCPU10aに送る(ステップS10)。CPU10aは、マイクロコントローラ装置10が搭載されている装置に対し、警告を与える信号を出力する。また、これ以上の動作は必要とされていないため、シーケンスは終了する(ステップS11)。   The sequence control circuit 12c reads the number of times of repair related to the writing of the memory cell measured by the program counter 12d (step S3). (Step S10). The CPU 10a outputs a signal giving a warning to the device on which the microcontroller device 10 is mounted. Further, since no further operation is required, the sequence ends (step S11).

この処理により、フラッシュメモリ11のリテンションによる性能低下を未然に防ぎ、マイクロコントローラ装置10の信頼性を維持することが可能になる。   By this processing, it is possible to prevent the performance degradation due to the retention of the flash memory 11 and to maintain the reliability of the microcontroller device 10.

一方、修復回数が規定値未満の場合、実際の再書き込みモードが実行される。先ず、フラッシュメモリ11のメモリセルのアドレスを指定する(ステップS4)。アドレスバッファ回路11bに記憶されているアドレスをロウデコーダ11c及びカラムデコーダ11dが読み取り、メモリセルアレイ11aの中からメモリセルを選択する。   On the other hand, when the number of times of repair is less than the specified value, the actual rewrite mode is executed. First, the address of the memory cell of the flash memory 11 is designated (step S4). The row decoder 11c and the column decoder 11d read the address stored in the address buffer circuit 11b, and select a memory cell from the memory cell array 11a.

続いて、指定されたメモリセルについてデータ書き込みの検証を行う(ステップS5)。一連のシーケンスとして、先ず、電圧発生回路14において発生させた書き込み状態を判定する電圧を電圧選択回路15が選択し、ゲート電圧としてロウデコーダ11cを介し、メモリセルアレイ11aの選択されたメモリセルに供給する。次に、指定されたメモリセルに書き込まれているデータに関し、データ出力バッファ回路11gを介して読み出し、検証回路13に送信する。更に、検証回路13は制御部12から比較データ格納回路16へ出力されたデータと上述したメモリセルに書き込まれているデータとを比較し、一致している場合は、データ書き込みに対して選択されたメモリセルと判断する。   Subsequently, verification of data writing is performed for the designated memory cell (step S5). As a series of sequences, first, the voltage selection circuit 15 selects a voltage for determining the writing state generated in the voltage generation circuit 14, and supplies it as a gate voltage to the selected memory cell of the memory cell array 11a via the row decoder 11c. To do. Next, the data written in the designated memory cell is read via the data output buffer circuit 11 g and transmitted to the verification circuit 13. Further, the verification circuit 13 compares the data output from the control unit 12 to the comparison data storage circuit 16 and the data written in the memory cell described above. If they match, the verification circuit 13 is selected for data writing. It is determined as a memory cell.

一方、データが不一致の場合、検証回路13はデータ書き込みに対して非選択のメモリセルと判断する。非選択のメモリセルについてはこれ以上の処理を行わないため、一連のシーケンスは、次のメモリセルを指定するため、メモリセルのアドレス指定に戻る(ステップS4)。   On the other hand, if the data do not match, the verification circuit 13 determines that the memory cell is not selected for data writing. Since no further processing is performed for the non-selected memory cell, the series of sequences returns to the addressing of the memory cell to designate the next memory cell (step S4).

ステップS5において、データ書き込みに対して選択されたメモリセルと判断された場合、次にリテンションよるしきい値電圧の低下について検証が行われる(ステップS6)。   If it is determined in step S5 that the memory cell is selected for data writing, the threshold voltage drop due to retention is next verified (step S6).

電圧発生回路14において発生させたしきい値電圧低下を検出する電圧を電圧選択回路15が選択し、ゲート電圧としてロウデコーダ11cを介し、メモリセルアレイ11aの選択されたメモリセルに供給する。この電圧は前述のしきい値電圧判定の電圧よりも低く設定され、書き込まれているべきデータが消去されているメモリセルを検出する。   The voltage selection circuit 15 selects a voltage generated by the voltage generation circuit 14 to detect a threshold voltage drop, and supplies the selected voltage to the selected memory cell of the memory cell array 11a through the row decoder 11c as a gate voltage. This voltage is set lower than the aforementioned threshold voltage determination voltage, and a memory cell in which data to be written is erased is detected.

次に、メモリセルに書き込まれているデータを、データ出力バッファ回路11fを介して読み出し、検証回路13に送信する。更に、検証回路13は制御部12から比較データ格納回路16へ出力されたデータと上述したメモリセルに書き込まれているデータとを比較し、一致している場合は、データ読み出し可能と判断する。この場合、一連のシーケンスは、次のメモリセルを指定するため、メモリセルのアドレス指定に戻る(ステップS4)。   Next, the data written in the memory cell is read via the data output buffer circuit 11 f and transmitted to the verification circuit 13. Further, the verification circuit 13 compares the data output from the control unit 12 to the comparison data storage circuit 16 and the data written in the memory cell described above, and determines that the data can be read if they match. In this case, the series of sequences returns to addressing of the memory cell in order to specify the next memory cell (step S4).

一方、データが不一致の場合、検証回路13はメモリセルに書き込まれたデータが消去されたと判断する。この場合は、次に、データを修復するため、データの再書き込みを行う(ステップS7)。   On the other hand, if the data do not match, the verification circuit 13 determines that the data written in the memory cell has been erased. In this case, next, data is rewritten to restore the data (step S7).

また、検証回路13はプログラムカウンタ12dへ再書き込みを通知する。プログラムカウンタ12dは修復回数をカウントし(ステップS8)、修復回数が規定値に到達した場合は、マイクロコントローラ装置10に対する動作停止信号、並びに警告信号をCPU10aに送る(ステップS10)。CPU10aは、マイクロコントローラ装置10が搭載されている装置に対し、警告を与える信号を出力する。また、これ以上の動作は必要とされていないため、シーケンスは終了する(ステップS11)。   Further, the verification circuit 13 notifies the program counter 12d of rewriting. The program counter 12d counts the number of times of repair (step S8), and when the number of times of repair reaches a specified value, sends an operation stop signal and a warning signal to the microcontroller device 10 to the CPU 10a (step S10). The CPU 10a outputs a signal giving a warning to the device on which the microcontroller device 10 is mounted. Further, since no further operation is required, the sequence ends (step S11).

この処理により、フラッシュメモリのリテンションによる性能低下を未然に防ぎ、マイクロコントローラ装置10の信頼性を高めることが可能になる。   By this processing, it is possible to prevent the performance degradation due to the retention of the flash memory, and to improve the reliability of the microcontroller device 10.

一方、修復回数が規定値未満の場合、一連のシーケンスは、次のメモリセルを指定するため、メモリセルのアドレス指定に戻る(ステップS4)。   On the other hand, if the number of repairs is less than the specified value, the sequence returns to addressing the memory cell to specify the next memory cell (step S4).

以上の一連のステップは、メモリセルアレイ11a内のメモリセルすべてについて順次実行された後、終了する(ステップS9)。   The above series of steps is sequentially executed for all the memory cells in the memory cell array 11a, and then ends (step S9).

以上、詳述したように本実施例によれば、フラッシュメモリを含むマイクロコントローラ装置において、フラッシュメモリのリテンションによる性能低下を未然に防ぎ、マイクロコントローラ装置の信頼性を維持することが可能になる。   As described above in detail, according to this embodiment, in the microcontroller device including the flash memory, it is possible to prevent the performance degradation due to the retention of the flash memory, and to maintain the reliability of the microcontroller device.

また、しきい値電圧が低下したメモリセルについてだけデータの再書き込みを行うため、再書き込みに伴う消費電力を低く抑えることができる。   In addition, since data is rewritten only for memory cells whose threshold voltage has been lowered, power consumption associated with rewriting can be suppressed to a low level.

(変形例)
フラッシュメモリにおけるリテンションの概念を図4に示す。図4はフラッシュメモリに書き込みを行った後におけるメモリセルのしきい値電圧の度数分布を表すグラフである。例えば、書き込み直後はAに示す分布を示す。フラッシュメモリが使用されている場合も含め、時間の経過と共に、しきい値電圧が低下するメモリセルが存在し、例えばBに示す分布をとる。更に、時間が経過すると、例えばCに示す分布をとる。このようにメモリセルのしきい値電圧が低下する現象がリテンションである。
(Modification)
FIG. 4 shows the concept of retention in flash memory. FIG. 4 is a graph showing the frequency distribution of the threshold voltage of the memory cell after writing to the flash memory. For example, the distribution indicated by A is shown immediately after writing. Even when a flash memory is used, there is a memory cell in which the threshold voltage decreases with the passage of time. For example, the distribution shown in B is taken. Further, when time elapses, for example, the distribution shown in C is taken. Such a phenomenon that the threshold voltage of the memory cell is lowered is retention.

次に、上述のリテンションをもとに、実施例に関する変形例について説明する。   Next, based on the above-described retention, a modified example related to the embodiment will be described.

実施例では、しきい値電圧が低下したメモリセルについてデータの再書き込みを行った。しかし、図4のCに示す分布をとるような場合、しきい値電圧が低下したメモリセルを区別せずに、すべてのデータを再書き込みする。データ書き込みがなされているメモリセルについては上書きとなる。再書き込みにかかる時間が短縮される利点がある。また、図4から判るように書き込まれたデータの消去状態の判定は、メモリセルにかけるゲート電圧によって揺らぐことが考えられる。従って、すべてのデータを再書き込みすることによって、より信頼性が高まる可能性がある。   In the example, data was rewritten to the memory cell whose threshold voltage was lowered. However, when the distribution shown in FIG. 4C is taken, all the data is rewritten without distinguishing the memory cells whose threshold voltage has decreased. The memory cell to which data is written is overwritten. There is an advantage that the time required for rewriting is shortened. Further, as can be seen from FIG. 4, the determination of the erased state of the written data may be fluctuated by the gate voltage applied to the memory cell. Therefore, rewriting all data may increase reliability.

また、図4に示すように、しきい値電圧のばらつきは連続的な広がりを持っており、実施例で示した、しきい値電圧低下を検出する電圧の設定は一つだけでなく複数であっても良い。   Further, as shown in FIG. 4, the variation in threshold voltage has a continuous spread, and the setting of the voltage for detecting the threshold voltage drop shown in the embodiment is not limited to one, but a plurality. There may be.

なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。   In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above at all, It can implement in various changes within the range which does not deviate from the main point of this invention.

フラッシュメモリとしてNOR型フラッシュメモリだけでなく、NAND型フラッシュメモリ、NOR型及びNAND型の両方の利点を備えたフラッシュメモリ、AND型フラッシュメモリ等へも適用できる。   The flash memory can be applied not only to a NOR flash memory, but also to a NAND flash memory, a flash memory having both NOR and NAND advantages, an AND flash memory, and the like.

マイクロコントローラとしてフラッシュメモリとCPUとを混載した場合を示したが、更に、DRAM等のメモリが搭載されている場合においても適用可能である。   Although the case where a flash memory and a CPU are mixedly mounted as a microcontroller is shown, the present invention can also be applied to a case where a memory such as a DRAM is mounted.

本発明によるマイクロコントローラ装置の実施例を示す回路ブロック図。The circuit block diagram which shows the Example of the microcontroller apparatus by this invention. 本発明によるマイクロコントローラ装置の実施例における回路ブロック図。The circuit block diagram in the Example of the microcontroller apparatus by this invention. 本発明によるマイクロコントローラ装置の実施例におけるデータの再書き込みの動作シーケンスを示すフロー図。The flowchart which shows the operation | movement sequence of data rewriting in the Example of the microcontroller apparatus by this invention. 本発明によるマイクロコントローラ装置の実施例におけるメモリセルのリテンションの概念を示すグラフ。4 is a graph showing the concept of memory cell retention in an embodiment of a microcontroller device according to the present invention;

符号の説明Explanation of symbols

10 マイクロコントローラ装置
10a CPU
10b バスライン
11 フラッシュメモリ
12 制御部
13 検証回路
14 電圧発生回路
15 電圧選択回路
16 比較データ格納回路
11a メモリセルアレイ
11b アドレスバッファ回路
11c ロウデコーダ
11d カラムデコーダ
11e センスアンプ
11f データ入力バッファ回路
11g データ出力バッファ回路
12a コマンドバッファ回路
12b コマンドデコーダ
12c シーケンス制御回路
12d プログラムカウンタ
10 Microcontroller device 10a CPU
10b bus line 11 flash memory 12 control unit 13 verification circuit 14 voltage generation circuit 15 voltage selection circuit 16 comparison data storage circuit 11a memory cell array 11b address buffer circuit 11c row decoder 11d column decoder 11e sense amplifier 11f data input buffer circuit 11g data output buffer Circuit 12a Command buffer circuit 12b Command decoder 12c Sequence control circuit 12d Program counter

Claims (8)

CPUと、
フラッシュメモリと、
前記フラッシュメモリの動作を制御する制御部とを具備し、
電源投入時或いは電源リセット解除時において、前記フラッシュメモリにおけるメモリセルの書き込み状態を検証する検証手段と、
書き込み状態にある前記メモリセルについて、再書き込みを行う再書き込み手段とを
有することを特徴とするマイクロコントローラ装置。
CPU,
Flash memory,
A control unit for controlling the operation of the flash memory,
Verification means for verifying the write state of the memory cell in the flash memory at the time of power-on or power reset release,
A microcontroller device comprising: rewrite means for rewriting the memory cell in a write state.
前記書き込み状態にあるメモリセルにおいて、書き込み状態のしきい値電圧が基準より低いメモリセルを検出し、しきい値電圧が基準より低い前記メモリセルについてのみ、前記再書き込みを行うことを特徴とする請求項1に記載のマイクロコントローラ装置。 In the memory cell in the write state, a memory cell having a threshold voltage in the write state lower than a reference is detected, and the rewrite is performed only for the memory cell having a threshold voltage lower than the reference. The microcontroller device according to claim 1. 前記再書き込みの頻度を計測する計測手段と、前記頻度が規定の数を越えた場合、動作を停止する手段及び外部へ警告を発する手段を更に有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマイクロコントローラ装置。 3. A measuring means for measuring the frequency of rewriting, a means for stopping operation when the frequency exceeds a specified number, and a means for issuing a warning to the outside. A microcontroller device according to claim 1. 前記電源投入時或いは電源リセット解除時における前記フラッシュメモリの動作を実行させるプログラムが、前記CPUに内蔵されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のマイクロコントローラ装置。 4. The microcontroller according to claim 1, wherein a program for executing an operation of the flash memory when the power is turned on or when a power reset is released is built in the CPU. 5. apparatus. CPU、フラッシュメモリ、及び前記フラッシュメモリの動作を制御する制御部を具備したマイクロコントローラ装置の制御方法であって、
電源投入時或いは電源リセット解除時において、フラッシュメモリのメモリセルの書き込み状態を検証し、書き込み状態にある前記メモリセルについて再書き込みを行うことを特徴とするマイクロコントローラ装置の制御方法。
A control method of a microcontroller device comprising a CPU, a flash memory, and a control unit for controlling the operation of the flash memory,
A method for controlling a microcontroller device, comprising: verifying a write state of a memory cell of a flash memory and rewriting the memory cell in a write state when power is turned on or when a power reset is released.
前記書込み状態にあるメモリセルにおいて、前記しきい値電圧が基準より低いメモリセルを検出し、しきい値電圧が基準より低い前記メモリセルについてのみ、前記再書き込みを行うことを特徴とする請求項5に記載のマイクロコントローラ装置の制御方法。 2. The memory cell in the write state, wherein a memory cell having a threshold voltage lower than a reference is detected, and the rewrite is performed only for the memory cell having a threshold voltage lower than a reference. 6. A method for controlling a microcontroller device according to 5. 前記再書き込みの頻度を計測し、前記頻度が規定の数を越えた場合、動作を停止し、かつ、外部へ警告を発することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のマイクロコントローラの制御方法。 The frequency of the rewriting is measured, and when the frequency exceeds a specified number, the operation is stopped and a warning is issued to the outside. Control method. 前記電源投入時或いは電源リセット解除時における前記フラッシュメモリの動作を実行させるプログラムを前記CPUが内蔵し、前記電源投入時或いは電源リセット解除時に前記プログラムを前記CPUが前記制御部に入力し、前記制御部が前記プログラムをデコードし、かつ、前記フラッシュメモリを制御することを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載のフラッシュメモリを含むマイクロコントローラ装置の制御方法。

The CPU has a built-in program for executing the operation of the flash memory when the power is turned on or when the power reset is released, and the CPU inputs the program to the control unit when the power is turned on or when the power reset is released. 8. The method of controlling a microcontroller device including a flash memory according to claim 5, wherein the unit decodes the program and controls the flash memory.

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