TW493175B - Non-volatile memory for storing erase operation information - Google Patents

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493175 A7 B7 五、發明說明（ 【發明之背景資料】 1 ·發明之技術背景 本發明係有關於如快閃記憶體之非依電性記憶體， 亚且更係有關於能儲存關於抹除運算的紀錄之非依電性記 憶體。 2 ·相關技術之說明

I 快閃記憶體（一種非依電性記憶體元件）不只能在電源 關閉後儲存資訊，同時體積也比較小而且讀出資訊速度比 更碟更〖夬因此廣泛被用來作為行動電話和數位相機中的 半導體記憶體。 習知快閃記憶體輸出程式脈衝至已抹除狀態之記憶 體晶胞以寫入資訊。記憶區塊是在抹除整個記憶體區塊後 輸出式脈衝至所需記憶體晶胞以執行重寫。快閃記憶體 也可依據外部抹除指令而抹除一個特定的記憶g區塊。一 身又而δ ,已抹除狀態為資料丨，而在輸入程式脈衝後之已 寫入狀態（已程式化狀態）為資料〇。寫入和程式化在此意 義相同。 以上之區塊抹除運算包含預先程式化程序，其中在 記憶體區塊中的晶胞資料會被讀出並且所有已抹除狀態之 晶胞會被程式化（成為資料0)，以及包含抹除程序，其中 當抹除脈衝輸至記憶體區塊中所有晶胞時，所有記憶體晶 胞會被抹除（成為資料1)。若這二個程序正常結束，則區 塊抹除運作正常結束。接著，可將資料寫入記憶體區塊。 在此抹除運昇中，包含微處理器的内部控制電路會依據抹 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） 4 - 493175

AT # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 除指令執行一系列的連續程式。 但是，抹除運算可能在以上一系列的抹除運算時（如 因電力被切斷時）而被中斷。此外，使用者在抹除運算執 行太久時會認為抹除運算失敗而將其中斷。當抹除運算如 此铍中斷時，記憶體區塊中的晶胞狀態不明，而且即使在 程式化運算執行後，也不能正常地從這些記憶體晶胞中讀 出資訊。此外，若無法正常讀出資訊，則很難診斷其原因 。特別是在抹除運算中發生中斷導致臨界電壓不是資料^ 也不是資料0時，則需要一種特別的探測電路來偵測錯誤 發生時的階段。將如此的偵測電路形成在元件中並不實際。 當然，若能確定抹除運算被中斷，記憶體晶胞可以 再執行抹除運算而恢復至正常的已抹除狀態，也就是將記 憶體區塊中所有記憶體晶胞預先程式化，接著同時將所有 記憶體晶胞抹除。但是，由於很難偵測抹除運算是否被中 斷或者是在抹除運算中的哪個階段被中斷，因此在讀出失 敗時’假設抹除運算有被中斷因而重複區塊抹除運算不是 很有效率的作法。 【發明之簡要說明】 本發明之目的係提供一種能輕易確定抹除運算是否 有被中斷的非依電性記憶體。 本發明附加的目的係提供能輕易偵測抹除運算中斷 時之階段的非依電性記憶體。 為了達到以上目的，此發明之其中一方面是具有用 以儲存資料之一般記憶體晶胞區域及具有用以儲存指示抹 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 ^--------^--------- ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 493175

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除運异之狀態資訊的資料之抹除資訊儲存記憶體區域的非 依電性έ己憶體。抹除資訊儲存記憶體區域包含在電源被切 斷時仍可儲存資訊之非依電性記憶體中。 其優點是，抹除資訊儲存記憶體區域能將抹除資訊 儲存在執行抹除運算之記憶體區塊單位中。甚且，抹除資 訊儲存記憶體區域至少能夠儲存三個有關抹除運算中的狀 怨·運异起始狀態、預先程式化結束狀態以及抹除運算完 成狀態。 在另一個實施例中，在抹除資訊儲存記憶體區域中 的抹除資訊可被讀出至外部裝置，或者是依據指定的指令 讀出至外部裝置。或者是，隨著開啟電源或依據另一個指 定的指令使抹除資訊在内部被讀出，接著在抹除資訊指示 記憶體區塊中有抹除運算中斷發生時，將此資訊輸出至外 部裝置。 此外，在另一個較佳實施例中，隨著開啟電源或依 據另一個指定的指令使抹除資訊在内部被讀出，在抹除資 訊指示記憶體區塊中有抹除運算中斷發生時，可使該記憶 體區塊自動執行抹除運算。 以上非依電性兄憶體儲存抹除資訊（例如對每個記憶 體區塊之抹除運算是否有正常中止或是已經進行的抹除運 算階段），因此在錯誤發生時能簡化偵錯程序，並且能更 有效率地恢復正常狀態。 【圖式之簡要說明】 第1圖為實施例第一方面中的非依電性記憶體元件之 本紙張尺度顧t _ ϋι (CNS)A4規格（2_1G χ 297公爱）

6 493175 A7 B7 五、發明說明（4 ) 一般結構圖； 第2圖為第1圖的記憶體元件中的抹除運算之流程圖 第3圖為貫例第一方面中的非依電性記憶體元件之 一般結構圖； 第4圖為第3圖的記憶體元件中的抹除運算之流程圖 t 第5圖為顯示抹除資訊债測電路之第一功能之流程圖 ， 第6圖為顯示抹除資訊偵測電路之第二功能之流程圖 第7圖為第6圖之修改之流程圖； 第8圖為顯示抹除資訊偵測電路之第三功能之流程圖 第9圖為第8圖之修改之流程圖。 【較佳實施例之詳細說明】 在下文中將說明本發明實施例之第一方面，並同時 參照圖式。但是，實施例之此方面並不侷限本發明的技 術範圍。 第1圖為實施例第一方面中的整個非依電性記憶體元 件之一般結構圖。在第丨圖中的記憶體元件含有用以儲存 一般資料的一般記憶體晶胞區域MC，及用以儲存顯示抹 除運算狀態的資訊的抹除資訊儲存記憶體晶胞區域他乂 ，此資料指示一系列的抹除運算是否有完成。一般記憶體 ‘紙張尺度適用中國國家標?^A4規格⑵G χ 297公爱） -------------- · I {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 493175

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五、發明說明（6 ) 自抹除=貝訊儲存記憶禮區域MCX輸入的抹除資訊會 被抹除資訊偵測電路14所讀出。此抹除資訊偵測電路14 : (1)將所讀出的抹除資訊原封不動地輸至外部裝置；（2)在 所讀出的抹除資訊指示抹除運算未完成時，傳送表示抹除 運算未完成之旗標0FL ;及（3)在抹除運算未完成時，輸 出抹除啟始信號0 b至控制電路1〇，使控制電路1〇自動執 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 行抹除運算。任何一個此運算都能依據外部指令運作或執 行。 控制電路10依據外部指令輸出抹除資訊偵測信號必a 至抹除資訊偵測電路14。抹除資訊偵測電路14依據此抹除 資訊伯測信號0 a執行任一個以上運算。在以上功能（3)的 情況下，抹除資訊偵測電路14產生抹除啟始信號$ b，並 且控制電路10會依據此信號產生用於執行抹除被選取的記 憶體區塊運算的控制信號0 d。抹除電壓Vd接著會被抹除/ 寫入電，夸失電路12產生。 第2圖為第1圖的記憶體元件中的抹除運算之流程圖 。在外部裝置（S1)輸入指定抹除區塊位址之抹除指令時， 控制電路10產生袜除資訊控制信號0 c，抹除和寫入電壓 產生電路12產生寫入電壓Vc，並且資料「〇〇」會被寫入 對應指定記憶體區塊之抹除資訊儲存位元16。抹除資訊記 憶體區域MCX的記憶體晶胞結構與一般記憶體晶胞區域 的相同，並且資料「〇〇」是以相同程式控制（S2)方式寫入 (程式化）其中。 接著是執行指定區塊的預先程式化。在預先程式化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 9 493175 B7

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中，區塊中的記憶體晶胞資料會被讀出。在資料為丨時（抹 除狀態），寫入脈衝會被輸入至該記憶體晶胞以寫入資料〇 。此預先程式化會對所有記憶體晶胞執行。因此，在預先 耘式化正常結束時，資料（資料〇)會被寫入記憶體區塊中 的所有的記憶體晶胞。 在f憶體區塊預先程式化程序S3結束時，控制電路^ 〇 會產生抹除資訊控制信號0C而使得電壓¥(1能被產生，並 且對應抹除資訊儲存位元16中的記憶體晶胞會被抹除並轉 換成資料「11」（S4)。因此，代表對指定記憶體區塊的預 先程式化程序中已正常結束的抹除資訊會被儲存在抹除資 訊儲存位元16之中。 接著，抹除脈衝會被同時輸入至記憶體區塊中的所 有的記憶體晶胞以執行抹除運算（S5：^抹除/寫入電壓產 生電路12會依據控制電路1〇之控制信號0d產生抹除電壓 vd，並且抹除脈衝會被輸至記憶體晶胞。電壓和乂己是 對應控制信號的寫入或抹除電壓。在抹除運算中，抹除脈 衝同時被輸至記憶體區塊中的所有的晶胞，以確認所有晶 胞是否已被抹除（資料1)(S6)。 當對所指定記憶體區塊中的記憶體晶胞的抹除運算 正常結束時，資料〇會寫入至對應抹除資訊儲存位元16的 一晶胞。因此，已儲存代表抹除運算已正常結束之資料。 當另一個記憶體區塊被指定時，該記憶體區塊的位 址會被指定（S9)，並且重複以上的程序52至87。 第3圖為實施例第二方面中的非依電性記憶想 之

本紙張尺度顧巾關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8) 一般結構圖。在第3圖的記憶體元件中，在用以儲存一般 資料的記憶體晶胞區域MC中，含有用以儲存指示抹除運 算狀態之資訊（抹除資訊）或儲存指示一系列抹除運算是否 已完成之資訊的抹除資訊記憶體區域MCX。因此，可在 寫入或抹除在一般記憶體晶胞區域MC中的資料時，同時 寫入或抹除在抹除資訊記憶體區域MCX中的資料。其餘 的組態與第1圖中顯示的實施例第一方面相同。 第4圖為實施例第二方面中的記憶體元件中的抹除運 算之流程圖。相同於第2圖中的程序使用相同的參考編號 。在實施例第二方面中，記憶體元件在一般記憶體晶胞區 域MC中含有抹除資訊記憶體區域mcx。因此，在預先程 式化程序S12或抹除程序S15中，抹除資訊記憶體晶胞的 預先程式化和抹除可與一般記憶體晶胞區域的預先程式化 和抹除同時實施。 在抹除指令進入並且指定抹除區塊位址時，被指定 的記憶體區塊會被預先程式化（S12)。在預先程式化中， 在$憶體晶胞中的資料會被讀出，程式脈衝會輸至資料為 1(已抹除狀態）的記憶體晶胞，以寫入資料0。在此，預先 程式化自指定的記憶體區塊中的抹除資訊記憶體晶胞 MCX開始。因此，抹除資訊記憶體晶胞Mcx會首先被預 先程式化，並且抹除資訊會成為資料r 〇〇」。接著，預先 程式化會在一般記憶體區域中執行。 接著’被指定的記憶體區塊會被完全抹除（s丨5)在此 程序中，抹除脈衝同時輸至被指定的記憶鱧區塊中的一般 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂-------1 -線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 4yjl75 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 --------B7___ 五、發明說明（9 ) 記憶體晶胞，以及被輸至抹除資訊記憶體晶胞1^(：\。確 認抹除狀態自抹除資訊記憶體晶胞開始。因此，在確認抹 除資訊記憶體晶胞MCX已被抹除後才確認一般記憶體晶 胞區域的抹除狀態。可由抹除資訊記憶體晶胞mcx資料 「11」得知預先程式化已正常結束。 田被私疋的記憶體區塊中所有的記憶體晶胞通過抹 除確認S6時，意指抹除運算已正常結束。因此，特定資 料10」或「01」會被寫入被指定的記憶體區塊（S7)中的 抹除資訊記憶體晶胞MCX之中。這與第2圖中相同。利用 此特定資料能確認所有抹除運算已正常結束。 接著說明使.用儲存在抹除資訊記憶體晶胞區域中的 抹除資訊之診斷功能。 第5圖為顯示抹除資訊偵測電路之第一功能之流程圖 。控制電路10依據讀出抹除資訊指令（S2〇)產生抹除資訊 偵測信號0 a。抹除資訊偵測電路14依據此信號讀出在對 應被區塊位址指定的記憶體區塊之抹除資訊儲存位元16中 的資料，並且將其傳送至外部裝置（S21)。因此，在抹除 資訊儲存位元16中會讀出資料「00」、r丨丨」或「1〇」。這 些資料型態各自表示抹除程序起始狀態、預先程式化結束 狀態以及抹除程序結耒狀態 '。因此·，在記憶體元件中發生 錯誤時，讀出此抹除資訊能得知處理記憶體區塊時抹除程 序中止的階段，而因此簡化錯誤的偵測程序。若發現抹除 程序沒有正常結束，再將該記憶體區塊抹除能去除錯誤狀 態。 本紙張尺度賴中國國家標準（CNS)A4規格_(21〇 X 297公爱）

12 493175 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印副衣 五、發明說明（10) 第6圖為顯示抹除資訊偵測電路之第二功能之流程圖 。以此功能’當開啟電源時，抹除資訊偵測電路14檢查對 應所有記憶體區塊的抹除資訊儲存位元中的資料。若偵測 到的資料為「00」或「〇1」，則從旗標輸出端輸出反常旗 標信號0 FL ’表示抹除運算並沒有正常結束；若偵測到 賣料「10」，則輸出正常旗標信號。 以下將說明第6圖中的流程圖。當開啟電源時（S22)， 控制電路10產生抹除資訊偵測信號，並且抹除資訊偵 測電路14讀出在抹除資訊儲存位 元中的資料（S23)。所讀 出的資料為「1〇」表示對該記憶體區塊的抹除運算已正常 結束’而對應下一個區塊之抹除資訊儲存位元中的資料亦 同。若所讀出的抹除資訊資料不是r 10」，旗標輸出端則 會輸出反常旗標0 FL(=0)。若對所有記憶體區塊的抹除資 訊資料均為「1〇」，旗標輸出端則會輸出正常旗標必 fL(=1)(S27) 〇 第7圖為第6圖之修改之流程圖。在此範例中，指定 記憶體區塊的抹除資訊資料會依據抹除資訊讀出指令而被 讀出，而並不是因電源開啟而被讀出（S29),其用來判斷 抹除運算是否有正常執行。因此，只有程序S29有別於第 6圖。其餘程序不變。 第8圖為顯示抹除資訊谓測電路之第三功能之流程圓 。以此功能，開啟在裝置中的電源時，控制電路丨〇產生抹 除資δίΐ彳貞測彳§號$ a。抹除資訊偵測電路14依據此信號讀 出在抹除資訊儲存位元中的資料（S31)，並檢查所讀出的 -----I---II--·1111111 ^ ·1111!11« (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 493175 A7

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資料是否為「10」，若是，則表示抹除運算已正常結束（S32) 。若所碩出的資料並不是「10」，抹除資訊偵測電路14則 會產生抹除啟始信號0 b以啟動該記憶體區塊的抹除運算 。對應此信號，控制電路1〇實施如第2圖和第4圖所示之抹 除運算。 若資料為「10」，則下一個記憶體區塊的抹除資訊儲 存位元會被讀出（S34)。如以上所述，所有記憶體區塊的 抹除資訊會被檢查，而對於沒有正常結束的抹除運算的記 憶體區塊，則將會再執行抹除運算（S33)a 第9圖為第8圖之修改之流程圖。在此範例中，指定 記憶體區塊的抹除資訊資料會依據抹除資訊讀出指令而被 檢查，而並不是因電源開啟而被檢查。接著若偵測到失敗 的抹除狀態，則記憶體區塊自動地被抹除。其餘運作以同 於第8圖的方式被實施。 以上面第3功能，由於抹除資訊偵測電路14檢查在對 所有記憶體區塊之抹除資訊儲存位元中的資料，並且若檢 查到失敗的抹除狀態，記憶體區塊則會自動地再執行抹除 ’因此έ己憶體能夠有效率地返回正常狀態。 如以上說明，本發明能用以檢查在非依電性記憶體 中（如快閃記憶體）抹除運算是否有正常結束，或用以偵測 抹除運算已實施的階段，並且能有效率地執行錯誤診斷。 本發明之保護範圍並不侷限於以上實施例的方面， 並應能夠延伸至包括本發明申請專利範圍和與其相當之範 圍0 本紙張尺度適用中國國家標準（<JNS)A4規格（210 X 297公£7 ---·---i--------0--------t--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 14

Claims (1)

1. 申請專利範圍 Λ8 B8 C8 D8 -種非依電性記憶懸，其中在寫入運算之前實施抹除 運算，其包含有： 個用以儲存一般資料的一般記憶體晶胞區域； 和 -個用α儲存表示一系列抹除運算是否有完成或 儲存表示該抹除運算之狀態的抹除資訊储存記憶體區 域。 1如申請專利範圍第i項之非依電性記憶體’其中該一般 記憶體晶胞區域包含多數記憶體區塊’並且對每個該 s己憶體區塊都建有該抹除資訊餘#記憶體區域。 3·如申，專利範圍第i項之非依電性記憶趙，其中該抹除 運算之複數狀態至少包括在一系列抹除運算時的抹除 運算起始狀態、預先程式化結束狀態以及抹除運算完 成狀態。 4·如申請專利範圍第3項之非依電性記憶體，更包含有依 據預定指令或因電源開啟而讀出在該抹除資訊儲存記 憶體區域中的抹除資訊的抹除資訊偵測電路。 5·如申請專利範圍第1項之非依電性記憶體，更包含有依 據預定指令或因t;原開啟而讀出在該抹除資訊儲存記 憶體區域中的抹徐，資訊的抹除資訊偵測電路，並上若 該抹除資訊指示抹除運算被中斷，則會傳送該中斷資 訊至外部裝置。 6.如申請專利範圍第1項之非依電性記憶體，更包含有依 據預定指令或因電源開啟而讀出在該抹除資訊儲存記 度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21Gx297公着） ----- -15 . (請先閲讀背面V注意事項再填· • I i - >1 m ml · 裝- 訂 線 493175 A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 憶體區域中的抹除資訊的抹除資訊偵測電路，並且若 該抹除資訊指示抹除運算被中斷，則會促使該一般記 憶體晶胞區域執行該抹除運算。 ---------^------1T------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經贫您^, t 一：：Ta (工消費合作社印％

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