TWI303435B - An error detection and correction scheme for a memory device - Google Patents

Description

1303435. 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 般言之，本發明係關於記憶裝置；特別言之，本發 明係關於記“置之錯誤修正。 ° % 【先前技術】 (艮。己憶裝置一般皆作為電腦或其他電子裝置的内部 括Z機半導體）積體電路。有許多不同種類的記憶體，包 二：存取記憶體（RAM)、唯讀記憶體（_)、動態隨 心_ ( DRAM )、同步動態隨機存取記憶體（SDRAM) 以及快閃記憶體。 的心ί的快閃記憶體包含一記憶體陣列，其中包含大量 於快快閃記憶體與其它非揮發性記憶體的差別在 ▲〜早兀可將一整個區塊清除並重新程式化，而並 月b β除或重新程式化一個位元組。 ， 方而° ’彳數種提供1高可靠度的錯誤们則與修正 万式可適用於伊閃 閃5己憶裝置。例如’如果需要設計在具有 电子雜訊多的摄4立士址^ 、兄中使用的記憶裝置，但該設計卻需要高 Ή C ί例如’ A車防滑煞車系統），如此便需要某種錯 珠谓測與修正方式龄 曰老〇 万式乓加其可罪度以使記憶體中的資料確實 疋处理裔或其他控制器所儲存的資料。 所r I於。己饫裴置中的錯誤修正技術包括漢明碼或里德〜 °、然而’這些方法都有其缺點。漢明碼較許多錯 相者,p。式快速但部不夠強健。里德-所羅Η則夠強健但卻 1303435' 基於前述理由，以及下文所將述及、對於習知本技術 者在閱讀並瞭解本說明書後所顯而易見的理由，目前仍㊉ 要一種更有效、更強健的記憶裝置之錯誤偵測與修正方式二 【發明内容】 閱讀並研習下列說明便可瞭解本發明所欲處理的上述 有關於錯誤偵測與修正的問題以及其他問題。 本發明包含一種在記憶裝置中之錯誤偵測與修正方 法。記憶裝置具有一記憶體陣列、一資料緩衝器、以及一 控制器。本方法包含由記憶體陣列中讀取資料。本發明對 讀出的資料同時執行第一錯誤偵測作業與第二錯誤㈣作 這兩項錯誤痛測作業的結果被報告到控制器。修正錯 誤後的資料被儲存在資料緩衝器中。在其中—實施例中， 第一錯誤㈣作業係-漢明瑪，而第二錯誤㈣作業係一 里德-所羅門碼。 另-貫施例中’當資料被载入資料緩衝器時執行第 —錯誤_作業。如㈣測到可以被第—錯誤修正作業所 修正之錯誤，則執行該項作章， — 菜而弟一錯玦修正作業則被 用於修正過的資料宝士 v ^ … +子70上。如果弟-錯誤修正作業無法修 曰决，便對貧料字元執行第二錯誤修正作業。 本發明尚有其他使用各種方法與裝置的實施例。 【實施方式】 下文將參考附圖詳細說明 本务明的特定貫施例。在附圖 數字代表實質相似的元件。說 本务明，圖中顯示如何實施 中’在不同圖中所用的相似 明這些實施例的方式已足以 1303435* 使習知本技術者實現本發明.也可有其他實施例，而在不 偏離本發明精神的情況下也可有不同的結構變化、邏輯變 化、以及電氣變化。因此，本發明並不限於下列詳細說明 所述之實施方式，而本發明之範圍則僅由後文所附之申請 專利範圍及等效物所定義。 本發明之下列實施例係參考一快閃記憶體加以說明， 包含反及（NAND )形與反或（n〇r )形快閃裝置。然而，本 發明亚不限用於任一種記憶裝置。任何可因錯誤偵測與修 正方式而獲得益處之記憶裝置皆適用於本發明所述之方 法。 圖1說明本發明之一實施例的記憶裝置」〇〇之功能方 塊圖’該記憶裝置與處理器11 〇相耦合。處理器丨丨〇可為 U處理裔、、處理态、或其他類的控制電路。記憶裝置！⑽ 與處理器110形成了電子系統12〇的一部份。記憶裝置1〇〇 已被簡化以便專注在有助於瞭解本發明的記憶體特性的說 明。 記憶裝置包含記憶體單元130所形成的陣列。在其中 一實施例中，記憶單元為非揮發性浮閘記憶單元，而記憶 體陣列130則以數行與數列記憶體排（banks 〇f r〇ws and columns )的方式安排。 位址緩衝電路140被用於將提供在位址輸入連接Α〇—Αχ 142的位址訊號栓住。位址訊號被列解碼器丨44以及行解碼 Is 146所接收並解出其位址以存取記憶體陣列j 3〇。習知本 技術者將瞭解到：藉由本發明所帶來的益處，位址輸入連 1303435 接的數目係根據記憶體陣列1 3 0的密度與結構而定。亦即， 位址的數目隨著記憶單元量以及記憶體排（bank )數量與 記憶體區塊（b 1 ock )數量的增加而增加。 記憶裝置1 00以使用感應/緩衝電路1 5〇感應記憶體陣 列中，記憶體行（memory column)的電壓或電流變化的方 式讀取記憶體陣列130中的資料。在—實施例中，感應/緩 衝電路被耦合以讀取並栓住來自記憶體陣列丨3〇的一列資 料。資料輸入與輸出緩衝電路16〇被用於雙向資料通訊（透 過與控制器110相連的多個資料連接162)。寫入電路155 被用於將資料寫入記憶體陣列中。 ，〜％时u U促供隹徑制運接丨72的 訊號解碼°這些訊號被用於控制記憶體陣列13G上的作業， 讀取、資料寫人、以及刪除作業。在—實施例中， 才工制電路；I 7 0執行本發明的岛L ^ 的錯决偵測與修正技術。控制電 匕一狀態機、—序向機、或其他類控制器。 圖1中所示的快閃印悟# 本發明特性的基本瞭解、續促進對於 部電路與功能的更詳細原=本技術者熟知快閃記憶體内 圖2顯示一實施例中， 法的方塊圖。本實施例同時使=置之錯誤她修正方 誤修正，其與讀取作 /、碼與里德-所羅門碼錯

漢明碑β括/、夺並行以擷取該二種方法的優點。 属月碼疋-種用於錯U 碼。漢明碼可谓測出兩位-、、錯块修正的二進制代 可立即债測出該錯誤是否广的錯誤並修正一位元的錯誤並 可修正。漢明碼滿足Π+1的關 1303435 系八中n係記憶區塊中的位元總量，k是區塊中資訊位元 的數Ϊ ’而m則是區塊中使得m=n-k的檢查位元的數量。 ;本务明的修正方法使用兩個漢明碼，因此便可修正一 或二個錯誤，並最多可偵測出四個錯誤。、莫明碼在本技術 中已廣為人知，因此不再進一步討論。 里德-所羅門碼係屬於伯斯_休德利—侯克漢（bch)多 重博餘L正循裱碼（multiple burst c〇rrecting)的一種 :碼。里德—所羅門碼作用在固定長度的數個位元組上。假 设有m個同位位元，則里德—所羅門碼最多可修正⑴個位元 、且的錯决’廷些錯誤的位元組位於-些也可被稱為消隱 (erasure )的已知位置。它最多可债測已知位置上的^ 個位το組的錯誤。在—實施例中，里德—所羅門碼可立即债 測八個位7〇組的錯誤並修正四個位元組的錯誤，但一俨 需要一些時間來決^錯誤是否可被修正。里德羅^ 本技術中已廣為人知，因此不再進一步討論。、准門馬在 =的實施例包括上文所述的快閃記憶體陣列13〇，請 夢考圖卜廷些單元的運作在本技術中已廣為人知 再進一步討論。 ♦ 資料緩衝器203被耗合到快閃記憶陣列13〇。 器聊被記憶體控制器電路用來在讀取作業之後儲广 料。緩衝器可為圖1的讀取/緩衝器！ 5〇，控 貝 Φ白勺記倍辦々甘/丄 °。、f路1 7 0 中的錢體’或其他用於儲存由記憶體陣％ 料的暫時記憶體。 ^貝出育 控制器電路170負責勃杆太恭日日 貝執订本务日月之貫施例所作的讀取 ⑧ 9 1303435 作業以及錯誤偵測盥佟τ & >正技術。控制器電路170也執行里 德一所羅門與漢明碼錯誤谓測與修正作業。 圖2所說明的方法執行緩衝器203的讀取作業。當資 料被讀出記憶體陣列？ nn士 ^ 田 J 2〇1 k，同時也被里德-所羅門碼檢查 器207與漢明碼檢查器2〇9檢查是否有錯誤。由這些錯= 谓測常式207肖209所得的結果被送到控制器電路170以 便決定下一步驟所應執行的動作。 圖3所示之表格列出由圖2的各個錯誤偵測常式m 與2〇9所得的結果組合。伴隨著各結果組合的是對應到各 錯誤偵測結果所應執行的動作。 第-組結果發生在漢明碼錯誤偵測與里德_所羅門碼 錯誤偵測已決定在送入緩衝器的資 u 貝付甲並未存在任何錯誤 τ。在此m，資料由緩衝器被送回記憶體陣列。另一 種可行的實施例執行其他與無錯誤資料有關的任務，例 如，允_料統由緩衝㈣出㈣料被麵合到記憶裝置。 如果漢明碼錯誤谓測方法發現一可修正錯誤是可修正 的，而里德-所羅門碼錯誤偵測也發現一錯誤】衝 中的資料將由漢明碼修正方法將之修正。接著，再= 錯誤修正作業的結果執行里德-所羅門碼錯則貞測方法。若 =錯誤仍未被修正，則將再次執行里德_所羅門碼修正作 業’如圖4所示。 圖4所示之方塊圖係在某_個_ 用漢明碼錯誤修正方法209將之修正 々’，，、法使 -r ^ 〇 、 所羅門碼修 法2〇7。貧料由缓衝器挪被讀出並由里德-所羅門碼 1303435. 修正方法2 〇 7加以處理。其結果被送到控制器電路1 7〇，如 果錯誤已被修正，則該電路便將資料送回緩衝器2〇3。如果 錯誤並未被修正，則資料便被永久破壞並被標示為錯誤資 料。 ' 請再次參考圖3，漢明碼錯誤修正可偵測出一不可修正 〃曰吳（UE )。如上所述，這是一種無法被修正的錯誤。如 果里德-所羅門碼錯誤偵測也偵測出一錯誤， 所羅門錯誤修正方法。 “一

，，*〜w ,片w々成’丨只况j出采，但卻 無法被更精確的里德_所羅門碼錯誤偵測方法伯測出來，則 漢明碼兆位元#右宜蓋 、， 便有系項問喊。在此情況下，該資料可能 二…彳何錯决，且它便由緩衝器被送回記憶體陣列。 作二錯誤並未被漢明碼錯誤偵測方法偵測出來， 但部被里德-所羅門碼錯誤修正方法伯測出來 末 羅門碼錯誤修正太氺庙、士 ra 則里德-所 方法便被用於修正該錯誤’如圖4所示。

.卿正二=本發:?一用於記憶 作業有關的序列式錯誤修正執打—與記憶體讀取 資料由快閃&々音 取作業的-部份。。t 3G被載入緩衝器如，此係讀 明碼錯誤偵測方法50:料：載入時’若有需要，則使用漢 測501期間發現任，查並修正該貧料。如果在錯誤偵 方法502。#有需曰决’則執行里德-所羅門碼錯誤偵測 502 〇 要，則執行里德-所羅門碼錯誤修正方法 1303435 圖6說明根據圖5之錯誤债測實施例所產生之結果表 及-應才木取之動作。如果漢明碼錯誤摘測方法並未發現任 何錯。吳則不執行里德-所羅門碼錯誤/偵測方法。 如果漢明碼錯誤摘測方法發現一可修正錯誤，則使用 里德:所羅門碼修正方法修正使用漢明修正資料的緩衝器 内的貧料。接著’此項作業所造成的結果便再次使用里梓— 所羅門碼錯誤债測方法執行一次。修正過後的資料便^緩 衝器被送回記憶體陣列。 如果漢明碼錯誤偵測方法發現一項無法使用漢明碼錯 铁修正方法加以修正的錯誤，則執行里德_所羅門碼錯誤修 正：法。在此情況下’漢明修正資料並未為里德-所羅門碼 錯决修正方法所用。然後，修正過的資料便由緩衝器被送 回記憶體陣列。 上述發明的討論係使用漢明碼與里德_所羅門 錯誤積測與修正演算法。然而，本發明並不限於任一評 誤偵測與/或修正碼。 3 結論 總而言之，在記憶裝置内的錯誤谓測與修正方法之奋 施例提供- 5“刃有效的改進記憶裝置之資料可靠度的二 法。這可因使用漢明媽與里德—所羅門碼錯誤偵測方法而達 成，可與資料讀取作業並行或串行。 的負擔便極少。 要"订修後作業 雖然前文已說明並解釋某些特定實施例，但習知本技 術者當可瞭解到··任何經過計算可以達成相同目的之安排 12 1303435 皆可用於取代所示 — 之特疋貫施例。本發明之許多 於習知本技術者“ ％ 个知乃之卉夕種凋整對 太“ ’疋顯而易見。因此，此項應用並未涵蓋 本1¾明之所有調整式样 蓋 4I次艾化。本發明之範圍僅受下列申姓i 利範圍及其等價物所限。 幻甲％專 【圖式簡單說明】 例。圖1 ^不一區塊圖，說明本發明之電子系統之一實施 圖2顯示本發明所用的 ®之-實施例的區塊圖。 記憶裝置錯誤偵測與修正方法 所示之實施例所產生的結果及其 圖3所示之表係圖 應採取之動作。 圖4所不係圖2與圖3之實施例所示的記憶裝置採用 里德—所羅門碼作為其錯誤修正方式的區塊圖。 圖5所不係本發明的記憶|置錯誤们則與修正方式之 另一替換實施例的區塊圖。 圖6所示之表係圖5所示之錯誤债測實施例所產生之 結果及其應採取之動作。 【主要元件符號說明】 100〜記憶裝置；110〜處理器；12〇〜電子系統；13〇〜記 憶體陣列；140〜位址緩衝電路；142〜位址輸入連接； 〜列解碼器；146〜行解碼器；15〇〜感應/緩衝電路；16〇 〜資料輸入與輸出緩衝電路；162〜資料連接；155〜寫入 電路；170〜控制電路；丨72〜控制連接；2〇3〜資料緩衝器； 201〜記憶體陣列；207〜里德-所羅門碼檢查器；2〇9〜漢 13 1303435 明碼檢查器；501〜漢明碼錯誤修正方法；502〜里德-所羅 門碼錯誤偵測方法

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Claims (1)

1303435 月彡日修正本 、申請專利範圍·· 1 · 一種用於在記愔驻 記佾I置呈古一心羞置中錯誤偵測與校正之方法，該 〜、置/、有一 §己憶體陣一 器，該方法包含·· 貞科緩衝裔、以及一控制 自冗憶體陣列中讀取資料； 二：亡亚了的執行第—與第二錯誤偵測作業； 辑弟-與第二錯誤侦測作業的結果報 "誤債測作業偵測出 心，右 之錯誤且第-鈣W 《錯铁修正作業所修正 錯誤修正作業修正該錯誤；並且 貝“吏用第- 對經過第-摘測錯誤作業修正 二錯誤偵測作業。 貝卄再-人執仃第 2. 如申請專利範圍帛i項所述之方 偵測作業係一漢明碼伊士 、中弟錯誤 牿^ 錯偵測而弟二錯誤偵測作業係一 W “-所羅門碼錯誤偵測。 >、’、里 3. 如申請專利範圍第！項所述之方法 二錯誤偵測作業係於自$ _ /、苐/、弟 々、㈢Z fe體陣列碩取資料時執行。 4·如申請專利範圍第丨項所述之方法， 資料儲存於該資料緩衝器中。 +…將該 5·如申請專利範圍第！項所述之方法，尚包含： 使用：该二?：第二錯誤债測作業之後仍有錯誤存在，則 用弟一錯祆修正作業修正該錯誤。 6.如申請專利範圍第i項所述之方法，尚包人. 若第一錯誤價測作㈣測出-項無法由第-3錯誤修正 15 1303435 ::業所修正之錯誤且第二錯誤偵測作業亦谓測出—錯誤 才則使用第二錯誤修正作業修正該錯誤。 7.如申請專利範圍第i項所述之方法，尚包含. 作業Π:錯誤偵測作業並未谓測出錯誤且第二錯誤谓測 誤。、"、肖决時’則使用第二錯誤修正作業修正該錯 :·-種用於在記憶裝置中錯誤谓測及修正之方法，令 。^衣置具有一記憶體陣列、一 器，該方法包含： …衝…及一控制 自記憶體陣列中讀取資料； 作業實質上平行的執行漢明碼與里德一所羅門碼錯誤偵測 將漢明碼盘里；^ & PP 給控制器，·以及 羅門碼錯誤偵測作業的結果報告 將資料儲存於資料緩衝器中。 =申請專利範圍第8項所述之方法，尚包含·· 右漢明碼錯誤偵測作举 正作業所修正之錯項可由漢明碼錯誤修 測出一錯誤時，列使用堇仏、所羅門碼錯誤谓測作業亦谓 歧 明碼錯誤修正作業修正該錯誤，· 對經由該漢明碼錯誤修正 行里德-所羅門碼錯則貞測作正叙該資料再次執 ^里如/請專利範圍第9項所述之方法，尚包含. 在所羅門碼錯誤 忭菜之後，若資料仍有錯 16 1303435 外’則使用里德'所羅Η碼錯誤修正作 U.如申請專利範圍第8項所述之m該錯誤。 若漢明碼錯誤相作業谓測出盘、’尚包含： 修正作業所修正的錯誤且里咕 、…、法由漢明碼錯誤 測出-錯誤時，用 ^所羅門竭錯誤谓測作業侦 該錯誤。 德—所羅門碼錯誤修正作業修正 12·如申請專利範圍第8項所述之方法 人 若漢明碼錯誤偵測作掌 。巴3 . 門石民扭f業並未谓測出錯誤而里抟—餅尸 門碼錯_則作業侦測出一錯誤時 所羅 碼錯誤修正作業修正該錯誤。 ㈣用里Κ羅門 u•一種記憶裝置，包含·· 一快閃記憶體陣列； 一資料緩衝器； 控制器電路，可自記憶體 存於資料緩衝器中； h貝取貝枓並將貧料儲 誤並==誤谓測與修正常式，在讀出的資料上偵測錯 一 、a柒偵測結果與控制器電路相連通；以及 作举誤Γ與修正常式’與第-錯誤谓測與修正 結果與控制=::r料一 ’、反及1 (NAND)快閃記憶體陣列。 15.如申請專利範圍第13項所述之記憶裝置， 記憶體陣列作—$ +并】〆M T的 糸反或型（NOR)快閃記憶體陣列。 17 1303435 第 式 16·如申請專利範圍第13 錯誤偵測與修正常式係一 項所述之記憶裝置，其中的 /莫明碼錯誤偵測與修正常 項所述之記憶裝置， 里德-所羅門碼錯誤 其中的 偵測與 ^ 17·如申請專利範圍第13 第二錯誤偵測與修正常式係一 修正常式。 鲁 —兄憶體陣列； —貧料緩衝器；以及 抆制器電路，可自記情 * 儲存於資料緩衝器中^制=陣歹⑴買取資料並將資料 常式，該常式偵測讀出:;料二仃漢明碼錯誤谓測與修正 果與控制器電路遠誤並將第—錯誤偵測結 常式並行執行尚與漢明碼錯誤相與修正 常式伯測讀出資^貞測與修正常式，該 器電路連通。 將弟一錯為偵洌結果與控制 19,種電子系統，包含·· -處理器，用於產生電子系統之控 一記憶裝置，包含： 以及 —快閃記憶體陣列； —資料緩衝器； 才工制器電路，可自 存在資料緩衝器中；己匕、體陣列項取貧料並將資料儲 一第—錯誤侦測與修正常式，搞測讀出資料中之錯誤 1303435 並將第一錯誤偵測結果與控制器電路相連通；以及 、 一第二錯誤偵測與修正常式，其與第一錯誤偵測與修 - 正常式並行運作，以偵測讀出資料之錯誤並將第二錯誤偵 測結果與控制器電路相溝通。 十一、圖式： 如次頁 ❿ 19