TWI380319B - Memory device - Google Patents

Description

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TW33I6PA 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種記憶體裝置，且制是有關於一 種可用以保護資料不被更改的非揮發性記憶體裝置。 【先前技術】 非揮發性記憶體係廣泛地應用於各種記憶胞設計 鲁巾’常見之麵如唯讀記憶體（read oniy memory)及快閃 記憶體（flash memory)等。-般而言，非揮發性記憶裝置 的存取（access)控制，係藉由中央處理單元（cpu)或微處 理器（Processor)等電腦系統所執行’所謂的存取，係= 於非揮發性§己憶體進行讀取、寫入、抹除以及覆寫等指示 命令。當電源停止供應時，非揮發性記憶體仍可以唯^所 儲存資料Μ ’換句賴，非揮魏記憶體經由程式化之 後，只能藉由電氣訊號強行抹除所儲存的資料，不然，非 φ 揮發性記憶體會持續的維持所儲存的資料不變。另外，告 電源恢復供應之後，非揮發性記憶體才能藉由各種的存二 控制以更改所儲存的資料。非揮發性記憶體的應用範圍相 當廣泛’可應用於電子設備之儲存裝置中，諸如數位 .機、音樂播放器及行動電話等，或是應用於系統記憶體， . 諸如電腦系統、個人數位助理（pda)及電話等。 此 以非揮發性έ己憶體應用於電腦系統之基本輪入/輸出 系統（Basic I叩ut 0utput System)之記憶體為例。本 輸入/輸出系統扮演硬體與作業系統溝通的角色，當&行 6 1380319 ·.

TW33I6PA ^命^時，作㈣統藉由執行基本輸人/輸出系統的程 式馬，才能正確地啟動，因此，基本輸入增 有^源供應㈣候，需歧得觸麵程式碼的資= 不4 ’故非揮發性記憶體常設置於電腦系統的主機板， Ounhex· boani)上’用以健存基本輸入/輸出系統的程式 碼，以使得電腦系統能正確地啟動。

如上所述之例’基本輸入/輸出系統記憶體的大小儲 =位元組或是32M位元組，基本輸入/輸出系統記 可視為多個連續的記憶體區塊。典型的記憶體區塊例 如是64K位元組，此時一個魔位元組之基本輸入/輸出 系統記憶體具有3 2個記憶體區塊。基本輸入/輸出系統記 憶體可用以儲存多種㈣，例如是開機程式碼(b00t codes)、周邊（peripheral)之隨插即用資料ο—咖 play data)及電腦系統序號（seriai number)等。若基本 輸入/輸出系統記憶體的資料不經意地遭到異常的更改或 覆寫1使得電腦系統無法正常的開啟。因此，為了確使 電腦系統運作無虞，如何保護基本輸入/輸出系統記憶體 的貝料或是非揮發性記憶體的資料，以防止不經意地遭到 異常的更改或覆寫，乃業界所致力的課題之一。 【發明内容】 有鑑於此，本發明提出一種記憶體裝置，藉由一暫存 器保護位元持續地維持一保護區域為一閉鎖狀態，直到記 憶體裝置重置，以防止資料遭到異常的更改或覆寫。 7 1380319

TW33I6PA 4二本Γ之第-方面，提出-種記憶财置，包括 5己匕體陣列、—狀態暫存器以及—安 陣列具有多個記憶體區塊，各記 Ζ 5 '思豆 控制。狀態暫存器_至記情料歹進行存取 + m 列’狀·錢存器包括至 :少對應保護位元之此些記憶體區塊 體陣列與狀態暫存H，安全暫存器包括至少 =元’至少-暫存器保護位㈣可程式化為—記㈣護二 …防止狀態暫存器之至少一保護位元之狀態改變“己 置重置之前，暫存器保護位元將持續維持於記憶保 邊狀恝。 根據本發明之第二方面，提出—種記憶體裝置，包括 -記憶體陣列以及一安全暫存器。記憶體陣列包括多個記 隐體區塊，各記憶體區塊係獨立進行存取控制。安全暫存 器耦接至記憶體陣列，安全暫存器包括至少一暫存器保護 ，元，至少一暫存器保護位元係可程式化為一記憶保護狀 態，以防止此些記憶體區塊之至少其中之一區塊遭到寫 入。圯憶體裝置重置之前，暫存器保護位元將持續維持於 記憶保護狀態。 、 根據本發明之第三方面，提出一種記憶體裳置，包括 一記憶體陣列、一狀態暫存器以及一安全暫存器。記憶體 陣列包括多個記憶體區塊。狀態暫存器耦接至記憶體陣 •列’狀態暫存器包括至少一保護位元’用以指示對應保護 位元之此些記憶體區塊之至少一對應區塊之一保護狀 8 1380319

TW33I6PA 態。安全暫存器耦接至記憶體陣列與狀態暫存器， . 存器包括至少一暫存器保護位元，至少一暫在王一 f谇益保護位兀 係可程式化為-記憶保護狀態，以防止狀態暫存器之至少 一保護位元之狀態改變。 ° 為讓本發明之上述内容能更明顯易僅，下文特舉一較 佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：牛 【實施方式】 # 本發明係以非揮發性記憶體應用於電腦系統之基本 輸入/輸出系統之記憶體為例做說明，然而亦不限於此。 本實施例之記憶體裝置，藉由一暫存器保護位元 (register protection bit)來保護記憶體裝置或部分記 憶體區塊（memory bl〇ck)中所儲存的資料，以防止有意或 無思地遭到異常的更改或覆寫。當記憶體裴置進入重置 (reset)、電源開啟（power_〇n)或電源關閉（p〇wer_〇f f)等 φ 事件之前，暫存器保護位元會持續維持記憶體裝置於一記 憶保護狀態（memory-pr〇tection state)。 。月參照第1圖，其繪示依照本發明之一實施例之記憶 體裝置之方塊圖。記憶體裝置1〇包括一記憶體陣列1〇〇、 .一狀態暫存器200及一安全暫存器300。記憶體陣列1〇〇 • 具有夕個έ己憶體區塊1〇5，各記憶體區塊係獨立進行 存取控制，例如是寫入或讀取。在一實施例中，記憶體裝 置10包括一狀態暫存器2〇〇’耦接至該記憶體陣列1〇〇及 該狀態暫存器200。狀態暫存器2〇〇具有一個或多個保護 9 1380319 «

TW33I6PA 位元，在一實施例中，係利用一區塊保護位元21〇作為此 保護位元。狀態暫存器200的區塊保護位元21〇可用以指 示記憶體區塊105為一寫入保護狀態。也就是說，藉由決 定區塊保護位元的數值，可以定義記憶體陣列1〇〇受保護 而不被存取的保護區域的大小。 請參照第2圖，其繪示依照本發明之一實施例之記憶 體裝置之多個§己憶體區塊及其保護區域之示意圖之一

例。當區塊保護位元210的數值為0010時，可防止最上 面兩個記憶體區塊（第30及31個記憶體區塊）被寫入。相 仿地，當區塊保護位元21〇的數值為〇1〇1時，最上面十 六個記憶體區塊（第16至31個記憶體區塊）係定義為保護 區域，以防止被寫入。 ° 睛參照第3圖，其输示依照本發明之一實施例之記憶 體裝置之狀態暫存器之示意圖。在一些實施例中，狀態暫 存f 具有—狀態暫存器寫人保護位it 22G，此狀態暫 存器寫人保護位元220係用以決定區塊保護位元21〇之狀 態是否改變。藉由^義狀態暫存器寫入保護位元22〇，以 致能或非致能狀態暫存器細的寫人保護狀態。當狀能暫 2寫入保護位元⑽為非致能時，狀態暫存器細係受 存可被寫人或抹除。因此’區塊保護位^ 210係受 寫i保^被更新（UPdate)。在—實施例中，狀態暫存器 .，‘，> '、4位7C 220係藉由連接至記憶體裝置1〇 保護接腳（未繪示於圖中） 式田狀態暫存器寫入保護位元2.2〇為一低位準時，便不 1380319

TW3316PA 再受控於寫入保護接腳之狀能 令，便能夠存取狀態暫存器二，此時，藉由執行一些指 所儲存的資料’包括區塊保護位=是’狀態暫存器2〇〇 一些指令以覆寫。然而，在 ，便能夠經由執行 暫存器寫人保護位元22〇設q =實f例中’—旦狀態 存取能力係完全由寫入保護接腳所二2存器200的 寫入保護接腳為一高位準時，狀綠暫^哭^細地說’當 :係可以被更改，相反地，當寫入保；：：儲存的資 日寸，保護區域係為閉鎖，此時体狀能2為一低位準 的更改都會被拒絕。 十狀態暫存器200企圖 然而’由於在電腦系統於電源 存器寫入保護位謂可以隨時=的:况下’狀態暫 器寫入保護位元22〇可能會被不、=更以：態暫存 區域所儲存的内容遭到更變。因此:：】：：而導致保護 利用安全暫存器3〇〇的-暫存器保護=ΙΓ中，係 保護機制，以防止記憶陣列刚被更改=提供：外的 二其繪示依照:發明之-實施例之記憶體裝置 時當寫入閉鎖位元31。設定為一記憶保護狀態 能暫月二。「任何企圖更改第二圖所示狀態暫存器2。0與狀 j存為區塊保護位元21〇的運作（。阿州⑻。於是， ，:應=4保護位元21 ““己憶體區塊會被閉鎖於寫入狀 ^功^寫入閉鎖位元310被清除。雖然寫入閉鎖位元310 力把係類似於狀態暫存器寫入保護位元22〇，皆係用以 1380319 * >

TW3316PA 保護區塊保護位元210不被異常的更改，但其不同之處在 於如何開啟（unlock)區塊保護位元210被閉鎖之狀態。舉 例來說’藉由執行指令，便能夠更改狀態暫存器寫入保護 位元220，相對地，在記憶體裝置10被重置（resetting) 時，寫入閉鎖位元310才會被清除。正因為這樣的保護機 制’使得電腦系統於電源供應的狀態下，能夠有效地防止 記憶體陣列1〇〇的保護區域遭到有意或無意的更改。在一 些實施例中，重置記憶體裝置10包括一重置、一電源關 閉及一電源開啟等事件，或是其他使得記憶體裝置1 〇重 新進入初始狀態之指示事件。 在一些情況下，記憶體陣列所儲存的資料需能防止被 讀取。舉例來說，儲存於記憶體裝置的使用者的密碼資 料，需受嚴密的保護而能防止被存取。在一實施例中，係 藉由安全暫存器300的一讀取閉鎖位元32〇，以保護資料 =被讀取。當讀取閉鎖位元32〇程式化為一讀取保護狀態 •=，對應的記憶體區塊105的讀取運作會被忽視並且^ 系巴。在一些實施例中，對應至讀取閉鎖位元320的保護區 域與寫入保護區域係有所重疊，舉例來說，第29個及第 30個記憶體區塊係於讀取閉鎖位元320之定義下，設定為 .―，取保護狀態以防止被讀取，然而，於區塊保護位^210 •之疋義下，寫入保護區域係定義為第28 i 31個記憶體區 鬼故此時區塊保濩位元21〇及讀取閉鎖位元32〇所對應 之保濩區域有所重叠，亦即第29個及第3〇個記憶體區塊 係同時受讀取及寫入保護。讀取閉鎖位元32〇之功能類似 1380319

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TW3316PA 於寫入閉鎖位元310，能防止有意或無意的更改讀取保護 ' 區域之讀取狀態，意即讀取閉鎖位元320之狀態係不受控 於指令。也就是說，即使在電腦系統於電源供應的狀態 下，讀取閉鎖位元320也能防止狀態被更改，因此，只有 當記憶體裝置10被重置時，讀取閉鎖位元320才會被清 除。在一些實施例中，重置記憶體裝置10包括一重置、 一電源關閉及一電源開啟等事件，或是其他使得記憶體裝 置10重新進入初始狀態之指示事件。 ® 本實施例之記憶體裝置包括一一次編程（one-t ime programmable)之記憶體區域，作為一被保護區域，用以 設定記憶體裝置之特定資訊，例如是記憶體裝置之序號。 此種資訊一旦被閉鎖後，便不能再更新或存取。本實施例 中，安全暫存器300包括一安全指示位元330，用以指示 此一次編程記憶體區域之狀態。安全指示位元330可設定 為指示此一次編程記憶體區域之一製造者設計閉鎖 (manufacturer-originated lock)。另外，安全暫存器 300 * 更包括一安全保護位元340，一旦安全保護位元340設定 完成後，此安全一次編程之記憶體區域及安全保護位元 340皆係無法再被存取。 - 一般而言，在設定記憶體陣列100之保護區域時，係 . 於存取操作中由記憶體陣列100之第η個記憶體區塊（η為 ^正整數）選至最上面一個記憶體區塊。請參照第5圖，例 如是定義第28至32個記憶體區塊、或是第24至32個記 憶體區塊為保護區域。因此，記憶體區塊之存取可針對一 13 1380319 TW33I6PA 個或一個以上之最上面連續記憶體區塊 本發明之-些實施例中，設定為保護區域之記情體區墙 包括最上面或最下面連續記憶體區塊。如第5圖所干〆 區塊保護位元21G之數值為·時， 二 擇f:連續記憶體區塊之選擇可提供保= =所述，雖財發明已以—較佳實施例揭露如上， 常知識者，在不脫離1二=屬产術領r具有通 之更動與潤飾。因此，本發：=:，：可作各種 專利範圍所界定者為準。保達區域當視後附之申請 1380319

TW3316PA 【圖式簡單說明】 第1圖繪示依照本發明之一實施例之記憶體裝置之 方塊圖。 第2圖繪示依照本發明之一實施例之記憶體裝置之 多個記憶體區塊及其保護區域之示意圖之一例。 第3圖繪示依照本發明之一實施例之記憶體裝置之 狀態暫存器之示意圖。 第4圖繪示依照本發明之一實施例之記憶體裝置之 安全暫存器之示意圖。 第5圖繪示依照本發明之—實施例之記憶體裝置之 多個記憶體區塊及其保護區域之示意圖。 【主要元件符號說明】 1 〇 :記憶體裝置 1〇〇 :記憶體陣列 • 105 :記憶體區塊 2〇〇 :狀態暫存器 21 〇 .區塊保護位元 220 :狀態暫存器寫入保護位元 300 :安全暫存器 ' 310 :寫入閉鎖位元 320 :讀取閉鎖位元 330 :安全指示位元 340 :安全保護位元 15

Claims (1)

1. I38Q319 101年10月05日核正替換頁 2012/10/5_la 申復 & 修正 十、申請專利範圍： 1. 一種記憶體裝置（memory device)，包括： 一記憶體陣列（memory array )，具有複數個記憶體區 塊（memory block); 一狀態暫存器（status register)，包括至少一保護 位元（protection bit)用以指示該些記憶體區塊之至少一 對應區塊的一保護狀態（pr〇tecti〇n status); 一狀態暫存器寫入保護位元（status-register wfite-protect bit)，耦接至該狀態暫存器，以防止該至 少一保護位元之狀態改變；以及 一安全暫存器（security register)，包括至少一暫 存器保護位元（register-pr〇tecti〇n bit)，以防止該狀 態暫存器之該至少一保護位元與該狀態暫存器寫入保護 位元其中之一中之該狀態改變。 2·如申請專利範圍第1項所述之記憶體裝置，其中 s亥記憶體裝置重置（resetting)之前，該暫存器保護位元 將持續維持於該記憶保護狀態。 3·如申請專利範圍第1項所述之記憶體裝置，其中 該狀態暫存器包括該狀態暫存器寫入保護位元。 4. 如申請專利範圍第1項所述之記憶體裝置，其中 該狀態暫存ϋ更包括至少_區塊保護位元 (block-protect bit)，作為該至少一保護位元。 5. 如申請專利範圍第1項所述之記憶體裝置，其中 該安全暫存器更包括至少—寫人閉鎖位元（灯… 097103166 1013383564-0 16 1380319 101年.10月05日修正替換y 2012/丨0/5_la申復&修正 lock-down bit)，作為該至少一暫存器保護位元。 6. 如申請專利範圍第1項所述之記憶體裝置，其中 受該暫存器保護位元之狀態所保護之該些記憶體區塊之 至少其中之一係包括一個或多個連續的記憶體區塊。 7. 如申請專利範圍第1項所述之記憶體裝置，其中 該安全暫存器更包括一讀取閉鎖位元（read_1〇ck bit)， 該項取閉鎖位元係可程式化為一讀取保護狀態 (read-protection state)，以防止該些記憶體區塊之該 至少一對應區塊遭到讀取，其中該記憶體裝置重置之前， 該讀取閉鎖單元將持續維持於該讀取保護狀態。 8. 如申請專利範圍第7項所述之記憶體裝置，當對 應於該讀取閉鎖位元之該至少一對應區塊成為一寫入保 護區域（write protection area)之一部份時，該讀取保 護狀態係被設定為開啟（unlock)。 9. 如申請專利範圍第1項所述之記憶體裝置，其中 5亥女全暫存器更包括一安全指示位元（secur i ty indicator bit)，用以指示記憶體裝置之一被保護區域之 狀態。 10·如申請專利範圍第9項所述之記憶體裝置，其中 該女全暫存器更包括一安全保護位元（security protection bit)，用以控制該被保護區域之内容之改變。 11·如申請專利範圍第1項所述之記憶體裝置，其中 該狀態暫存器更包括用以指示一連續程式狀態之一連續 程式位元（continuous program bit)、用以指示一寫入致 17 097103166 1013383564-0 1380319 101年10月05日梭正替換頁 2012/10/5_la 申復 & 修正 能狀態之一寫入致能位元（write-enable bit)以及用以指 示一寫入進行狀態之一寫入進行位元（write-progress bit)之至少其中之一。 12. —種記憶體裝置，包括： 一記憶體陣列，包括複數個記憶體區塊； 一狀態暫存器，包括至少一保護位元，用以指示對應 該些記憶體區塊之至少一對應區塊之一保護狀態 (protection status);以及 一安全暫存器，耦接至該記憶體陣列與該狀態暫存 器，該安全暫存器包括至少一暫存器保護位元用以防止一 狀態暫存器寫入保護位元與該狀態暫存器之該至少一保 護位元其中之一中的狀態改變、該狀態暫存器寫入保護位 元用以防止該至少一保護位元的狀態改變、以及一安全保 護位元用以控制該記憶體陣列中一被保護區域中内容的 改變。 13. 如申請專利範圍第12項所述之記憶體裝置，其 中當該記憶體裝置重置之前，該暫存器保護位元將持續維 持於該記憶保護狀態。 14. 如申請專利範圍第12項所述之記憶體裝置，其 中該記憶體裝置更包括： 該狀態暫存器，耦接至該記憶體陣列以及該安全暫存 器，該狀態暫存器的該至少一保護位元用以指示對應該保 護位元之該些記憶體區塊之該至少其中之一之一寫入保 護狀態，該暫存器保護位元之該記憶保護狀態防止該至少 097103166 1013383564-0 101年10月05日楱正雜頁 _ ^ 山丨々川·甲復&修IE —保護位元之狀態改變。 中令中請專利範圍第12項所述之記憶體裝置，兑 :該狀恶暫存器包括至少一該狀態暫存器寫入保護位” 以防止錄態暫存器之狀態改變，係受該暫存嘴 狀憶保護狀態防止該狀態暫存器寫人保護位Γ 中今請專利範圍第12項所述之記憶體褒置，发 存器更包括至少-區塊保護位元，作為該至; 中該以=圍第12項所述之記憶體裝置，其 一暫存器保護=至少—寫人閉鎖位元’作為該至少 中請專㈣圍第12項所述之記憶體裂置，发 之二：之狀態所保護之該些記憶體區塊、 ο括至少一個連續的記憶體區塊。 如申凊專利範圍第12項所述之記憶體裝置， =全暫存器更包括—讀取閉鎖位元，該讀取閉鎖位二 化為-璜取保護狀態，以防止該些記憶體區塊= 對顧塊遭到讀取，其中該記憶體裝置重置之前 Μ閉鎖單70將持續維持於該讀取保護狀態。 20·如申請專利範園第19 =:取閉鎖位元之該至少:對應‘為I當 21.如申凊專利範圍第12項所述之記憶體裝置，其 097103166 1013383564-0 1380319 101年10月05日修正呑換頁 2012/10/5_la 申復 & 修正 中該安全暫存器更包括一安全指示位元，用以指示記憶體 裝置之一被保護區域之狀態。 22. 如申請專利範圍第12項所述之記憶體裝置，其中 該狀態暫存器更包括用以指示一連續程式狀態之一連續 程式位元（continuous program bit)、用以指示一寫入致 能狀態之一寫入致能位元（write-enable bit)以及用以指 示一寫入進行狀態之一寫入進行位元（write-progress bit)之至少其中之一。 23. —種記憶體裝置，包括： 一第一手段，包括一個保護元件用以顯示一記憶體陣 列中一區塊的一保護狀態； 一第一手段寫入保護元件，用以決定該保護元件之該 狀態的該改變能力；以及 一第二手段，包括一個暫存器保護元件用以決定該第 一手段寫入保護元件與該第一手段的該一個保護元件其 中之一的該改變能力。 097103166 1013383564-0 20