TWI390537B - 用於偵測非揮發式記憶體之相鄰區塊干擾現象的偵測方法 - Google Patents
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Description
本發明係指一種用於一非揮發式記憶體的偵測方法，尤指一種有效偵測快閃記憶體相鄰區塊之間干擾現象的偵測方法。
快閃記憶體(Flash Memory)屬於非揮發性記憶體的一種，能夠執行近乎無數次讀寫的功能。同時，由於快閃記憶體的讀寫速度不斷增快、容量不斷加大，使得快閃記憶體的應用日趨廣泛，小至記憶卡及隨身碟，大至手機、遊戲機、數位相機等，以及近來流行的各類電子產品，幾乎都使用到快閃記憶體，做為儲存資料之用。
快閃記憶體係利用浮閘(Floating Gate)的設計，依量子力學原理，將電荷以穿隧注入(Tunnel Injection)的方式寫入浮閘，也可以用反向的穿隧釋出(Tunnel Release)的方式進行抹除浮閘電荷的動作，以此作為儲存資料的操作機制。快閃記憶體雖然有許多性能及價格上的優勢，但是由於本身設計上的限制，造成快閃記憶體的讀寫動作必須以區塊(Block)為單位進行讀寫及抹除等動作。除此之外，晶片生產過程中可能發生各種類型的製造缺陷(Manufacturing Fault)，因而造成快閃記憶體的某個記憶區塊本身，其寫入與讀出資料不符合的異常情況。更特別的是，區塊及區塊之間也可以有互相干擾的異常情況。也就是說，當某個快閃記憶體的記憶區塊的資料被抹除時，其相鄰記憶區塊的資料也會受到抹除動作的影響，而造成資料突然發生變化的錯誤現象。這種現象，一般通稱為快閃記憶體的干擾(Disturb或Crosstalk)現象。
一般而言，習知技術中用以偵測及補救快閃記憶體製造缺陷的方法都是針對區塊本身資料的正確性，而非就區塊及區塊之間的干擾現象進行偵測。舉例來說，習知技術之一測試方法係針對快閃記憶體中的區塊逐一抹除並寫入資料後，並隨即讀出該區塊的資料比對，以驗證其功能是否正常。如果發現錯誤，則標示為失效區塊(Bad Block)。然而，此種測試方法不是針對偵測快閃記憶體中干擾型的製造缺陷而設計。請參考第1圖，第1圖為一快閃記憶體10之示意圖。快閃記憶體10包含有區塊Block_0～Block_2N；其中，區塊Block_K及區塊Block_K+1之間，存在有互相干擾的異常現象。也就是說，當區塊Block_K被執行抹除動作時，區塊Block_K+1中的部份資料會因干擾現象而發生異常的變化。相反地，當區塊Block_K+1被執行抹除動作時，區塊Block_K中的部份資料也會因干擾現象而發生異常變化。簡言之，區塊Block_K及區塊Block_K+1之間，可能因為對一相鄰區塊進行抹除動作，而對本區塊的資料產生電磁作用的干擾而突然變化。然而，若沿用習知技術中所示之測試方法，首先對快閃記憶體10區塊Block_K進行抹除並寫入資料，並隨即讀出區塊Block_K的資料加以比對，由於區塊Block_K的製造缺陷係屬於干擾型，其資料檢驗結果將顯示一切正常。接下來，對區塊Block_K+1抹除並寫入資料，並隨即讀出區塊Block_K+1的資料進行比對，其結果也是一切正常。由此可知，習知技術中所示之測試方法，無法偵測得到快閃記憶體中干擾型的製造缺陷。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種用於偵測非揮發式記憶體之干擾現象之偵測方法。
本發明揭露一種可用於偵測一非揮發式記憶體之一相鄰區塊干擾現象的偵測方法，該偵測方法包含有於一第一時間點，逐一抹除及寫入一測試資料至該非揮發式記憶體中複數個待測區塊之每一區塊；根據該複數個待測區塊之每一區塊所包含之序號，將該複數個待測區塊歸屬於一第一區塊群及一第二區塊群；於一第二時間點，讀取該第一區塊群之每一區塊所儲存之資料，並檢查是否與該第一時間點所寫入之測試資料相符合，以產生一第一檢查結果；以及根據該第一檢查結果，判斷該第一區塊群之每一區塊之有效性。
本發明中所言之非揮發式記憶體，較佳地，可為一NAND型快閃記憶體，或其它業界常見之非揮發式記憶體。此外，為求簡潔，本發明中非揮發式記憶體之區塊的分佈及標示相同於第1圖所示之快閃記憶體10。
請參考第2圖，第2圖為本發明實施例之一偵測流程20之示意圖。偵測流程20係用來偵測一非揮發式記憶體之相鄰區塊的干擾現象，其包含有以下步驟：
步驟200：開始。
步驟210：於一第一時間點，逐一抹除及寫入一測試資料至該非揮發式記憶體中複數個待測區塊之每一區塊。
步驟220：根據該複數個待測區塊之每一區塊所包含之一序號，將該複數個待測區塊歸屬於一第一區塊群及一第二區塊群。
步驟230：於一第二時間點，讀取該第一區塊群之每一區塊所儲存之資料，並檢查是否與該第一時間點所寫入之測試資料相符合，以產生一第一檢查結果。
步驟240：根據該第一檢查結果，判斷該第一區塊群之每一區塊之有效性。
步驟250：結束。
根據偵測流程20，本發明係於第一時間點，逐一抹除及寫入測試資料至每一待測區塊，並根據每一待測區塊所包含之序號，將所有待測區塊歸屬於第一區塊群或第二區塊群。接著，於一第二時間點，讀取第一區塊群之每一區塊所儲存之資料，並檢查是否與該第一時間點所寫入之測試資料相符合，並據以判斷第一區塊群之每一區塊之有效性。
較佳地，第一時間點領先於第二時間點，且第一區塊群係包含所有奇數序號之區塊，而第二區塊群係包含所有偶數序號之區塊。因此，以第1圖為例，待測流程20逐一對區塊Block_0～Block_2N進行抹除及寫入測試資料的動作。其次，對奇數序號之區塊Block_1、Block_3...Block_(2N-1)，逐一讀取並檢查其是否與先前寫入之資料相符合。若一區塊Block_x的資料與先前所寫入之測試資料相符，則判斷其仍然是一有效區塊：如果資料不完全符合，則判斷其為一失效區塊。例如，區塊Block_K及區塊Block_K+1為一成對且會互相干擾的兩個區塊。假設依時間順序，區塊Block_K比區塊Block_K+1較早執行抹除及將測試資料寫入的動作，因此，時間點較後執行抹除動作的區塊Block_K+1會干擾區塊Block_K，使區塊Block_K的資料發生錯誤。如果K為一奇數，則奇數序號區塊Block_K的資料便可被偵測到錯誤。值得注意的是，互相干擾的區塊Block_K及區塊Block_K+1兩者之間，當有一個區塊被標示為失效區塊而不再被使用時，另一區塊仍然有效。也就是說，若將區塊Block_K標示為失效區塊，則系統將不再對區塊Block_K進行抹除動作。區塊Block_K+1將不再受到區塊Block_K抹除動作的干擾而發生錯誤，換言之，區塊Block_K+1仍然可被正常使用。因此，區塊Block_K及區塊Block_K+1兩者之間祇要擇一標示為失效區塊即可。
除此之外，偵測流程20中的奇數序號區塊群及偶數序號區塊群的角色及功能可以互換。也就是說，當第一區塊群係指所有偶數序號之區塊，以及第二區塊群係指所有奇數序號之區塊時，偵測流程20仍然成立，且有等同之功效。
由上可知，偵測流程20可提供一快速且有效的偵測方法，理論上，偵測流程20大約可以找出一半的干擾型製造缺陷。若需要更精確的偵測結果，本發明可彈性進行更完整的偵錯程序。請參考第3圖，第3圖為本發明實施例之一偵測流程30之示意圖。偵測流程30用來偵測非揮發式記憶體之相鄰區塊干擾現象，其係由偵測流程20所衍生，並包含以下步驟：
步驟300：開始。
步驟310：於一第一時間點，逐一抹除及寫入一測試資料至該非揮發式記憶體中複數個待測區塊之每一區塊。
步驟320：根據該複數個待測區塊之每一區塊所包含之一序號，將該複數個待測區塊歸屬於一第一區塊群及一第二區塊群。
步驟330：於一第二時間點，讀取該第一區塊群之每一區塊所儲存之資料，並檢查是否與該第一時間點所寫入之測試資料相符合，以產生一第一檢查結果。
步驟340：根據該第一檢查結果，判斷該第一區塊群之每一區塊之有效性。
步驟350：於一第三時間點，對該第二區塊群之每一區塊執行一預設次數之抹除動作。
步驟360：於一第四時間點，讀取該第一區塊群之每一區塊所儲存之資料，並檢查是否與該第一時間點所寫入之測試資料相符合，以產生一第二檢查結果。
步驟370：根據該第二檢查結果，判斷該第一區塊群之每一區塊之有效性。
步驟380：結束。
在偵測流程30中，步驟310～340等同於偵測流程20之步驟210～240，故不予贅述。同時，第一時間點領先於第二時間點，第二時間點領先於第三時間點，以及第三時間點領先於第四時間點；且第一區塊群係包含所有奇數序號之區塊，而第二區塊群係包含所有偶數序號之區塊。因此，偵測流程30在完成步驟310～340之後，就會針對偶數序號之區塊進行多次抹除動作。接著，針對奇數序號之區塊資料，逐一讀取並檢查其是否與先前寫入之資料相符合，並產生對應的檢查結果。如果資料符合，則判定其仍然是一有效區塊；反之，如果資料不完全符合，則判定其為一失效區塊。
以第1圖為例，若K為一偶數，則在步驟310～340的檢查過程中，區塊Block_K不會被偵測到有錯誤。但是，若經由對包含區塊Block_K的所有偶數區塊進行多次抹除動作，則偶數序號之區塊Block_K對奇數序號之區塊Block_K+1的干擾現象就會呈現，也就可以在步驟350～370的檢查過程中被偵測出來。較佳地，偵測流程30中的奇數序號區塊群及偶數序號區塊群的角色及功能可以互換。也就是說，當第一區塊群係指所有偶數序號之區塊，而第二區塊群係指所有奇數序號之區塊時，偵測流程30仍然適用。同時，上述所言之非揮發式記憶體較佳地為一NAND型快閃記憶體，但不以此為限。
在記憶體產品測試過程中，當失效區塊的數目大於規範中所定的上限值時(一般發生在冗餘區塊數目不足以彌補失效區塊數目的情況)，此快閃記憶體將可能視為不良品。因此，在前述的檢查奇數區塊時，若失效區塊的數目已大於規範中所定的上限值，則可立即免除之後的檢查動作，因而可以有效節省測試時間。相反地，若記憶體產品已在電路中使用，則可將全部的檢查動作完成後，標示所有失效區塊，由系統協調繼續使用其餘之有效區塊，或以冗餘區塊取代失效區塊，避免區塊間的干擾現象，增進資料的正確性。
總而言之，本發明藉由將快閃記憶體中所有區塊分為奇數序號區塊及偶數序號區塊，藉由讀出、寫入及抹除等基本動作，有效偵測快閃記憶體相鄰區塊及區塊之間的干擾現象。同時，習知技術只能針對各別區塊檢查其有效性，而無法偵測相鄰區塊之間干擾的缺失也在本發明中得到有效的解決方法。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10．．．快閃記憶體
Block_0～Block_2N．．．區塊
20、30．．．流程
200、210、220、230、240、250、300、310、320、330、340、350、360、370、380．．．步驟
第1圖為習知一快閃記憶體之示意圖。
第2圖為本發明實施例之一偵測流程之示意圖。
第3圖為本發明實施例之另一偵測流程之示意圖。
20．．．流程
200、210、220、230、240、250．．．步驟
Claims (12)
- 一種用於偵測一非揮發式記憶體之一相鄰區塊干擾現象的偵測方法，包含有：於一第一時間點，逐一抹除及寫入一測試資料至該非揮發式記憶體中複數個待測區塊之每一區塊；根據該複數個待測區塊之每一區塊所包含之一序號，將該複數個待測區塊歸屬於一第一區塊群及一第二區塊群；於一第二時間點，讀取該第一區塊群之每一區塊所儲存之資料，並檢查是否與該第一時間點所寫入之測試資料相符合，以產生一第一檢查結果；以及根據該第一檢查結果，判斷該第一區塊群之每一區塊之有效性；其中該第一時間點領先於該第二時間點，且該第二區塊群內的所有區塊都視為有效。
- 如請求項1所述之偵測方法，其中根據該第一檢查結果判斷該第一區塊群之每一區塊之有效性，係於該第一檢查結果顯示該第一區塊群之一區塊所儲存之資料與該第一時間點所寫入之測試資料不符合時，判斷該區塊為一失效區塊。
- 如請求項2所述之偵測方法，其另包含以該非揮發式記憶體之一冗餘區塊取代該失效區塊。
- 如請求項1所述之偵測方法，其另包含：於一第三時間點，對該第二區塊群之每一區塊執行一預設次數之抹除動作；於一第四時間點，讀取該第一區塊群之每一區塊所儲存之資料，並檢查是否與該第一時間點所寫入之測試資料相符合，以產生一第二檢查結果；以及根據該第二檢查結果，判斷該第一區塊群之每一區塊之有效性。
- 如請求項4所述之偵測方法，其中根據該第二檢查結果判斷該第一區塊群之每一區塊之有效性，係於該第二檢查結果顯示該第一區塊群之一區塊所儲存之資料與該第一時間點所寫入之測試資料不符合時，判斷該區塊為一失效區塊。
- 如請求項5所述之偵測方法，其另包含以該非揮發式記憶體之一冗餘區塊取代該失效區塊。
- 如請求項4所述之偵測方法，其中該第一時間點領先於該第二時間點，該第二時間點領先於該第三時間點，以及該第三時間點領先於該第四時間點。
- 如請求項1所述之偵測方法，該第一區塊群係包含所有奇數序號之區塊。
- 如請求項8所述之偵測方法，該第二區塊群係包含所有偶數序號之區塊。
- 如請求項1所述之偵測方法，該第一區塊群係包含所有偶數序號之區塊。
- 如請求項11所述之偵測方法，該第二區塊群係包含所有奇數序號之區塊。
- 如請求項1所述之偵測方法，該非揮發式記憶體係為一NAND型快閃記憶體。
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