TWI657459B

TWI657459B - 記憶體位元級的修復方法

Info

Publication number: TWI657459B
Application number: TW106131973A
Authority: TW
Inventors: 黃志仁
Original assignee: 塞席爾商塔普思科技公司
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2019-04-21
Also published as: TW201916060A

Abstract

本發明提供一種記憶體位元級的修復方法，包含以下步驟，先提供記憶體中所有複數記憶體位元組，其含有M個位元，M為正整數，相對該記憶體位元組，附加修復位元組，其中含有N個修復位元以供修復之用，N也為正整數，且N小於M，檢測所有記憶體位元組和修復位元組是否具有不佳位元，若沒有，就結束記憶體的修復，若有，將所有具有不佳位元的記憶體位元組和修復位元組，就對應該記憶體位元組不佳位元的數量，以自修復位元組中等同數量的非不佳位元替補至該記憶體位元組所有不佳位元，以完成該記憶體中每一記憶體位元組和修復位元組的修復。本發明提供一種簡易且快速修復記憶體位元的方法，可以減少多餘用於修補記憶體位元的數量。

Description

記憶體位元級的修復方法

本發明係關於一種用於存儲元件不佳的修復方法，特別是一種關於記憶體位元級的修復方法。

現在晶片設計中，對於各類記憶體，例如隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、唯讀記憶體（Read-Only Memory，ROM）、非揮發性記憶體（Non-Volatile Memory，NVRAM）、動態隨機存取記憶體（Dynamic Random Access Memory，DRAM）、嵌入式 Flash (Embedded Flash)或嵌入式DRAM(Embedded DRAM)等晶片記憶體之需求日益增高，無論是何種產品，在品質、可靠性或成本上的維護，對製造商而言，皆是一門重要的學問，必須在晶片記憶體中，針對晶片內的記憶體元件進行重複且可靠的檢測與修復，以提高之後產品的可靠度，以及提高晶片之品質與競爭力。

傳統的修復方法中，例如修正錯誤(Error-Correcting Code，ECC)或是修補方法(Redundancy)，皆提供過多的修正錯誤位元或是用於替換的位元，例如在錯誤修正中，有一方法是漢明碼(Hamming Code)，在2 ⁿ個記憶體位元中，需要有n+1個位元，用於做修復一個位元，假設在128個位元中，其係為2的7次方，就需要具有7+1個修復位元，使得一共需要產生128+8個位元，使得此一修復方法需要過多的位元數，新增加的位元數占了原先位元數的6.25%；另外，又一BCH修復方法(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Code)，在2 ⁿ個記憶體位元中，需要2*n+1個位元，用於修復二個位元。BCH修復方法在需修復的位元數增加時，會快速增加可修復的位元，因此錯誤修正的兩方法皆會需要大量的修正錯誤元或是用於替換的位元。而在修補方法中，除了用於修復的位元數開銷十分龐大之外，因為用於對照之位元位址與保險絲陣列用以存儲缺陷之位址，會使得用以修復組數通常很少，但用於修復組數中的位元密度過大，往往可能是一個位元毀損，就要把整組的位元全都換掉，使得此一修補方法也會耗損過多的位元數。

因此，本發明有鑑於上述的困擾，提出一種簡易的修復方法，利用此一記憶體位元的修復方法，可以減少額外提供過多的修復位元。

本發明的主要目的是在提供一種記憶體位元級的修復方法，提供一種簡易的修復方法，在形成記憶體位元組時，同時就附加用於修復的修復位元，此一組用於修復的修復位元數量，相較於習知的修復方法，提供一種更簡易的修復位元，並且所附加的修復位元數量也低於習知的修復方法。

本發明的另一目的是在提供一種記憶體位元級的修復方法，製造記憶體位元組時，為了避免有部分位元不佳，附加最少數量的修復位元，當有位元不佳時，可以利用修復位元替補不佳位元的缺少數量，使得記憶體位元組可以運作順暢。

為了達成上述的目的，可以在記憶體上搭配使用位元線和字元線修補方法修補位元線和字元線級缺陷和無法燒毀或是將其寫到記憶狀態0或1以外的第三種狀態位元級缺陷，本發明提供一種記憶體位元級的修復方法，首先提供記憶體中所有複數記憶體位元組，每一記憶體位元組具有M個位元，且M為正整數，相對記憶體位元組附加一修復位元組，其具有N個修復位元供修復之用，N係為正整數，且N小於M，檢測所有記憶體位元組和修復位元組是否具有不佳位元，以結束所有記憶體位元組的修復，或是將所有具有不佳位元的記憶體位元組和修復位元組，對應該記憶體位元組不佳位元的數量以修復位元組中非不佳位元做替補，以完成記憶體中所有該記憶體位元組的修復。

在本發明中，從修復位元組替補記憶體位元組不佳位元前，先將記憶體位元組不佳位元燒毀或是將其寫到記憶狀態0或1以外的第三種狀態，修復位元組中不佳位元亦先做標記，方法為將不佳位元燒毀或是將其寫到記憶狀態0或1以外的第三種狀態。

在本發明中，所有記憶體位元組的不佳位元的數量不超過N。

在本發明中，所有記憶體位元組和修復位元組藉由內部讀、寫與擾動(disturb)以及外部溫度、磁場、電場之擾動以檢測是否具有不佳位元。

在本發明中，所有記憶體位元組完成修復後，會重新排列每一已修復之記憶體位元組中的位元。

在本發明中，修復後的記憶體位元組和每一修復位元組，係供資料位元之用，也可以供修正位元(Error-Correction Code, ECC) 使用的校驗位元(parity bit)支用，以提升在使用時的可靠性。

在本發明中，每一記憶體位元組和每一修復位元組係可以搭配使用位元線和字元線修補方法修補含位元線級和字元線級缺陷和無法燒毀或是將其寫到記憶狀態0或1以外的第三種狀態位元級缺陷的記憶體位元組和修復位元組，以做到極佳的修補效率。

底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本發明利用額外附加修復位元，取代習知利用演算法帶來多餘修復位元的負擔，並且也不用因為一不佳位元就要取代整條位置所儲存的位元，十分便利、簡易，也可以降低記憶體位元組的生產成本。

首先，請參照本發明第一圖所示，一種記憶體位元組10包含有M個位元12及修復位元組20包含有N個修復位元14供修復之用，M及N皆為正整數，且N的數量小於M，例如M等於64位元，N等於8位元，本發明不以此些數字為發明的限制，僅作為實施例之說明。此外，修復後的記憶體位元組和修復位元組，除了供資料位元之用，也可以供修正位元(Error-Correction Code, ECC) 使用的校驗位元 (parity bit)支用，以提升在使用時的可靠性。

接著，請參照本發明第二a圖~第二d圖及第三圖所示，並請同時參照第一圖，以詳細說明本發明的記憶體位元級的修復方法如何執行。首先，如步驟S10所示，並請同時參照第二a圖，先提供一記憶體位元組10，在記憶體位元組10中具有M個位元。如步驟S12所示，並請同時參照第二b圖，再附加修復位元組20，在修復位元組20中具有N個修復位元14供修復之用。如步驟S14所示，並請同時參照第二c圖，檢測所有記憶體位元組10及修復位元組20中是否具有不佳位元16，在本實施例中係以內部讀、寫與擾動(disturb)以及外部溫度、磁場、電場之擾動做所有記憶體位元組10及修復位元組20的檢測，例如對記憶體位元組10及修復位元組20進行記憶狀態0與1的檢測，若在記憶體位元組10及修復位元組20中檢測出不佳位元16，則進入到步驟S16。如步驟S16所示，檢測後，發現記憶體位元組10的M個位元12中，具有Q個不佳位元16，則對應此數量Q的不佳位元16，從修復位元組20中非不佳的修復位元14，替補這Q個不佳位元16，替補前先將Q個不佳位元16燒毀或是將其寫到記憶狀態0或1以外的第三種狀態，並先將修復位元組20中所有不佳的修復位元14做標記，方法為將該不佳位元燒毀或是將其寫到記憶狀態0或1以外的第三種狀態，以完成記憶體位元組10的修復。重複上述檢測後修復步驟以完成記憶體中所有記憶體位元組的不佳位元修復和修復位位元組不佳位元的標記。之後，如步驟S18所示，並請同時參照第二d圖，當記憶體位元組10完成修復後，則開始重新排列記憶體位元組10以成為記憶體位元組10’。若檢測後，沒有發現任何不佳位元，則進入到步驟S20。如步驟S20所示，結束記憶體位元組10的修復。

在本發明中，不以上述不佳位元的數量為限制，主要是不佳位元的數量，以不超過N為主，意思就是，在記憶體位元組中，不佳位元的數量應當低於修復位元的數量，使得無論在哪一種記憶體位元組，皆可進行簡易及有效的修復作業。而本發明中揭露的N之數量，也低於習知的修復位元數量，N 的值決定來自此記憶體的不佳率，例如M=128時，不佳率約10%，則可以用N=13~16，同時也不會超過記憶體位元組的位元數量。倘若一旦記憶體位元組真的具有太多不佳位元時，例如超過修復位元的數量，此一記憶體位元組也非本發明所述的修復方法可簡單修復，恐具有更多生產因素在其中，也非一般記憶體修復或補償可以進行調整。因此，本發明所提供的修復方法，可使用在一般的生產條件下，其中僅有少數記憶體不佳位元，可以所具有的修復位元進行有效替補，甚至未進行替補的修復位元，也可以留在記憶體位元組中，等日後使用時若有發生位元耗損時使用。位元線和字元線修補方法可針對位元線和字元線級缺陷和無法燒毀或是將其寫到記憶狀態0或1以外的第三種狀態位元級缺陷做修補，因此記憶體在使用本發明時，可以搭配使用位元線和字元線修補方法，以做到極佳的修補效率。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍。

10、10’ 記憶體位元組 12 位元 14 修復位元 16 不佳位元 20 修復位元組

第一圖為本發明記憶體位元級的修復方法之應用架構的示意圖。第二a圖~第二d圖為本發明執行記憶體位元級的修復方法的步驟示意圖。第三圖為本發明記憶體位元級的修復方法之步驟流程圖。

Claims

一種記憶體位元級的修復方法，包含下列步驟：提供一記憶體，其中具有複數記憶體位元組，每一該記憶體位元組係具有M個位元，M係為正整數；相對每一該記憶體位元組，附加一修復位元組，其係具有N個修復位元以供修復，N係為正整數，且N小於M；以及檢測該記憶體中所有記憶體位元組和該修復位元組是否具有不佳位元：若否，則結束該記憶體的修復；及若是，將具有任一該不佳位元的該記憶體位元組和該修復位元組，對應該記憶體位元組之該不佳位元的數量，以自該修復位元組中等同數量的非不佳的該修復位元替補至該記憶體位元組的所有該不佳位元，以完成該記憶體中每一該記憶體位元組的修復和該修復位元組中之該不佳位元的標記。
如請求項1所述之記憶體位元級的修復方法，其中從該修復位元組中非不佳的該修復位元替補至該記憶體位元組之該不佳位元前，先將該記憶體位元組之該不佳位元燒毀或是將其寫到記憶狀態0或1以外的第三種狀態，該修復位元組中的該不佳位元亦先作標記，方法為將該修復位元組中的該不佳位元燒毀或是將其寫到記憶狀態0或1以外的第三種狀態。
如請求項1所述之記憶體位元級的修復方法，其中該記憶體位元組的該不佳位元的該數量不超過N。
如請求項1所述之記憶體位元級的修復方法，其中每一該記憶體位元組及該修復位元組係藉由內部讀、寫及擾動(disturb)以及外部溫度、磁場、電場之擾動以檢測是否具有該不佳位元。
如請求項1所述之記憶體位元級的修復方法，其中所有記憶體位元組完成修復後，重新排列每一已修復之該記憶體位元組中的該位元。
如請求項1所述之記憶體位元級的修復方法，其中修復後的該記憶體位元組和每一該修復位元組，其係供資料位元之用，也可以供修正位元(Error-Correction Code,ECC)使用的校驗位元(parity bit)支用，以提升在使用時的可靠性。
如請求項1所述之記憶體位元級的修復方法，其中每一該記憶體位元組和每一該修復位元組係可為以搭配使用位元線和字元線修補方法修補位元線級和字元線級缺陷和無法燒毀或是將其寫到記憶狀態0或1以外的第三種狀態位元級缺陷的記憶體位元組和修復位元組，以做到極佳的修補效率。