参考单元替换方法、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及存储芯片技术领域，尤其涉及一种参考单元替换方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.非易失性存储芯片的读电路可以用于比较存储单元和参考单元的电流大小，从而判断存储单元的数据是否正确；然而随着存储芯片的使用，参考单元会慢慢老化，产生的电流会有偏差，容易导致存储芯片读错，降低存储芯片的可靠性。


技术实现要素：

3.以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
4.本发明实施例提供了一种参考单元替换方法、装置及存储介质，在擦除操作的过程中对参考单元进行测量和替换，从而保证参考单元的性能，提高存储芯片的可靠性。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种参考单元替换方法，包括：接收擦除操作指令；
6.测量参考单元的输出电流，当所述参考单元的输出电流与所述参考单元的设计电流不同，对所述参考单元执行替换操作；
7.根据所述擦除操作指令执行擦除操作。
8.本发明实施例提供的参考单元替换方法，至少具有如下有益效果：当接收到擦除操作指令，存储芯片执行擦除操作之前，对参考单元的进行检测，并对出现问题的参考单元进行替换，可以有效解决参考单元随着存储芯片的使用时间增长而逐渐失效的问题，提高存储芯片的可靠性；另一方面，相对于读写操作来说，擦除操作花费的时间较长，因此选择在擦除操作前进行参考单元检测，可以避免检测过程对存储芯片的读写速度的影响。
9.在一些实施例中，所述测量参考单元的输出电流，包括：
10.根据参考单元的地址信息选取其中一个参考单元；
11.获取选取的参考单元的输出电流。
12.在一些实施例中，还包括：
13.每测量完一个参考单元，从当前参考单元切换到下一个参考单元进行测量。
14.在一些实施例中，所述从当前参考单元切换到下一个参考单元进行测量，包括：
15.将当前参考单元的地址递增，使当前地址指向下一个参考单元的地址。
16.在一些实施例中，所述对所述参考单元执行替换操作，包括：
17.确定至少一个替换单元可用于执行替换操作；
18.选取一个可用的替换单元对所述参考单元执行替换操作。
19.在一些实施例中，所述选取一个可用的替换单元对所述参考单元执行替换操作，包括：
20.当所述参考单元未被替换过，根据选取的替换单元编程替换信息；
21.当所述参考单元已被替换过且没有可用于替换的所述参考单元的替换单元，返回错误报告。
22.在一些实施例中，所述对所述参考单元执行替换操作，还包括：
23.存储替换信息。
24.在一些实施例中，在测量参考单元的输出电流之后，还包括：
25.获取所述参考单元的设计电流；
26.将参考单元的输出电流和所述参考单元的设计电流输入到比较器电路。
27.第二方面，本发明实施例还提供了一种参考单元替换装置，包括至少一个处理器和用于与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的参考单元替换方法。
28.第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面所述的参考单元替换方法。
29.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
30.附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的示例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
31.图1是本发明实施例提供的参考单元替换方法的整体流程图；
32.图2是本发明实施例提供的测量参考单元的输出电流的方法流程图；
33.图3是本发明实施例提供的对参考单元执行替换操作的流程图；
34.图4是本发明实施例提供的选取一个可用的替换单元执行替换操作的方法流程图；
35.图5是本发明实施例提供的对设计电流和输出电流进行比较的方法流程图；
36.图6是本发明示例提供的参考单元替换方法的整体流程图；
37.图7是本发明示例提供的测量并替换参考单元的具体方法流程图；
38.图8是本发明示例提供的参考单元替换方法的具体流程图；
39.图9是本发明实施例提供的参考单元替换装置的模块连接示意图。
具体实施方式
40.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
41.本发明实施例提供了一种参考单元替换方法、装置及存储介质，在存储芯片执行擦除操作之前，对参考单元进行测量，并根据测量结果替换出现问题的参考单元，从而保持
参考单元的性能，提高存储芯片的可靠性。
42.下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
43.参照图1，本发明实施例提供了一种参考单元替换方法，包括但不限于以下步骤s100、步骤s200和步骤s300。
44.步骤s100，接收擦除操作指令；
45.步骤s200，测量参考单元的输出电流，当参考单元的输出电流与参考单元的设计电流不同，对参考单元执行替换操作；
46.步骤s300，根据擦除操作指令执行擦除操作。
47.现有技术下，半导体存储产品中包括至少一个存储芯片，存储芯片通常由多个存储单元组成，由于存储单元具有隧道氧化层，因此存储单元多次pe(program/erase，编程/擦除)会造成隧道氧化层的损坏，影响存储单元中的数据，为了保证存储单元中数据准确性，存储单元中会设置参考单元，参考单元能够跟随存储单元的擦除、编程和读取操作指令进行相应的操作，当存储芯片和参考单元接收到某一操作指令，比较器电路将存储单元和参考单元根据指令输出的电流进行比较，判断当前存储单元是否出现问题，以便于控制芯片根据判断结构进行调整。一般来说，参考单元往往寿命较长，但是仍然无法避免参考单元在使用过程中出现损坏的问题，此时参考单元的输出电流出现偏差，容易使得控制芯片误判该参考单元对应的存储单元损坏，进而影响产品的可靠性。
48.目前针对参考单元进行修复的方案不多，并且对参考单元进行修复需要花费较长的时间，当用户在参考单元的修复期间进行编程、读取等操作，就会出现延迟，影响用户使用产品的体验，因此，现有的修复方案要么牺牲了产品的响应速度，要么仅能在产品闲置期间执行修复操作，总体上来说还有待改进。
49.基于此，本技术将参考单元的修复日常化，在存储单元接收到擦除操作指令后，正式进行擦除操作前，对存储单元的参考单元进行检测，并对出现问题的参考单元进行替换，然后再执行正式的擦除操作。具体来说，在步骤s100，当驱动芯片接收到擦除操作指令时，进入参考单元检测流程，在步骤s200，测量相应的参考单元的输出电流，将该输出电流与设计电流进行对比，当输出电流和设计电流不同，则认为参考单元不符合设计要求，需要对参考单元进行替换，来保证参考单元的性能。当执行完上述步骤s200的替换操作或者参考单元不需要进行替换，则通过步骤s300，根据擦除操作指令执行正式的擦除操作。由于擦除操作本身需要耗费较多的时间，相比编程操作和读取操作，擦除操作对时效性的要求并没有那么高，因此选择在执行擦除操作前对参考单元进行检测，避免发生不必要的卡顿。由于是针对擦除对象的存储单元的参考单元进行替换的，因此相比于全盘或分区检测/替换，本技术的单次检测/替换所花费的时间较少，对擦除操作的影响也不算大。通过上述的替换操作，可以保持参考单元的性能，保证存储产品在长时间使用后仍能保证良好的可靠性。
50.可以理解的是，对于十分相近但又并不绝对相等的两个输入信号，比较器电路具有一定的判断误差，在本技术来说，只有参考单元的输出电流和设计电流之间的差值大于一定值，比较器电路才会判断出输出电流和设计电流是不同的，因此本技术实施例中涉及的“输出电流和设计电流不同”的表述，实质上是考虑了比较器电路的判断精度的说法，只要输出电流和设计电流之间的差值在比较器电路的判断精度内，都认为输出电流和设计电流是相同的。
51.参考单元的数量显然是多于一个的，每个参考单元都对应有不同的地址，因此在步骤s200中，测量参考单元的输出电流，包括但不限于以下步骤s210和步骤s220，参照图2：
52.步骤s210：根据参考单元的地址信息选取其中一个参考单元；
53.步骤s220：获取选取的参考单元的输出电流。
54.在对参考单元进行测量时，需要先确定参考单元的地址信息，并在地址信息中对应的参考单元，根据擦除操作指令对参考单元进行擦除操作，当前擦除操作同时对该参考单元进行擦除，并获取该参考单元的输出电流(例如通过对参考单元的栅极施加电压，从参考单元的漏极读出输出电流)，该输出电流将用于输入到比较器电路中与设计电流进行比较。
55.可以理解的是，对于单次擦除操作，涉及的参考单元的数量通常多于一个，因此在每测量完一个参考单元，从当前参考单元切换到下一个参考单元进行测量。这样按顺序对每个参考单元进行测量，就可以保证不会出现遗漏没有测量的情况。当判断出全部参考单元都已经完成测量，则结束参考单元测量操作，可以正式开始执行擦除操作。
56.在切换参考单元进行测量的过程中，可以按地址顺序进行切换，即，将当前参考单元的地址递增，使当前地址指向下一个参考单元的地址。参考单元跟存储单元一样，也是晶圆加工形成，参考单元地址形式一般与存储单元的地址形式一致，因此参考单元往往也可以通过地址定位，例如，通过字线和位线的配合确定参考单元的地址，切换参考单元时，根据当前地址的字线，选择下一字线从而切换到下一行对应的参考单元。
57.参照图3，上述步骤s200中对参考单元执行替换操作，包括但不限于以下步骤s230和步骤s240。
58.步骤s230，确定至少一个替换单元可用于执行替换操作；
59.步骤s240，选取一个可用的替换单元对参考单元执行替换操作。
60.由现有的存储产品可知，存储产品中划分出一部分存储单元用作替换单元，替换单元不进行数据存储，仅用于在存储单元出现错误的时候，将出现错误的存储单元替换掉，从而保证存储产品整体的可靠性。本技术中将替换单元的用途进行扩展，当参考单元出现问题时，选择替换单元对其进行替换。由此可知，通过步骤s200执行替换操作时，需要先确定当前存储产品中至少具有一个可用于执行替换操作的替换单元，当存在可用的替换单元时，从中选择其中一个替换单元对出现问题的参考单元进行替换。
61.当然，如果当前存储产品中没有可用的替换单元，那么就没有办法对出现问题的参考单元进行替换。但是在另一些情况下，尽管有可用的替换单元，但是该替换单元并不适于替换该参考单元，那么这时候就要向主控报错。具体来说，参照图4，上述步骤s240还可以包括如下步骤：
62.步骤s241，当参考单元未被替换过，根据选取的替换单元编程替换信息；
63.步骤s242，当参考单元已被替换过且没有可用于替换的参考单元的替换单元，返回错误报告。
64.步骤s241对应参考单元被首次成功替换的情况，通过编程替换信息，将参考单元的地址指向替换单元，并将相关的地址替换信息写入主控，存储替换信息，即完成替换操作。步骤s242对应参考单元已经被替换过的情况，并且也没有多余的可用的替换单元，那么同样要向主控报错。
65.可以理解的是，在测量参考单元的输出电流之后，还包括但不限于以下步骤s250和步骤s260，参照图5：
66.步骤s250，获取参考单元的设计电流；
67.步骤s260，将参考单元的输出电流和参考单元的设计电流输入到比较器电路。
68.设计电流通常为参考单元的输出电流的设计值，设计值作为基准电流值，用于与当前参考单元的输出电流值进行比较。本实施例中采用比较器电路来比较输出电流和设计电流，当比较器电路两个输入端接收的电流值不相同，那么比较器电路输出相应的结果(如输出低电平信号)到主控，主控根据该结果做出判断。可以理解的是，比较器电路的形式有多种，以最常规的比较器为例，比较器具有同相输入端、反相输入端和输出端，同相输入端和反相输入端分别连接输出电流和设计电流，由比较器的根据两个输入端之间的大小关系在输出端给出对应的电平信号。
69.本发明的参考单元替换方法，可以在存储芯片执行擦除操作的时候进行参考单元测量，当测量到出现问题的参考单元，则为该参考单元执行替换操作，从而保证参考单元在使用过程中的准确性，避免参考单元因长时间使用后出现电流偏差而使得主控误认对应存储单元出现故障的问题，保证了存储芯片的可靠性，延长存储产品的使用寿命，另一方面，由于擦除操作相对于读写操作占用的时间更长，因此在擦除操作过程中执行参考单元的测量和替换，不会对用户的读写操作的速度造成影响，避免用户感知到存储产品读写卡顿。
70.下面以一个实际例子对本发明实施例进行说明：
71.参照图6
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8，本示例提供参考单元替换方法，应用于具有存储单元、参考单元和替换单元的存储产品，具体包括以下步骤：
72.步骤s400，接收擦除操作指令；
73.步骤s500，对参考单元进行测量并替换测量过程中出现问题的参考单元；
74.步骤s600，根据擦除操作指令执行擦除操作。
75.其中，参照图7，步骤s500可以具体包括以下步骤：
76.步骤s510，确定将要执行擦除操作的存储单元对应的全部参考单元；
77.步骤s520，选取一个参考单元进行测量；
78.步骤s530，获取该参考单元的输出电流，将该参考单元的输出电流和设计电流输入比较器电路，根据比较器电路的输出结果判断该参考单元是否需要替换；
79.步骤s540，若该参考单元需要替换，当存在可用于替换的替换单元，对该参考单元执行替换操作并转跳到步骤s560，当不存在可用于替换的替换单元，发送错误报告；
80.步骤s550，若该参考单元不需要替换，判断是否测试完全部参考单元，若是，转跳到步骤s600，若否，转跳到步骤s560；
81.步骤s560，切换到下一个参考单元并转跳到步骤s530。
82.通过上述步骤，实现在擦除过程中对参考单元进行测量和替换，避免上述过程对用户的读写操作造成影响，同时也保证了存储芯片的可靠性，延长存储产品的使用寿命。
83.本发明实施例还提供了一种参考单元替换装置，包括至少一个处理器和用于与至少一个处理器通信连接的存储器；存储器存储有能够被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行前述的参考单元替换方法。
84.参照图9，以设备1000中的控制处理器1001和存储器1002可以通过总线连接为例。
存储器1002作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器1002可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器1002可选包括相对于控制处理器1001远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备1000。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
85.本领域技术人员可以理解，图9中示出的装置结构并不构成对设备1000的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
86.本发明实施例的还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，例如，被图9中的一个控制处理器1001执行，可使得上述一个或多个控制处理器执行上述方法实施例中的参考单元替换方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤s100至步骤s300、图2中的方法步骤s210至步骤s220、图3中的方法步骤s230至步骤s240、图4中的方法步骤s241至步骤s242、图5中的方法步骤s250至步骤s260、图6中的方法步骤s400至步骤s600和图7中的方法步骤s510至步骤s560。
87.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
88.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd
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rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
89.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。