技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式和實(shí)施例涉及稱(chēng)為EEPROM存儲(chǔ)器的電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，并更為具體地涉及檢查寫(xiě)入操作的正確或錯(cuò)誤的執(zhí)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明有利地但并非限定性地應(yīng)用到檢查為包含有這些存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)的設(shè)備供電的電源(例如，電池或電池單元)的電荷水平。例如聽(tīng)覺(jué)修復(fù)器就是這樣的情況，其顯示出在電池單元中特別“貪心”。此外，具有這些電池單元的電荷水平的指示器會(huì)使得可以?xún)H在必要時(shí)更換它們，尤其可以在電荷水平不再可能例如在EEPROM存儲(chǔ)器中正確地執(zhí)行寫(xiě)入操作時(shí)更換它們。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式和實(shí)施例，提出一種易于實(shí)施的新穎的方案，該方案用于檢測(cè)在EEPROM類(lèi)型的存儲(chǔ)器單元中的寫(xiě)入操作的正確或錯(cuò)誤執(zhí)行并且從而提供為存儲(chǔ)器單元及其關(guān)聯(lián)電路供電的電源的電荷水平低或良好的指示。

EEPROM類(lèi)型的存儲(chǔ)器單元通常包括具有可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的浮置柵極、控制柵極、源極區(qū)域和漏極區(qū)域的晶體管。這種存儲(chǔ)器單元利用對(duì)在晶體管的浮置柵極上電荷的非易失性存儲(chǔ)的原理。通常，寫(xiě)入數(shù)據(jù)的操作或循環(huán)包括擦除步驟，之后是編程步驟。

編程通過(guò)Fowler-Nordheim效應(yīng)、通過(guò)使用包括斜坡的電壓脈沖 完成，斜坡之后是具有通常為13-15伏數(shù)量級(jí)的高值的電壓穩(wěn)定階段，并且在擦除時(shí)包括通過(guò)電子隧穿效應(yīng)從浮置柵極到漏極的注入，其也通過(guò)Fowler-Nordheim效應(yīng)執(zhí)行；包括通過(guò)電子隧穿效應(yīng)從漏極到浮置柵極的注入并且也通過(guò)使用與編程脈沖形狀類(lèi)似的擦除脈沖來(lái)執(zhí)行。

根據(jù)一方面，提出一種用于檢查在電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器類(lèi)型的至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元中寫(xiě)入至少一個(gè)數(shù)據(jù)的操作的方法，該方法包括通過(guò)相應(yīng)擦除或編程脈沖對(duì)單元進(jìn)行擦除或編程的至少一個(gè)步驟。

實(shí)際上，在特定情況下，基于待寫(xiě)入的數(shù)據(jù)或字的邏輯值，寫(xiě)入操作可以?xún)H包括擦除步驟或僅包括編程步驟。

因此，如果例如待被寫(xiě)入的字僅包括“0”，那么僅需要擦除步驟。

類(lèi)似地，當(dāng)字0F(十六進(jìn)制表示法)必須由字1F代替時(shí)，擦除步驟是無(wú)意義的。

根據(jù)該方面的方法還包括在相應(yīng)的擦除或編程步驟期間對(duì)擦除或編程脈沖的形狀的分析，該分析的結(jié)果表示寫(xiě)入操作被正確或錯(cuò)誤地執(zhí)行。

因此，在現(xiàn)有技術(shù)中EEPROM單元被“盲目地”寫(xiě)入，即在實(shí)際寫(xiě)入操作期間寫(xiě)入操作是非算法性的并且沒(méi)有任何檢查，根據(jù)該方面的方法在寫(xiě)入操作(擦除步驟或編程步驟)期間通過(guò)分析相應(yīng)的擦除或編程脈沖的形狀來(lái)提供待被執(zhí)行的檢查。

此外，與在寫(xiě)入之后提供通過(guò)修改的讀取參數(shù)來(lái)重讀寫(xiě)入數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)的正確或錯(cuò)誤寫(xiě)入檢查相比，這種分析更易于實(shí)施。

當(dāng)寫(xiě)入操作包括之后是對(duì)單元的編程步驟的擦除步驟時(shí)，方法進(jìn)一步包括在相應(yīng)的步驟期間對(duì)每一個(gè)脈沖的形狀的分析，該分析的結(jié)果表示寫(xiě)入操作被正確或錯(cuò)誤地執(zhí)行。

額定擦除脈沖和/或額定編程脈沖包括斜坡，之后是具有額定電壓的穩(wěn)定階段，然后形狀分析有利地包括對(duì)穩(wěn)定階段的持續(xù)期間的確定， 穩(wěn)定階段的持續(xù)時(shí)間小于限制持續(xù)時(shí)間表示寫(xiě)入操作被錯(cuò)誤地執(zhí)行。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，確定穩(wěn)定階段的持續(xù)時(shí)間包括確定穩(wěn)定階段的發(fā)生時(shí)刻，以及將該發(fā)生時(shí)刻與對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的額定脈沖的持續(xù)時(shí)間的百分比的參考時(shí)刻進(jìn)行比較，發(fā)生時(shí)刻小于或等于參考時(shí)刻表示寫(xiě)入操作被正確地執(zhí)行，發(fā)生時(shí)刻大于參考時(shí)刻表示寫(xiě)入操作被錯(cuò)誤地執(zhí)行。

例如，參考時(shí)刻對(duì)應(yīng)于額定脈沖的持續(xù)時(shí)間的80％。

根據(jù)另一方面，提出一種如上文限定的方法的應(yīng)用，該方法用于檢查為包含EEPROM類(lèi)型的至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)器裝置供電的電源的電荷水平。

根據(jù)另一方面，提出一種存儲(chǔ)器裝置，該存儲(chǔ)器裝置包括：存儲(chǔ)器板(memory plane)，其包含電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器類(lèi)型的至少一個(gè)存儲(chǔ)器；檢查電路裝置，其被配置為檢查用于在至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元中寫(xiě)入至少一個(gè)數(shù)據(jù)的操作的執(zhí)行，其包括通過(guò)相應(yīng)的擦除或編程脈沖的單元的擦除或編程的至少一個(gè)步驟，檢查電路裝置包括分析電路裝置，分析電路裝置被配置為在相應(yīng)的擦除或編程步驟期間執(zhí)行擦除或編程脈沖的形狀的分析，并且根據(jù)該分析的結(jié)果傳遞表示寫(xiě)入操作被正確或錯(cuò)誤地執(zhí)行的指示。

根據(jù)寫(xiě)入操作包括之后是對(duì)單元的編程步驟的擦除步驟的實(shí)施例，分析電路裝置被配置為在相應(yīng)的步驟期間執(zhí)行對(duì)每一個(gè)脈沖的形狀的分析，并根據(jù)該分析的結(jié)果傳遞表示寫(xiě)入操作被正確或錯(cuò)誤地執(zhí)行的指示。

根據(jù)額定擦除脈沖和/或額定編程脈沖包括之后是具有額定電壓的穩(wěn)定階段的斜坡的實(shí)施例，分析電路裝置包括被配置為確定穩(wěn)定階段的持續(xù)時(shí)間的確定電路裝置，穩(wěn)定階段的持續(xù)時(shí)間小于限制持續(xù)時(shí)間表示寫(xiě)入操作被錯(cuò)誤地執(zhí)行。

根據(jù)實(shí)施例，確定電路裝置包括：檢測(cè)模塊，其被配置為檢測(cè)穩(wěn)定階段的發(fā)生時(shí)刻；比較器，其被配置為將該發(fā)生時(shí)刻與對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的額定脈沖的持續(xù)時(shí)間的百分比的參考時(shí)刻進(jìn)行比較，發(fā)生時(shí)刻小于 或等于參考時(shí)刻表示寫(xiě)入操作被正確地執(zhí)行，發(fā)生時(shí)刻大于參考時(shí)刻表示寫(xiě)入操作被錯(cuò)誤地執(zhí)行。

根據(jù)另一方面，提出一種設(shè)備，該設(shè)備包括：存儲(chǔ)器裝置，其如上文所限定；電源，其被配置成為該存儲(chǔ)器裝置供電；電平指示器，用于指示電源的電荷水平，該電平指示器包含檢查電路裝置。

附圖說(shuō)明

通過(guò)研究對(duì)非限制性的實(shí)施方式和實(shí)施例的具體描述，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得明顯，在附圖中：

圖1至圖6示意性地圖示出本發(fā)明的不同實(shí)施方式和實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

在圖1中，附圖標(biāo)記APP表示例如聽(tīng)覺(jué)修復(fù)器的設(shè)備，該設(shè)備包括例如電池或電池單元的電源ALM，用于為EEPROM類(lèi)型的非易失性存儲(chǔ)器裝置DIS明顯供電。

存儲(chǔ)器裝置DIS還包括檢查電路裝置MCTRL，如將在下文更詳細(xì)地看出的，該檢查電路裝置MCTRL被配置為檢查用于在存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器板PM的至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元中寫(xiě)入數(shù)據(jù)的操作的執(zhí)行，并且提供表示電源ALM的電荷水平的指示IND。

設(shè)備APP還包含指示電路裝置MDNCH，其包含檢查電路裝置MCTRL，例如是微控制器，并且在存在指示器IND的情況下意圖提供聽(tīng)覺(jué)警報(bào)，聽(tīng)覺(jué)警報(bào)例如特別是使用微型揚(yáng)聲器HP的一聲或多聲有規(guī)律的“嗶嗶”聲。

實(shí)際上，并且作為非限制性示例，只要微型揚(yáng)聲器是安靜的，則電池單元不需要充電。然而，當(dāng)發(fā)出一聲或多聲“嗶嗶”聲時(shí)，電池單元ALM將待被充電。

實(shí)際上，微控制器和微型揚(yáng)聲器通常已經(jīng)存在于聽(tīng)覺(jué)修復(fù)器中并且還可與信號(hào)處理處理器相關(guān)聯(lián)。在這種情況下，易于將“系統(tǒng)”聲音嵌入到在耳中傳遞的聽(tīng)覺(jué)內(nèi)容中，并且聽(tīng)覺(jué)警報(bào)可以不僅為一聲或 多聲“嗶嗶”聲，而且也可以例如為諸如“請(qǐng)為電池充電”的特定短語(yǔ)。

傳統(tǒng)且本身已知的結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器板PM包括EEPROM類(lèi)型的存儲(chǔ)器單元CEL。

列解碼器XDCD和行解碼器YDCD可以對(duì)存儲(chǔ)器板PM進(jìn)行編址。

這些解碼器是通過(guò)地址移位寄存器ADRG而自己編址的。

存儲(chǔ)器裝置DIS還包括通過(guò)列編碼器XDCD連接到存儲(chǔ)器板的數(shù)據(jù)移位寄存器DRG。

地址和數(shù)據(jù)可以分別通過(guò)地址寄存器ADRG和數(shù)據(jù)寄存器DRG而被錄入，并且數(shù)據(jù)可以經(jīng)由數(shù)據(jù)寄存器DRG而被提取。

存儲(chǔ)器裝置DIS還包括鏈接到數(shù)據(jù)寄存器DRG的狀態(tài)寄存器SRG。

所有電路裝置由控制邏輯LG控制。

最后，高電壓發(fā)生器MGHV明顯地包括電荷泵及其相關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)器(regulation)，使得可以產(chǎn)生通常15伏數(shù)量級(jí)的高電壓，以允許用于在存儲(chǔ)器中寫(xiě)入數(shù)據(jù)的操作，該寫(xiě)入數(shù)據(jù)的操作通常包括之后是編程步驟的擦除步驟。

這里再次指出EEPROM類(lèi)型的存儲(chǔ)器單元包括通常具有控制柵極、浮置柵極、漏極區(qū)域和源極區(qū)域的晶體管。

這種單元能夠通過(guò)Fowler-Nordheim效應(yīng)而被擦除并且被編程。

如上文所指示的，在這種EEPROM類(lèi)型的電池單元中寫(xiě)入數(shù)據(jù)通常包括在編程步驟之前的擦除步驟。

在擦除步驟中，晶體管的漏極和源極被耦合到接地，并且通常具有15伏數(shù)量級(jí)的擦除值的控制電壓被施加到控制柵極。

關(guān)于對(duì)單元的編程，其通常是通過(guò)將控制柵極鏈接到接地并且將通常也為15伏數(shù)量級(jí)的編程電壓施加到漏極而被執(zhí)行。關(guān)于源極，源極可以被保持為浮置或預(yù)充電到非零預(yù)充電電壓。

盡管EEPROM類(lèi)型的存儲(chǔ)器單元具有兩個(gè)主操作模式，即讀取 模式和寫(xiě)入模式，但是當(dāng)電源電壓Vdd降低到非常低的電平時(shí)寫(xiě)入操作首先發(fā)生缺陷。實(shí)際上，擦除步驟或編程步驟需要通過(guò)多個(gè)電荷泵級(jí)來(lái)內(nèi)部地產(chǎn)生通常15伏的高電壓。

因此，讀取操作可能在高至1.3伏時(shí)在功能上是正確的，而寫(xiě)入操作通常在高至1.6伏時(shí)被認(rèn)為是正確的，并且然后從1.6伏到1.4伏可能是降級(jí)的，并且在低于1.4伏時(shí)立即被認(rèn)為是有缺陷的。

此外，在降級(jí)操作模式下被寫(xiě)入的單元、在時(shí)刻t＝0可以被正確地讀取，然后在此之后是有缺陷的。

圖2圖示出了通過(guò)使用之后是編程脈沖IMP2的擦除脈沖IMP1執(zhí)行的寫(xiě)入操作?；旧系扔诿}沖IMP1和IMP2的持續(xù)時(shí)間的總和的寫(xiě)入操作的持續(xù)時(shí)間的最大值被包括在存儲(chǔ)器的規(guī)格中。

每個(gè)電壓/時(shí)間脈沖顯示了控制針對(duì)單元的隧道電流的斜坡，之后是通常處于15伏的額定電平的穩(wěn)定階段PLT。

圖3是脈沖IMP1或IMP2中之一的放大圖，并且這里該脈沖IMPN表示具有額定特性的穩(wěn)定階段PLTN的梯形形狀的額定脈沖。在額定的情況下，脈沖IMPN的持續(xù)時(shí)間是固定的，例如等于1.5ms，并且平穩(wěn)階段PLTN的持續(xù)時(shí)間為例如等于1ms。

如上面所指示的，盡管寫(xiě)入操作通常包括之后是編程步驟的擦除步驟，但在特定情況下可能僅需要單獨(dú)一個(gè)擦除或編程步驟以在存儲(chǔ)器中寫(xiě)入字。

因此，如果待被寫(xiě)入的字僅包括“0”，那么僅需要擦除步驟。

類(lèi)似地，當(dāng)字0F(十六進(jìn)制表示法)必須由字1F代替時(shí)，擦除步驟是無(wú)意義的。

如上面所指示的，允許產(chǎn)生脈沖IMP1和/或IMP2的高電壓發(fā)生發(fā)生器包括一個(gè)或多個(gè)電荷泵階級(jí)，其與包括例如振蕩器的電荷泵校準(zhǔn)器相關(guān)聯(lián)。

校準(zhǔn)器使得可以檢查電荷泵的輸出電壓。當(dāng)電荷泵的輸出超過(guò)高參考時(shí)，振蕩器停止。然后電荷泵的輸出電壓開(kāi)始由于電荷而衰減。一旦電荷泵的輸出電壓小于低參考，則振蕩器重新啟動(dòng)。低參考和高 參考之間的電壓差(滯回)確保了穩(wěn)定性。該電壓差例如為100毫伏的數(shù)量級(jí)。

例如，電荷泵的校準(zhǔn)電平為例如15伏的穩(wěn)定階段PLT的電壓水平。電荷泵例如由接收穩(wěn)定階段電壓作為輸入的模擬積分器產(chǎn)生。

脈沖(斜坡+穩(wěn)定階段)的持續(xù)時(shí)間由模擬或數(shù)字計(jì)時(shí)器控制。

以指示的方式，數(shù)字計(jì)時(shí)器可以包括連接到計(jì)數(shù)器的固定頻率的振蕩器。當(dāng)電荷泵開(kāi)始時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)始，并且計(jì)數(shù)的結(jié)束標(biāo)志了脈沖的結(jié)束。

如通常實(shí)踐的是，由電荷泵級(jí)和相關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)器產(chǎn)生的編程或擦除脈沖被應(yīng)用到顯示有電容電荷和泄漏電流的電路。

當(dāng)電源電壓下降時(shí)，來(lái)自電荷泵的扇出大幅下降。

此外，當(dāng)來(lái)自電荷泵的扇出為低時(shí)，其電流例如可以小于電容電荷所需的電流，在這種情況下斜坡顯示如圖4所示的類(lèi)型、緩慢下降并且為彎曲的形狀，穩(wěn)定階段自然地縮短。

當(dāng)來(lái)自電荷泵的扇出為低時(shí)，其電流還可以小于泄漏電流，并且然后將不達(dá)到穩(wěn)定階段的額定電壓。

這兩種備選方案還可以被匯總。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，用于在存儲(chǔ)器單元中寫(xiě)入數(shù)據(jù)的操作的正確或錯(cuò)誤執(zhí)行，或更通常地，在存儲(chǔ)器板PM中寫(xiě)入至少一個(gè)字的正確或錯(cuò)誤執(zhí)行將通過(guò)在寫(xiě)入操作期間分析在擦除和/或編程步驟期間相應(yīng)的擦除脈沖和/或編程脈沖的形狀而被檢查。

在這方面，該形狀分析可以通過(guò)確定相應(yīng)的脈沖的穩(wěn)定階段的持續(xù)時(shí)間而有利地執(zhí)行。

因此，具有比限制持續(xù)時(shí)間小的持續(xù)時(shí)間的穩(wěn)定階段表示寫(xiě)入操作被錯(cuò)誤地執(zhí)行。

為了確定該穩(wěn)定階段持續(xù)時(shí)間，可以例如確定穩(wěn)定階段的發(fā)生時(shí)刻，即，斜坡結(jié)束的時(shí)刻，即脈沖的電壓水平達(dá)到穩(wěn)定階段的水平的時(shí)刻。

此外，這可能是明顯地因?yàn)椴脸蚓幊堂}沖發(fā)生電路裝置可以檢 測(cè)穩(wěn)定階段達(dá)到的時(shí)刻，即在斜坡期間脈沖的瞬時(shí)幅值達(dá)到脈沖的最大幅值(其是穩(wěn)定階段的最大幅值)的固定設(shè)定點(diǎn)的時(shí)刻。

然后可以將該發(fā)生時(shí)刻與對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的脈沖的持續(xù)時(shí)間的百分比(例如額定脈沖的持續(xù)時(shí)間的80％)的參考時(shí)刻進(jìn)行比較。

此外，如果該發(fā)生時(shí)刻小于或等于參考時(shí)刻，那么寫(xiě)入操作的執(zhí)行被認(rèn)為是正確的，而如果該發(fā)生時(shí)刻大于參考時(shí)刻，那么寫(xiě)入操作的執(zhí)行被認(rèn)為是錯(cuò)誤的。

這將具體參照?qǐng)D4和圖5更詳細(xì)地進(jìn)行描述。

在這些附圖中，考慮存在導(dǎo)致電荷泵的限制的低電源電壓情形。

如上文所解釋的，那么斜坡比額定情況的直線(xiàn)形斜坡更慢且具有電阻-電容電路RC的充電曲線(xiàn)的形狀。

在這兩個(gè)附圖中，treg表示穩(wěn)定階段的發(fā)生時(shí)刻并且tref表示等于脈沖的額定持續(xù)時(shí)間的百分比例如1.5ms的80％的參考時(shí)刻。

在圖4中，可看出脈沖IMPB的穩(wěn)定階段PLTB的發(fā)生時(shí)刻treg處于時(shí)刻tref之前。在這種情況下，穩(wěn)定階段PLTB的持續(xù)時(shí)間被認(rèn)為足以確保在存儲(chǔ)器中正確寫(xiě)入字。

在這種情形下，寫(xiě)入操作因此被認(rèn)為正確地執(zhí)行。

相對(duì)而言，在圖5中，脈沖IMPM的穩(wěn)定階段PTM的發(fā)生時(shí)刻treg處于參考時(shí)刻tref之后。

因此，穩(wěn)定階段PLTM的持續(xù)時(shí)間不足以確保在存儲(chǔ)器中正確寫(xiě)入字并且因此寫(xiě)入操作被認(rèn)為錯(cuò)誤地執(zhí)行。

參考時(shí)刻tref例如在存儲(chǔ)器特性化階段期間在工廠(chǎng)中被確定。

實(shí)際上，如圖6中所示，被配置為分析擦除和/或編程脈沖的分析電路裝置MAL包括被配置為從組件PCH(電荷泵+校準(zhǔn)器)的輸出電壓中來(lái)檢測(cè)時(shí)刻treg的檢測(cè)模塊MCM。

在該時(shí)刻，計(jì)數(shù)器CPT的值被讀取并且例如被存儲(chǔ)在觸發(fā)器中。

然后比較器CMP將計(jì)數(shù)器的該值與參考時(shí)刻tref進(jìn)行比較并且然后傳遞表示寫(xiě)入操作被正確或錯(cuò)誤地執(zhí)行的指示IND。

該指示IND可以例如是比特，該比特采用值“1”來(lái)表示寫(xiě)入操 作被錯(cuò)誤地執(zhí)行而采用值“0”來(lái)表示寫(xiě)入操作被正確地執(zhí)行。

因此，如果通過(guò)具有值等于1024的計(jì)數(shù)器來(lái)反映例如擦除和/或?qū)懭朊}沖的額定持續(xù)時(shí)間，則時(shí)刻tref可以被認(rèn)為等同于等于800的計(jì)數(shù)器值。

比特IND的值可以通過(guò)使用例如狀態(tài)寄存器SRG中存在的狀態(tài)字的未使用的比特中的一個(gè)、經(jīng)由STI類(lèi)型的總線(xiàn)而可訪(fǎng)問(wèn)。

該比特IND可以是每次設(shè)備APP的操作停止時(shí)被重設(shè)為“0”的易失性比特。

如上面所指示的，當(dāng)與EEPROM存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)的微控制器檢測(cè)到存在等于“1”的比特IND時(shí)，其然后可以做出決定以經(jīng)由揚(yáng)聲器HP發(fā)出一聲或多聲“嗶嗶”聲和/或特定短語(yǔ)，以向用戶(hù)指示電池緊急需要充電。微控制器還可以做出決定以防止EEPROM存儲(chǔ)器中的任何新的寫(xiě)入命令以便避免任何故障。