一種閃存芯片數(shù)據(jù)保留性檢查方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種閃存芯片數(shù)據(jù)保留性檢查方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)越來越多地在控制類、消費類、通訊類等電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，嵌入式技術(shù)也越來越和人們的生活緊密結(jié)合。閃存器件(FlashMemory)是一種非易失性固態(tài)存儲器，它是完全非易失性存儲器，能提供可靠的數(shù)據(jù)掉電保護；而且它可以在線寫入，存取速度快，是一種高可靠性、高密度的固態(tài)存儲設(shè)備，當(dāng)前，各種Flash已逐漸成為嵌入式系統(tǒng)中最主要的存儲設(shè)備。同時，閃存器件也有其固有限制。首先，已編程的閃存單元必須經(jīng)過擦除才能進行再次編程，且閃存單元只有有限的使用壽命；即，閃存單元在失效前只能進行有限次數(shù)的擦除操作。例如，NAND閃存單元典型的最大擦除次數(shù)為一百萬次。相應(yīng)地，由于“寫入前擦除”的特點，閃存存取速度較慢，而且反復(fù)的擦除操作將會損壞閃存單元。因此，確保資料在存取過程能夠保持其可靠性(即數(shù)據(jù)保留性，Data Retent1n)，是目前存儲裝置業(yè)者相當(dāng)重要的一環(huán)。其最主要的考慮是數(shù)據(jù)在存取的過程中，有可能因為閃存器件的本身或是外在的因素造成數(shù)據(jù)的完整性受影響。
[0003]為了能夠盡量減少有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)保留故障的概率，目前的閃存器件的存儲單元陣列一般由典型的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即分為“扇區(qū)(Sector)”或“頁面(page)”，并由“扇區(qū)”或“頁面”構(gòu)成“塊(block)”。一個扇區(qū)包括有X個字節(jié)的數(shù)據(jù)段加上Y個字節(jié)的備用段(Spare)，通常，一個扇區(qū)由512個字節(jié)(小塊格式)或2048個字節(jié)(大塊格式)構(gòu)成一個數(shù)據(jù)段，由16個字節(jié)或64個字節(jié)構(gòu)成一個備用段，用于存放錯誤修正碼(Error Correct1nCode ;ECC)的編碼，ECC編碼使得閃存器件不僅具有偵錯的功能，并且能修復(fù)錯誤的數(shù)據(jù)資料。部份多層單元(Mult1-Level-CelI，MLC)閃存包括有2048字節(jié)和多于64字節(jié)的備用段，一扇區(qū)也可能有4096字節(jié)(或更多)數(shù)據(jù)字節(jié)。一個塊由一組扇區(qū)構(gòu)成，例如:4、16、32、64或更多扇區(qū)，扇區(qū)數(shù)量根據(jù)具體情況確定。如果其中某個扇區(qū)包含一個或多個無效存儲單元(即，編程或擦除操作過程中，一個或多個存儲單元無法實現(xiàn)既定的最小操作狀態(tài))，則認(rèn)為這是一個“壞”扇區(qū)。
[0004]嵌入式閃存器件是嵌入式芯片自帶(內(nèi)嵌)的存儲器。諸如身份識別卡芯片(SM卡芯片)、單片機芯片(MCU芯片)或單芯片系統(tǒng)(SOC)等嵌入式芯片中往往會帶有嵌入式快閃存儲器。嵌入式芯片經(jīng)制造完成后，在出廠前需要對其數(shù)據(jù)保留性能進行檢查，如果一個塊的全部存儲單元都功能完好和有足夠的可靠度，則認(rèn)為這是一個“好”塊，無需進行塊內(nèi)扇區(qū)修復(fù)，反之，這個塊為壞塊，需要利用各個壞扇區(qū)的ECC編碼對該壞扇區(qū)進行數(shù)據(jù)修復(fù)，以提升產(chǎn)品的可靠性與穩(wěn)定性。
[0005]常規(guī)的嵌入式閃存芯片的數(shù)據(jù)保留性檢查(data retent1n check，DR檢查)方法一般過程如下:
[0006]寫入數(shù)據(jù):以塊為單位，對嵌入式閃存芯片的每一個存儲塊進行掃描，往每一個存儲塊里寫入數(shù)據(jù)，并對閃存模塊進行高溫加壓烘烤，以模擬出閃存器件經(jīng)過一段時間使用后的狀況；
[0007]第一次檢查(CPl):以塊為單位，對嵌入式閃存芯片的每一個存儲塊進行掃描，初次讀取每一個存儲塊中的數(shù)據(jù)，并將各塊中讀取的數(shù)據(jù)與之前寫入的數(shù)據(jù)進行比對，找出各塊中的壞扇區(qū)；
[0008]第二次檢查(CP2):以塊為單位，對嵌入式閃存芯片的每一個塊進行掃描，再次讀取每一個塊中的數(shù)據(jù)，將再次讀取的數(shù)據(jù)與所述寫入的數(shù)據(jù)進行比對，找出各塊中的壞扇區(qū)，并將各塊在CP2中找出的各個壞扇區(qū)與在CPl中找出的各個壞扇區(qū)進行地址--比對(如圖1所示，例如將CP2的壞扇區(qū)Sector I’的地址與CPl各個壞扇區(qū)Sector I?
SectorN的地址--比對，以確認(rèn)Sector I’是否真為壞扇區(qū))，做數(shù)量和具體扇區(qū)地址比對，若最終發(fā)現(xiàn)CPl和CP2找出的壞扇區(qū)地址不完全相同(請參考圖2A，該情況為CP2的壞扇區(qū)地址與CPl的壞扇區(qū)地址為交集的情況，此時CP2找出的壞扇區(qū)數(shù)量有可能小于、等于或大于CPl)，則判定嵌入式閃存芯片未通過DR檢查；gCPl和CP2找出的壞扇區(qū)的數(shù)量和地址完全相同(請參考圖2B)，則判定嵌入式閃存芯片通過DR檢查，找出的所有壞扇區(qū)均是真的壞扇區(qū)，后續(xù)可以對這些壞扇區(qū)進行處理(例如修復(fù))；若發(fā)現(xiàn)CP2找出的壞扇區(qū)包含在CPl找出的壞扇區(qū)范圍內(nèi)(請參考圖2C)，則判定嵌入式閃存芯片通過DR檢查，CP2找出的所有壞扇區(qū)均是真的壞扇區(qū)，后續(xù)可以對這些壞扇區(qū)進行處理(例如修復(fù))則判定嵌入式閃存芯片未通過數(shù)據(jù)保留性檢查。
[0009]上述方法中，由于要依次將CP2找出的各個壞扇區(qū)與CPl找出的所有壞扇區(qū)進行地址比對，所以當(dāng)壞扇區(qū)數(shù)量超過4個時，這種輪詢比對過程變得相當(dāng)繁瑣，影響DR檢查效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種閃存芯片數(shù)據(jù)保留性檢查方法及系統(tǒng)，能夠簡單、快速、有效地對閃存芯片實施數(shù)據(jù)保留性檢查。
[0011]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種閃存芯片數(shù)據(jù)保留性檢查方法，包括:
[0012]寫入數(shù)據(jù):向閃存芯片的各個存儲塊中寫入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲至構(gòu)成各個存儲塊的扇區(qū)中；
[0013]第一次檢查:初次讀取所有存儲塊中的數(shù)據(jù)，并將其與所述寫入的數(shù)據(jù)進行比對，找出各個存儲塊中的壞扇區(qū)，并為各個壞扇區(qū)設(shè)置標(biāo)記；
[0014]模擬老化:模擬出閃存芯片經(jīng)過一段時間使用后的狀況；
[0015]第二次檢查:再次讀取各個存儲塊中的數(shù)據(jù)，并將其與所述寫入的數(shù)據(jù)再次比對，再次找出各個存儲塊中的壞扇區(qū)，并比較第二次檢查與第一次檢查所找出的壞扇區(qū)總個數(shù)和標(biāo)記總個數(shù)，當(dāng)兩次檢查找出的壞扇區(qū)總個數(shù)和標(biāo)記總個數(shù)均一致時，判定所述閃存芯片通過數(shù)據(jù)保留性檢查。
[0016]進一步的，通過向壞扇區(qū)中寫入能將壞扇區(qū)和正常扇區(qū)區(qū)分開的數(shù)據(jù)來為各個壞扇區(qū)設(shè)置標(biāo)記。
[0017]進一步的，各個壞扇區(qū)的標(biāo)記相同，均為I個比特位O ;各個正常扇區(qū)的數(shù)據(jù)相同，均為I個比特位I。
[0018]進一步的，比較第二次檢查與第一次檢查所找出的壞扇區(qū)總個數(shù)和標(biāo)記總個數(shù)時，包括:
[0019]若兩次檢查找出的壞扇區(qū)總個數(shù)相等，但兩次檢查的所述標(biāo)記的總個數(shù)不一致，則存儲塊未通過數(shù)據(jù)保留性檢查；
[0020]若兩次檢查找出的壞扇區(qū)總個數(shù)相等，且兩次檢查的所述標(biāo)記的總個數(shù)一致，則存儲塊通過數(shù)據(jù)保留性檢查；
[0021]若兩次檢查找出的壞扇區(qū)總個數(shù)不一致，則存儲塊未通過數(shù)據(jù)保留性檢查。
[0022]進一步的，通過對閃存芯片進行高溫加壓烘烤來實現(xiàn)所述模擬老化步驟。
[0023]進一步的，采用存儲器內(nèi)建自測試方式實現(xiàn)。
[0024]進一步的，當(dāng)閃存芯片通過數(shù)據(jù)保留性檢查后，輸出第一次檢查找出的所有壞扇區(qū)的地址或者產(chǎn)生壞塊表，以對閃存芯片進行扇區(qū)修復(fù)和讀寫管理。
[0025]本發(fā)明還提供一種閃存芯片數(shù)據(jù)保留性檢查系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)寫入模塊、第一檢查模塊、模擬老化模塊、第二檢查模塊，其中，
[0026]所述數(shù)據(jù)寫入模塊，連接進行數(shù)據(jù)保留性檢查的閃存芯片，并向連接閃存芯片的各個存儲塊中寫入數(shù)據(jù)，寫入的所述數(shù)據(jù)存儲至構(gòu)成各個存儲塊的扇區(qū)中；
[0027]所述第一檢查模塊連接數(shù)據(jù)寫入模塊和所述閃存芯片，并對閃存芯片進行第一次檢查，包括依次連接的第一讀取單元、第一比較單元、壞扇區(qū)標(biāo)記單元以及第一統(tǒng)計單元，第一讀取單元在數(shù)據(jù)寫入模塊寫入完成后讀取閃存芯片的各個存儲塊中的數(shù)據(jù)，第一比較單元將第一讀取單元讀取的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)寫入模塊寫入的數(shù)據(jù)進行比較，找出數(shù)據(jù)不一致的壞扇區(qū)，壞扇區(qū)標(biāo)記單元為第一比較單元找出的各個壞扇區(qū)設(shè)置標(biāo)記，第一統(tǒng)計單元統(tǒng)計第一比較單元找出的壞扇區(qū)總個數(shù)以及壞扇區(qū)標(biāo)記單元設(shè)置的標(biāo)記總個