專利名稱：具有防偽永久存儲選項的非易失性存儲裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及非易失性存儲裝置。更具體地，本發(fā)明涉及允許存儲數(shù)據(jù)和改變已存儲數(shù)據(jù)的非易失性存儲裝置。
背景技術：
這樣的非易失性存儲裝置的示例是電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)，例如，閃 存、鐵電隨機訪問存儲器(FeRAM)、磁電阻隨機訪問存儲器(MRAM)或相變存儲器(PRAM)。這樣的非易失性存儲裝置包括在消費電子設備中，如數(shù)字相機、數(shù)字視頻攝像機、 mp3播放器、移動電話、錄音電話等。這些存儲裝置允許與供電無關的數(shù)據(jù)存儲，從而實現(xiàn)了消費電子設備或傳感設備 的非常靈活的使用。例如，用戶可以在白天拍攝照片或視頻片段(clip)，并在晚上查看鏡頭 (shot)或對鏡頭進行后處理。可以丟棄無價值的鏡頭，并例如通過濾除該鏡頭來提高其他 鏡頭的質量。歐洲專利申請0806772 A2描述了一種用于提供EEPROM的擦除和編程保護來顯著 減小無意識擦除和編程的可能性。必須將外部提供的信號提供給集成電路以便使能寫訪 問。美國專利5999477描述了一種提供軟件數(shù)據(jù)保護功能和一次保護功能的非易失 性EEPR0M。從存儲器外部通過控制管腳控制的序列發(fā)生器控制升壓器的操作，升壓器產生 對存儲器元件進行擦除或編程所需的高電壓。當輸出使能輸入處的輸入為非激活并且寫使 能輸入處的輸入變?yōu)榧せ顣r，激活寫操作。

發(fā)明內容
盡管對于使用這種存儲裝置的多數(shù)應用，改變所存儲的數(shù)據(jù)的可能性對于廣泛使 用是關鍵特征，但是存在期望非可變和永久存儲的應用。例如，在車輛事故之后，事故中所 涉及的那些人欲拍攝照片，用于記錄車輛的位置和/或由事故所引起的損壞，以進一步在 確定責任或保險索賠中使用。但是，如果以可以使用任何方式操作此類照片的方式來存儲 這些照片，照片是無價值的。因此，提出了根據(jù)權利要求1的非易失性存儲裝置。所述非易失性存儲裝置包括存儲單元，用于接收訪問改變指示的裝置，以及用 于響應于所述訪問改變指示改變對所述存儲單元的訪問的裝置，其中，訪問改變之前的訪 問在于，可以將數(shù)據(jù)存儲在所述存儲單元中，并可以改變已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)，在所述訪問改變 之后的訪問在于，已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)中的至少一些是不可改變的，但仍舊可對其進行讀取，其 中，響應于接收所述訪問改變指示，在訪問改變之后，已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)中的至少一些是不可 逆的(irreversible)。這使非易失性存儲裝置的使用更加靈活，這是由于其組合了永久、防偽存儲的優(yōu) 點和可擦除存儲的優(yōu)點。
在實施例中，所述存儲裝置還包括用于寫控制的裝置，所述裝置響應于所述訪問 改變指示產生去激活電壓和/或去激活電流。在另一實施例中，在接收所述訪問改變指示之后立即產生所述去激活電壓和/或 去激活電流?；蛘?，在接收所述訪問改變指示和產生去激活電壓/電流之間實現(xiàn)一些延遲。在實現(xiàn)所述延遲的又一實施例中，所述訪問改變限于在接收訪問改變指示之后和 在訪問改變之前所存儲的數(shù)據(jù)。在又一實施例中，其中，所述存儲單元包括具有充電泵的閃速存儲器元件，所述去 激活電壓和/或所述去激活電流用于反熔絲的激活，以禁用充電泵。所述充電泵可以包括源極和漏極連接至反熔絲的至少一個通過晶體管(pass transistor)，在激活反熔絲之后該源極和漏極短路。
如果所述存儲單元包括非破壞性讀取的鐵電隨機訪問存儲器元件，和用于產生 電場以對所述鐵電隨機訪問存儲器元件進行編程的裝置，所述去激活電壓和/或所述去激 活電流可以用于禁用用于產生電場的裝置。以及，如果所述存儲單元包括磁電阻隨機訪問存儲器元件，和用于產生電流以對 磁電阻隨機訪問存儲器元件進行編程的裝置，所述去激活電壓和/或所述去激活電流可以 用于限制由所述用于產生電流的裝置產生的電流?？梢愿淖兇鎯ρb置，使得在接收所述訪問改變指示之后已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)是不可刪 除的。例如，在接收所述訪問改變指示之后將訪問改變成只讀。本發(fā)明還提出了一種根據(jù)權利要求10的用于使用非易失性存儲裝置的方法。所 述方法包括允許改變存儲在存儲裝置中的數(shù)據(jù)，接收訪問改變指示，以及在接收所述訪問 改變指示之后禁止改變存儲在存儲裝置中的數(shù)據(jù)。在所述方法的示例實施例中，禁止改變包括響應于所述訪問改變指示，禁用包括 在所述存儲裝置的存儲單元中的閃速存儲器元件的充電泵。禁用充電泵可以包括使包括在所述充電泵中的至少一個通過晶體管的源極和漏 極短路。以及，短路可以包括激活連接至所述源極和漏極的反熔絲。


本發(fā)明的示例實施例在附圖中示例說明并在以下描述中進行更詳細地解釋。示例 實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的公開、權利要求中限定的范圍或精神。在附圖中圖1示出了基于閃存的現(xiàn)有技術存儲單元的示例框圖，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的示例存儲裝置的示例框圖，以及圖3示出了本發(fā)明的示例實施例的示例流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，基于閃速存儲器的示例現(xiàn)有計數(shù)存儲單元包括一個或多個閃速模 塊FM，以及控制器C0N，該控制器CON用作與主機系統(tǒng)HS交互的接口，該主機系統(tǒng)HS可以是消費電子設備、交通傳感器、個人計算機或任何其他主機系統(tǒng)HS。盡管在圖1中未示出，示例非易失性閃速存儲器FM包括至少一個充電泵。充電泵用于獲得編程和擦除所需的較高電壓。提供充電泵用于方便單一供電操作。針對每個閃速 存儲器FM或針對閃速模塊FM的組可以有分離的充電泵。圖2示出了所提出的發(fā)明如何通過用作寫操作的模塊WP來豐富圖1的現(xiàn)有技術 系統(tǒng)。模塊WP負責實現(xiàn)持久存儲功能。在激活模塊WP之前，存儲單元可以用于存儲數(shù)據(jù) 以及存儲的數(shù)據(jù)的任何操作(如，改變和擦除)。用戶可以以他們自己的選擇來激活模塊WP?；蛘?，觸發(fā)事件可以激活寫保護WP。 例如，碰撞傳感器可以觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄器中車輛或飛機數(shù)據(jù)的永久存儲。在這樣的觸發(fā)之前， 可以以固定時間周期來重寫裝置中記錄的數(shù)據(jù)。可以經(jīng)由主機HS來控制存儲單元的內容。當選擇該裝置用于永久存儲時，主機發(fā) 送適當命令，并且存儲器控制器激活閃存模塊FM的寫保護WP。在接收用戶或事件產生的觸發(fā)之后，模塊WP立即用作存儲器模塊FM，使得改變可 訪問性，或者啟動時間計數(shù)器，其中在經(jīng)過延遲之后，改變對存儲器模塊FM的訪問。模塊WP 可以接收該延遲作為另一輸入或使用預定延遲。如果訪問改變發(fā)生延遲，則模塊WP可以在接收觸發(fā)之后立即作用于閃存模塊FM， 使得將觸發(fā)之后或延遲經(jīng)過之前所存儲的內容存儲于可用存儲器元件的子集中。那么，訪 問改變限于所述子集，其中，保留對存儲器元件的其他存儲器元件的訪問，使得允許數(shù)據(jù)的 寫入、擦除和/或修改。通過操作一個或多個充電泵可以實現(xiàn)實際的訪問改變。除了許多其他可能以外， 使一個充電泵失去作用的一種可能是將包括在一個充電泵中的通過晶體管的源極和漏極 短路。那么，去激活或短路后的充電泵將不再能夠產生對連接至去激活后的充電泵的非易 失性存儲器進行擦除或編程所需的所述高編程電壓。因此，對于存儲在連接至去激活后的充電泵的存儲器元件中的內容進行防偽和持 久存儲。例如，可以通過連接所述源極和漏極的反熔絲來實現(xiàn)短路。然后，寫控制模塊WP 產生使反熔絲永久導電的編程或去激活電壓，從而對通過晶體管進行短路。有許多適用于改變訪問的其他機制，使得防止對非易失性存儲裝置的元件進行編 程。例如，通過專用加熱元件、壓電元件或微機電系統(tǒng)(MEMS)來中斷編程電流。與施加的 高開關電流的直接反應相比，加熱元件破壞將編程電路與電源間接連接的一段導線。除了 電壓或電流強制機制以外，或備選地，可以通過機械開關來實現(xiàn)防止對存儲單元進行進一 步編程。例如，可以布置壓電元件，以便斷開向編程電路供電的導線?；蛘?，特殊設計的微 機電系統(tǒng)(MEMS)-例如圓珠筆(ballpoint)機制-可以用于最終斷開編程電源。在所有情 況下，必須以機械方式破壞非易失性存儲裝置的封裝，以便隨后操作存儲的值。在另一示例中，可以在存儲裝置中使用現(xiàn)有編程功能來實現(xiàn)寫入和擦除功能的去 激活，而無需附加電路技術。其他非易失性存儲器(如，相變存儲器(PRAM)或磁電阻RAM(MRAM))使用電流進 行寫入。例如，在PRAM中，寫入電流用于使硫族化物材料的陶瓷合金升溫。可以由硫族化 物材料的不同相表示比特電阻性非晶態(tài)(重置狀態(tài))，或晶態(tài)(設置狀態(tài))。電流驅動器用于產生適當寫入電流。類似地，MRAM使用寫入電流來在由絕緣層分離的鐵磁體板對的一個板中引入磁場，其中，所述對中的另一個板是永磁體。因此，提出的發(fā)明的原理可以實現(xiàn)用于PRAM或MRAM，其在于防止寫入電流驅動器 產生寫入PRAM或MRAM所需的電流。例如，反熔絲可以用于將電流驅動器的輸出電流限制 于不夠用于相變的水平。或者，上述其他機制之一可以用于限制輸出電流。同樣，如果光尋址用于非破壞性讀出(NDRO)，則提出的發(fā)明適用于鐵電 RAM(FeRAM或FRAM)。為了采用NDRO寫入FeRAM，在包括在元件中的鐵電層中引入電場，產 生所述層的極化。例如，以與禁用閃存的充電泵的方式類似的方式，通過反熔絲來禁用或繞 過用于產生電場的驅動器?；蛘撸梢允褂蒙鲜銎渌麢C制之一。所提出的通過永久去激活寫入和擦除功能用于防偽寫保護存儲的方法，還可以用 在固態(tài)磁盤(SSD)中。當選擇SSD用于持久存儲時，主機發(fā)送適當命令，并且SSD控制器激 活全部或一些閃存模塊的寫保護。圖3示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的控制器CON的狀態(tài)圖。在處于完全訪問 模式下時，狀態(tài)RECMDO下的控制器CON用于從主機HS接收命令。然后，確定狀態(tài)WPCMD，接 收到的命令是否為寫保護命令？。如果回答為“否”，則控制器CON進入執(zhí)行狀態(tài)EXEC，并 執(zhí)行該命令。在執(zhí)行之后，控制器CON返回命令接收狀態(tài)RECMD0。如果回答為“是”，控制 器CON進入充電泵去激活狀態(tài)CPDEACT，并指示模塊WP通過損害寫入電流或寫入電壓產生 裝置(例如，電流驅動器或充電泵)而不能進行寫訪問、修改訪問、改變訪問和擦除訪問。在寫入電流或寫入電壓發(fā)生裝置的損害之后，存儲器FM處于只讀訪問模式，并且 控制器處于修改狀態(tài)以接收命令RECMDl。在接收命令時，控制器檢查狀態(tài)RDCMD，接收到的 命令是否為讀取命令？如果回答為“否”，在狀態(tài)REF中拒絕命令，并且控制器返回RECMDl。 如果，回答為“是”，則執(zhí)行所請求的讀取，并且控制器CON在返回至狀態(tài)RECMDl之前在狀態(tài) OUT中輸出讀取數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的裝置允許例如在談判、詢問、合同程序、醫(yī)療項目等以防偽和寫保護 的方式記錄數(shù)據(jù)。該裝置能夠作為普通通用存儲單元進行操作，但是如果需要可以不可逆 地切換至防偽模式中。
權利要求
一種非易失性存儲裝置，包括存儲單元(FM)，用于接收訪問改變指示的裝置(CON)，以及用于響應于所述訪問改變指示改變對所述存儲單元的訪問的裝置(WP)，其中，在接收訪問改變指示之前的訪問在于能夠將數(shù)據(jù)存儲在所述存儲單元(FM)中，并能夠改變已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)；在訪問改變之后的訪問在于已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)中的至少一部分是不可改變的，但仍舊可對其進行讀取，其中，響應于接收所述訪問改變指示，在訪問改變之后，對已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)中的所述至少一部分的訪問是不可逆的。
2.根據(jù)權利要求1所述的存儲裝置，其中，所述存儲裝置還包括用于寫控制的裝置， 響應于所述訪問改變指示產生去激活電壓和/或去激活電流。
3.根據(jù)權利要求2所述的存儲裝置，其中，在接收所述訪問改變指示和所述產生去所 述激活電壓和/或所述去激活電流之間實現(xiàn)延遲，其中，訪問改變限于在接收訪問改變指 示之后以及在所述訪問改變之前所存儲的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的存儲裝置，其中，所述存儲單元包括具有充電泵的閃速存 儲器元件，所述去激活電壓和/或所述去激活電流用于反熔絲的激活，以禁用充電泵。
5.根據(jù)權利要求4所述的存儲裝置，其中，所述充電泵包括源極和漏極連接至反熔絲 的至少一個通過晶體管，在激活反熔絲之后源極和漏極短路。
6.根據(jù)權利要求2或3所述的存儲裝置，其中，所述存儲單元包括非破壞性讀取的鐵 電隨機訪問存儲器元件，以及用于產生電場以對所述鐵電隨機訪問存儲器元件進行編程的 裝置，所述去激活電壓和/或所述去激活電流用于禁用用于產生電場的裝置。
7.根據(jù)權利要求2或3所述的存儲裝置，其中，所述存儲單元包括磁電阻隨機訪問存 儲器元件，以及用于產生電流以對磁電阻隨機訪問存儲器元件進行編程的裝置，所述去激 活電壓和/或所述去激活電流用于限制由所述用于產生電流的裝置產生的電流。
8.根據(jù)前述權利要求之一所述的存儲裝置，其中，所述已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)在接收所述訪 問改變指示之后是不可刪除的。
9.根據(jù)前述權利要求之一所述的存儲裝置，其中，在接收所述訪問改變指示之后，訪問 變?yōu)橹蛔x。
10.一種使用非易失性存儲裝置的方法，所述方法包括-允許改變存儲在存儲裝置中的數(shù)據(jù)，-接收訪問改變指示，以及-在接收所述訪問改變指示之后，永久或持久地禁止改變存儲在存儲裝置中的數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，禁止改變包括-響應于所述訪問改變指示，以不可逆的方式禁用所述存儲裝置的存儲單元中包括的 閃速存儲器元件的充電泵。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，禁用充電泵包括對所述充電泵中包括的至少一個通過晶體管的源極和漏極進行短路。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，短路包括激活連接至所述源極和漏極的反熔絲。
全文摘要
本發(fā)明涉及非易失性存儲裝置。本發(fā)明提出了一種非易失性存儲裝置，包括存儲單元(FM)，用于接收訪問改變指示的裝置(CON)，以及用于響應于所述訪問改變指示改變對所述存儲單元的訪問的裝置(WP)，其中，在接收所述訪問改變之前的訪問在于可以將數(shù)據(jù)存儲在所述存儲單元(FM)中，并可以改變已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)；在所述訪問改變之后的訪問在于已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)中的至少一些是不可改變的，但仍舊可對其進行讀取，其中，響應于接收所述訪問改變指示，在訪問改變之后，已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)中的至少一些是不可逆的。這結合了永久、防偽存儲與可擦除存儲的優(yōu)點。
文檔編號G11C16/22GK101800080SQ201010114050
公開日2010年8月11日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權日2009年2月5日
發(fā)明者沃爾夫岡·克勞斯伯格, 約恩·亞卡斯基, 赫伯特·許策, 邁諾爾夫·布拉瓦 申請人:湯姆森許可貿易公司