技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式和實(shí)施例涉及稱為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。例如聽覺修復(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)使得可以僅在必要時(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，該方案用于檢測在EEPROM類型的存儲(chǔ)器單元中的寫入操作的正確或錯(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Fowler-Nordheim效應(yīng)、通過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)量級的高值的電壓穩(wěn)定階段，并且在擦除時(shí)包括通過電子隧穿效應(yīng)從浮置柵極到漏極的注入，其也通過Fowler-Nordheim效應(yīng)執(zhí)行；包括通過電子隧穿效應(yīng)從漏極到浮置柵極的注入并且也通過使用與編程脈沖形狀類似的擦除脈沖來執(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)器類型的至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元中寫入至少一個(gè)數(shù)據(jù)的操作的方法，該方法包括通過相應(yīng)擦除或編程脈沖對單元進(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，基于待寫入的數(shù)據(jù)或字的邏輯值，寫入操作可以僅包括擦除步驟或僅包括編程步驟。

因此，如果例如待被寫入的字僅包括“0”，那么僅需要擦除步驟。

類似地，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擦除或編程脈沖的形狀的分析，該分析的結(jié)果表示寫入操作被正確或錯(cuò)誤地執(zhí)行。

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

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

當(dāng)寫入操作包括之后是對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)的步驟期間對每一個(gè)脈沖的形狀的分析，該分析的結(jié)果表示寫入操作被正確或錯(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)刻表示寫入操作被錯(cuò)誤地執(zhí)行。

例如，參考時(shí)刻對應(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)器單元中寫入至少一個(gè)數(shù)據(jù)的操作的執(zhí)行，其包括通過相應(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)果傳遞表示寫入操作被正確或錯(cuò)誤地執(zhí)行的指示。

根據(jù)寫入操作包括之后是對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：檢測模塊，其被配置為檢測穩(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。

附圖說明

通過研究對非限制性的實(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表示例如聽覺修復(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覺警報(bào)，聽覺警報(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)存在于聽覺修復(fù)器中并且還可與信號處理處理器相關(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覺內(nèi)容中，并且聽覺警報(bào)可以不僅為一聲或 多聲“嗶嗶”聲，而且也可以例如為諸如“請為電池充電”的特定短語。

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

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

這些解碼器是通過地址移位寄存器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)量級的高電壓，以允許用于在存儲(chǔ)器中寫入數(shù)據(jù)的操作，該寫入數(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類型的電池單元中寫入數(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)量級的擦除值的控制電壓被施加到控制柵極。

關(guān)于對單元的編程，其通常是通過將控制柵極鏈接到接地并且將通常也為15伏數(shù)量級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 模式和寫入模式，但是當(dāng)電源電壓Vdd降低到非常低的電平時(shí)寫入操作首先發(fā)生缺陷。實(shí)際上，擦除步驟或編程步驟需要通過多個(gè)電荷泵級來內(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，在降級操作模式下被寫入的單元、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圖示出了通過使用之后是編程脈沖IMP2的擦除脈沖IMP1執(zhí)行的寫入操作。基本上等于脈沖IMP1和IMP2的持續(xù)時(shí)間的總和的寫入操作的持續(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)器中寫入字。

因此，如果待被寫入的字僅包括“0”，那么僅需要擦除步驟。

類似地，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，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)電荷泵的輸出超過高參考時(shí)，振蕩器停止。然后電荷泵的輸出電壓開始由于電荷而衰減。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。

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)電荷泵開始時(shí)計(jì)數(shù)器開始，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)，來自電荷泵的扇出大幅下降。

此外，當(dāng)來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中寫入至少一個(gè)字的正確或錯(cuò)誤執(zhí)行將通過在寫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，那么寫入操作的執(zhí)行被認(rèn)為是錯(cuò)誤的。

這將具體參照圖4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形斜坡更慢且具有電阻-電容電路RC的充電曲線的形狀。

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)器中正確寫入字。

在這種情形下，寫入操作因此被認(rèn)為正確地執(zhí)行。

相對而言，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)器中正確寫入字并且因此寫入操作被認(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)的輸出電壓中來檢測時(shí)刻treg的檢測模塊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”來表示寫入操 作被錯(cuò)誤地執(zhí)行而采用值“0”來表示寫入操作被正確地執(zhí)行。

因此，如果通過具有值等于1024的計(jì)數(shù)器來反映例如擦除和/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類型的總線而可訪問。

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，以向用戶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)器中的任何新的寫入命令以便避免任何故障。