技術領域

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

技術實現要素：

本發(fā)明有利地但并非限定性地應用到檢查為包含有這些存儲器中的一個或多個的設備供電的電源(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使得可以僅在必要時更換它們，尤其可以在電荷水平不再可能例如在EEPROM存儲器中正確地執(zhí)行寫入操作時更換它們。

根據一個實施方式和實施例，提出一種易于實施的新穎的方案，該方案用于檢測在EEPROM類型的存儲器單元中的寫入操作的正確或錯誤執(zhí)行并且從而提供為存儲器單元及其關聯電路供電的電源的電荷水平低或良好的指示。

EEPROM類型的存儲器單元通常包括具有可以存儲數據的浮置柵極、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的原理。通常，寫入數據的操作或循環(huán)包括擦除步驟，之后是編程步驟。

編程通過Fowler-Nordheim效應、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伏數量級的高值的電壓穩(wěn)定階段，并且在擦除時包括通過電子隧穿效應從浮置柵極到漏極的注入，其也通過Fowler-Nordheim效應執(zhí)行；包括通過電子隧穿效應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。

根據一方面，提出一種用于檢查在電可擦除可編程只讀存儲器類型的至少一個存儲器單元中寫入至少一個數據的操作的方法，該方法包括通過相應擦除或編程脈沖對單元進行擦除或編程的至少一個步驟。

實際上，在特定情況下，基于待寫入的數據或字的邏輯值，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，當字0F(十六進制表示法)必須由字1F代替時，擦除步驟是無意義的。

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

因此，在現有技術中EEPROM單元被“盲目地”寫入，即在實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來重讀寫入數據的傳統(tǒng)的正確或錯誤寫入檢查相比，這種分析更易于實施。

當寫入操作包括之后是對單元的編程步驟的擦除步驟時，方法進一步包括在相應的步驟期間對每一個脈沖的形狀的分析，該分析的結果表示寫入操作被正確或錯誤地執(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)時間小于限制持續(xù)時間表示寫入操作被錯誤地執(zhí)行。

根據一個實施方式，確定穩(wěn)定階段的持續(xù)時間包括確定穩(wěn)定階段的發(fā)生時刻，以及將該發(fā)生時刻與對應于相應的額定脈沖的持續(xù)時間的百分比的參考時刻進行比較，發(fā)生時刻小于或等于參考時刻表示寫入操作被正確地執(zhí)行，發(fā)生時刻大于參考時刻表示寫入操作被錯誤地執(zhí)行。

例如，參考時刻對應于額定脈沖的持續(xù)時間的80％。

根據另一方面，提出一種如上文限定的方法的應用，該方法用于檢查為包含EEPROM類型的至少一個存儲器單元的存儲器裝置供電的電源的電荷水平。

根據另一方面，提出一種存儲器裝置，該存儲器裝置包括：存儲器板(memory plane)，其包含電可擦除可編程只讀存儲器類型的至少一個存儲器；檢查電路裝置，其被配置為檢查用于在至少一個存儲器單元中寫入至少一個數據的操作的執(zhí)行，其包括通過相應的擦除或編程脈沖的單元的擦除或編程的至少一個步驟，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，并且根據該分析的結果傳遞表示寫入操作被正確或錯誤地執(zhí)行的指示。

根據寫入操作包括之后是對單元的編程步驟的擦除步驟的實施例，分析電路裝置被配置為在相應的步驟期間執(zhí)行對每一個脈沖的形狀的分析，并根據該分析的結果傳遞表示寫入操作被正確或錯誤地執(zhí)行的指示。

根據額定擦除脈沖和/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)時間的確定電路裝置，穩(wěn)定階段的持續(xù)時間小于限制持續(xù)時間表示寫入操作被錯誤地執(zhí)行。

根據實施例，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)生時刻；比較器，其被配置為將該發(fā)生時刻與對應于相應的額定脈沖的持續(xù)時間的百分比的參考時刻進行比較，發(fā)生時刻小于 或等于參考時刻表示寫入操作被正確地執(zhí)行，發(fā)生時刻大于參考時刻表示寫入操作被錯誤地執(zhí)行。

根據另一方面，提出一種設備，該設備包括：存儲器裝置，其如上文所限定；電源，其被配置成為該存儲器裝置供電；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施方式和實施例的具體描述，本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將變得明顯，在附圖中：

圖1至圖6示意性地圖示出本發(fā)明的不同實施方式和實施例。

具體實施方式

在圖1中，附圖標記APP表示例如聽覺修復器的設備，該設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器裝置DIS明顯供電。

存儲器裝置DIS還包括檢查電路裝置MCTRL，如將在下文更詳細地看出的，該檢查電路裝置MCTRL被配置為檢查用于在存儲器裝置的存儲器板PM的至少一個存儲器單元中寫入數據的操作的執(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，聽覺警報例如特別是使用微型揚聲器HP的一聲或多聲有規(guī)律的“嗶嗶”聲。

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

實際上，微控制器和微型揚聲器通常已經存在于聽覺修復器中并且還可與信號處理處理器相關聯。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容中，并且聽覺警報可以不僅為一聲或 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)且本身已知的結構的存儲器板PM包括EEPROM類型的存儲器單元CEL。

列解碼器XDCD和行解碼器YDCD可以對存儲器板PM進行編址。

這些解碼器是通過地址移位寄存器ADRG而自己編址的。

存儲器裝置DIS還包括通過列編碼器XDCD連接到存儲器板的數據移位寄存器DRG。

地址和數據可以分別通過地址寄存器ADRG和數據寄存器DRG而被錄入，并且數據可以經由數據寄存器DRG而被提取。

存儲器裝置DIS還包括鏈接到數據寄存器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聯的校準器(regulation)，使得可以產生通常15伏數量級的高電壓，以允許用于在存儲器中寫入數據的操作，該寫入數據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據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伏數量級的擦除值的控制電壓被施加到控制柵極。

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

盡管EEPROM類型的存儲器單元具有兩個主操作模式，即讀取 模式和寫入模式，但是當電源電壓Vdd降低到非常低的電平時寫入操作首先發(fā)生缺陷。實際上，擦除步驟或編程步驟需要通過多個電荷泵級來內部地產生通常15伏的高電壓。

因此，讀取操作可能在高至1.3伏時在功能上是正確的，而寫入操作通常在高至1.6伏時被認為是正確的，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伏時立即被認為是有缺陷的。

此外，在降級操作模式下被寫入的單元、在時刻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)時間的總和的寫入操作的持續(xù)時間的最大值被包括在存儲器的規(guī)格中。

每個電壓/時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)時間是固定的，例如等于1.5ms，并且平穩(wěn)階段PLTN的持續(xù)時間為例如等于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一個擦除或編程步驟以在存儲器中寫入字。

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，當字0F(十六進制表示法)必須由字1F代替時，擦除步驟是無意義的。

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

校準器使得可以檢查電荷泵的輸出電壓。當電荷泵的輸出超過高參考時，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。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毫伏的數量級。

例如，電荷泵的校準電平為例如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生。

脈沖(斜坡+穩(wěn)定階段)的持續(xù)時間由模擬或數字計時器控制。

以指示的方式，數字計時器可以包括連接到計數器的固定頻率的振蕩器。當電荷泵開始時計數器開始，并且計數的結束標志了脈沖的結束。

如通常實踐的是，由電荷泵級和相關聯的校準器產生的編程或擦除脈沖被應用到顯示有電容電荷和泄漏電流的電路。

當電源電壓下降時，來自電荷泵的扇出大幅下降。

此外，當來自電荷泵的扇出為低時，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。

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

這兩種備選方案還可以被匯總。

根據本發(fā)明的一方面，用于在存儲器單元中寫入數據的操作的正確或錯誤執(zhí)行，或更通常地，在存儲器板PM中寫入至少一個字的正確或錯誤執(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的脈沖的穩(wěn)定階段的持續(xù)時間而有利地執(zhí)行。

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

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

此外，這可能是明顯地因為擦除或編程脈沖發(fā)生電路裝置可以檢 測穩(wěn)定階段達到的時刻，即在斜坡期間脈沖的瞬時幅值達到脈沖的最大幅值(其是穩(wěn)定階段的最大幅值)的固定設定點的時刻。

然后可以將該發(fā)生時刻與對應于相應的脈沖的持續(xù)時間的百分比(例如額定脈沖的持續(xù)時間的80％)的參考時刻進行比較。

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

這將具體參照圖4和圖5更詳細地進行描述。

在這些附圖中，考慮存在導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。

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

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

在這種情形下，寫入操作因此被認為正確地執(zhí)行。

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

因此，穩(wěn)定階段PLTM的持續(xù)時間不足以確保在存儲器中正確寫入字并且因此寫入操作被認為錯誤地執(zhí)行。

參考時刻tref例如在存儲器特性化階段期間在工廠中被確定。

實際上，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+校準器)的輸出電壓中來檢測時刻treg的檢測模塊MCM。

在該時刻，計數器CPT的值被讀取并且例如被存儲在觸發(fā)器中。

然后比較器CMP將計數器的該值與參考時刻tref進行比較并且然后傳遞表示寫入操作被正確或錯誤地執(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的計數器來反映例如擦除和/或寫入脈沖的額定持續(xù)時間，則時刻tref可以被認為等同于等于800的計數器值。

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、經由STI類型的總線而可訪問。

該比特IND可以是每次設備APP的操作停止時被重設為“0”的易失性比特。

如上面所指示的，當與EEPROM存儲器相關聯的微控制器檢測到存在等于“1”的比特IND時，其然后可以做出決定以經由揚聲器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存儲器中的任何新的寫入命令以便避免任何故障。