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閃存及其數(shù)據(jù)更新方法

文檔序號:6439214閱讀:324來源:國知局
專利名稱:閃存及其數(shù)據(jù)更新方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲器領(lǐng)域,尤其涉及一種閃存及其數(shù)據(jù)更新方法。
背景技術(shù)
目前,快閃存儲器(Flash),又稱為閃存,已成為非易失性存儲器的主流,這是因為其在斷電情況下仍能保持所存儲的數(shù)據(jù)信息。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,閃存可以分為或非閃存(NOR Flash)和與非閃存(NAND Flash)兩種。其中,或非閃存(NOR Flash)因為讀取速度快,主要應(yīng)用于代碼存儲介質(zhì)中;而與非閃存(NAND Flash)因為高密度以及高寫入速度,主要應(yīng)用于多媒體資料存儲。在對NOR Flash中的數(shù)據(jù)進行更新時,通常是以扇區(qū)(Sector)為單位,擦除整個扇區(qū)上的數(shù)據(jù),再重新寫入數(shù)據(jù)以實現(xiàn)對整個扇區(qū)的更新。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的一種閃存的結(jié)構(gòu)示意圖,參考圖1,所述閃存包括存儲陣列10和緩沖單元20 ;所述存儲陣列10包含多個扇區(qū),如圖1所示的第一扇區(qū)11,所述第一扇區(qū)11包括多個存儲單元,如圖1中所示的第一存儲單元12。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中對閃存的數(shù)據(jù)進行更新的流程示意圖,如圖2所示,具體包括以下步驟Si,將待更新的扇區(qū)中的數(shù)據(jù)讀出至緩沖單元;S2,將待更新的扇區(qū)中的數(shù)據(jù)全部擦除;S3,修改緩沖單元中的數(shù)據(jù);S4,將緩沖單元修改后的數(shù)據(jù)寫入待更新的扇區(qū)。下面結(jié)合圖1和圖2,對閃存的數(shù)據(jù)更新流程進行詳細說明。為了方便說明,假定圖ι所示的第一扇區(qū)11為待更新的扇區(qū),第一存儲單元12為待更新的字節(jié)。首先執(zhí)行步驟Si,將待更新的扇區(qū),即第一扇區(qū)11中的全部數(shù)據(jù)讀出并保存至緩沖單元20 ;接著執(zhí)行步驟S2,將所述第一扇區(qū)11中存儲的全部數(shù)據(jù)擦除;再執(zhí)行步驟S3, 即將緩沖單元20中對應(yīng)第一存儲單元12的數(shù)據(jù)進行修改;最后執(zhí)行步驟S4,即將緩沖單元20修改后的數(shù)據(jù)寫入所述第一扇區(qū)11,至此完成了對所述第一扇區(qū)11的第一存儲單元 12的更新。由前述內(nèi)容可知,現(xiàn)有技術(shù)中通常以讀取(Read)-擦除(Erase)-修改 (Modify)-寫入(Write)等步驟作為更新存儲在閃存中的數(shù)據(jù)的方式。在這種更新方式中以一個扇區(qū)為最小單位,并且完成一次更新的時間等于前述讀取、擦除、修改以及寫入四個步驟所占用的時間總和。這樣,在對閃存進行數(shù)據(jù)更新時,會浪費相當(dāng)多的時間在擦除以及寫入的步驟上, 尤其是大扇區(qū)所需要的時間會更多,從而影響了閃存的性能;并且,在現(xiàn)有的更新方式中是對同一個扇區(qū)進行擦除和寫入操作,而一個扇區(qū)被頻繁的擦除會降低其可靠性,并最終影響其使用壽命。雖然在現(xiàn)有技術(shù)中,為了減少數(shù)據(jù)更新所需的時間,可以將步驟S2和步驟S3同時進行,即在擦除第一扇區(qū)11的同時對緩沖單元20中的數(shù)據(jù)進行修改。但是在這種方式下,數(shù)據(jù)更新的速度提高有限,因為對緩沖單元20中的數(shù)據(jù)進行修改所需的時間遠遠小于擦除第一扇區(qū)11所需的時間,因此,雖然可以將修改步驟所需的時間節(jié)省掉,但是對閃存進行數(shù)據(jù)更新時仍然需要較長的時間,閃存的性能仍然沒有有效地提高。因此,如何有效地縮短閃存的數(shù)據(jù)更新時間且有效地提高其存儲單元的可靠性就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種閃存及其數(shù)據(jù)更新方法,以有效地縮短對閃存中的數(shù)據(jù)進行更新時的時間,并有效地提高閃存的可靠性。為了解決上述問題,本發(fā)明提供一種閃存,包括第一存儲陣列、第二存儲陣列和緩沖單元,所述第一存儲陣列和第二存儲陣列的結(jié)構(gòu)相同,且包含多個相對應(yīng)的扇區(qū);其中,在對其中一個存儲陣列的某一個扇區(qū)進行數(shù)據(jù)更新時,另一個存儲陣列中相對應(yīng)的扇區(qū)作為寫入備份單元;所述緩沖單元,用于在數(shù)據(jù)更新時,存儲從其中一個存儲陣列中讀出的數(shù)據(jù),并將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列中相對應(yīng)的扇區(qū)。可選地,所述第一存儲陣列和第二存儲陣列中包含的扇區(qū)數(shù)相同??蛇x地,所述第一存儲陣列和第二存儲陣列中包含的扇區(qū)數(shù)不同。可選地,所述閃存還包括讀取單元,連接所述第一存儲陣列和第二存儲陣列,用于將所述閃存中存儲的數(shù)據(jù)讀出??蛇x地,所述讀取單元包括多個第一靈敏放大器,多個第二靈敏放大器,以及多個對應(yīng)連接所述第一靈敏放大器和第二靈敏放大器的與門電路;其中,所述多個第一靈敏放大器,分別對應(yīng)連接第一存儲陣列的多條位線,通過感應(yīng)和放大各條位線上的信號變化得出第一存儲陣列中存儲的數(shù)據(jù);并將得出的第一存儲陣列中存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送至對應(yīng)連接與門電路的第一輸入端;所述多個第二靈敏放大器,分別對應(yīng)連接第二存儲陣列的多條位線,并通過感應(yīng)和放大各條位線上的信號變化得出第二存儲陣列中存儲的數(shù)據(jù);并將得出的第二存儲陣列中存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送至對應(yīng)連接與門電路的第二輸入端;所述多個與門電路,用于將接收到的第一輸入端和第二輸入端的數(shù)據(jù)進行與邏輯處理,并將處理結(jié)果輸出,以讀出所述閃存中存儲的數(shù)據(jù)??蛇x地,所述讀取單元包括位線調(diào)整單元、電流鏡單元、比較單元以及輸出單元;所述位線調(diào)整單元,連接第一存儲陣列與第二存儲陣列相對應(yīng)的位線節(jié)點,在對閃存進行讀取操作時,將第一存儲陣列與第二存儲陣列相對應(yīng)的位線上的電流之和輸出至數(shù)據(jù)線節(jié)點;所述電流鏡單元,連接所述數(shù)據(jù)線節(jié)點,用于對位線調(diào)整單元輸出的第一存儲陣列與第二存儲陣列相對應(yīng)的位線上的電流之和進行鏡像,獲得鏡像電流,并將所述鏡像電流輸出至數(shù)據(jù)節(jié)點;所述比較單元,連接所述數(shù)據(jù)節(jié)點,用于比較所述電流鏡單元輸出的鏡像電流與參考電流以得出比較結(jié)果,并將所述比較結(jié)果輸出至輸出單元;所述輸出單元,基于所述比較單元輸出的比較結(jié)果輸出對應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)。
可選地,所述參考電流包括第一存儲陣列的第一參考電流和第二存儲陣列的第二參考電流之和??蛇x地,所述電流鏡單元包括柵極相連的輸入MOS管和鏡像MOS管,所述輸入 MOS管和鏡像MOS管的源極連接電源;所述輸入MOS管的漏極與柵極連接,均連接至所述數(shù)據(jù)線節(jié)點,用于輸入第一存儲陣列與第二存儲陣列相對應(yīng)的位線上的電流之和;所述鏡像 MOS管的漏極連接數(shù)據(jù)節(jié)點,用于輸出鏡像電流??蛇x地,所述位線調(diào)整單元包括可變增益放大器,以及具有第一端、第二端和控制端的調(diào)整晶體管;所述可變增益放大器的輸入端連接所述位線節(jié)點,輸出端連接調(diào)整晶體管的控制端;調(diào)整晶體管的第一端連接所述數(shù)據(jù)線節(jié)點,第二端連接所述位線節(jié)點??蛇x地,所述閃存的類型為或非閃存。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用上述閃存的數(shù)據(jù)更新方法,包括檢測待更新的數(shù)據(jù)對應(yīng)的扇區(qū),以確定所述待更新的數(shù)據(jù)被存儲的存儲陣列;將待更新的數(shù)據(jù)從其存儲的扇區(qū)中讀出,并存儲至緩沖單元;修改緩沖單元中的數(shù)據(jù);將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列的相應(yīng)扇區(qū)??蛇x地,所述檢測待更新的數(shù)據(jù)對應(yīng)的扇區(qū),以確定所述待更新的數(shù)據(jù)被存儲的存儲陣列包括對待更新的數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一存儲陣列和第二存儲陣列的扇區(qū)進行讀取操作,當(dāng)檢測到存儲陣列中讀出的數(shù)據(jù)全部為“1”時,則判定該存儲陣列未存儲所述待更新的數(shù)據(jù);反之,當(dāng)檢測到存儲陣列中讀出的數(shù)據(jù)包括“0”,則判定所述待更新的數(shù)據(jù)存儲于該存儲陣列??蛇x地,所述閃存的數(shù)據(jù)更新方法還包括在將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列的相應(yīng)扇區(qū)的同時,擦除原數(shù)據(jù)存儲陣列中對應(yīng)的扇區(qū)。可選地,所述閃存的數(shù)據(jù)更新方法還包括在將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列的相應(yīng)扇區(qū)之后,擦除原數(shù)據(jù)存儲陣列中對應(yīng)的扇區(qū)。與現(xiàn)有技術(shù)相比,上述技術(shù)方案至少具有以下優(yōu)點1)本發(fā)明的閃存包括兩個存儲陣列,在對所述閃存進行數(shù)據(jù)更新時,將當(dāng)前存儲數(shù)據(jù)的一個存儲陣列的數(shù)據(jù)讀出并保存到緩沖單元,在所述緩沖單元進行數(shù)據(jù)修改后,將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列。在這種更新方式中,數(shù)據(jù)更新時不再需要等待原數(shù)據(jù)存儲陣列的擦除結(jié)束,因此可以有效地縮短數(shù)據(jù)更新的時間。2)由于本發(fā)明的閃存中包括了兩個存儲陣列,在對閃存的數(shù)據(jù)進行更新時,每個存儲陣列的擦除次數(shù)為現(xiàn)有技術(shù)的存儲陣列的一半。因此能有效地提高閃存的存儲單元的可靠性,進而能夠延長閃存的使用壽命。3)可選方案中,在將修改后的數(shù)據(jù)寫入未存儲數(shù)據(jù)陣列的相應(yīng)扇區(qū)時,還可以同時進行原數(shù)據(jù)存儲陣列對應(yīng)的扇區(qū)的擦除操作。這樣可以有效地縮短在數(shù)據(jù)更新結(jié)束后, 正確讀取所述閃存中的數(shù)據(jù)所需等待的時間。這是因為,在現(xiàn)有技術(shù)中,只有通過讀取(Read)-擦除(Erase)-修改 (Modify)-寫入(Write)等步驟之后,才可以對閃存中的數(shù)據(jù)進行讀取,所需的時間較長; 而本方案中,可以在寫入步驟進行的同時進行擦除操作,因此進一步縮短了讀取所述閃存中的數(shù)據(jù)所需等待的時間。
4)可選方案中,還可以在將修改后的數(shù)據(jù)寫入未存儲數(shù)據(jù)陣列的相應(yīng)扇區(qū)之后, 再擦除原數(shù)據(jù)存儲陣列中對應(yīng)的扇區(qū)。在這種數(shù)據(jù)更新方式下,所述閃存能夠有效地避免突然斷電時存儲數(shù)據(jù)的影響,避免了存儲的數(shù)據(jù)遺失。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種閃存的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為現(xiàn)有技術(shù)中對閃存的數(shù)據(jù)進行更新的流程示意圖;圖3為本發(fā)明提供的閃存的一種結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明提供的閃存的另一種結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本發(fā)明所述閃存的數(shù)據(jù)更新的流程示意圖;圖6為本發(fā)明所述閃存的讀取單元的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖;圖7為本發(fā)明所述閃存的讀取單元的另一種電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的描述,在對現(xiàn)有的閃存進行數(shù)據(jù)更新時,會浪費大量的時間在擦除和寫入的步驟上,從而使得更新的時間較長,影響了閃存的效能;并且在現(xiàn)有的更新方式中,由于頻繁擦除某一個扇區(qū)而導(dǎo)致該扇區(qū)的可靠性下降,進而影響到閃存的使用壽命。本發(fā)明提供的閃存包括了兩個存儲陣列,在其中一個存儲陣列進行數(shù)據(jù)存儲時, 另外一個會作為更新數(shù)據(jù)時的寫入備份單元,即在需要對當(dāng)前存儲數(shù)據(jù)的存儲陣列進行更新時,會將該存儲陣列的數(shù)據(jù)讀出并保存至緩沖單元;在緩沖單元中進行修改;將修改后的數(shù)據(jù)寫入到未存儲數(shù)據(jù)的另一個存儲陣列中。在這種更新方式中,不再需要等待原數(shù)據(jù)存儲陣列的擦除結(jié)束,就可以直接將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列中,從而完成數(shù)據(jù)更新操作。因此,本發(fā)明的閃存有效地縮短了數(shù)據(jù)更新所需的時間,提高了閃存的效能;并且有效地減小了每個存儲陣列被擦除的次數(shù),有效地提高了其可靠性,延長了閃存的使用壽命ο為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。圖3示出了本發(fā)明閃存的一種結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示,所述閃存包括第一存儲陣列100、第二存儲陣列200和緩沖單元300。所述第一存儲陣列100包含多個扇區(qū),如圖3所示的第一扇區(qū)110,用于數(shù)據(jù)的存儲。其中,所述第一扇區(qū)110包括多個存儲單元,如圖3所示的第一存儲單元120。所述第二存儲陣列200,與第一存儲陣列100的結(jié)構(gòu)相同,包含與第一存儲陣列 100中多個扇區(qū)相對應(yīng)的多個扇區(qū),如圖3所示的與所述第一存儲陣列100的第一扇區(qū)110 相對應(yīng)的第二扇區(qū)210 ;所述第二扇區(qū)210還包括多個存儲單元,如圖3所示的與所述第一存儲單元120相對應(yīng)的第二存儲單元220。所述緩沖單元300,用于在數(shù)據(jù)更新時,存儲從某一存儲陣列(例如第一存儲陣列 100)中讀出的數(shù)據(jù),并將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列(例如第二存儲陣列200)中相對應(yīng)的扇區(qū)。在本實施例中,所述緩沖單元300為靜態(tài)隨機存儲器(SRAM,Static Random Access Memory) 0當(dāng)然,在其他實施例中,也可以采用其他結(jié)構(gòu)的存儲器,例如動態(tài)隨機存儲器(DRAM,Dynamic Random Access Memory)等,其不應(yīng)限制本發(fā)明的保護范圍。在本實施例中,所述閃存的類型為或非閃存(NOR Flash)。其中,上述兩個存儲陣列中相對應(yīng)的扇區(qū)在數(shù)據(jù)更新時互為寫入備份單元。具體地,以本實施例中相互對應(yīng)的第一扇區(qū)Iio與第二扇區(qū)210為例,若待更新的數(shù)據(jù)被存儲于第一存儲陣列100中的第一扇區(qū)110,那么所述第二存儲陣列200中的第二扇區(qū)210就作為此次數(shù)據(jù)更新時的寫入備份單元,也就是說,修改后的數(shù)據(jù)將會被寫入所述第二存儲陣列 200中的第二扇區(qū)210中;反之,若待更新的數(shù)據(jù)被存儲于第二存儲陣列200中的第二扇區(qū) 210,那么所述第一存儲陣列100中的第一扇區(qū)110就作為數(shù)據(jù)更新時的寫入備份單元,即修改后的數(shù)據(jù)將會被寫入所述第一存儲陣列100中的第一扇區(qū)110中。在本實施例中,所述第二存儲陣列200與第一存儲陣列100具有相同數(shù)量的扇區(qū), 也就是說,第二存儲陣列200中的多個扇區(qū)與第一存儲陣列100中的扇區(qū)一一對應(yīng)。圖4示出了本發(fā)明閃存的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示,所述閃存包括第一存儲陣列100、第二存儲陣列200和緩沖單元300。本實施例的閃存與圖3所示的閃存的區(qū)別在于所述第二存儲陣列200包含的扇區(qū)數(shù)大于第一存儲陣列100中包含的扇區(qū)數(shù),參考圖4,本實施例中的第二存儲陣列200還包括第三扇區(qū)230 ;所述第三扇區(qū)230未與第一存儲陣列100中的扇區(qū)對應(yīng),不作為數(shù)據(jù)更新時的寫入備份單元,也就是說,所述第三扇區(qū)230不受第一存儲陣列100的影響;而所述第二存儲陣列200中的其他扇區(qū)與第一存儲陣列100的多個扇區(qū)一一對應(yīng),在數(shù)據(jù)更新時作為寫入備份單元。當(dāng)然,圖4所示的閃存僅為舉例說明,其不就限制本發(fā)明的保護范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明的精神下對閃存結(jié)構(gòu)作簡單的修改或變形。例如,在其他實施例中,所述第二存儲陣列200還可以包括與第三扇區(qū)230相類似的其他扇區(qū),這些扇區(qū)不與第一存儲陣列100中的扇區(qū)一一對應(yīng),不受第一存儲陣列100的影響。再如,在其他實施例中,還可以是第一存儲陣列100包含的扇區(qū)數(shù)大于第二存儲陣列200中包含的扇區(qū)數(shù)。上述兩種實施例的閃存均包括兩個存儲陣列,其中一個存儲陣列用于存儲數(shù)據(jù), 另一個存儲陣列中相對應(yīng)的扇區(qū)則在數(shù)據(jù)更新時作為寫入備份單元。這樣,在對所述閃存的數(shù)據(jù)進行更新時,可以縮短數(shù)據(jù)更新的時間。并且在數(shù)據(jù)更新時,每個存儲陣列的擦除次數(shù)相應(yīng)地減少為現(xiàn)有技術(shù)中的一半,因此,能有效地提高閃存的可靠性,進而延長了閃存的使用壽命。下面再結(jié)合附圖對本發(fā)明閃存的數(shù)據(jù)更新方式做詳細說明。參考圖5,本實施例中,所述閃存的數(shù)據(jù)更新方法大致包括以下步驟步驟S11,檢測待更新的數(shù)據(jù)對應(yīng)的扇區(qū),以確定所述待更新的數(shù)據(jù)被存儲的存儲陣列;步驟S12,將待更新的數(shù)據(jù)從其存儲的扇區(qū)中讀出,并存儲至緩沖單元;步驟S13,修改緩沖單元中的數(shù)據(jù);步驟S14,將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列的相應(yīng)扇區(qū)。下面以圖3所示的閃存為例,對圖5所示的閃存的數(shù)據(jù)更新流程做詳細介紹。但是需要說明的是,此不應(yīng)限制本發(fā)明的保護范圍,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)更新方式應(yīng)用到其他結(jié)構(gòu)的閃存中。
為了方便說明,假定圖3所示的第一扇區(qū)110或第二扇區(qū)210中存儲的數(shù)據(jù)為所述待更新的數(shù)據(jù);進一步地,所述待更新的數(shù)據(jù)具體地對應(yīng)于所述第一扇區(qū)110的第一存儲單元120或第二扇區(qū)210的第二存儲單元220。結(jié)合圖3和圖5,首先執(zhí)行步驟S11,分別檢測第一存儲陣列100的第一扇區(qū)110, 以及第二存儲陣列200的第二扇區(qū)210,以確定所述待更新的數(shù)據(jù)被存儲的存儲陣列。在本實施例中,上述步驟Sll的具體過程包括分別將第一存儲陣列100的第一扇區(qū)110,以及第二存儲陣列200的第二扇區(qū)210中數(shù)據(jù)讀出,并分別對讀出的數(shù)據(jù)進行檢測,若檢測到某一存儲陣列讀出的數(shù)據(jù)全部為“ 1 ”,則說明該存儲陣列中未存儲所述待更新的數(shù)據(jù);反之,若檢測到某一存儲陣列讀出的數(shù)據(jù)中包括“0”,則說明所述待更新的數(shù)據(jù)被存儲于該存儲陣列中。為了方便說明,在本實施例中,假定通過步驟Sll進行檢測時,由第二存儲陣列 200的第二扇區(qū)210中讀出的數(shù)據(jù)全部為“1”;而由第一存儲陣列100的第一扇區(qū)110中讀出的數(shù)據(jù)中則至少包括一個“0”。由此,可以判定所述待更新的數(shù)據(jù)被存儲于第一存儲陣列 100的第一扇區(qū)110。接著執(zhí)行步驟S12,將第一存儲陣列100中第一扇區(qū)110的數(shù)據(jù)讀出至緩沖單元 300。接著執(zhí)行步驟S13,在所述緩沖單元300中將數(shù)據(jù)進行相應(yīng)修改。具體地,在本實施例中,即是將對應(yīng)于第一扇區(qū)110中第一存儲單元120的數(shù)據(jù)進行修改。執(zhí)行步驟S14,將緩沖單元300中修改后的數(shù)據(jù)寫入第二存儲陣列200的第二扇區(qū) 210。至此,實現(xiàn)了對圖3所示閃存的一次數(shù)據(jù)更新。需要說明的是,在執(zhí)行步驟S14的同時或者在執(zhí)行完步驟S14之后,可以對第一存儲陣列100的第一扇區(qū)110進行擦除,從而為下一次的數(shù)據(jù)更新做好準(zhǔn)備。由此可知,在對對應(yīng)于所述閃存中的第一扇區(qū)110和第二扇區(qū)210的數(shù)據(jù)進行下一次更新時,所述第一扇區(qū)110由于被擦除、且未存儲數(shù)據(jù),因此將作為所述第二扇區(qū)210的寫入備份單元。其他的步驟與前述步驟相類似,故在此不再贅述。本實施例的數(shù)據(jù)更新過程中,對閃存中的數(shù)據(jù)更新所需的時間由現(xiàn)有技術(shù)中的讀取、擦除、修改和寫入四個步驟所占用的時間減少為讀取、修改和寫入的時間,由于可以節(jié)省擦除步驟所需的時間,因此本實施例中數(shù)據(jù)更新的時間被縮短,從而有效地提高了數(shù)據(jù)更新的速度以及閃存的效能。雖然現(xiàn)有技術(shù)中可以將修改步驟和擦除步驟同時進行,從而可以節(jié)省修改步驟所需的時間,但是由于修改步驟所需的時間遠遠小于擦除步驟所需的時間,因此,與這種數(shù)據(jù)更新方式相比,本實施例仍然可以有效地縮短數(shù)據(jù)更新時間。發(fā)明人對現(xiàn)有技術(shù)的更新方式和本方案的更新方式進行了實驗驗證,通過比較分析后發(fā)現(xiàn),閃存中某扇區(qū)被讀出的時間大約為0. 02ms,在緩沖單元中修改數(shù)據(jù)的時間大約為0. 01ms,該扇區(qū)被擦除的時間大約為:3ms,而將修改后的數(shù)據(jù)寫入的時間大約為ans。因此,現(xiàn)有技術(shù)中閃存的數(shù)據(jù)更新時間大約為5. 03ms (即0. 02ms、0.0lms、2ms與3ms之和) 或5. 02ms (即0. 02ms,2ms與3ms之和);而本方案的更新時間大約為2. 03ms (即0. 02ms、 0. Olms與2ms之和)。由上述數(shù)據(jù)可以看出,與現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)更新方式相比,本方案的數(shù)據(jù)更新所需的時間至少可以縮短2. 99ms (即5. 02ms與2. 03ms之差)。
并且,本實施例中,所述第一存儲陣列100與第二存儲陣列200互為寫入備份單元,因此,在對其進行數(shù)據(jù)更新時,每個存儲陣列被擦除的次數(shù)相對于現(xiàn)有技術(shù)降低了一半,從而能有效地提高閃存的可靠性,并且進一步地可以有效地延長閃存的使用壽命。需要說明的是,在執(zhí)行步驟S14時還可以同時擦除原數(shù)據(jù)存儲陣列中對應(yīng)的扇區(qū),即在將修改后的數(shù)據(jù)寫入第二存儲數(shù)據(jù)陣列200的第二扇區(qū)210的同時,擦除第一數(shù)據(jù)存儲陣列100中的第一扇區(qū)110。這樣,由于擦除第一扇區(qū)110的步驟與寫入第二扇區(qū)210的步驟同時進行,又可以進一步地縮短從所述閃存中正確讀取更新后的數(shù)據(jù)所需等待的時間。由前述分析可知,在現(xiàn)有技術(shù)中,數(shù)據(jù)更新結(jié)束后才可以進行讀取操作,因此現(xiàn)有技術(shù)中,讀取閃存中的數(shù)據(jù)所需等待的時間大約為5. 02ms (即0. 02ms,2ms與3ms之和);而在本方案中,讀取閃存中的數(shù)據(jù)所需等待的時間只包括讀出與擦除所占用的時間,即大約為3. Oaiis(即0. 02ms與3ms 之和),從而進一步地縮短了對閃存中更新后的數(shù)據(jù)進行讀取操作所需等待的時間。當(dāng)然,也可以在執(zhí)行完步驟S14之后,再擦除原數(shù)據(jù)存儲陣列中對應(yīng)的扇區(qū),即在將修改后的數(shù)據(jù)寫入第二存儲數(shù)據(jù)陣列200的第二扇區(qū)210的之后,再擦除第一數(shù)據(jù)存儲陣列100中的第一扇區(qū)110。在這種實施方式中,由于所述第一扇區(qū)110的數(shù)據(jù)會保存一段時間,直至第二扇區(qū)210中被寫入修改后的數(shù)據(jù),因此也可以避免由于在數(shù)據(jù)更新時出現(xiàn)斷電而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。下面再結(jié)合附圖對本發(fā)明所述閃存的讀取單元進行詳細說明。為了方便說明,仍然以圖3所示閃存為例,但是此不應(yīng)限制本發(fā)明的保護范圍。圖6示出了所述讀取單元的一種電路結(jié)構(gòu)。在本實施例中,所述讀取單元包括多個第一靈敏放大器、多個第二靈敏放大器以及與多個門電路。為了方便說明,圖6僅示出了一個讀取單元的結(jié)構(gòu),該讀取單元對應(yīng)連接第一存儲陣列100的第一位線(圖3未示出) 和第二存儲陣列200的第二位線(圖3未示出),所述第一位線對應(yīng)于第一扇區(qū)110,第二位線對應(yīng)于第二扇區(qū)210。如圖6所示,所述讀取單元包括第一靈敏放大器300、第二靈敏放大器400以及與門電路500。所述第一靈敏放大器300,對應(yīng)連接第一存儲陣列100的第一位線(圖6未示出), 用于感應(yīng)和放大所述第一位線上的信號變化以得出該位線上的數(shù)據(jù)Datal,并將得出的數(shù)據(jù)Datal輸出至與門電路500的第一輸入端。所述第二靈敏放大器400,對應(yīng)連接第二存儲陣列200的第二位線(圖6未示出), 用于感應(yīng)和放大所述第二位線上的信號變化以得出該位線上的數(shù)據(jù)Data2,并將得出的數(shù)據(jù)Data2輸出至與門電路500的第二輸入端。所述與門電路500,將接收到的第一輸入端的數(shù)據(jù)Datal和第二輸入端的數(shù)據(jù) Data2進行與邏輯處理,并在輸出端輸出處理結(jié)果。所述處理結(jié)果即為所述閃存中存儲的數(shù)據(jù)。這是因為,所述閃存的第一存儲陣列100和第二存儲陣列200始終只有一個存儲陣列用于存儲數(shù)據(jù),而另一個存儲陣列處于被擦除的狀態(tài),即所述數(shù)據(jù)Datal和Data2中有一個始終為“1”,經(jīng)過與門電路500進行與邏輯后輸出的處理結(jié)果即為閃存中存儲的數(shù)據(jù)。圖7示出了讀取單元的另一種電路結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中仍以圖3所示的閃存為例進行說明,但是其不應(yīng)限制本發(fā)明的保護范圍。如圖7所示,所述讀取單元包括位線調(diào)整單元600、電流鏡單元700、比較單元800以及輸出單元900。所述位線調(diào)整單元600,連接第一存儲陣列與第二存儲陣列對應(yīng)連接的位線節(jié)點 VD。具體地,在本實施例中,所述位線調(diào)整單元600包括可變增益放大器Al,以及具有第一端、第二端和控制端的調(diào)整晶體管m2。所述可變增益放大器Al的輸入端連接位線節(jié)點 VD,輸出端連接調(diào)整晶體管m2的控制端;所述調(diào)整晶體管m2第一端連接數(shù)據(jù)線節(jié)點VE,第二端連接所述位線節(jié)點VD。所述位線調(diào)整單元600,在對閃存進行讀取操作時,將所述第一存儲陣列100上的位線電流I。ell,以及與其相對應(yīng)的第二存儲陣列200上的位線電流Irell‘的電流之和輸出至數(shù)據(jù)線節(jié)點VE。所述電流鏡單元700,連接所述數(shù)據(jù)線節(jié)點VE,用于對位線調(diào)整單元600輸出的第一存儲陣列100與第二存儲陣列200相對應(yīng)的位線上的電流之和(即Ieell和Ieel/之和) 進行鏡像,獲得鏡像電流,并將所述鏡像電流輸出至數(shù)據(jù)節(jié)點VF。具體地,在本實施例中,所述電流鏡單元700包括柵極相連的輸入MOS管mr和鏡像MOS管ml。所述輸入MOS管mr和鏡像MOS管ml的源極連接電源VDD ;所述輸入MOS管 mr的漏極與其柵極連接,均連接于所述數(shù)據(jù)線節(jié)點VE,用于輸入第一存儲陣列100與第二存儲陣列200相對應(yīng)的位線上的電流之和(即I。ell和Irell ‘之和);所述鏡像MOS管ml的漏極連接數(shù)據(jù)節(jié)點VF,用于輸出鏡像電流Iml。比較單元800,比較電流鏡單元700輸出的鏡像電流Iml與參考電流Iref以得出比較結(jié)果,并將所述比較結(jié)果輸出至輸出單元900。具體地,在鏡像電流Iml大于參考電流Iref 時對數(shù)據(jù)節(jié)點VF進行充電,升高數(shù)據(jù)電壓;在鏡像電流Iml小于參考電流Iref時對數(shù)據(jù)節(jié)點 VF進行放電,降低數(shù)據(jù)電壓。在本實施例中,所述參考電流為第一存儲陣列100的第一參考電流和第二存儲陣列200的第二參考電流之和。輸出單元900,基于所述比較單元800輸出的比較結(jié)果,即數(shù)據(jù)節(jié)點VF上的數(shù)據(jù)電壓,輸出對應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)Sout。所述輸出單元900包括反相器901和902,所述反相器901 和902對接收的數(shù)據(jù)電壓信號進行整形和放大,并最終輸出數(shù)據(jù)Sout。在本實施例中,將第一存儲陣列100與第二存儲陣列200相對應(yīng)的位線上的電流之和(即I。ell和Irell'之和)與參考電流Iref進行比較,可以正確地將閃存中存儲的數(shù)據(jù)讀出。本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上,但其并不是用來限定權(quán)利要求,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),都可以做出可能的變動和修改,因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種閃存,其特征在于,包括第一存儲陣列、第二存儲陣列和緩沖單元,所述第一存儲陣列和第二存儲陣列的結(jié)構(gòu)相同,且包含多個相對應(yīng)的扇區(qū);其中,在對其中一個存儲陣列的某一個扇區(qū)進行數(shù)據(jù)更新時,另一個存儲陣列中相對應(yīng)的扇區(qū)作為寫入備份單元;所述緩沖單元,用于在數(shù)據(jù)更新時,存儲從其中一個存儲陣列中讀出的數(shù)據(jù),并將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列中相對應(yīng)的扇區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的閃存,其特征在于,所述第一存儲陣列和第二存儲陣列中包含的扇區(qū)數(shù)相同。
3.如權(quán)利要求1所述的閃存,其特征在于,所述第一存儲陣列和第二存儲陣列中包含的扇區(qū)數(shù)不同。
4.如權(quán)利要求1所述的閃存,其特征在于,還包括讀取單元,連接所述第一存儲陣列和第二存儲陣列,用于將所述閃存中存儲的數(shù)據(jù)讀出。
5.如權(quán)利要求4所述的閃存,其特征在于,所述讀取單元包括多個第一靈敏放大器, 多個第二靈敏放大器,以及多個對應(yīng)連接所述第一靈敏放大器和第二靈敏放大器的與門電路;其中,所述多個第一靈敏放大器,分別對應(yīng)連接第一存儲陣列的多條位線,通過感應(yīng)和放大各條位線上的信號變化得出第一存儲陣列中存儲的數(shù)據(jù);并將得出的第一存儲陣列中存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送至對應(yīng)連接與門電路的第一輸入端;所述多個第二靈敏放大器,分別對應(yīng)連接第二存儲陣列的多條位線,并通過感應(yīng)和放大各條位線上的信號變化得出第二存儲陣列中存儲的數(shù)據(jù);并將得出的第二存儲陣列中存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送至對應(yīng)連接與門電路的第二輸入端;所述多個與門電路,用于將接收到的第一輸入端和第二輸入端的數(shù)據(jù)進行與邏輯處理,并將處理結(jié)果輸出,以讀出所述閃存中存儲的數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求4所述的閃存,其特征在于,所述讀取單元包括位線調(diào)整單元、電流鏡單元、比較單元以及輸出單元;所述位線調(diào)整單元,連接第一存儲陣列與第二存儲陣列相對應(yīng)的位線節(jié)點,在對閃存進行讀取操作時,將第一存儲陣列與第二存儲陣列相對應(yīng)的位線上的電流之和輸出至數(shù)據(jù)線節(jié)點;所述電流鏡單元,連接所述數(shù)據(jù)線節(jié)點,用于對位線調(diào)整單元輸出的第一存儲陣列與第二存儲陣列相對應(yīng)的位線上的電流之和進行鏡像,獲得鏡像電流,并將所述鏡像電流輸出至數(shù)據(jù)節(jié)點;所述比較單元,連接所述數(shù)據(jù)節(jié)點,用于比較所述電流鏡單元輸出的鏡像電流與參考電流以得出比較結(jié)果,并將所述比較結(jié)果輸出至輸出單元;所述輸出單元,基于所述比較單元輸出的比較結(jié)果輸出對應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的閃存,其特征在于,所述參考電流包括第一存儲陣列的第一參考電流和第二存儲陣列的第二參考電流之和。
8.如權(quán)利要求6所述的閃存,其特征在于,所述電流鏡單元包括柵極相連的輸入MOS 管和鏡像MOS管,所述輸入MOS管和鏡像MOS管的源極連接電源;所述輸入MOS管的漏極與柵極連接,均連接至所述數(shù)據(jù)線節(jié)點,用于輸入第一存儲陣列與第二存儲陣列相對應(yīng)的位線上的電流之和;所述鏡像MOS管的漏極連接數(shù)據(jù)節(jié)點,用于輸出鏡像電流。
9.如權(quán)利要求6所述的閃存,其特征在于,所述位線調(diào)整單元包括可變增益放大器, 以及具有第一端、第二端和控制端的調(diào)整晶體管;所述可變增益放大器的輸入端連接所述位線節(jié)點,輸出端連接調(diào)整晶體管的控制端;調(diào)整晶體管的第一端連接所述數(shù)據(jù)線節(jié)點,第二端連接所述位線節(jié)點。
10.如權(quán)利要求1所述的閃存,其特征在于,所述閃存的類型為或非閃存。
11.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述閃存的數(shù)據(jù)更新方法,其特征在于,包括檢測待更新的數(shù)據(jù)對應(yīng)的扇區(qū),以確定所述待更新的數(shù)據(jù)被存儲的存儲陣列;將待更新的數(shù)據(jù)從其存儲的扇區(qū)中讀出,并存儲至緩沖單元;修改緩沖單元中的數(shù)據(jù);將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列的相應(yīng)扇區(qū)。
12.如權(quán)利要求11所述的閃存的數(shù)據(jù)更新方法,其特征在于,所述檢測待更新的數(shù)據(jù)對應(yīng)的扇區(qū),以確定所述待更新的數(shù)據(jù)被存儲的存儲陣列包括對待更新的數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一存儲陣列和第二存儲陣列的扇區(qū)進行讀取操作,當(dāng)檢測到存儲陣列中讀出的數(shù)據(jù)全部為 “1”時,則判定該存儲陣列未存儲所述待更新的數(shù)據(jù);反之,當(dāng)檢測到存儲陣列中讀出的數(shù)據(jù)包括“0”,則判定所述待更新的數(shù)據(jù)存儲于該存儲陣列。
13.如權(quán)利要求11所述的閃存的數(shù)據(jù)更新方法,其特征在于,還包括在將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列的相應(yīng)扇區(qū)的同時,擦除原數(shù)據(jù)存儲陣列中對應(yīng)的扇區(qū)。
14.如權(quán)利要求11所述的閃存的數(shù)據(jù)更新方法,其特征在于,還包括在將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列的相應(yīng)扇區(qū)之后,擦除原數(shù)據(jù)存儲陣列中對應(yīng)的扇區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種閃存及其數(shù)據(jù)更新方法。所述閃存包括第一存儲陣列、第二存儲陣列和緩沖單元,所述第一存儲陣列和第二存儲陣列的結(jié)構(gòu)相同,且包含多個相對應(yīng)的扇區(qū);其中,在對其中一個存儲陣列的某一個扇區(qū)進行數(shù)據(jù)更新時,另一個存儲陣列中相對應(yīng)的扇區(qū)作為寫入備份單元;所述緩沖單元,用于在數(shù)據(jù)更新時,存儲從其中一個存儲陣列中讀出的數(shù)據(jù),并將修改后的數(shù)據(jù)寫入另一個存儲陣列中相對應(yīng)的扇區(qū)。本發(fā)明提供的閃存及其數(shù)據(jù)更新方法能有效地縮短對閃存中的數(shù)據(jù)進行更新時的時間,并有效地提高閃存的可靠性。
文檔編號G06F12/02GK102393835SQ201110379669
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者孔蔚然, 楊光軍, 肖軍 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
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