專(zhuān)利名稱(chēng)：低電力應(yīng)用中擦除儲(chǔ)存于非易失性存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
低電力應(yīng)用中擦除儲(chǔ)存于非易失性存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考本申請(qǐng)要求2011年3月8日提出的、名稱(chēng)為“低電力應(yīng)用中使用的非易失性存儲(chǔ)器”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案第61/450，516的優(yōu)先權(quán)，該案的全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本申請(qǐng)中。
背景技術(shù)：
非易失性存儲(chǔ)器(NVM)為許多應(yīng)用，諸如個(gè)人音樂(lè)裝置設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)和電腦硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，提供了靈活和低成本的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。這些存儲(chǔ)器中的許多存儲(chǔ)器在領(lǐng)域中既是可寫(xiě)的又是可擦除的，以允許數(shù)據(jù)在后期制作中被改變。
這些存儲(chǔ)器的寫(xiě)入和擦除通常具有不同的電流設(shè)定檔(current profiles),在電流設(shè)定檔下，一操作需要的電流基本上大于其他操作需要的電流。此外，兩個(gè)操作中的一個(gè)操作通常比另一個(gè)操作基本上需要較長(zhǎng)的時(shí)間。如示范例，來(lái)自德州儀器(TexasInstruments)的MSP430F543XA微控制器包括192kB的配置成頁(yè)的快閃存儲(chǔ)器。根據(jù)MSP430F543XA數(shù)據(jù)表(SLAS655B-2010年I月-2010年10月修訂)，擦除512B的頁(yè)需要I. 8V下高達(dá)2mA電流，耗時(shí)32ms，總共需要約115. 2uJ的能量。然而，寫(xiě)入存儲(chǔ)器的一字節(jié)可用很小的能量完成1. 8V下5mA，耗時(shí)85us，總共需要O. 77uJ的能量。一般地，在NVM中存儲(chǔ)新值需要寫(xiě)入和擦除兩操作；因而，改變所述值所需的最小能量由寫(xiě)入能量或擦除能量中的任一較大者設(shè)定。在可用能量受限的應(yīng)用(例如，殘骸電源(scavenged power supply))中，使用現(xiàn)有技術(shù)通常不可能同時(shí)滿足寫(xiě)入和擦除能量需求。


在下面的詳細(xì)說(shuō)明和附圖中揭示本發(fā)明的各種實(shí)施例。圖I示出了具有非易失性存儲(chǔ)器的系統(tǒng)的一實(shí)施例的框圖。圖2示出了部分快閃擦除操作的一實(shí)施例的時(shí)序圖。圖3示出了用于控制遠(yuǎn)程光的系統(tǒng)的一實(shí)施例的框圖。圖4示出了非易失性存儲(chǔ)器配置的一實(shí)施例的框圖。圖5示出了寫(xiě)入非易失性存儲(chǔ)器的過(guò)程的流程圖。圖6示出了保留一次性使用的數(shù)(NONCE)于非易失性存儲(chǔ)器中的過(guò)程的流程7示出了在快閃擦除操作期間信號(hào)的相對(duì)時(shí)序的時(shí)序圖。圖8是示范性存儲(chǔ)器晶體管的截面圖，所述示范性存儲(chǔ)器晶體管可用作非易失性存儲(chǔ)器的一部分。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明能以許多方式實(shí)施,包括作為過(guò)程、設(shè)備、系統(tǒng)、組成物(composition ofmatter)、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)諸如計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在所述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中程序指令通過(guò)光纖或通信鏈路發(fā)送。在本說(shuō)明書(shū)中，這些實(shí)施方式或本發(fā)明可采取的任何其他形式可被稱(chēng)為技術(shù)。諸如處理器或存儲(chǔ)器的被描述為配置成執(zhí)行任務(wù)的組件，包括臨時(shí)配置成在給定時(shí)間執(zhí)行任務(wù)的通用組件，或被制成用以執(zhí)行任務(wù)的特定組件。被描述為具有配置處理器執(zhí)行功能的程序設(shè)計(jì)的處理器，包括配置成基于存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)(諸如非過(guò)渡介質(zhì)(non-transitory medium))上的機(jī)器可讀指令而執(zhí)行功能的處理器，以及存儲(chǔ)指令于有限狀態(tài)機(jī)(FSM)中的處理器。一般地，在本發(fā)明范圍內(nèi)可改變所揭示過(guò)程的步驟順序。下面隨圖示本發(fā)明原理的附圖提供對(duì)本發(fā)明一或多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明結(jié)合這些實(shí)施例描述，但本發(fā)明不限于任何實(shí)施例。本發(fā)明的范圍僅受權(quán)利要求限制，且本發(fā)明包含許多替換方式、修改和等效方式。為了提供對(duì)本發(fā)明的徹底理解，在下面的說(shuō)明中提出許多特定細(xì)節(jié)。提供這些細(xì)節(jié)是為了示范目的，且本發(fā)明可在沒(méi)有一些或所有這些特定細(xì)節(jié)的情況下根據(jù)權(quán)利要求實(shí)施。為了清楚的目的，在技術(shù)領(lǐng)域中涉及本發(fā)明的已知技術(shù)材料未作詳細(xì)描述，以使本發(fā)明不被不必要的模糊。·
揭示了改變非易失性存儲(chǔ)器中的值。在一些實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器是由殘骸電源、另一類(lèi)型的受限電源或類(lèi)似電源供電的較大系統(tǒng)的一部分。在一些實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器是包括用于傳達(dá)信息至遠(yuǎn)程位置的收音機(jī)(radio)的系統(tǒng)的一部分。圖I是示出了具有非易失性存儲(chǔ)器的系統(tǒng)的一實(shí)施例的框圖。在所示范例中，系統(tǒng)100包括非易失性存儲(chǔ)器110、收音機(jī)102、處理器104和能量源106。收音機(jī)102連接至天線103,天線103在各實(shí)施例中包含偶極天線(dipole antenna)、芯片天線(chipantenna)、通過(guò)對(duì)印刷電路板上的走線圖樣化制成的天線或任何其他適合發(fā)射或接收電磁波的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器110包含NAND快閃存儲(chǔ)器、NOR快閃存儲(chǔ)器或基于電荷捕獲的存儲(chǔ)器(例如，基于硅氧化氮氧化硅(SONOS)的快閃存儲(chǔ)器)。在各種實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器110包括電氣可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)、鐵電RAM(FRAM)、相位改變存儲(chǔ)器(PRAM)或任何其他適合的非易失性存儲(chǔ)器。收音機(jī)102包括用于發(fā)射系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)至遠(yuǎn)程位置的收音機(jī)122的發(fā)射機(jī)。收音機(jī)122耦合至天線123。在各實(shí)施例中，收音機(jī)102也包括接收來(lái)自收音機(jī)122的數(shù)據(jù)的接收機(jī)。在各種實(shí)施例中，收音機(jī)122發(fā)送已接收來(lái)自收音機(jī)102的封包的確認(rèn)、諸如在進(jìn)一步通信中使用的信道標(biāo)識(shí)的配置數(shù)據(jù)、設(shè)置數(shù)據(jù)(provisioning data)或任何其他適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，收音機(jī)102根據(jù)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)標(biāo)準(zhǔn)802. 15.4(2003)或IEEE 802. 15.4(2006)建立的技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)包。在各種實(shí)施例中，收音機(jī)102使用以下中任意一個(gè)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)包各種IEEE 802. 11協(xié)議、超寬頻通信(UWB)、藍(lán)牙、藍(lán)牙低能量、使用頻率、振幅和相位調(diào)制或它們的組合的專(zhuān)屬協(xié)議或任何其他適合的無(wú)線電通信方法。在一些實(shí)施例中，在無(wú)線電發(fā)射機(jī)的基準(zhǔn)振蕩器中使用石英晶體，以確保收音機(jī)在期望的信道中心頻率發(fā)射或接收。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100用作燈開(kāi)關(guān)，發(fā)射數(shù)據(jù)包至遠(yuǎn)程位置，以指示燈應(yīng)被開(kāi)啟、被關(guān)閉或亮度應(yīng)調(diào)整。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100用作紫蜂草案標(biāo)準(zhǔn)(ZigBee DraftStandard):草案紫峰綠色電力規(guī)范(ZigBee Green Power Specification)(紫蜂文件號(hào)095499)規(guī)定的系統(tǒng)的一部分。
在一些實(shí)施例中，能量源106包含輸出電能的能量收集機(jī)108。可選的，能量源106可包括諸如電池、電容器或類(lèi)似物的能量存儲(chǔ)單元，所述能量存儲(chǔ)單元可存儲(chǔ)能量收集機(jī)108收集的能量。能量收集機(jī)108通過(guò)換能器從外部源獲取其能量。換能器是將一種類(lèi)型的能量轉(zhuǎn)換成另一種類(lèi)型的能量的裝置。所述轉(zhuǎn)換可以是在電氣的、機(jī)械的、磁的、光子的、光伏的、或任何其他形式的能量之間。在一些實(shí)施例中，能量收集機(jī)108通過(guò)改變耦合至線圈的磁場(chǎng)(例如，電動(dòng)能量轉(zhuǎn)換器可從恩諾迅(EnOcean)ECO 100運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器中找出)從機(jī)械能(例如，按按鈕、開(kāi)閉開(kāi)關(guān)或旋轉(zhuǎn)刻度盤(pán))獲取其能量。在一些實(shí)施例中，能量收集機(jī)108通過(guò)壓電換能元件(例如，諸如PZT或石英晶體的壓電陶瓷)從機(jī)械能獲取其能量。在一些實(shí)施例中，使用磁鐵接近線圈將震蕩能量(例如，來(lái)自電動(dòng)機(jī)的失衡)轉(zhuǎn)換成電能，所述震蕩能量引起磁鐵和線圈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，熱能通過(guò)帕爾帖(Peltier)裝置(例如，恩諾迅(EnOcean)的ECT 310熱轉(zhuǎn)換器)或使用塞貝克(Seebeck)效應(yīng)的裝置(諸如，熱電偶)被轉(zhuǎn)換成電能。在各種實(shí)施例中，能量收集機(jī)108從風(fēng)能、鹽度梯度(salinitygradients)、動(dòng)能、電容換能器、磁換能器、壓電換能器、熱電換能器、光伏換能器、射頻換能器(例如，耦合至整流器的天線，和用來(lái)將天線或線圈的入射RF能量轉(zhuǎn)換成集成電路可使 用的電能的電容器)、電化換能器、或任何其他適合的換能器。在一些實(shí)施例中，電容器或電化電池耦合至換能器以存儲(chǔ)供后面使用的能量。在一些實(shí)施例中，能量源106包含能量收集機(jī)，所述能量收集機(jī)通過(guò)將能量從4-20mA電流回路中移除來(lái)獲取其能量。雖然4-20mA電流回路可認(rèn)為是線路供電的，但在通信完整性受不利影響之前，僅可從回路中的任意點(diǎn)提取一定量的能量。在一些實(shí)施例中，處理器104通過(guò)連接三分離組件的印刷電路板而耦合至非易失性存儲(chǔ)器Iio且耦合至收音機(jī)102。在一些實(shí)施例中，處理器104、收音機(jī)(radio) 102和非易失性存儲(chǔ)器110中的一或多個(gè)集成于單件硅上，以提供較低的功率消耗和較小的系統(tǒng)尺寸。在一些實(shí)施例中，處理器、收音機(jī)和非易失性存儲(chǔ)器中的一或多個(gè)利用諸如系統(tǒng)級(jí)封裝(SIP)的封裝技術(shù)或借助于低溫共燒陶瓷技術(shù)(LTCC)封裝到一起。在一些實(shí)施例中，結(jié)合作為諸如RFC2617的安全協(xié)議的一部分，非易失性存儲(chǔ)器用來(lái)加密存儲(chǔ)或保留一次性使用的數(shù)(NONCE)。NONCE用于防止重復(fù)攻擊。在一些實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器用來(lái)結(jié)合加密來(lái)保留N0NCE，其中加密作為諸如在紫峰綠色電力規(guī)范(紫蜂文件號(hào)095499) A. I. 5. 4. I構(gòu)建AESN0NCE中描述的安全協(xié)議的一部分。安全協(xié)議在防止未經(jīng)授權(quán)的用戶進(jìn)行通信或竊聽(tīng)通信上是有用的。保留有效的NONCE依賴于先前NONCE知識(shí)，因而依賴于存儲(chǔ)先前NONCE值于存儲(chǔ)器中。非易失性存儲(chǔ)器剛好特別適用于系統(tǒng)電力間歇情況下的NONCE存儲(chǔ)。在一些實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器110是快閃存儲(chǔ)器。快閃存儲(chǔ)器使用熱電子注入來(lái)寫(xiě)入且通過(guò)注入電子至記憶存儲(chǔ)單元(memory storage cell)(諸如，晶體管)的電荷存儲(chǔ)層(例如，浮置柵極)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。圖8顯示可用作非易失性存儲(chǔ)器的一部分的示范記憶存儲(chǔ)晶體管800的截面視圖。記憶存儲(chǔ)晶體管(memory storage transistor) 800可形成于半導(dǎo)體基板809中，且可分別包括形成于基板809內(nèi)的源極和漏極區(qū)域805和807。電荷存儲(chǔ)層803 (諸如，浮置柵極)形成于半導(dǎo)體基板809的、在將源極和漏極區(qū)域分隔開(kāi)的區(qū)域之上的表面上。控制柵極801形成于電荷存儲(chǔ)層803之上。在一些實(shí)施例中，電荷存儲(chǔ)層803是與控制柵極801電氣隔離的浮置柵極，而在其他范例中，電荷存儲(chǔ)層803是電荷講(charge trap),所述電荷講由與控制柵極801接觸或緊密接近的絕緣層(諸如,氮化娃)形成。在一實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器的字線(word line)電氣稱(chēng)合至控制柵極801,而非易失性存儲(chǔ)器的源線和位線分別耦合至源極和漏極區(qū)域。在快閃存儲(chǔ)器的范例中，數(shù)據(jù)通過(guò)在晶體管的控制柵極801和漏極807之間施加大的電壓差以引起量子隧道、由此從電荷存儲(chǔ)層803移除電荷(例如，電子)而擦除。一般地，擦除快閃存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)位置(存儲(chǔ)器頁(yè))需要在控制柵極801和漏極807之間施加預(yù)定時(shí)間量的大的電壓差。預(yù)定時(shí)間量可由快閃存儲(chǔ)器的制造商或供應(yīng)商規(guī)定，且可對(duì)應(yīng)于擦除操作的最小持續(xù)時(shí)間以確保存儲(chǔ)位置被可靠擦除。快閃存儲(chǔ)器被組織成存儲(chǔ)頁(yè)或區(qū)塊，頁(yè)的大小是體系結(jié)構(gòu)特定的，且通常范圍在128字節(jié)與4096字節(jié)之間，但可遇到比這些值更大或更小的大小。快閃存儲(chǔ)器能以與I位一樣小的數(shù)據(jù)量寫(xiě)入；然而快閃存儲(chǔ)器通常通過(guò)擦除整頁(yè)來(lái)擦除。擦除快閃頁(yè)通常設(shè)定所有位為I (例如，通過(guò)移除存儲(chǔ)于記憶存儲(chǔ)晶體管的電荷存儲(chǔ)層上的所有或大體上所有電荷)，且寫(xiě)入快閃位設(shè)定為0(例如，通過(guò)使電荷存儲(chǔ)于記憶存儲(chǔ)晶體管的電荷存儲(chǔ)層上，以使存儲(chǔ)于電荷存儲(chǔ)層上的電荷超過(guò)電荷閾值)。如果一位已被編程為O (或其他適當(dāng)?shù)倪壿?狀態(tài))，則整頁(yè)可需要擦除以重新設(shè)定該位為I (或其他適當(dāng)?shù)倪壿嫚顟B(tài))。在一些實(shí)施例中，擦除快閃頁(yè)設(shè)定所有位為0，而寫(xiě)入快閃位設(shè)定位為I。在一些實(shí)施例中，基于電荷存儲(chǔ)層的電壓幅值或電位和/或基于流經(jīng)記憶存儲(chǔ)晶體管的電流的電流強(qiáng)度來(lái)測(cè)量電荷的閾值(或確定存儲(chǔ)器單元的邏輯狀態(tài)的其他閾值)。雖然寫(xiě)入快閃位消耗少量能量，但擦除整頁(yè)消耗大量能量。例如，擦除特定快閃存儲(chǔ)器的2kB快閃頁(yè)可需要3. 6V下6. 5mA電流20ms或468uJ;寫(xiě)入32位字可需要1.8V下IOmA 20us或0.36uJ。在許多應(yīng)用中，擦除操作所需的大量能量不可用。在一些實(shí)施例中，存在足夠的能量來(lái)執(zhí)行頁(yè)擦除操作，但這樣做會(huì)使留下執(zhí)行額外期望任務(wù)(諸如與遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)通信、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)于存儲(chǔ)器中等)的能量不夠。在一些實(shí)施例中，可用來(lái)執(zhí)行快閃擦除的能量數(shù)量少于需要執(zhí)行擦除操作的能量。圖2是示出了兩不同的快閃擦除操作的實(shí)施例的時(shí)序圖上面的圖顯示完全快閃擦除操作200，而下面的圖顯示部分快閃擦除操作202。在所示范例中，完全快閃擦除操作200具有等于220的時(shí)長(zhǎng)，結(jié)果造成快閃存儲(chǔ)器的一頁(yè)在具有時(shí)長(zhǎng)220的時(shí)段結(jié)束時(shí)完全擦除?？扉W擦除操作200可分成多個(gè)部分擦除操作202 ;部分擦除操作202被多個(gè)間隔204隔開(kāi)，使得后續(xù)部分擦除操作202彼此之間間隔間隔204，因而對(duì)應(yīng)于非鄰接(和非重疊)的時(shí)段。在部分擦除操作202中，快閃存儲(chǔ)器置于擦除模式中一時(shí)段，該時(shí)段具有時(shí)長(zhǎng)206的時(shí)長(zhǎng)。相比于快閃擦除操作200，快閃處于擦除模式的時(shí)間量被減小，使得時(shí)長(zhǎng)206小于時(shí)長(zhǎng)220。在部分擦除期間，通過(guò)從存儲(chǔ)器單元移除電荷(例如，電子)，量子隧道在具有時(shí)長(zhǎng)206的每一時(shí)段開(kāi)始擦除快閃存儲(chǔ)器單元，但是每一部分擦除操作并不完全地擦除數(shù)據(jù)(即，一些電荷，不必要是所有電荷從存儲(chǔ)器單元移除)。重復(fù)多個(gè)周期的部分擦除可提供足夠的累積時(shí)間供量子隧道通過(guò)移除足量電荷而完全擦除存儲(chǔ)器單元，以確保存儲(chǔ)器單元可靠停留在擦除狀態(tài)，所述累積時(shí)間測(cè)量為執(zhí)行部分擦除操作的時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)206的總和。完全快閃擦除200操作一般通過(guò)在時(shí)長(zhǎng)220期間在存儲(chǔ)器單元的控制柵極和漏極之間同時(shí)的施加第一電壓或第一電流而執(zhí)行。第一電壓可具有第一電壓幅值，及第一電流可具有第一電流強(qiáng)度。部分快閃擦除操作220 —般通過(guò)在一系列的多個(gè)時(shí)長(zhǎng)206期間，在存儲(chǔ)器單元的控制柵極和漏極間施加第二電壓或第二電流而執(zhí)行。在一些范例中，第二電壓具有與第一電壓相同的幅值，或第二電流具有與完全快閃擦除操作200中使用的第一電流強(qiáng)度相同的電流強(qiáng)度。然而，在其他范例中，第二電壓可具有比第一電壓更大或更小的幅值，及第二電流可具有比第一電流更大或更小的電流強(qiáng)度。一般地，第二電壓的幅值在作為部分快閃擦除操作202的一部分的所有時(shí)長(zhǎng)206內(nèi)都是相同的，及第二電流的強(qiáng)度在為部分快閃擦除操作202的一部分的所有時(shí)長(zhǎng)206都是相同的。然而,在一些實(shí)施例中，第二電壓的幅值和/或第二電流的強(qiáng)度在部分快閃擦除操作202的不同時(shí)長(zhǎng)206間是可變化的。在一些實(shí)施例中，當(dāng)按下燈開(kāi)關(guān)時(shí)，進(jìn)行部分擦除操作，由此激活能量收集機(jī)；間隔204可表示燈開(kāi)關(guān)按壓的時(shí)間。在一些實(shí)施例中，當(dāng)光伏能量收集機(jī)接收到足夠的外界光以給部分擦除操作供電時(shí)，進(jìn)行部分擦除操作；間隔204可表示曝光時(shí)間。在其他實(shí)施例中，當(dāng)光能量收集機(jī)的電容器中存儲(chǔ)有足夠的能量(或電荷)以給部分擦除操作供電時(shí)，進(jìn)行部分擦除操作；間隔204可表示充電時(shí)間間隔，電容器在此充電時(shí)間間隔內(nèi)積累能量。通過(guò)將快閃擦除操作分解成多個(gè)部分擦除操作202，一旦已執(zhí)行且完成預(yù)定數(shù)目的部分擦除操作(或可選的，一旦已執(zhí)行且完成擦除操作的總預(yù)定時(shí)長(zhǎng))，快閃可被可靠地擦除。由于每一部分擦除操作具有比完全快閃擦除操作的時(shí)長(zhǎng)220較短的時(shí)長(zhǎng)206，執(zhí)行每 一部分擦除所需的能量數(shù)量小于執(zhí)行完全快閃擦除操作所需的能量數(shù)量。在一些實(shí)施例中，作為NONCE認(rèn)證的一部分，快閃存儲(chǔ)器可用作存儲(chǔ)數(shù)的緩沖器?？扉W存儲(chǔ)器一般具有固定的大小，使得預(yù)定數(shù)目的最近NONCE值被存儲(chǔ)于緩沖器中。存儲(chǔ)較舊的NONCE值的緩沖器的一部分(超過(guò)預(yù)定數(shù)量)可被擦除以建立新的NONCE值的存儲(chǔ)空間。在范例中，快閃存儲(chǔ)器可包括至少兩個(gè)存儲(chǔ)器頁(yè)，每一頁(yè)包括預(yù)定數(shù)目的存儲(chǔ)位置(例如，存儲(chǔ)器字)?？扉W存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)新的NONCE值于第一存儲(chǔ)頁(yè)中，而存儲(chǔ)舊的NONCE值的第二存儲(chǔ)頁(yè)被擦除。第一存儲(chǔ)頁(yè)可通過(guò)若干存儲(chǔ)器寫(xiě)入操作或周期而填充，而第二存儲(chǔ)頁(yè)可通過(guò)若干部分擦除操作或周期而擦除。為了使第二存儲(chǔ)頁(yè)在與填充第一存儲(chǔ)頁(yè)所需周期數(shù)目相同的周期數(shù)目?jī)?nèi)被完全擦除，完全擦除第二頁(yè)所需的部分擦除操作的數(shù)目可需要等于(或小于)填充第一存儲(chǔ)頁(yè)的周期數(shù)目。在一些實(shí)施例中，完全擦除快閃存儲(chǔ)器的一頁(yè)所需的部分擦除周期數(shù)目N小于或等于按字P計(jì)的頁(yè)的大小，所述頁(yè)的大小由在每一供電周期寫(xiě)入的字?jǐn)?shù)M劃分。在一些實(shí)施例中，第一和第二快閃頁(yè)被分配用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)寫(xiě)入第一頁(yè)且第二頁(yè)通過(guò)多個(gè)部分擦除周期被擦除。在一些實(shí)施例中，每次在第一頁(yè)被寫(xiě)入時(shí)在第二頁(yè)上執(zhí)行部分擦除周期，直至第一頁(yè)寫(xiě)滿，此時(shí)第二頁(yè)完全擦除。接著，第二頁(yè)被寫(xiě)入且第一頁(yè)通過(guò)多個(gè)快閃擦除周期被擦除，直至第二頁(yè)寫(xiě)滿。一般地，計(jì)數(shù)器可用來(lái)追蹤第二頁(yè)已經(jīng)過(guò)的部分擦除周期數(shù)目(和/或第二頁(yè)已經(jīng)過(guò)的部分擦除操作的總時(shí)長(zhǎng))，以便確定第二頁(yè)是否已經(jīng)歷了完全擦除存儲(chǔ)于其上的數(shù)據(jù)所需的預(yù)定數(shù)目的部分擦除周期(或完全擦除存儲(chǔ)于其上的數(shù)據(jù)所需的部分擦除操作的預(yù)定總時(shí)長(zhǎng))。然而，如果完全擦除存儲(chǔ)于第二頁(yè)中的數(shù)據(jù)所需的部分擦除周期數(shù)目等于用于填充第一存儲(chǔ)頁(yè)的寫(xiě)入周期數(shù)目，且如果對(duì)于在第一頁(yè)上執(zhí)行的每個(gè)寫(xiě)入周期在第二頁(yè)上執(zhí)行部分擦除周期，則不需要計(jì)數(shù)器。取而代之的是，當(dāng)存儲(chǔ)器的第一頁(yè)寫(xiě)滿時(shí)，第二頁(yè)可被隱含地確定為已經(jīng)經(jīng)歷預(yù)定數(shù)目的部分擦除周期。在一些實(shí)施例中，擦除非易失性存儲(chǔ)器依賴于電荷泵的啟動(dòng)以獲得比芯片可用最大正常電壓更大的電壓。由于電荷泵通常會(huì)花一些時(shí)間來(lái)到達(dá)期望電壓，擦除存儲(chǔ)頁(yè)所需的部分擦除時(shí)長(zhǎng)206的總和可能需要比為了立即擦除存儲(chǔ)頁(yè)而執(zhí)行的快閃擦除操作的時(shí)長(zhǎng)220更長(zhǎng)。

需要適當(dāng)擦除快閃存儲(chǔ)器以確保存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)仍有效和可靠。快閃存儲(chǔ)器單元的不充分擦除可造成存儲(chǔ)器損壞。過(guò)度的擦除可損壞快閃存儲(chǔ)器或造成可允許的寫(xiě)入/擦除周期數(shù)目減少。在一些實(shí)施例中，快閃存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)具有最小和最大擦除時(shí)間的規(guī)格。在一些實(shí)施例中，快閃存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)具有典型擦除時(shí)間的規(guī)格。在一些實(shí)施例中，部分擦除操作的時(shí)長(zhǎng)連同設(shè)計(jì)規(guī)格被用來(lái)計(jì)算適當(dāng)操作和擦除快閃存儲(chǔ)器的頁(yè)(或其他部分)所需的部分擦除周期的數(shù)目。電荷泵的開(kāi)啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間以及在擦除操作中涉及的其他電路組件也可被包括在總的部分擦除時(shí)長(zhǎng)(即，對(duì)應(yīng)于部分擦除時(shí)長(zhǎng)206的總和的總時(shí)長(zhǎng))和/或完全擦除快閃存儲(chǔ)器的頁(yè)所需的部分擦除周期的數(shù)目的計(jì)算中。在一些實(shí)施例中，部分擦除操作202是固定時(shí)長(zhǎng)206，使得在部分擦除操作202中的所有部分擦除時(shí)長(zhǎng)206具有相同的固定時(shí)長(zhǎng)。在一些實(shí)施例中，部分擦除操作是變化的時(shí)長(zhǎng)，使得在部分擦除操作202中的不同部分擦除時(shí)長(zhǎng)206具有不同的時(shí)長(zhǎng)。在能量收集機(jī)(energy harvester)輸出的能量數(shù)量可變化的應(yīng)用中，部分擦除操作具有變化的時(shí)長(zhǎng)是有用的。在一實(shí)施例中，能量收集機(jī)具有公知尺寸的電容器存儲(chǔ)元件，所述電容器存儲(chǔ)元件耦合至能量收集機(jī)輸出。具有基準(zhǔn)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)用來(lái)使用電壓分割器測(cè)量電源電壓(例如，能量收集機(jī)的電容器存儲(chǔ)元件兩端的電壓)，所述電壓分割器的端部耦合至電源和地，所述電壓分割器的中間部耦合至ADC輸入?？捎媚芰康臄?shù)量可通過(guò)1/2*CV2確定，其中C是電容器存儲(chǔ)元件的電容，及V是ADC測(cè)量的電源電壓。在所存儲(chǔ)的能量數(shù)量較大的情況下，可分配給部分擦除操作較長(zhǎng)的時(shí)長(zhǎng)206。如果電容器或能量收集機(jī)中存儲(chǔ)的、提供擦除操作的能量不足，擦除時(shí)長(zhǎng)206可減少或甚至消除。當(dāng)使用可變擦除時(shí)間時(shí)，在每一部分擦除操作期間執(zhí)行的部分擦除時(shí)間的數(shù)量可寫(xiě)入至非易失性存儲(chǔ)器。一旦總的累積部分擦除時(shí)間(依據(jù)非易失性存儲(chǔ)器中的寫(xiě)入)足夠，存儲(chǔ)器視為擦除。圖3示出了用于控制遠(yuǎn)程燈的系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖。在所示出的例子中，系統(tǒng)300作為紫峰(ZigBee)綠色電力設(shè)備使用。系統(tǒng)300包括處理器304、非易失性存儲(chǔ)器310、無(wú)線電(radio)收發(fā)器302和能量收集機(jī)308。能量收集機(jī)308在按鈕320按下時(shí)使用電動(dòng)能量轉(zhuǎn)換來(lái)提供能量脈沖。該能量來(lái)源于施加在按鈕320上的機(jī)械力。在按鈕320按下時(shí)，處理器被初始化，讀取非易失性存儲(chǔ)器以確定一 N0NCE，并經(jīng)由收發(fā)器302通過(guò)電磁波傳輸使用該NONCE編碼的數(shù)據(jù)包到達(dá)遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)322。此時(shí)，NONCE被增大并被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器。通過(guò)控制器332控制燈330的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)322，接收來(lái)自收發(fā)器302的數(shù)據(jù)包。在多個(gè)實(shí)施例中，控制器332調(diào)節(jié)到燈330的線路功率的流量來(lái)調(diào)整亮度；控制器332轉(zhuǎn)換到燈330的線路功率的開(kāi)或關(guān)。圖4示出了非易失性存儲(chǔ)器配置的實(shí)施例的框圖。在示出的例子中，非易失性儲(chǔ)存器(該非易失性儲(chǔ)存器對(duì)應(yīng)于圖3中的非易失性存儲(chǔ)器310)包括三個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)如圖4所示的410A、410B和410C ;頁(yè)410A、410B、410C構(gòu)成循環(huán)(circular)緩沖器。如圖4所示，每個(gè)頁(yè)被分解為6432-字節(jié)的區(qū)域420。每個(gè)32-字節(jié)區(qū)域420包括NONCE值422 ;靜態(tài)安全密鑰424 ;屬性字段426 ;網(wǎng)絡(luò)ID 428 (例如個(gè)人局域網(wǎng)ID);循環(huán)冗余驗(yàn)證(CRC) 430 ;數(shù)據(jù)序列號(hào)(DSN)字段432，此處該DSN字段用來(lái)過(guò)濾重復(fù)的數(shù)據(jù)包；和標(biāo)記字段434。在多個(gè)實(shí)施例中，某些上述字段并不是區(qū)域420的部分，區(qū)域420包括另外的參數(shù)，區(qū)域420在大小上大于32字節(jié)，區(qū)域420在大小上小于32字節(jié)。在按下按鈕時(shí)，頁(yè)410A、410B、410C中的一個(gè)的一個(gè)區(qū)域420被寫(xiě)入，并且在頁(yè)410A、410B、410C中的另一個(gè)上執(zhí)行部分擦除。在任何給定時(shí)間，頁(yè)410A、410B、410C中的一個(gè)頁(yè)被寫(xiě)入，一個(gè)頁(yè)正在被擦除，并且一個(gè)之前被擦除過(guò)的頁(yè)是“清空的”并準(zhǔn)備被寫(xiě)入。在本實(shí)施例中，該部分擦除的時(shí)長(zhǎng)設(shè)定為等于總的快閃(flash)擦除時(shí)間20ms的1/64的常數(shù)值312. 5us。在本實(shí)施例中，每頁(yè)需要64次部分擦除循環(huán)以被擦除，并且每次按下按鈕導(dǎo)致快閃存儲(chǔ)器中32字節(jié)的區(qū)域的寫(xiě)入，使得每次一個(gè)頁(yè)被寫(xiě)滿時(shí)，快閃存儲(chǔ)器中的一個(gè)新頁(yè)被擦除。部分快閃擦除被應(yīng)用到一個(gè)正確(proper)的頁(yè)，直到當(dāng)前被寫(xiě)入的頁(yè)寫(xiě)滿為止，因而確保在正在擦除的頁(yè)上執(zhí)行正確數(shù)量的部分快閃擦除循環(huán)。通過(guò)結(jié)合諸如數(shù)據(jù)寬度和頁(yè)的大小的因素選擇部分擦除歷，當(dāng)目前正在被寫(xiě)入的頁(yè)被寫(xiě)滿時(shí)，擦除狀態(tài)可以隱含(implicitly)的確定為完成。通過(guò)開(kāi)始快閃擦除操作、開(kāi)啟計(jì)時(shí)器(例如對(duì)應(yīng)于時(shí)長(zhǎng)206)、及在計(jì)時(shí)器期滿時(shí)停止快閃擦除操作來(lái)執(zhí)行每次的部分擦除。在一些實(shí)施例中，計(jì)時(shí)器是處理器302的部分并且控制由處理器302執(zhí)行。在應(yīng)用電能時(shí)，處理器在頁(yè)410A、410B、410C中確定哪個(gè)快閃頁(yè)被寫(xiě)入、哪個(gè)快閃 頁(yè)被擦除、哪個(gè)快閃頁(yè)被清空。在一些實(shí)施例中，使用從頁(yè)的起始偏移已知距離的標(biāo)簽(或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的其他標(biāo)志)來(lái)快速的確定(identify)哪個(gè)頁(yè)被寫(xiě)入、哪個(gè)頁(yè)被擦除、哪個(gè)頁(yè)被清空。根據(jù)需要對(duì)部分快閃擦除的時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整以確保在使用標(biāo)簽時(shí)存儲(chǔ)器能夠被正確的擦除。在一些實(shí)施例中，頁(yè)的第一位預(yù)留做為標(biāo)簽標(biāo)記物并在該頁(yè)是正在被寫(xiě)入的頁(yè)時(shí)被設(shè)置(被寫(xiě)入O)。圖5是示出了寫(xiě)入到非易失性存儲(chǔ)器的過(guò)程的流程圖。在示出的例子中，在502中，讀取每頁(yè)的第一位。在504中，確定應(yīng)被寫(xiě)入的頁(yè)和應(yīng)被擦除的頁(yè)。如果所有三個(gè)位都被擦除，則在頁(yè)A中標(biāo)簽被設(shè)置為0，并且數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到頁(yè)A而部分擦除應(yīng)用到頁(yè)C。如果在頁(yè)A中標(biāo)簽被設(shè)置為O且在頁(yè)B中標(biāo)簽被擦除，則數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到頁(yè)A且部分擦除應(yīng)用到頁(yè)C。如果在頁(yè)B中標(biāo)簽被設(shè)置為O且在頁(yè)C中標(biāo)簽被擦除，則數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到頁(yè)B且部分擦除應(yīng)用到頁(yè)A。如果在頁(yè)C中標(biāo)簽被設(shè)置為O且在頁(yè)A中標(biāo)簽被擦除，則數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到頁(yè)C且部分擦除應(yīng)用到頁(yè)B。在正確的頁(yè)被選出用于寫(xiě)入后，通過(guò)搜索選出頁(yè)找到最后寫(xiě)入的字，在選出的頁(yè)上確定數(shù)據(jù)被寫(xiě)入的位置，如步驟506中示出的。在多個(gè)實(shí)施例中，使用順序檢索或?qū)Π霗z索(binary search)在選出頁(yè)上找到下一個(gè)可用的空閑空間。在步驟508中，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到適當(dāng)?shù)奈恢?。在步驟510中，確定頁(yè)是否寫(xiě)滿。如果頁(yè)寫(xiě)滿(例如，由于該頁(yè)的最后一個(gè)字剛剛被寫(xiě)入)，那么在步驟512中，下一頁(yè)的標(biāo)簽被設(shè)置以使下一次的數(shù)據(jù)被寫(xiě)入，處理器可以基于標(biāo)簽確定將被寫(xiě)入的新頁(yè)，就此避免不必要的搜索整個(gè)頁(yè)以找到可用的空閑存儲(chǔ)空間。在一些實(shí)施例中，快閃從不被擦除,而NONCE通過(guò)溫度計(jì)碼(thermometer code)保存。使用溫度計(jì)碼允許處理器基于在非易失性存儲(chǔ)器中寫(xiě)入的最后一個(gè)位的地址/位置確定NONCE值。特別的，每當(dāng)使用NONCE傳輸數(shù)據(jù)包或消息時(shí)，在非易失性存儲(chǔ)器中的位按照地址/位置順序(order)被寫(xiě)入。因此，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)數(shù)據(jù)包或消息使用NONCE傳輸時(shí)，非易失性存儲(chǔ)器中的第一個(gè)字節(jié)(例如，具有地址O)被寫(xiě)入，并且當(dāng)?shù)诙€(gè)數(shù)據(jù)包或消息被傳輸時(shí)，第二個(gè)字節(jié)(例如，具有地址I)被寫(xiě)入，等等。每當(dāng)數(shù)據(jù)包被傳輸也會(huì)增加的NONCE值可以因此基于最后寫(xiě)入的位的地址被確定。例如，如果第三個(gè)位(例如，具有地址2)是在非易失性存儲(chǔ)器中寫(xiě)入的最后一個(gè)位，NONCE值可以從地址確定(例如，NONCE = 2)。在一些實(shí)施例中，使用溫度計(jì)碼可以避免需要計(jì)數(shù)器來(lái)記錄NONCE值，和/或記錄大量完成的部分擦除操作的數(shù)目。更普遍的，圖6示出了在非易失性存儲(chǔ)器中保存NONCE的過(guò)程的流程圖。在示出的例子中，在步驟602中，為NONCE計(jì)數(shù)器分配的存儲(chǔ)器的一部分在諸如最后檢測(cè)或者晶片探測(cè)的生產(chǎn)時(shí)間中被擦除。在步驟604中，流程是停止的，直到需要NONCE為止，例如，使用需要使用NONCE的安全協(xié)議的數(shù)據(jù)包將要傳輸。在步驟606中，通過(guò)順序檢索或二進(jìn)位檢索找出在分配的存儲(chǔ)器中寫(xiě)入的最后一個(gè)位，NONCE值被讀取。當(dāng)前字是包括寫(xiě)入的最后一個(gè)位的字。NONCE的值是這樣確定的自當(dāng)前字的所分配的存儲(chǔ)器的起始的地址偏置乘以該字(words)的寬度，所述寬度以位為單位，然后將當(dāng)前字中寫(xiě)入的最后一個(gè)位的位號(hào)加到這個(gè)值上。例如，如果在分配的存儲(chǔ)器中寫(xiě)入的最后一個(gè)位是存儲(chǔ)器中第零個(gè)字(也就是說(shuō)，第一個(gè)字編號(hào)為O)的第三個(gè)位，且存儲(chǔ)器存儲(chǔ)32-位的字，那么NONCE的值等于0*32+3 = 3。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果寫(xiě)入的最后一個(gè)位是在存儲(chǔ)器中第七個(gè)字的第30個(gè)位，且存儲(chǔ)器存儲(chǔ)32-位的字，那么NONCE的值等于7*32+30 = 254。在步驟608中，NONCE通過(guò)在當(dāng)前字中寫(xiě)入下一個(gè)位增加。如果當(dāng)前字已經(jīng)被寫(xiě)滿，下一個(gè)字的第一個(gè)位被寫(xiě)入。 在NONCE增加后，流程回到步驟604。圖7示出了在快閃擦除操作過(guò)程中的信號(hào)的相對(duì)時(shí)序(timing)的時(shí)序圖。在示出的例子中，快閃存儲(chǔ)器IP塊與微處理器一起集成在硅集成電路上。X-地址行選擇信號(hào)702連同地址啟動(dòng)信號(hào)704選出哪個(gè)頁(yè)將被部分擦除。擦除啟動(dòng)信號(hào)706連同非-易失性存儲(chǔ)啟動(dòng)信號(hào)708導(dǎo)致擦除操作開(kāi)始。為了確?？扉W存儲(chǔ)器沒(méi)有損壞并且為了確保僅僅想要的頁(yè)被擦除，附圖標(biāo)記752、756和758指示的建立和保持時(shí)間(times)相適應(yīng)(met)。附圖標(biāo)記754指出了有效擦除時(shí)間，在該有效擦除時(shí)間中，X-地址行選擇信號(hào)702、地址啟動(dòng)信號(hào)704、擦除啟動(dòng)信號(hào)706、非-易失性存儲(chǔ)啟動(dòng)信號(hào)708都設(shè)置為邏輯高值。在一些實(shí)施例中，部分擦除操作的建立和保持時(shí)間等于快閃擦除操作的建立和保持時(shí)間；也就是，執(zhí)行快閃IP完全擦除操作需要的最小的建立和保持時(shí)間(時(shí)段752、756、758)可能需要滿足執(zhí)行部分擦除操作。這提供了可靠的快閃操作的益處。在時(shí)序發(fā)生器中通過(guò)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)度(length time)控制有效擦除時(shí)間的時(shí)長(zhǎng)754，從該時(shí)長(zhǎng)，非-易失性存儲(chǔ)啟動(dòng)信號(hào)708變高直到當(dāng)擦除啟動(dòng)信號(hào)706變低時(shí)。在一些實(shí)施例中，微處理器寫(xiě)入寄存器，該寄存器控制負(fù)責(zé)計(jì)錄754的時(shí)間長(zhǎng)度的計(jì)數(shù)器。在調(diào)整有效擦除時(shí)間至小于快閃擦除操作的時(shí)間時(shí)，保持和快閃擦除操作關(guān)聯(lián)的建立和保持時(shí)間導(dǎo)致了有效和可靠的快閃行為。在一些實(shí)施例中，不包括用于與遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的通信的收音機(jī)(radio)。在一些實(shí)施例中，使用諸如紅外光發(fā)光二極管的光學(xué)傳感器或諸如壓電式傳感器的聲傳感器執(zhí)行與遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的通信。在一些實(shí)施例中，不與遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，非易失性存儲(chǔ)器被包括在處理器和能量收集機(jī)中，被配置了一段時(shí)間，并稍后為分析數(shù)據(jù)而被收集(collected)。例如，在一些實(shí)施例中，溫度傳感器、處理器、非易失性存儲(chǔ)器、和太陽(yáng)能收集機(jī)被配置在船運(yùn)集裝箱內(nèi)；處理器開(kāi)啟周期的溫度測(cè)量并在非易失性存儲(chǔ)器中記錄溫度以確保集裝箱的內(nèi)容沒(méi)有被損壞。雖然前面的實(shí)施例出于清楚理解的目的已經(jīng)在一些細(xì)節(jié)中進(jìn)行了描繪，但是本發(fā)明不受這些提供的細(xì)節(jié)的限制。有很多可供選擇的實(shí)施本發(fā)明的方式。公開(kāi)的實(shí)施例是說(shuō)明性的而不限制性的。
權(quán)利要求
1.一種擦除存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)位置中的數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述方法包括 在第一時(shí)段期間在所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置執(zhí)行第一擦除操作；及 在至少一個(gè)第二時(shí)段期間在所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置執(zhí)行第二擦除操作， 其中，所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段為非相鄰的時(shí)段， 其中，所述第一擦除操作的時(shí)長(zhǎng)短于可靠擦除存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的數(shù)據(jù)所需的時(shí)長(zhǎng)，及 其中，所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)的總和等于或長(zhǎng)于擦除存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的數(shù)據(jù)所需的時(shí)長(zhǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 所述非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)位置包括具有電荷存儲(chǔ)層的記憶存儲(chǔ)晶體管； 所述在所述第一時(shí)段期間執(zhí)行所述第一擦除操作包括在所述第一時(shí)段期間在具有所述電荷存儲(chǔ)層的所述記憶存儲(chǔ)晶體管的控制柵極端和漏極端之間施加電壓；及 所述在所述至少一個(gè)第二時(shí)段期間執(zhí)行所述第二擦除操作包括在所述至少一個(gè)第二時(shí)段期間在具有所述電荷存儲(chǔ)層的所述記憶存儲(chǔ)晶體管的所述控制柵極端和所述漏極端之間施加電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 在所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段之前，通過(guò)使所述存儲(chǔ)位置的記憶存儲(chǔ)單元從第一邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)變成第二邏輯狀態(tài)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置， 其中，通過(guò)使所述記憶存儲(chǔ)單元從所述第二邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)變成所述第一邏輯狀態(tài)，擦除存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的所述數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 在所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段之前，通過(guò)使電荷存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的記憶存儲(chǔ)晶體管的電荷存儲(chǔ)層，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置， 其中 所述執(zhí)行所述第一擦除操作和所述第二擦除操作包括使電荷從所述記憶存儲(chǔ)晶體管的所述電荷存儲(chǔ)層移除； 當(dāng)存儲(chǔ)于所述電荷存儲(chǔ)層上的所述電荷超過(guò)閥值時(shí)，所述記憶存儲(chǔ)晶體管處于第一邏輯狀態(tài)； 在執(zhí)行具有所述第一時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)的所述第一擦除操作后，存儲(chǔ)于所述電荷存儲(chǔ)層上的所述電荷超過(guò)所述閥值 '及 在執(zhí)行具有所述第一時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)和所述至少一個(gè)第二時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)總和的時(shí)長(zhǎng)的擦除操作后，存儲(chǔ)于所述電荷存儲(chǔ)層上的所述電荷低于所述閥值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 保留總時(shí)長(zhǎng)的記錄，在所述總時(shí)長(zhǎng)期間擦除操作已被執(zhí)行；及 當(dāng)所述總時(shí)長(zhǎng)超過(guò)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)時(shí)，確定存儲(chǔ)于所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置的所述數(shù)據(jù)被可靠擦除。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括保留多個(gè)時(shí)段的記錄，在所述多個(gè)時(shí)段期間擦除操作已被執(zhí)行；及當(dāng)所記錄的時(shí)段數(shù)目超過(guò)預(yù)定時(shí)段數(shù)目時(shí)，確定存儲(chǔ)于所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置的所述數(shù)據(jù)被可靠擦除。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 利用具有能量輸出的能量源向所述非易失性存儲(chǔ)器供電； 其中，從所述能量源可得到的最大能量輸出小于執(zhí)行擦除操作所需的能量輸出，所述擦除操作具有可靠擦除存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的所述數(shù)據(jù)所需的時(shí)長(zhǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 利用具有能量輸出的能量源向所述非易失性存儲(chǔ)器供電； 其中，從所述能量源可得到的所述能量輸出大于執(zhí)行具有所述第一時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)的所述第一擦除操作或具有所述至少一個(gè)第二時(shí)段中的任一者的時(shí)長(zhǎng)的所述第二擦除操作所需的能量輸出，且小于執(zhí)行具有可靠擦除存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的所述數(shù)據(jù)所需的時(shí)長(zhǎng)的擦除操作所需的能量輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，從所述能量源可得到的所述能量輸出用來(lái)給無(wú)線電裝置供電，所述無(wú)線電裝置用來(lái)與位于遠(yuǎn)離所述非易失性存儲(chǔ)器處的裝置通 目。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 在所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段之前，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)值于所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置 '及 使用所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值產(chǎn)生數(shù)據(jù)包以通過(guò)電磁波傳輸至遠(yuǎn)程裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述非易失性存儲(chǔ)器選自于包括以下內(nèi)容的組 快閃存儲(chǔ)器、NAND快閃存儲(chǔ)器、NOR快閃存儲(chǔ)器、基于SONOS的快閃存儲(chǔ)器、基于電荷捕獲的存儲(chǔ)器技術(shù)、電氣可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器、磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、鐵電RAM、以及相位改變存儲(chǔ)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置包括存儲(chǔ)頁(yè)。
13.一種擦除存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)位置中的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 非易失性存儲(chǔ)器，其包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置； 處理器，其耦合至所述非易失性存儲(chǔ)器；以及 用于在所述處理器內(nèi)執(zhí)行的一組指令，其中所述處理器對(duì)所述指令的執(zhí)行配置所述系統(tǒng)成執(zhí)行包含以下功能的功能 在第一時(shí)段期間在所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置執(zhí)行第一擦除操作；及 在至少一個(gè)第二時(shí)段期間在所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置執(zhí)行第二擦除操作， 其中，所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段為非相鄰的時(shí)段， 其中，所述第一擦除操作的時(shí)長(zhǎng)短于可靠擦除存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的數(shù)據(jù)所需的時(shí)長(zhǎng)，及 其中，所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)的總和等于或長(zhǎng)于擦除存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的數(shù)據(jù)所需的時(shí)長(zhǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括 用于給所述非易失性存儲(chǔ)器和所述處理器供電的能量源，其中 所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置包括具有電荷存儲(chǔ)層的記憶存儲(chǔ)晶體管；及在所述第一時(shí)段期間執(zhí)行所述第一擦除操作的功能包括在所述第一時(shí)段期間在具有所述電荷存儲(chǔ)層的所述記憶存儲(chǔ)晶體管的控制柵極端和漏極端之間施加來(lái)自于所述能量源的電壓的功能；及 在所述至少一個(gè)第二時(shí)段期間執(zhí)行所述第二擦除操作的功能包括在所述至少一個(gè)第二時(shí)段期間在具有所述電荷存儲(chǔ)層的所述記憶存儲(chǔ)晶體管的所述控制柵極和所述漏極端之間施加來(lái)自于所述能量源的電壓的功能。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述處理器中的編程進(jìn)一步配置所述系統(tǒng)執(zhí)行包括以下功能的功能 在所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段之前，通過(guò)使所述存儲(chǔ)位置的記憶存儲(chǔ)單元從第一邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)變成第二邏輯狀態(tài)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置， 其中，通過(guò)使所述記憶存儲(chǔ)單元從所述第二邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)變成所述第一邏輯狀態(tài)，擦除存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的所述數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述處理器中的編程進(jìn)一步配置所述系統(tǒng)執(zhí)行包括以下功能的功能 在所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段之前，通過(guò)使電荷存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的記憶存儲(chǔ)晶體管的電荷存儲(chǔ)層，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置， 其中 執(zhí)行所述第一擦除操作和所述第二擦除操作的功能包括使電荷從所述記憶存儲(chǔ)晶體管的所述電荷存儲(chǔ)層移除的功能； 當(dāng)存儲(chǔ)于所述電荷存儲(chǔ)層上的所述電荷超過(guò)閥值時(shí)，所述記憶存儲(chǔ)晶體管處于第一邏輯狀態(tài)； 在執(zhí)行具有所述第一時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)的所述第一擦除操作后，存儲(chǔ)于所述電荷存儲(chǔ)層上的所述電荷超過(guò)所述閥值；及 在執(zhí)行具有所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)總和的時(shí)長(zhǎng)的擦除操作后，存儲(chǔ)于所述電荷存儲(chǔ)層上的所述電荷低于所述閥值。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述處理器中的編程進(jìn)一步配置所述系統(tǒng)執(zhí)行包括以下功能的功能 保留總時(shí)長(zhǎng)的記錄，在所述總時(shí)長(zhǎng)期間擦除操作已被執(zhí)行；及當(dāng)所述總時(shí)長(zhǎng)超過(guò)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)時(shí)，確定存儲(chǔ)于所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置的所述數(shù)據(jù)被可靠擦除。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述處理器中的所述編程進(jìn)一步配置所述系統(tǒng)執(zhí)行包括以下功能的功能 保留多個(gè)時(shí)段的記錄，在所述多個(gè)時(shí)段期間擦除操作已被執(zhí)行；及 當(dāng)所記錄的時(shí)段數(shù)目超過(guò)預(yù)定時(shí)段數(shù)目時(shí)，確定存儲(chǔ)于所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置的所述數(shù)據(jù)被可靠擦除。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括 能量源，用于輸出能量輸出以向所述非易失性存儲(chǔ)器和所述處理器供電， 其中，從所述能量源可得到的最大能量輸出小于執(zhí)行擦除操作所需的能量輸出，所述擦除操作具有可靠擦除存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的所述數(shù)據(jù)所需的時(shí)長(zhǎng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括 能量源，用于輸出能量輸出以向所述非易失性存儲(chǔ)器和所述處理器供電， 其中，從所述能量源可得到的所述能量輸出大于執(zhí)行具有所述第一時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)或的所述第一擦除操作或具有所述至少一個(gè)第二時(shí)段中的任一者的時(shí)長(zhǎng)的所述第二擦除操作所需的能量輸出，且小于執(zhí)行具有可靠擦除存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)位置的所述數(shù)據(jù)所需的時(shí)長(zhǎng)的擦除操作所需的能量輸出。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，從所述能量源可得到的所述能量輸出用來(lái)給無(wú)線電裝置供電，所述無(wú)線電裝置用來(lái)與位于遠(yuǎn)離所述系統(tǒng)的裝置通信。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述處理器中的編程進(jìn)一步配置所述系統(tǒng)執(zhí)行包括以下功能的功能 在所述第一時(shí)段和所述至少一個(gè)第二時(shí)段之前，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)值于所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置 '及 使用所述存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值產(chǎn)生數(shù)據(jù)包以通過(guò)電磁波傳輸至遠(yuǎn)程裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述非易失性存儲(chǔ)器選自于包括以下內(nèi)容的組 快閃存儲(chǔ)器、NAND快閃存儲(chǔ)器、NOR快閃存儲(chǔ)器、基于SONOS的快閃存儲(chǔ)器、基于電荷捕獲的存儲(chǔ)器技術(shù)、電氣可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器、磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、鐵電RAM、以及相位改變存儲(chǔ)器。
24.一種改變非易失性存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述方法包括 執(zhí)行寫(xiě)入操作以寫(xiě)入數(shù)據(jù)至所述非易失性存儲(chǔ)器；及 執(zhí)行擦除操作以從所述非易失性存儲(chǔ)器擦除所寫(xiě)入的數(shù)據(jù)， 其中所述執(zhí)行所述擦除操作包括執(zhí)行多個(gè)部分擦除操作，及 其中各所述部分擦除操作在多個(gè)非相鄰的時(shí)間間隔之間執(zhí)行。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 保留已經(jīng)有多少個(gè)部分擦除操作完成的記錄。
26.一種用于擦除非易失性存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述方法包括 在所述非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)位置執(zhí)行擦除操作，其中執(zhí)行所述擦除操作包括執(zhí)行多個(gè)部分擦除操作，并且其中各所述部分擦除操作在多個(gè)非相鄰的時(shí)間間隔之間執(zhí)行，及監(jiān)測(cè)所述非易失性存儲(chǔ)器的所述存儲(chǔ)位置的擦除狀態(tài)以確定所述存儲(chǔ)位置是否被可靠擦除， 其中，所述執(zhí)行所述多個(gè)部分擦除操作包括執(zhí)行部分擦除操作直至確定所述存儲(chǔ)位置被可靠擦除。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 在所述非易失性存儲(chǔ)器的其他存儲(chǔ)位置執(zhí)行至少一次寫(xiě)入操作；及在執(zhí)行所述至少一次寫(xiě)入操作之后，確定所述其他存儲(chǔ)位置為寫(xiě)滿， 其中，對(duì)在所述其他存儲(chǔ)位置執(zhí)行的每一次寫(xiě)入操作，在所述存儲(chǔ)位置執(zhí)行部分擦除操作，及 其中，所述監(jiān)測(cè)所述存儲(chǔ)位置的擦除狀態(tài)包括當(dāng)所述其他存儲(chǔ)位置被確定為寫(xiě)滿時(shí)，確定所述存儲(chǔ)位置被可靠擦除。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，使用溫度計(jì)碼執(zhí)行對(duì)所述存儲(chǔ)位置的擦除狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，使用計(jì)數(shù)器執(zhí)行對(duì)所述存儲(chǔ)位置的擦除狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。
全文摘要
使用多個(gè)部分擦除操作執(zhí)行對(duì)存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)的擦除。每一部分擦除操作具有短于可靠擦除存儲(chǔ)于存儲(chǔ)位置的數(shù)據(jù)所需的擦除操作的最小時(shí)長(zhǎng)的時(shí)長(zhǎng)。然而，所述多個(gè)部分擦除操作的時(shí)長(zhǎng)的總和足以可靠擦除存儲(chǔ)于存儲(chǔ)位置的數(shù)據(jù)。在一范例中，在部分擦除操作期間，施加電壓于所述記憶存儲(chǔ)晶體管以移除存儲(chǔ)于晶體管的電荷存儲(chǔ)層上的一些但不一定所有的電荷。在多個(gè)部分擦除操作之后，足夠的電荷從所述電荷存儲(chǔ)層移除以確?？煽坎脸龜?shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G11C16/14GK102890966SQ20121006042
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者戈登·亞歷山大·查爾斯, 馬克西姆·莫伊謝耶夫, 喬納森·西蒙 申請(qǐng)人:塵埃網(wǎng)絡(luò)股份有限公司