本實用新型涉及存儲器技術領域，尤其涉及一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置。

背景技術：

隨著電子設備的不斷普及，人們對于高密度和低功耗的非易失性存儲器的需求與日俱增。可靠性是評價存儲器的一個重要指標。可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定的功能。

數(shù)據(jù)保持力是評價非易失性存儲器可靠性的重要參數(shù)。數(shù)據(jù)保持力是指非易失性存儲器存儲的數(shù)據(jù)經(jīng)過一段時間后沒有失真或丟失，仍可有效讀出的能力。目前，提高非易失性存儲器數(shù)據(jù)保持力的方法是在非易失性存儲器進行擦除操作過程中加入恢復操作，進而提高數(shù)據(jù)的可靠性。

但是用戶對非易失性存儲器進行一次的擦除操作和編程操作后，僅對非易失性存儲器進行讀操作。對存儲單元而言，浮柵中存儲的電荷量決定了存儲單元的閾值電壓，而存儲單元的閾值電壓則決定了存儲單元是存儲數(shù)據(jù)“0”，還是存儲數(shù)據(jù)“1”。由于存儲單元內(nèi)部自身缺陷及外部影響，會造成浮柵中存儲的電荷流失，從而引起存儲單元閾值電壓的降低，隨著時間的推移，當閾值電壓降壓到一定值后，存儲單元中的存儲的數(shù)據(jù)會發(fā)生變化，當用戶下次再對該存儲單元進行讀操作時，會造成誤讀，導致非易失性存儲器的可靠性降低。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置，以減少非易失性存儲器讀操作過程中的誤讀，提高非易失性存儲器數(shù)據(jù)的可靠性。

本實用新型實施例提供了一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置，該裝置包括：

讀取比較器，所述讀取比較器的輸入端與讀取參考電壓和存儲單元的輸出端相連，用于根據(jù)接收到的讀取請求，將所述存儲單元的單元電壓與讀取參考電壓進行比較，并輸出讀取結(jié)果；

校驗比較器，所述校驗比較器的輸入端與校驗參考電壓和存儲單元的輸出端相連，用于將所述存儲單元的單元電壓與校驗參考電壓進行比較，并輸出校驗結(jié)果；其中，所述校驗參考電壓大于所述讀取參考電壓；

偏移地址記錄單元，與所述讀取比較器和所述校驗比較器相連，用于根據(jù)讀取結(jié)果和校驗結(jié)果，在確定單元電壓低于設定門限值時，確定所述存儲單元為偏移存儲單元，則記錄所述偏移存儲單元的偏移單元地址；

讀取糾正單元，與所述偏移地址記錄單元相連，用于如果接收到的讀取請求命中所述偏移單元地址時，確定對所述偏移存儲單元的讀取結(jié)果為設定值，并抑制所述讀取比較器的輸出。

在上述方案中，可選的是，如果所述單元電壓小于校驗參考電壓，且大于讀取參考電壓，則確定所述存儲單元為偏移存儲單元；

如果所述單元電壓小于校驗參考電壓和讀取參考電壓，則確定所述存儲單元為擦除存儲單元；

如果所述單元電壓大于校驗參考電壓和讀取參考電壓，則確定所述存儲單元為編程存儲單元。

在上述方案中，可選的是，所述設定值為“0”。

在上述方案中，可選的是，讀取比較器的輸入端分別與存儲單元的漏極和讀取參考存儲單元的漏極相連，校驗比較器的輸入端分別與存儲單元的漏極和校驗參考存儲單元的漏極相連，

其中，存儲單元的漏極與第一電阻相連，第一電阻的另一端與電源相連，存儲單元的源極接地；

讀取參考單元的漏極與第二電阻相連，第二電阻的另一端與電源相連，讀取參考單元的源極接地；

校驗參考單元的漏極與第三電阻相連，第三電阻的另一端與電源相連，校驗參考單元的源極接地。

本實用新型實施例通過在存儲單元讀取數(shù)據(jù)過程中，根據(jù)讀取結(jié)果和校驗結(jié)果，在確定單元電壓低于設定門限值時，確定并記錄偏移存儲單元，在下次讀取該存儲單元時，將該存儲單元的讀取結(jié)果確定并輸出為設定值，從而減少非易失性存儲器讀操作過程中的誤讀，提高非易失性存儲器數(shù)據(jù)的可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一中的一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置的結(jié)構示意圖；

圖2是本實用新型實施例三中的一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置的讀取比較器和校驗比較器的結(jié)構示意圖；

圖3是本實用新型實施例所提供的非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置的執(zhí)行方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部結(jié)構。

實施例一

圖1為本實用新型實施例一提供的一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置的結(jié)構示意圖，本實施例可適用于存儲器讀取數(shù)據(jù)的情況，如圖1所示，本實用新型實施例提供的一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置，包括讀取比較器110、校驗比較器120、偏移地址記錄單元130和讀取糾正單元140。

其中，讀取比較器110的輸入端與讀取參考電壓和存儲單元的輸出端相連，用于根據(jù)接收到的讀取請求，將存儲單元的單元電壓與讀取參考電壓進行比較，并輸出讀取結(jié)果。

在非易失性存儲器讀取操作過程中，若存儲單元為經(jīng)過擦除操作的擦除存儲單元，其漏極電流較大，若存儲單元為經(jīng)過編程操作的編程存儲單元，其漏極電流較小，通過將存儲單元的漏極電流與參考電流的比較可得到存儲單元的存儲數(shù)據(jù)。存儲單元的漏極電流與參考電流的比較可通過電路轉(zhuǎn)換為電壓的比較，從而通過電壓比較器得到存儲單元的存儲數(shù)據(jù)。

示例性的，讀取比較器可為反相電壓比較器，電壓比較器的同相端接入存儲單元的輸出端，電壓比較器的反相端接入讀取參考電壓，當存儲單元的單元電壓大于讀取參考電壓時，讀取結(jié)果為“0”，說明該存儲單元經(jīng)過編程操作，存儲數(shù)據(jù)為“0”；當存儲單元的單元電壓小于參考電壓時，讀取結(jié)果為“1”，說明該存儲單元經(jīng)過擦除操作，存儲數(shù)據(jù)為“1”。

校驗比較器120的輸入端與校驗參考電壓和存儲單元的輸出端相連，用于將存儲單元的單元電壓與校驗參考電壓進行比較，并輸出校驗結(jié)果；其中，校驗參考電壓大于所述讀取參考電壓；

示例性的，校驗比較器可為反相電壓比較器，電壓比較器的同相端接入存儲單元的輸出端，電壓比較器的反相端接入校驗參考電壓，當存儲單元的單元電壓大于校驗參考電壓時，校驗結(jié)果為“0”；當存儲單元的單元電壓小于校驗參考電壓時，校驗結(jié)果為“1”。

偏移地址記錄單元130，與讀取比較器和校驗比較器相連，用于根據(jù)讀取結(jié)果和校驗結(jié)果，在確定單元電壓低于設定門限值時，確定存儲單元為偏移存儲單元，則記錄偏移存儲單元的偏移單元地址；

示例性的，記錄偏移單元地址可為將偏移單元的地址寫入當前讀取存儲器的任一指定長度的空閑存儲單元中或?qū)懭肴我恢付ǖ拇鎯ζ髦小?/p>

讀取糾正單元140，與偏移地址記錄單元相連，用于如果接收到的讀取請求命中偏移單元地址時，確定對偏移存儲單元的讀取結(jié)果為設定值，并抑制讀取比較器的輸出。

示例性的，將存儲器中記錄的偏移存儲單元的地址加載至任一寄存器中，如果當前讀取的存儲單元地址與寄存器中加載的地址相同，則認為讀取請求命中偏移單元地址，則將該存儲單元的讀取結(jié)果確定并輸出為設定值。

示例性的，存儲單元的讀取結(jié)果確定并輸出為設定值可為，如果設定值為“1”，可將讀取結(jié)果的輸出端與“1”進行或運算，如果設定值為“0”，可將讀取結(jié)果的輸出端與“0”進行與運算。

本實施例的技術方案，通過根據(jù)讀取比較器的讀取結(jié)果與校驗比較器的校驗結(jié)果，在確定單元電壓低于設定門限值時，確定并記錄偏移存儲單元，使得下次讀取該存儲單元時，將其讀取結(jié)果確定并輸出為設定值，從而減少非易失性存儲器讀操作過程中的誤讀，提高非易失性存儲器數(shù)據(jù)的可靠性。

實施例二

實施例二為對本實用新型實施例一提供的一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置的進一步說明。在實施例一所述的裝置中，偏移地址記錄單元具體用于：如果所述單元電壓小于校驗參考電壓，且大于讀取參考電壓，則確定所述存儲單元為偏移存儲單元；

如果所述單元電壓小于校驗參考電壓和讀取參考電壓，則確定所述存儲單元為擦除存儲單元；

如果所述單元電壓大于校驗參考電壓和讀取參考電壓，則確定所述存儲單元為編程存儲單元。

設定值為“0”。

非易失性存儲器存儲單元由于內(nèi)部自身缺陷及外部影響，會造成浮柵中存儲的電荷流失，從而引起存儲單元閾值電壓的降低。對于經(jīng)過編程操作的編程存儲單元而言，閾值電壓降低到一定值后，編程存儲單元的存儲數(shù)據(jù)將由“0”變?yōu)椤?”。在閾值電壓降低的過程中，存儲單元的漏極電流增大，其單元輸出端電壓也會有相應的變化，優(yōu)選的單元電壓相應增大。通過將校驗參考電壓設置大于讀取參考電壓，若存儲單元單元電壓的變化使得校驗結(jié)果發(fā)生改變，而未使讀取結(jié)果發(fā)生改變，則確定該存儲單元為偏移存儲單元。即在存儲單元讀取操作過程中，對于沒有嚴重偏移的編程存儲單元，其漏極電流較小，單元電壓大于校驗參考電壓和讀取參考電壓，讀取結(jié)果和校驗結(jié)果為“0”；對于發(fā)生嚴重偏移的編程存儲單元，當閾值電壓降低到一定值時，由于校驗參考電壓設置大于讀取參考電壓，則可使存儲單元的單元電壓小于校驗參考電壓，且大于讀取參考電壓，這時校驗結(jié)果為“1”，讀取結(jié)果為“0”，說明該存儲單元為偏移存儲單元；對于擦除存儲單元，其漏極電流較大，單元電壓小于校驗參考電壓和讀取參考電壓，讀取結(jié)果和校驗結(jié)果為“1”。通過設定值為“0”，可使得發(fā)生嚴重偏移的編程存儲單元的讀取結(jié)果強制輸出為“0”，避免由于閾值電壓降低，導致編程存儲單元的存儲數(shù)據(jù)由“0”變?yōu)椤?”，從而導致誤讀的情況。

本實施例的技術方案，通過將校驗參考電壓設置為大于讀取參考電壓，偏移地址記錄單元，可檢測出偏移存儲單元、擦除存儲單元及編程存儲單元，并可在存儲單元的閾值電壓值未達到使得存儲數(shù)據(jù)變化之前，有效記錄閾值電壓發(fā)生嚴重偏移的存儲單元，在下次讀取該單元時，通過將讀取結(jié)果設定值設為“0”，可防止由于浮柵漏電，電子丟失，導致存儲單元閾值電壓降低，從而使得編程存儲單元的存儲數(shù)據(jù)由“0”變?yōu)椤?”，導致誤讀的情況，從而提高非易失性存儲器數(shù)據(jù)的可靠性。

實施例三

圖2為本實用新型實施例三提供的一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置的讀取比較器和校驗比較器的結(jié)構示意圖。實施例三為對本實用新型上述實施例提供的一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置中讀取比較器和校驗比較器進一步說明。讀取比較器的輸入端分別與存儲單元的漏極和讀取參考存儲單元的漏極相連，校驗比較器的輸入端分別與存儲單元的漏極和校驗參考存儲單元的漏極相連，

其中，存儲單元的漏極與第一電阻相連，第一電阻的另一端與電源相連，存儲單元的源極接地；

讀取參考單元的漏極與第二電阻相連，第二電阻的另一端與電源相連，讀取參考單元的源極接地；

校驗參考單元的漏極與第三電阻相連，第三電阻的另一端與電源相連，校驗參考單元的源極接地。

優(yōu)選的，如圖2所示，讀取比較器為電壓比較器SA，電壓比較器SA的同相端與存儲單元C_A的漏極相連，存儲單元C_A的漏極與第一電阻R_A的一端相連，存儲單元C_A的源極接地，第一電阻R_A的另一端與電源V_CC相連，電壓比較器SA的反相端與讀取參考存儲單元C_R的漏極相連，讀取參考存儲單元C_R的漏極與第二電阻R_R的一端相連，讀取參考存儲單元C_R的源極接地，第二電阻R_R的另一端與電源V_CC相連，其中R_A＝R_R。讀取比較器SA通過將存儲單元C_A的漏極電壓V_A與讀取參考存儲單元C_R的漏極電壓V_ref比較得到讀取結(jié)果。由于V_A＝V_CC-R_AI_A，V_ref＝V_CC-R_RI_ref且R_A＝R_R，則當I_A>I_ref時，V_A<V_ref，SA輸出讀取結(jié)果“1”；當I_A<I_ref時，V_A>V_ref，SA輸出讀取結(jié)果“0”。

校驗比較器為電壓比較器SA1，電壓比較器SA1的同相端與存儲單元C_A的漏極相連，電壓比較器SA1的反相端與校驗參考存儲單元C_R1的漏極相連，校驗參考存儲單元C_R1的漏極與第三電阻R_R1的一端相連，校驗參考存儲單元C_R1的源極接地，第三電阻R_R1的另一端與電源V_CC相連，其中R_R1＝R_A。校驗比較器通過將存儲單元C_A的漏極電壓V_A與校驗參考存儲單元C_R1的漏極電壓V_ref1比較得到校驗結(jié)果。由于V_A＝V_CC-R_AI_A，V_ref1＝V_CC-R_R1I_ref1且R_R1＝R_A，則當I_A>I_ref1時，V_A<V_ref1，SA1輸出校驗結(jié)果“1”；當I_A<I_ref1時，V_A>V_ref1，SA1輸出校驗結(jié)果“0”。

由于存儲單元內(nèi)部自身缺陷及外部影響，會造成浮柵中存儲的電荷流失，從而引起存儲單元閾值電壓的降低。在存儲單元的讀取中，若閾值電壓降低，則會引起存儲單元漏極電流I_A增大，即存儲單元漏極電壓V_A降低，因此，存儲單元漏極電壓V_A的變化可以反映存儲單元閾值電壓的變化趨勢。若存儲單元為經(jīng)過編程操作的編程存儲單元，且閾值電壓未發(fā)生嚴重偏移，則存儲單元呈現(xiàn)高閾值電壓，即V_A較大，使得V_A>V_ref，V_A>V_ref1，即SA輸出讀取結(jié)果“0”，SA1輸出校驗結(jié)果“0”；若閾值電壓降低，V_A也會降低，由于V_ref1>V_ref，當V_A降低到一定值時，可使V_A>V_ref，V_A<V_ref1，即SA輸出讀取結(jié)果“0”，SA1輸出校驗結(jié)果“1”，可確定此時存儲單元的閾值電壓發(fā)生嚴重偏移，若閾值電壓繼續(xù)降低，則將導致V_A<V_ref，即讀取結(jié)果為“1”，這時讀取結(jié)果為錯誤的，通過將該存儲單元的讀取結(jié)果確定并輸出為“0”，則可避免誤讀現(xiàn)象。若存儲單元為經(jīng)過擦除操作的擦除存儲單元，則存儲單元呈現(xiàn)低閾值電壓，即V_A較小，使得V_A<V_ref，V_A<V_ref1，即SA輸出讀取結(jié)果“1”，SA1輸出校驗結(jié)果“1”。

示例性的，第一電阻、第二電阻和第三電阻的阻值可以不相等。可通過控制讀取參考存儲單元與校驗參考存儲單元中浮柵存儲的電荷來控制讀取參考存儲單元和校驗參考存儲單元的閾值電壓，進而確定讀取參考電壓與校驗參考電壓。

本實施例的技術方案，通過將讀取比較器的輸入端分別與存儲單元的漏極和讀取參考存儲單元的漏極相連，校驗比較器的輸入端分別與存儲單元的漏極和校驗參考存儲單元的漏極相連，得到讀取結(jié)果和校驗結(jié)果，并根據(jù)讀取結(jié)果和校驗結(jié)果確定并記錄偏移存儲單元，使得下次讀取該存儲單元時，將其讀取結(jié)果確定并輸出為設定值，從而減少非易失性存儲請讀操作過程中的誤讀，提高非易失性存儲器數(shù)據(jù)的可靠性。

圖3為本實用新型實施例所提供的一種非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置的執(zhí)行方法的流程示意圖，基于上述實施例中任一的非易失性存儲器的數(shù)據(jù)讀取裝置來執(zhí)行。

步驟310、根據(jù)接收到的讀取請求，讀取存儲單元的單元電壓；

優(yōu)選的，接收到的讀取請求具體為：存儲單元的柵極、讀取參考存儲單元的柵極及校驗存儲單元的柵極施加讀電壓。

優(yōu)選的，讀電壓的大小為5V-7V。

步驟320、通過讀取比較器將單元電壓與讀取參考電壓進行比較，以輸出讀取結(jié)果；

步驟330、通過校驗比較器將單元電壓與校驗參考電壓進行比較，以輸出校驗結(jié)果；

這里需要說明的是步驟320和步驟330的執(zhí)行順序不作限定，可以順序執(zhí)行，也可以先執(zhí)行步驟330，再執(zhí)行步驟320，也可并行執(zhí)行。

步驟340、如果根據(jù)讀取結(jié)果和校驗結(jié)果，在確定單元電壓低于設定門限值時，確定存儲單元為偏移存儲單元，則通過偏移地址記錄單元記錄偏移存儲單元的偏移單元地址；

優(yōu)選的，如果所述單元電壓小于校驗參考電壓，且大于讀取參考電壓，則確定所述存儲單元為偏移存儲單元；

如果所述單元電壓小于校驗參考電壓和讀取參考電壓，則確定所述存儲單元為擦除存儲單元；

如果所述單元電壓小于校驗參考電壓和讀取參考電壓，則確定所述存儲單元為編程存儲單元。

步驟350、如果接收到的讀取請求命中偏移單元地址時，通過讀取糾正單元確定對偏移存儲單元的讀取結(jié)果為設定值。

優(yōu)選的，設定值為“0”。

本實施例的技術方案，通過根據(jù)讀取比較器的讀取結(jié)果與校驗比較器的校驗結(jié)果，在確定單元電壓低于設定門限值時，確定并記錄偏移存儲單元，使得下次讀取該存儲單元時，將其讀取結(jié)果確定并輸出為設定值，從而減少非易失性存儲請讀操作過程中的誤讀，提高非易失性存儲器數(shù)據(jù)的可靠性。

注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權利要求范圍決定。