專利名稱：利用數(shù)據(jù)值的模擬通信的固態(tài)存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，且明確地說，本發(fā)明涉及利用模擬信號(hào)來傳送兩 個(gè)或兩個(gè)以上信息位的數(shù)據(jù)值的固態(tài)非易失性存儲(chǔ)器裝置及系統(tǒng)。
電子裝置普遍具有某一類型的可用于其的大容量存儲(chǔ)裝置。常見實(shí)例為硬盤驅(qū)動(dòng)器 (HDD)。 HDD能夠在相對(duì)較低成本下具有較大存儲(chǔ)量，其中當(dāng)前消費(fèi)型HDD可獲得超 過l太字節(jié)的容量。
HDD通常將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于旋轉(zhuǎn)磁性媒體或唱片上。數(shù)據(jù)通常作為磁通量反轉(zhuǎn)的模式而 存儲(chǔ)于唱片上。為了將數(shù)據(jù)寫入到典型HDD，以高速度旋轉(zhuǎn)唱片，同時(shí)在唱片上方浮動(dòng) 的寫入頭產(chǎn)生一系列磁脈沖以對(duì)準(zhǔn)唱片上的磁性粒子來表示所述數(shù)據(jù)。為了從典型HDD
讀取數(shù)據(jù)，當(dāng)磁阻性讀取頭在以高速度旋轉(zhuǎn)的唱片上方浮動(dòng)時(shí)，在磁阻性讀取頭中誘發(fā) 電阻改變。實(shí)際上，所得數(shù)據(jù)信號(hào)為模擬信號(hào)，其峰值與谷值為數(shù)據(jù)模式的磁通量反轉(zhuǎn) 的結(jié)果。接著使用被稱為部分響應(yīng)最大似然(PRML)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來取樣模擬 數(shù)據(jù)信號(hào)以確定負(fù)責(zé)產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)的可能數(shù)據(jù)模式。
HDD歸因于其機(jī)械性質(zhì)而具有某些缺陷。HDD歸因于震動(dòng)、振動(dòng)或強(qiáng)磁場(chǎng)而容易 受到損害或過多讀取/寫入錯(cuò)誤。另外，其為便攜式電子裝置中的相對(duì)較大的功率用戶。
大容量存儲(chǔ)裝置的另一實(shí)例為固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)。代替將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于旋轉(zhuǎn)媒體上， SSD利用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置來存儲(chǔ)其數(shù)據(jù)，但包括使其在其主機(jī)系統(tǒng)看來似乎其為典型 HDD的接口及形狀因數(shù)。SSD的存儲(chǔ)器裝置通常為非易失性快閃存儲(chǔ)器裝置。
快閃存儲(chǔ)器裝置已發(fā)展為用于廣泛范圍的電子應(yīng)用的非易失性存儲(chǔ)器的風(fēng)行來源。 快閃存儲(chǔ)器裝置通常使用允許高存儲(chǔ)器密度、高可靠性及低功率消耗的單晶體管型存儲(chǔ) 器單元。單元的閾值電壓通過電荷存儲(chǔ)或捕集層的編程或其它物理現(xiàn)象的改變確定每一
單元的數(shù)據(jù)值?？扉W存儲(chǔ)器及其它非易失性存儲(chǔ)器的常見使用包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù) 字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字媒體播放器、數(shù)字記錄器、游戲、器具、交通工具、 無線裝置、移動(dòng)電話及可裝卸存儲(chǔ)器模塊，且非易失性存儲(chǔ)器的使用繼續(xù)擴(kuò)展。
7不同于HDD, SSD的操作通常歸因于其固態(tài)性質(zhì)而不會(huì)經(jīng)受振動(dòng)、震動(dòng)或磁場(chǎng)問 題。類似地，在無移動(dòng)部分的情況下，SSD具有比HDD低的功率需求。然而，SSD當(dāng) 前與具有相同形狀因數(shù)的HDD相比具有低得多的存儲(chǔ)容量且具有顯著較高的每位成本。
出于上文所陳述的原因以及出于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀并理解本說明書后將 顯而易見的其它原因，此項(xiàng)技術(shù)中需要替代性的大容量存儲(chǔ)選項(xiàng)。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置的簡(jiǎn)化方框圖。
圖2為如可能在圖1的存儲(chǔ)器裝置中發(fā)現(xiàn)的實(shí)例NAND存儲(chǔ)器陣列的一部分的示意圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的固態(tài)大容量存儲(chǔ)裝置的方框示意圖。 圖4為對(duì)概念性地展示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可能通過讀取/寫入通道從存儲(chǔ)器裝置 接收的數(shù)據(jù)信號(hào)的波形的描繪。
圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子系統(tǒng)的方框示意圖。
具體實(shí)施例方式
在以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述中，參看形成其一部分的附圖，且在附圖中以說 明方式展示其中可實(shí)踐所述實(shí)施例的特定實(shí)施例。充分詳細(xì)地描述這些實(shí)施例以使得所 屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，且應(yīng)理解，可利用其它實(shí)施例，且可在不背離本發(fā) 明的范圍的情況下做出過程改變、電學(xué)改變或機(jī)械改變。因此，應(yīng)不以限制性意義來看 待以下詳細(xì)描述。
傳統(tǒng)固態(tài)存儲(chǔ)器裝置以二進(jìn)制信號(hào)的形式來傳遞數(shù)據(jù)。通常，接地電位表示數(shù)據(jù)位 的第一邏輯電平(例如，"0"數(shù)據(jù)值)，而電源電位表示數(shù)據(jù)位的第二邏輯電平(例如， "1"數(shù)據(jù)值)。多電平單元(MLC)可被指派(例如)四個(gè)不同閾值電壓(Vt)范圍(對(duì) 于每一范圍來說為200 mV)，其中每一范圍對(duì)應(yīng)于相異數(shù)據(jù)狀態(tài)，進(jìn)而表示四個(gè)數(shù)據(jù)值 或位模式。通常，在每一范圍之間具有0.2 V到0.4 V的靜區(qū)或容限以阻止Vt分布重疊。 如果單元的Vt在第一范圍內(nèi)，則單元可被認(rèn)為存儲(chǔ)邏輯11狀態(tài)且通常被視為單元的經(jīng) 擦除狀態(tài)。如果Vt在第二范圍內(nèi)，則單元可被認(rèn)為存儲(chǔ)邏輯IO狀態(tài)。如果Vt在第三 范圍內(nèi)，則單元可被認(rèn)為存儲(chǔ)邏輯OO狀態(tài)。并且，如果Vt在第四范圍內(nèi)，則單元可被 認(rèn)為存儲(chǔ)邏輯Ol狀態(tài)。
當(dāng)編程如上文所描述的傳統(tǒng)MLC裝置時(shí)，通常首先將單元作為塊來擦除以對(duì)應(yīng)于經(jīng)擦除狀態(tài)。在擦除單元塊之后，首先編程每一單元的最低有效位(LSB)(如果必要的 話)。舉例來說，如果LSB為1，則編程為不必要的，但如果LSB為0，則將目標(biāo)存儲(chǔ) 器單元的Vt從對(duì)應(yīng)于11邏輯狀態(tài)的Vt范圍移動(dòng)到對(duì)應(yīng)于10邏輯狀態(tài)的Vt范圍。在 編程LSB之后，以類似方式來編程每一單元的最高有效位(MSB)，從而在必要的情況 下移位Vt。當(dāng)讀取傳統(tǒng)存儲(chǔ)器裝置的MLC時(shí)， 一個(gè)或一個(gè)以上讀取操作通常確定單元 電壓的Vt落在哪個(gè)范圍中。舉例來說，第一讀取操作可確定目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的Vt指示 MSB是1還是0，而第二讀取操作可確定目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的Vt指示LSB是1還是0。 然而，在每一情況下，從目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的讀取操作返回單個(gè)位，而不管多少個(gè)位存儲(chǔ) 于每一單元上。隨著越來越多的位存儲(chǔ)于每一 MLC上，多個(gè)編程及讀取操作的此問題 變得越來越麻煩。因?yàn)槊恳淮祟惥幊袒蜃x取操作為二進(jìn)制操作(即，每一者編程或返回
伝經(jīng)二經(jīng)入/士白AV 、 g仁、I 、l々市々/占右/jit工^ __ 、《t n " A巳^fr宙/Ar 口4 lVTl 可平乂L平-I |曰/EN'liL 乂， /71 liA付J5C夕'UL1t j可 丄V丄LL丄"zsT寸；i^:JC Pv沐I卜『j |hj 。
說明性實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置將數(shù)據(jù)作為vt范圍而存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器單元上。然而，與 傳統(tǒng)存儲(chǔ)器裝置相反，編程及讀取操作能夠?qū)?shù)據(jù)信號(hào)不用作MLC數(shù)據(jù)值的離散位， 而是用作MLC數(shù)據(jù)值的完整表示(例如，其完整位模式)。舉例來說，在兩位MLC裝 置中，代替編程單元的LSB且隨后編程所述單元的MSB，可編程表示那兩個(gè)位的位模 式的目標(biāo)閾值電壓。也就是說， 一系列編程及驗(yàn)證操作將應(yīng)用于存儲(chǔ)器單元，直到所述 存儲(chǔ)器單元獲得其目標(biāo)閾值電壓而非編程到第一位的第一閾值電壓、移位到第二位的第
二閾值電壓，等等。類似地，代替利用多個(gè)讀取操作來確定存儲(chǔ)于單元上的每一位，可 確定單元的閾值電壓且將其作為表示單元的完整數(shù)據(jù)值或位模式的單個(gè)信號(hào)來傳遞。各 種實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置不僅僅注意存儲(chǔ)器單元具有高于還是低于某一標(biāo)稱閾值電壓的 閾值電壓(這是傳統(tǒng)存儲(chǔ)器裝置中的做法)。代替地，產(chǎn)生表示所述存儲(chǔ)器單元跨越可 能閾值電壓連續(xù)區(qū)間的實(shí)際閾值電壓的電壓信號(hào)。隨著每單元位計(jì)數(shù)增加，此方法的優(yōu) 勢(shì)變得更顯著。舉例來說，假如存儲(chǔ)器單元將存儲(chǔ)八個(gè)信息位，則單個(gè)讀取操作將返回 表示八個(gè)信息位的單個(gè)模擬數(shù)據(jù)信號(hào)。
圖l為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置101的簡(jiǎn)化方框圖。存儲(chǔ)器裝置101包括以 行與列布置的存儲(chǔ)器單元陣列104。盡管將主要參看NAND存儲(chǔ)器陣列來描述各種實(shí)施 例，但各種實(shí)施例不限于存儲(chǔ)器陣列104的特定結(jié)構(gòu)。適合于本發(fā)明實(shí)施例的其它陣列 結(jié)構(gòu)的一些實(shí)例包括NOR陣列、AND陣列及虛擬接地陣列。然而， 一般來說，本文中 所描述的實(shí)施例可適于準(zhǔn)許產(chǎn)生指示每一存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的數(shù)據(jù)信號(hào)的任何陣 列結(jié)構(gòu)。
提供行解碼電路108及列解碼電路110以解碼被提供到存儲(chǔ)器裝置101的地址信號(hào)。接收并解碼地址信號(hào)以存取存儲(chǔ)器陣列104。存儲(chǔ)器裝置101還包括輸入/輸出(I/O)控 制電路112以管理命令、地址及數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器裝置101的輸入以及數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息從存 儲(chǔ)器裝置101的輸出。地址寄存器114耦合于I/0控制電路112與行解碼電路108及列 解碼電路110之間以在解碼之前鎖存地址信號(hào)。命令寄存器124耦合于I/0控制電路112 與控制邏輯116之間以鎖存?zhèn)魅朊??？刂七壿?16響應(yīng)于命令而控制對(duì)存儲(chǔ)器陣列104 的存取且產(chǎn)生用于外部處理器130的狀態(tài)信息。控制邏輯116耦合到行解碼電路108及 列解碼電路110以響應(yīng)于地址而控制行解碼電路108及列解碼電路110。
控制邏輯116還耦合到取樣與保持電路118。取樣與保持電路118以模擬電壓電平 的形式來鎖存?zhèn)魅牖騻鞒龅臄?shù)據(jù)。舉例來說，取樣與保持電路可含有電容器或其它模擬 存儲(chǔ)裝置以用于取樣表示待寫入到存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)的傳入電壓信號(hào)或指示從存儲(chǔ)器 單元感測(cè)的閾值電壓的傳出電壓信號(hào)。取樣與保持電路118可進(jìn)一步提供經(jīng)取樣電壓的 放大及/或緩沖以將較強(qiáng)的數(shù)據(jù)信號(hào)提供到外部裝置。
對(duì)模擬電壓信號(hào)的處置可采取與CMOS成像器技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的方法類似的 方法，其中響應(yīng)于入射照明而在成像器的像素處產(chǎn)生的電荷電平存儲(chǔ)于電容器上。接著 使用具有參考電容器的差分放大器而將這些電荷電平轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)作為差分放大器 的第二輸入。接著將差分放大器的輸出傳遞到模/數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)裝置以獲得表示照明強(qiáng) 度的數(shù)字值。在本發(fā)明實(shí)施例中，可響應(yīng)于使電荷經(jīng)受指示存儲(chǔ)器單元的實(shí)際或目標(biāo)閾 值電壓的電壓電平而將電荷存儲(chǔ)于電容器上以用于分別讀取或編程存儲(chǔ)器單元?？山又?使用具有接地輸入或其它參考信號(hào)的差分放大器而將此電荷轉(zhuǎn)換為模擬電壓作為第二 輸入。可接著將差分放大器的輸出傳遞到I/O控制電路112以用于在讀取操作的情況下 從存儲(chǔ)器裝置輸出或在編程存儲(chǔ)器裝置時(shí)的一個(gè)或一個(gè)以上驗(yàn)證操作期間用于比較。請(qǐng) 注意，1/0控制電路112可任選地包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能性及數(shù)/模轉(zhuǎn)換(DAC)功能性以將 讀取數(shù)據(jù)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字位模式且將寫入數(shù)據(jù)從數(shù)字位模式轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，使 得存儲(chǔ)器裝置101可適于與模擬或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接口通信。
在寫入操作期間，編程存儲(chǔ)器陣列104的目標(biāo)存儲(chǔ)器單元，直到指示其Vt電平的
電壓匹配保持于取樣與保持電路118中的電平為止。這可(作為一個(gè)實(shí)例)使用差分感
測(cè)裝置將所保持的電壓電平與目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)存儲(chǔ)
器編程非常類似，可將編程脈沖施加到目標(biāo)存儲(chǔ)器單元以增加其閾值電壓，直到達(dá)到或
超過所要值為止。在讀取操作中，將目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的Vt電平傳遞到取樣與保持電路
118以依據(jù)ADC/DAC功能性是提供在存儲(chǔ)器裝置外部還是提供在存儲(chǔ)器裝置內(nèi)而直接
作為模擬信號(hào)或作為模擬信號(hào)的經(jīng)數(shù)字化表示來傳送到外部處理器(圖1中未展示)?？梢远喾N方式來確定單元的閾值電壓。舉例來說，可在目標(biāo)存儲(chǔ)器單元變得被激活 時(shí)的那點(diǎn)處取樣字線電壓?；蛘?，可將升壓式電壓施加到目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的第一源極/ 漏極側(cè)，且可將閾值電壓看作其控制柵極電壓與其另一源極/漏極側(cè)處的電壓之間的差。 通過將電壓耦合到電容器，將與電容器共享電荷以存儲(chǔ)經(jīng)取樣電壓。請(qǐng)注意，經(jīng)取樣電
壓無需等于閾值電壓，而是僅僅指示所述電壓。舉例來說，在將升壓式電壓施加到存儲(chǔ) 器單元的第一源極/漏極側(cè)且將已知電壓施加到其控制柵極的情況下，可將存儲(chǔ)器單元的
第二源極/漏極側(cè)處所發(fā)展的電壓看作數(shù)據(jù)信號(hào)，因?yàn)樗l(fā)展的電壓指示存儲(chǔ)器單元的閾
值電壓。
取樣與保持電路U8可包括高速緩沖存儲(chǔ)(即，用于每一數(shù)據(jù)值的多個(gè)存儲(chǔ)位置)， 使得存儲(chǔ)器裝置101可在將第一數(shù)據(jù)值傳遞到外部處理器的同時(shí)讀取下一數(shù)據(jù)值，或在 將第一數(shù)據(jù)值寫入到存儲(chǔ)器陣列104的同時(shí)接收下一數(shù)據(jù)值。狀態(tài)寄存器122耦合于I/0 控制電路112與控制邏輯116之間以鎖存用于輸出到外部處理器的狀態(tài)信息。
存儲(chǔ)器裝置101經(jīng)由控制鏈路132而在控制邏輯116處接收控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)可 包括芯片啟用CE弁、命令鎖存啟用CLE、地址鎖存啟用ALE及寫入啟用WE#。存儲(chǔ)器 裝置101可經(jīng)由經(jīng)多路復(fù)用輸入/輸出(I/O)總線134而從外部處理器接收命令(以命 令信號(hào)的形式)、地址(以地址信號(hào)的形式)及數(shù)據(jù)(以數(shù)據(jù)信號(hào)的形式)且經(jīng)由I/0總 線134而將數(shù)據(jù)輸出到外部處理器。
在特定實(shí)例中，在1/0控制電路112處經(jīng)由I/O總線134的輸入/輸出(I/O)引腳[7:0] 來接收命令且將命令寫入到命令寄存器124中。在I/0控制電路112處經(jīng)由總線134的 輸入/輸出(I/O)引腳[7:0]來接收地址且將地址寫入到地址寄存器114中?？稍贗/O控 制電路112處經(jīng)由用于能夠接收八個(gè)并行信號(hào)的裝置的輸入/輸出(I/O)引腳[7:0]或用 于能夠接收十六個(gè)并行信號(hào)的裝置的輸入/輸出(I/O)引腳[15:0]來接收數(shù)據(jù)且將數(shù)據(jù)傳 送到取樣與保持電路118。還可經(jīng)由用于能夠發(fā)射八個(gè)并行信號(hào)的裝置的輸入/輸出(1/0) 引腳[7:0]或用于能夠發(fā)射十六個(gè)并行信號(hào)的裝置的輸入/輸出引腳[15:0]來輸出數(shù)據(jù)。所 屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可提供額外電路及信號(hào)，且已簡(jiǎn)化了圖1的存儲(chǔ)器裝置以幫 助集中于本發(fā)明的實(shí)施例。另外，盡管已根據(jù)用于接收及輸出各種信號(hào)的風(fēng)行慣例而描 述圖l的存儲(chǔ)器裝置，但請(qǐng)注意，除非本文中有明確提到，否則各種實(shí)施例不受所描述 的特定信號(hào)及I/0配置限制。舉例來說，可在與接收數(shù)據(jù)信號(hào)的輸入獨(dú)立的輸入處接收 命令及地址信號(hào)，或可經(jīng)由I/O總線134的單個(gè)I/O線來串行地發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)。因?yàn)閿?shù) 據(jù)信號(hào)表示位模式而非個(gè)別位，所以8位數(shù)據(jù)信號(hào)的串行通信可與表示個(gè)別位的八個(gè)信 號(hào)的并行通信一樣有效。
11圖2為如可能在圖1的存儲(chǔ)器陣列104中發(fā)現(xiàn)的實(shí)例NAND存儲(chǔ)器陣列200的一部 分的示意圖。如圖2所示，存儲(chǔ)器陣列200包括字線202i到202N及相交的位線204i到 204M。為了易于在數(shù)字環(huán)境中尋址起見，字線202的數(shù)目及位線204的數(shù)目通常各自為 2的某一冪。
存儲(chǔ)器陣列200包括NAND串206!到206m。毎一NAND串包括晶體管208!到208n， 其每一者位于字線202與位線204的相交處。晶體管208 (在圖2中被描繪為浮動(dòng)?xùn)艠O 晶體管)表示用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器單元。每一 NAND串206的浮動(dòng)?xùn)艠O晶體 管208以串聯(lián)的源極到漏極形式而連接于一個(gè)或一個(gè)以上源極選擇柵極210 (例如，場(chǎng) 效應(yīng)晶體管(FET))與一個(gè)或一個(gè)以上漏極選擇柵極212 (例如，F(xiàn)ET)之間。每一源 極選擇柵極210位于局部位線204與源極選擇線214的相交處，而每一漏極選擇柵極212 位于局部位線204與漏極選擇線215的相交處。
每一源極選擇柵極210的源極連接到共同源極線216。每一源極選擇柵極210的漏 極連接到對(duì)應(yīng)NAND串206的第一浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208的源極。舉例來說，源極選擇柵 極210i的漏極連接到對(duì)應(yīng)NAND串206i的浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208!的源極。每一源極選擇 柵極210的控制柵極連接到源極選擇線214。如果將多個(gè)源極選擇柵極210用于給定 NAND串206，則所述源極選擇柵極210將串聯(lián)地耦合于共同源極線216與所述NAND 串206的第一浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208之間。
每一漏極選擇柵極212的漏極在漏極接點(diǎn)處連接到用于對(duì)應(yīng)NAND串的局部位線 204。舉例來說，漏極選擇柵極212i的漏極在漏極接點(diǎn)處連接到用于對(duì)應(yīng)NAND串206i 的局部位線204i。每一漏極選擇柵極212的源極連接到對(duì)應(yīng)NAND串206的最后浮動(dòng) 柵極晶體管208的漏極。舉例來說，漏極選擇柵極212i的源極連接到對(duì)應(yīng)NAND串206i 的浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208N的漏極。如果將多個(gè)漏極選擇柵極212用于給定NAND串206， 則所述漏極選擇柵極212將串聯(lián)地耦合于對(duì)應(yīng)位線204與所述NAND串206的最后浮動(dòng) 柵極晶體管208N之間。
浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208的典型構(gòu)造包括源極230與漏極232、浮動(dòng)?xùn)艠O234及控制柵
極236，如圖2所示。浮動(dòng)?xùn)艠O晶體管208使其控制柵極236耦合到字線202。 一列浮
動(dòng)?xùn)艠O晶體管208為耦合到給定局部位線204的那些NAND串206。 一行浮動(dòng)?xùn)艠O晶體
管208為共同地耦合到給定字線202的那些晶體管。還可將其它形式的晶體管208 (例
如，NROM、磁性或鐵電晶體管及其它能夠經(jīng)編程以呈現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上閾值電位范圍
中的一者的晶體管)與本發(fā)明的實(shí)施例一起利用。
可在大容量存儲(chǔ)裝置中有利地使用各種實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置。對(duì)于各種實(shí)施例來說，這些大容量存儲(chǔ)裝置可采取傳統(tǒng)HDD的相同形狀因數(shù)及通信總線接口，因此允許 其在多種應(yīng)用中替換所述驅(qū)動(dòng)器。HDD的一些常見形狀因數(shù)包括通常用于當(dāng)前個(gè)人計(jì)算 機(jī)及較大數(shù)字媒體記錄器的3.5"、 2.5"及PCMCIA (個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國際協(xié)會(huì))形狀 因數(shù)，以及通常用于較小個(gè)人器具(例如，移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)及數(shù)字媒 體播放器)中的1.8"及l(fā)"形狀因數(shù)。 一些常見總線接口包括通用串行總線(USB)、 AT 附接接口 (ATA)[還稱為集成驅(qū)動(dòng)電子器件或IDE]、串行ATA (SATA)、小型計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)接口 (SCSI)及電氣及電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE) 1394標(biāo)準(zhǔn)。盡管已列舉了多種形 狀因數(shù)及通信接口，但實(shí)施例不限于特定形狀因數(shù)或通信標(biāo)準(zhǔn)。此外，實(shí)施例無需遵照 HDD形狀因數(shù)或通信接口。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的固態(tài)大容量存儲(chǔ)裝置300 的方框示意圖。
大容量存儲(chǔ)裝置300包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置301、讀取/寫入通道305 及控制器310。讀取/寫入通道305提供從存儲(chǔ)器裝置301接收的數(shù)據(jù)信號(hào)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換以 及從控制器310接收的數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)/模轉(zhuǎn)換?？刂破?10通過總線接口 315提供大容量 存儲(chǔ)裝置300與外部處理器(圖3中未展示)之間的通信。請(qǐng)注意，讀取/寫入通道305 可服務(wù)于一個(gè)或一個(gè)以上額外存儲(chǔ)器裝置，如由采用虛線的存儲(chǔ)器裝置301'所描繪。可 通過多位芯片啟用信號(hào)或其它多路復(fù)用方案來處置選擇單個(gè)存儲(chǔ)器裝置301以用于通 信。
存儲(chǔ)器裝置301通過模擬接口 320及數(shù)字接口 325而耦合到讀取/寫入通道305。模 擬接口 320提供模擬數(shù)據(jù)信號(hào)在存儲(chǔ)器裝置301與讀取/寫入通道305之間的傳遞，而數(shù) 字接口 325提供控制信號(hào)、命令信號(hào)及地址信號(hào)從讀取/寫入通道305到存儲(chǔ)器裝置301 的傳遞。數(shù)字接口 325可進(jìn)一步提供狀態(tài)信號(hào)從存儲(chǔ)器裝置301到讀取/寫入通道305 的傳遞。模擬接口 320及數(shù)字接口 325可共享信號(hào)線，如相對(duì)于圖1的存儲(chǔ)器裝置101 所提到。盡管圖3的實(shí)施例描繪通到存儲(chǔ)器裝置的雙模擬/數(shù)字接口，但讀取/寫入通道 305的功能性可任選地并入到存儲(chǔ)器裝置301中(如相對(duì)于圖1所論述)，使得存儲(chǔ)器裝 置301僅使用用于傳遞控制信號(hào)、命令信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)、地址信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)字接 口而直接與控制器310通信。
讀取/寫入通道305通過一個(gè)或一個(gè)以上接口 (例如，數(shù)據(jù)接口 330及控制接口 335)
而耦合到控制器310。數(shù)據(jù)接口 330提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)在讀取/寫入通道305與控制器310
之間的傳遞?？刂平涌?335提供控制信號(hào)、命令信號(hào)及地址信號(hào)從控制器310到讀取/
寫入通道305的傳遞?？刂平涌?335可進(jìn)一步提供狀態(tài)信號(hào)從讀取/寫入通道305到控制
器310的傳遞。還可直接在控制器310與存儲(chǔ)器裝置301之間傳遞狀態(tài)及命令/控制信號(hào)，
13如由將控制接口 335連接到數(shù)字接口 325的虛線所描繪。
盡管在圖3中被描繪為兩個(gè)相異裝置，但讀取/寫入通道305與控制器310的功能性 可替代地由單個(gè)集成電路裝置執(zhí)行。并且，盡管將存儲(chǔ)器裝置301維持為獨(dú)立裝置將在 使實(shí)施例適于不同形狀因數(shù)及通信接口時(shí)提供較多靈活性(因?yàn)槠湟彩羌呻娐费b置)， 但可將整個(gè)大容量存儲(chǔ)裝置300制造為單個(gè)集成電路裝置。
讀取/寫入通道305是適于至少提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流到模擬數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)換且反之亦然的 信號(hào)處理器。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流以二進(jìn)制電壓電平(即，指示具有第一二進(jìn)制數(shù)據(jù)值(例如， 0)的位的第一電壓電平及指示具有第二二進(jìn)制數(shù)據(jù)值(例如，1)的位的第二電壓電平) 的形式提供數(shù)據(jù)信號(hào)。模擬數(shù)據(jù)流以具有兩個(gè)以上電平的模擬電壓的形式提供數(shù)據(jù)信 號(hào)，其中不同電壓電平或范圍對(duì)應(yīng)于兩個(gè)或兩個(gè)以上位的不同位模式。舉例來說，在適 于每存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)兩個(gè)位的系統(tǒng)中，模擬數(shù)據(jù)流的第一電壓電平或電壓電平范圍可對(duì) 應(yīng)于位模式11，模擬數(shù)據(jù)流的第二電壓電平或電壓電平范圍可對(duì)應(yīng)于位模式10，模擬 數(shù)據(jù)流的第三電壓電平或電壓電平范圍可對(duì)應(yīng)于位模式OO，且模擬數(shù)據(jù)流的第四電壓電 平或電壓電平范圍可對(duì)應(yīng)于位模式Ol。因此，根據(jù)各種實(shí)施例的一個(gè)模擬數(shù)據(jù)信號(hào)將被 轉(zhuǎn)換為兩個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)，且反之亦然。
實(shí)際上，在總線接口 315處接收控制及命令信號(hào)以用于通過控制器310來存取存儲(chǔ) 器裝置301。還可依據(jù)需要何種存取類型(例如，寫入、讀取、格式化等)而在總線接 口 315處接收地址及數(shù)據(jù)值。在共享總線系統(tǒng)中，總線接口 315將連同多種其它裝置一 起耦合到總線。為了到特定裝置的直接通信，可將識(shí)別值放置于總線上，所述識(shí)別值指 示總線上的哪個(gè)裝置將按照后續(xù)命令來行動(dòng)。如果識(shí)別值匹配由大容量存儲(chǔ)裝置300所 呈現(xiàn)的值，則控制器310將接著在總線接口 315處接受后續(xù)命令。如果識(shí)別值不匹配， 則控制器310將忽略后續(xù)通信。類似地，為了避免總線上的碰撞，共享總線上的各種裝 置可在其個(gè)別地控制總線的同時(shí)指令其它裝置停止出站通信。用于總線共享及碰撞避免
的協(xié)議是眾所周知的且在本文中將不再詳述。控制器310接著將命令、地址及數(shù)據(jù)信號(hào)
傳遞到讀取/寫入通道305以供處理。請(qǐng)注意，從控制器310傳遞到讀取/寫入通道305
的命令、地址及數(shù)據(jù)信號(hào)無需為總線接口 315處所接收的相同信號(hào)。舉例來說，用于總
線接口 315的通信標(biāo)準(zhǔn)可能不同于讀取/寫入通道305或存儲(chǔ)器裝置301的通信標(biāo)準(zhǔn)。在
此情形中，控制器310可在存取存儲(chǔ)器裝置301之前轉(zhuǎn)譯命令及/或?qū)ぶ贩桨?。另外，?br>
制器310可提供一個(gè)或一個(gè)以上存儲(chǔ)器裝置301內(nèi)的負(fù)載調(diào)平，使得存儲(chǔ)器裝置301的
物理地址可針對(duì)給定邏輯地址而隨時(shí)間改變。因此，控制器310將會(huì)將來自外部裝置的
邏輯地址映射到目標(biāo)存儲(chǔ)器裝置301的物理地址。
14對(duì)于寫入請(qǐng)求，除了命令及地址信號(hào)以外，控制器310將會(huì)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)傳遞到 讀取/寫入通道305。舉例來說，對(duì)于16位數(shù)據(jù)字，控制器310將傳遞16個(gè)具有第一或 第二二進(jìn)制邏輯電平的個(gè)別信號(hào)。讀取/寫入通道305將接著將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為表示 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的位模式的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)。繼續(xù)前述實(shí)例，讀取/寫入通道305將使用數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換以將所述16個(gè)個(gè)別數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為單個(gè)模擬信號(hào)，所述模擬信號(hào)具有指示 所要16位數(shù)據(jù)模式的電位電平。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的位模式的 模擬數(shù)據(jù)信號(hào)指示目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所要閾值電壓。然而，在編程單晶體管型存儲(chǔ)器單 元時(shí)，常常為以下情況相鄰存儲(chǔ)器單元的編程將增加先前編程的存儲(chǔ)器單元的閾值電 壓。因此，對(duì)于另一實(shí)施例來說，讀取/寫入通道305可考慮閾值電壓的這些類型的預(yù)期 改變，且將模擬數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)整為指示低于最終所要閾值電壓的閾值電壓。在轉(zhuǎn)換來自控 制器310的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)之后，讀取/寫入通道305將接著將寫入命令及地址信號(hào)連同模 擬數(shù)據(jù)信號(hào)一起傳遞到存儲(chǔ)器裝置301以用于編程個(gè)別存儲(chǔ)器單元?？稍谥饐卧A(chǔ)上 發(fā)生編程，但編程通常是每操作針對(duì)一數(shù)據(jù)頁來執(zhí)行。對(duì)于典型存儲(chǔ)器陣列結(jié)構(gòu)來說， 數(shù)據(jù)頁包括耦合到字線的每隔一個(gè)存儲(chǔ)器單元。
對(duì)于讀取請(qǐng)求，控制器將會(huì)將命令及地址信號(hào)傳遞到讀取/寫入通道305。讀取/寫入 通道305將會(huì)將讀取命令及地址信號(hào)傳遞到存儲(chǔ)器裝置301。作為響應(yīng)，在執(zhí)行讀取操 作之后，存儲(chǔ)器裝置301將返回指示由地址信號(hào)及讀取命令所界定的存儲(chǔ)器單元的閾值 電壓的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)。存儲(chǔ)器裝置301可以并行或串行方式來傳送其模擬數(shù)據(jù)信號(hào)。
模擬數(shù)據(jù)信號(hào)還可能不作為離散電壓脈沖來傳送，而是作為大體上連續(xù)的模擬信號(hào) 流來傳送。在此情形中，讀取/寫入通道305可采用與HDD存取中所使用的被稱為PRML 或部分響應(yīng)最大似然的信號(hào)處理類似的信號(hào)處理。在傳統(tǒng)HDD的PRML處理中，HDD 的讀取頭輸出表示在HDD唱片的讀取操作期間所遇到的通量反轉(zhuǎn)的模擬信號(hào)流。并非 嘗試俘獲響應(yīng)于由讀取頭所遇到的通量反轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的此模擬信號(hào)的真實(shí)峰值與谷值，而 是周期性地取樣所述信號(hào)以創(chuàng)建信號(hào)模式的數(shù)字表示?？山又治龃藬?shù)字表示以確定負(fù) 責(zé)產(chǎn)生模擬信號(hào)模式的可能通量反轉(zhuǎn)模式。此相同類型的處理可與本發(fā)明的實(shí)施例一起 利用。通過取樣來自存儲(chǔ)器裝置301的模擬信號(hào)，可采用PRML處理來確定負(fù)責(zé)產(chǎn)生模 擬信號(hào)的可能閾值電壓模式。
圖4是對(duì)概念性地展示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例可能會(huì)通過讀取/寫入通道305從存儲(chǔ)器裝
置301接收的數(shù)據(jù)信號(hào)450的波形的描繪?？芍芷谛缘厝铀鰯?shù)據(jù)信號(hào)450且可從經(jīng)
取樣的電壓電平的振幅中創(chuàng)建數(shù)據(jù)信號(hào)450的數(shù)字表示。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，可使取
樣與數(shù)據(jù)輸出同步，使得在數(shù)據(jù)信號(hào)450的穩(wěn)態(tài)部分期間發(fā)生取樣。通過如在時(shí)間tl、t2、 t3及t4處的虛線所指示的取樣來描繪此實(shí)施例。然而，如果經(jīng)同步的取樣變得不對(duì) 準(zhǔn)，則數(shù)據(jù)樣本的值可能顯著不同于穩(wěn)態(tài)值。在替代性實(shí)施例中，可增加取樣速率以允 許確定何處可能出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)值，例如通過觀測(cè)由數(shù)據(jù)樣本所指示的斜率改變。通過如在時(shí) 間t5、 t6、 t7及t8處的虛線所指示的取樣來描繪此實(shí)施例，其中在時(shí)間t6及t7處的數(shù) 據(jù)樣本之間的斜率可指示穩(wěn)態(tài)條件。在此實(shí)施例中，在取樣速率與表示的精確度之間作 出折衷。較高的取樣速率導(dǎo)致較精確的表示，但也增加處理時(shí)間。不管是使取樣與數(shù)據(jù) 輸出同步還是使用較頻繁的取樣，可接著使用數(shù)字表示來預(yù)測(cè)什么傳入電壓電平可能負(fù) 責(zé)產(chǎn)生模擬信號(hào)模式。又，可從傳入電壓電平的此預(yù)期模式預(yù)測(cè)正被讀取的個(gè)別存儲(chǔ)器 單元的可能數(shù)據(jù)值。
在認(rèn)識(shí)到將在從存儲(chǔ)器裝置301讀取數(shù)據(jù)值時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下，讀取/寫入通道 305可包括錯(cuò)誤校正。通常在存儲(chǔ)器裝置以及HDD中使用錯(cuò)誤校正以從預(yù)期錯(cuò)誤中恢 復(fù)。通常，存儲(chǔ)器裝置將把用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于第一組位置中且把錯(cuò)誤校正碼(ECC)存儲(chǔ) 于第二組位置中。在讀取操作期間，響應(yīng)于用戶數(shù)據(jù)的讀取請(qǐng)求來讀取用戶數(shù)據(jù)與ECC 兩者。通過使用已知算法，將從讀取操作返回的用戶數(shù)據(jù)與ECC進(jìn)行比較。如果錯(cuò)誤 在ECC的限度內(nèi)，則將校正所述錯(cuò)誤。
圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子系統(tǒng)的方框示意圖。實(shí)例電子系統(tǒng)可包括個(gè)人計(jì)算 機(jī)、PDA、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字媒體播放器、數(shù)字記錄器、電子游戲、器具、交通工具、無 線裝置、移動(dòng)電話等。
電子系統(tǒng)包括主機(jī)處理器500，主機(jī)處理器500可包括用以增加處理器500的效率 的高速緩沖存儲(chǔ)器502。處理器500耦合到通信總線504。多種其它裝置可在處理器500 的控制下耦合到通信總線504。舉例來說，電子系統(tǒng)可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 506; —個(gè)或一個(gè)以上輸入裝置508，例如鍵盤、觸控板、指示裝置等；音頻控制器510; 視頻控制器512;以及一個(gè)或一個(gè)以上大容量存儲(chǔ)裝置514。至少一個(gè)大容量存儲(chǔ)裝置 514包括數(shù)字總線接口 515，其用于與總線504通信；根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)或一 個(gè)以上存儲(chǔ)器裝置，其具有用于傳送表示兩個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)模式的數(shù)據(jù)信號(hào) 的模擬接口；以及信號(hào)處理器，其適于執(zhí)行從總線接口 515接收的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)/ 模轉(zhuǎn)換及從其存儲(chǔ)器裝置接收的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換。
各種實(shí)施例包括適于處理及產(chǎn)生表示兩個(gè)或兩個(gè)以上信息位的數(shù)據(jù)值的模擬數(shù)據(jù)
信號(hào)的存儲(chǔ)器裝置。這通過將數(shù)據(jù)值作為閾值電壓范圍存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器單元上來
促進(jìn)。不同于傳統(tǒng)多電平單元技術(shù)的逐位編程操作，各種實(shí)施例可直接編程到所要位模
式的目標(biāo)閾值電壓。類似地，代替讀取個(gè)別位，各種實(shí)施例產(chǎn)生指示目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓且因此指示存儲(chǔ)于所述單元上的完整數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)信號(hào)。各種實(shí)施例可接收及 發(fā)射數(shù)據(jù)信號(hào)作為表示兩個(gè)或兩個(gè)以上位的位模式的模擬信號(hào)，或其可提供在存儲(chǔ)器裝 置內(nèi)部的轉(zhuǎn)換以準(zhǔn)許接收及發(fā)射表示個(gè)別位的數(shù)字信號(hào)。因?yàn)閱蝹€(gè)模擬數(shù)據(jù)信號(hào)可表示 兩個(gè)、四個(gè)或四個(gè)以上信息位，所以可增加數(shù)據(jù)傳送速率連同存儲(chǔ)器密度，這是因?yàn)槊?一編程或讀取操作同時(shí)地處理每存儲(chǔ)器單元的多個(gè)位。
盡管已在本文中說明及描述了特定實(shí)施例，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可用經(jīng) 設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)相同目的的任何布置來取代所示的特定實(shí)施例。本發(fā)明的許多調(diào)適對(duì)于所屬 領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將為顯而易見的。因此，本申請(qǐng)案既定涵蓋本發(fā)明的任何調(diào)適或變 化。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)存儲(chǔ)器裝置(101/301)，其包含非易失性存儲(chǔ)器單元陣列(104)；用于控制及/或存取所述非易失性存儲(chǔ)器單元陣列(104)的電路；其中所述用于控制及/或存取的電路適于產(chǎn)生指示所述陣列(104)的目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)存儲(chǔ)器裝置(101/301)，其中所述用于控制及/或存取所 述非易失性存儲(chǔ)器單元陣列(104)的電路包含電路(118)以取樣并保持指示所述 目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓的電壓電平且從所述所保持的電壓電平中產(chǎn)生所述 模擬數(shù)據(jù)信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)存儲(chǔ)器裝置(101/301)，其中所述用于控制及/或存取所 述非易失性存儲(chǔ)器單元陣列(104)的電路進(jìn)一步適于將所述所產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)信號(hào) 轉(zhuǎn)換為兩個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)以供從所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)輸出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的固態(tài)存儲(chǔ)器裝置(101/301)，其中所述用于控制及/或存取所 述非易失性存儲(chǔ)器單元陣列(104)的電路進(jìn)一步適于接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)且將所述數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中的兩者或兩者以上轉(zhuǎn)換為指示所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所要閾值電壓的 模擬數(shù)據(jù)信號(hào)，存儲(chǔ)指示所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述所要閾值電壓的所述模擬數(shù)據(jù) 信號(hào)的電壓電平，將所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓與所述所存儲(chǔ)的電壓電平 進(jìn)行比較，及在發(fā)現(xiàn)所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓小于所述所存儲(chǔ)的電壓電 平的情況下增加所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)存儲(chǔ)器裝置(101/301)，其中所述用于控制及/或存取所 述非易失性存儲(chǔ)器單元陣列(104)的電路進(jìn)一步適于接收指示所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元 的所要閾值電壓的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)，存儲(chǔ)指示所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述所要閾值電 壓的所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的電壓電平，將所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓與所述 所存儲(chǔ)的電壓電平進(jìn)行比較，及在發(fā)現(xiàn)所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓小于所 述所存儲(chǔ)的電壓電平的情況下增加所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓。 '
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)存儲(chǔ)器裝置(101/301)，其中所述非易失性存儲(chǔ)器單元陣 列(104)為NAND存儲(chǔ)器陣列(200)。
7. —種大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其包含固態(tài)存儲(chǔ)器裝置(101/301)，其適于接收及發(fā)射指示兩個(gè)或兩個(gè)以上信息位的數(shù)據(jù)值的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)；控制器(310)，其用于與外部裝置通信；以及讀取/寫入通道(305)，其耦合到所述控制器(310)及所述存儲(chǔ)器裝置(101/301);其中所述讀取/寫入通道(305)適于將從所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)接收的模擬 數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)以供發(fā)射到所述控制器(310);且其中所述讀取/寫入通道(305)適于將從所述控制器(310)接收的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào) 轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)據(jù)信號(hào)以供發(fā)射到所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其中所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)進(jìn) 一步適于在寫入操作中存儲(chǔ)指示所接收的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的電壓電平且對(duì)所述寫入操 作的目標(biāo)存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，直到所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓等于或超過所 述所存儲(chǔ)的電壓電平為止。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其中所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)進(jìn) 一步適于產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù)信號(hào)以供發(fā)射，所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)具有指示對(duì)應(yīng)于每一模擬 數(shù)據(jù)信號(hào)的目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的電壓電平。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其中所述讀取/寫入通道(305)進(jìn)一 步適于從所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)接收所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)作為模擬數(shù)據(jù)信號(hào)流， 執(zhí)行信號(hào)處理以產(chǎn)生所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)流的數(shù)字表示，且從所述數(shù)字表示中確定負(fù) 責(zé)產(chǎn)生所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)流的可能閾值電壓模式。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其中所述讀取/寫入通道(305)進(jìn) 一步適于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于由所述可能閾值電壓模式表示的位模式的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其中所述讀取/寫入通道(305)進(jìn) 一步適于在產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于由所述可能閾值電壓模式表示的位模式的所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào) 之前應(yīng)用錯(cuò)誤校正。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其中所述大容量存儲(chǔ)裝置(300)包 含用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的形狀因數(shù)及通信協(xié)議。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其中所述控制器(310)及所述讀取 /寫入通道(305)為單個(gè)集成電路裝置的部分。
15. —種大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其包含固態(tài)存儲(chǔ)器裝置(101/301)，其適于處理及產(chǎn)生指示兩個(gè)或兩個(gè)以上信息位的數(shù)據(jù) 值的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)；以及控制器(310)，其用于與外部裝置通信；其中所述固態(tài)存儲(chǔ)器裝置(101/301)進(jìn)一步適于從所述控制器(310)接收數(shù)字?jǐn)?shù) 據(jù)信號(hào)且提供數(shù)/模轉(zhuǎn)換以將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)中的兩者或兩者以上轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)據(jù) 信號(hào)以供寫入到所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)的存儲(chǔ)器陣列(104);且其中所述固態(tài)存儲(chǔ)器裝置(101/301)進(jìn)一步適于提供模/數(shù)轉(zhuǎn)換以將從所述存儲(chǔ)器 裝置(101/301)的所述存儲(chǔ)器陣列(104)讀取的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)或兩個(gè)以 上數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)以供輸出到所述控制器(310)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其中所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)進(jìn) 一步適于在寫入操作中存儲(chǔ)指示經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的電壓電平且對(duì)所述寫入操 作的目標(biāo)存儲(chǔ)器單元進(jìn)行編程，直到所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓等于或超過所 述所存儲(chǔ)的電壓電平為止。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其中所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)進(jìn) 一步適于在讀取操作期間產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù)信號(hào)，所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)指示對(duì)應(yīng)于每一模 擬數(shù)據(jù)信號(hào)的目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的大容量存儲(chǔ)裝置(300)，其中所述大容量存儲(chǔ)裝置(300) 包含用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的形狀因數(shù)及通信協(xié)議。
19. 一種將數(shù)據(jù)寫入到具有非易失性存儲(chǔ)器單元陣列(104)的存儲(chǔ)器裝置(101/301)的 方法，其包含-將模擬數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)處； 將編程脈沖施加到目標(biāo)存儲(chǔ)器單元以增加所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓； 將所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓與所述所存儲(chǔ)的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較； 以及如果所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓小于所述所存儲(chǔ)的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的電壓 電平，則將編程脈沖重新施加到所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中將所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓與所述所 存儲(chǔ)的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較包含使用差分放大器將所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾 值電壓與所述所存儲(chǔ)的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行比較。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包含繼續(xù)將編程脈沖施加到所述目標(biāo)存儲(chǔ)器 單元，直到所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓等于或超過所述所存儲(chǔ)的模擬數(shù)據(jù) 信號(hào)的所述電壓電平為止。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包含在將所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)處之前，接收指示所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所要閾值電壓的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包含接收指示待存儲(chǔ)于所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元上的位模式的兩個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信 號(hào)；以及在將所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)處之前，將所述兩個(gè)或 兩個(gè)以上數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為指示所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所要閾值電壓的模擬數(shù)據(jù) 信號(hào)。
24. —種從具有非易失性存儲(chǔ)器單元陣列(104)的存儲(chǔ)器裝置(101/301)讀取數(shù)據(jù)的方 法，其包含-產(chǎn)生指示目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的電壓電平； 取樣指示所述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓的所述電壓電平；以及 產(chǎn)生指示所述經(jīng)取樣的電壓電平的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)，所述經(jīng)取樣的電壓電平指示所 述目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中產(chǎn)生指示目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的電壓電平 包含產(chǎn)生大體上等于目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的所述閾值電壓的電壓電平。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其進(jìn)一步包含-從所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)發(fā)射指示所述經(jīng)取樣的電壓電平的所述模擬數(shù)據(jù)信 號(hào)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中發(fā)射指示所述經(jīng)取樣的電壓電平的所述模擬數(shù)據(jù) 信號(hào)與指示其它存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)并行地發(fā)生。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中發(fā)射指示所述經(jīng)取樣的電壓電平的模擬數(shù)據(jù)信號(hào) 與指示其它存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)串行地發(fā)生。
29. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其進(jìn)一步包含產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于由所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)表示的數(shù)據(jù)位模式的兩個(gè)或兩個(gè)以上數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信 號(hào)；以及將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)發(fā)射到主機(jī)處理器(500)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其進(jìn)一步包含接收指示多個(gè)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)流； 產(chǎn)生所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)流的數(shù)字表示；以及確定所述存儲(chǔ)器單元的負(fù)責(zé)產(chǎn)生所述模擬數(shù)據(jù)信號(hào)流的可能閾值電壓模式。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其進(jìn)一步包含產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述可能閾值電壓模式的數(shù)據(jù)位模式的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)；以及 將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)發(fā)射到主機(jī)處理器(500)。
全文摘要
本發(fā)明提供適于處理及產(chǎn)生表示兩個(gè)或兩個(gè)以上信息位的數(shù)據(jù)值的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的存儲(chǔ)器裝置(101/301)，其相對(duì)于僅處理及產(chǎn)生指示個(gè)別位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置而言促進(jìn)了數(shù)據(jù)傳送速率的增加。對(duì)所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)的編程包括編程到表示所要位模式的目標(biāo)閾值電壓范圍。讀取所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)包括產(chǎn)生指示目標(biāo)存儲(chǔ)器單元的閾值電壓的模擬數(shù)據(jù)信號(hào)?？山又幚泶四M信號(hào)以將其轉(zhuǎn)換為由所述模擬信號(hào)表示的位模式的個(gè)別位的數(shù)字表示。所述存儲(chǔ)器裝置(101/301)可并入到大容量存儲(chǔ)裝置(300)中，且可利用硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)及其它傳統(tǒng)大容量存儲(chǔ)裝置的形狀因數(shù)及通信協(xié)議，以用于在電子系統(tǒng)中無障礙地替換所述傳統(tǒng)大容量存儲(chǔ)裝置。
文檔編號(hào)G06F13/00GK101681321SQ200880019103
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月5日
發(fā)明者弗朗姬·F·魯帕爾瓦爾 申請(qǐng)人:美光科技公司