NOR型闪存芯片及其擦除操作控制系统和控制方法与流程

nor型闪存芯片及其擦除操作控制系统和控制方法
技术领域
1.本发明涉及闪存技术领域，特别涉及一种nor(一种闪存芯片的类型)型闪存芯片及其擦除操作控制系统和控制方法。


背景技术：

2.半导体存储器是现代信息处理系统中不可缺少的组成部分，按照存储物理特性主要分为vm(volatile memory，易失性存储器)和nvm(nonvolatile memory，非易失性存储器)两大类。闪存(flash memory)是当前最为通用的非易失性存储器，根据记忆单元阵列结构和读写方式的不同，当前的闪存主要分为nor型闪存和nand型闪存两种类型。闪存的基本操作包括写入(program)、擦除(erase)与读取(read)；其中，写入与擦除分别对应闪存的fg(浮栅层)或ono(氧化硅-氮化硅-氧化硅)层的充电、放电过程。
3.以nor型闪存为例，其擦除的操作对应的是fg或ono的放电过程，一般通过fn隧道贯穿(fn tunneling)来实现。根据闪存阵列的排布，擦除可按照扇区(sector)或区块(block)整体操作。为保证闪存存储单元(cell)的阈值电压(vt)分布的均匀性，常规的nor闪存擦除操作流程包括“前写入(preprogram step)”，“擦除(erase step)”，“过擦除恢复(recovery step)”，“数据刷新(refresh step)”等几个步骤。
4.nor型闪存中擦除操作的时间相较于读、写等其他操作的时间更长，在几十或几百毫秒级。如果在擦除操作中有供电电源的中断或干扰，造成芯片重启，擦除操作意外中断，则芯片内所存储的数据将会有很高的读取出错的风险。原因在于芯片重启后，芯片工作状态寄存器重置，不会自动继续之前未完成的操作。重启之前正在进行擦除操作的区域在擦除操作中断后，该区域的数据所在状态不确定。图1列出了nor型闪存典型擦除操作中在不同步骤受到中断对数据的可能影响。另外，除目标区域内的数据读错风险外，邻近区域的数据也可能受到影响，原因是一方面如果电源中断重启发生在erase step或recovery step，邻近区域受擦写负压干扰造成的vt降低无法恢复，可能影响数据可靠性；另一方面如目标擦除操作区域内cell的阈值电压vt过低，则共用位线(bit line)的相邻区域在读操作时会有位线漏电流，造成读取错误，如图2所示。
5.目前，针对闪存芯片(特别对于nor型闪存芯片而言)在擦除操作时发生电源断电后会造成的数据出错，主要采用如下两种防护措施：
6.(1)要求用户保持闪存芯片的电源稳定，并在任何软件或硬件方式重启之前检查状态寄存器状态，以确保擦除操作完成。但是该方式并不能防止由于系统电源不稳造成的闪存被动重启的情况发生。
7.(2)增加特定过擦除恢复操作命令；但是该方式存在需要外部监督与控制，外部流程复杂等问题。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中针对nor型闪存芯片，在擦除操
作中有供电电源的中断或干扰时，发生擦除中断易造成数据出错的执行方案存在要么需要增加芯片启动时间、要么需要外部监督与控制，外部流程复杂等缺陷，目的在于提供一种nor型闪存芯片及其擦除操作控制系统和控制方法。
9.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
10.本发明提供一种nor型闪存芯片的擦除操作控制系统，所述擦除操作控制系统包括依次电连接的第一状态标记模块、标记信息存储器和修复处理模块；
11.所述第一状态标记模块用于在所述nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启之前，设置存储在非易失的所述标记信息存储器中的第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态；
12.所述修复处理模块用于在上电启动后，获取所述标记信息存储器中存储的所述第一状态标记信息，并根据所述第一状态标记信息控制采用预设擦除修复策略进行擦除修复。
13.本方案中，能够实现一旦在nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启后并再重新上电启动时，能够自动读取到标记信息存储器存储中表征擦除操作发生异常中断的第一状态标记信息，再根据该第一状态标记信息分析确定与其对应的擦除修复方案，以采用擦除修复方案自动执行擦除修复操作。本方案的整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，避免了外部复杂的控制流程；同时能够节省芯片启动时间，实现在无需依赖外部系统监督控制的情况下，有效地提高了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理效率，保证了擦除恢复操作的精度以及可靠性，避免了因擦除操作中电源中断导致芯片重启后数据错误的情况发生。
14.较佳地，所述擦除操作控制系统还包括与所述第一状态标记模块电连接的擦除状态监测模块；
15.所述擦除状态监测模块用于监测所述nor型闪存芯片在擦除操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电时，生成触发信号并传输至所述第一状态标记模块；
16.所述第一状态标记模块用于基于所述触发信号设置存储在非易失的所述标记信息存储器中的所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态。
17.本方案中，能够实时监测造成擦除操作发生中断的擦除中断干扰因素，及时触发设置表征擦除操作发生异常中断的第一状态标记信息并予以存储至非易失的标记信息存储器中，保证一旦在nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启后并再重新上电启动时，能够自动读取到标记信息存储器中的该第一状态标记信息，以有效地提高了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理及时性、可靠性和精度。
18.较佳地，所述修复处理模块包括与所述标记信息存储器依次电连接的状态读取单元和擦除修复控制单元；
19.所述状态读取单元用于在所述nor型闪存芯片上电启动后，读取所述标记信息存储器中的所述第一状态标记信息并发送至所述擦除修复控制单元；
20.所述擦除修复控制单元用于在所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常
中断的状态时，获取对应的所述预设擦除修复策略进行擦除修复。
21.本方案中，通过设置修复处理模块包含两个功能单元，分别独立完成对第一状态标记信息的读取功能，和基于第一状态标记信息的擦除修复操作的控制功能，基于两者之间相互独立且关联配合，保证了修复处理操作的执行效率；整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，同时也属于适配于nor型闪存芯片的改进设计要求，保证了擦除操作控制方案在nor型闪存芯片中实现的合理性和有效性。
22.较佳地，所述擦除操作控制系统还包括区块擦除状态标记模块；
23.所述区块擦除状态标记模块包括若干与所述nor型闪存芯片的每个物理区块一一对应的擦除操作完成标记存储单元；
24.所述擦除操作控制系统用于控制所述擦除操作完成标记存储单元与对应的所述物理区块一同进行擦除操作；
25.所述擦除操作控制系统还用于在所述擦除操作完成标记存储单元对应的所述物理区块完成擦除操作后，对所述擦除操作完成标记存储单元执行写操作；
26.所述修复处理模块用于在所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，根据所述擦除操作完成标记存储单元是否被执行写操作的情况确认发生擦除中断的物理区块的区块地址，并对所述区块地址处的物理区块执行擦除修复。
27.本方案中，nor型闪存芯片的每个物理区块设有一一对应的擦除操作完成标记存储单元，擦除操作完成标记存储单元在对应的物理区块擦除过程中执行同样的擦除操作，二者操作上的区别在于擦除操作完成标记存储单元对应的物理区块完成擦除操作后，还对擦除操作完成标记存储单元执行表征对应的物理区块已完成完整擦除操作的写操作。所以通过判断擦除操作完成标记存储单元是否被执行写操作的具体情况，能够快速精准定位到发生擦除中断的物理区块，并自动基于该物理区块的区块地址以对其进行擦除修复，从而保证了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理准确性以及效率。
28.较佳地，所述擦除操作控制系统还包括位线电流检测模块；
29.所述修复处理模块用于在所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，调用所述位线电流检测模块；
30.所述位线电流检测模块用于获取所述nor型闪存芯片中整个闪存阵列的位线电流信息，并在所述位线电流信息表征存在位线漏电流时，获取发生位线漏电流的物理区块或物理扇区对应的地址信息，并对所述地址信息对应的物理区块或者物理扇区进行擦除修复。
31.本方案中，在nor型闪存芯片中擦除操作发生异常中断时，再次上电后通过及时检测整个闪存阵列的位线电流信息是否表示存在位线漏电流，一旦存在自动获取发生位线漏电流的物理区块的地址，或者对应物理扇区的地址，两者均可，以对所对应物理区块或者物理扇区执行擦除修复，从而有效地保证了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理的效率、可行性和灵活性。整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制。
32.较佳地，所述擦除状态监测模块还用于监测所述nor型闪存芯片在擦除修复操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电时，再次生成所述触发信号并传输至所述第一状态标记模块。
33.本方案中，在擦除修复过程，仍然实时监测是否发生造成擦除修复中断的影响因素，一旦发生，则及时触发第一状态标记模块标记该擦除中断情况的第一状态标记信息，以在再一次nor型闪存芯片上电启动后，根据最新记录的第一状态标记信息及时确定与其对应的擦除修复方案，直至完成对nor型闪存芯片的擦除操作，从而实现对任意一次擦除操作，只要发生因电源中断干扰造成的擦除中断都能及时进行擦除修复，即便连续多次在擦除修复中发生擦除中断也能及时高效进行擦除修复，有效地提高了对闪存芯片中擦除中断情况的恢复处理的有效性、可靠性和效率。
34.较佳地，所述第一状态标记模块包括擦除状态确定单元和状态存储器擦写单元；
35.所述擦除状态确定单元分别与所述nor型闪存芯片中的擦除操作状态机和所述状态存储器擦写单元电连接；
36.所述擦除状态确定单元用于接收所述擦除操作状态机在执行擦除操作时产生并输出的状态信号；
37.其中，所述状态信号包括擦除操作的开始信号和结束信号；
38.所述状态存储器擦写单元用于根据所述状态信号和所述触发信号，设置存储在非易失的所述标记信息存储器中的所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态。
39.本方案中，基于擦除状态确定单元接收擦除操作状态机发送的擦除操作对应的状态信号，能够获知擦除操作所处的状态，一旦擦除状态监测模块监测到擦除过程中发生电源异常中断时，则自动触发状态存储器擦写单元执行写入表征擦除操作发生异常中断的状态的第一状态标记信息，两个功能模块之间相互独立且关联配合，保证了标记擦除中断的执行效率和可靠性，进而提高了整个擦除操作控制效率和精度。
40.较佳地，所述状态存储器擦写单元包括电源泵和与所述电源泵电连接的辅助供电电源；
41.所述电源泵用于给所述状态存储器擦写单元提供执行擦除操作和写入操作时的第一工作电压；
42.所述辅助供电电源用于在异常断电时给所述状态存储器擦写单元提供第一设定时长的第二工作电压。
43.本方案中，在正常状态下，基于电源泵获取执行擦除操作和写入操作时的第一工作电压；一旦发生擦除中断，此时无法得到电源泵给予的电源支持，此时需要依赖于预先存储一定电量的辅助供电电源(通常为蓄电电容)向状态存储器擦写单元提供一定时长的电源支持，以保证能够完成第一状态标记信息的生成以及写入等操作，是保障后续擦除修复得以实现的关键。
44.较佳地，所述擦除状态确定单元包括d触发器；
45.其中，所述d触发器的时钟端接入擦除操作的开始信号，所述d触发器的复位信号端由上电信号和擦除操作的所述结束信号控制；
46.所述d触发器的d端处于上拉状态，所述d触发器的输出端输出表征擦除操作过程中是否有电源中断发生的所述第一状态标记信息。
47.本方案中，通过选用d触发器作为擦除状态确定单元，实现了对第一状态标记信息中包含的不同维度的标记信息进行分别独立获取，保证了第一状态标记信息的准确度，进
而提高了整个擦除操作控制效率和精度；同时，对应的电路还具备结构简单、占据空间较小、投入硬件成本较低等优点。
48.较佳地，所述状态存储器擦写单元包括与非门电路和数据擦写电路，所述数据擦写电路分别与所述与非门电路、所述标记信息存储器电连接；
49.所述与非门电路的两个输入端分别与所述擦除状态监测模块的输出端、所述d触发器的输出端电连接；
50.所述与非门电路用于在所述擦除状态监测模块的输出端、所述d触发器的输出端均输出高电平时，触发所述数据擦写电路将所述第一状态标记信息写入至所述标记信息存储器；或，触发所述数据擦写电路先擦除所述标记信息存储器中的历史标记信息、再向所述标记信息存储器写入所述第一状态标记信息；
51.其中，所述写入操作在所述nor型闪存芯片下电之前或重启之前完成。
52.本方案中，在发生擦除中断时，与非门电路基于两个输入端电平信号输出高电平，以及时动态触发数据擦写电路对第一状态标记信息进行写入处理，即基于逻辑控制电路与数据擦写电路两者之间的配合，保证了将第一状态标记信息写入至标记信息存储器的处理效率，进而保证了在nor型闪存芯片上电启动后能够及时获取到存储的第一状态标记信息，有效保证了对整个擦除操作控制效率。
53.较佳地，所述辅助供电电源包括蓄电电容，所述蓄电电容的一端分别与所述电源泵和所述数据擦写电路电连接，所述蓄电电容的另一端接地。
54.较佳地，所述擦除状态监测模块用于监测所述nor型闪存芯片的供电电源的电压信息，并在所述电压信息小于设定电压阈值，或，小于设定电压阈值且持续第二设定时长时，确定电源发生中断并生成所述触发信号；
55.本方案中，通过实时监测供电电源的电压，在该电压小于设定值或者持续小于设定值时，则直接确定电源发生中断以及时触发生成第一状态标记信息并予以写入非易失的所述标记信息存储器，保证了对第一状态标记信息的生成以及写入的及时性，继而保证后续擦除恢复操作的处理精度和及时性。
56.和/或，
57.所述擦除修复控制单元用于在执行擦除修复操作后，控制清除所述标记信息存储器中的所述第一状态标记信息。
58.本方案中，在执行擦除修复操作后，自动对记录存储的所有第一状态标记信息进行清除，无需后续清除操作，简化了整个处理流程；同时，保证了标记信息存储器中仅存储最新的第一状态标记信息，提高了状态读取单元对第一状态标记信息的读取效率的同时，避免了信息读取错误的情况发生，继而有效地提高了后续的擦除修复控制效率以及准确度。
59.较佳地，所述标记信息存储器由设定闪存阵列实现，所述设定闪存阵列设置在距离所述nor型闪存芯片中的参考阵列的设定位置处；
60.和/或，
61.所述设定闪存阵列与所述参考阵列共用同一读写电路；
62.和/或，
63.所述设定闪存阵列与所述参考阵列不共用位线；
64.和/或，
65.所述设定闪存阵列与所述参考阵列处于不同的p势阱中；
66.和/或，
67.所述设定闪存阵列独立配置对应的数据选择器；
68.和/或，
69.所述数据选择器包括多路选择器；
70.和/或，
71.所述状态读取单元为所述nor型闪存芯片中设定寄存器的读取电路。
72.本发明还提供一种nor型闪存芯片的擦除操作控制方法，所述擦除操作控制方法采用上述的擦除操作控制系统实现，所述擦除操作控制方法包括：
73.在所述nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启之前，设置存储在非易失的所述标记信息存储器中的第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态；
74.在上电启动后，获取存储的所述第一状态标记信息，并根据所述第一状态标记信息控制采用预设擦除修复策略进行擦除修复。
75.较佳地，所述擦除操作控制方法还包括：
76.监测所述nor型闪存芯片在擦除操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电时，生成触发信号；
77.基于所述触发信号设置存储在非易失的所述标记信息存储器中的所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态。
78.较佳地，所述擦除操作控制系统还包括区块擦除状态标记模块；
79.所述区块擦除状态标记模块包括若干与所述nor型闪存芯片的每个物理区块一一对应的擦除操作完成标记存储单元；
80.所述擦除操作控制系统用于控制所述擦除操作完成标记存储单元与对应的所述物理区块一同进行擦除操作；
81.所述擦除操作控制方法还包括：
82.在所述擦除操作完成标记存储单元对应的所述物理区块完成擦除操作后，对所述擦除操作完成标记存储单元执行写操作；
83.在所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，根据所述擦除操作完成标记存储单元是否被执行写操作的情况确认发生擦除中断的物理区块的区块地址，并对所述区块地址处的物理区块执行擦除修复。
84.较佳地，所述根据所述第一状态标记信息控制采用预设擦除修复策略进行擦除修复的步骤包括：
85.在所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，获取所述nor型闪存芯片中整个闪存阵列的位线电流信息；
86.在所述位线电流信息表征存在位线漏电流时，获取发生位线漏电流的物理区块或物理扇区对应的地址信息，并对所述地址信息对应的物理区块或者物理扇区进行擦除修复。
87.较佳地，所述擦除操作控制方法还包括：
88.监测所述nor型闪存芯片在擦除修复操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电时，再次生成所述触发信号。
89.本发明还提供一种nor型闪存芯片，所述nor型闪存芯片包括上述的擦除操作控制系统。
90.在符合本领域常识的基础上，所述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
91.本发明的积极进步效果在于：
92.本发明能够实现一旦在nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启后并再重新上电启动时，能够自动读取到标记信息存储器中的该第一状态标记信息，再根据该第一状态标记信息分析确定与其对应的擦除修复方案，以采用擦除修复方案自动执行擦除修复操作。本方案的整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，避免了外部复杂的控制流程；同时能够节省芯片启动时间，实现在无需依赖外部系统监督控制的情况下，有效地提高了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理效率，保证了擦除恢复操作的精度以及可靠性，避免了因擦除操作中电源中断导致芯片重启后数据错误的情况发生。
附图说明
93.图1为现有nor型闪存典型擦除操作中在不同步骤受到中断对数据影响的示意图。
94.图2为nor型闪存中共用位线的相邻区域在读操作时存在位线漏电流的示意图。
95.图3为本发明实施例1的nor型闪存芯片的擦除操作控制系统的结构示意图。
96.图4为本发明实施例2的nor型闪存芯片的擦除操作控制系统的第一结构示意图。
97.图5为本发明实施例2的nor型闪存芯片的擦除操作控制系统的第二结构示意图。
98.图6为本发明实施例2的nor型闪存芯片的擦除操作控制系统的第一实现原理示意图。
99.图7为本发明实施例2的nor型闪存芯片的擦除操作控制系统中ecmb(erase completion mark bit，擦除操作完成标记比特)的设置示意图。
100.图8为本发明实施例2的nor型闪存芯片的擦除操作控制系统的第二实现原理示意图。
101.图9为本发明实施例3的nor型闪存芯片的擦除操作控制方法的流程图。
102.图10为本发明实施例4的nor型闪存芯片的擦除操作控制方法的流程图。
具体实施方式
103.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
104.实施例1
105.如图3所示，本实施例的nor型闪存芯片的擦除操作控制系统包括依次电连接的第一状态标记模块1、标记信息存储器2和修复处理模块3；其中，标记信息存储器2也可以称为psi_sr(power supply interruption status registers，电源中断状态寄存器)。
106.第一状态标记模块1用于在nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除
中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启之前，设置存储在非易失的标记信息存储器2中的第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态；
107.标记信息存储器2即psi_sr为一组非易失的寄存器，用于在nor型闪存芯片处于擦除状态中遇电源中断时写入表征擦除操作发生异常中断的状态的第一状态标记信息。
108.修复处理模块3用于在上电启动后，获取标记信息存储器2中存储的第一状态标记信息，并根据第一状态标记信息控制采用预设擦除修复策略进行擦除修复。
109.本方案中，能够自动对擦除中断状况及时自动判断识别，以对与擦除中断相关联的多个维度信息进行及时标记并予以记录存储，实现在nor型闪存芯片重新上电开启后直接自动读取调用第一状态标记信息，以自动且准确地确定并启动相应的擦除修复方案，以对擦除中断情况进行及时防护补救。
110.需要说明的是：本实施例中psi_sr在擦除操作中遇到电源中断的情形下标记写入第一状态标记信息，在下一次上电启动中指示上电后修复处理模块完成擦除修复，再将psi_sr擦除清零；因此，第一状态标记信息生成以及存储仅仅在擦除操作中遇到电源中断时才有一次写入操作和下一次上电时有一次擦除操作，不会出现psi_sr信号即第一状态标记信息发生过多次擦写情况，从而保证了nor型闪存芯片运行的可靠性和稳定性。
111.本实施例中，能够实现一旦在nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启后并再重新上电启动时，自动读取到标记信息存储器中的该第一状态标记信息，再根据该第一状态标记信息分析确定与其对应的擦除修复方案，以采用擦除修复方案自动执行擦除修复操作，即可以自动快速检测是否有擦除操作异常中断，如有异常中断则自动启动擦除修复操作，有效地提高了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理效率，保证了擦除恢复操作的精度以及可靠性，避免了因擦除操作中电源异常中断导致芯片重启后数据错误的情况发生；且整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，避免了外部复杂的控制流程；另外，还能够节省芯片的启动时间。
112.实施例2
113.如图4和图5所示，本实施例的nor型闪存芯片的擦除操作控制系统是对实施例1的进一步改进，具体地：
114.在一可实施的方案中，标记信息存储器2由设定闪存阵列实现，设定闪存阵列设置在距离nor型闪存芯片中的参考阵列的设定位置处。
115.设定闪存阵列与参考阵列共用同一读写电路。
116.具体地，标记信息存储器即psi_sr采用一个比特，进一步可选用一个flash cell(快闪单元)来实现，从而达到有效节省芯片面积、降低写入功耗等效果。
117.为简化外围电路设计，标记信息存储器对应的psi_sr阵列可选择放置于nor型闪存芯片中标准参考阵列(reference array，即参考阵列)附近，以便该psi_sr阵列共用标准参考阵列的读写电路，无需再单独设计与psi_sr阵列相适配的专门读写电路，简化了电路排布结构，减小了排布空间，同时也降低了硬件投入成本。
118.需要说明的是：按照寄存器与闪存芯片的用法惯例，psi_sr阵列与标准参考阵列reference array中擦除、写入状态对应的“0”、“1”状态相反。在psi_sr阵列中，擦除状态对应“0”，写入状态对应“1”；而标准参考阵列reference array中，擦除状态对应“1”，写入状
态对应“0”。
119.设定闪存阵列与参考阵列不共用位线，标准参考阵列reference array不与标记信息存储器psi_sr共用位线，这样使得当psi_sr擦除时，如遇电源中断，避免因标记信息存储器psi_sr可能过度擦除造成的位线漏电流的风险，保证了nor型闪存芯片整体运行的稳定性和安全性。
120.设定闪存阵列与参考阵列处于不同的p势阱中；
121.设定闪存阵列独立配置对应的数据选择器；具体地，数据选择器包括多路选择器。
122.具体地，psi_sr阵列与标准参考阵列reference array可处于不同的p势阱(tpw，triple p-well)中，且有单独的字线y路选择器(ymux)，这样的排布方式尽量节省了芯片面积，简化了电路设计，且能在对psi_sr操作时避免对标准参考阵列reference array造成干扰。
123.在一可实施的方案中，擦除操作控制系统还包括与第一状态标记模块1电连接的擦除状态监测模块4；
124.擦除状态监测模块4用于监测nor型闪存芯片在擦除操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电时，生成触发信号并传输至第一状态标记模块1；
125.第一状态标记模块1用于基于触发信号设置存储在非易失的标记信息存储器2中的第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态。
126.如图6所示，对应擦除操作控制系统的擦除状态监测、自动写入psi_sr等擦除操作控制逻辑。
127.本方案中，能够自动对擦除中断状况及时监测识别，实时监测造成擦除操作发生中断的擦除中断干扰因素，及时触发设置表征擦除操作发生异常中断的第一状态标记信息并予以存储至非易失的标记信息存储器2中，保证一旦在nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启后并再重新上电启动时，能够自动读取到标记信息存储器2中的该第一状态标记信息，以有效地提高了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理及时性、可靠性和精度。
128.在一可实施的方案中，修复处理模块3包括与标记信息存储器2依次电连接的状态读取单元5和擦除修复控制单元6；
129.状态读取单元5用于在nor型闪存芯片上电启动后，读取标记信息存储器2中的第一状态标记信息并发送至擦除修复控制单元6；
130.擦除修复控制单元6用于在第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，获取对应的预设擦除修复策略进行擦除修复。
131.本方案中，设置修复处理模块3包含两个功能单元，分别独立完成对第一状态标记信息的读取功能，和基于第一状态标记信息的擦除修复操作的控制功能，基于两者之间相互独立且关联配合，保证了修复处理操作的执行效率；整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，同时也属于适配于nor型闪存芯片的改进设计要求，保证了擦除操作控制方案在nor型闪存芯片中实现的合理性和有效性。
132.另外，状态读取单元5可以为nor型闪存芯片设定寄存器的读取电路，即共用已有读取电路，以有效简化电路设计，节省芯片面积。
133.在一可实施的方案中，擦除操作控制系统还包括区块擦除状态标记模块7。
134.区块擦除状态标记模块7包括若干与nor型闪存芯片的每个物理区块一一对应的擦除操作完成标记存储单元8；
135.擦除操作控制系统用于控制擦除操作完成标记存储单元8与对应的物理区块一同进行擦除操作；
136.擦除操作控制系统还用于在擦除操作完成标记存储单元8对应的物理区块完成擦除操作后，对擦除操作完成标记存储单元8执行表征已完成完整擦除操作的写操作；
137.修复处理模块3用于在第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，根据擦除操作完成标记存储单元8是否被执行写操作的情况确认发生擦除中断的物理区块的区块地址，并对区块地址处的物理区块执行擦除修复。
138.具体地，在每个物理区块中设置ecmb并结合单比特psi_sr，在芯片上电时自动快速检测未完成的擦除操作地址并进行自动快速修复操作。
139.具体地，如图7所示，为ecmb的设置示意图，存储阵列的擦除操作以pb(physical block，物理区块，可以理解为sector，)为单位，本实施例中在每个物理区块pb(pb0、pb1、
……
、pbn)中设置一个ecmb比特，用于标记擦除操作的完成状态。在擦除操作中，ecmb与物理区块pb中的其他存储单元一同进行preprogram、erase、recovery；在擦除操作的最后一步(常规refresh步骤完成后)，增加ecmb写入操作(ecmb program)；如此，ecmb＝0时，则表示一个物理区块经过完整的擦除操作；若ecmb＝1，则说明有擦除操作在该物理区块未正常完成，进而能够获取该物理区块的区块地址，以及时对区块地址处的物理区块执行擦除修复。
140.其中，擦除操作控制系统还包括擦除操作完成情况的读取模块，用以读取擦除操作完成标记存储单元8是否被执行写操作的情况并发送至修复处理模块；该读取模块可以直接采用闪存阵列的读取电路，以简化芯片硬件设计、减小芯片面积以及降低投入成本。
141.具体地，本方案中，nor型闪存芯片的每个物理区块设有一一对应的擦除操作完成标记存储单元，擦除操作完成标记存储单元在对应的物理区块擦除过程中执行同样的擦除操作，二者操作上的区别在于擦除操作完成标记存储单元对应的物理区块完成擦除操作后，还对擦除操作完成标记存储单元执行表征已完成完整擦除操作的写操作。所以通过判断擦除操作完成标记存储单元8是否被执行写操作的具体情况，能够快速精准定位到发生擦除中断的物理区块，并自动基于该物理区块的区块地址以对其进行擦除修复，从而保证了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理准确性以及效率。
142.在一可实施的方案中，擦除操作控制系统还包括位线电流检测模块9；
143.修复处理模块3用于在第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，调用位线电流检测模块9；
144.位线电流检测模块9用于获取nor型闪存芯片中整个闪存阵列的位线电流信息(或称列漏电流信息)，并在位线电流信息表征存在位线漏电流(或称列漏电流)时，获取发生位线漏电流的物理区块或物理扇区对应的地址信息，并调用修复处理模块对地址信息对应的物理区块或者物理扇区进行擦除修复。
145.具体地，如图8所示，对应擦除操作控制系统在基于位线电流检测模块时执行的擦除操作控制逻辑。
146.本方案中，在nor型闪存芯片中擦除操作发生异常中断时，通过及时检测整个闪存阵列的位线电流信息是否表示存在位线漏电流，一旦存在则自动获取发生位线漏电流的物理区块的地址，或者对应物理扇区的地址，两者均可，以对所对应物理区块或者物理扇区执行擦除修复，从而有效地保证了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理的效率、可行性和灵活性。整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制。
147.在一可实施的方案中，擦除状态监测模块4还用于监测nor型闪存芯片在擦除修复操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电时，再次生成触发信号并传输至第一状态标记模块1。
148.本方案中，在擦除修复过程，仍然实时监测是否发生造成擦除修复中断的影响因素，一旦发生，则及时触发第一状态标记模块1标记该擦除中断情况的第一状态标记信息，以在再一次nor型闪存芯片上电启动后，根据最新记录的第一状态标记信息及时确定与其对应的擦除修复方案，直至完成对nor型闪存芯片的擦除操作，从而实现对任意一次擦除操作，只要发生因电源中断干扰造成的擦除中断都能及时进行擦除修复，即便连续多次在擦除修复中发生擦除中断也能及时高效进行擦除修复，有效地提高了对闪存芯片中擦除中断情况的恢复处理的有效性、可靠性和效率。
149.在一可实施的方案中，第一状态标记模块1包括擦除状态确定单元10和状态存储器擦写单元11；
150.擦除状态确定单元10分别与nor型闪存芯片中的擦除操作状态机和状态存储器擦写单元11电连接；
151.擦除状态确定单元10用于接收擦除操作状态机在执行擦除操作时产生并输出的状态信号；
152.其中，状态信号包括擦除操作的开始信号erase_op_start和结束信号erase_op_done；
153.状态存储器擦写单元11用于根据状态信号和触发信号，设置存储在非易失的标记信息存储器2中的第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态。
154.本方案中，基于擦除状态确定单元10接收擦除操作状态机发送的擦除操作对应的状态信号，能够获知擦除操作所处的状态，一旦擦除状态监测模块4监测到擦除过程中发生电源异常中断时，则自动触发状态存储器擦写单元11执行写入表征擦除操作发生异常中断的状态的第一状态标记信息，两个功能模块之间相互独立且关联配合，保证了标记擦除中断的执行效率和可靠性，进而提高了整个擦除操作控制效率和精度。
155.在一可实施的方案中，状态存储器擦写单元11包括电源泵和与电源泵电连接的辅助供电电源；
156.电源泵用于给状态存储器擦写单元11提供执行擦除操作和写入操作时的第一工作电压；
157.辅助供电电源用于在异常断电时给状态存储器擦写单元11提供第一设定时长的第二工作电压。
158.本方案中，在正常状态下，基于电源泵获取执行擦除操作和写入操作时的第一工作电压；一旦擦除过程中发生电源异常中断，则无法得到电源泵给予的电源支持，此时需要
依赖于预先存储一定电量的辅助供电电源(通常为蓄电电容)向状态存储器擦写单元11提供一定时长的电源支持，以保证能够完成第一状态标记信息的生成以及写入等操作，是保障后续擦除修复得以实现的关键。
159.在一可实施的方案中，擦除状态确定单元10包括d触发器；
160.其中，d触发器的时钟端接入擦除操作的开始信号，d触发器的复位信号端由上电信号和擦除操作的结束信号控制；
161.d触发器的d端处于上拉状态，d触发器的输出端输出表征擦除操作过程中是否有电源中断发生的第一状态标记信息。
162.具体地，如图5所示，该带复位的d触发器的输入信号(d)处于高位，由擦除操作状态机(erase operation state machine)中输出的擦除开始信号(erase_op_start)控制触发器时钟(ck)，触发器的输出信号(q)即为擦除进行信号；从擦除状态机中输出的擦除完成信号(erase_op_done)与上电重启信号(por)逻辑取或后控制触发器的复位。
163.本方案中，通过选用d触发器作为擦除状态确定单元10，实现了对第一状态标记信息中包含的不同维度的标记信息进行分别独立获取，保证了第一状态标记信息的准确度，进而提高了整个擦除操作控制效率和精度；同时，对应的电路还具备结构简单、占据空间较小、投入硬件成本较低等优点。
164.在一可实施的方案中，状态存储器擦写单元11包括与非门电路12和数据擦写电路13，数据擦写电路13分别与与非门电路12、标记信息存储器2电连接；
165.与非门电路12的两个输入端分别与擦除状态监测模块4的输出端、d触发器的输出端电连接；
166.与非门电路12用于在擦除状态监测模块4的输出端、d触发器的输出端均输出高电平时，触发数据擦写电路13将第一状态标记信息写入至标记信息存储器2；或，触发数据擦写电路13先擦除标记信息存储器2中的历史标记信息、再向标记信息存储器2写入第一状态标记信息；
167.其中，写入操作在nor型闪存芯片下电之前或重启之前完成。
168.具体地，结合图5，从擦除状态确定单元10输出erase_in_operation(擦除进行)输入至数据擦写电路13(或称psi_sr擦写电路)，标记信息存储器psi_sr通过一个与非门后控制数据擦写电路13中的写入电路，与非门输出为0时表示电源中断且擦除操作没有完成，芯片则自动写入标记信息存储器psi_sr；数据擦写电路13中的电源泵提供标记信息存储器psi_sr执行擦除操作和写入操作的电压vppx、vppy、vppd；为支持断电后标记信息存储器psi_sr写入功能，将电路中的电源泵与一蓄电电容(c drain)相连，该蓄电电容大小的选择与标记信息存储器psi_sr的位数相关，足够保证能够支持芯片断电后标记信息存储器psi_sr的写入即可(时长微秒级)。其中，为节省电容面积与psi_sr本身所占面积，psi_sr优选采用一个比特的非易失cell实现。
169.芯片上电后自动运行的状态读取单元5和擦除修复控制单元6在上电后自动读取psi_sr信号，根据一个比特的psi_sr进行逻辑控制，对因电源中断未完成的擦除操作进行恢复，再将psi_sr信号从标记信息存储器psi_sr中擦除清零。
170.本方案中，在发生擦除中断时，与非门电路12基于两个输入端电平信号输出高电平，以及时动态触发数据擦写电路13对第一状态标记信息进行写入处理，即基于逻辑控制
电路与数据擦写电路13两者之间的配合，保证了将第一状态标记信息写入至标记信息存储器的处理效率，进而保证了在nor型闪存芯片上电启动后能够及时获取到存储的第一状态标记信息，有效保证了对整个擦除操作控制效率。
171.在一可实施的方案中，辅助供电电源包括蓄电电容，蓄电电容的一端分别与电源泵和数据擦写电路13电连接，蓄电电容的另一端接地。
172.其中，辅助供电电源可以选择设定规格的蓄电电容；还可以由一个或者多个蓄电电容构成；当辅助供电电源由多个蓄电电容构成时，这些蓄电电容可以通过依次串联、依次并联、部分串联且剩余部分并联等方式连接而成；具体辅助供电电源如何设计可以根据实际需求进行设计或调整。
173.在一可实施的方案中，擦除状态监测模块4用于监测nor型闪存芯片的供电电源的电压信息，并在电压信息小于设定电压阈值，或，小于设定电压阈值且持续第二设定时长时，确定电源发生中断并生成触发信号。
174.本方案中，通过实时监测供电电源的电压，在该电压小于设定值(例如：1.5v)或者持续小于设定值时，则直接确定电源发生中断以及时触发生成第一状态标记信息并予以写入非易失的标记信息存储器，保证了对第一状态标记信息的生成以及写入的及时性，继而保证后续擦除恢复操作的处理精度和及时性。
175.在一可实施的方案中，擦除修复控制单元6用于在执行擦除修复操作后，控制清除标记信息存储器2中的第一状态标记信息。
176.本方案中，在执行擦除修复操作后，自动对记录存储的所有第一状态标记信息进行清除，无需后续清除操作，简化了整个处理流程；同时，保证了标记信息存储器中仅存储最新的第一状态标记信息，提高了状态读取单元5对第一状态标记信息的读取效率的同时，避免了信息读取错误的情况发生，继而有效地提高了后续的擦除修复控制效率以及准确度。
177.下面根据实例具体说明本实施例的nor型闪存芯片的擦除操作控制系统的实现原理：
178.在nor型闪存芯片接收到擦除指令由擦除操作状态机执行擦除操作的过程中，采用擦除中断状态监测模块实时监测电源电压的变化，当电源电压过低时，例如低于预设值1.5v，如果第一状态标记模块确定擦除操作未完成，则psi_sr擦写模块(数据擦写电路)则自动执行psi_sr信号(第一状态标记信息)，即自动执行psi_sr写入操作，以确保在芯片下电或重启之前完成psi_sr写入。
179.如擦除操作过程中无电源中断干扰，擦除操作正常完成，则第一状态标记模块不会被访问，整个控制流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，保障了nor型闪存芯片的擦除操作控制过程的及时且高效。
180.芯片上电后，自动读取标记信息存储器psi_sr中的第一状态标记信息。
181.对于psi_sr而言，1代表写入状态，0代表擦除状态。若读取到psi_sr＝0，说明之前没有电源中断干扰引起的擦除操作未完成发生，芯片进入待机状态等待进一步指令。若读取到psi_sr＝1，说明之前有未完成的擦除操作，则启动擦除操作修复流程。整个流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制。
182.擦除操作修复流程有多种可选方案：
183.方案1：采用位线电流检测模块进行整个闪存阵列的位线电流检测，如有发现存在位线漏电流，则对其所在物理扇区或物理区块进行完整擦除操作；擦除操作修复流程完成后，对psi_sr进行擦除清零操作，芯片完成上电流程，等待进一步指令；整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制。整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制。
184.方案2：芯片上电后，自动读取psi_sr；若读取到psi_sr＝0，则说明之前没有电源中断干扰引起的擦除操作未完成发生，芯片进入待机状态等待进一步指令；若读取到psi_sr＝1，则说明之前有未完成的擦除操作，则启动擦除操作修复流程；擦除操作修复流程读取全部物理区块pb的ecmb，若发现存在ecmb＝1的物理区块，则对该物理区块进行完整擦除操作，并擦除操作修复流程完成后，对psi_sr进行擦除清零操作，芯片完成上电流程，等待进一步指令；整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制。即在nor型闪存芯片上电后，仅当检测到之前的擦除操作有异常中断时(psi_sr＝1)才读取ecmb，从而极大地缩短了芯片上电时间，同时也有效地保证了发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电的判断精度，以及擦除修复操作控制的效率和可靠性。
185.本实施例中，整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，避免了外部复杂的控制流程；同时能够节省芯片启动时间，实现在无需依赖外部系统监督控制的情况下，有效地提高了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理效率，保证了擦除恢复操作的精度以及可靠性，避免了因擦除操作中电源中断导致芯片重启后数据错误的情况发生。
186.实施例3
187.本实施例的nor型闪存芯片的擦除操作控制方法采用实施例1或2的nor型闪存芯片的擦除操作控制系统实现。
188.如图9所示，本实施例的nor型闪存芯片的擦除操作控制方法包括：
189.s101、在nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启之前，设置存储在非易失的标记信息存储器中的第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态；
190.s102、在上电启动后，获取存储的第一状态标记信息，并根据第一状态标记信息控制采用预设擦除修复策略进行擦除修复。
191.本方案中，能够自动对擦除中断状况及时自动判断识别，以对与擦除中断相关联的多个维度信息进行及时标记并予以记录存储，实现在nor型闪存芯片重新上电开启后直接自动读取调用第一状态标记信息，以自动且准确地确定并启动相应的擦除修复方案，以对擦除中断情况进行及时防护补救。
192.需要说明的是：本实施例中第一状态标记信息生成以及存储，仅仅在擦除操作中遇到电源异常中断时才有一次写入操作和下一次上电时有一次擦除操作，不会出现psi_sr信号即第一状态标记信息发生过多次擦写情况，从而保证了nor型闪存芯片运行的可靠性和稳定性。
193.本实施例中，能够实现一旦在nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启后并再重新上电启动时，自动读取到标记信息存储器中的该第一状态标记信息，再根据该第一状态标记信息分析确定与其对应的擦
除修复方案，以采用擦除修复方案自动执行擦除修复操作，即可以自动快速检测是否有擦除操作异常中断，如有异常中断则自动启动擦除修复操作，有效地提高了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理效率，保证了擦除恢复操作的精度以及可靠性，避免了因擦除操作中电源异常中断导致芯片重启后数据错误的情况发生；且整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，避免了外部复杂的控制流程；另外，还能够节省芯片的启动时间。
194.实施例4
195.本实施例的nor型闪存芯片的擦除操作控制方法是对实施例3的进一步改进，具体地：
196.在一可实施的方案中，如图10所示，步骤s101包括：
197.s1011、监测nor型闪存芯片在擦除操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电时，生成触发信号；
198.s1012、基于触发信号设置存储在非易失的标记信息存储器中的第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态。
199.本方案中，能够自动对擦除中断状况及时监测识别，实时监测造成擦除操作发生中断的擦除中断干扰因素，及时触发设置表征擦除操作发生异常中断的第一状态标记信息并予以存储至非易失的标记信息存储器中，保证一旦在nor型闪存芯片在擦除操作过程中因为发生造成擦除中断的电源干扰或异常断电而导致下电或重启后并再重新上电启动时，能够自动读取到标记信息存储器中的该第一状态标记信息，以有效地提高了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理及时性、可靠性和精度。
200.在一可实施的方案中，所述擦除操作控制系统还包括区块擦除状态标记模块；
201.所述区块擦除状态标记模块包括若干与所述nor型闪存芯片的每个物理区块一一对应的擦除操作完成标记存储单元；
202.所述擦除操作控制系统用于控制所述擦除操作完成标记存储单元与对应的所述物理区块一同进行擦除操作；
203.所述擦除操作控制方法还包括：
204.在所述擦除操作完成标记存储单元对应的所述物理区块完成擦除操作后，对所述擦除操作完成标记存储单元执行表征已完成完整擦除操作的写操作；
205.在所述第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，根据所述擦除操作完成标记存储单元是否被执行写操作的情况确认发生擦除中断的物理区块的区块地址，并对所述区块地址处的物理区块执行擦除修复。
206.在一可实施的方案中，步骤s102包括：
207.在第一状态标记信息为表征擦除操作发生异常中断的状态时，获取nor型闪存芯片中整个闪存阵列的位线电流信息；
208.在位线电流信息表征存在位线漏电流时，获取发生位线漏电流的物理区块或物理扇区对应的地址信息，并调用所述修复处理模块对地址信息对应的物理区块或者物理扇区进行擦除修复。
209.在一可实施的方案中，擦除操作控制方法还包括：
210.监测nor型闪存芯片在擦除修复操作中的电源状态，并在监测到发生造成擦除中
断的电源干扰或异常断电时，再次生成触发信号。
211.需要说明的是，本实施例的擦除操作控制方法的实现原理与实施例1或2的实现原理相同，在此不再赘述。
212.本实施例中，整个上电与修复流程由芯片内部电路自动完成，无需外部系统监督与控制，避免了外部复杂的控制流程；同时能够节省芯片启动时间，实现在无需依赖外部系统监督控制的情况下，有效地提高了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的擦除恢复处理效率，保证了擦除恢复操作的精度以及可靠性，避免了因擦除操作中电源中断导致芯片重启后数据错误的情况发生。
213.实施例5
214.本实施例的nor型闪存芯片包括实施例1或2的擦除操作控制系统。
215.本实施例中的nor型闪存芯片，由于集成上述的擦除操作控制系统，能够实现一旦闪存芯片重新上电启动，就能够自动读取到上一次擦除中断对应的第一状态标记信息，并生成与其对应的擦除修复方案以自动执行擦除修复操作，从而有效地提高了对nor型闪存芯片中擦除中断情况的恢复处理效率，避免了因擦除操作中电源中断导致芯片重启后数据错误的情况发生，进而有效提升了现有的nor型闪存芯片的整体产品性能。
216.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。