一种擦失效存储单元的替换方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及半导体存储器应用技术领域，特别是一种擦失效存储单元的替换方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

部分非易失性存储芯片在生产出来后会有少量存储单元(cell)是坏的，失效的存储单元无法进行正常的读、写和擦操作中的一种或多种，如果不对这些失效的存储单元进行修复处理，整个存储芯片将会报废，通常norflash设计公司会在存储芯片内部预留一部分存储单元，用于替换那些失效的cell。

传统的测试方法中擦(erase)测试是由测试机对存储芯片发送擦操作指令开始，擦操作流程根据校验情况包含四个不同的子操作步骤：预编程操作、擦除操作、过擦除修复操作和软编程操作，各个子操作步骤中出现失效cell后的情况都不一样，由于擦除操作指令是按照最小单位block操作的，当block中出现失效的cell时，测试机无法判断出失效cell具体在哪个子操作步骤中失效以及失效cell的存储地址，只能直接判断整个存储芯片失效，需要测试人员另外对该存储芯片进行修复处理，因此整体测试非常麻烦，对测试机的性能要求很高。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种擦失效存储单元的替换方法、装置、设备及存储介质，在存储芯片内部完成擦失效存储单元的查找、计算、判断和替换，从而降低了测试机的性能需求，避免出现测试机用read判断失效cell的不准确性的问题。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种擦失效存储单元的替换方法，包括以下步骤：

接收外部测试机发送的擦操作指令；

执行预编程操作，进行预编程校验，若当前block的预编程校验失败次数不超过预编程阈值，则再次执行预编程操作，否则，执行替换操作，对成功执行替换操作的当前block再次执行预编程操作；

进行擦除校验，若当前block的擦除校验失败次数不超过擦除最小阈值，则执行擦除操作和进行过擦除校验，否则，获取擦除校验失败的存储单元的数量；

若擦除校验失败的存储单元的数量不超过设定值，则执行替换操作，成功执行替换操作后进行过擦除校验，若擦除校验失败的存储单元的数量超过设定值，则判断当前block的擦除校验失败次数是否超过擦除最大阈值；

若当前block的擦除校验失败次数超过擦除最大阈值，则将当前block的无法替换标志位设置为有效，否则，执行擦除操作和进行过擦除校验；

进行软编程校验，若当前block的软编程校验失败次数不超过软编程阈值，则执行软编程操作并重新进行软编程校验，若当前block的软编程校验失败次数超过软编程阈值，则对当前block执行替换操作；

向外部测试机输出测试结果。

进一步，替换操作包括以下步骤：

获取校验失败的存储单元的数量和位置；

判断校验失败的存储单元是否能够被替换；

若能被替换，则保存替换信息，否则将存储芯片的无法替换标志位设置为有效。

进一步，判断校验失败的存储单元是否能够被替换包括以下步骤：

获取存储芯片内可用于替换的存储单元的数量；

若可用于替换的存储单元的数量是否小于校验失败的存储单元的数量，返回错误信息并结束对应的存储芯片的测试。

进一步，过擦除校验包括以下步骤：

判断当前block是否通过过擦除校验，若通过，进行擦除校验，否则获取过擦除校验失败的次数；

若过擦除校验失败次数超过过擦除阈值，则执行替换操作，否则，执行过擦除修复操作，然后重新进行过擦除校验。

一种擦失效存储单元的替换装置，包括：

接收单元，用于接收外部测试机发送的擦操作指令；

预编程校验单元，用于执行预编程操作，进行预编程校验，若当前block的预编程校验失败次数不超过预编程阈值，则再次执行预编程操作，否则，执行替换操作，对成功执行替换操作的当前block再次执行预编程操作；

擦除校验单元，用于进行擦除校验，若当前block的擦除校验失败次数不超过擦除最小阈值，则执行擦除操作和进行过擦除校验，否则，获取擦除校验失败的存储单元的数量；

第一擦除校验判断单元，用于若擦除校验失败的存储单元的数量不超过设定值，则执行替换操作，成功执行替换操作后进行过擦除校验，若擦除校验失败的存储单元的数量超过设定值，则判断当前block的擦除校验失败次数是否超过擦除最大阈值；

第二擦除校验判断单元，用于若当前block的擦除校验失败次数超过擦除最大阈值，则将当前block的无法替换标志位设置为有效，否则，执行擦除操作和进行过擦除校验；

软编程校验单元，用于进行软编程校验，若当前block的软编程校验失败次数不超过软编程阈值，则执行软编程操作并重新进行软编程校验，若当前block的软编程校验失败次数超过软编程阈值，则对当前block执行替换操作；

输出单元，用于向外部测试机输出测试结果。

一种擦失效存储单元的替换设备，包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如上述任一项所述的擦失效存储单元的替换方法。

一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上述任一项所述的擦失效存储单元的替换方法。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：将替换指令执行的操作交由存储芯片主控来完成，测试机在这个过程中只需要负责发送校验数据和替换指令，以及判断执行结果和固化替换信息，因此测试机在测试过程中的计算量大大减小，相应减小了测试时间，对于需要同步测试多个存储芯片的测试机来说，测试方的设备要求降低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例的整体方法流程图；

图2是本发明实施例的替换操作的流程图；

图3是本发明实施例的判断能否替换的流程图；

图4是本发明实施例的外部的测试机的整体方法流程图；

图5是本发明实施例的装置中单元架构示意图；

图6是本发明实施例的设备中的连接示意图；

图7是本发明实施例的详细运行流程图；

图8是本发明实施例的外部的测试机的详细运行流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。

参照图1和图7，本发明的一个实施例提供了一种擦失效存储单元的替换方法，包括：

s1，接收外部测试机发送的擦操作指令；

s2，执行预编程操作，进行预编程校验，若当前block的预编程校验失败次数不超过预编程阈值，则再次执行预编程操作，否则，执行替换操作，对成功执行替换操作的当前block再次执行预编程操作；

s3，进行擦除校验，若当前block的擦除校验失败次数不超过擦除最小阈值，则执行擦除操作和进行过擦除校验，否则，获取擦除校验失败的存储单元的数量；

s4，若擦除校验失败的存储单元的数量不超过设定值，则执行替换操作，成功执行替换操作后进行过擦除校验，若擦除校验失败的存储单元的数量超过设定值，则判断当前block的擦除校验失败次数是否超过擦除最大阈值；

s5，若当前block的擦除校验失败次数超过擦除最大阈值，则将当前block的无法替换标志位设置为有效，否则，执行擦除操作和进行过擦除校验；

s6，进行软编程校验，若当前block的软编程校验失败次数不超过软编程阈值，则执行软编程操作并重新进行软编程校验，若当前block的软编程校验失败次数超过软编程阈值，则对当前block执行替换操作；

s7，向外部测试机输出测试结果.

本发明实施例将传统测试机对擦失效存储芯片进行查找、计算、判断和替换的操作分由存储芯片内部完成，因此外部的测试机的作用在于发送启动测试的指令，对同一张针卡上所有的存储芯片进行无差别操作，以及获取相应的测试结果；由于查找、计算、判断和替换的操作不需要测试机来完成，因此测试结果不依靠测试机的read判断，从而提高了测试的准确度，减小了测试机的性能要求。值得注意的是，对于各个种类校验都成功通过的存储芯片，仅仅需要经过三个校验步骤：预编程校验、擦除校验和软编程校验，即可完成测试，但是当某个校验步骤出现失败，则需要分情况进行判断和处理。

参照图2，其中，替换操作包括以下步骤：

s100，获取校验失败的存储单元的数量和位置；

s110，判断校验失败的存储单元是否能够被替换；

s120，若能被替换，则保存替换信息，否则将存储芯片的无法替换标志位设置为有效。

参照图3，其中，判断校验失败的存储单元是否能够被替换包括以下步骤：

s111，获取存储芯片内可用于替换的存储单元的数量；

s112，若可用于替换的存储单元的数量是否小于校验失败的存储单元的数量，返回错误信息并结束对应的存储芯片的测试。

由于替换过程中并非每个失效的存储单元的都能完成替换，部分无法替换的失效的存储单元要对其进行标志位设置，从而屏蔽掉这部分失效的存储单元，同时在统计完目标存储单元中全部可替换的失效的存储单元后，对比预留的存储单元的数量是否能够满足全部替换，不能满足的情况下需要报告测试机，让测试人员决策。

因此参照图4和图8，基于上述测试机的操作，可以知道测试机一侧执行的步骤如下：

s200，进入存储芯片内部自动替换模式；

s210，发送擦操作指令；

s220，读取状态寄存器获取当前测试进度和测试情况；

s230，判断擦操作指令是否已经完成；

s240，若擦操作指令已经完成，则结束测试，若否，判断擦操作指令是否超时；

s250，若擦操作指令超时，则判断为存储芯片的擦操作失败并结束测试，若否，更新读状态寄存器。

本发明实施例还提供了一种擦失效存储单元的替换装置，在该擦失效存储单元的替换装置1000中，包括但不限于：接收单元1100、预编程校验单元1200、擦除校验单元1300、第一擦除校验判断单元1400、第二擦除校验判断单元1500、软编程校验单元1600和输出单元1700。

其中，接收单元1100，用于接收外部测试机发送的擦操作指令；

预编程校验单元1200，用于执行预编程操作，进行预编程校验，若当前block的预编程校验失败次数不超过预编程阈值，则再次执行预编程操作，否则，执行替换操作，对成功执行替换操作的当前block再次执行预编程操作；

擦除校验单元1300，用于进行擦除校验，若当前block的擦除校验失败次数不超过擦除最小阈值，则执行擦除操作和进行过擦除校验，否则，获取擦除校验失败的存储单元的数量；

第一擦除校验判断单元1400，用于若擦除校验失败的存储单元的数量不超过设定值，则执行替换操作，成功执行替换操作后进行过擦除校验，若擦除校验失败的存储单元的数量超过设定值，则判断当前block的擦除校验失败次数是否超过擦除最大阈值；

第二擦除校验判断单元1500，用于若当前block的擦除校验失败次数超过擦除最大阈值，则将当前block的无法替换标志位设置为有效，否则，执行擦除操作和进行过擦除校验；

软编程校验单元1600，用于进行软编程校验，若当前block的软编程校验失败次数不超过软编程阈值，则执行软编程操作并重新进行软编程校验，若当前block的软编程校验失败次数超过软编程阈值，则对当前block执行替换操作；

输出单元1700，用于向外部测试机输出测试结果。

需要说明的是，由于本实施例中的一种擦失效存储单元的替换装置与上述的一种擦失效存储单元的替换方法基于相同的发明构思，因此，方法实施例中的相应内容同样适用于本装置实施例，此处不再详述。

本发明实施例还提供了一种擦失效存储单元的替换设备，该擦失效存储单元的替换设备2000可以是任意类型的智能终端，例如手机、平板电脑、个人计算机等。

具体地，该擦失效存储单元的替换设备2000包括：一个或多个控制处理器2010和存储器2020，图6中以一个控制处理器2010为例。

控制处理器2010和存储器2020可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器2020作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的擦失效存储单元的替换方法对应的程序指令/模块，例如，图5中所示的接收单元1100、预编程校验单元1200、擦除校验单元1300、第一擦除校验判断单元1400、第二擦除校验判断单元1500、软编程校验单元1600和输出单元1700。控制处理器2010通过运行存储在存储器2020中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行擦失效存储单元的替换装置1000的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的擦失效存储单元的替换方法。

存储器2020可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据擦失效存储单元的替换装置1000的使用所创建的数据等。此外，存储器2020可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器2020可选包括相对于控制处理器2010远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该擦失效存储单元的替换设备2000。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器2020中，当被所述一个或者多个控制处理器2010执行时，执行上述方法实施例中的擦失效存储单元的替换方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤s1至s7，实现图5中的单元1100-1700的功能。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行，例如，被图6中的一个控制处理器2010执行，可使得上述一个或多个控制处理器2010执行上述方法实施例中的擦失效存储单元的替换方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤s1至s7，实现图5中的单元1100-1700的功能。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(readonlymemory,rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory,ram)等。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。