低電力應(yīng)用中擦除儲存于非易失性存儲器中的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)技術(shù)方案

使用多個部分擦除操作執(zhí)行對存儲于非易失性存儲器中的數(shù)據(jù)的擦除。每一部分擦除操作具有短于可靠擦除存儲于存儲位置的數(shù)據(jù)所需的擦除操作的最小時長的時長。然而，所述多個部分擦除操作的時長的總和足以可靠擦除存儲于存儲位置的數(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晶體管以移除存儲于晶體管的電荷存儲層上的一些但不一定所有的電荷。在多個部分擦除操作之后，足夠的電荷從所述電荷存儲層移除以確保可靠擦除數(shù)據(jù)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
低電力應(yīng)用中擦除儲存于非易失性存儲器中的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)相關(guān)申請的交叉參考本申請要求2011年3月8日提出的、名稱為“低電力應(yīng)用中使用的非易失性存儲器”的美國臨時專利申請案第61/450,516的優(yōu)先權(quán)，該案的全部內(nèi)容以引用方式并入本申請中。
技術(shù)介紹
非易失性存儲器(NVM)為許多應(yīng)用，諸如個人音樂裝置設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)和電腦硬盤驅(qū)動器，提供了靈活和低成本的數(shù)據(jù)存儲。這些存儲器中的許多存儲器在領(lǐng)域中既是可寫的又是可擦除的，以允許數(shù)據(jù)在后期制作中被改變。這些存儲器的寫入和擦除通常具有不同的電流設(shè)定檔(currentprofiles)，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，兩個操作中的一個操作通常比另一個操作基本上需要較長的時間。如示范例，來自德州儀器(TexasInstruments)的MSP430F543XA微控制器包括192kB的配置成頁的快閃存儲器。根據(jù)MSP430F543XA數(shù)據(jù)表(SLAS655B-2010年1月-2010年10月修訂)，擦除512B的頁需要1.8V下高達(dá)2mA電流，耗時32ms，總共需要約115.2uJ的能量。然而，寫入存儲器的一字節(jié)可用很小的能量完成：1.8V下5mA，耗時85us，總共需要0.77uJ的能量。一般地，在NVM中存儲新值需要寫入和擦除兩操作；因而，改變所述值所需的最小能量由寫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(scavengedpowersupply))中，使用現(xiàn)有技術(shù)通常不可能同時滿足寫入和擦除能量需求。附圖說明在下面的詳細(xì)說明和附圖中揭示本專利技術(shù)的各種實施例。圖1示出了具有非易失性存儲器的系統(tǒng)的一實施例的框圖。圖2示出了部分快閃擦除操作的一實施例的時序圖。圖3示出了用于控制遠(yuǎn)程光的系統(tǒng)的一實施例的框圖。圖4示出了非易失性存儲器配置的一實施例的框圖。圖5示出了寫入非易失性存儲器的過程的流程圖。圖6示出了保留一次性使用的數(shù)(NONCE)于非易失性存儲器中的過程的流程圖圖7示出了在快閃擦除操作期間信號的相對時序的時序圖。圖8是示范性存儲器晶體管的截面圖，所述示范性存儲器晶體管可用作非易失性存儲器的一部分。具體實施方式本專利技術(shù)能以許多方式實施，包括作為過程、設(shè)備、系統(tǒng)、組成物(compositionofmatter)、計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)諸如計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)或計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在所述計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中程序指令通過光纖或通信鏈路發(fā)送。在本說明書中，這些實施方式或本專利技術(shù)可采取的任何其他形式可被稱為技術(shù)。諸如處理器或存儲器的被描述為配置成執(zhí)行任務(wù)的組件，包括臨時配置成在給定時間執(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)計的處理器，包括配置成基于存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)(諸如非過渡介質(zhì)(non-transitorymedium))上的機(jī)器可讀指令而執(zhí)行功能的處理器，以及存儲指令于有限狀態(tài)機(jī)(FSM)中的處理器。一般地，在本專利技術(shù)范圍內(nèi)可改變所揭示過程的步驟順序。下面隨圖示本專利技術(shù)原理的附圖提供對本專利技術(shù)一或多個實施例的詳細(xì)說明。本專利技術(shù)結(jié)合這些實施例描述，但本專利技術(shù)不限于任何實施例。本專利技術(shù)的范圍僅受權(quán)利要求限制，且本專利技術(shù)包含許多替換方式、修改和等效方式。為了提供對本專利技術(shù)的徹底理解，在下面的說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，且本專利技術(shù)可在沒有一些或所有這些特定細(xì)節(jié)的情況下根據(jù)權(quán)利要求實施。為了清楚的目的，在
中涉及本專利技術(shù)的已知技術(shù)材料未作詳細(xì)描述，以使本專利技術(shù)不被不必要的模糊。揭示了改變非易失性存儲器中的值。在一些實施例中，非易失性存儲器是由殘骸電源、另一類型的受限電源或類似電源供電的較大系統(tǒng)的一部分。在一些實施例中，非易失性存儲器是包括用于傳達(dá)信息至遠(yuǎn)程位置的收音機(jī)(radio)的系統(tǒng)的一部分。圖1是示出了具有非易失性存儲器的系統(tǒng)的一實施例的框圖。在所示范例中，系統(tǒng)100包括非易失性存儲器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在各實施例中包含偶極天線(dipoleantenna)、芯片天線(chipantenna)、通過對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)。在一些實施例中，非易失性存儲器110包含NAND快閃存儲器、NOR快閃存儲器或基于電荷捕獲的存儲器(例如，基于硅氧化氮氧化硅(SONOS)的快閃存儲器)。在各種實施例中，非易失性存儲器110包括電氣可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、磁阻隨機(jī)存取存儲器(MRAM)、鐵電RAM(FRAM)、相位改變存儲器(PRAM)或任何其他適合的非易失性存儲器。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。在各實施例中，收音機(jī)102也包括接收來自收音機(jī)122的數(shù)據(jù)的接收機(jī)。在各種實施例中，收音機(jī)122發(fā)送已接收來自收音機(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)識的配置數(shù)據(jù)、設(shè)置數(shù)據(jù)(provisioningdata)或任何其他適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)。在一些實施例中，收音機(jī)102根據(jù)電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)標(biāo)準(zhǔn)802.15.4(2003)或IEEE802.15.4(2006)建立的技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)包。在各種實施例中，收音機(jī)102使用以下中任意一個來傳輸數(shù)據(jù)包：各種IEEE802.11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屬協(xié)議或任何其他適合的無線電通信方法。在一些實施例中，在無線電發(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。在一些實施例中，系統(tǒng)100用作燈開關(guān)，發(fā)射數(shù)據(jù)包至遠(yuǎn)程位置，以指示燈應(yīng)被開啟、被關(guān)閉或亮度應(yīng)調(diào)整。在一些實施例中，系統(tǒng)100用作紫蜂草案標(biāo)準(zhǔn)(ZigBeeDraftStandard)：草案紫峰綠色電力規(guī)范(ZigBeeGreenPowerSpecification)(紫蜂文件號095499)規(guī)定的系統(tǒng)的一部分。在一些實施例中，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、電容器或類似物的能量存儲單元，所述能量存儲單元可存儲能量收集機(jī)108收集的能量。能量收集機(jī)108通過換能器從外部源獲取其能量。換能器是將一種類型的能量轉(zhuǎn)換成另一種類型的能量的裝置。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。在一些實施例中，能量收集機(jī)108通過改變耦合至線圈的磁場(例如，電動能量轉(zhuǎn)換器可從恩諾迅(EnOcean)ECO100運(yùn)動轉(zhuǎn)換器中找出)從機(jī)械能(例如，按按鈕、開閉開關(guān)或旋轉(zhuǎn)刻度盤)獲取其能量。在一些實施例中，能量收集機(jī)108通過壓電換能元件(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。在一些實施例中，使用磁鐵接近線圈將震蕩能量(例如，來自電動機(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運(yùn)動。在一些實施例中，熱能通過帕爾帖(Peltier)裝置(例如，恩諾迅(EnOcean)的ECT310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。在各種實施例本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種擦除存儲于非易失性存儲器的存儲位置中的數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述方法包括：在第一時段期間在所述非易失性存儲器的所述存儲位置執(zhí)行第一擦除操作；及在至少一個第二時段期間在所述非易失性存儲器的所述存儲位置執(zhí)行第二擦除操作，其中，所述第一時段和所述至少一個第二時段為非相鄰的時段，其中，所述第一擦除操作的時長短于可靠擦除存儲于所述存儲位置的數(shù)據(jù)所需的時長，及其中，所述第一時段和所述至少一個第二時段的時長的總和等于或長于擦除存儲于所述存儲位置的數(shù)據(jù)所需的時長。

【技術(shù)特征摘要】
2011.03.08 US 61/450,5161.一種擦除存儲于非易失性存儲器中的數(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器第一頁的多個存儲位置中的第一存儲位置寫入M個字的數(shù)據(jù)；與所述第一存儲位置的寫入相關(guān)聯(lián)，在第一時段期間在所述非易失性存儲器的第二頁執(zhí)行第一擦除操作；在所述非易失性存儲器第一頁的多個存儲位置中的至少一個第二存儲位置中的每一個寫入M個字的數(shù)據(jù)；與所述至少一個第二存儲位置的寫入相關(guān)聯(lián)，在至少一個第二時段期間在所述非易失性存儲器的第二頁執(zhí)行第二擦除操作，其中，所述第一時段和所述至少一個第二時段為非相鄰的時段，其中，所述第一擦除操作的時長短于可靠擦除存儲于所述第二頁的數(shù)據(jù)所需的時長，其中，所述第一時段和所述至少一個第二時段的時長的總和等于或長于擦除存儲于所述第二頁的數(shù)據(jù)所需的時長，及其中，每次M個字的數(shù)據(jù)被寫入到所述第一頁的多個存儲位置的一個存儲位置，就在所述第二頁上執(zhí)行擦除操作，存儲在所述第二頁中的數(shù)據(jù)在N個擦除操作中被可靠擦除，N等于或小于所述第一頁中的P個字的存儲空間與每個寫入操作中M個字的數(shù)據(jù)的比值，使得當(dāng)所述第一頁的P個字的存儲空間已經(jīng)被寫入時，確定所述非易失性存儲器的第二頁被可靠擦除。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述非易失性存儲器的第二頁包括具有電荷存儲層的記憶存儲晶體管；所述在所述第一時段期間執(zhí)行所述第一擦除操作包括：在所述第一時段期間在具有所述電荷存儲層的所述記憶存儲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第二時段期間執(zhí)行所述第二擦除操作包括：在所述至少一個第二時段期間在具有所述電荷存儲層的所述記憶存儲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1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：在所述第一時段和所述至少一個第二時段之前，通過使所述第二頁的記憶存儲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)存儲于所述非易失性存儲器的所述第二頁，其中，通過使所述記憶存儲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)，擦除存儲于所述第二頁的所述數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：在所述第一時段和所述至少一個第二時段之前，通過使電荷存儲于所述第二頁的記憶存儲晶體管的電荷存儲層，將數(shù)據(jù)存儲于所述非易失性存儲器的所述第二頁，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晶體管的所述電荷存儲層移除；當(dāng)存儲于所述電荷存儲層上的所述電荷超過閥值時，所述記憶存儲晶體管處于第一邏輯狀態(tài)；在執(zhí)行具有所述第一時段的時長的所述第一擦除操作后，存儲于所述電荷存儲層上的所述電荷超過所述閥值；及在執(zhí)行具有所述第一時段的時長和所述至少一個第二時段的時長總和的時長的擦除操作后，存儲于所述電荷存儲層上的所述電荷低于所述閥值。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：保留總時長的記錄，在所述總時長期間擦除操作已被執(zhí)行；及當(dāng)所述總時長超過預(yù)定時長時，確定存儲于所述非易失性存儲器的所述第二頁的所述數(shù)據(jù)被可靠擦除。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：保留多個時段的記錄，在所述多個時段期間擦除操作已被執(zhí)行；及當(dāng)所記錄的時段數(shù)目超過預(yù)定時段數(shù)目時，確定存儲于所述非易失性存儲器的所述第二頁的所述數(shù)據(jù)被可靠擦除。7.根據(jù)權(quán)利要求1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于所述第二頁的所述數(shù)據(jù)所需的時長。8.根據(jù)權(quán)利要求1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)行具有所述第一時段的時長的所述第一擦除操作或具有所述至少一個第二時段中的任一者的時長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于所述第二頁的所述數(shù)據(jù)所需的時長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給無線電裝置供電，所述無線電裝置用來與位于遠(yuǎn)離所述非易失性存儲器處的裝置通信。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：在所述第一時段和所述至少一個第二時段之前，存儲數(shù)據(jù)值于所述非易失性存儲器的所述第二頁；及使用所存儲的數(shù)據(jù)值產(chǎn)生數(shù)據(jù)包以通過電磁波傳輸至遠(yuǎn)程裝置。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非易失性存儲器選自于包括以下內(nèi)容的組：快閃存儲器、基于電荷捕獲技術(shù)的存儲器、電氣可擦除可編程只讀存儲器、磁阻隨機(jī)存取存儲器、鐵電RAM、以及相位改變存儲器。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非易失性存儲器的所述存儲位置包括存儲頁。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非易失性存儲器選自于包括以下內(nèi)容的組：NAND快閃存儲器、NOR快閃存儲器和基于SONOS的快閃存儲器。14.一種擦除存儲于非易失性存儲器中的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：非易失性存儲器，其包括用于存儲數(shù)據(jù)的存儲空間；處理器，其耦合至所述非易失性存儲器；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：在所述非易失性存儲器第一頁的多個存儲位置中的第一存儲位置寫入M個字的數(shù)據(jù)；與所述第一存儲位置的寫入相關(guān)聯(lián)，在第一時段期間在所述非易失性存儲器的第二頁執(zhí)行第一擦除操作；在所述非易失性存儲器第一頁的多個存儲位置中的至少一個第二存儲位置中的每一個寫入M個字的數(shù)據(jù)；與所述至少一個第二存儲位置的寫入相關(guān)聯(lián)，在至少一個第二時段期間在所述非易失性存儲器的第二頁執(zhí)行第二擦除操作，其中，所述第一時段和所述至少一個第二時段為非相鄰的時段，其中，所述第一擦除操作的時長短于可靠擦除存儲于所述第二頁的數(shù)據(jù)所需的時長，其中，所述第一時段和所述至少一個第二時段的時長的總和等于或長于擦除存儲于所述第二頁的數(shù)據(jù)所需的時長，及其中，每次M個字的數(shù)據(jù)被寫入到所述第一頁的多個存儲位置的一個存儲位置，就在所述第二頁上執(zhí)行擦除操作，存儲在所述第二頁中的數(shù)據(jù)在N個擦除操作中被...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：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(專利權(quán))人：塵埃網(wǎng)絡(luò)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：