一种FLASH冗余替换系统和方法与流程

本发明涉及存储器领域，尤其涉及一种flash冗余替换系统和方法。

背景技术：

1、闪存工艺非常复杂，一个或多个存储单元在制造过程中出现缺陷的概率是不可忽略的。为适应需求，任何大容量存储器都应包含比正常可寻址范围更多的存储单元，称为冗余单元，用于替换制造中发现的缺陷单元。但冗余单元本身也可能具有缺陷，所以通常对flash进行两次检测，在替换前和替换后均进行检测，这样极大地增加了测试成本。若只进行一次检测，由于flash寻址顺序按字线递增，只有扫描到最后一个字线时才能确定整个冗余位线的好坏，因此在扫描的大部分过程内，冗余单元的好坏程度都是未知的，直接用于替换难以保证准确性。

2、综上所述，现有的应用手段难以兼顾测试成本与准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决目前的flash在进行冗余替换时，测试成本高、准确性差、效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明公开了一种flash冗余替换系统，用于使用冗余区的位线替换主区的缺陷位线，包括：

3、多个sa，其中一个sa用于对冗余区的m+1个位线依次进行读取，冗余区的sa每次读取冗余区的一个位线；其他多个sa用于对主区的位线依次进行读取，主区的sa每次读取主区的多个位线；

4、第一指针rdn_addr，作为冗余区位线的索引指针，该第一指针rdn_addr随sa的读取而在冗余区的所有位线rdn0至rdnm中循环；

5、第二指针rdn_no，指向用于替换主区的缺陷位线的冗余区位线，所述第二指针rdn_no指向的冗余区位线从rdn0至rdnm单调增加。

6、优选的，所述flash冗余替换系统还包括：flag[m:0][1:0]，用于记录冗余区的多个位线是否用于替换以及是否被检测为坏，其中[m:0]表示冗余区的位线rdn0至rdnm，[1:0]表示是否用于替换以及是否被检测为坏；lut[m:0][n:0]，表示冗余区的m+1个位线分别记录的错误地址，其中n＝n1+n2-1，[n:0]表示n+1位数据，其中n1位数据表示出现缺陷的读取次，多个sa将同一字线的主区位线读取完成所需的次数为2n1，n2位数据表示出现缺陷的主区位线的地址，2n2为主区的sa的数量。

7、优选的，所述flash冗余替换系统还包括：第二指针rdn_no的自增结构，该自增结构包括排除器和优先编码器，将所述第二指针rdn_no当前指向的冗余区的具体位线地址和flag[m:0][1:0]输入所述排除器，该排除器基于flag[m:0][1:0]，判断哪些冗余位线已使用或被标记为坏并将其排除，然后通过所述优先编码器，输出rdn_no+1或者rdn_no+2的目标值，将该目标值赋值给原第二指针rdn_no。

8、本发明第二方面公开了一种flash冗余替换方法，采用上述的flash冗余替换系统对flash进行冗余替换时，首先确定要读取的字线，在同一个字线上，当读取出主区的某个位线有缺陷时，将第二指针rdn_no当前指向的冗余区的位线替换给该主区的缺陷位线，并使第二指针rdn_no指向冗余区的下一个位线；再读取当前字线上的下一组位线，并进行相应的替换行为，直至读取完当前字线，再读取下一个字线，直至将主区的所有字线全部读取结束。

9、优选的，当第二指针rdn_no指向冗余区的最后一个位线，并且又发生一次替换后，若仍读取出主区的缺陷位线，则结束替换流程，将flash判为废片。

10、优选的，当冗余区的sa检测到冗余区的位线有缺陷时，将该冗余区的位线标记为坏；并使第二指针rdn_no在单调增加时跳过该被标记为坏的位线。

11、优选的，当flash完成冗余替换后，在接受主机访问时，当主机要访问的地址main_addr与lut[n:0]记录的信息匹配时，即可获取lut[m:0]的具体信息，进而得到与该lut[m:0]对应的flag[m:0][1:0]，从而得知该主机要访问的地址main_addr是否发生过替换以及是否被检测为坏。

12、优选的，当开始冗余替换后，根据多个sa每次读取的结果进行相应逻辑操作，在读取过程中，如果发现主区的缺陷位线数量大于冗余区的位线数量，则提前结束流程，否则直到主区的字线和位线均达到最大值时，流程结束。

13、优选的，多个sa每次读取的结果为x+y形式，x表示主区的检测结果，y表示冗余区的检测结果，检测结果为1或0，1表示有缺陷，0表示无缺陷，根据不同的读取结果x+y进行不同的逻辑操作，具体如下：

14、①读取结果为1+0：使第二指针rdn_no当前指向的冗余区的位线替换给该主区有缺陷的位线；并使用lut[rdn_no][n:0]记录错误位置，并将flag[rdn_no][1]置1，表示该rdn_no已用于替换；使rdn_no根据自增结构自增；

15、②读取结果为0+1，并具体包括以下几种情况：

16、flag[rdn_addr][1]＝1且rdn_addr<rdn_no：将flag[rdn_addr][1]置0，将flag[rdn_addr][0]置1；并将lut[rdn_addr]赋值为lut[rdn_no]，以及将flag[rdn_no][1]置1；使rdn_no根据自增结构自增；

17、flag[rdn_addr][1]＝0且rdn_addr<rdn_no：无需再次操作；

18、flag[rdn_addr][1]＝0且rdn_addr＝rdn_no：将flag[rdn_no][0]置1；使rdn_no根据自增结构自增；

19、flag[rdn_addr][1]＝0且rdn_addr>rdn_no：将flag[rdn_addr][0]置1；

20、③读取结果为1+1，并具体包括以下几种情况：

21、flag[rdn_addr][1]＝1且rdn_addr<rdn_no且不是中的情况：使第二指针rdn_no当前指向的冗余区的位线替换给该主区有缺陷的位线；并使用lut[rdn_no][n:0]记录错误位置；使flag[rdn_no][1:0]＝2’b10，表示此时的rdn_no用于替换以及未被检测为坏；并将lut[rdn_addr]中错误地址赋值给lut[rdn_no+1]，使flag[rdn_no+1][1:0]＝2’b10；使flag[rdn_addr][1:0]＝2’b01，表示此时的rdn_addr未用于替换以及被检测为坏；最后使rdn_no根据自增结构自增；

22、flag[rdn_addr][1]＝0且rdn_addr<rdn_no且不是中的情况：使第二指针rdn_no当前指向的冗余区的位线替换给该主区有缺陷的位线；并使用lut[rdn_no][n:0]记录错误位置，使flag[rdn_no][1:0]＝2’b10；最后使rdn_no根据自增结构自增；

23、flag[rdn_addr][1]＝0且rdn_addr＝rdn_no且不是中的情况：使第二指针rdn_no当前指向的冗余区的位线替换给该主区有缺陷的位线；使用lut[rdn_no+1][n:0]记录错误位置，使flag[rdn_no+1][1:0]＝2’b10；使flag[rdn_addr][1:0]＝2’b01；最后使rdn_no根据自增结构自增；

24、flag[rdn_addr][1]＝0且rdn_addr>rdn_no且不是中的情况：使第二指针rdn_no当前指向的冗余区的位线替换给该主区有缺陷的位线；并使用lut[rdn_no][n:0]记录错误位置，使flag[rdn_no][1:0]＝2’b10；使flag[rdn_addr][1:0]＝2’b01；最后使rdn_no根据自增结构自增；

25、主区100的当前地址有过替换且错误位置等于记录位置；使第二指针rdn_no当前指向的冗余区的位线替换给该主区有缺陷的位线；lut[mapped_idx]赋值给lut[rdn_no]，其中，由于主区100的当前地址发生过替换，mapped_idx指的是主区100当前地址之前发生替换时对应的冗余区200的bit line；flag[mapped_idx]＝2’b01；最后使rdn_no根据自增结构自增；

26、④其他：当出现除上述①至③以外的情况时，停止流程，判定该flash为废片。

27、与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

28、本发明通过两种指针与主区同步进行检测，在主区进行一次检测的过程中，冗余区能够进行循环验证并实现错误替换的纠正，减少测试时间的同时，保证了冗余替换的准确性；

29、本方案中，只需要进行一次遍历，在遍历过程中，可能会使用未知好坏的冗余线，但最终会替换为已知为正确的冗余线。