flash芯片的擦除方法、装置及flash芯片

技术领域

本申请涉及半导体集成电路技术领域，具体而言，涉及flash芯片的擦除方法、装置及flash芯片。

背景技术

对于现有技术的有边角容量的flash芯片而言，只按照特定的地址分区使用特定的存储区域，flash芯片的边角容量难以被有效利用。例如客户的需求容量为65M，但由于规格所限只能选择标定容量为128M的产品，那么剩余的63M边角容量一般不使用，造成了容量浪费。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本申请的目的在于提供一种flash芯片的擦除方法、装置及flash芯片，能解决芯片中边角容量被浪费的问题，从而能有效利用边角容量以延长芯片的使用寿命。

第一方面，本申请提供了一种flash芯片的擦除方法，所述flash芯片中可用存储区域划分为容量大小相同的至少一个备用区域和多个使用区域，所述备用区域和所述使用区域可配对转换；

所有所述使用区域和所有所述备用区域的叠加总容量等于所述flash芯片的标定容量；

所述擦除方法包括以下步骤：

A1.获取第一cycle次数和第二cycle次数，所述第一cycle次数为待擦除的使用区域的cycle次数，所述第二cycle次数为所述备用区域的cycle次数；

A2.若存在至少一个所述第二cycle次数比所述第一cycle次数小的备用区域，则将一备用区域转换为待擦除的使用区域，同时将原来第一cycle次数的使用区域释放，转换为备用区域；

A3.对待擦除的使用区域进行擦除操作。

本申请的擦除方法通过将flash芯片可用存储区域中的备用区域转换为使用区域并对使用区域进行擦除操作，能将使用区域的cycle次数增大转换为备用区域的cycle次数增大，充分利用可用存储区域中的边角容量以增加flash芯片可进行的安全cycle次数，从而能延长flash芯片的使用寿命。

可选地，本申请所述的flash芯片的擦除方法中，步骤A2中，若存在多个所述第二cycle次数比所述第一cycle次数小的备用区域，则将其中一个该备用区域转换为待擦除的使用区域，同时将原来第一cycle次数的使用区域释放，转换为备用区域。

可选地，本申请所述的flash芯片的擦除方法中，步骤A2中，若存在多个所述第二cycle次数比所述第一cycle次数小的备用区域，则将cycle次数最小的该备用区域转换为待擦除的使用区域，同时将原来第一cycle次数的使用区域释放，转换为备用区域。

在该实施方式中，本申请的擦除方法能够确保cycle次数小的备用区域优先被转换，继而能使各个使用区域和各个备用区域在多个擦除过程中cycle次数保持相近，提升芯片的整体性能；并且由于cycle次数越小的区域擦写性能越优，本申请的擦除方法能够优先转换cycle次数小的备用区域以提升擦写效率；另外cycle次数小的备用区域在被转换后作为使用区域，其第一cycle次数在满足被转换条件前需要增加的次数大，因此本申请的擦除方法能够优先转换cycle次数小的备用区域以降低转换频率。

可选地，本申请所述的flash芯片的擦除方法中，步骤A1中，根据编号顺序获取所述第二cycle次数，当获取到一个比所述第一cycle次数小的所述第二cycle次数时，停止获取余下的所述第二cycle次数。

在该实施方式中，本申请的擦除方法能确保编号顺序靠后的备用区域120的第二cycle次数尽量后被获取，从而尽量保持指定备用区域120的性能。

可选地，本申请所述的flash芯片的擦除方法中，步骤A2中，若存在一所述第二cycle次数比所述第一cycle次数小且差值大于等于第一预设阈值的备用区域，则将该备用区域转换为待擦除的使用区域，同时将原来第一cycle次数的使用区域释放，转换为备用区域。

可选地，本申请所述的flash芯片的擦除方法中，所述第一预设阈值为10000至30000。

可选地，本申请所述的flash芯片的擦除方法中，步骤A2中，若存在一所述第二cycle次数比所述第一cycle次数小且该第二cycle次数小于等于第二预设阈值的备用区域，则将该备用区域转换为待擦除的使用区域，同时将原来第一cycle次数的使用区域释放，转换为备用区域。

在该实施方式中，本申请的擦除方法只转换第二cycle次数小于等于第二预设阈值的备用区域，能避免第二cycle次数过大的备用区域被获取做转换，从而能尽量保持各使用区域和各备用区域的性能和flash芯片的擦写效率。

可选地，本申请所述的flash芯片的擦除方法中，所述使用区域包括若干block或若干sector。

第二方面，本申请提供了一种flash芯片的擦除装置，所述flash芯片中可用存储区域划分为容量大小相同的至少一个备用区域和多个使用区域，所述备用区域和所述使用区域可配对转换；

所有所述使用区域和所有所述备用区域的叠加总容量等于所述flash芯片的标定容量；

所述擦除装置包括：

第一获取模块，用于获取第一cycle次数，所述第一cycle次数为待擦除的使用区域的cycle次数；

第二获取模块，用于获取第二cycle次数，所述第二cycle次数为所述备用区域的cycle次数；

检测模块，用于检测是否存在一所述第二cycle次数比所述第一cycle次数小的备用区域；

转换模块，用于在存在一所述第二cycle次数比所述第一cycle次数小的备用区域时，将该备用区域转换为待擦除的使用区域，同时将原来第一cycle次数的使用区域释放，转换为备用区域；

擦除模块，用于对待擦除的使用区域进行擦除操作。

第三方面，本申请提供了一种flash芯片，所述flash芯片包括控制电路和存储阵列，所述存储阵列具有可用存储区域，所述控制电路基于上述任一所述的擦除方法对所述存储阵列执行擦除操作。

由上可知，本申请提供了一种flash芯片的擦除方法、装置及flash芯片，其中本申请的擦除方法能将使用区域的cycle次数增大转换为备用区域的cycle次数增大，充分利用可用存储区域中的边角容量以增加flash芯片可进行的安全cycle次数，从而能延长flash芯片的使用寿命。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种flash芯片的擦除方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的一种flash芯片的擦除装置的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种flash芯片的结构示意图。标号说明：100、flash芯片；110、使用区域；120、备用区域；210、第一获取模块；220、第二获取模块；230、检测模块；240、转换模块；250、擦除模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1和图3所示，本申请提供了一种flash芯片的擦除方法，flash芯片100中可用存储区域划分为容量大小相同的至少一个备用区域120和多个使用区域110，备用区域120和使用区域110可配对转换；

所有使用区域110的和所有备用区域120叠加总容量等于flash芯片100的标定容量；

擦除方法包括以下步骤：

A1.获取第一cycle次数和第二cycle次数，第一cycle次数为待擦除的使用区域110的cycle次数，第二cycle次数为备用区域120的cycle次数；

A2.若存在至少一个第二cycle次数比第一cycle次数小的备用区域120，则将一备用区域120转换为待擦除的使用区域110，同时将原来第一cycle次数的使用区域110释放，转换为备用区域120；

A3.对待擦除的使用区域110进行擦除操作。

具体应用中，由于本申请提供的flash芯片100中每个使用区域110和每个备用区域120的容量大小相同，转换前后使用区域110和备用区域120的总数量不变，其叠加总容量也不变，因此在需要对一个使用区域110进行擦除操作时，可以将该使用区域110和一个备用区域120进行配对及转换，转换后该备用区域120转换为使用区域110，使用区域110转换为备用区域120，对转换后的使用区域110进行需要进行的操作。配对及转换的前后可用存储区域内区域的总数量及各个区域的容量都不变，不影响flash芯片的正常使用，即备用区域120和使用区域110可配对转换。更具体地，在存储器技术领域中，cycle为编程擦除操作，指的是闪存芯片中目标存储区域进行了一次编程和擦除的可循环操作，cycle中的编程和擦除操作可以是连续进行，也可以分开进行。cycle次数表征了目标存储区域的使用程度，也反映了目标存储区域的当前性能，一般情况下，目标存储区域的cycle次数越大，性能越差，即该目标存储区域的存储单元越难擦除、越容易编程。

更具体地，在获取第一cycle次数和第二cycle次数后，若存在至少一个第二cycle次数比第一cycle次数小的备用区域120，则将一备用区域120转换为待擦除的使用区域110，并对转换后的待擦除的使用区域110进行擦除操作；若不存在第二cycle次数比第一cycle次数小的备用区域120，则直接对待擦除的使用区域110进行擦除操作。更具体地，在对一个使用区域110和一个备用区域120完成配对转换及擦除操作后，若还需要对使用区域110做其他操作如编程操作，对配对转换后的使用区域110，即原备用区域120进行该其他操作。在一次cycle中的所有操作完成后，原使用区域110的cycle次数不变，而转换后的使用区域110，即原备用区域120的cycle次数加1。

更具体地，由于使用区域110的cycle次数会随擦除操作次数增大而增大，将对使用区域110进行的擦除操作转换为对备用区域120进行的擦除操作，可以令使用区域110的cycle次数增大转换为备用区域120的cycle次数增大，从而增加芯片可进行的安全cycle次数。如一个本申请实施方式中的flash芯片100，其可用存储区域包含2个使用区域110和1个备用区域120，若每个使用区域110和每个备用区域120可进行的安全cycle为各10万次，不使用本申请提供的擦除方法的前提下该flash芯片100可进行的安全cycle次数为所有使用区域110可进行的安全cycle次数之和，即20万；而使用本申请提供的擦除方法的前提下该flash芯片100可进行的安全cycle次数为所有使用区域110和所有备用区域120可进行的安全cycle次数之和，即30万。在该实施方式的擦除方法中，备用区域120的数量越多，可获得的安全cycle次数就越大。因此，本申请的擦除方法通过对一个待擦除的使用区域110和一个备用区域120进行配对转换，可以充分利用边角容量以增加芯片可进行的安全cycle次数，从而延长flash芯片100的使用寿命。

值得注意的是，使用区域110和备用区域120并不是绝对固定的区域，只要未被占用为使用区域110的存储区域，都可作为备用区域120；例如总共256个Block的存储芯片，只有第一个Block在使用时，其他255个Block都可作为备用区域120。同时，当此刻为使用区域110的某个Block，最先被cycle到较高的次数后，若发生转换被释放后，又可做为备用区域120。

本申请的擦除方法通过将flash芯片100可用存储区域中的备用区域120转换为使用区域110并对使用区域110进行擦除操作，能将使用区域110的cycle次数增大转换为备用区域120的cycle次数增大，充分利用可用存储区域中的边角容量以增加flash芯片100可进行的安全cycle次数，从而能延长flash芯片100的使用寿命。

在一些优选的实施方式中，步骤A2中，若存在多个第二cycle次数比第一cycle次数小的备用区域120，则将其中一个该备用区域120转换为待擦除的使用区域110，同时将原来第一cycle次数的使用区域110释放，转换为备用区域120。

在该实施方式中，本申请的擦除方法通过将多个第二cycle次数比第一cycle次数小的备用区域120的其中一个转换为待擦除的使用区域110，充分利用可用存储区域中的边角容量以增加flash芯片100可进行的安全cycle次数，从而能延长flash芯片100的使用寿命。

在一些优选的实施方式中，步骤A2中，若存在多个第二cycle次数比第一cycle次数小的备用区域120，则将cycle次数最小的该备用区域120转换为待擦除的使用区域110，同时将原来第一cycle次数的使用区域110释放，转换为备用区域120。

在该实施方式中，本申请的擦除方法能够确保cycle次数小的备用区域120优先被转换，继而能使各个使用区域110和各个备用区域120在多个擦除过程中cycle次数保持相近，提升芯片的整体性能；并且由于cycle次数越小的区域擦写性能越优，本申请的擦除方法能够优先转换cycle次数小的备用区域120以提升擦写效率；另外cycle次数小的备用区域120在被转换后，作为使用区域110，在满足转换条件前该备用区域的第一cycle次数需要增加的次数大，因此本申请的擦除方法能够优先转换cycle次数小的备用区域120以降低转换频率。

在一些优选的实施方式中，步骤A1中，根据编号顺序获取第二cycle次数，当获取到一个比第一cycle次数小的第二cycle次数时，停止获取余下的第二cycle次数。

具体应用中，将所有使用区域110和所有备用区域120各自进行编号。如一个本申请实施方式中的flash芯片100，其可用存储区域包含2个使用区域110和2个备用区域120，则将该2个使用区域110编号为第一使用区域和第二使用区域，将该备用区域120编号为第一备用区域和第二备用区域；若要对第一使用区域进行擦除操作，且第一备用区域的cycle次数和第二备用区域的cycle次数都小于第一使用区域的cycle次数，则由于第一备用区域的编号顺序在先，先获取第一备用区域的cycle次数，而获取到第一备用区域的cycle次数后判定该cycle次数小于第一使用区域的cycle次数，则不再获取余下的第二备用区域的cycle次数。

更具体地，由于编号顺序在先的备用区域120会先被获取，因此可以根据需要设置备用区域120的编号顺序。如可以将需要保证数据安全性的备用区域120的预设获取顺序调整为靠后顺位，则在获取第二cycle次数时会优先选择获取该备用区域120以外的备用区域120的第二cycle次数。

在该实施方式中，本申请的擦除方法能确保编号顺序靠后的备用区域120的第二cycle次数尽量后被获取，从而尽量保持指定备用区域120的性能。

在一些优选的实施方式中，步骤A2中，若存在一第二cycle次数比第一cycle次数小且差值大于等于第一预设阈值的备用区域120，则将该备用区域120转换为待擦除的使用区域110，同时将原来第一cycle次数的使用区域110释放，转换为备用区域120。

具体应用中，在使用区域110的擦写次数和备用区域120的擦写次数相差较小时，该两个区域性能差距不大，因此没有必要对该两个区域进行转换。在该实施方式中，本申请的擦除方法能够确保cycle次数小的备用区域120优先被转换，继而能使各个使用区域110和各个备用区域120在多个擦除过程中cycle次数保持相近，提高flash芯片100的整体安全性，并且本申请的擦除方法只转换cycle次数差值大于第一预设阈值的使用区域110和备用区域120，能够降低转换频率。

在一些优选的实施方式中，第一预设阈值为10000至30000。

在该实施方式中，本申请的擦除方法将第一预设阈值设定为20000，只转换cycle次数差值大于20000的使用区域110和备用区域120，能够降低转换频率。

在一些优选的实施方式中，步骤A2中，若存在一第二cycle次数比第一cycle次数小且该第二cycle次数小于等于第二预设阈值的备用区域120，则将该备用区域120转换为待擦除的使用区域110，同时将原来第一cycle次数的使用区域110释放，转换为备用区域120。

具体应用中， cycle次数高的区域性能降低，难以被擦写，若对cycle次数高的区域进行转换会降低flash芯片100的擦写效率。在该实施方式中，本申请的擦除方法只转换第二cycle次数小于等于第二预设阈值的备用区域120，能避免第二cycle次数过大的备用区域120被获取做转换，从而能尽量保持各使用区域110和各备用区域120的性能和flash芯片100的擦写效率。

在一些优选的实施方式中，使用区域110包括若干block或若干sector。

具体应用中，由于flash芯片100的擦除操作常以block和sector为单位进行，因此在该实施方式中，本申请的擦除方法设置包括若干block或若干sector的使用区域110，便于对使用区域110进行擦除操作。

如图2所示，第二方面，本申请还保护一种flash芯片的擦除装置，flash芯片100中可用存储区域划分为容量大小相同的至少一个备用区域120和多个使用区域110，备用区域120和使用区域110可配对转换；

所有使用区域110和所有备用区域120的叠加总容量等于flash芯片100的标定容量；

擦除装置包括：

第一获取模块210，用于获取第一cycle次数，第一cycle次数为待擦除的使用区域110的cycle次数；

第二获取模块220，用于获取第二cycle次数，第二cycle次数为备用区域120的cycle次数；

检测模块230，用于检测是否存在一第二cycle次数比第一cycle次数小的备用区域120；

转换模块240，用于在存在一第二cycle次数比第一cycle次数小的备用区域120时，将该备用区域120转换为待擦除的使用区域110，同时将原来第一cycle次数的使用区域110释放，转换为备用区域120；

擦除模块250，用于对待擦除的使用区域110进行擦除操作。

本申请实施例的擦除装置通过将flash芯片100可用存储区域中的备用区域120转换为使用区域110并对使用区域110进行擦除操作，能将使用区域110的cycle次数增大转换为备用区域120的cycle次数增大，充分利用可用存储区域中的边角容量以增加flash芯片100可进行的安全cycle次数，从而能延长flash芯片100的使用寿命。

在一些优选的实施方式中，本申请实施例的擦除装置用于执行上述第一方面提供的flash芯片的擦除方法。

下面通过具体实施例进行详细说明。

实施例1

实施例1为本申请中可用存储区域包括2个备用区域120和4个使用区域110的flash芯片100，各使用区域110可进行的安全cycle次数为10万，对于该flash芯片的擦除方法为：

A1.获取第一cycle次数和第二cycle次数，第一cycle次数为待擦除的使用区域110的cycle次数，第二cycle次数为备用区域120的cycle次数；

A2. 若存在一第二cycle次数比第一cycle次数小、差值大于等于第一预设阈值且该第二cycle次数小于等于第二预设阈值的备用区域120，则将该备用区域120转换为待擦除的使用区域110；

A3.对待擦除的使用区域110进行擦除操作。

其中，第一预设阈值设置为10000，第二预设阈值设置为80000。

表1 实施例1中各使用区域110和各备用区域120的cycle次数表

如表1所示，表1为实施例1中各使用区域110和各备用区域120的cycle次数表。在需要对第二使用区域进行擦除前，获取第二使用区域的cycle次数，并获取2个备用区域120各自的cycle次数；在2个备用区域120中，存在第二备用区域的cycle次数比第二使用区域的cycle次数小、差值大于等于1万且该第二备用区域的cycle次数小于等于8万，因此将第二备用区域转换为第二使用区域，原第二使用区域则转换为新的第二备用区域；对转换后的第二使用区域，即原第二备用区域进行擦除操作。若该擦除操作完成后还需要对第二使用区域做其他操作如编程操作，对转换后的第二使用区域，即原第二备用区域进行该其他操作。在一次cycle中的所有操作完成后，原第二使用区域的cycle次数不变，而转换后的第二使用区域，即原第二备用区域的cycle次数加1。

表2 实施例1中无法再进行配对转换时各使用区域110和各备用区域120的cycle次数表

如表2所示，更具体地，在需要对第一使用区域和第二使用区域进行擦除操作并进行多次配对转换后，4个使用区域110的cycle次数为至少9万，2个备用区域120的cycle次数各为8万。若完全利用4个使用区域110的cycle次数，则该flash芯片100可提供的cycle次数为10*4+8*2万，即56万，而与该flash芯片100同规格的芯片若不使用实施例1的擦除方法，其可提供的cycle次数为10*4万，即40万。因此本申请的擦除方法通过对使用区域110和备用区域120进行配对转换，充分利用边角容量，从而延长了flash芯片的寿命。

第三方面，本申请还保护一种flash芯片100，包括控制电路和存储阵列，存储阵列具有可用存储区域，控制电路基于上述任一擦除方法对存储阵列执行擦除操作。

综上，本申请实施例提供了一种flash芯片的擦除方法、装置及flash芯片，其中本申请的擦除方法能将使用区域的cycle次数增大转换为备用区域的cycle次数增大，充分利用可用存储区域中的边角容量以增加flash芯片可进行的安全cycle次数，从而能延长flash芯片的使用寿命。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的电路实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，电路或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，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，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，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单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。