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作为发展最快的非挥发性存储器，Flash存储器有着可比拟DRAM的随机存取速度，很高的集成度和在线编程擦除能力，在消费类电子，通信技术等许多领域都得到广泛的应用。但是，随着市场对存储密度和容量要求越来越高，传统工艺的lbit/cell的Flash存储器已经不能满足要求。因此，基于Multilevel Cell的Flash技术将成为Flash Memory产品发展的主流和趋势。
本文采用传统Flash工艺技术（SMIC0．22um Flash工艺），分析了MLC技术可行性并给出了基于MLC技术的Flash系统架构。根据对系统架构的划分，对数字模块和模拟模块分别进行了线路级设计。并且根据MLC技术的要求，对部分模拟电路作了性能上的改进，比如9V正高压泵和Regulator电路和敏感放大器电路。
此外，本文还提出了一种阶梯脉冲式的分组编程算法。根据不同的待编程数据和存储单元的状态，系统可以选择不同的编程电压和分组方式，提高了编程的效率和均一性，有效缩短了编程时间。
与传统1bit/cell的Flash存储器比较，本文设计的MLC技术Flash在随机存取速度上相仿，但在电路的性能和编程时间和精度上要明显优于传统lbit/cell的Flash。