为易失性存储器提供独立的库刷新的方法和系统的制作方法.docx

为易失性存储器提供独立的库刷新的方法和系统的制作方法专利名称：为易失性存储器提供独立的库刷新的方法和系统的制作方法技术领域：本揭示案一般涉及存储器装置，其更明确地说，涉及用于为易失性存储器提供独立库刷新的方法和系统背景技术：易失性存储器是一种一般被构造为许多阵列(或库)的存储媒介每一库经进一步配置为具有行和列的“存储器单元”的矩阵，且每一列进一步被存储器的输入/输出(I/ 0)宽度划分存储器中的位置是由库、行和列唯一指定的存储器控制器可用于通过指示数据的库、行和列位置从存储器中检索数据举例来说，对于具有16位外部数据总线的四库USMb存储器来说，可能的逻辑地址映射包括9位列地址、2位库地址和12位行地址在读取或写入存储器位置之前，必须首先打开相应的行打开行的过程需要最小数目的时钟循环tKm，其表示行至列延迟一旦打开一行，就可按需要读取或写入该行中的列地址对于某些动态随机存取存储器(DRAM)，例如同步DRAM (SDRAM)，在任何一个时间只能保持每个库有一行打开；随后对相同库但不同行中执行存储器存取需要关闭当前行并打开新的一行在动态易失性存储器的情况下，必须以平均间隔tREFI循环性地刷新或重新激励每一单元，以便维持数据完整性。

由于单元是根据存储电荷的电容器设计的，可能会随着时间而放电，所以必须刷新单元刷新是对存储器中的单元进行重新充电或重新激励的过程 一般以一次一行的方式刷新单元当前存在许多经设计以刷新易失性存储器的方法这些方法中的某些方法(如果不是全部的话)引起性能和/或功率方面的高成本举例来说， 存在两种一般用来控制现代数字系统中的易失性存储器的刷新的常见方法或技术一种方法依靠存储器来保持对需要通过使用在存储器上可用的内建刷新机构来刷新的行和库的跟踪；另一种方法依靠存储器控制器来保持对需要刷新的行和库的跟踪通过易失性存储器的自动刷新和自刷新功能利用第一种常用方法这些功能使用存储器的内建刷新地址在存储器的现行使用期间，如果需要刷新循环，那么存储器控制器对所有库预充电，且接着使用自动刷新命令来告诉存储器发出一内部刷新循环一旦接收到自动刷新命令，存储器使内部刷新地址计数器递增且执行内部刷新循环在自动刷新模式中，存储器使用其内部刷新地址计数器中的刷新地址来确定对哪些行/库执行刷新循环并循环经过相关行在一个实施方案中，内部刷新地址计数器包括行地址寄存器和库地址寄存器内部刷新地址计数器由刷新时钟控制库地址寄存器递增以循环经过存储库中的每一者，且库地址寄存器的实行引起行地址寄存器递增。

其它实施方案不具有库地址寄存器，因为所有库是同时刷新的此非同时的库自动刷新实施方案的缺点在于，因为存储器控制器不知道将要刷新哪一内部库，所以需要存储器控制器在发出自动刷新命令之前关闭所有打开的行因此，存储器数据总线在自动刷新序列期间的可用性是零此序列最多需要硌+t.+t·个循环，其中tKP表示行预充电延迟，tEFC表示刷新循环时间且tKD表示行至列延迟对于133MHz存储器，此可为16个时钟循环(120ns)这些循环有时被称作死循环，因为存储器数据总线在此时期期间不可用在非使用时期期间，存储器控制器可使存储器处于自刷新模式中在自刷新模式中，存储器使用其自身的内部时钟和刷新地址计数器来产生刷新以刷新存储器的行因为可使用自刷新模式，所以此方法有利于在闲置状态期间节约功率自刷新状态使用小量功率并通过刷新存储器来维持存储器的内容由于只需要小量功率，所以此方法通常用于低功率应用第二种方法有时用于避免上文提到的存储器数据总线上的死循环根据此第二种方法，经由存储器控制器实现刷新的控制此方法不使用存储器上可用的任何内建刷新机制在此方法下，存储器控制器以规则给定的间隔(tKEFI)通过使用库/行地址组合以有序方式打开和关闭行来明确地产生刷新。

刷新时钟(其确定刷新速率)和库/行地址组合在存储器控制器内部此方法对于高速度/高性能应用来说是最好的此方法允许存储器控制器刷新特定存储库且同时许可其它存储库维持打开以供存取，从而导致高性能；对其它库的读取和写入一般可并行持续且不会中断此方法的不利方面在于，在系统断电或较长的闲置状态期间，当存储器控制器不刷新存储器时，存储器不能保持在自刷新状态中如上文所提到的，自刷新状态是大多数易失性存储器的内建功能因为存储器的自刷新功能独立于存储器控制器使存储在存储器中的刷新地址计数器中的刷新地址(即，行/库地址) 递增，所以不能使用存储器维持的刷新地址，因为其不与存储器控制器一致或同步刷新操作可降低存储器子系统的性能，因为每一刷新循环强迫存储器进入闲置状态，在此期间数据存取不可用举例来说，如果特定的存储库需要刷新循环且同时所述库处于活动状态，那么必须关闭所述库以允许发生刷新操作关闭库意味着必须延迟原本要执行的任何数据操作，因此影响了系统性能一些现有方案可用于减少刷新操作的性能影响这些方案通常涉及使用比所需刷新速率高的刷新速率，以便在预定刷新时期内可刷新更多的存储库通过刷新更多的存储库，可降低必须关闭活动存储库以进行刷新的几率。

然而，使用较高的刷新速率具有其缺陷举例来说，刷新速率的增加意味着需要更多的功率，这又会导致较低的性能此外，仅使用较高的刷新速率并非总能避免在需要刷新时关闭活动存储库的需要；在某些情形中， 无论如何都必须要关闭活动存储库，因而打消了通过使用较高的刷新速率而获得的任何益处因此，需要提供用于为易失性存储器提供独立的库刷新的更有效的方法和系统 发明内容在本发明的一个方面中，一种存储器系统包括具有复数个库的易失性存储器，每一库具有复数个行；和存储器控制器，其经配置以弓I导所述易失性存储器进入自动刷新模式，所述存储器控制器经进一步配置以向所述易失性存储器提供目标库地址，其中所述易失性存储器经配置以在自动刷新模式中执行自动刷新操作，所述自动刷新操作是对由所述目标库地址识别的一目标库执行的，且其中当对目标库执行自动刷新操作时，所述复数个库中除所述目标库以外的剩余库可用于存储器存取在本发明的另一方面中，一种存储器系统包括一易失性存储器，其具有一库地址锁存器、复数个库、复数个刷新行计数器，每一刷新行计数器与一相应的库相关联且经配置以存储一目标行地址；和一存储器控制器，其经配置以弓I导所述易失性存储器进入一自动刷新模式，所述存储器控制器经进一步配置以将一目标库地址载入所述库地址锁存器，其中所述易失性存储器经配置以在所述自动刷新模式中执行自动刷新操作，所述自动刷新操作是使用存储在与所述目标库相关联的所述刷新行计数器中的所述目标行地址对由所述目标库地址识别的一目标库执行的。

在本发明的又一方面中，一种存储器系统包括一易失性存储器，其具有复数个库；用于存储一目标库地址的锁存装置；用于为每一相应库维持一目标行地址的计数器装置；和控制器装置，其用于引导所述易失性存储器进入一自动刷新模式并将所述目标库地址载入所述锁存装置中，其中所述易失性存储器经配置以从所述锁存装置中检索所述目标库地址并在所述自动刷新模式中执行自动刷新操作，所述自动刷新操作是使用针对所述目标库的所述目标行地址对由所述目标库地址识别的一目标库执行的在本发明的另一方面中，一种用于为具有复数个库的易失性存储器提供存储器刷新的方法包括为所述复数个库中的每一者维持一目标行地址，其中所述复数个库的所述目标行地址彼此独立；载入一目标库地址，且引导所述易失性存储器进入一自动刷新模式并使用对应于所述目标库的所述目标行地址对由所述目标库地址识别的一目标库执行一自动刷新操作应了解，通过以下详细描述，所属领域的技术人员将容易明了本发明的其它实施例，其中通过说明的方式展示并描述本发明的各种实施例如将意识到的，本发明可以有其它且不同的实施例，且其若干细节可在各种其它方面进行修改，所有这些都不脱离本发明的精神和范畴因此，图式和详细描述在性质上将被认为是说明性的而非限制性的。

在附图中通过实例的方式而不是限制的方式说明本发明的各方面，其中图1是说明可用于实践根据本揭示案的独立刷新方法的配置的简化方框图；和图2是说明可用于实践根据本揭示案的独立刷新方法的易失性存储器的简化方框图具体实施例方式下文结合附图陈述的详细描述期望为本发明的各种实施例的描述，而不期望代表其中可实践本发明的仅有的实施例详细描述包括特定细节以便提供对本发明的全面理解然而，所属领域的技术人员将明了，可在没有这些特定细节的情况下实践本发明在某些例子中，以方框图的形式展示众所周知的结构和组件以避免对本发明的概念造成混淆现在将描述存储器系统的各种实施例在一个实施例中，提供一种独立的刷新方法，其在刷新操作期间改进了存储器中的数据可用性图1展示可用于实践独立刷新方法的配置100如图1中所示，可使用易失性存储器110和经配置以控制易失性存储器的控制器120实践所述独立刷新方法易失性存储器110可为(例如)DRAM(动态随机存取存储器)、SDRAM(同步DRAM)和各种其它类型的DRAM等基于本文提供的揭示和教示，所属领域的技术人员将明了如何使用需要刷新操作的其它类型存储器来实践本揭示案在一个实施方案中，经由控制逻辑或控制存储器控制器120和易失性存储器110的处理器来实现所述独立的刷新方法。

应了解，控制逻辑或处理器可构建为独立模块或集成为另一组件(例如存储器控制器120)的一部分图2进一步展示易失性存储器110的一个实施例，其可用于实践所述独立的刷新方法易失性存储器Iio可进一步包括一库地址锁存器200、一刷新触发器230、许多刷新行计数器210a-d和许多库220a-d库地址锁存器200用于存储针对将被刷新的特定库的目标库地址库220a-d中的每一者与其相应的刷新行计数器210a-d相关联刷新行计数器210a_d的初始值在通电或重启时初始化举例来说，所述刷新行计数器210a与库220a 相关联刷新行计数器210a_d用于维持针对各自库220a_d中待刷新的行的目标行地址 存储在刷新行计数器210a_d中的目标行地址彼此独立如下文进一步描述，所述刷新触发器230用于在自刷新模式期间控制库地址锁存器200刷新触发器230可为(例如)时钟或其它定时机制存储器控制器120 (见图1)可引导易失性存储器110进入自动刷新模式，并自动刷新易失性存储器110内的特定库(例如库220a)，同时其它库(例如库220b-d)保持可用于存取为起始自动刷新循环，存储器控制器220(见图1)向易失性存储器110发出自动刷新命令并将库地址240载入库地址锁存器200中。

库地址240用于识别库220a_d中为刷新目标的库库地址240还用于识别与待刷新的库相关联的相应刷新行计数器因此， 通过存储在库地址锁存器200中的库地址和存储在相应刷新行计数器中的目标行地址，可识别出特定库中待刷新的特定行在执行了刷新操作后，通过控制逻辑(未图示)使与刚被刷新的库相关联的刷新行计数器递增因为存储器控制器120知道待刷新的特定库，所以可不中断地对其它库继续存取这将存储器数据总线利用率最大化，通过避免不必要的行关闭/打开序列而降低功率消耗，并用于将转移等待时间(transfer latency)最小化另外，因为库220a_d具有其自身的刷新行计数器210a_d，所以存储器控制器120 具有向特定库指派独立刷新的灵活性换句话说，库220a_d可彼此独立地刷新举例来说，在一个例子中，存储器控制器120可向易失性存储器110发出自动刷新命令以自动刷新库220a接着从存储在与库220a相关联的刷新行计数器210a中的目标行地址开始刷新库 220a中的一个或一个以上行在另一例子中，存储器控制器120可向易失性存储器110发出自动刷新命令以自动刷新不同的库，库220c接着从存储在与库220c相关联的刷新行计数器210c中的目标行地址开始刷新库220c中的一个或一个以上行。

应注意，分别存储在刷新行计数器2。