用于具有可變等待時間的存儲器操作的設備及方法
【專利說明】用于具有可變等待時間的存儲器操作的設備及方法
[0001]相關串請案的交叉參考
[0002]本申請案主張對2012年10月26提出申請的第61/719，321號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權(quán)。此申請案以全文引用方式且出于所有目的并入本文中。
技術領域
[0003]本發(fā)明的實施例大體來說涉及存儲器，且包含可與具有相變存儲器的存儲器一起使用的具有可變等待時間的寫入及讀取操作的實例。
【背景技術】
[0004]存儲器裝置可提供于例如計算機或其它電子裝置等設備中，所述其它電子裝置包含但不限于便攜式存儲器裝置、固態(tài)驅(qū)動器、個人數(shù)字助理、音樂播放器、相機、電話、無線裝置、顯示器、芯片集、機頂盒、游戲系統(tǒng)、車輛及電器。存在許多不同類型的存儲器，包含隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(R0M)、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、同步動態(tài)隨機存取存儲器(SDRAM)、快閃存儲器及電阻可變存儲器以及其它。
[0005]例如電阻可變存儲器裝置等設備可用作用于寬廣范圍的電子裝置的非易失性存儲器。舉例來說，電阻可變存儲器裝置可包含相變存儲器(PCM)或電阻性存儲器(RR)以及其它存儲器。PCM裝置的物理布局可類似于DRAM裝置的物理布局，其中DRAM單元的電容器由相變材料(例如，碲化鍺銻(GST)或其它硫?qū)倩?替換。也就是說，例如二極管或金屬氧化物半導體場效應晶體管(M0SFET)等存取裝置可與相變材料串聯(lián)連接。硫?qū)倩锊牧峡砂蚧?、砸化物或碲化物以及其它材料的復合物。GST已用于可重寫光盤中，例如可重寫緊致磁盤(⑶-RW)及可重寫數(shù)字多功能盤(DVD-RW)。
[0006]與非易失性存儲器一樣，PCM可經(jīng)寫入以從第一狀態(tài)(例如，邏輯“0”)改變?yōu)榈诙顟B(tài)(例如，邏輯“1”)。PCM還可經(jīng)寫入以從第二狀態(tài)改變?yōu)榈谝粻顟B(tài)。對PCM的常規(guī)讀取操作也類似于RAM。如此，PCM可用于隨機存取存儲器中。然而，關于PCM的寫入操作比常規(guī)RAM的寫入操作相對慢。也就是說，可能需要時間來管理及完成寫入操作，例如準備待寫入到存儲器的數(shù)據(jù)，在出現(xiàn)讀取存取請求的情況下暫停寫入操作以及監(jiān)視寫入操作的進展。讀取操作可比對常規(guī)RAM的讀取操作慢，且無法對在同時寫入操作中所涉及的存儲器位置執(zhí)行讀取操作。
[0007]由于使用PCM作為RAM替換品的局限性，存儲器系統(tǒng)中的PCM的操作在數(shù)個方面受到限制。舉例來說，可能不能在任何時間對任何存儲器位置執(zhí)行寫入及讀取操作。可定期地對用于監(jiān)視寫入操作的進展的狀態(tài)寄存器進行輪詢以在開始新的寫入操作之前確定寫入操作完成。另外，在一些應用中，為進行讀取操作，有必要將寫入操作暫停，且在所述讀取操作完成后即刻恢復所述寫入操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明描述用于執(zhí)行存儲器操作的設備及方法。一種實例性設備包含存儲器操作控制器。所述存儲器操作控制器經(jīng)配置以接收存儲器指令并解碼所述存儲器指令以提供用于執(zhí)行所述存儲器指令的存儲器操作的內(nèi)部信號。所述存儲器操作控制器進一步經(jīng)配置以在存儲器指令的可變等待時間周期期間提供指示所述可變等待時間周期的時間的信息。
[0009]另一實例性設備包含耦合到存儲器控制器的存儲器。所述存儲器經(jīng)配置以從所述存儲器控制器接收寫入指令并響應于所述寫入指令而執(zhí)行存儲器操作。所述存儲器進一步經(jīng)配置以提供指示所述寫入指令的可變等待時間周期的結(jié)束的確認且在所述確認之后在接收寫入數(shù)據(jù)之前等待可變總線周轉(zhuǎn)時間。
[0010]在一種實例性方法中，將存儲器指令及地址提供到存儲器，且接收指示所述存儲器指令的可變等待時間周期的剩余時間的信息。
[0011]另一實例性方法包含在存儲器處接收寫入指令及寫入數(shù)據(jù)將被寫入到的地址。提供指示所述寫入指令的可變等待時間周期的結(jié)束的確認。在所述確認之后等待可變總線周轉(zhuǎn)后，接收用于所述寫入指令的寫入數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的設備的框圖。
[0013]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實施例用于寫入操作的各種信號的時序圖。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例用于寫入操作的各種信號的時序圖。
[0014]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例用于讀取操作的各種信號的時序圖。
[0015]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的等待狀態(tài)的表。圖4B是根據(jù)本發(fā)明的實施例用于存儲器操作的各種信號的時序圖。
[0016]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例由確認提供的信息的表。
[0017]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的讀取及寫入指令序列，其圖解說明實例性操作。
[0018]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的讀取及寫入指令序列，其圖解說明實例性操作。
[0019]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的設備的框圖。
【具體實施方式】
[0020]以下將陳述某些細節(jié)以提供對本發(fā)明的實施例的充分理解。然而，所屬領域的技術人員將明了，可在沒有這些特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的實施例。此外，本文中所描述的本發(fā)明的特定實施例是以實例方式提供且應不用于將本發(fā)明的范圍限制于這些特定實施例。在其它情況中，未詳細展示眾所周知的電路、控制信號、定時協(xié)議及軟件操作以避免不必要地使本發(fā)明模糊。
[0021]圖1圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的設備。所述設備可包括電路、一或多個半導體裸片、封裝式半導體、包含此種電路、裸片或封裝的裝置及/或包含此種裝置的系統(tǒng)，且可包含耦合到存儲器100的存儲器控制器10。存儲器控制器10還耦合到系統(tǒng)總線20。存儲器控制器10在總線110上為存儲器100提供存儲器指令及存儲器地址。存儲器100包含具有用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器單元的存儲器陣列170，且進一步包含經(jīng)配置以接收存儲器指令并控制存儲器100的存儲器操作的存儲器操作控制器140。存儲器100中所包含的寫入緩沖器150可用于存儲寫入指令及數(shù)據(jù)，且寄存器160可用于存儲與存儲器100的配置及操作相關的值，如下文將更詳細地描述。雖然在圖1中展示為分開的元件，但存儲器操作控制器140、寫入緩沖器150及寄存器160可以包含存儲器操作控制器140、寫入緩沖器150及寄存器160中的一或多者的各種不同布置而組合。舉例來說，在一些實施例中，存儲器操作控制器140可包含寄存器160。
[0022]存儲器100響應于存儲器指令及地址而執(zhí)行存儲器操作。存儲器100在總線120上將各種信息提供到存儲器控制器10。如下文將更詳細地描述，由存儲器100提供的信息可包含與針對存儲器指令執(zhí)行的存儲器操作相關的信息、可變等待時間周期的剩余時間、指示可變等待時間周期的結(jié)束的確認以及可與存儲器100相關的其它信息?？山?jīng)由總線130與存儲器100交換數(shù)據(jù)，舉例來說，針對讀取指令由存儲器100將讀取數(shù)據(jù)提供到存儲器控制器10，且在另一實例中，針對寫入指令由存儲器控制器10將寫入數(shù)據(jù)提供到存儲器100。
[0023]可使用由存儲器100提供的信息來管理存儲器控制器10與存儲器100之間的操作。舉例來說，可使用確認作為保持繁忙直到存儲器操作結(jié)束的系統(tǒng)總線20的等待信號。另一實例是使用確認來確定將使系統(tǒng)總線20保持繁忙直到存儲器操作完成或還是將中止一操作(舉例來說，將存儲器100取消選擇)以便空出系統(tǒng)總線20 (針對用于其它操作的同一主控裝置或針對其它主控裝置/外圍裝置，例如幀緩沖器等)且在稍后時間重試。還可提供與可變等待時間周期的剩余時間相關的信息以輔助確定將使系統(tǒng)總線20保持繁忙還是中止操作且在稍后時間重試。
[0024]在操作中，由存儲器100例如從存儲器控制器10接收存儲器指令及存儲器地址，且執(zhí)行存儲器操作。在接收到存儲器指令及存儲器地址之后是可變等待時間周期tLAT。等待時間周期的結(jié)束由存儲器100所提供的確認ACKNOWLEDGE指示，此后可與存儲器交換數(shù)據(jù)(例如，在ACKNOWLEDGE之后將數(shù)據(jù)提供到存儲器控制器10，在ACKNOWLEDGE之后從存儲器控制器10接收數(shù)據(jù)，或在ACKNOWLEDGE之后既提供/又接收數(shù)據(jù))。在tLAT周期期間，存儲器100可管理存儲器操作。舉例來說，在tLAT周期期間，存儲器可使自身為存儲器操作而做準備(例如，例如使存儲器電路為執(zhí)行存儲器操作而做準備)、完成進展中的存儲器操作、暫停進展中的操作以開始執(zhí)行存儲器操作，或管理其它存儲器操作。存儲器100還可在tLAT周期期間(舉例來說，在執(zhí)行所接收的存儲器指令的存儲器操作之前)完成進展中的操作。如此，tLAT周期可在從相對短到相對長的一時間范圍內(nèi)變化，其中ACKNOWLEDGE指示tLAT周期的結(jié)束。還可使用ACKNOWLEDGE來告知主機:tLAT周期是正在進行還是已結(jié)束。在一些實施例中，存儲器100可在tLAT周期期間提供與tLAT周期的時間相關的信息。在一實例中，存儲器100提供與tLAT周期的時間相關的信息，且可進一步提供與tLAT周期的時間相關的經(jīng)更新信息。所述經(jīng)更新信息可反映tLAT周期可能還有多長時間。
[0025]在一些實施例中，存儲器中的存儲器操作控制器(例如，存儲器100的存儲器操作控制器140)可解碼存儲器指令且提供內(nèi)部信號來管理所得存儲器操作以允許將數(shù)據(jù)寫入到存儲器的存儲器陣列(例如，存儲器100的存儲器陣列170)且允許從所述存儲器陣列讀取數(shù)據(jù)，而不會有與常規(guī)相變存儲器(PCM)相同的時序局限性。舉例來說，在一些實施例中，即使存儲器陣列中的位置當前涉及了寫入操作，也可從所述位置讀取數(shù)據(jù)。在一些實施例中，內(nèi)部存儲器操作(例如，寫入及讀取操作)的暫停及恢復與常規(guī)PCM相比可較不受約束，且因此提供存儲器的較大操作靈活性。舉例來說，可能不必為了支持讀取操作而將寫入操作暫停，且可根據(jù)較靈活時序條件而恢復經(jīng)暫停寫入操作。
[0026]總之，在tLAT周期期間，存儲器正為操作做