使用多周期命令實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器裝置訪問的設(shè)備、方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】使用多周期命令實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器裝置訪問的設(shè)備、方法和系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請
本申請是基于2012年11月30日提出的美國臨時(shí)專利申請61/731908的非臨時(shí)申請，并且要求具有該臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)。臨時(shí)申請61/731908由此通過引用結(jié)合于本文。
[0002]背景
1.
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及存儲(chǔ)器裝置，并且更具體地說，涉及訪問易失性存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器單
J L.ο
[0003]2.
【背景技術(shù)】
計(jì)算系統(tǒng)通常依賴存儲(chǔ)器裝置存儲(chǔ)信息。此類存儲(chǔ)器裝置可分成兩種一般類型。首先，要求電源以保持存儲(chǔ)的信息的正確性的易失性存儲(chǔ)器裝置。其次，即使在電源關(guān)斷后也保持存儲(chǔ)的信息的非易失性存儲(chǔ)器裝置。
[0004]—個(gè)常見類型的易失性存儲(chǔ)器裝置是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)。與其它存儲(chǔ)器技術(shù)相比，包括并且最明顯的是靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)裝置，DRAM裝置通常提供比機(jī)械存儲(chǔ)裝置(諸如硬盤)改進(jìn)程度大得多的性能，同時(shí)提供更低成本、更高存儲(chǔ)密度和更少功耗。然而，這些益處以定期和剛好在從存儲(chǔ)器單元讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器單元的每次訪問之前和之后的時(shí)間期訪問組成DRAM裝置的存儲(chǔ)器單元時(shí)發(fā)生各種延遲為代價(jià)。
[0005]DRAM通常在集成電路內(nèi)的單獨(dú)電容器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的每個(gè)比特。由于電容器泄漏電荷，因此，除非定期刷新電容器電荷，否則，信息最終將衰落。由于此刷新要求和其它設(shè)計(jì)考慮，DRAM設(shè)計(jì)員對在DRAM內(nèi)的操作實(shí)施各種定時(shí)約束以保持正確性。一個(gè)此類約束是預(yù)充電要求。具體而言，在請求訪問DRAM中的不同行(也稱為比特線(BL))時(shí)，要通過發(fā)出“預(yù)充電”命令先停用當(dāng)前行。預(yù)充電命令將促使感應(yīng)放大器關(guān)閉和比特線預(yù)充電到處在高與低邏輯電平之間的中間的匹配電壓。在某個(gè)行預(yù)充電時(shí)間期延遲(也稱為tRP)后，可發(fā)出“激活”命令以激活要訪問的下一行。
[0006]造成由于采用DRAM技術(shù)而遭受的各種延遲的是刷新操作、預(yù)充電操作、激活操作及其它維護(hù)操作。這些延遲具有限制可將數(shù)據(jù)寫入DRAM裝置或從中讀取的速率的效應(yīng)，并且雖然諸如處理器等組件在變得更快方面取得了長足的進(jìn)步，但在增大用于DRAM技術(shù)的訪問的速率方面取得相對小的進(jìn)展。
【附圖說明】
[0007]本發(fā)明的各種實(shí)施例在附圖的圖中以示例方式而不是限制方式示出，并且在圖中:
圖1是根據(jù)一實(shí)施例，示出用于交換多周期命令的系統(tǒng)的元件的框圖。
[0008]圖2是根據(jù)一實(shí)施例，示出用于處理多周期命令的存儲(chǔ)器裝置的元件的框圖。
[0009]圖3是根據(jù)一實(shí)施例，示出用于為訪問存儲(chǔ)器資源的命令定時(shí)的方法的元件的流程圖。
[0010]圖4是根據(jù)一實(shí)施例，示出在存儲(chǔ)器控制器與存儲(chǔ)器裝置之間交換的多周期命令的表。
[0011]圖5A到ro是根據(jù)相應(yīng)實(shí)施例，示出各種多周期命令交換的特征的時(shí)序圖。
[0012]圖6是根據(jù)一實(shí)施例，示出用于訪問存儲(chǔ)器資源的計(jì)算系統(tǒng)的元件的框圖。
[0013]圖7是根據(jù)一實(shí)施例，示出用于訪問存儲(chǔ)器資源的移動(dòng)裝置的元件的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本文中所述實(shí)施例以各種方式提供用于控制訪問存儲(chǔ)器資源的一個(gè)或更多個(gè)命令的定時(shí)的技術(shù)和/或機(jī)制。此類控制可基于從存儲(chǔ)器控制器交換到存儲(chǔ)器裝置的另一多周期命令，其中，多周期命令指示對一組存儲(chǔ)器裝置的訪問?？煽刂埔粋€(gè)或更多個(gè)其它命令的定時(shí)以實(shí)行描述存儲(chǔ)器裝置的操作約束的時(shí)間延遲參數(shù)。在一實(shí)施例中，參照多周期命令的最后周期的開始，可確定一個(gè)或更多個(gè)其它命令的定時(shí)。
[0015]圖1根據(jù)一實(shí)施例示出用于交換命令和地址信息的系統(tǒng)100的元件。系統(tǒng)100可包括耦合到存儲(chǔ)器控制器120的存儲(chǔ)器裝置110 —一例如，其中，存儲(chǔ)器控制器120要提供對包括在系統(tǒng)100中或耦合到系統(tǒng)100的主機(jī)處理器140的存儲(chǔ)器裝置110的訪問。
[0016]存儲(chǔ)器裝置110可包括多種類型的存儲(chǔ)器技術(shù)的任何技術(shù)，這些技術(shù)例如具有存儲(chǔ)器單元的行，其中，數(shù)據(jù)可經(jīng)字線或等效物訪問。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置110包括動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)技術(shù)。存儲(chǔ)器裝置110可以是系統(tǒng)100的更大存儲(chǔ)器裝置(未示出)內(nèi)的集成電路封裝。例如，存儲(chǔ)器裝置110可以是諸如雙列直插式存儲(chǔ)器模塊(DIMM)等存儲(chǔ)器模塊的DRAM裝置。
[0017]存儲(chǔ)器裝置110可包括表示存儲(chǔ)器的一個(gè)或更多個(gè)邏輯和/或物理群組的存儲(chǔ)器資源114。存儲(chǔ)器的一個(gè)此類編組的示例是例如可包括布置在行和列中存儲(chǔ)元件的陣列的一組存儲(chǔ)器資源。存儲(chǔ)器裝置110可包括訪問邏輯118以至少在一定程度上有利于對存儲(chǔ)器資源114的訪問一一例如，其中，此類訪問提供用于服務(wù)于來自存儲(chǔ)器控制器120的一個(gè)或更多個(gè)命令。訪問邏輯118可包括根據(jù)常規(guī)技術(shù)提供資源訪問的存儲(chǔ)器裝置110的邏輯或者結(jié)合其操作一一例如，其中，檢測器邏輯112、控制邏輯116和/或訪問邏輯118的功能性通過本文中所述的另外功能性補(bǔ)充此類常規(guī)技術(shù)。作為說明而不是限制，訪問邏輯118可包括或耦合到用于將訪問指令解碼到存儲(chǔ)器資源114內(nèi)適當(dāng)存儲(chǔ)器位置的列邏輯和/或行邏輯(未示出)。
[0018]存儲(chǔ)器控制器120可通過如由說明性命令/地址(CA)總線165表示的一個(gè)或更多個(gè)總線，將命令或指令發(fā)送到存儲(chǔ)器裝置110。此類命令可由存儲(chǔ)器裝置110理解一一例如，包括執(zhí)行存儲(chǔ)器內(nèi)多種訪問功能的存儲(chǔ)器裝置110解碼命令信息和/或帶有列邏輯和/或行邏輯的解碼地址信息。例如，此類邏輯可通過列地址選通或信號(CAS)和行地址選通或信號(RAS)的組合訪問存儲(chǔ)器資源114中的特定位置。存儲(chǔ)器的行可根據(jù)已知存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)或其衍生物實(shí)現(xiàn)。簡要地說，存儲(chǔ)器資源114的行可包括如由存儲(chǔ)器110的列邏輯生成的CAS識別的存儲(chǔ)器單元的一個(gè)或更多個(gè)可尋址列。經(jīng)存儲(chǔ)器110的行邏輯生成的RAS，每個(gè)行可以是以各種方式可尋址。
[0019]對存儲(chǔ)器資源114的訪問可以是用于經(jīng)耦合到存儲(chǔ)器110的I/O電路(未示出)的數(shù)據(jù)總線，寫入交換的數(shù)據(jù)(和/或讀取要交換的數(shù)據(jù))的目的。例如，N個(gè)數(shù)據(jù)總線信號線DQ(1:N) 160可將I/O電路112耦合到存儲(chǔ)器控制器120和/或一個(gè)或更多個(gè)其它存儲(chǔ)器裝置(未示出)。
[0020]在一實(shí)施例中，存儲(chǔ)器控制器120包括命令邏輯135以經(jīng)CA 165發(fā)送命令——例如，包括多種硬件邏輯和/或執(zhí)行軟件邏輯的任何邏輯。命令邏輯135可包括或耦合到存儲(chǔ)器控制器的邏輯，存儲(chǔ)器控制器的邏輯執(zhí)行操作以生成，傳送或以其它方式確定根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)常規(guī)技術(shù)發(fā)送的命令。作為說明而不是限制，命令邏輯135可補(bǔ)充其它常規(guī)命令/地址信令功能性，該功能性例如符合諸如2008年4月的DDR3 SDRAM JEDEC標(biāo)準(zhǔn)JESD79-3C或諸如此類等雙倍數(shù)據(jù)率(DDR)規(guī)范的一些或所有要求。例如，存儲(chǔ)器控制器120可包括計(jì)時(shí)器邏輯130，計(jì)時(shí)器邏輯130包括配置成控制用于由命令邏輯135對命令的斷定(例如，發(fā)送)的定時(shí)的電路和/或執(zhí)行軟件。計(jì)時(shí)器邏輯130可控制此類定時(shí)以實(shí)行存儲(chǔ)器110的操作所要求的一個(gè)或更多個(gè)時(shí)間延遲參數(shù)。
[0021]在一實(shí)施例中，命令邏輯135包括保持用于與存儲(chǔ)器110內(nèi)各種行的狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置(未示出)的訪問權(quán)和/或以其它方式具有該訪問權(quán)。此類數(shù)據(jù)可提供哪些組具有開放行的指示一一例如，其中，此類數(shù)據(jù)包括那些開放行的地址。命令邏輯135(和/或存儲(chǔ)器控制器120的另一邏輯)可訪問此類數(shù)據(jù)以確定存儲(chǔ)器裝置110的給定組中要訪問的行是否已經(jīng)開放。如果確定要訪問的行已經(jīng)開放，則可執(zhí)行訪問而無需行激活命令的傳送。然而，如果確定要訪問的行尚未開放，則命令邏輯135可向存儲(chǔ)器裝置110傳送激活命令(例如，行激活命令)，激活命令包括指定命令瞄準(zhǔn)的組是否包括當(dāng)前開放的行的值。此類值(在本文中稱為提示信息)可向存儲(chǔ)器裝置110指示它要在內(nèi)部生成其自己的命令以執(zhí)行預(yù)充電操作，關(guān)閉當(dāng)前開放行一一例如，與存儲(chǔ)器裝置110接收執(zhí)行此類預(yù)充電操作的任何顯式命令無關(guān)。
[0022]備選或另外，存儲(chǔ)器裝置110可包括檢測器邏輯112以評估經(jīng)CA 165收到的一些或所有命令一一例如，確定命令要由存儲(chǔ)器裝置110在內(nèi)部生成。作為說明而不是限制，檢測器邏輯112可確定命令是否在瞄準(zhǔn)包括當(dāng)前開放的頁面的組。此類組的瞄準(zhǔn)稱為“頁面缺失事件”(或?yàn)楹喢髌鹨姡喎Q為“頁面未命中”)。響應(yīng)檢測器邏輯112識別對應(yīng)于經(jīng)CA 165收到的命令的頁面未命中事件，控制邏輯116可執(zhí)行操作以準(zhǔn)備訪問命令瞄準(zhǔn)的存儲(chǔ)器資源的訪問。如本文中所述，此類操作可包括在內(nèi)部生成信令的存儲(chǔ)器裝置110，信令要代替從存儲(chǔ)器控制器120收到的一個(gè)或更多個(gè)命令運(yùn)行。例如，存儲(chǔ)器110可向訪問邏輯118提供在一個(gè)或更多個(gè)方面與預(yù)充電命令在功能上等效的信號。相應(yīng)地，訪問邏輯118可執(zhí)行操作以便為存儲(chǔ)器資源114的一行(或幾行)預(yù)充電，而與存儲(chǔ)器110接收指定此類預(yù)充電操作的顯式命令無關(guān)。
[0023]圖2根據(jù)一實(shí)施例示出用于處理從存儲(chǔ)器控制器收到的多周期命令的存儲(chǔ)器裝置200的元件。存儲(chǔ)器裝置200可結(jié)合諸如存儲(chǔ)器控制器120的存儲(chǔ)器控制器操作。例如，存儲(chǔ)器裝置200可包括存儲(chǔ)器裝置110的一個(gè)或更多個(gè)特征。雖然某些實(shí)施例在此方面并不受限，但存儲(chǔ)器裝置200可支持用于雙倍數(shù)據(jù)率標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器操作的LPDDR 4和/或多種標(biāo)準(zhǔn)的任何標(biāo)準(zhǔn)。
[0024]在一實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置200包括訪問邏輯260和存儲(chǔ)器資源270，存儲(chǔ)器資源270例如提供訪問邏輯118和存儲(chǔ)器資源114的一些或所有相應(yīng)功能性。存儲(chǔ)器裝置200可還包括輸入/輸出(I/O) 210以將存儲(chǔ)器裝置200耦合到一些或所有命令地址總線200、數(shù)據(jù)總線225、行地址選通信號線RAS 224、列地址選通信號線CAS 226。
[0025]存儲(chǔ)器裝置200可經(jīng)I/O