專利名稱：帶半密度和全密度操作的dram的制作方法
領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及存儲(chǔ)器設(shè)備，尤其涉及DRAM及其操作。
背景動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)能被配置成半密度或全密度。在全密度存儲(chǔ)器中，存儲(chǔ)器陣列的每個(gè)內(nèi)部行都允許對存儲(chǔ)器單元的存取，而每個(gè)單元都能用于存儲(chǔ)唯一的數(shù)據(jù)比特。在半密度存儲(chǔ)器中，每個(gè)內(nèi)部行都與另一互補(bǔ)行配對，從而在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一個(gè)存儲(chǔ)器單元中時(shí)，互補(bǔ)數(shù)據(jù)就被存儲(chǔ)在互補(bǔ)行的可比單元內(nèi)。在半密度存儲(chǔ)器中，兩根字線被同時(shí)激活，一根在數(shù)位線上，另一根在數(shù)位線*(它的互補(bǔ))上。這樣就在每個(gè)單元中存儲(chǔ)反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)隨后就被用作不同模式下的參考從而能顯著改善刷新時(shí)間。在半密度存儲(chǔ)器中不使用奇數(shù)行。存儲(chǔ)器的全密度操作允許使用全范圍個(gè)數(shù)的單元，從而與大小相仿的半密度存儲(chǔ)器相比可以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。每個(gè)單元都存儲(chǔ)它自己的獨(dú)立數(shù)據(jù)，并且每個(gè)單元必須被獨(dú)立刷新，而這就增加了刷新時(shí)間。
在現(xiàn)有技術(shù)中，存在的方法是創(chuàng)建諸如存儲(chǔ)器等帶有更長刷新時(shí)間的部件。用更長的刷新時(shí)間，以及諸如半密度存儲(chǔ)器中的更低密度的操作，就能使用更低的操作電流，并延長便攜型設(shè)備的電池壽命。便攜式設(shè)備通常不要求大量存儲(chǔ)器，特別是在正常操作模式期間。盡管如此，某些設(shè)備最終還是要使用更多的存儲(chǔ)器，因此就需要盡管事實(shí)上并不總是需要的全密度存儲(chǔ)器。當(dāng)在除了某些場合以外無需全密度存儲(chǔ)器的部件和設(shè)備中使用全密度存儲(chǔ)器時(shí)，功耗較高，并且由于有限的電池功率，這些全時(shí)段全密度操作并不是所需的，從而導(dǎo)致電池壽命縮短等。另一方面，從便攜應(yīng)用到諸如便攜計(jì)算機(jī)等功率更大的便攜應(yīng)用的某些應(yīng)用需要更大量的存儲(chǔ)器，但仍有功率約束。
存儲(chǔ)器通常被配置成要么是半密度要么是全密度，并且不可改變。鑒于上述原因并且由于以下在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員閱讀和理解本說明書后將變得顯而易見的其他原因，在本領(lǐng)域中需要一種能夠把半密度和全密度操作的益處結(jié)合起來的存儲(chǔ)器設(shè)備和操作該存儲(chǔ)器的方法。
概要上述問題和其他問題可由本發(fā)明解決，并且將通過閱讀和學(xué)習(xí)隨后的說明書而得到理解。
在一個(gè)實(shí)施例中，一種在存儲(chǔ)器中在全密度和半密度操作模式之間轉(zhuǎn)換的方法包括在半密度模式下啟動(dòng)存儲(chǔ)器操作，并且監(jiān)視在半密度操作中使用的地址。當(dāng)半密度不再能存儲(chǔ)待寫入存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)，該存儲(chǔ)器切換至全密度模式。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一種操作存儲(chǔ)器設(shè)備的方法包括在半密度模式下啟動(dòng)存儲(chǔ)器操作，監(jiān)視陣列中的存儲(chǔ)器單元的使用，并且當(dāng)需要正常存儲(chǔ)器操作時(shí)從半密度模式切換至全密度模式。
在又一個(gè)實(shí)施例中，一種存儲(chǔ)器包括可由尋址電路尋址的存儲(chǔ)器單元的陣列、接收外部數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳給該陣列的輸入/輸出電路、以及存儲(chǔ)器控制器。該存儲(chǔ)器控制器在全密度或半密度操作模式之一中操作存儲(chǔ)器，并在半密度操作不具有足夠的密度來容納待寫入存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)從半密度切換至全密度操作模式。
在再一個(gè)實(shí)施例中，一種處理系統(tǒng)包括處理器以及耦合至該處理器以存儲(chǔ)由該處理器提供的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)提供給該處理器的存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器包括可由尋址電路尋址的存儲(chǔ)器單元的陣列、接收外部數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)傳給所述陣列的輸入/輸出電路、以及存儲(chǔ)器控制器。該存儲(chǔ)器控制器在全密度或半密度操作模式之一中操作存儲(chǔ)器，并在半密度操作不具有足夠的密度來容納待寫入存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)從半密度切換至全密度操作模式。
還將描述并要求保護(hù)其他的實(shí)施例。
附圖簡述

圖1是全密度存儲(chǔ)器設(shè)備的局部電路圖。
圖2是半密度存儲(chǔ)器設(shè)備的局部電路圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的刷新擦洗操作的流程圖。
圖5是其上能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的框圖。
詳細(xì)描述在隨后對本發(fā)明的詳細(xì)描述中，對形成該詳細(xì)描述的一部分并在其中以示例性的方式示出了能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例的附圖做出參考。在附圖中，相同的編號(hào)在各圖內(nèi)描述基本類似的組件。足夠詳細(xì)地描述各實(shí)施例以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。也可以利用其他實(shí)施例，并且可以在不背離本發(fā)明的范圍的前提下作出結(jié)構(gòu)、邏輯和電氣變化。
因此，隨后的詳細(xì)描述并非限制性的意義，并且本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書連同這些權(quán)利要求授權(quán)的完全等效范圍所限定。
圖1示出了可以在其中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明各實(shí)施例的全密度存儲(chǔ)器100的結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)器100包括存儲(chǔ)器單元102的陣列，每個(gè)存儲(chǔ)器單元102都含有晶體管和電容器，并能通過獨(dú)立的內(nèi)部行104和內(nèi)部列106來尋址。這些行104和列106如圖所示可以存取各自都持有獨(dú)立的數(shù)據(jù)的8個(gè)單元。例如，為激活單元0，0，就要激活行0和列0。
圖2示出了可以在其中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明各實(shí)施例的半密度存儲(chǔ)器100的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)器100的結(jié)構(gòu)相同，但是尋址方案不同。存儲(chǔ)器200包括相同的存儲(chǔ)器單元202的陣列，每個(gè)存儲(chǔ)器單元202都含有晶體管和電容器，并能通過獨(dú)立的內(nèi)部行204和內(nèi)部列206來尋址。然而，在半密度存儲(chǔ)器200中，每行都與一互補(bǔ)行配對，即如圖所示具有兩個(gè)行0和兩個(gè)行2。例如，為激活單元0，0，就需激活兩個(gè)行0中的每一個(gè)以及兩個(gè)列0中的每一個(gè)。這就在單元0，0和0，0*內(nèi)存儲(chǔ)了反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)。這里不使用奇數(shù)行。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用與上述存儲(chǔ)器100和200結(jié)構(gòu)相同的存儲(chǔ)器，但是該存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器操作則是它既可作為半密度存儲(chǔ)器又可作為全密度存儲(chǔ)器來操作，取決于所期望的使用。這一操作可以通過使用存儲(chǔ)器的控制器以如下方式操作存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)。在圖3的流程圖中示出的一個(gè)實(shí)施例300中，在框302中發(fā)生存儲(chǔ)器的通電。在該實(shí)施例中，在框304中將存儲(chǔ)器的操作設(shè)置為半密度(或者2T)模式作為默認(rèn)設(shè)置。應(yīng)該理解，也可以設(shè)置除半密度以外的默認(rèn)設(shè)置，例如全密度操作，而這并不背離本發(fā)明的范圍。在框306中，將地址提供給存儲(chǔ)器控制器或類似裝置，并且在判定框308內(nèi)確定該地址是否為奇數(shù)內(nèi)部行。如果該地址不是奇數(shù)內(nèi)部行，即它是偶數(shù)內(nèi)部行，則該過程隨后在框310處繼續(xù)，其中可以存取任何偶數(shù)(半密度)內(nèi)部行。
以此方式提供地址，從而填充或使用偶數(shù)內(nèi)部行，直到在判定框308處有奇數(shù)內(nèi)部行被訪問。此時(shí)，在框312中將操作切換至全密度(或1T)模式，并在框314處可訪問任何內(nèi)部行。此外，隨著功率的增加調(diào)整自刷新定時(shí)，使得刷新操作能以合適的時(shí)間間隔發(fā)生。在另一實(shí)施例中，將最高有效外部行映射至最低有效內(nèi)部行以幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
在某一點(diǎn)處，將不再需要全密度模式下的操作。于是，過程300在判定框316中繼續(xù)檢查是否仍在使用任何奇數(shù)內(nèi)部行。如果仍在使用奇數(shù)內(nèi)部行，則操作在全密度模式下繼續(xù)，且該過程流在框317處繼續(xù)以提供另一地址。當(dāng)不再使用任何奇數(shù)內(nèi)部行時(shí)，判定框316將過程流導(dǎo)向框318，在框318處在該過程流行進(jìn)到框304處之前執(zhí)行擦洗刷新操作。
當(dāng)從全密度操作回到半密度操作時(shí)，奇數(shù)行內(nèi)可能會(huì)有一些不再需要的數(shù)據(jù)。因?yàn)閷戇M(jìn)程激活偶數(shù)字線，用讀出放大器讀出數(shù)據(jù)(即，正確的原始數(shù)據(jù))并在隨后激活與偶數(shù)字線互補(bǔ)的奇數(shù)字線，所以上述數(shù)據(jù)在半密度操作再次開始時(shí)會(huì)被擦去。這就能在激發(fā)讀出放大器并重新寫入奇數(shù)行單元內(nèi)存在的任何數(shù)據(jù)時(shí)在奇數(shù)行單元的偶數(shù)行單元內(nèi)存儲(chǔ)反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)。在從全密度到半密度的轉(zhuǎn)換中，保留偶數(shù)行內(nèi)的數(shù)據(jù)，丟棄棄奇數(shù)行內(nèi)的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，甚至不嘗試保存奇數(shù)行內(nèi)的數(shù)據(jù)。例如，使用圖1和2中所示的配置，當(dāng)從半密度切換至全密度操作時(shí)，0，0行就變?yōu)?，1行。
在另一個(gè)實(shí)施例中，操作系統(tǒng)或存儲(chǔ)器控制器組織數(shù)據(jù)以確保在它被提供給存儲(chǔ)器之前被寫入適當(dāng)?shù)男?。?dāng)從全密度模式切換至半密度模式時(shí)，在一個(gè)實(shí)施例中，為了保存來自奇數(shù)內(nèi)部行的某些數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩沖器中，然后在擦洗刷新操作之前將其寫入偶數(shù)行。在另一個(gè)實(shí)施例中，在逐行甚至是逐塊的基礎(chǔ)上，執(zhí)行保留來自奇數(shù)行數(shù)據(jù)的判定。
為在半密度模式下寫入存儲(chǔ)器，使用操作系統(tǒng)或存儲(chǔ)器控制器以將數(shù)據(jù)置于與操作模式一致的位置內(nèi)，即置于互補(bǔ)行中的一個(gè)而不是另一個(gè)，從而僅在需要更多存儲(chǔ)器密度時(shí)才允許切換。例如，當(dāng)操作在半密度模式下開始時(shí)，僅使用奇數(shù)/偶數(shù)行配對中的偶數(shù)行。當(dāng)偶數(shù)行全滿或者從邏輯上的可能性來講接近全滿，而該設(shè)備仍需更多的存儲(chǔ)器密度時(shí)，就寫入奇數(shù)行。一旦奇數(shù)行被寫入，操作系統(tǒng)或存儲(chǔ)器控制器，或者監(jiān)視存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)寫入位置的檢測器就啟動(dòng)全密度操作。當(dāng)從半密度切換至全密度時(shí)不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，這是因?yàn)槿恳龅闹皇侨コ度氚朊芏炔僮髦薪⒌娜哂喽取?br> 在某一時(shí)刻，設(shè)備也會(huì)有降低的密度要求。此時(shí)，當(dāng)要求的密度跌至半密度操作的閾值之下時(shí)，存儲(chǔ)器就切換回半密度操作以節(jié)省功耗。如果最初將核心存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寫入低地址行(半密度行)，那么當(dāng)存儲(chǔ)器切換回半密度操作時(shí)，丟失的數(shù)據(jù)也只會(huì)是在系統(tǒng)的全密度操作期間添加的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，直到任何奇數(shù)內(nèi)部行都沒有數(shù)據(jù)寫入時(shí)才會(huì)切換至半密度操作。
如框318處指示的擦洗刷新包括當(dāng)從全密度操作轉(zhuǎn)換回半密度操作時(shí)保留偶數(shù)內(nèi)部行內(nèi)的信息，并且在圖4的流程圖中有更詳盡的示出。在一個(gè)實(shí)施例中，在框400中激活偶數(shù)字線，在框402中由讀出放大器為這些偶數(shù)字線讀出數(shù)據(jù)，并且在404中在讀出放大器穩(wěn)定之后激活奇數(shù)字線。這些數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在偶數(shù)內(nèi)部行的原始數(shù)據(jù)。當(dāng)讀出放大器在半密度操作下激發(fā)時(shí)，將偶數(shù)內(nèi)部行中數(shù)據(jù)的反轉(zhuǎn)存儲(chǔ)在曾經(jīng)是奇數(shù)內(nèi)部行但現(xiàn)在是每個(gè)偶數(shù)內(nèi)部行的互補(bǔ)行的各行中，如可從圖2中最佳地看到的。在框406中，對這兩根字線預(yù)充電，并將原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在主單元內(nèi)，并將其互補(bǔ)如正常半密度操作下那樣存儲(chǔ)在互補(bǔ)單元內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，擦洗刷新是唯一的命令。在另一個(gè)實(shí)施例中，擦洗刷新是對期間操作處于來自更早操作的半密度模式下的任何操作使用的同一命令。
在另一個(gè)實(shí)施例中，監(jiān)視存儲(chǔ)器的使用，并且在使用降低充分低于一半使用的水平時(shí)，存儲(chǔ)器就切換回半密度操作。在這一實(shí)施例中，某些數(shù)據(jù)存在于奇數(shù)內(nèi)部行中，并且這些數(shù)據(jù)必須在做出回到半密度操作的切換之前被重新寫入偶數(shù)內(nèi)部行。在這一實(shí)施例中，操作系統(tǒng)監(jiān)視數(shù)據(jù)的放置，并且當(dāng)操作將要從全密度變?yōu)榘朊芏葧r(shí)，來自待擦除行的數(shù)據(jù)被讀入緩沖器或類似的裝置，并在隨后將這些數(shù)據(jù)寫入其數(shù)據(jù)在操作從全密度切換至半密度時(shí)仍將被保留的那些行中。在另一實(shí)施例中還可在逐塊的基礎(chǔ)上執(zhí)行這一檢查和讀/寫操作。
在操作中，本發(fā)明的存儲(chǔ)器如下運(yùn)作。一旦起動(dòng)，就啟動(dòng)存儲(chǔ)器的默認(rèn)操作。在一個(gè)實(shí)施例中，操作的默認(rèn)設(shè)置模式是半密度操作。然后，在起動(dòng)之后，存儲(chǔ)器在半密度操作下操作。在這一實(shí)施例中，在存儲(chǔ)器的功能中僅寫入偶數(shù)行，而陣列的奇數(shù)行則如本領(lǐng)域已知的那樣被用作冗余。在偶數(shù)行內(nèi)進(jìn)行對DRAM的寫入，直到對密度的要求超過存儲(chǔ)器的半密度操作的密度的時(shí)刻。用于該存儲(chǔ)器的控制程序監(jiān)視正寫入數(shù)據(jù)的地址。一旦遇到奇數(shù)行地址，存儲(chǔ)器控制器就把存儲(chǔ)器的操作切換至全密度操作，以加倍存儲(chǔ)器密度。當(dāng)只需要半密度時(shí)，存儲(chǔ)器的功耗要低于全密度操作的功耗。然而，當(dāng)對存儲(chǔ)器的要求超過半密度操作時(shí)，就使用全密度操作，并且可以使用這些增加的容量。存儲(chǔ)器控制器在存儲(chǔ)器一旦被切換到全密度存儲(chǔ)器后仍然監(jiān)視存儲(chǔ)器的密度和使用部分。隨著寫入或存入存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的減少，就會(huì)再次迎來半密度操作對存儲(chǔ)器來說已足夠的時(shí)刻。此時(shí)，存儲(chǔ)器控制器確定不再需要最新的奇數(shù)行數(shù)據(jù)地址，或者確定存儲(chǔ)器的當(dāng)前狀態(tài)所需的存儲(chǔ)器密度低于半密度閾值。一旦做出這一確定，存儲(chǔ)器控制器就將操作切換回半密度。
如上所述，當(dāng)在全密度操作和半密度操作之間進(jìn)行切換時(shí)，會(huì)丟失存儲(chǔ)在奇數(shù)行內(nèi)的數(shù)據(jù)。因此，操作系統(tǒng)或存儲(chǔ)器控制器監(jiān)視待寫入存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的地址，從而當(dāng)存儲(chǔ)器在半密度操作下操作時(shí)僅使用半密度操作。
如上所討論的，典型的全密度和半密度物理布局之間不存在結(jié)構(gòu)差異。全密度和半密度模式間的差異在于存儲(chǔ)器邏輯和控制的差異。本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例使用邏輯轉(zhuǎn)換以允許在期望或要求更低功率和更低存儲(chǔ)器密度時(shí)的半密度操作以及在要求更高存儲(chǔ)密度時(shí)的全密度操作。
在另一個(gè)實(shí)施例中，使用模式寄存器以迫使存儲(chǔ)器進(jìn)入正?；虬朊芏炔僮?，而非默認(rèn)地以半密度操作模式通電。例如，如果將0寫入模式寄存器，就迫使操作處于全密度。如果將1寫入模式寄存器，就迫使操作處于半密度。可在操作期間“在進(jìn)行中”完成對模式寄存器的設(shè)置，或者可以在通電或類似的情況下完成。此外，用戶可以調(diào)用特定的“復(fù)位”命令迫使操作進(jìn)入全密度或半密度操作模式。如果半密度操作不可行，則用于存儲(chǔ)器控制器或操作系統(tǒng)的監(jiān)視器就不允許在半密度下操作，直到待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量適合存儲(chǔ)器的半密度配置。通過用模式寄存器設(shè)置命令、專用輸入管腳或類似方式設(shè)置模式寄存器，就能在各實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)對全密度操作的設(shè)置。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以在起動(dòng)時(shí)將操作默認(rèn)設(shè)置為半密度操作，并在半密度下盡可能長地繼續(xù)，并且當(dāng)有奇數(shù)行被存取時(shí)切換至全密度。
在此描述中使用的是奇數(shù)和偶數(shù)行的約定。應(yīng)該理解，存在其他術(shù)語來進(jìn)行這樣的使用，而對于偶數(shù)和奇數(shù)則分別意味著在僅進(jìn)行半密度操作的行是偶數(shù)行，而全密度可用的行是奇數(shù)行。可使用的其它術(shù)語僅作為示例而不作為限制包括對應(yīng)于偶數(shù)行的低地址，以及對應(yīng)于奇數(shù)行的高地址。
可以在一個(gè)實(shí)施例中使用存儲(chǔ)器控制器或其他操作系統(tǒng)模塊來控制存儲(chǔ)器的操作。控制器或操作系統(tǒng)可以是執(zhí)行處理器或類似裝置中的指令以實(shí)現(xiàn)在此描述的過程的機(jī)器可讀介質(zhì)。
參見圖5，描述了具有本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的DRAM 502的系統(tǒng)500的簡化框圖。存儲(chǔ)器設(shè)備可以耦合至處理器510以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)器單元的陣列512。設(shè)置了控制電路524以管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并響應(yīng)于來自處理器的控制信號(hào)540對陣列進(jìn)行檢索。尋址電路526、X-解碼器528和Y-解碼器分析地址信號(hào)542和陣列的存儲(chǔ)存取位置。讀出電路532用于從陣列中讀出數(shù)據(jù)并將輸出數(shù)據(jù)耦合至I/O電路534。I/O電路以雙向的方式操作以便接收來自處理器510的數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)送至陣列512。注意到在某些實(shí)施例中可以不使用讀出電路來存儲(chǔ)輸入數(shù)據(jù)。
動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器是公知的，并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到上述DRAM已被簡化以提供對DRAM技術(shù)的基本理解，而不旨在描述DRAM的所有特征。
雖然已經(jīng)在此描述了使用僅將數(shù)據(jù)寫入偶數(shù)行的半密度操作的數(shù)據(jù)寫入，但是應(yīng)該理解，對于半密度操作來說也可以只把數(shù)據(jù)寫入奇數(shù)行。此外，只要數(shù)據(jù)僅被寫入一對互補(bǔ)行中的一行，半密度操作就可以使用某些偶數(shù)行和某些奇數(shù)行。因?yàn)槭褂每捎么鎯?chǔ)器單元中的一半就已足夠，所以半密度操作下的功耗就減少。
結(jié)論本發(fā)明各實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括當(dāng)減少使用的存儲(chǔ)器數(shù)量時(shí)可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的節(jié)電。此外，還可以在需要時(shí)提供全密度操作的各種益處。此外，存儲(chǔ)器能夠回到半密度操作而不會(huì)丟失存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器陣列較低的一半中的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明各實(shí)施例的其他優(yōu)點(diǎn)還包括在具有有限數(shù)量的可用功率的設(shè)備中的使用，諸如在手持計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理之類的便攜設(shè)備中的使用。在一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)用程序數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)在低存儲(chǔ)器陣列中，并且該存儲(chǔ)器在設(shè)備處于待機(jī)模式或起動(dòng)模式時(shí)在半密度操作下進(jìn)行操作。隨后，在操作期間可在全陣列內(nèi)存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以被丟棄并且存儲(chǔ)器可以回到用于便攜設(shè)備的待機(jī)或睡眠模式的低功率狀態(tài)而不會(huì)丟失任何應(yīng)用程序數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的實(shí)施例包括在半密度低功率操作和在系統(tǒng)需要增加的密度時(shí)的全密度操作之間自動(dòng)切換的可配置存儲(chǔ)器(在一個(gè)實(shí)施例中是DRAM)。還公開了一種為自刷新省電而在不丟失所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的情況下讓存儲(chǔ)器回到半密度操作的方法。在通電期間，存儲(chǔ)器被默認(rèn)設(shè)置為帶有其最低自刷新功率的半密度操作。所有操作都在偶數(shù)內(nèi)部行中進(jìn)行，直到偶數(shù)內(nèi)部行全滿。存儲(chǔ)器保留在半密度操作中，直到有奇數(shù)內(nèi)部行被存取，而這時(shí)存儲(chǔ)器就自動(dòng)轉(zhuǎn)換至正常全密度存儲(chǔ)器操作。自刷新定時(shí)隨著全密度操作的功率增加而相應(yīng)地調(diào)整。
添加一復(fù)位序列以在系統(tǒng)期望時(shí)將存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)換回半密度操作尋址。添加刷新擦洗操作以保留存儲(chǔ)在偶數(shù)行中的最初用于半密度操作的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的擦洗刷新的實(shí)施例包括激活偶數(shù)字線、用讀出放大器讀出數(shù)據(jù)(即，正確的原始數(shù)據(jù))、在讀出放大器穩(wěn)定之后激活奇數(shù)字線(于是在單元內(nèi)自動(dòng)存儲(chǔ)反轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù))、預(yù)充電兩根字線、以及在主單元內(nèi)存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)而在另一個(gè)單元內(nèi)存儲(chǔ)半密度操作所需的互補(bǔ)數(shù)據(jù)。
雖然已經(jīng)示出并在此描述了具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，能夠被計(jì)算以達(dá)到相同目的的任何設(shè)置都可以代替示出的具體實(shí)施例。這一應(yīng)用旨在覆蓋本發(fā)明的任何改編或變化。因此，應(yīng)該明了本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案所限定。
權(quán)利要求
1.一種在存儲(chǔ)器中在全密度和半密度操作模式之間轉(zhuǎn)換的方法，包括在半密度模式下啟動(dòng)存儲(chǔ)器操作；監(jiān)視在半密度操作中使用的地址；以及當(dāng)半密度不能再能存儲(chǔ)待寫入所述存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)切換至全密度模式。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在半密度模式下啟動(dòng)存儲(chǔ)器操作包括僅把數(shù)據(jù)寫入所述存儲(chǔ)器的偶數(shù)行。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述切換至全密度模式包括寫入所述存儲(chǔ)器的任何偶數(shù)或奇數(shù)行。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述切換至全密度模式還包括改變所述存儲(chǔ)器的自刷新定時(shí)以進(jìn)行全密度操作。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括監(jiān)視在全密度操作下所述存儲(chǔ)器的使用；以及當(dāng)半密度操作能夠存儲(chǔ)待寫入所述存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)切換回半密度操作。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述切換回半密度操作包括刷新擦洗。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述半密度操作是在所述存儲(chǔ)器的多行的前一半中進(jìn)行的，而所述全密度操作是在所述存儲(chǔ)器的任何部分內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并且其中所述刷新擦洗包括激活所述多行的前一半內(nèi)的字線；用讀出放大器讀出被激活的字線內(nèi)的數(shù)據(jù)；激活與所述前一半內(nèi)的字線互補(bǔ)的所述存儲(chǔ)器的后一半內(nèi)的字線；預(yù)充電兩根兩字線；以及在第一根字線上存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)并在第二根字線上存儲(chǔ)互補(bǔ)數(shù)據(jù)。
8.一種操作存儲(chǔ)器設(shè)備的方法，包括在半密度模式下啟動(dòng)存儲(chǔ)器操作；監(jiān)視所述陣列的存儲(chǔ)器單元的使用；以及當(dāng)需要正常存儲(chǔ)器操作時(shí)從所述半密度模式切換至全密度模式。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)半密度再次變得可選時(shí)切換回半密度模式。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述在半密度模式下啟動(dòng)存儲(chǔ)器操作包括僅把數(shù)據(jù)寫入所述存儲(chǔ)器的偶數(shù)行。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述切換至全密度模式包括寫入所述存儲(chǔ)器的任何行。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述切換至全密度模式還包括改變所述存儲(chǔ)器的自刷新定時(shí)以進(jìn)行全密度操作。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括監(jiān)視在全密度操作下的所述存儲(chǔ)器的使用；以及當(dāng)半密度操作能夠存儲(chǔ)待寫入所述存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)切換回半密度操作。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述切換回半密度操作包括刷新擦洗。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述刷新擦洗包括激活含有半密度數(shù)據(jù)的偶數(shù)字線；用讀出放大器讀出所述數(shù)據(jù)；激活奇數(shù)字線；預(yù)充電兩根兩字線；以及在所述偶數(shù)字線上存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)并在所述奇數(shù)字線上存儲(chǔ)互補(bǔ)數(shù)據(jù)。
16.一種操作存儲(chǔ)器設(shè)備的方法，包括在半密度模式下僅把數(shù)據(jù)寫入偶數(shù)內(nèi)部行，直到所有這些偶數(shù)內(nèi)部行全滿；當(dāng)奇數(shù)內(nèi)部行第一次被存取時(shí)切換至全密度模式；在全密度模式下寫入任何行；當(dāng)不再需要奇數(shù)行時(shí)切換回半密度模式，其中所述切換回半密度還包括激活偶數(shù)字線；用讀出放大器讀出所述數(shù)據(jù)；在所述讀出放大器穩(wěn)定之后激活奇數(shù)字線；預(yù)充電兩根兩字線；以及按半密度操作所需的在主單元內(nèi)存儲(chǔ)所述原始數(shù)據(jù)并在另一單元內(nèi)存儲(chǔ)互補(bǔ)數(shù)據(jù)。
17.一種具有一組機(jī)器可讀指令的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述指令能使處理器執(zhí)行一方法，所述方法包括在半密度模式下啟動(dòng)存儲(chǔ)器設(shè)備內(nèi)的存儲(chǔ)器操作；監(jiān)視所述存儲(chǔ)器設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)器單元的使用；以及當(dāng)所述存儲(chǔ)器設(shè)備內(nèi)的半密度存儲(chǔ)全滿時(shí)從所述半密度模式切換至全密度模式。
18.如權(quán)利要求17所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)半密度再次變得可選時(shí)切換回半密度模式。
19.如權(quán)利要求17所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述在半密度模式下啟動(dòng)存儲(chǔ)器操作包括僅把數(shù)據(jù)寫入所述存儲(chǔ)器的偶數(shù)行。
20.如權(quán)利要求17所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述切換至全密度模式包括寫入所述存儲(chǔ)器的任何行。
21.如權(quán)利要求17所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述切換至全密度模式還包括改變所述存儲(chǔ)器的自刷新定時(shí)以進(jìn)行全密度操作。
22.如權(quán)利要求17所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述方法還包括監(jiān)視在全密度操作下所述存儲(chǔ)器的使用；以及當(dāng)半密度操作能夠存儲(chǔ)待寫入所述存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)切換回半密度操作。
23.如權(quán)利要求22所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述切換回半密度操作包括刷新擦洗。
24.如權(quán)利要求23所述的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，刷新擦洗包括激活含有半密度數(shù)據(jù)的偶數(shù)字線；用讀出放大器讀出所述數(shù)據(jù)；激活奇數(shù)字線；預(yù)充電兩根兩字線；以及在所述偶數(shù)字線上存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)并在所述奇數(shù)字線上存儲(chǔ)互補(bǔ)數(shù)據(jù)。
25.一種存儲(chǔ)器，包括可由尋址電路尋址的存儲(chǔ)器單元的陣列；接收外部數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)傳給所述陣列的輸入/輸出電路；以及存儲(chǔ)器控制器，用于在全密度或半密度操作模式之一中操作所述存儲(chǔ)器，并在半密度操作不具有足夠的密度來容納待寫入所述存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)從所述半密度切換至全密度操作模式。
26.如權(quán)利要求25所述的存儲(chǔ)器，其特征在于，所述存儲(chǔ)器控制器操作一組能夠使處理器執(zhí)行一方法的機(jī)器可讀指令，所述方法包括在半密度模式下啟動(dòng)所述存儲(chǔ)器內(nèi)的存儲(chǔ)器操作；監(jiān)視所述存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器單元的使用；以及當(dāng)所述存儲(chǔ)器內(nèi)的半密度存儲(chǔ)全滿時(shí)從所述半密度模式切換至全密度模式。
27.如權(quán)利要求26所述的存儲(chǔ)器，其特征在于，所述切換至全密度模式包括寫入所述存儲(chǔ)器的任何行。
28.如權(quán)利要求26所述的存儲(chǔ)器，其特征在于，所述切換至全密度模式還包括改變所述存儲(chǔ)器的自刷新定時(shí)以進(jìn)行全密度操作。
29.如權(quán)利要求26所述的存儲(chǔ)器，其特征在于，所述方法還包括監(jiān)視外部控制器以確定不再需要全密度操作下的所述存儲(chǔ)器的使用；以及當(dāng)半密度操作能夠存儲(chǔ)待寫入所述存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)切換回半密度操作。
30.如權(quán)利要求29所述的存儲(chǔ)器，其特征在于，所述切換回半密度操作包括接收來自所述外部存儲(chǔ)器控制器的通知以將所述存儲(chǔ)器切換回半密度操作。
31.如權(quán)利要求31所述的存儲(chǔ)器，其特征在于，所述切換回半密度操作包括刷新擦洗。
32.如權(quán)利要求31所述的存儲(chǔ)器，其特征在于，所述刷新擦洗包括激活含有半密度數(shù)據(jù)的偶數(shù)字線；用讀出放大器讀出所述數(shù)據(jù)；激活奇數(shù)字線；預(yù)充電兩根兩字線；以及在所述偶數(shù)字線上存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)并在所述奇數(shù)字線上存儲(chǔ)互補(bǔ)數(shù)據(jù)。
33.一種處理系統(tǒng)，包括處理器；以及耦合至所述處理器以存儲(chǔ)由所述處理器提供的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)提供給所述處理器的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括可由尋址電路尋址的存儲(chǔ)器單元的陣列；接收外部數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)傳給所述陣列的輸入/輸出電路；以及存儲(chǔ)器控制器，用于在全密度或半密度操作模式之一中操作所述存儲(chǔ)器，并在半密度操作不具有足夠的密度來容納待寫入所述存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)從所述半密度切換至全密度操作模式。
34.如權(quán)利要求33所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器操作一組能夠使所述處理器執(zhí)行一方法的機(jī)器可讀指令，所述方法包括在半密度模式下啟動(dòng)所述存儲(chǔ)器內(nèi)的存儲(chǔ)器操作；監(jiān)視所述存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器單元的使用；以及當(dāng)所述存儲(chǔ)器內(nèi)的半密度存儲(chǔ)全滿時(shí)從所述半密度模式切換至全密度模式。
35.如權(quán)利要求34所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)半密度再次變得可選時(shí)切換回所述半密度模式。
36.如權(quán)利要求35所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述切換還包括在全密度操作時(shí)在所述處理器內(nèi)監(jiān)視存儲(chǔ)器單元的使用；以及在半密度操作可用時(shí)通知所述存儲(chǔ)器控制器在半密度模式下啟動(dòng)存儲(chǔ)器操作。
37.如權(quán)利要求36所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述切換回半密度操作包括刷新擦洗。
38.如權(quán)利要求37所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述刷新擦洗包括激活含有半密度數(shù)據(jù)的偶數(shù)字線；用讀出放大器讀出所述數(shù)據(jù)；激活奇數(shù)字線；預(yù)充電兩根兩字線；以及在所述偶數(shù)字線上存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)并在所述奇數(shù)字線上存儲(chǔ)互補(bǔ)數(shù)據(jù)。
39.如權(quán)利要求35所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述在半密度模式下啟動(dòng)存儲(chǔ)器操作包括僅把數(shù)據(jù)寫入所述存儲(chǔ)器的偶數(shù)行。
40.如權(quán)利要求35所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述切換至全密度模式包括寫入所述存儲(chǔ)器的任何行。
41.如權(quán)利要求35所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述切換至全密度模式還包括改變所述存儲(chǔ)器的自刷新定時(shí)以進(jìn)行全密度操作。
42.一種處理系統(tǒng)，包括處理器；以及耦合至所述處理器以存儲(chǔ)由所述處理器提供的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)提供給所述處理器的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器包括可由尋址電路尋址的存儲(chǔ)器單元的陣列；接收外部數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)傳給所述陣列的輸入/輸出電路；以及耦合至所述處理器和所述存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器控制器，所述存儲(chǔ)器控制器用于在全密度或半密度操作模式之一中操作所述存儲(chǔ)器，并在半密度操作不具有足夠的密度來容納待寫入所述存儲(chǔ)器的所有數(shù)據(jù)時(shí)從所述半密度切換至全密度操作模式。
全文摘要
一種在半密度或全密度模式下操作存儲(chǔ)器，并在需要時(shí)在各模式間切換的方法和裝置。存儲(chǔ)器設(shè)備在起動(dòng)時(shí)默認(rèn)設(shè)置成半密度操作以降低功耗，并在低地址全滿時(shí)切換至全密度操作。當(dāng)高地址再次為空時(shí)，該設(shè)備切換回半密度操作。
文檔編號(hào)G11C8/00GK1989569SQ200580021059
公開日2007年6月27日 申請日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者J·W·簡澤恩 申請人:微米技術(shù)股份有限公司