專利名稱：具有寬松時(shí)序約束的nand閃速存儲(chǔ)器訪問的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及數(shù)據(jù)處理，并且更具體地涉及使用閃速存儲(chǔ)器來保存信息的數(shù)據(jù)處理。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的NAND閃速存儲(chǔ)器技術(shù)以相對(duì)低的成本來提供高的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度。NAND閃 速存儲(chǔ)器通常用在多種類型的數(shù)據(jù)處理應(yīng)用中，例如移動(dòng)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用和移動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng) 用。得益于使用NAND閃速存儲(chǔ)器的特定的應(yīng)用例子包括數(shù)字音頻/視頻播放器、蜂窩電話、 閃存卡、USB閃速驅(qū)動(dòng)器和用于替代硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)。圖1示意性示出傳統(tǒng)NAND閃速存儲(chǔ)器設(shè)備。在圖1中，NAND閃速存儲(chǔ)器單元陣列 10包括η個(gè)塊(未明確示出)，每個(gè)塊包含m個(gè)頁面，圖中示出其中一個(gè)。一些傳統(tǒng)NAND閃 速存儲(chǔ)器裝置包含兩個(gè)這樣的陣列。對(duì)于讀出和編程操作，基于頁面來訪問每個(gè)陣列(也 稱之為存儲(chǔ)面(plane))。每個(gè)頁面包括含有j個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)字段和含有k個(gè)字節(jié)的空閑字 段，總計(jì)每頁面j+k個(gè)字節(jié)。在圖1中所示的存儲(chǔ)面中，j = 4096(即4KB)并且k = 128， 總計(jì)每頁面4224字節(jié)。在一些傳統(tǒng)陣列中，m = 128并且η = 2048。在頁面讀出操作期間，所選擇的數(shù)據(jù)頁面載入圖1的頁面緩存器13中，并且隨后 經(jīng)由一字節(jié)寬的信號(hào)路徑17按字節(jié)(byte-wise)順序傳送到一字節(jié)寬的I/O緩存器15中。 在頁面編程操作期間，經(jīng)由信號(hào)路徑17，將頁面數(shù)據(jù)按字節(jié)順序從I/O緩存器15傳送到頁 面緩存器13中。(在圖1中已經(jīng)略去傳統(tǒng)位于頁面緩存器13和I/O緩存器15之間的信號(hào) 路徑17中的讀取放大器和寫驅(qū)動(dòng)器電路，以避免不必要的復(fù)雜性)。圖2和3分別示出編程(當(dāng)信號(hào)W/R#為高電平時(shí))和讀出(W/R#為低電平時(shí))操 作的時(shí)序的傳統(tǒng)例子。圖2和3示出所謂的雙數(shù)據(jù)速率(DDR)操作，其中一字節(jié)(Din或者 Dout)的頁面數(shù)據(jù)在時(shí)序信號(hào)(圖2和3中標(biāo)為CLK)的每個(gè)上升沿和下降沿上被傳送(到 頁面緩存器13或從頁面緩存器13被傳送過來)。另一方面，在傳統(tǒng)的單數(shù)據(jù)速率(SDR)方 法中，頁面數(shù)據(jù)以每CLK周期一個(gè)字節(jié)的速率傳送，實(shí)現(xiàn)圖2和3的DDR方法的一半的傳送 吞吐量。一些傳統(tǒng)的方法使用不同版本的CLK作為時(shí)序信號(hào)，用于讀出和編程操作。在一 些傳統(tǒng)布置中(對(duì)于SDR或者DDR接口)，寫使能信號(hào)用作對(duì)于編程操作的時(shí)序信號(hào)，而讀 使能信號(hào)用作對(duì)于讀出操作的時(shí)序信號(hào)。繼續(xù)DDR操作的例子，在圖2的編程操作期間輸入數(shù)據(jù)字節(jié)在CLK的每半個(gè)周期 是有效的，這意味著從I/O緩存器15傳送輸入字節(jié)到頁面緩存器13 (還參見圖1)的總時(shí) 間應(yīng)該低于半個(gè)周期的時(shí)間，以滿足內(nèi)在時(shí)序要求。對(duì)于圖3中的讀出操作而言同樣是這 樣，即從頁面緩存器13到I/O緩存器15進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取和傳送的總時(shí)間應(yīng)該低于半個(gè)周期 的時(shí)間。隨著時(shí)序信號(hào)(圖2和3中的CLK)的頻率的增加，對(duì)應(yīng)的該時(shí)序信號(hào)的周期時(shí)間 減少。隨著這樣的頻率增加，數(shù)據(jù)通過從I/O緩存器15到頁面緩存器13的數(shù)據(jù)輸入路徑 (用于編程操作)所需的時(shí)間和數(shù)據(jù)通過從頁面緩存器13到I/O緩存器15的數(shù)據(jù)輸出路徑(用于讀出操作)所需的時(shí)間會(huì)成為瓶頸，這是因?yàn)楹茈y輕易地降低通過數(shù)據(jù)輸入路徑 或者數(shù)據(jù)輸出路徑所需的總時(shí)間(時(shí)序預(yù)算timing budget)，除非采用諸如引入高性能晶 體管的方法，而引入高性能晶體管的不利之處在于增加了成本，包括芯片成本。此外，由于存儲(chǔ)器容量的增加典型通過頁面緩存器13和I/O緩存器15之間的物 理距離上的相應(yīng)增加來實(shí)現(xiàn)，因而隨著存儲(chǔ)器容量的增加，數(shù)據(jù)輸入和輸出路徑就會(huì)成為 時(shí)序瓶頸。從而，期望提供對(duì)于在NAND閃速存儲(chǔ)器設(shè)備中頁面緩存器和I/O緩存器之間的數(shù) 據(jù)接口傳送所需時(shí)序預(yù)算的寬松約束。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供包括NAND閃速存儲(chǔ)器和緩存器的存儲(chǔ)器設(shè)備，該緩 存器提供對(duì)NAND閃速存儲(chǔ)器的外部訪問并且限定和外部訪問相關(guān)的位寬。第一和第二數(shù) 據(jù)路徑將NAND閃速存儲(chǔ)器耦合到緩存器，并且第一和第二數(shù)據(jù)路徑的每一個(gè)適應(yīng)該位寬。 轉(zhuǎn)換電路耦合到NAND閃速存儲(chǔ)器和緩存器。第一和第二數(shù)據(jù)路徑經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路，并且該轉(zhuǎn) 換電路配置為以交替順序選擇第一和第二數(shù)據(jù)路徑。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供包括NAND閃速存儲(chǔ)器和緩存器的存儲(chǔ)器設(shè)備，該 緩存器提供對(duì)NAND閃速存儲(chǔ)器的外部訪問并且限定和外部訪問相關(guān)的位寬。多個(gè)數(shù)據(jù)路 徑將NAND閃速存儲(chǔ)器耦合到緩存器，并且每個(gè)數(shù)據(jù)路徑適應(yīng)該位寬。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供包括數(shù)據(jù)處理器和耦合到數(shù)據(jù)處理器的存儲(chǔ)器設(shè)備 的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該存儲(chǔ)器設(shè)備包括NAND閃速存儲(chǔ)器和緩存器，該緩存器允許數(shù)據(jù)處理器 訪問存儲(chǔ)器設(shè)備并且限定和訪問相關(guān)的位寬。多個(gè)數(shù)據(jù)路徑將NAND閃速存儲(chǔ)器耦合到緩 存器，并且每個(gè)數(shù)據(jù)路徑適應(yīng)該位寬。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供在NAND閃速存儲(chǔ)器和緩存器之間傳送數(shù)據(jù)單元 的方法，該緩存器提供對(duì)NAND閃速存儲(chǔ)器的外部訪問并且限定數(shù)據(jù)單元的位寬。該方法包 括提供數(shù)據(jù)單元序列。該方法還包括將序列中相鄰的數(shù)據(jù)單元路由到在NAND閃速存儲(chǔ)器 和緩存器之間提供的各自不同數(shù)據(jù)路徑上。每個(gè)數(shù)據(jù)路徑適應(yīng)該位寬。


圖1示圖示出現(xiàn)有技術(shù)的NAND閃速存儲(chǔ)器設(shè)備。圖2和3分別圖示出現(xiàn)有技術(shù)存儲(chǔ)器編程操作和存儲(chǔ)器讀出操作的時(shí)序。圖4圖示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。圖5和6分別圖示出可以由圖4的系統(tǒng)執(zhí)行的存儲(chǔ)器編程操作和存儲(chǔ)器讀出操作。圖7圖示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的圖4的一部分。圖8和9示出可以由圖7的實(shí)施例執(zhí)行的操作。圖10圖示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。圖11和12分別圖示出可以由圖10的系統(tǒng)執(zhí)行的存儲(chǔ)器編程操作和存儲(chǔ)器讀出 操作。圖13圖示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
圖14圖示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式圖4圖示出根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括耦合 到數(shù)據(jù)處理資源42的NAND閃速存儲(chǔ)器設(shè)備41。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器設(shè)備41放寬和 圖1的傳統(tǒng)設(shè)備中頁面緩存器13和I/O緩存器15之間的數(shù)據(jù)傳送相關(guān)的前面所提及的時(shí) 序約束。在一些實(shí)施例中，這通過將圖1的頁面緩存器13分為諸如圖4的頁面緩存器部分 13A和13B的多個(gè)頁面緩存器部分來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，頁面緩存器部分13A和13B實(shí) 現(xiàn)為物理上不同的緩存器，其限定整個(gè)復(fù)合頁面緩存器的各組成部分。在一些實(shí)施例中，頁 面緩存器部分13A和13B是作為單個(gè)物理緩存器的整個(gè)復(fù)合頁面緩存器的簡(jiǎn)單組成部分。在圖4的示例存儲(chǔ)器設(shè)備41中，頁面緩存器部分13A和13B的每一個(gè)表示整個(gè)頁 面緩存器的一半。因此每個(gè)頁面緩存器部分具有j/2字節(jié)的數(shù)據(jù)字段和k/2字節(jié)的空閑 字段。頁面緩存器部分13A和13B耦合到NAND閃速存儲(chǔ)面中各自對(duì)應(yīng)的部分(例如二等 分)40和47，諸如圖1的傳統(tǒng)NAND閃速存儲(chǔ)面10。僅出于說明的目的，NAND閃速存儲(chǔ)面10自此假設(shè)為對(duì)應(yīng)于前述傳統(tǒng)例子的8G比 特存儲(chǔ)面，該傳統(tǒng)例子中j = 4096，k = m = 128，并且η = 2048。如果頁面緩存器部分13Α 和13Β的每一個(gè)表示圖1的整個(gè)頁面緩存器13的一半，則每個(gè)頁面緩存器部分13Α和13Β 具有2048個(gè)字節(jié)(即2KB)的數(shù)據(jù)字段和64字節(jié)的空閑字段。如果存儲(chǔ)面部分40和47 的每一個(gè)組成存儲(chǔ)面10的一半，則NAND閃速存儲(chǔ)面部分40和47的每一個(gè)是8G比特的存 儲(chǔ)面10中的4G比特NAND閃速單元陣列。頁面緩存器部分13Α和13Β已經(jīng)與用于在其相關(guān)的頁面緩存器部分和I/O緩存 器15之間傳送數(shù)據(jù)(或者諸如程序代碼/指令的其它信息)的各自對(duì)應(yīng)的信號(hào)路徑43和 44(在圖4中還分別標(biāo)為數(shù)據(jù)路徑0和數(shù)據(jù)路徑1)相關(guān)聯(lián)。每個(gè)信號(hào)路徑是八位(一字 節(jié))寬，從而匹配I/O緩存器15的傳統(tǒng)位寬(同樣參見圖1)。該信號(hào)路徑43和44包括各 自的讀取放大器和寫驅(qū)動(dòng)器的組48和49 (在圖4中分別標(biāo)為全局S/A和寫驅(qū)動(dòng)器0以及 全局S/A和寫驅(qū)動(dòng)器1)。圖4的存儲(chǔ)器設(shè)備41因此包含兩個(gè)八位寬的讀取放大器和寫驅(qū) 動(dòng)器的組，而圖1的傳統(tǒng)設(shè)備僅包含一個(gè)這樣的讀取放大器和寫驅(qū)動(dòng)器的組(圖1中未明 確示出)?？偟脑?5處標(biāo)注的轉(zhuǎn)換電路(SW)將八位寬信號(hào)路徑43和44連接到八位的 (DQ0-DQ7) I/O緩存器15，使得對(duì)于存儲(chǔ)器讀出操作和存儲(chǔ)器編程操作而言信號(hào)路徑43和 44對(duì)數(shù)據(jù)處理資源42都可用。數(shù)據(jù)處理資源42提供總的在46處標(biāo)注的控制信令來控制 讀出和編程操作。標(biāo)為46的控制信令包括用于控制上面結(jié)合圖1-3描述的傳統(tǒng)存儲(chǔ)器讀 出和編程操作的控制信號(hào)，以及附加的控制信令用于控制轉(zhuǎn)換電路45的操作。數(shù)據(jù)處理資 源42在存儲(chǔ)器編程操作期間還在I/O緩存器15的DQ0-DQ7端子處(以傳統(tǒng)方式)提供輸 入數(shù)據(jù)字節(jié)的序列，并且在存儲(chǔ)器讀出操作期間(以傳統(tǒng)方式)接收來自DQ0-DQ7端子的 輸出數(shù)據(jù)字節(jié)的序列。圖5和6分別圖示出根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的用于DDR編程和讀出操作的數(shù)據(jù)傳 送時(shí)序。在一些實(shí)施例中，圖4的系統(tǒng)可以執(zhí)行圖5和6的編程和讀出操作。對(duì)于圖5中 所示的編程操作，圖4的轉(zhuǎn)換電路45進(jìn)行操作，以使得由數(shù)據(jù)處理資源42提供的輸入序列中的數(shù)據(jù)字節(jié)DinO、Dinl等在信號(hào)路徑43和44 (數(shù)據(jù)路徑0和數(shù)據(jù)路徑1)上被交替路由 到存儲(chǔ)面10的各自對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器部分40和47。第一字節(jié)DinO在CLK的上升沿(TO)鎖存 到I/O緩存器15中，用于經(jīng)由信號(hào)路徑43(數(shù)據(jù)路徑0)傳送到頁面緩存器部分13A。第二 字節(jié)Dinl在CLK的下降沿(Tl)鎖存，用于經(jīng)由信號(hào)路徑44 (數(shù)據(jù)路徑1)傳送到頁面緩存 器部分13B。第三字節(jié)Din2在CLK的下一個(gè)上升沿(T2)鎖存，用于經(jīng)由信號(hào)路徑43傳送 到頁面緩存器部分13A。第四字節(jié)Din3在CLK的下一個(gè)下降沿(T3)鎖存，用于經(jīng)由信號(hào)路 徑44傳送到頁面緩存器部分13B，以此類推。通過對(duì)信號(hào)路徑43和44的交替(或交錯(cuò))選擇，用于從I/O緩存器15到頁面緩 存器部分13A和13B的傳送的時(shí)序預(yù)算相對(duì)于圖1的從I/O緩存器15到頁面緩存器部分 13的傳送的時(shí)序預(yù)算(圖2中所示)有所放寬。在圖5中，盡管與圖2相同在CLK的每個(gè) 邊沿上鎖存一字節(jié)數(shù)據(jù)，但是從I/O緩存器15到頁面緩存器部分13A和13B的傳送的總的 時(shí)序預(yù)算是CLK的一個(gè)完整周期，而不是和圖1和2的現(xiàn)有方法相關(guān)的半個(gè)CLK周期的時(shí) 序預(yù)算。例如，如果考慮編程序列DinO、Dinl、Din2，由于對(duì)信號(hào)路徑43和44的交錯(cuò)選擇， 當(dāng)Dinl在Tl時(shí)鎖存到I/O緩存器15時(shí)，無需完成通過信號(hào)路徑43將DinO傳送到頁面緩 存器部分13A的操作。而是，信號(hào)路徑43僅需要在Din2在T2被鎖存到I/O緩存器15中 時(shí)有效。圖6圖示出用于存儲(chǔ)器讀出操作的時(shí)序預(yù)算同樣被放寬。在CLK上升沿TO處，第 一字節(jié)DoutO從頁面緩存器部分13A輸出到信號(hào)路徑43 (數(shù)據(jù)路徑0)用于傳送到I/O緩 存器15。響應(yīng)于CLK上升沿T2，字節(jié)DoutO在I/O緩存器15是有效的。該一個(gè)CLK周期 的等待時(shí)間對(duì)應(yīng)于用于從頁面緩存器部分13A傳送到I/O緩存器15所需的時(shí)間。類似地， 在CLK的下降沿Tl，下一個(gè)字節(jié)Doutl從頁面緩存器部分13B輸出到信號(hào)路徑44 (數(shù)據(jù)路 徑1)，用于傳送到I/O緩存器15。響應(yīng)于CLK的下降沿T3，字節(jié)Doutl在I/O緩存器15中 是有效的。在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換電路45實(shí)現(xiàn)在讀出操作期間將來自信號(hào)路徑43和44的數(shù) 據(jù)字節(jié)多路復(fù)用到I/O緩存器15的多路復(fù)用功能，和在編程操作期間將來自I/O緩存器15 的數(shù)據(jù)字節(jié)解多路復(fù)用到信號(hào)路徑43和44的解多路復(fù)用功能。圖7-9示出這樣的轉(zhuǎn)換電 路的例子。更具體地，圖7-9示出將I/O緩存器15的第η位位置的GIOn解多路復(fù)用到信號(hào) 路徑43和44用于存儲(chǔ)器編程(圖8中示出)，和將來自頁面緩存器13Α和13Β的多個(gè)位多 路復(fù)用到第η位位置的GIOn中，用于存儲(chǔ)器讀出(圖9中所示)。在圖7中，來自圖4的附 圖標(biāo)記示以具有后綴‘η’，以說明表示圖4中所示的對(duì)應(yīng)字節(jié)寬結(jié)構(gòu)的第η位的結(jié)構(gòu)。對(duì)
于圖4中示出的字節(jié)寬的架構(gòu)例子中，η取值0、1.....7。圖7的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)I0_0DD和
I0_EVEN提供為用于圖4的字節(jié)寬架構(gòu)的全部八位(n = 0、1.....7)的全局信號(hào)。讀出或者編程序列中的偶數(shù)的字節(jié)(DinO/DoutO，Din2/Dout2，Din4/Dout4和 Din6/Dout6)在信號(hào)路徑43上傳播，使得EGIOn和E⑶Ln對(duì)應(yīng)于給定偶數(shù)字節(jié)的第η位。類 似地，讀出或者編程序列中的奇數(shù)的字節(jié)(Dinl/Doutl，Din3/Dout3，Din5/Dout5和Din7/ Dout7)在信號(hào)路徑44上傳播，使得OGIOn和OGDLn對(duì)應(yīng)于給定奇數(shù)字節(jié)的第η位。數(shù)據(jù)處 理資源42提供轉(zhuǎn)換控制信號(hào)I0-0DD和I0_EVEN(還可參見圖4中的46)。在參考圖8和 9，轉(zhuǎn)換控制信號(hào)I0-0DD和I0_EVEN適當(dāng)?shù)乜刂苽鬏旈T71η和72η，來實(shí)現(xiàn)對(duì)于圖8的讀出操作的多路復(fù)用，和對(duì)于圖9的編程操作的解多路復(fù)用。圖10圖示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。圖10的系統(tǒng)總的類 似于圖4的系統(tǒng)，包括耦合到數(shù)據(jù)處理資源42A的NAND閃速存儲(chǔ)器設(shè)備41A。然而，在圖 10中，提供四個(gè)八位寬的信號(hào)路徑(數(shù)據(jù)路徑0-數(shù)據(jù)路徑3)來在I/O緩存器15和存儲(chǔ) 器部分40和47之間傳送數(shù)據(jù)字節(jié)。在圖10中，圖4的頁面緩存器部分13A由一組兩個(gè)頁 面緩存器部分13C和13D代替，其每一個(gè)占頁面緩存器部分13A的一半。還是在圖10中， 圖4的頁面緩存器部分13B由一組兩個(gè)頁面緩存器部分13E和13F代替，其每個(gè)占頁面緩 存器部分13B的一半。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)路徑0到數(shù)據(jù)路徑3的信號(hào)路徑的每一個(gè)大 體上具有和圖4的信號(hào)路徑43和44相同的結(jié)構(gòu)和功能特征。轉(zhuǎn)換電路45A將四個(gè)信號(hào)路徑連接到I/O緩存器15。數(shù)據(jù)處理資源42A在編程操 作期間提供數(shù)據(jù)字節(jié)的輸入序列，并且在讀出操作期間接收數(shù)據(jù)字節(jié)的輸出序列，并且提 供大體上類似于圖4的控制信令46的控制信令46A，但包括使得轉(zhuǎn)換電路45A適于將四個(gè) 信號(hào)路徑連接到I/O緩存器15的控制信號(hào)。圖11和12分別圖示出根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的用于DDR編程和讀出操作的數(shù)據(jù) 傳送時(shí)序。在一些實(shí)施例中，圖10的系統(tǒng)可以執(zhí)行圖11和12的編程和讀出操作。圖11 中，如同在圖5中，數(shù)據(jù)字節(jié)在CLK的每個(gè)邊沿載入I/O緩存器15中?？刂菩帕?6A (還參 考圖10)使得轉(zhuǎn)換電路45A交錯(cuò)選擇四個(gè)信號(hào)路徑，用來對(duì)輸入序列的數(shù)據(jù)字節(jié)進(jìn)行如下 路由DinO經(jīng)由數(shù)據(jù)路徑0到頁面緩存器部分13C ；Dinl經(jīng)由數(shù)據(jù)路徑1到頁面緩存器部 分13E ；Din2經(jīng)由數(shù)據(jù)路徑2到頁面緩存器部分13D ；以及Din3經(jīng)由數(shù)據(jù)路徑3到頁面緩 存器部分13F。這表示四個(gè)信號(hào)路徑即數(shù)據(jù)路徑0到數(shù)據(jù)路徑3的四路交錯(cuò)選擇。和參考圖4-6上面描述的兩路交錯(cuò)的信號(hào)路徑選擇相比，圖10-12的四路交錯(cuò)進(jìn) 一步放寬I/O緩存器15和頁面緩存器部分之間的傳送的時(shí)序預(yù)算。例如，如圖11中所示， DinO在TO時(shí)鎖存到I/O緩存器15中，并且路由到數(shù)據(jù)路徑0上，但是直到在T4時(shí)鎖存了 Din4，數(shù)據(jù)路徑0才對(duì)于另一個(gè)數(shù)據(jù)傳送可用。因此，兩個(gè)完整的CLK周期可用于將數(shù)據(jù)字 節(jié)從I/O緩存器15傳送到頁面緩存器部分13C-13F的任一個(gè)，但是新的字節(jié)仍在CLK的每 個(gè)邊沿上鎖存到I/O緩存器15中。同樣，圖12示出在存儲(chǔ)器讀出操作期間也可實(shí)現(xiàn)同樣 的兩個(gè)CLK周期的時(shí)序預(yù)算，同時(shí)仍舊在CLK的每個(gè)邊沿從頁面緩存器部分13C-13F的其 中一個(gè)輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員明顯的是(并且如一些實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的)，圖7的 傳輸門結(jié)構(gòu)和控制信號(hào)容易擴(kuò)展以實(shí)現(xiàn)圖11和12所示的相應(yīng)的編程和讀出操作。圖13圖示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。圖13的該數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)可以看作是圖4的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的擴(kuò)展，包括兩個(gè)存儲(chǔ)面10。更具體地，該系統(tǒng)包括 具有兩個(gè)NAND閃速存儲(chǔ)面10的存儲(chǔ)器設(shè)備41B，也標(biāo)示為存儲(chǔ)面0和存儲(chǔ)面1。以與參考 圖4-6上述的同樣方式，每個(gè)存儲(chǔ)面經(jīng)由兩個(gè)頁面緩存器部分(13A和13B)和兩個(gè)各自對(duì) 應(yīng)的信號(hào)路徑(對(duì)于存儲(chǔ)面0是數(shù)據(jù)路徑0和數(shù)據(jù)路徑1，和對(duì)于存儲(chǔ)面1是數(shù)據(jù)路徑2和 數(shù)據(jù)路徑3)連接到I/O緩存器15。存儲(chǔ)面0和存儲(chǔ)面1具有與其相關(guān)的轉(zhuǎn)換電路45的第 一和第二各自對(duì)應(yīng)的實(shí)例(還參考圖4-6)，其將與其相關(guān)的信號(hào)路徑以參考圖4-6描述的 相同方式連接到I/O緩存器15。提供轉(zhuǎn)換電路45的第三實(shí)例來將第一和第二轉(zhuǎn)換電路45 連接到I/O緩存器15。
數(shù)據(jù)處理資源42B提供控制信令46B到存儲(chǔ)器設(shè)備41B，其包括以參考圖4_6描述 的相同方式來控制轉(zhuǎn)換電路45的第一和第二實(shí)例的信號(hào)。46B的另一控制信令控制轉(zhuǎn)換電 路45的第三實(shí)例，使得對(duì)存儲(chǔ)面0和存儲(chǔ)面1的(讀出和編程)訪問根據(jù)任一期望時(shí)序互 相交錯(cuò)。圖14圖示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。圖14的該數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)可以看作是對(duì)圖10的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的擴(kuò)展以包括兩個(gè)存儲(chǔ)面10(包括在存儲(chǔ)器設(shè)備 41C中)，其總的與圖13的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)擴(kuò)展圖4的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來包括兩個(gè)存儲(chǔ)面的方 式相同。數(shù)據(jù)處理資源42C提供控制信令46C到存儲(chǔ)器設(shè)備41C，該信令包括用于以參考圖 10-12描述的相同方式控制轉(zhuǎn)換電路45A(參見圖10-12)的第一和第二實(shí)例的信號(hào)。46C 處的另一控制信令控制轉(zhuǎn)換電路45的實(shí)例(參考圖4-6)，使得存儲(chǔ)面0和存儲(chǔ)面1的(讀 出和編程)訪問根據(jù)任一期望時(shí)序互相交錯(cuò)。上述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的多個(gè)實(shí)施例展示了諸如以下未詳盡列出實(shí)例的特征(1)數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)提供作為單個(gè)集成電路；(2)存儲(chǔ)器設(shè)備和數(shù)據(jù)處理資源各自提供在兩個(gè)單獨(dú) 的集成電路上；(3)存儲(chǔ)器設(shè)備和數(shù)據(jù)處理資源的其中一個(gè)提供在單個(gè)集成電路上，而存 儲(chǔ)器設(shè)備和數(shù)據(jù)處理資源的另一個(gè)在多個(gè)集成電路上分布；(4)存儲(chǔ)器設(shè)備分布在多個(gè)集 成電路上，數(shù)據(jù)處理資源分布在多個(gè)集成電路上；(5)讀出和編程操作是根據(jù)CLK的不同版 本來時(shí)序控制的；(6)編程操作是根據(jù)寫使能信號(hào)(而不是CLK)來時(shí)序控制的，而讀出操 作是根據(jù)讀使能信號(hào)(而不是CLK)來時(shí)序控制的；和(7)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的架構(gòu)是可縮放 的，用于傳送具有不同于八位的位寬的數(shù)據(jù)單元。盡管圖13和14中所示的NAND閃速存儲(chǔ)器設(shè)備包含兩個(gè)存儲(chǔ)面，但在其他實(shí)施例 中NAND閃速存儲(chǔ)器設(shè)備包含多于兩個(gè)的存儲(chǔ)面。在一些實(shí)施例中，NAND閃速存儲(chǔ)器設(shè)備 包括多個(gè)存儲(chǔ)面，其個(gè)數(shù)大于2并且不是2的乘冪。例如，在多個(gè)實(shí)施例中，NAND閃速存儲(chǔ) 器設(shè)備包括三個(gè)存儲(chǔ)面，其內(nèi)容根據(jù)類似于參考圖13和14所描述的交錯(cuò)選擇序列連接到 單個(gè)I/O緩存器。在一些實(shí)施例中，上述多個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用或者移動(dòng)數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)應(yīng)用。在多個(gè)實(shí)例中，上述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成以下任一個(gè)例如數(shù)字音頻/視頻播放 器、蜂窩電話、閃存卡、USB閃速驅(qū)動(dòng)器和用于替代硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)。盡管本發(fā)明的示例實(shí)施例在上面詳細(xì)進(jìn)行了描述，但是這并不限制本發(fā)明的保護(hù) 范圍，本發(fā)明可以以多種實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種存儲(chǔ)器設(shè)備，包括NAND閃速存儲(chǔ)器；緩存器，所述緩存器提供對(duì)所述NAND閃速存儲(chǔ)器的外部訪問并且限定和所述外部訪問相關(guān)的位寬；將所述NAND閃速存儲(chǔ)器耦合到所述緩存器的第一和第二數(shù)據(jù)路徑，并且所述第一和第二數(shù)據(jù)路徑的每一個(gè)適應(yīng)所述位寬；和耦合到所述NAND閃速存儲(chǔ)器和所述緩存器的轉(zhuǎn)換電路，所述第一和第二數(shù)據(jù)路徑經(jīng)過所述轉(zhuǎn)換電路，并且所述轉(zhuǎn)換電路配置為以交替順序選擇所述第一和第二數(shù)據(jù)路徑。
2.一種存儲(chǔ)器設(shè)備，包括NAND閃速存儲(chǔ)器；緩存器，該緩存器提供對(duì)所述NAND閃速存儲(chǔ)器的外部訪問并且限定和所述外部訪問 相關(guān)的位寬；和將所述NAND閃速存儲(chǔ)器耦合到所述緩存器的多個(gè)數(shù)據(jù)路徑，并且每個(gè)所述數(shù)據(jù)路徑 適應(yīng)所述位寬。
3.權(quán)利要求2的設(shè)備，包括具有多個(gè)組成緩存器部分的復(fù)合緩存器，該多個(gè)組成緩存 器部分耦合到所述NAND閃速存儲(chǔ)器的相關(guān)部分并且還耦合到各自對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)路徑。
4.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中，所述NAND閃速存儲(chǔ)器的所述部分包含在所述NAND閃速存 儲(chǔ)器的單個(gè)存儲(chǔ)面內(nèi)。
5.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中，所述NAND閃速存儲(chǔ)器的所述部分被提供在所述NAND閃速 存儲(chǔ)器的多個(gè)存儲(chǔ)面上。
6.權(quán)利要求2的設(shè)備，包括耦合到所述NAND閃速存儲(chǔ)器和所述緩存器的轉(zhuǎn)換電路，所 述數(shù)據(jù)路徑經(jīng)過所述轉(zhuǎn)換電路，并且所述轉(zhuǎn)換電路配置為根據(jù)選擇序列來選擇所述數(shù)據(jù)路 徑。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，包括分別耦合到所述NAND閃速存儲(chǔ)器的第一和第二部分的第一 和第二組的所述數(shù)據(jù)路徑。
8.權(quán)利要求7的設(shè)備，其中，所述NAND閃速存儲(chǔ)器的所述第一和第二部分包含在所述 NAND閃速存儲(chǔ)器的單個(gè)存儲(chǔ)面內(nèi)。
9.權(quán)利要求7的設(shè)備，其中，所述NAND閃速存儲(chǔ)器的所述第一和第二部分提供在所述 NAND閃速存儲(chǔ)器的各自不同的存儲(chǔ)面內(nèi)。
10.權(quán)利要求9的設(shè)備，其中，所述NAND閃速存儲(chǔ)器包括多個(gè)所述存儲(chǔ)面，其個(gè)數(shù)是2 的乘冪。
11.權(quán)利要求7的設(shè)備，其中，所述選擇序列使得對(duì)所述第一組中的所述數(shù)據(jù)路徑的選 擇和對(duì)所述第二組中的所述數(shù)據(jù)路徑的選擇在時(shí)間上交錯(cuò)。
12.權(quán)利要求2到11的任一項(xiàng)的設(shè)備，包括分別耦合到所述NAND閃速存儲(chǔ)器的第一、 第二、第三和第四部分的第一、第二、第三和第四組的所述數(shù)據(jù)路徑。
13.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，所述NAND閃速存儲(chǔ)器的第一、第二、第三和第四部分被 提供在所述NAND閃速存儲(chǔ)器的多個(gè)存儲(chǔ)面上。
14.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中，所述多個(gè)存儲(chǔ)面包括其個(gè)數(shù)為2的乘冪的多個(gè)所述存儲(chǔ)
15.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，所述選擇序列包括使得對(duì)所述第一組中的所述數(shù)據(jù)路 徑的選擇和對(duì)所述第二組中的所述數(shù)據(jù)路徑的選擇在時(shí)間上交錯(cuò)的第一交錯(cuò)，并且還包括 使得對(duì)所述第三組中的所述數(shù)據(jù)路徑的選擇和對(duì)所述第四組中的所述數(shù)據(jù)路徑的選擇在 時(shí)間上交錯(cuò)的第二交錯(cuò)。
16.權(quán)利要求15的設(shè)備，其中，所述選擇序列還包括使得對(duì)所述第一交錯(cuò)的選擇和對(duì) 所述第二交錯(cuò)的選擇在時(shí)間上交錯(cuò)的第三交錯(cuò)。
17.權(quán)利要求6或者7的設(shè)備，其中，在所述選擇序列中對(duì)所述數(shù)據(jù)路徑的選擇在時(shí)間 上交錯(cuò)。
18.權(quán)利要求6到11的任一項(xiàng)的設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)換電路在所述NAND閃速存儲(chǔ)器的 讀出訪問期間將來自所述數(shù)據(jù)路徑的信息多路復(fù)用到所述緩存器中，并且在所述NAND閃 速存儲(chǔ)器的寫訪問期間將來自所述緩存器的信息解多路復(fù)用到所述數(shù)據(jù)路徑上。
19.權(quán)利要求2的設(shè)備，其中，第一和第二所述數(shù)據(jù)路徑的每一個(gè)被配置為承載信息， 而所述第一和第二數(shù)據(jù)路徑中的另一個(gè)數(shù)據(jù)路徑也承載信息。
20.一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)處理器；和耦合到所述數(shù)據(jù)處理器的存儲(chǔ)器設(shè)備，所述存儲(chǔ)器設(shè)備包括NAND閃速存儲(chǔ)器；緩存 器，該緩存器允許所述數(shù)據(jù)處理器訪問所述存儲(chǔ)器設(shè)備并且限定和所述訪問相關(guān)的位寬； 以及將所述NAND閃速存儲(chǔ)器耦合到所述緩存器的多個(gè)數(shù)據(jù)路徑，每個(gè)所述數(shù)據(jù)路徑適應(yīng) 所述位寬。
21.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中，第一和第二所述數(shù)據(jù)路徑中的每一個(gè)被配置為承載信 息，而所述第一和第二數(shù)據(jù)路徑另一個(gè)也承載信息。
22.權(quán)利要求20或者21的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器設(shè)備包括耦合到所述NAND閃速存儲(chǔ) 器和所述緩存器的轉(zhuǎn)換電路，所述數(shù)據(jù)路徑經(jīng)過所述轉(zhuǎn)換電路，并且所述轉(zhuǎn)換電路配置為 根據(jù)選擇序列來選擇所述數(shù)據(jù)路徑。
23.權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器設(shè)備包括分別耦合到所述NAND閃速存儲(chǔ)器 的第一和第二部分的第一和第二組的所述數(shù)據(jù)路徑。
24.權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中，所述選擇序列使得對(duì)所述第一組中的所述數(shù)據(jù)路徑的 選擇和對(duì)所述第二組中的所述數(shù)據(jù)路徑的選擇在時(shí)間上交錯(cuò)。
25.權(quán)利要求22到24的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器設(shè)備包括分別耦合到所述 NAND閃速存儲(chǔ)器的第一、第二、第三和第四部分的第一、第二、第三和第四組的所述數(shù)據(jù)路 徑。
26.權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中，所述選擇序列包括使得對(duì)所述第一組中的所述數(shù)據(jù)路 徑的選擇和對(duì)所述第二組中的所述數(shù)據(jù)路徑的選擇在時(shí)間上交錯(cuò)的第一交錯(cuò)，并且還包括 使得對(duì)所述第三組中的所述數(shù)據(jù)路徑的選擇和對(duì)所述第四組中的所述數(shù)據(jù)路徑的選擇在 時(shí)間上交錯(cuò)的第二交錯(cuò)。
27.權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其中，所述選擇序列還包括使得對(duì)所述第一交錯(cuò)的選擇和對(duì) 所述第二交錯(cuò)的選擇在時(shí)間上交錯(cuò)的第三交錯(cuò)。
28.權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中，在所述選擇序列中對(duì)所述數(shù)據(jù)路徑的選擇在時(shí)間上交錯(cuò)。
29.權(quán)利要求22到25的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)換電路在所述NAND閃速存儲(chǔ)器的 讀出訪問期間將來自所述數(shù)據(jù)路徑的信息多路復(fù)用到所述緩存器中，并且在所述NAND閃 速存儲(chǔ)器的寫訪問期間將來自所述緩存器的信息解多路復(fù)用到所述數(shù)據(jù)路徑上。
30.權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器設(shè)備包括具有多個(gè)組成緩存器部分的復(fù)合 緩存器，該多個(gè)組成緩存器部分耦合到所述NAND閃速存儲(chǔ)器的相關(guān)部分并且還耦合到各 自對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)路徑。
31.權(quán)利要求30的系統(tǒng)，其中，所述組成緩存器部分是互相物理上區(qū)分的相應(yīng)的緩存ο
32.權(quán)利要求20到31的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其被提供作為移動(dòng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
33.權(quán)利要求20到31的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其被提供作為數(shù)字音頻播放器、數(shù)字視頻播放 器、蜂窩電話、閃存卡、USB閃速驅(qū)動(dòng)器和用于替代硬盤驅(qū)動(dòng)器的固態(tài)驅(qū)動(dòng)器中的一個(gè)。
34.權(quán)利要求20到31的任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中，所述位寬為八位。
35.一種在NAND閃速存儲(chǔ)器和緩存器之間傳送數(shù)據(jù)單元的方法，該緩存器提供對(duì)所述 NAND閃速存儲(chǔ)器的外部訪問并且限定數(shù)據(jù)單元的位寬，該方法包括提供所述數(shù)據(jù)單元的序列；和將序列中相鄰的數(shù)據(jù)單元路由到在NAND閃速存儲(chǔ)器和緩存器之間提供的各自不同的 數(shù)據(jù)路徑上，其中每個(gè)數(shù)據(jù)路徑適應(yīng)所述位寬。
全文摘要
通過提供將NAND閃速存儲(chǔ)器耦合到提供對(duì)存儲(chǔ)器的外部訪問的緩存器的多個(gè)數(shù)據(jù)路徑，可以放寬在訪問NAND閃速存儲(chǔ)器期間對(duì)數(shù)據(jù)傳送的時(shí)序約束。該緩存器限定和外部訪問相關(guān)的位寬，并且每個(gè)數(shù)據(jù)路徑適應(yīng)該位寬。
文檔編號(hào)G11C16/06GK101911208SQ200880123171
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者金鎮(zhèn)祺 申請(qǐng)人:莫塞德技術(shù)公司