專利名稱：可兼容雙重功能的非易失性存儲器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及非易失性存儲器，更具體地，本發(fā)明涉及閃速存儲器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
所披露的技術(shù)涉及能夠多模式操作和多連接模式操作的非易失性半導(dǎo)體存儲器裝置。能夠多模式操作和多連接模式操作的非易失性半導(dǎo)體存儲器裝置適用于具有和非易失性半導(dǎo)體存儲器裝置通信的存儲器控制器的系統(tǒng)。電子設(shè)備使用諸如易失性和非易失性存儲器裝置的半導(dǎo)體裝置。這些存儲器裝置可以包括用于保存數(shù)據(jù)或者信息的隨機(jī)存取存儲器(RAM)和閃速存儲器(例如，NAND閃速裝置，NOR閃速裝置)。由于在系統(tǒng)板上運(yùn)行的應(yīng)用程序的需要，系統(tǒng)板上的存儲器系統(tǒng)被設(shè)計為引入更高的密度和更快的操作。可以將更高密度的存儲器系統(tǒng)引入到系統(tǒng)板上的兩種設(shè)計技術(shù)包括:1)以諸如級聯(lián)的串行連接配置的存儲器裝置；和2)以諸如多點(mult1-dropping)的并行互連配置的存儲器裝置。這些設(shè)計技術(shù)可以被用來克服確定硬盤和存儲器系統(tǒng)之間的存儲器交換的成本和操作效率的密度問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，提供了一種用于設(shè)置存儲器裝置的操作模式的方法。該方法包括:將存儲器裝置上電；在存儲器裝置已經(jīng)完成上電之后，響應(yīng)于端口的電壓提供響應(yīng)；并且響應(yīng)于該響應(yīng)，設(shè)置存儲器裝置的電路的操作模式。在第一實施例中，所述設(shè)置步驟包括:基于該響應(yīng)，選擇對應(yīng)于所述操作模式的信號供存儲器裝置中的電路使用。所述選擇的步驟包括:檢測該電壓不存在，以提供電壓響應(yīng)作為所述響應(yīng)，該電壓響應(yīng)在未檢測到該電壓不存在的情況中對應(yīng)于該響應(yīng)的補(bǔ)碼。所述設(shè)置步驟還包括:響應(yīng)于該響應(yīng)的補(bǔ)碼，將該電路的操作模式設(shè)置為另一種操作模式。該存儲器裝置具有至少一個其它端口，并且所述設(shè)置的步驟還包括:在所述至少一個其它端口處接收包含信息的信號；并且響應(yīng)于所述響應(yīng)和所述響應(yīng)的補(bǔ)碼中的一個，將所述至少一個其它端口配置為接收包含在所述信號中的所述信息，該電路響應(yīng)于所述信息進(jìn)行操作。所述接收步驟包括:在至少一個其它端口處接收包含信息的所述信號，該信息對應(yīng)于控制信息和數(shù)據(jù)信息中的至少一個。在這一方面的另一實施例中，將所述存儲器裝置上電包括檢測電源電壓是否達(dá)到預(yù)定電平，其中，該電壓是電源電壓。在所述電源電壓達(dá)到預(yù)定電平時檢測該端口的電壓，且該端口包括在第一操作模式中使用的而在第二操作模式中不使用的現(xiàn)有端口。在此實施例中，當(dāng)電源電壓已經(jīng)達(dá)到預(yù)定電平時，鎖存現(xiàn)有端口的低邏輯電平。在鎖存低邏輯電平之后，所述現(xiàn)有端口可以在高和低邏輯電平之間切換。在此方面的又一實施例中，在鎖存低邏輯電平之后，所述現(xiàn)有端口可以在高和低邏輯電平之間切換。所述設(shè)置的步驟包括當(dāng)在該端口檢測到所述電壓時將模式信號驅(qū)至第一邏輯電平，當(dāng)在該端口沒有檢測到所述電壓時將模式信號驅(qū)至第二邏輯電平。所述設(shè)置步驟包括響應(yīng)于模式信號的第一邏輯電平來將存儲器裝置的控制和數(shù)據(jù)端口耦合到異步電路，并且響應(yīng)于該模式信號的第二邏輯電平來將存儲器裝置的控制和數(shù)據(jù)端口耦合到同步電路。可選地，響應(yīng)于模式信號的第一邏輯電平，將電源電壓和同步電路斷開連接，并且響應(yīng)于模式信號的第二邏輯電平，將電源電壓和異步電路斷開連接。在此實施例中，所述異步電路包括用于提供譯碼后的異步命令信號的異步命令譯碼器，和用于提供譯碼后的同步命令信號的同步命令譯碼器。所述設(shè)置步驟還包括:響應(yīng)于所述模式信號，將譯碼后的異步命令信號和譯碼后的同步命令信號的其中一個傳遞到控制邏輯。所述譯碼后的異步命令信號和譯碼后的同步命令信號是互相相同的。在第二方面中，提供了一種可配置為在第一模式和第二模式中操作的存儲器裝置。該存儲器裝置包括端口、接口和控制電路和模式檢測器。端口接收對應(yīng)于第一模式的第一功能分配和對應(yīng)于第二模式的第二功能分配的其中一個。接口和控制電路從至少一個所述端口接收命令并且可配置為用于在第一模式和第二模式中之一內(nèi)譯碼該命令。該命令被譯碼來控制存儲器裝置的內(nèi)核電路。模式檢測器連接到所述端口中一個所選端口，用于配置接口和控制電路，使其當(dāng)檢測到電壓源時在第一模式中譯碼該命令，并且當(dāng)未檢測到電壓源時在第二模式中譯碼該命令。在此實施例中，所述接口和控制電路包括:同步電路、異步電路、控制邏輯和選擇器。同步電路耦合到所述端口用于當(dāng)所述模式檢測器沒有檢測到電壓源時接收該命令并且用于產(chǎn)生譯碼后的同步命令信號。異步電路耦合到所述端口，用于當(dāng)所述模式檢測器檢測到電壓源時接收該命令并且用于產(chǎn)生譯碼后的異步命令信號?？刂七壿嬳憫?yīng)于譯碼后的同步命令信號和譯碼后的異步命令信號來產(chǎn)生相同的內(nèi)部控制信號。選擇器響應(yīng)于檢測到的電壓源的狀態(tài)將譯碼后的異步命令信號和譯碼后的同步命令信號的其中一個選擇性地傳遞到控制邏輯的選擇器。在此實施例中，所述模式檢測器包括電壓檢測器和模式邏輯。所述電壓檢測器在電壓源已經(jīng)達(dá)到預(yù)定電平時提供狀態(tài)信號。模式邏輯耦合到所選端口，用于當(dāng)所選端口偏置到不同于電壓源的電壓電平時響應(yīng)于該狀態(tài)信號將模式信號從第一邏輯電平驅(qū)至第二邏輯電平。所述同步電路包括同步命令譯碼器和耦合到每一端口的同步緩存器，并且所述異步電路包括耦合到異步命令譯碼器和耦合到每一端口的異步緩存器。所述第一功能分配和第二功能分配中具有相同類型的每個端口具有用作所述同步緩存器和所述異步緩存器的公共緩存器，其中該類型可以是輸入類型和輸出類型中之一。所述接口和控制電路還包括信號路徑切換器，用于響應(yīng)于模式信號的第一邏輯電平通過同步緩存器將每一個端口選擇性地耦合到同步命令譯碼器，并且用于響應(yīng)于模式信號的第二邏輯電平通過異步緩存器將每一個端口選擇性地耦合到異步命令譯碼器。所述接口和控制電路還包括:第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)。第一功率開關(guān)響應(yīng)于模式信號的第二邏輯電平將電壓源與同步電路解耦合，而第二功率開關(guān)響應(yīng)于模式信號的第一邏輯電平將電壓源和異步電路解耦合。在另一個可選實施例中，所述模式邏輯包括用于響應(yīng)于狀態(tài)信號維持模式信號的第二邏輯電平的鎖存器。所選端口是在第一模式和第二模式之一中的正常操作期間所使用的功能端口。所選端口是在第一模式和第二模式二者的正常操作期間均未使用的專用端口。在第三方面，提供了一種存儲器系統(tǒng)，其包括存儲器控制器和多個存儲器裝置。所述存儲器控制器提供具有第一信號功能分配和第二信號功能分配的控制信號。多個存儲器裝置的每一個被配置為用于響應(yīng)于在上電序列期間偏置到電源電壓的端口來接收第一信號功能分配和第二信號功能分配中之一。當(dāng)該端口在上電序列期間被偏置到另一個電源電壓時所述多個存儲器裝置的每一個被配置為用于接收第一信號功能分配和第二信號功能分配中的另一個。第三方面還有幾個實施例。所述端口是部分所述第一信號功能分配并且在第二功能分配中不使用。所述端口在第一信號功能分配和第二信號功能分配二者中都不使用。所述端口物理連接到電源電壓。所述端口通過電路靜態(tài)保持在電源電壓。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員通過閱讀結(jié)合附圖的本發(fā)明的特定實施例的隨后描述，本發(fā)明的其它方面和特征將變得明顯。


現(xiàn)在僅通過示例，并參考附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述，其中:圖1A是非易失性存儲器系統(tǒng)的框圖；圖1B是圖1A中所使用的閃速存儲器裝置的示意圖；圖2A是串行存儲器系統(tǒng)的框圖；圖2B是圖2A中所使用的串行接口閃速存儲器裝置的示意圖；圖3是異步存儲器裝置的框圖；圖4A是同步串行存儲器的框圖；圖4B是圖4A的輸入串行到并行寄存器塊的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的雙重功能存儲器裝置的框圖；圖6A是示出雙重功能存儲器裝置與同步閃速存儲器控制器的互連示例的示意圖；圖6B是示出雙重功能存儲器裝置與異步閃速存儲器控制器的另一個互連示例的示意圖；圖7是圖5中所示模式檢測器與接口和控制電路塊的實施例的框圖；圖8是圖7的模式檢測器的電路原理實例；圖9A是示出由圖7的模式檢測器檢測到異步操作模式的時序圖；圖9B是示出由圖7的模式檢測器檢測到同步操作模式的時序圖；圖10是圖5中所示的模式檢測器與接口和控制電路塊的另一個實施例的框圖；圖11是圖7和10的實施例中所示的接口和控制電路塊中的控制器和命令譯碼器之間的信號路徑布置的框圖；圖12是用于雙重功能存儲器裝置的時鐘端口 CK的緩存器電路的電路原理圖；圖13是用于雙重功能存儲器裝置中的輸入數(shù)據(jù)端口 Dn和輸出數(shù)據(jù)端口 Qn的緩存器的電路原理圖；圖14是示出用于操作具有雙重功能存儲器裝置的存儲器系統(tǒng)的方法的流程圖。
具體實施例方式總的來說，本發(fā)明提供一種和諸如異步操作模式以及同步操作模式的兩種不同操作模式可兼容的雙重功能存儲器裝置架構(gòu)。閃速存儲器是常用的一類非易失性存儲器，其廣泛用作諸如數(shù)字照相機(jī)和便攜數(shù)字音樂播放器的消費(fèi)電子設(shè)備的大容量存儲裝置。當(dāng)前可用的包括2個層疊的晶片(die)的閃速存儲器部件的密度可以達(dá)到32G比特(4GB)，由于通常一個閃速部件的尺寸是很小的，其適合用在流行的USB閃速驅(qū)動器中。八百萬像素的數(shù)字照相機(jī)和具有音樂和視頻能力的便攜數(shù)字娛樂設(shè)備的出現(xiàn)促進(jìn)了對于存儲大量數(shù)據(jù)的超高容量的要求，而這種要求是單個閃速存儲器設(shè)備不能滿足的。因此，將多個閃速存儲器設(shè)備一起組合在一個系統(tǒng)中，來有效增加可用的存儲容量。例如，這樣的應(yīng)用可能需要20GB的閃速存儲密度。圖1A為與主機(jī)系統(tǒng)12集成的非易失性存儲器系統(tǒng)10的框圖。系統(tǒng)10包括和主機(jī)系統(tǒng)12通信的存儲器控制器14以及多個非易失性存儲器設(shè)備16-1、16-2、16-3和16_4。例如，非易失性存儲器裝置16-1到16-4可以是異步閃速存儲器裝置。主機(jī)系統(tǒng)12包括諸如微控制器、微處理器或者計算機(jī)系統(tǒng)的處理設(shè)備。圖1A的系統(tǒng)10被組織為包括一個通道18，其中存儲器設(shè)備16-1到16-4并行連接到通道18。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解系統(tǒng)10可以具有與其連接的、多于或者少于四個的存儲器設(shè)備。在當(dāng)前所示實施例中，存儲器裝置16-1到16-4是異步的并且互相并行連接。通道18包括一組公用總線，其包括連接到所有其對應(yīng)的存儲器設(shè)備的數(shù)據(jù)和控制線。每一存儲器設(shè)備可以由存儲器控制器14提供的相應(yīng)的芯片選擇(啟用)信號CE#1、CE#2、CE#3和CE#4來啟用或停用。在當(dāng)前和以下的實施例中，“#”指示信號為有效的低邏輯電平信號。在此方案中，通常一次選擇芯片選擇信號中的一個，用來啟用對應(yīng)的非易失性存儲器裝置16-1到16-4的其中一個。存儲器控制器14負(fù)責(zé)響應(yīng)于主機(jī)系統(tǒng)12的操作經(jīng)由通道18發(fā)出命令和數(shù)據(jù)到所選擇的存儲器設(shè)備。來自存儲器設(shè)備的讀出數(shù)據(jù)輸出經(jīng)通道18被傳送返回至存儲器控制器14和主機(jī)系統(tǒng)12。系統(tǒng)10通常認(rèn)為包括多點(mult1-drop)總線，其中所述存儲器設(shè)備16-1到16-4對于通道18并行連接。圖1B是可以用在圖1A的存儲器系統(tǒng)中的閃速存儲器裝置16-1到16_4的其中一個的框圖。該閃速存儲器裝置包括多個輸入和輸出端口，其包括例如電源引腳、控制引腳和數(shù)據(jù)引腳。電源引腳包括用于將電源施加到閃速存儲器裝置的所有電路的VCC和VSS。附加的電源引腳被提供用于僅施加到輸入和輸出緩存器，如本領(lǐng)域內(nèi)所公知的。下表I提供的列表包括控制和數(shù)據(jù)引腳、對應(yīng)的說明、定義和示例邏輯狀態(tài)。注意到這些引腳是端口的一個示例的物理表示，被用于將封裝裝置的信號或者電壓互連到板上。這些端口可以包括其它類型的連接，諸如用于嵌入式和系統(tǒng)級封裝(SIP)的系統(tǒng)的端子和接觸點。表I
權(quán)利要求
1.一種可配置為在第一模式和第二模式中操作的存儲器裝置，包括: 用于接收對應(yīng)于第一模式的第一功能分配和對應(yīng)于第二模式的第二功能分配的其中一個的端口； 用于從至少一個所述端口接收命令并且可配置為用于在第一模式和第二模式之一中譯碼該命令的接口和控制電路，該命令被譯碼來控制存儲器裝置的內(nèi)核電路；和 連接到所述端口中一個所選端口的模式檢測器，用于配置接口和控制電路使其當(dāng)檢測到電壓源時在第一模式中譯碼該命令，并且當(dāng)未檢測到電壓源時在第二模式中譯碼該命令。
2.權(quán)利要求1的存儲器裝置，其中，所述接口和控制電路包括: 耦合到所述端口的同步電路，用于當(dāng)所述模式檢測器沒有檢測到電壓源時接收該命令并且用于產(chǎn)生譯碼后的同步命令信號； 耦合到所述端口的異步電路，用于當(dāng)所述模式檢測器檢測到電壓源時接收該命令并且用于產(chǎn)生譯碼后的異步命令信號； 響應(yīng)于譯碼后的異步命令信號和譯碼后的同步命令信號來產(chǎn)生相同的內(nèi)部控制信號的控制邏輯；和 響應(yīng)于檢測到的電壓源的狀態(tài)將譯碼后的異步命令信號和譯碼后的同步命令信號的其中一個選擇性地傳遞到控制邏輯的選擇器。
3.權(quán)利要求2的存儲 器裝置，其中，所述模式檢測器包括: 用于在電壓源已經(jīng)達(dá)到預(yù)定電平時提供狀態(tài)信號的電壓檢測器；和 耦合到所選端口的模式邏輯，用于當(dāng)所選端口偏置到不同于電壓源的電壓電平時響應(yīng)于該狀態(tài)信號將模式信號從第一邏輯電平驅(qū)至第二邏輯電平。
4.權(quán)利要求3的存儲器裝置，其中，所述同步電路包括同步命令譯碼器和耦合到每一端口的同步緩存器，并且所述異步電路包括耦合到異步命令譯碼器和耦合到每一端口的異步緩存器。
5.權(quán)利要求4的存儲器裝置，其中，所述第一功能分配和第二功能分配中具有相同類型的每個端口具有用作所述同步緩存器和所述異步緩存器的公共緩存器，其中該類型是輸入類型和輸出類型二者之一。
6.權(quán)利要求5的存儲器裝置，其中，所述接口和控制電路還包括用于響應(yīng)于模式信號的第一邏輯電平通過同步緩存器將每一個端口選擇性地耦合到同步命令譯碼器，并且用于響應(yīng)于模式信號的第二邏輯電平通過異步緩存器將每一個端口選擇性地耦合到異步命令譯碼器的信號路徑切換器。
7.權(quán)利要求6的存儲器裝置，其中，所述接口和控制電路還包括: 響應(yīng)于模式信號的第二邏輯電平將電壓源與同步電路解耦合的第一功率開關(guān)，和 響應(yīng)于模式信號的第一邏輯電平將電壓源和異步電路解耦合的第二功率開關(guān)。
8.權(quán)利要求3的存儲器裝置，其中，所述模式邏輯包括用于響應(yīng)于狀態(tài)信號維持模式信號的第二邏輯電平的鎖存器。
9.權(quán)利要求1的存儲器裝置，其中，所選端口是在第一模式和第二模式之一的正常操作期間所使用的功能端口。
10.權(quán)利要求1的存儲器裝置，其中，所選端口是在第一模式和第二模式二者的正常操作期間均未使用的專用端口。
11.一種存儲器系統(tǒng)，包括:存儲器控制器，用于提供具有第一信號功能分配和第二信號功能分配的控制信號；和多個存儲器裝置，其每一個被配置為用于響應(yīng)于在上電序列期間偏置到電源電壓的端口來接收第一信號功能分配和第二信號功能分配之一，當(dāng)該端口在上電序列期間被偏置到另一個電源電壓時所述多個存儲器裝置的每一個被配置為用于接收第一信號功能分配和第二信號功能分配中 的另一個。
12.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述端口是部分所述第一信號功能分配并且在第二功能分配中不使用。
13.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述端口在第一信號功能分配和第二信號功能分配中都不使用。
14.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述端口物理連接到電源電壓。
15.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中，所述端口通過電路靜態(tài)保持在電源電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種和異步操作以及同步串行操作可兼容的雙重功能存儲器裝置架構(gòu)。雙重功能存儲器裝置架構(gòu)包括具有兩個不同功能分配的一組物理端口。在存儲器裝置的物理端口和內(nèi)核電路之間耦合的是異步和同步輸入和輸出信號路徑或者電路。信號路徑包括耦合到該端口的共享或者專用緩存器、異步和同步命令譯碼器、切換器網(wǎng)絡(luò)和模式檢測器。模式檢測器根據(jù)端口確定雙重功能存儲器裝置的操作模式，并且提供合適的切換選擇信號。切換器網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)于切換選擇信號將輸入或者輸出信號通過異步或者同步電路發(fā)送。合適的命令譯碼器解釋該輸入信號并且為命令控制邏輯提供用于初始化對應(yīng)操作的必要信號。
文檔編號G11C16/20GK103151074SQ20131005732
公開日2013年6月12日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者金鎮(zhèn)祺 申請人:莫塞德技術(shù)公司