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存儲器裝置超深度掉電模式離開控制的制作方法

文檔序號:11521438閱讀:194來源:國知局
存儲器裝置超深度掉電模式離開控制的制造方法

本發(fā)明總體半導體裝置領域。更具體地,本發(fā)明的實施方式關于存儲器裝置的電源控制模式。



背景技術:

存儲器裝置可以采用各種模式,借此禁用特定電路以降低裝置的功耗。在許多便攜式電池供電的應用中,功耗特別重要。這種應用的示例可以包括蜂窩電話、尋呼機、照相記錄儀以及膝上型電腦。這些應用/裝置通常需要可能的最低功耗以延長電池壽命,并且適應更小更低容量電池的使用,以減小裝置尺寸、成本以及重量。



技術實現(xiàn)要素:

本公開提供一種能夠在超深度掉電模式下操作的存儲器裝置,所述存儲器裝置包括:a)命令用戶接口;b)電壓調節(jié)器,該電壓調節(jié)器具有提供用于所述存儲器裝置的多個部件的電源電壓的輸出,其中,所述多個部件包括所述命令用戶接口;c)喚醒電路,即使在所述存儲器裝置處于所述超深度掉電模式下時該喚醒電路也保持被通電;d)所述存儲器裝置可操作為響應于接收第一預定命令而進入所述超深度掉電模式,該第一預定命令使得所述電壓調節(jié)器的所述輸出被禁用以在所述超深度掉電模式期間完全切斷所述多個部件的電源;并且e)所述存儲器裝置響應于接收硬件復位命令序列、復位管腳斷言(assertion)、電源循環(huán)以及第二預定命令中的一個而離開所述超深度掉電模式,從而使得所述電壓調節(jié)器的所述輸出被啟用以向所述多個部件提供電力。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例主機和存儲器裝置結構的示意框圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲器裝置中的各種示例數(shù)據(jù)處理單元的示意框圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的進入超深度掉電模式的示例操作的波形圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的離開超深度掉電模式的第一示例硬件復位操作的波形圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的離開超深度掉電模式的第二示例硬件復位操作的波形圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的包括第二示例硬件復位操作在內的電源曲線的波形圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的離開超深度掉電模式的示例專用恢復命令的波形圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的離開超深度掉電模式的示例方法的流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細對本發(fā)明的特定實施方式進行參照,附圖中例示了本發(fā)明的示例。雖然將連同優(yōu)選實施方式一起來描述本發(fā)明,但將理解的是,優(yōu)選實施方式不旨在將本發(fā)明限于這些實施方式。相反,本發(fā)明旨在覆蓋可以被包括在如由所附權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內的另選方案、修改例以及等同物。此外,在本發(fā)明的以下詳細描述中,為了提供本發(fā)明的徹底理解,闡述大量具體細節(jié)。然而,將對本領域一個技術人員容易明顯的是,本發(fā)明可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。在其他情況下,未詳細描述公知方法、程序、過程、部件、結構以及電路,以便不使本發(fā)明的方面不必要地模糊。

鑒于計算機、處理器、控制器、裝置和/或存儲器內的數(shù)據(jù)流、信號或波形上的過程、程序、邏輯塊、功能塊、處理、示意符號和/或操作的其他符號表示呈現(xiàn)以下的詳細描述的一些部分。這些描述和表示通常由數(shù)據(jù)處理領域的技術人員用于向領域中其他技術人員有效地傳達他們工作的主旨。通常,但不是必須的,被操縱的量采取能夠在計算機或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中存儲、轉移、組合、比較以及其他方式操縱的電信號、磁信號、光信號以及量子信號的形式。已經證明主要出于一般用途的原因而將這些信號稱為位、波、波形、流、值、元素、符號、字符、術語、數(shù)字等有時是方便的。

特定實施方式可以致力于存儲器裝置,包括易失性存儲(例如,sram、dram等)或非易失性存儲(nvm)裝置,舉幾個來說,諸如閃速存儲器、r-ram、m-ram、e2rom以及cbram。特定實施方式可以包括操作可以在一個或更多個電阻和/或電容狀態(tài)之間寫入(編程/擦除)的閃速存儲器和/或電阻交換存儲器的結構和方法。在一個示例中,cbram存儲元件可以被構造成使得在跨cbram存儲元件的電極施加大于閾值電壓的正向或反向偏壓時,cbram存儲元件的電氣特性(例如,電阻)可以變化。寫入操作可以為旨在改變裝置上存儲位置中的至少一個的狀態(tài)的存儲(例如,nvm)裝置上的任何操作。進一步地,寫入操作可以包括編程操作(例如,將數(shù)據(jù)狀態(tài)從1變?yōu)?的操作)和擦除操作(例如,將數(shù)據(jù)狀態(tài)從0變?yōu)?的操作)。當然,存儲元件的數(shù)據(jù)狀態(tài)和/或電阻電平可以以任何合適的方式預先定義;然而,寫入操作通??赡苌婕按_保存儲單元被置于或保持處于期望的狀態(tài)。在任何情況下,特定實施方式適于任何類型的存儲器裝置,包括易失性和非易失性類型/裝置,并且存儲器裝置可以包括電阻交換存儲器裝置。

在一個實施方式中,一種可在超深度掉電模式下操作的存儲器裝置,可以包括:(i)命令用戶接口;(ii)電壓調節(jié)器,該電壓調節(jié)器具有提供用于存儲器裝置的多個部件的電源電壓的輸出,其中,多個部件包括命令用戶接口;(iii)喚醒電路,即使在存儲器裝置處于超深度掉電模式下時該喚醒電路也保持被通電;(iv)存儲器裝置可操作為響應于接收第一預定命令而進入超深度掉電模式,該第一預定命令使得禁用電壓調節(jié)器的輸出以在超深度掉電模式期間完全切斷多個部件的電源;并且(v)存儲器裝置響應于接收硬件復位命令序列、復位管腳斷言、電源循環(huán)以及第二預定命令中的一個而離開超深度掉電模式,從而使得啟用電壓調節(jié)器的輸出以向多個部件提供電力。

現(xiàn)在參照圖1,示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例主機和存儲器裝置結構的示意框圖100。在該示例中,主機102可以經由串行接口與存儲器裝置104接口。例如,主機102可以為任何合適的控制器(例如,cpu、mcu、通用處理器、gpu、dsp等),并且存儲器裝置104可以為任何類型的存儲器裝置(例如,sram、dram、eeprom、閃速存儲器、cbram、磁ram、reram等)。存儲器裝置104由此可以以各種存儲技術(諸如非易失性類型)來實施。在一些情況下,存儲器裝置104可以為可以在更傳統(tǒng)類型的非易失性存儲器中或在cbram/reram電阻交換存儲器中實施的串行閃速存儲器。

可以包括諸如串行外圍接口(spi)中的各種接口信號用于主機102與存儲器裝置104之間通信。在該示例單spi配置/模式下,串行時鐘(sck)可以向裝置104提供時鐘,并且可以用于控制去往和來自裝置的數(shù)據(jù)的流。命令、地址以及輸入數(shù)據(jù)(例如,si引腳上的)可以在sck的上升沿被鎖存,而輸出數(shù)據(jù)(例如,so引腳上或經由i/o引腳的)可以在sck的下降沿上按照時鐘輸出,或者在一些結構中通過數(shù)據(jù)選通(datastrobe)。復位引腳(reset_)可以用于終止進行中的操作,并且用于將存儲器裝置104的內部狀態(tài)機復位(例如,至空閑狀態(tài))。只要低電平存在于復位引腳上,則存儲器裝置104就可以保持在復位狀況下。同樣,因為存儲器裝置104可以包括通電復位電路,所以通電序列期間可以對復位引腳沒有限制。在一些其他實施方案中,存儲器裝置104可以不包括復位引腳(reset_),相反可以包括保持引腳(hold_)。

片選(cs_)可以用于選擇存儲器裝置104,諸如從多個這種存儲器裝置中選擇,或者以其他方式作為訪問裝置的方式。當片選信號被解斷言(即,處于高電平)時,存儲器裝置104也將被取消選擇,并且可以被置于待機模式。(例如,經由cs_上的高至低轉變)激活片選信號可以用于開始操作,并且將片選信號返回至高狀態(tài)可以用于終止操作。對于內部自定時的操作(例如,編程或擦除循環(huán)),如果片選在操作期間被解除斷言,則存儲器裝置104可以不進入待機模式,直到特定進行中的操作完成為止。寫保護(wp_)可以用于保護由寄存器(例如,扇區(qū)保護寄存器)指定進行保護的扇區(qū)。例如,可以針對編程和擦除操作保護這種扇區(qū)。由此,如果在斷言寫保護引腳的同時編程或擦除命令被發(fā)出到存儲器裝置104,則裝置可以忽略該命令并且不執(zhí)行操作。

在可以處于“單spi模式”的該示例spi中,數(shù)據(jù)可以經由串行輸入(si)信號提供給存儲器裝置104。串行輸入可以用于包括命令和地址序列的數(shù)據(jù)輸入。例如,串行輸入引腳上的數(shù)據(jù)可以在sck的上升沿被鎖存,并且如果裝置被解選擇(例如,在片選信號被解斷言時),則可以忽略串行輸入引腳上的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以經由串行輸出(so)信號從存儲器裝置104輸出。例如,串行輸出上的數(shù)據(jù)可以在sck的下降沿按照時鐘輸出,并且串行輸出信號在取消選擇裝置時(例如,在片選信號解斷言時)可以處于高阻抗狀態(tài)。在特定實施方式中,存儲器裝置104可以支持各種spi模式或配置,諸如單spi、qpi以及八進制模式。進一步地,而與目前接口模式無關,存儲器裝置104的接口模式可以響應于寫入命令而被改為單spi模式,在該寫入命令中在完成寫入命令之后產生到掉電模式的自動進入。

存儲器裝置104可以包括電壓調節(jié)器,該電壓調節(jié)器具有提供用于存儲器裝置的各種其他部件的電源電壓的輸出,部件包括命令用戶接口。存儲器裝置可以通過(例如,從主機102)向存儲器裝置通過接口提供預定命令來進入超深度掉電(udpd)模式。udpd模式可以連同電壓調節(jié)器內部適當?shù)纳呻娐芬黄鹗沟秒妷赫{節(jié)器的輸出被禁用。為了將存儲器裝置104帶出超深度掉電模式,可以向存儲器裝置提供喚醒信號或其他命令。

為了適應該操作,存儲器裝置104可以包括喚醒電路,即使在存儲器裝置處于超深度掉電模式時該喚醒電路也保持被通電。在存儲器裝置處于超深度掉電模式的同時接收喚醒信號或命令可以使得電壓調節(jié)器的輸出和關聯(lián)電路被啟用,從而向之前切斷電源的部件提供電力。如下面將更詳細討論的,在特定實施方式中,另外的功能可以包括在即使在存儲器裝置處于超深度掉電模式時也可以保持被通電的喚醒相關電路或udpd控制中。

應用中的許多應用使用閃速存儲器裝置來存儲程序代碼。在一些情況下,程序代碼可以在應用加電之后復制到外部或嵌入式微控制器ram。因為這種情況下的代碼從閃速存儲器投影(shadow)到ram中,所以可以直到下一電力循環(huán)為止都不需要訪問閃速存儲器。由此,可以期望的是將閃速存儲器裝置置于盡可能低的功率模式,以消耗最少的電流。按照這些方法,一些應用從閃速存儲器裝置完全去除電源以降低功耗。然而,因為為了切斷到閃速存儲器裝置的電力會使用到外部功率管理裝置(諸如低漏失(ldo)調節(jié)器),所以該方案往往會增大應用復雜性和/或成本。

例如,存儲器裝置104可以在從裝置僅汲取非常小量的電流的超深度掉電模式下操作。在一些實施方案中,超深度掉電模式可以允許平均電流消耗降至一微安(μa)以下,并且在一些情況下低至50納安(na)。在一個方面中,存儲器裝置104可以包括電壓調節(jié)器,該電壓調節(jié)器具有提供用于存儲器裝置的各種其他部件的電源電壓的輸出,這些部件包括命令用戶接口。存儲器裝置可以通過(例如,從主機102)向存儲器裝置提供預定命令而進入超深度掉電模式,該預定命令使得電壓調節(jié)器的輸出(和關聯(lián)的調節(jié)電路)被禁用。

為了將存儲器裝置帶出超深度掉電模式,可以向存儲器裝置提供喚醒信號或命令。存儲器裝置104可以包括喚醒電路,即使在存儲器裝置處于超深度掉電模式時該喚醒電路也保持被通電。在存儲器裝置處于超深度掉電模式的同時接收喚醒信號或命令,然后可以使得啟用電壓調節(jié)器的輸出(和關聯(lián)的調節(jié)電路),從而向之前完全切斷電源的部件提供電力。其他方面涉及與可在超深度掉電模式下操作的存儲器裝置有關的方法和系統(tǒng)。

在特定實施方式中,存儲器裝置可以按照節(jié)省主要主機處理器(例如,102)上的通用輸入/輸出(gpi/o)引腳保存在用于其他系統(tǒng)功能的方式,來進入超深度掉電模式以及離開超深度掉電模式。同樣,通過使用操作碼(opcode)使存儲器裝置進入超深度掉電模式,可以提供較大的靈活性。此外,為了降低總成本,可以消除較復雜的外部電力管理裝置,諸如低漏失(ldo)調節(jié)器。另外,通過使用更少的部件來可以提高整個系統(tǒng)的可靠性。

現(xiàn)在參照圖2,示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的存儲器裝置中的各種示例數(shù)據(jù)處理單元的示意框圖。通常,存儲器裝置104可以包括vcc域塊(例如,由vcc電源供電且使用vcc電源操作的功能塊或電路)22、vdd域塊(例如,由降低或不同的功率電平vdd供電且使用vdd操作的功能塊或電路)204、高壓(hv)充電泵206以及存儲器陣列208。存儲器裝置104本身可以由外部vcc電源來供電,并且可以包括低漏失(ldo)調節(jié)器218,該ldo調節(jié)器218具有充當向vdd域塊204、高壓充電泵206以及存儲器陣列208提供vdd電壓電平的內部片上電壓源的輸出。因此,vdd域塊204、高壓充電泵206以及存儲器陣列208可以由ldo調節(jié)器218來供電。

在該特定示例中,vcc域塊202還可以包括輸入/輸出緩沖器212、電平位移器216以及存儲元件214。例如,存儲元件214(例如,鎖存器、觸發(fā)器電路等)可以存儲ldo調節(jié)器218的啟用/禁用狀態(tài)。另外,vdd域塊204可以包括各種數(shù)字電路,諸如控制器228、輸入/輸出(i/o)控制器220、存儲器230(例如,ram和/或rom)、命令用戶接口(cui)222、以便在其他邏輯單元之間接口的膠合邏輯(gluelogic)226以及與存儲器陣列208接口的xy控制器224。電平位移器216可以是在vcc與vdd供應域之間轉換信號的數(shù)字傳遞裝置。在一些情況下,vcc域可以以2.5伏特操作,而vdd域可以以1.8伏特操作,但這些電壓在其他實施方式中可以不同。

存儲器裝置104的操作可以由來自主處理器102的指令來控制。在該特定示例中,有效指令以cs_信號的下降沿開始,然后是8位操作碼(操作碼)連同緩沖器或主存儲地址位置。在一些情況下,存儲器裝置104可以存儲程序代碼,該程序代碼可以在給定應用加電之后復制到外部ram或嵌入主處理器102中的ram中。如果不需要訪問存儲器裝置104直到下一電力循環(huán)為止,則可以期望的是將存儲器裝置104置于盡可能低的電源模式以消耗最少的電流。還可以存在期望將存儲器裝置104置于這種掉電模式的其他情況。

如上面討論的,存儲器裝置104可以進入從裝置僅汲取非常小量的電流的超深度掉電模式。在一些實施方案中,超深度掉電模式可以允許平均電流消耗降至遠低于一微安(μa)以下,并且在一些情況下低至50納安(na)。這樣,與正常操作相比,當裝置在超深度掉電模式下操作時,可以差不多將電流消耗降低至十分之一。然而,超深度掉電模式下的實際功耗在其他實施方案中可能不同。在任何情況下,在處于超深度掉電模式時可以顯著降低存儲器裝置的功耗。

超深度掉電模式可以完全關閉在vdd域中操作的存儲器裝置104的部件(例如,204)。進一步地,在特定實施方式中,可以支持用于使存儲器裝置104離開超深度掉電模式的各種方案。例如,可以支持硬件復位命令序列(例如參見圖4)、硬件復位引腳斷言(例如參見圖5)、電源/vcc循環(huán)以及預定spi命令(例如參見圖7),使得這些中的一個導致存儲器裝置104離開超深度掉電模式。

進入超深度掉電模式可以通過從主處理器102向i/o緩沖器212通過spi總線210提供唯一的預定8位命令操作碼來實現(xiàn)。在接收到該唯一命令操作碼之后,緩沖器212可以向命令用戶接口222傳遞該唯一命令操作碼。命令用戶接口222然后可以向與解碼該命令關聯(lián)的電平位移器216傳遞操作碼。電平位移器216可以將操作碼轉換成適當?shù)膙cc域電壓電平,并且可以將操作碼轉移到存儲元件214(例如,觸發(fā)器電路)。存儲元件214然后可以生成使得ldo調節(jié)器218的輸出被禁用的信號。禁用ldo調節(jié)器218的輸出可以切斷存儲器裝置212的vdd域塊204以及存儲器陣列208和高壓充電泵206的電源。由此,在超深度掉電模式下,可以完全切斷通常情況下由vdd電壓源供電的所有部件的電源。通過關閉存儲器裝置104中的另外內部電路,與其他低功率或待機模式相比,超深度掉電模式可以允許存儲器裝置104消耗更少的電力。

因為在超深度掉電模式下關閉了幾乎所有有效電路來節(jié)約功率,所以在超深度掉電模式下可以完全切斷輸入/輸出控制器220和命令用戶接口222的電源。因為可以忽略在存儲器裝置進入超深度掉電模式之后(且在存儲器裝置離開該模式之前)按照時鐘輸入到存儲器裝置104中的任何另外數(shù)據(jù),所以還可以忽略所有隨后的命令,直到裝置離開超深度掉電模式為止。在另一方面,因為可以忽略所有這種命令,所以超深度掉電模式可以用作針對編程和擦除操作的額外保護機制。然而,如下面將更詳細討論的,可以不是忽略所有這種隨后的命令,并且可以接受預定的特定命令,諸如提供了離開超深度掉電模式的方式的下面在圖7中示出的一種命令。

當存儲器裝置104處于超深度掉電模式時,裝置可以繼續(xù)由vcc電壓來供電,使得vcc域塊202(包括存儲元件214、ldo調節(jié)器218以及i/o緩沖器212)可以保持連接到vcc電壓。然而,在該狀態(tài)下,可以被實施為較小電路的ldo調節(jié)器218可以具有相對小的泄露,從而在超深度掉電模式期間幫助將存儲器裝置104的總功耗維持在相對低的水平。

超深度掉電模式與現(xiàn)有待機和深度掉電模式相比可以通過關閉另外的內部電路來允許裝置進一步降低其能耗。在“普通”深度掉電模式下,與超深度掉電模式相對,ldo218可以保持激活,或者以其他方式,到存儲器陣列和其他電路的電力可以在沒有l(wèi)do的情況下保持打開。相反,為了完全關閉使用ldo218的輸出的所有電路(包括vdd域204、hv泵216以及存儲器陣列208中的電路),在超深度掉電模式期間關閉ldo218。當存儲器裝置處于超深度掉電模式時,讀出狀態(tài)寄存器命令連同從超深度掉電模式恢復的命令(例如,參見圖7)一起可以是裝置可以識別的僅有命令。當在該模式下讀狀態(tài)寄存器時,所有位可以被讀為“1”,1指示裝置處于udpd模式。所有其他命令,包括從深度省電恢復命令,可以被忽略,除非針對從超深度掉電模式恢復命令以及從深度掉電模式恢復命令采用同一操作碼(例如,abh),使得同一命令可以用于從兩種睡眠模式喚醒。在任何情況下,因為可以忽略所有寫入命令,所以udpd模式基本上可以用作針對一些應用中的疏忽或無意非編程和擦除操作的額外保護機制。

現(xiàn)在參照圖3,示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的進入超深度掉電模式的示例操作的波形圖300。進入超深度掉電模式可以通過簡單地斷言cs_引腳、對輸入操作碼(例如,79h)定時且然后對cs_引腳解斷言來實現(xiàn)??梢院雎栽诓僮鞔a之后按照時鐘輸入到裝置中的任何另外數(shù)據(jù)。當cs_引腳被解斷言時,存儲器裝置可以在最大時間teudpd內進入超深度掉電模式。例如,完整的操作碼必須在解斷言cs_引腳之前時鐘輸入;否則,一旦cs_引腳被解斷言,則裝置可能中止操作且恢復為待機模式。另外,裝置可以在電源循環(huán)之后默認為待機模式。如果諸如編程或擦除循環(huán)的內部自定時操作在進行中,則可以忽略超深度省電命令。

特定實施方式還可以支持編程或擦除操作之后的“自動”超深度掉電模式進入,該編程或擦除操作可以允許存儲器裝置通過在完成內部定時的編程或擦除操作之后自動進入超深度掉電模式來進一步降低其能耗。編程或擦除操作可以為塊或芯片擦除命令、字節(jié)/頁編程命令或沒有內置擦除命令的緩沖器到主存儲器頁編程中的任一個。注意,緩沖器寫入命令或寄存器寫入命令中的任一個無法使得裝置進入超深度掉電模式。在任何情況下,與存儲器裝置無關(例如,經由直接命令或自動)進入超深度掉電模式,特定實施方式提供用于離開超深度掉電模式的各種控制機制。

編程/擦除操作之后的“自動”超深度省電(audpd)模式可以通過設置例如狀態(tài)/控制寄存器中的自動超深度省電啟用位來啟用。audpd可以在每當裝置進入超深度省電時清零,因此如果期望后面是自動超深度省電的另一個編程或擦除操作,則可以再次設置audpd。當使用編程/擦除操作之后的自動超深度掉電模式時,存儲器裝置可以在啟動編程或擦除命令之后的taudpd內切換到標準spi模式。因此,在編程或擦除操作仍然在進行時的操作和裝置已經進入超深度掉電模式之后的操作這兩者所有狀態(tài)讀出操作可以使用標準spi模式來執(zhí)行。

在一些情況下,所有輸入引腳可能必須處于有效cmos電平,以使超深度掉電模式下的功耗最小化。在從超深度省電恢復/離開時,所有內部寄存器(例如,除了狀態(tài)/控制寄存器中的寫入完成狀態(tài)位之外)可以處于通電默認狀態(tài)。另外,即使存儲器裝置104在進入超深度省電時處于qpi或八進制模式(包括兩個或多個數(shù)據(jù)速率),存儲器裝置104也可以在單spi模式下醒來。在一些實施方案中,如果諸如編程或擦除循環(huán)的內部自定時操作在進行中,則超深度省電命令可以被忽略。如上面注釋的,i/o控制器220和命令用戶接口222可以在超深度掉電模式期間完全切斷電源。由此可見,通常所有操作碼命令在裝置處于超深度掉電模式時可以由存儲器裝置104忽略。然而,特定實施方式可以支持通過可以用于將存儲器裝置104帶出超深度掉電模式的、在spi總線210的線中的spi數(shù)據(jù)發(fā)送的預定操作碼命令(例如,參見圖7)。

在一個示例中,為了喚醒存儲器裝置104并將其帶出超深度掉電模式,僅觸發(fā)spi總線210的spics_線上的信號將不是有效的。相反,預定操作碼(例如,abh)可以經由i/o緩沖器212和存儲元件214中的專用電路來提供并解碼。當存儲器裝置104處于超深度掉電模式時,緩沖器212可以按照時鐘輸入并直接將串行輸入信號傳遞給存儲元件214,該存儲元件在預定操作碼匹配的情況下可以生成使得ldo調節(jié)器218的輸出被啟用的信號。啟用ldo調節(jié)器218的輸出可以將vdd電壓提供給各種vdd域塊204,而且提供給高壓充電泵206和存儲器陣列208,由此將存儲器裝置104恢復到待機模式。由此,雖然存儲器裝置104使用特定命令(例如,操作碼)來進入超深度掉電模式,但可以使用存儲器裝置104的適當硬件特征或不同的命令/操作碼將存儲器裝置帶出超深度掉電模式。

在特定實施方式中,片選信號可以另選地用于除了使存儲器裝置離開超深度掉電模式之外的目的。在這種情況下,片選信號可以用于在不喚醒裝置的情況下發(fā)送給存儲器裝置命令。這樣,為了離開超深度掉電模式,可以采用其他喚醒信號或命令。例如,為了控制存儲器裝置104離開超深度掉電模式,可以將狀態(tài)讀取命令連同專用從超深度省電喚醒命令(例如,操作碼=abh)一起采用。在一個示例中,狀態(tài)讀取命令可以提供狀態(tài)數(shù)據(jù),而不將存儲器裝置帶出超深度掉電模式,同時從超深度省電喚醒命令可以是將存儲器裝置104帶出超深度掉電模式的spi命令。

在一些情況下,從超深度省電喚醒命令可以與用于從標準(不是非常超深度)掉電模式喚醒的現(xiàn)有命令相同。在其他情況下,可以采用不同的從超深度省電喚醒命令。從省電喚醒命令或“從深度省電恢復”命令可以是遵循正常spi命令序列的標準spi命令。這可以與可以充當用于硬件復位引腳的替代的離開超深度省電或硬件復位命令序列(例如,jedec硬件復位)相對。這種硬件復位命令可以包括正常spi操作期間從不應該出現(xiàn)的信號序列。由此可見,可以采用按照這些方法的硬件復位命令,作為從超深度掉電模式喚醒/離開的另一另選方案。

為了離開超深度掉電模式,特定實施方式可以支持硬件復位命令序列,該序列訓練硬件reset_引腳、(例如,主電源vcc的)電源循環(huán)或可以為僅可由處于超深度省電的存儲器裝置識別的命令的專用/預定spi命令。在從超深度省電恢復時,所有內部易失性寄存器可以處于它們的通電默認狀態(tài)。一個例外可以是狀態(tài)/控制寄存器中的寫入完成狀態(tài)位,借此,即使這種狀態(tài)位可以是易失性位,但該位在裝置進入自動超深度省電時可以不被清零。這可以確保在自動超深度省電編程或擦除操作之后仍然可以檢測錯誤。在這種情況下,寫入完成狀態(tài)位可以不由硬件復位或通過演練reset_引腳來擦除。然而,該位可以由全電源循環(huán)來擦除,或者在超深度省電(例如,79h)命令用于進入udpd模式時擦除。

即使存儲器裝置在進入超深度省電時處于qpi或八進制模式,存儲器裝置也可以在spi模式下醒來。在這種情況下,系統(tǒng)在可以恢復正常命令操作之前必須等待裝置恢復為待機模式。離開超深度省電預定操作碼(例如,abh)或硬件復位命令序列可以用于從超深度省電喚醒裝置。該序列還可以用于將裝置復位為沒有循環(huán)電源的通電狀態(tài),這可以是離開超深度掉電模式的另一個所支持的方法。為了將裝置從超深度省電喚醒,還可以斷言硬件reset_引腳。該選項還可以用于將裝置復位為與沒有循環(huán)電源的通電狀態(tài)類似的狀態(tài)。

在裝置處于超深度掉電模式時的硬件復位之后,sram緩沖器212可以被復位為未定義值。所有易失性狀態(tài)寄存器可以被復位為它們的默認狀態(tài),除了在以下的情況下之外:如果在最新編程或擦除命令之前設置狀態(tài)/控制寄存器中的位(例如,audpd位),因此裝置將在編程或擦除命令完成后自動進入超深度掉電模式,并且硬件復位用于將裝置從超深度掉電模式喚醒,然后寫入完成狀態(tài)位可以不被復位。在這種情況下,寫入完成狀態(tài)仍然可以在最新的編程或擦除命令之后示出正確的狀態(tài)。所有非易失性狀態(tài)寄存器可以保持它們在復位之前具有的值。

在裝置處于除了超深度掉電模式之外的任何模式時的硬件復位之后,sram緩沖器可以保持它在復位之前具有的值,以下例外。如果在sram緩沖器的更新期間啟動復位序列,則可能損壞sram緩沖器的內容。所有易失性狀態(tài)寄存器可以被復位為它們的默認值。所有非易失性狀態(tài)寄存器可以保持它們在復位之前具有的值,以下例外。如果在到非易失性狀態(tài)寄存器的寫入期間啟動復位序列,則可能損壞該寄存器的值。裝置可以在硬件復位后總是回返到標準spi模式。

在特定實施方式中,可以通過電源循環(huán)裝置來控制存儲器裝置離開超深度省電。例如,可以對到裝置的vcc電壓或主電源放電或以其他方式斷開,然后重新施加。可以采用加電電路來作為加電過程的一部分來檢測vcc處于足以操作存儲器裝置的電平。由此,如果存儲器裝置在電源循環(huán)裝置之前處于超深度省電,則一旦重新施加電源,存儲器裝置將已經離開超深度掉電模式。在存儲器裝置接受編程或擦除命令之前必須經過指定延遲(例如,tpuw)或加電裝置延遲。該延遲可以確保存儲器裝置已經恢復為待機裝置,并且可以包括確保適當?shù)膬炔侩娫措娖?例如,vdd)處于足以進行給定操作的電平。在從超深度省電恢復時,所有內部寄存器可以處于它們的加電默認值。

現(xiàn)在參照圖4,示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的離開超深度掉電模式的第一示例硬件復位操作的波形圖400。這種類型的復位操作由于用于其他類型的復位操作中的具體命令還可以被稱為“jedec”硬件復位操作。在特定實施方式中,可以采用該特定命令序列來離開超深度掉電模式。復位序列可以不適用sck引腳,并且必須貫穿整個復位序列保持sck引腳低(模式0)或高(模式3)。這可以防止與命令的任何混淆(因為沒有命令位被轉移(定時))。當si引腳上的數(shù)據(jù)在自始至終沒有邊沿在sck引腳上的情況下在cs_引腳的四個連續(xù)正邊沿上為0101時,可以命令復位/離開。

這是為了選擇裝置而將第一cs_驅動為低電平有效的序列。時鐘(sck)可以在高或低狀態(tài)下保持穩(wěn)定。同樣,si可以與cs_變成低電平有效同時地由總線主設備(例如,主機102)驅動為低。在sck轉變之前在cs_低期間,沒有spi總線從設備可以驅動si(例如,不允許受控串流輸出有效,直到sck的第一邊沿之后為止)。同樣,可以將cs_驅動為無效。從設備可以在cs_的上升沿上捕獲si的狀態(tài)。這種步驟可以重復4次,每次交替si的狀態(tài)。在第四個這種cs_脈沖之后,從設備可以觸發(fā)其內部復位。例如,si在第一cs_上可以為低,在第二cs_上為高,在第三cs_上為低,在第四cs_上為高。這提供值5h以與隨機噪聲區(qū)分。另外,在此期間sck上的活動可以停止序列,并且可以不生成復位。

現(xiàn)在參照圖5,示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的離開超深度掉電模式的第二示例硬件復位操作的波形圖500。在該示例中,硬件復位引腳可以用于喚醒裝置以離開超深度掉電模式。該序列還可以用于將裝置復位為與沒有循環(huán)電源的通電狀態(tài)類似的狀態(tài)。這種情況下的復位序列不適用任何其他引腳。復位引腳上的低狀態(tài)(reset_)可以終止進行中的操作并將內部狀態(tài)機復位至空閑狀態(tài)。只要低電平存在于reset_引腳上,存儲器裝置就可以保持在復位狀況下。一旦將reset_引腳帶回高電平,則正常操作可以恢復。裝置可以包含內部通電復位電路,因此可以通電序列期間對reset_引腳沒有限制。

在裝置處于超深度掉電模式時由reset_引腳啟動的硬件復位之后,sram緩沖器212可以被復位為未定義值。所有易失性狀態(tài)寄存器可以被復位為它們的默認值,除了在以下情況。如果例如在最新編程或擦除命令之前設置狀態(tài)/控制寄存器中的給定位,因此裝置在編程或擦除命令完成后進入超深度掉電模式,并且reset-用于將裝置從超深度掉電模式喚醒,然后可以不復位寫入完成狀態(tài)位。在這種情況下,寫入完成狀態(tài)仍然可以在最新的編程或擦除命令之后示出正確的狀態(tài)。所有非易失性狀態(tài)寄存器可以保持它們在復位之前具有的值。

在存儲器裝置處于除了超深度掉電模式之外的任何模式時由reset_引腳啟動的硬件復位之后,sram緩沖器可以保持它在復位之前具有的值,以下例外。如果在sram緩沖器的更新期間啟動復位序列,則可能損壞sram緩沖器的內容。所有易失性狀態(tài)寄存器可以被復位為它們的默認值。所有非易失性狀態(tài)寄存器可以保持它們在復位之前具有的值,以下例外。如果在到非易失性狀態(tài)寄存器的寫入期間啟動復位序列,則可能損壞該寄存器的值。裝置可以在經由reset_引腳/信號離開udpd之后總是回返到標準/單spi模式。

現(xiàn)在參照圖6,示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的包括第二示例硬件復位操作的電源曲線的波形圖600。如圖所示,斷言的reset-引腳可以使存儲器裝置從超深度掉電模式離開。例如,可以需要在預定持續(xù)時間(例如,trst)內斷言reset_引腳(例如,保持低)。響應于reset_引腳的下降沿,為了適當復位內部電源(例如,作為來自ldo調節(jié)器218的輸出的vdd)和寄存器狀態(tài),存儲器裝置可以引起的操作電流為有效電流電平。該過程可以在指定的硬件復位時間(例如,thwres)內完成,并且此時一旦裝置進入待機模式并準備正常操作,則操作電流可以恢復為待機模式電流。

現(xiàn)在參照圖7,示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的離開超深度掉電模式的示例專用恢復命令的波形圖700。從掉電模式恢復預定/專用命令(例如,操作碼=abh)是將裝置從掉電模式或超深度掉電模式喚醒的唯一指令。當存儲器裝置處于超深度掉電模式時,忽略所有其他命令。在該指令命令中,在使cs_引腳低之后,可以應用“res”或恢復指令。在指令結束時,可以使cs_引腳恢復為高。sck時鐘號7的上升沿(例如,第8個上升沿)可以啟動內部res指令。如圖所示,存儲器裝置可以在sck的第8個上升沿之后變得可用于讀出和寫入指令tpud或txudpd。

在一個實施方式中,一種控制可在超深度掉電模式下操作的存儲器裝置的方法,可以包括以下步驟:(i)由電壓調節(jié)器的輸出提供用于存儲器裝置的多個部件的電源電壓,其中,多個部件包括命令用戶接口,并且其中,存儲器裝置包括喚醒電路,即使在存儲器裝置處于超深度掉電模式下時該喚醒電路也保持被通電;(ii)響應于接收第一預定命令使存儲器裝置進入超深度掉電模式,該第一預定命令使得電壓調節(jié)器的輸出被禁用以在超深度掉電模式期間完全切斷多個部件的電源;以及(iii)響應于接收硬件復位命令序列、復位管腳斷言、電源循環(huán)以及第二預定命令中的一個使存儲器裝置離開超深度掉電模式,從而使得啟用電壓調節(jié)器的輸出以向多個部件提供電力。

現(xiàn)在參照圖8,示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的離開超深度掉電模式的示例方法的流程圖800。在802處,存儲器裝置可以處于待機模式(例如,準備接受指令命令)。在804處,存儲器裝置可以接收將被置于超深度掉電模式的命令。例如,該命令可以為預定操作碼,諸如圖3中所示的操作碼。在806處,作為該命令的結果,存儲器裝置可以進入超深度掉電模式。

如上面討論的,特定實施方式支持離開超深度掉電模式的各種方案。在808處,為了離開超深度掉電模式,可以采用其中的方案中的任一個。在一個示例中,在810處,可以在存儲器裝置處(例如,從主機裝置)接收硬件復位命令序列。例如,可以應用諸如上面在圖4中示出的命令序列的硬件命令序列。作為響應,在818處,存儲器裝置可以離開超深度掉電模式,并且可以在802處恢復為待機模式。

在另一個示例中,在812處,為了在818處離開超深度掉電模式,可以激活硬件復位引腳。例如,可以如上面在圖5中所示來斷言reset_引腳。作為這種硬件復位的結果,電流在802處作為待機模式的一部分且作為離開超深度掉電模式的結果可以恢復為待機模式電流。在另一個示例中,在814處,(例如,電源vcc的)電源循環(huán)可以用于離開超深度掉電模式。在又一個示例中,在816處,為了離開超深度掉電模式,可以采用預定“恢復”spi命令。例如,可以利用如上面在圖7中所示的spi命令。作為響應,在818處,存儲器裝置可以離開超深度掉電模式,并且可以在802處恢復為待機模式。

這樣,特定實施方式可以支持提供使存儲器裝置離開超深度掉電模式的控制的各種方法、電路、機制和/或結構。雖然上述示例包括特定存儲器裝置的電路、操作方法以及結構實施方案,但本領域技術人員將認識到,可以根據(jù)實施方式使用其他技術和/或結構。進一步地,本領域技術人員將認識到,還可以根據(jù)實施方式使用其他裝置電路結構、架構、元件等。

對本發(fā)明的示例性實施方式的上述說明是為了例示和說明的目的而提供的。并非旨在對本發(fā)明進行窮盡,或者將本發(fā)明限于所公開的精確形式。顯而易見的是,很多修改例和變型例對于本領域技術人員是明顯的。選擇了實施方式進行說明以最好地解釋本發(fā)明的原理及其實際應用,以使本領域其他技術人員能夠理解本發(fā)明的各種實施方式,以及適合于所設想的具體用途的各種變型。本發(fā)明的范圍旨在由所附權利要求及其等同物來限定。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年2月11日提交的美國第62/294264號臨時申請的權益,此處以引證的方式將上述申請全文并入。

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