PRAM的写操作方法.pdf

1、10申请公布号CN102043591A43申请公布日20110504CN102043591ACN102043591A21申请号201010564893422申请日20101124G06F3/0620060171申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园北京10008482信箱72发明人胡事民田玉龙74专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人王莹54发明名称PRAM的写操作方法57摘要本发明公开了一种PRAM的写操作方法，包括S1将需要写回PRAM的数据进行多次循环移位；S2计算步骤S1中每个循环移位后的数据与旧数据的汉明距离；S3选取最小汉明距离所对应的循环移位后的数据写

2、入PRAM中旧数据对应的空间，只在与旧数据按位比较相同位上不同数据的位中写入数据，并将所选择的循环移位后的数据的移位位数也记录在所述PRAM中。本发明减少对PRAM总的写入次数，延长PRAM的使用寿命。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页CN102043594A1/1页21一种PRAM的写操作方法，其特征在于，包括以下步骤S1将需要写回PRAM的数据进行多次循环移位；S2计算步骤S1中每个循环移位后的数据与旧数据的汉明距离；S3选取最小汉明距离所对应的循环移位后的数据写入PRAM中旧数据对应的空间，只在与旧数据按位比较相同位上不同数据的

3、位中写入数据，并将所选择的循环移位后的数据的移位位数也记录在所述PRAM中。2如权利要求1所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，步骤S1具体为将需要写回的数据循环移位0N1位，并将循环移位后得到的N个数据存在PRAM控制电路的第一组N个存储单元中，每个储存单元中存储的数据为循环移位不同位数而得到的数据，其中，N为数据的BIT长度。3如权利要求2所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括S21在CPU把缓存中长度为N的更新过的数据写回PRAM时，从PRAM中存储旧数据的数据区中读出旧数据；S22将所述旧数据在PRAM控制电路的第二组N个存储单元中各存储一份；S23计算第一组N

4、个存储单元中的循环移位后的数据与第二组N个存储单元中的旧数据计算各自的汉明距离。4如权利要求3所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述步骤S23中具体为并行地计算第一组N个存储单元中的循环移位后的数据与第二组N个存储单元中的旧数据计算各自的汉明距离。5如权利要求3所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述步骤S21中的数据区对应有标记区，数据区和标记区的个数相等，长为M的数据区对应长为LOG2M的标记区。6如权利要求5所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述步骤S3中的移位位数记录在所述标记区。7如权利要求2所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述循环移位为方向一致向左的移位或方

5、向一致向右的移位。8如权利要求36中任一项所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述第一组N个存储单元为PRAM控制电路的前N个存储单元，所述第二组N个存储单元为PRAM控制电路的后N个存储单元，且前后N个存储单元不重叠。权利要求书CN102043591ACN102043594A1/3页3PRAM的写操作方法技术领域0001本发明涉及计算机存储器技术领域，特别涉及一种PRAM的写操作方法。背景技术0002相位可变随机存储器PHASECHANGERANDOMACCESSMEMORY，PRAM，也称为相变存储器PHASECHANGEMEMORY，PCM。具有巨大的应用前景。与闪存FLASH相比具

6、有读写速度快，寿命长等优点。但PRAM的存储颗粒同样具有有限的生命周期，可擦写次数为108109次。由于读写速度和低功耗方面的优势，也可以将PRAM作为主存DRAM的替代品，已有成为下一代主存的趋势。与DRAM相比，PRAM具有集成密度高，功耗低，非易失等特点，但其读写速度稍慢，有限的可擦写次数依然是其突出性的问题。如何减少写回PRAM的数据成为增强相变存储器存储寿命的一种显著方法。0003PRAM是按位为单位进行操作的，一个PRAM存储单元使用一种叫做相变材质来存储1比特信息。这种介质可以稳定的存在两种状态非晶体状态和晶体状态。可以用来代表逻辑上的0和1。两种状态可以通过加热来进行状态转换。

7、这种材质还可以通过加热温度的不同来形成多种可以区分的状态来存储更多的信息。发明内容0004一要解决的技术问题0005本发明要解决的技术问题是如何减少对PRAM的写回次数。0006二技术方案0007为解决上述技术问题，本发明提供了一种PRAM的写操作方法，包括以下步骤0008S1将需要写回PRAM的数据进行多次循环移位；0009S2计算步骤S1中每个循环移位后的数据与旧数据的汉明距离；0010S3选取最小汉明距离所对应的循环移位后的数据写入PRAM中旧数据对应的空间，只在与旧数据按位比较相同位上不同数据的位中写入数据，并将所选择的循环移位后的数据的移位位数也记录在所述PRAM中。0011其中，步

8、骤S1具体为0012将需要写回的数据循环移位0N1位，并将循环移位后得到的N个数据存在PRAM控制电路的第一组N个存储单元中，每个储存单元中存储的数据为循环移位不同位数而得到的数据，其中，N为数据的BIT长度。0013其中，所述步骤S2具体包括0014S21在CPU把缓存中长度为N的更新过的数据写回PRAM时，从PRAM中存储旧数据的数据区中读出旧数据；0015S22将所述旧数据在PRAM控制电路的第二组N个存储单元中各存储一份；0016S23计算第一组N个存储单元中的循环移位后的数据与第二组N个存储单元中的旧数据计算各自的汉明距离。说明书CN102043591ACN102043594A2/3

9、页40017其中，所述步骤S23中具体为并行地计算第一组N个存储单元中的循环移位后的数据与第二组N个存储单元中的旧数据计算各自的汉明距离。0018其中，所述步骤S21中的数据区对应有标记区，数据区和标记区的个数相等，长为M的数据区对应长为LOG2M的标记区。0019其中，所述步骤S3中的移位位数记录在所述标记区。0020其中，所述循环移位为方向一致向左的移位或方向一致向右的移位。0021其中，所述第一组N个存储单元为PRAM控制电路的前N个存储单元，所述第二组N个存储单元为PRAM控制电路的后N个存储单元，且前后N个存储单元不重叠。0022三有益效果0023本发明通过对要写入的数据循环移位后计

10、算与旧数据的汉明距离，找到汉明距离最小的循环移位后的数据，并在写入PRAM时只写入与旧数据相应位的数据不同的数据，还将移动的位数写入标记区，从而减少对PRAM总的写入次数，延长PRAM的使用寿命。附图说明0024图1是本发明实施例的一种PRAM的写操作方法流程图；0025图2是本发明实施例的一种PRAM的写操作方法中计算汉明距离示意图；0026图3是根据本发明的PRAM的写操作方法写入后读取还原的过程图。具体实施方式0027下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。0028如图1所示，为本发明实施例的一种PRAM的写操作方

11、法流程图，包括0029步骤S101，将需要写回PRAM的数据进行多次循环移位。具体地，将需要写回的数据循环移位0N1位，N为数据的BIT长度，移位时可以左移也可以右移，但方向要一致，并将循环移位后得到的N个数据存在PRAM控制电路的第一组N个存储单元中，存储单元是以NBIT为单位的存储单元，每个储存单元中存储的数据为循环移位不同位数而得到的数据。0030步骤S102，读取旧数据。优选地，将PRAM分为数据区和标记区，数据区和标记区个数相等，数据区和标记区一一对应，长为M的数据区对应一个长为LOG2M的标记区。在CPU把缓存中长度为N更新过的数据写回PRAM时，先从PRAM中存储旧数据的数据区中

12、读出旧数据，并将所述旧数据在PRAM控制电路的第二组N个存储单元中各存储一份。CPU每次写会的数据的长度都是一样的，即CACHELINE的长度，所以新数据和旧数据的长度相同。为了方便存储，优选将旧数据存储在PRAM控制电路的后N个存储单元，循环移位后的数据存储中PRAM控制电路的前N个存储单元，且前后N个存储单元不重叠。0031步骤S103，计算每个循环移位后的数据与旧数据的汉明距离。如图2所示，计算移位0，1，N1位后的N个数据和旧数据的汉明距离，就是两个长度为N的新旧数据，按位异或，得到另一个长度为N的数，这个数中“1”的个数就是它们的汉明距离。具体地，PRAM控制电路的前N个存储单元中的

13、循环移位后的数据并行地与PRAM控制电路的后N个存储单元中的旧数据计算各自的汉明距离。并将计算出的汉明距离分别对应地存储在PRAM说明书CN102043591ACN102043594A3/3页5控制电路的后N个存储单元中。0032步骤S104，选取最小汉明距离所对应的循环移位后的数据，即所有移位后的数据和旧数据比较，相同BIT位不同值最少即步骤S103中“1”的个数最少的另一个长度为N的数对应的移位后的数据的移位后的数据为汉明距离最小的数据。0033步骤S105，将步骤S104选取的数据写入PRAM中旧数据对应的空间，写入时，将该数据与旧数据按位比较，只在与旧数据按位比较相同位BIT上不同数据

14、的位中写入数据，这样可以减少对PRAM的写入次数。为了读取数据后还原，还将所选择的循环移位后的数据的移位位数也记录在PRAM中，具体记录在与写入的数据区对应的标记区中。其读取还原过程如图3所示，读出的参与CPU内部计算的数据需要根据记录的移动位数还原。具体的还原如下如果处理器执行写操作时，计算汉明距离采用的是左移，那么恢复的则采用右移。例如记录循环左移的标记值为J，那么在处理器读数据的时候，先从主存中读出该数据，同时读出标记，值为J，那么把该数据循环右移J位后读入处理器进行接下来的常规操作。0034以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。说明书CN102043591ACN102043594A1/2页6图1图2说明书附图CN102043591ACN102043594A2/2页7图3说明书附图CN102043591A