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1、(10)申请公布号 CN 102971795 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102971795 A *CN102971795A* (21)申请号 201180033530.0 (22)申请日 2011.05.06 61/332,232 2010.05.07 US G11C 7/10(2006.01) G11C 11/4093(2006.01) (71)申请人 莫塞德技术公司 地址 加拿大安大略省 (72)发明人 R舒茨 (74)专利代理机构 北京泛华伟业知识产权代理 有限公司 11280 代理人 王勇 (54) 发明名称 使用单个缓冲区同时读取多个存储器装置的 方法和设备。
2、 (57) 摘要 桥接装置, 用于从第一页缓冲区源和第二缓 冲区源接收读出数据, 该桥接装置包括数据缓冲 区、 仲裁器电路和控制器。 数据缓冲区具有预定的 大小, 用于从第一页缓冲区源接收第一读出数据 和从第二页缓冲区源接收第二读出数据。仲裁器 电路在第一页缓冲区源准备好提供第一读出数据 时生成第一读取传递信号, 并且当第一页缓冲区 准备好提供第一读出数据时禁止生成第二读取传 递信号。控制器响应于第一读取传递信号向第一 页缓冲区源发出数据传递命令 , 用于从第一页缓 冲区源中将第一读出数据传递到数据缓冲区。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.01.06 (86)P。
3、CT申请的申请数据 PCT/CA2011/050281 2011.05.06 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/137541 EN 2011.11.10 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 22 页 附图 14 页 (19)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 3 页 说明书 22 页 附图 14 页 1/3 页 2 1. 一种用于控制从两个页缓冲区源向数据缓冲区进行的数据传递的方法, 包括 : 发起在所述两个页缓冲区源中的读取操作 ; 自动将来自于所述两个页缓冲区源中完成读取操作的第一页缓冲区源的数据传递到 所述数据缓冲区 ; 当所述两个页。
4、缓冲区源中的第二页缓冲区源完成读取操作并且所述数据缓冲区繁忙 时, 禁止从所述第二页缓冲区源传递数据 ; 等待所述数据缓冲区变为可用 ; 以及 当所述数据缓冲区可用时, 从所述第二页缓冲区源传递数据。 2. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 所述两个页缓冲区源中的每一个和所述数据缓 冲区的大小被设定为存储一页数据。 3. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 所述第一页缓冲区源是第一存储装置并且所述 第二页缓冲区源是第二存储装置。 4. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 所述第一页缓冲区源是存储器装置的第一页缓 冲区并且所述第二页缓冲区源是存储器装置的第二页缓冲区。 5. 根据权。
5、利要求 1 所述的方法, 其中, 自动传递数据包括从所述第一页缓冲区源接收 就绪信号。 6. 根据权利要求 5 所述的方法, 其中, 自动传递数据还包括在从所述第一页缓冲区源 接收到读取信号之后, 向所述第一页缓冲区源发出数据传递命令。 7. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 禁止传递数据包括 : 如果针对所述第二页缓冲区 源的读取操作正在进行中, 则将所述第二页缓冲区源设置为延后状态。 8. 根据权利要求 7 所述的方法, 其中, 设置延后状态包括将与所述第二页缓冲区源相 对应的延后状态寄存器设置为延后状态。 9. 根据权利要求 8 所述的方法, 其中, 传递数据包括将所述延后状态寄存。
6、器设置为非 延后状态。 10. 根据权利要求 2 所述的方法, 其中, 禁止传递数据包括从所述第二页缓冲区源接收 就绪信号。 11. 根据权利要求 9 所述的方法, 还包括 : 在从所述第二页缓冲区源接收到读取信号并 且所述第二页缓冲区源被设置为延后状态之后, 禁止向所述第二页缓冲区源发出数据传递 命令。 12. 根据权利要求 1 所述的方法, 其中, 等待包括输出在所述数据缓冲区中存储的所述 第一页缓冲区源的数据。 13. 根据权利要求 11 所述的方法, 其中, 传递数据包括在所述数据缓冲区已经完成所 述第一页缓冲区源的数据的输出之后, 向所述第二页缓冲区源发出数据传递命令。 14. 根据。
7、权利要求 1 所述的方法, 其中, 禁止传递数据包括在接收到就绪信号时, 为所 述第二页缓冲区源设置延后状态。 15. 根据权利要求 14 所述的方法, 其中, 设置延后状态包括将与所述第二页缓冲区源 相对应的延后状态寄存器设置为延后状态。 16. 一种用于从桥接装置读取数据的方法, 该桥接装置具有与该桥接装置的通道连接 的两个页缓冲区源, 所述方法包括 : 权 利 要 求 书 CN 102971795 A 2 2/3 页 3 向所述桥接装置发出从所述两个页缓冲区源中读取数据的页读取命令 ; 确定所述两个页缓冲区源中的第一页缓冲区源处于就绪状态并且处于非延后状态, 该 非延后状态表明所述第一页。
8、缓冲区源的数据被存储在所述桥接装置的数据缓冲区中 ; 从所述桥接装置的数据缓冲区中突发读取数据 ; 如果所述两个页缓冲区源中的第二页缓冲区源处于就绪状态并且处于延后状态, 则向 所述第二页缓冲区源重新发出页读取命令, 用于将所述第二页缓冲区源的数据传递到所述 桥接装置的数据缓冲区 ; 以及 从所述桥接装置的数据缓冲区中突发读取数据。 17. 根据权利要求 16 所述的方法, 其中, 发出页读取命令包括向所述第一页缓冲区源 发出第一页读取命令, 随后在预定的延迟时段之后, 向所述第二页缓冲区源发出第二页读 取命令。 18. 根据权利要求 17 所述的方法, 其中, 响应于所述第一页读取命令, 所。
9、述第一页缓冲 区源从存储阵列中读取数据页并且将该数据页传递到所述桥接装置的数据缓冲区。 19. 根据权利要求 18 所述的方法, 其中, 当发起所述数据页向所述数据缓冲区的传递 时, 所述桥接装置为所述第二页缓冲区源设置延后状态。 20. 根据权利要求 16 所述的方法, 其中, 所述确定包括读取所述桥接装置的的状态寄 存器, 该状态寄存器指示与所述第一页缓冲区源和所述第二页缓冲区源中的每一个对应的 就绪状态和非延后状态。 21. 根据权利要求 16 所述的方法, 其中, 重新发出包括读取所述桥接装置的状态寄存 器, 以确定所述第二页缓冲区源是否处于就绪状态和延后状态。 22. 根据权利要求 。
10、21 所述的方法, 其中, 响应于页读取命令, 所述第二页缓冲区源从存 储阵列中读取数据页并且将该数据页传递到所述桥接装置的数据缓冲区。 23. 根据权利要求 22 所述的方法, 其中, 读取所述桥接装置的状态寄存器以确定所述 第二页缓冲区源是否处于就绪状态, 该就绪状态表明所述第二页缓冲区源的数据被保存在 所述桥接装置的数据缓冲区。 24. 一种用于从第一页缓冲区源和第二页缓冲区源接收读出数据的桥接装置, 包括 : 数据缓冲区, 其具有预定的大小, 用于接收来自于所述第一页缓冲区源的第一读出数 据和来自于所述第二页缓冲区源的第二读出数据, 所述第一读出数据和所述第二读出数据 具有该预定的大小。
11、 ; 仲裁器电路, 用于响应于检测到第一页缓冲区源准备好提供所述第一读出数据而生成 第一读取传递信号, 并且用于至少当所述第一页缓冲区准备好提供所述第一读出数据的时 候、 所述第二页缓冲区源变为准备好提供所述第二读出数据时, 禁止第二读取传递信号的 生成 ; 控制器, 用于响应于用于从所述第一页缓冲区源向所述数据缓冲区传递所述第一读出 数据的第一读取传递信号, 向所述第一页缓冲区源发出数据传递命令。 25. 根据权利要求 24 所述的桥接装置, 其中, 所述第一页缓冲区源是第一存储装置并 且所述第二页缓冲区源是第二存储装置。 26. 根据权利要求 25 所述的桥接装置, 其中, 所述仲裁器电路。
12、从所述第一存储装置接 收表明所述第一存储装置准备好提供所述第一读出数据的第一就绪 / 忙信号跃迁, 并且在 权 利 要 求 书 CN 102971795 A 3 3/3 页 4 所述第一就绪 / 忙信号跃迁之后, 从所述第二页缓冲区源接收第二就绪 / 忙信号跃迁。 27. 根据权利要求 24 所述的桥接装置, 其中, 所述第一页缓冲区是存储器装置的第一 平面并且所述第二页缓冲区源是存储器装置的第二平面。 28. 根据权利要求 27 所述的桥接装置, 其中, 所述仲裁器电路从存储器装置接收表明 所述第一平面和所述第二平面准备好提供所述第一读出数据和所述第二读出数据的就绪 / 忙信号跃迁。 权 利。
13、 要 求 书 CN 102971795 A 4 1/22 页 5 使用单个缓冲区同时读取多个存储器装置的方法和设备 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求 2010 年 5 月 7 日提交的美国临时专利申请第 61/332232 号的权益, 其 公开内容明确地整体合并到本文中。 技术领域 0003 本发明总体上涉及半导体器件, 并且具体涉及使用该半导体器件的单个缓冲区从 多个源中读取数据。 背景技术 0004 在目前可获得的工业和消费电子产品中, 半导体存储器装置是重要的部件。 例如, 计算机、 移动电话和其它便携式电子设备全都依赖于某种形式的存储器来存储数据。虽然 很多存储器装置。
14、一般情况下可以以商品或者分立存储器装置的形式得到, 但是对更高的集 成度和更高的输入 / 输出 (I/O) 带宽的需求带来了可以与诸如微控制器和其它处理电路之 类的系统集成在一起的内置存储器的发展。 0005 大多数消费电子产品采用诸如闪存存储器装置之类的非易失性装置来存储数据。 对闪存存储器装置的需求持续显著增长, 其原因在于这些装置很适合于多种多样的需要大 容量非易失性存储, 同时又占据很小物理面积的应用。例如, 在各种各样的消费者装置中, 比如在数码相机、 蜂窝电话、 通用串行总线 (USB) 闪存驱动器和便携式音乐播放器中, 普 遍都会用到闪存, 以存储这些装置使用的数据。而且, 闪存。
15、装置还被用作替代硬盘驱动器 (HDD) 的固态驱动器 (SSD) 。这些便携式装置最好在规格尺寸和重量方面都实现最小化。 然而, 多媒体和 SSD 应用需要大容量的存储器, 这会增大它们的产品的规格尺寸和重量。因 此, 消费产品制造商通过限制产品中包含的物理存储器的容量来做出妥协, 以使其尺寸和 重量能够被消费者接受。此外, 虽然闪存存储器每单位面积的密度要高于 DRAM 或 SRAM, 但 是由于它的 I/O 带宽相对较低, 这对它的读和写吞吐量都造成不利影响, 因此其性能受到 限制。 0006 图 1A 图解说明本领域公知的闪存存储器系统, 该系统具有并联连接于通道的多 个分立的闪存存储器。
16、装置和一个存储器控制器。这称为多分支存储器构造。图 1B 是可以 用在图 1A 的存储器系统中的分立闪存存储器装置之一的示意图, 其特别示出了存储器装 置接口。稍后将对图 1A 和 1B 详加介绍。这个分立的闪存存储器装置可以是公知的 NAND 闪存存储器装置, 这种存储器装置很容易获得, 因此价格不昂贵。 本领域的技术人员应当理 解, NAND 闪存存储器装置一般情况下输出在读取操作中从存储阵列中读取的至少一个单位 的数据, 称为一页数据。使用图 1B 的分立存储器装置的图 1A 的存储器系统受到速度和容 量的限制。 0007 图 2A 是图解说明串行存储器系统的概念本质的框图, 其中分立的。
17、串行接口存储 器装置彼此之间以及与存储器控制器之间串联连接。图 2B 是可以用在图 2A 的存储器系统 中的串行接口闪存存储器装置的示意图, 其特别示出了它的存储器装置接口。稍后将对图 说 明 书 CN 102971795 A 5 2/22 页 6 2A 和 2B 详加介绍。使用图 2B 的分立串行接口存储器装置的图 2A 的串行存储器系统能够 实现比图 1A 的多分支存储器系统更高的存储容量和速度。图 2A 的存储器装置能够输出在 读取操作中从存储阵列中读取的至少一页数据。然而, 图 2B 的分立串行接口存储器装置具 有与图 1B 的 NAND 闪存存储器装置不同的存储器接口, 因此不能彼此。
18、交换使用。 0008 为了利用图 2B 的存储器装置接口的较高速度并且利用很容易获得而且便宜的 NAND 闪存存储器装置, 已经开发出了一种桥接装置, 该桥接装置起到在与其连接的多个 NAND 闪存存储器装置与图 2B 中所示的利用分立串行接口操作的存储器控制器之间的接口 适配器的作用。举例来说, 如图 3B 中所示, 可以将桥接装置和多个分立的 NAND 闪存存储器 装置封装在一起, 形成封装存储器装置。 0009 桥接装置包括缓冲区, 例如 SRAM 存储器, 用于接收和缓存从存储器装置中读出的 数据页并且将读出数据输出到存储器控制器。桥接装置的成本主要由其面积决定, 并且桥 接装置的面积。
19、由 SRAM 存储器的尺寸支配。因此, 要使桥接装置的成本最小化, 就应当使 SRAM存储器最小化。 这可能意味着, 多个分立的NAND闪存存储器装置共享桥接装置的一个 数据缓冲区, 其尺寸适合于仅仅存储一页数据。 因此, 分立的存储器装置之间将会发生针对 有限的数据缓冲空间的竞争, 并且如果在第一个存储器装置访问桥接装置的数据缓冲区的 时候, 第二个存储器装置将数据输出到桥接装置, 则数据可能会丢失。另一方面, 分立存储 器装置能够具有输出多页数据的能力, 这进一步加剧了访问数据缓冲区的问题。 0010 因此, 需要能够控制由分立的存储器装置进行的访问的、 具有最小尺寸化的数据 缓冲区的改进。
20、的桥接装置。 发明内容 0011 在第一个方面, 给出了一种用于控制从两个页缓冲区源向数据缓冲区传递数据的 方法。该方法包括发起在两个页缓冲区源中的读取操作 ; 自动将来自于两个页缓冲区源中 完成读取操作的第一页缓冲区源的数据传递到数据缓冲区 ; 当两个页缓冲区源中的第二页 缓冲区源完成读取操作并且数据缓冲区繁忙时, 禁止从第二页缓冲区中传递数据 ; 等待数 据缓冲区变为可用 ; 以及当数据缓冲区可用时, 从第二页缓冲区源中传递数据。 按照第一个 方面的实施方式, 两个页缓冲区源中的每一个和数据缓冲区的大小都被设计为存储一页数 据, 第一页缓冲区源是第一存储装置并且第二页缓冲区源是第二存储装置。
21、, 或者, 第一页缓 冲区源是存储器装置的第一页缓冲区并且第二页缓冲区源是存储器装置的第二页缓冲区。 0012 在本方面的另一种实施方式中, 自动传递数据包括从第一页缓冲区源接收就绪信 号, 并且还包括在从第一页缓冲区源接收到读出信号之后, 向第一页缓冲区源发送数据传 递命令。 在另一种实施方式中, 禁止数据传递包括 : 如果针对第二页缓冲区源的读取操作正 在进行中, 则将第二页缓冲区源设置为延后状态, 并且设置延后状态包括将与第二页缓冲 区源相对应的延后状态寄存器设置为延后状态。在这一实施方式中, 传递数据包括将延后 状态寄存器设置为非延后状态。在本实施方式中, 禁止数据传递包括从第二页缓冲。
22、区源接 收就绪信号并且在接收到来自于第二页缓冲区源的读出信号并且第二页缓冲区源被设置 为延后状态之后, 禁止向第二页缓冲区源发出数据传递命令。 0013 在第一个方面的实施方式中, 等待包括输出在数据缓冲区中存储的第一页缓冲区 源的数据, 并且传递数据包括在数据缓冲区已经完成输出第一页缓冲区源的数据之后, 向 说 明 书 CN 102971795 A 6 3/22 页 7 第二页缓冲区源发送数据传递命令。在第一个方面的另一种可选实施方式中, 禁止数据传 递包括在接收到就绪信号时, 为第二页缓冲区源设置延后状态, 其中设置延后状态包括将 与第二页缓冲区源相对应的延后状态寄存器设置为延后状态。 0。
23、014 在第二个方面中, 提供了一种用于从桥接装置中读取数据的方法, 该桥接装置具 有与该桥接装置的通道连接的两个页缓冲区源。该方法包括向桥接装置发出从两个页缓 冲区源中读取数据的页读取命令 ; 确定两个页缓冲区源中的第一页缓冲区源处于就绪状态 并且处于非延后状态, 其表明第一页缓冲区源的数据被存储在桥接装置的数据缓冲区中 ; 从桥接装置的数据缓冲区中突发读取数据 ; 如果第二页缓冲区源处于就绪状态并且处于延 后状态, 则向两个页缓冲区源中的第二页缓冲区源重新发送页读取命令, 用于将第二页缓 冲区源的数据传递到桥接装置的数据缓冲区 ; 以及从桥接装置的数据缓冲区中突发读取数 据。 0015 在。
24、第二个方面的实施方式中, 发出页读取命令包括向第一页缓冲区源发出第一页 读取命令, 随后在预定的延迟时段之后, 向第二页缓冲区源发出第二页读取命令, 从而使得 第一页缓冲区源响应于第一页读取命令, 从存储阵列中读取数据页并且将该数据页传递到 桥接装置的数据缓冲区。当数据页向数据缓冲区的传递被发起时, 桥接装置为第二页缓冲 区源设置延后状态。在第二个方面的另一种实施方式中, 所述确定包括读取桥接装置的状 态寄存器, 该状态寄存器表明与第一页缓冲区源和第二页缓冲区源中的每一个对应的就绪 状态和非延后状态。在另一种实施方式中, 重新发出包括读取桥接装置的状态寄存器, 以 确定第二页缓冲区源是否处于就。
25、绪状态和延后状态, 其中第二页缓冲区源响应于页读取命 令, 从存储阵列中读取数据页并且将该数据页传递到桥接装置的数据缓冲区。在这一实施 方式中, 读取桥接装置的状态寄存器, 以确定第二页缓冲区源是否处于就绪状态, 该就绪状 态表明第二页缓冲区源的数据被保存在桥接装置的数据缓冲区。 0016 在第三个方面, 给出了一种桥接装置, 用于从第一页缓冲区源和第二页缓冲区源 接收读出数据。 该桥接装置包括数据缓冲区、 仲裁器电路和控制器。 数据缓冲区具有预定的 大小, 用于接收来自于第一页缓冲区源的第一读出数据和来自于第二页缓冲区源的第二读 出数据, 其中第一读出数据和第二读出数据具有该预定的大小。仲裁。
26、器电路响应于检测到 第一页缓冲区源准备好提供第一读出数据而生成第一读取传递信号, 并且至少当第一页缓 冲区准备好提供第一读出数据的时候、 第二页缓冲区源变为准备好提供第二读出数据时, 禁止第二读取传递信号的生成。 控制器响应于用于从所述第一页缓冲区源向所述数据缓冲 区传递所述第一读出数据的第一读取传递信号向第一页缓冲区源发出数据传递命令。 0017 按照第三个方面的实施方式, 第一页缓冲区源是第一存储装置并且第二页缓冲区 源是第二存储装置, 并且仲裁器电路从第一存储装置接收第一就绪 / 忙信号跃迁, 该第一 就绪 / 忙信号跃迁表明第一存储装置准备好提供第一读出数据, 并且在第一就绪 / 忙信。
27、号 跃迁之后, 从第二页缓冲区源接收第二就绪 / 忙信号跃迁。按照第三个方面的另一种可供 选用的实施方式, 第一页缓冲区是存储器装置的第一平面并且第二页缓冲区源是存储器装 置的第二平面, 并且仲裁器电路从存储器装置接收表明第一平面和第二平面准备好提供第 一读出数据和第二读出数据的就绪 / 忙信号跃迁。 0018 在结合附图阅读了下面的本发明具体实施方式的介绍之后, 对于本领域普通技术 人员, 本发明的其它方面和特征将会变得显而易见。 说 明 书 CN 102971795 A 7 4/22 页 8 附图说明 0019 现在将参照附图仅以举例的方式介绍本发明的实施方式, 其中 : 0020 图 1。
28、A 是示例非易失性存储器系统的框图 ; 0021 图 1B 是图 1A 的示例存储器系统中使用的分立闪存存储器装置的示意图 ; 0022 图 2A 是示例串行存储系统的框图 ; 0023 图 2B 是图 2A 的示例存储器系统中使用的分立串行接口闪存存储器装置的示意 图 ; 0024 图 3A 是按照本实施方式的、 具有四个分立存储器装置和桥接装置的组合存储器 装置的框图 ; 0025 图 3B 是按照本实施方式的全局命令的示意图 ; 0026 图 4 是按照另一种实施方式的具有四个分立存储器装置和桥接装置的组合存储 器装置的框图 ; 0027 图 5 是单平面闪存存储器装置的框图 ; 002。
29、8 图 6 是多平面闪存存储器装置的框图 ; 0029 图 7 是按照本实施方式的、 从多个源向有限的存储器空间传递数据的方法的流程 图 ; 0030 图 8 是按照本实施方式的、 从多个闪存装置向有限的存储器空间传递数据页的方 法的流程图 ; 0031 图 9 是按照本实施方式的、 针对桥接装置的状态寄存器定义表 ; 0032 图 10 是图解说明按照本实施方式的、 从两个闪存装置向有限的存储器空间进行 的示例传递操作的顺序图 ; 0033 图 11 是按照本实施方式的用于控制桥接装置的方法的流程图 ; 0034 图 12 是按照本实施方式的用于从单个闪存装置向有限的存储器空间传递多个数 据。
30、页的方法的流程图 ; 0035 图 13 是按照另外一种可供选用的实施方式的、 针对桥接装置的状态寄存器定义 表 ; 0036 图14是图解说明按照本实施方式的、 从单个闪存装置中进行的示例2页传递操作 的顺序图 ; 0037 图 15 是按照本实施方式的、 具有数据传递仲裁器的桥接装置的简化框图 ; 以及 0038 图 16 是按照本实施方式的传递仲裁器电路的示意图。 具体实施方式 0039 总体上, 本发明的实施方式针对的是包括分立存储器装置和桥接装置的组合存储 器装置, 该桥接装置用于响应于全局存储器控制信号来控制分立存储器装置, 其中该全局 存储器控制信号具有与存储器装置不兼容的格式或。
31、协议。 分立存储器装置可以是响应于本 机 (native) 或本地存储器控制信号的现成的商用存储器装置或者定制的存储器装置。桥 接装置通过将全局存储器控制信号转换为与分立存储器装置兼容的本机格式, 在分立存储 器装置与系统之间起到接口的作用。 写入数据由桥接装置接收并且被转送到所寻址的分立 说 明 书 CN 102971795 A 8 5/22 页 9 存储器装置, 并且桥接装置从分立存储器装置接收读出数据, 以将其转送到主机。 0040 应当注意的是, 下面的介绍中可互换地使用了 “ 高逻辑状态 “ 和 “ 逻辑 1 状态 “ 这些措辞, 而这些措辞被认为是相同的。类似地, “ 低逻辑状态 。
32、“ 和 “ 逻辑 0 状态 “ 被认为 是相同的。 0041 图 1A 图解说明现有技术中公知的闪存存储器系统。图 1A 是与主机系统 12 集成 在一起的非易失性存储器系统 10 的框图。系统 10 包括与主机系统 12 通信的存储器控制 器 14 以及多个非易失性存储器装置 16-1、 16-2、 16-3 和 16-4。例如, 非易失性存储器装置 16-1-16-4 可以是分立的异步闪存存储器装置。主机系统 12 包括处理装置, 比如微控制 器、 微处理器或计算机系统。图 1A 的系统 10 被组织成包括一个通道 18, 其中存储器装置 16-1-16-4与通道18并联连接。 本领域技术。
33、人员应当了解, 系统10可以使多于或少于四个 的存储器装置与其连接。在目前给出的例子中, 存储器装置 16-1-16-4 是异步的并且彼此 并联连接。 0042 通道 18 包括一组公共总线, 这些公共总线包括连接到所有相应存储器装置的数 据和控制线。各个存储器装置按照由存储器控制器 14 提供的各个芯片选择 (启用) 信号 CE1#、 CE2#、 CE3# 和 CE4# 而被启用或停用。在这个和后面的例子中, “#“ 表示该信号是有 效的低逻辑电平信号。 在这个方案中, 一般情况下一次选择一个芯片选择信号, 以启用非易 失性存储器装置 16-1-16-4 中相应的一个。存储器控制器 14 负。
34、责响应于主机系统 12 的操 作, 经由通道 18 向选中的存储器装置发出命令和数据。从存储器装置输出的读出数据经由 通道 18 被送回到存储器控制器 14 和主机系统 12。系统 10 一般来说包括多分支总线, 其中 存储器装置 16-1-16-4 相对于通道 18 并联连接。 0043 图 1B 是可以用在图 1A 的存储器系统中的分立闪存存储器装置 16-1-16-4 之一的 示意图。这一闪存存储器装置包括数个输入和输出端口, 该数个输入和输出端口包括例如 电源、 控制端口和数据端口。术语 “ 端口 “ 指的是存储器装置中的一般的输入或输出端子, 其包括例如封装引脚、 封装焊料凸块、 芯。
35、片结合焊盘和无线发射机和接收机。 电源端口包括 用于为闪存存储器装置的所有电路供电的VCC和VSS。 可以提供额外的电源端口, 来仅仅为 输入和输出缓冲器供电, 这是本领域中公知的。下面的表 1 提供了控制和数据端口、 它们的 相应描述、 定义和示例逻辑状态的列表。 注意, 封装引脚和球栅阵列是用于将被封装装置的 信号或电压与电路板相互连接起来的端口的物理示例。端口可以包括其它类型的连接, 例 如, 用于嵌入式系统和系统级封装 (SIP) 系统的端子和触点。 0044 表 1 0045 说 明 书 CN 102971795 A 9 6/22 页 10 0046 表1中记录的所有信号总称为存储器。
36、控制信号, 用于图1B中所示的示例闪存存储 器装置的操作。注意, 最后的端口 I/On 被认为是存储器控制信号, 是因为它能够接收指 示闪存存储器装置执行特定操作的命令。 0047 图 1A 的各个非易失性存储器装置具有一个用于接收和提供数据的特定数据接 口。在图 1A 的例子中, 这是在异步闪存存储器装置中常用的并行数据接口。众所周知, 并 行提供多位数据的标准并行数据接口在超出它们的标称工作频率的情况下工作时, 会遭受 公知的通信恶化影响, 例如会降低信号质量的串扰、 信号扭曲和信号衰减。 0048 为了增加数据吞吐量, 在共同拥有的名称为 “Memory with OutputContr。
37、ol” 的美 国专利公开第 20070153576 号和名称为 “Daisy ChainCascading Devices” 的美国专利公 说 明 书 CN 102971795 A 10 7/22 页 11 开第 20070076502 号中公开了具有串行数据接口的存储器装置, 这种存储器装置以例如 200MHz的频率串行地接收和提供数据。 这称为串行数据接口格式。 如这些共同拥有的专利 公开文本中所示, 所介绍的存储器装置可以用于彼此串行连接的存储器装置的系统中。 0049 图 2A 是图解说明串行存储器系统的概念本质的框图。在附图 2A 中, 串联的环形 拓扑结构的存储器系统 20 包括具。
38、有一组输出端口 Sout 和一组输入端口 Sin 的存储控制器 22 以及串联连接的存储器装置 24, 26, 28 和 30。存储器装置可以是例如串行接口闪存存储 器装置。虽然图 2A 中没有示出, 但是各个存储器装置都具有一组输入端口 Sin 和一组输出 端口Sout。 这些组输入和输出端口包括将存储器装置与它所处的系统相接的一个或多个单 个的输入 / 输出端口, 比如物理引脚或接线。在一个例子中, 存储器装置可以是闪存存储器 装置。另外, 存储器装置可以是 DRAM、 SRAM、 DiNOR 闪存 EEPROM、 串行闪存 EEPROM、 铁 RAM、 磁电 RAM、 相变 RAM 或者。
39、具有与特定命令结构兼容的、 用于执行命令或用于将命令和数据传 递到下一个存储器装置的输入 / 输出接口的任何其它适当类型的存储器装置。图 2A 的当 前例子包括四个存储器装置, 但是可供替换的其它结构可以包括单个存储器装置, 或者任 何适当数量的存储器装置。由此, 如果存储器装置 24 因为与 Sout 连接而成为系统 20 的第 一个装置, 那么存储器装置 30 因其与 Sin 连接而成为第 N 个或最后一个装置, 其中 N 是大 于零的整数。于是存储器装置 26 到 28 是介于第一个和最后一个存储器装置之间的串联连 接的存储器装置。在图 2A 的例子中, 存储器装置 24 到 30 彼此。
40、之间以及与存储器控制器 22 之间是同步的并且是串联连接的。 0050 图 2B 是可以用在图 2A 的存储器系统中的串行接口闪存存储器装置 (例如 24 到 30) 的示意图。这一示例串行接口闪存存储器装置包括电源端口、 控制端口和数据端口。电 源端口包括用于为闪存存储器装置的所有电路供电的 VCC 和 VSS。可以提供额外的电源端 口, 来仅仅为输入和输出缓冲器供电, 这是本领域中公知的。下面的表 2 提供了控制和数据 端口、 它们的相应描述和示例逻辑状态的列表。 0051 表 2 0052 说 明 书 CN 102971795 A 11 8/22 页 12 0053 说 明 书 CN 1。
41、02971795 A 12 9/22 页 13 0054 同时具有图1B的方便易得的异步闪存存储器装置和图2B的串行接口闪存存储器 装置使得存储器系统制造商能够提供两种类型的存储器系统。不过, 由于必须获得和购买 两种不同类型的存储器装置, 这将很可能为存储器系统制造商带来较高的成本。本领域的 技术人员知道, 当大批量购买时, 每个存储器装置的价格会降低, 因此大批量购买使得存储 器系统的成本最低。 因此, 虽然制造商能够提供两种类型的存储器系统, 但是承担着一种类 型的存储器装置由于另一种存储器装置市场需求较高而脱离市场需求的风险。 这可能会给 他们遗留不能被使用的已经购买的存储器装置存货。。
42、虽然图 1B 的异步 NAND 闪存装置目前 被普遍使用, 但是它不能提供图 2B 的同步闪存装置的性能优势。这种情形可能也会出现在 这样的非闪存存储器装置上 : 可以获得两种类似的但是接口不兼容的具有各自优点的装置 来集成到存储器系统中。 0055 至少一些示例实施方式提供了在多芯片封装 (MCP) 或系统级封装 (SIP) 中的高性 能的组合存储器装置, 其具有与分立存储器装置结合使用的高速接口芯片或桥接装置。该 桥接装置为其所集成于其中的系统提供 I/O 接口, 并且接收遵循全局格式的全局存储器控 制信号, 以及将命令转换为遵循与分立存储器装置兼容的本机或本地格式的本地存储器控 制信号。。
43、桥接装置从而实现分立存储器装置的再利用, 比如 NAND 闪存装置, 同时提供由桥 接装置的 I/O 接口给予的性能优势。桥接装置可以被实现为与封装中的分立存储器装置管 芯 (die) 集成在一起的分立的逻辑管芯。 0056 在目前的例子中, 全局格式是与图 2A 和 2B 的串行闪存存储器装置兼容的串行数 据格式, 并且本地格式是与图 1A 和 2B 的异步闪存存储器装置兼容的并行数据格式。不过, 本发明的实施例并不局限于上述示例的格式, 因为取决于组合存储器装置中使用的分立存 储器装置的类型和使用组合存储器装置的存储器系统的类型, 可以使用任何一对存储器控 制信号格式。例如, 存储器系统的。
44、全局格式可以遵循开放式 NAND 闪存接口 (ONFi) 标准, 并 且本地格式可以遵循异步闪存存储器装置存储器控制信号格式。例如, 一种具体的 ONFi 标 准是 ONFi 2.0 规范。可选地, 全局格式可以遵循异步闪存存储器装置存储器控制信号格 式, 而本地格式可以遵循 ONFi 2.0 规范格式。总地来说, ONFi 规范是多分支同步协议, 其 中数据和命令被与时钟同步地经由兼容的存储器装置的数据输入 / 输出端口提供给该兼 容的存储器装置。换句话说, ONFi 兼容存储器装置可以与具有并行双向输入 / 输出端口的 异步 NAND 闪存存储器装置有一些相似的地方, 但是有一个差别是 O。
45、NFi 兼容装置接收时钟 信号。 0057 图 3A 是按照本实施方式的组合存储器装置的框图。如图 3A 中所示, 组合存储器 装置100包括与四个分立存储器装置104连接的桥接装置102。 在某些实施方式中, 桥接装 置 102 也被称作桥接芯片, 因为它被制造成分立的芯片。各个分立存储器装置 104 可以是 例如具有 8Gb 存储容量的异步闪存存储器装置, 但是可以使用任何容量的分立闪存存储器 装置来代替 8Gb 的装置。此外, 组合存储器装置 100 并不局限于具有四个分立存储器装置。 当桥接装置 102 被设计成适应于组合存储器装置 100 中最大数量的分立存储器装置时, 可 以包括任。
46、何适当数量的分立存储器装置。在当前所示出的实施方式中, 桥接装置 102 具有 四个专用通道, CH1、 CH2、 CH3 和 CH4, 各个专用通道与一个分立存储器装置 104 相关联。各 个通道包括控制分立存储器装置 104 所需的 I/O 和控制信号。 0058 组合存储器装置 100 具有用于接收全局命令的输入端口 GLBCMD_IN, 和用于传递 说 明 书 CN 102971795 A 13 10/22 页 14 所接收的全局命令和读出数据的输出端口 GLBCMD_OUT。图 3B 是图解说明按照本实施方 式的全局命令的层级的示意图。全局命令 110 包括具有特定格式的全局存储器控。
47、制信号 (GMCS) 112, 以及地址头部 (AH) 114。这些全局存储器控制信号 112 提供存储器命令和命令 信号, 比如用于图 2B 的串行接口闪存存储器装置的存储器控制信号。地址头部 114 包括在 系统层面和组合存储器装置层面所使用的寻址信息。 这一额外的寻址信息包括用于选择组 合存储器装置来执行存储器命令中的操作码的全局装置地址 (GDA) 116 和用于选择所选定 的组合存储器装置内的特定分立装置来执行该操作码的本地装置地址 (LDA) 118。概括地 说, 全局命令包括与一种格式对应的所有的存储器控制信号, 并且此外还包括选择或控制 组合存储器装置或其中的分立存储器装置可能。
48、需要的寻址信息。 0059 注意, 桥接装置 102 并不执行操作码或者使用行和地址信息访问任何存储单元。 桥接装置102使用全局装置地址116来确定其是否被选择来转换所接收的全局存储器控制 信号 112。如果被选择了, 则桥接装置 102 使用本地装置地址 118 来确定将转换后的全局 存储器控制信号 112 发送给哪个分立存储器装置。为了与所有四个分立存储器装置 104 通 信, 桥接装置 102 包括四组本地 I/O 端口, 每个通道 CH1、 CH2、 CH3 和 CH4 中具有一组, 每个 通道连接到相应的分立存储器装置。正如前面提到的那样, 每组本地 I/O 端口包括分立存 储器装。
49、置正确操作所需的所有信号, 并且从而起到了本地装置接口的作用。 0060 读出数据由组合存储器装置 100 中的或者前一个组合存储器装置中的任何一个 闪存存储器装置 104 提供。具体地说, 桥接装置 102 可以被连接到存储器系统的存储器 控制器, 或者连接到串联相互连接装置的系统中的另一个组合存储器装置的另一个桥接装 置。输入端口 GLBCMD_IN 和输出端口 GLBCMD_OUT 可以是用于向和从组合存储器装置 100 (具体来说, 向和从桥接装置 102) 发送 / 接收全局命令信号和读出数据的封装引脚、 其它 物理导体或者任何其它电路。桥接装置 102 因此具有到输入端口 GLBCMD_IN 和输出端口 GLBCMD_OUT 的相应连接, 以实现与外部控制器的通信, 比如与图 2A 的存储器控制器 22 的 通信, 或者与系统中其他组合存储器装置中的桥接装置的通信。共同拥有的 PCT 专利公开 号 W02010/043032 详细介绍了, 在性能和存储容量相对于之前示出的图 1A 和图 2A 的存储 器系统都得到改进的存储器系统。