CN101000798B - 存储器刷新方法及存储器刷新系统 - Google Patents

Abstract

一种存储器刷新方法包括：当一存储器列为闲置状态时，计时闲置的存储器列的闲置时间，若闲置时间超过一默认值，则使得闲置的存储器列进入一自我刷新模式。

Description

存储器刷新方法及存储器刷新系统

技术领域

本发明涉及一种存储器刷新方法及装置，特别是涉及一种可使存储器的每个存储器列分别进入自我刷新模式的方法及装置。

背景技术

系统存储器是计算机系统中用来暂存中央处理器以及各周边组件所需要数据的组件，通常系统存储器的容量越大，则计算机系统的效能越佳。目前常用的系统存储器为动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)。动态随机存取存储器的模块可为单面或是双面，通常一面称为一个存储器列(memory rank)。一个存储器通常包含多个存储器库(memory bank)，而一个存储器库是由多个存储单元(cell)以阵列的形式排列组成。

发明内容

本发明提供一种存储器刷新的方法，应用于包含有多个存储器列的系统存储器中。本发明存储器刷新的方法包含：检测对应每一个存储器列的存取要求；若其中有一闲置的存储器列没有对应的存取要求，则计算闲置的存储器列的闲置自动刷新次数；以及当闲置自动刷新次数达到一默认值，使得闲置的存储器列执行自我刷新。

本发明还提供一种存储器刷新系统，包含有：一存储器控制器以及多个存储器列分别连接至存储器控制器。其中每一个存储器列分别包含一第一计数器用以计算每一个存储器列的一闲置自动刷新次数，其中当闲置自动刷新次数达到一默认值，使得闲置的存储器列进入一自我刷新模式。

本发明还提供一种存储器刷新方法，应用于包含有多个存储器列的一系统存储器中，其中系统存储器的初始状态为工作状态。而本发明的存储器刷新方法包含有：当多个存储器列其中的一为闲置状态时，计时闲置的存储器列的一闲置时间，其中若闲置时间超过一默认值，则使得闲置的存储器列进入一自我刷新模式。

本发明存储器刷新方法改善现有的存储器列无法分别根据各自存取的状况选择自动刷新或是自我刷新的缺点。在本发明中，存储器中处于闲置状态的存储器列可进入自我刷新模式，而不处于闲置状态存储器列可维持自动刷新模式，因而可减少不必要的电力消耗。

附图说明

图1显示本发明一实施例所述的存储器存取系统。

图2显示根据本发明一实施例所述的存储器刷新方法的流程图。

图3显示根据本发明另一实施例所述的存储器刷新方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

实施例：

为了维持系统存储器中的数据，系统存储器必须不断的进行刷新(refresh)。存储器有两种刷新的模式，一种是自我刷新(self-refresh)模式，一种是自动刷新(auto-refresh)模式。不管是利用自动刷新模式或是利用自我刷新模式执行系统存储器的刷新，都会使得所有的存储器列(memoryrank)同时被刷新。

根据JEDEC的定义，自动刷新模式会使得系统存储器在固定的刷新周期(refresh period)之后刷新。通常系统存储器中设置有一个定时器(timer)用以设定刷新周期，目前常用的刷新周期是每7.6微秒(micro second)执行一次自动刷新。当执行自动刷新的时候，系统存储器的所有动作都必须要停止，此时若有新的读写指令要执行，也必须等待自动刷新完毕之后才能执行，如此一来会影响系统存储器的效能。

另外，根据JEDEC的定义，当计算机系统处于省电(power down)或是休眠(sleep)的状态下时，系统存储器可以利用自我刷新模式执行刷新。亦即若要执行自我刷新，则必须要使得所有的存储器列都进入闲置(idle)的状态。当系统存储器在自我刷新模式时，时钟致能讯号(clock enable，CKE)为低电平，其余的外部讯号为无效(don’t care)。当有一外部存取系统存储器的讯号触发时，则必须先使得时钟致能讯号CKE稳定在高电平，之后系统存储器结束自我刷新模式并跳回正常工作模式。

相较之下，自我刷新模式较不会影响系统存储器的效能也较为省电。不过由于要进入自我刷新模式就必须使得系统存储器所有的存储器列都处于闲置的状态才行，因此若有一个存储器列是处于工作状态，虽然其它的存储器列都是处于闲置状态，但也无法执行自我刷新，如此并不能有效的节省电源损耗。

此外当系统存储器处于自我刷新模式时，若有外部存取系统存储器的讯号发出，则系统存储器必须经过很长的一段时间使得各讯号源稳定之后才能跳回正常工作模式，在这种情况下，对于某些必需要马上处理的存取要求，例如是由中央处理器或是由绘图芯片发出的存取要求，则可能导致系统因为等待时间过长而死机。

因此本发明提供一种存储器刷新的方法，使得存储器列分别进入自我刷新模式，同时使得存储器列回到工作模式。

图1所示为本发明的存储器存取系统100，包含有一存储器控制器110以及一存储器单元120。其中存储器单元120包含有多个存储器列分别连接至存储器控制器110，在图1中以四个存储器列Rank₁～Rank₄连接到存储器控制器110为例。其中存储器控制器110包含有一存取要求寄存器130用以储存存储器单元120的存取要求，若存取要求寄存器130有存取要求，则存储器控制器110会发出对应的控制讯号以存取存储器单元120。本发明中，每个存储器列Rank₁～Rank₄都包含有一第一计数器(图中未显示)以及一第二计数器(图中未显示)。

本发明的一存储器刷新方法叙述如下。假设存储器单元120一开始为工作状态。判断存取要求寄存器130是否有存储器存取要求。假设存取要求寄存器130中没有对应存储器列Rank₁的存取要求(亦即，存储器列Rank₁为闲置的存储器列)，则存储器列Rank₁的第一计数器计算存储器列Rank₁执行闲置自动刷新(idle auto-refresh)的次数，而所谓的闲置自动刷新是指在执行两次自动刷新的期间没有任何对应存储器列Rank₁的存取要求发出。当闲置自动刷新的次数超过一默认值VAL，则存储器控制器110发出一刷新命令REF至存储器列Rank₁使得存储器列Rank₁进入自我刷新模式。其中可以在下一个刷新周期到时执行自我刷新，或是存储器控制器110发出一自我刷新命令使得存储器列执行自我刷新。亦即，刷新命令REF可以是预设每隔一刷新周期T_REF即会执行的自动刷新命令，或是一自我刷新命令。假设在计数的过程中，存取要求寄存器130中有对应存储器列Rank₁的存取要求发出，则重置(reset)存储器列Rank₁第一计数器的计数值，接着存储器控制器110发出相关控制命令以存取存储器列Rank₁。

如上所述，假设只有存储器列Rank₁处于闲置状态(亦即存取要求暂存区130中没有对应存储器列Rank₁的存取要求)，而其它的存储器列Rank₂～Rank₄皆为工作状态(亦即存取要求暂存区130中有对应存储器列Rank₂～Rank₄的存取要求)，则当存储器列Rank₁的闲置自动刷新次数达到一默认值VAL时，使得存储器列Rank₁进入自我刷新模式。而其它的存储器列Rank₂～Rank₄则会根据JEDEC的定义在自动刷新周期计时结束后执行自动刷新。

亦即，在本发明中，每个存储器列可以分别根据各自的存取的状态(闲置状态或工作状态)而选择性的进入自我刷新模式或是自动刷新模式。相较于现有技术。本发明的存储器刷新方法更可以节省电源。

此外，承上所述，假设当存储器列Rank₁进入到自我刷新模式后，若有对应存储器列Rank₁的存取要求发出(assert)，则存储器列Rank₁的第二计数器会启动并对预设的计时周期T(例如：200T)开始计时。当计时结束之后，使得存储器列Rank₁回到工作状态。其中，若是一般的存取要求，则会先被暂存在存取要求寄存器130中之后再依照存取要求的优先级由存储器控制器110发出。而若是由中央处理器所发出的中央处理器存取要求或是绘图处理器发出的一绘图处理器存取要求则通常不需要经过存储器控制器110而可以直接发出。

图2为本发明存储器刷新方法的流程200。假设存储器单元120初始状态为工作状态，则存储器列Rank₁～Rank₄每隔一刷新周期T_REF会执行一次自动刷新。检测存取要求寄存器130中是否有分别对应存储器列Rank₁～Rank₄的存取要求(步骤S210)。使得有对应存取要求的存储器列维持在等待被存取的工作状态(步骤S220)。启动没有对应存取要求的存储器列的第一计数器(步骤S230)。检测存取要求寄存器130中是否有对应的存取要求发出(步骤S240)。若有，则重置第一计数器的计数值(步骤S250)，并使得存储器列回到步骤S220。若没有，则当自动刷新被执行时，更新第一计数器的计数值(步骤S260)。判断计数值是否大于等于一默认值VAL(步骤S270)。若小于，则继续检测存取要求寄存器130中是否有对应的存取要求(回到步骤S240)。若大于或等于，则使得存储器列进入自我刷新模式(步骤S280)。

接续图2，图3所示为本发明跳出自我刷新模式的方法流程300。首先，判断是否有对应的存取要求发出(步骤S310)。若没有，则使得存储器列维持在自我刷新模式(步骤S320)。若有，则启动第二计数器开始计算计时周期T(步骤S330)。当计时结束，使得存储器列回到工作状态(步骤S340以及步骤S350)。

本发明存储器刷新方法改善现有存储器列无法分别根据各自存取的状况选择自动刷新或是自我刷新的缺点。在本发明中，因为每个存储器列都有一第一计数器，因此存储器中处于闲置状态的存储器列可进入自我刷新模式，而不处于闲置状态存储器列可维持自动刷新模式，因而可减少不必要的电力消耗。

虽然本发明是以一第一计数器计算闲置自动刷新的次数来判断存储器列闲置的时间，以决定是否要进入自我刷新模式，但本领域的技术人员应该知道：根据JEDEC的规定，每经过一次刷新周期T_REF后要执行一次自动刷新，而刷新周期T_REF大约是7.6微秒，因此也可以利用一定时器计算存储器列闲置的时间用以判断是否进入自我刷新模式。

在本发明中，当存储器列闲置时，若有对应存储器列的存取要求发出，则第一计数器的计数值会重置，存储器列维持在工作状态，使得存储器列可以被存取。此外，在本发明中，当存储器列为自我刷新模式时，若有对应存储器列的存取要求发出，则存储器列的第二计数器会开始计算一计时周期，当计时结束后，存储器列便会跳回正常工作状态，使得存储器列可以被存取。

其中计算机系统中的核心逻辑芯片通常会利用电源管理单元(PowerManagement Unit，PMU)来检测中央处理器的状态(CPU states)，因此若是中央处理器发出存取要求，则电源管理单元会触发一电源管理单元存取要求信号。由于电源管理单元请求信号是直接由电源管理单元发出，且绘图处理器请求信号也是直接由绘图处理器发出，不需要经由存储器控制器110发出，因此会比一般存取要求更早被发出。亦即当中央处理器会或绘图芯片发出的存取要求时，存储器列的第二计数器会比一般存取要求更早启动，因此存储器列可以较早回到正常工作模式，如此对于这些必须要马上处理的存取要求，都可以实时反应，不会使得系统因为等待时间过长而死机。

本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可做若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (20)

1.一种存储器刷新的方法，应用于一系统存储器中，其中该系统存储器包含有多个存储器列，该方法包含：

检测对应每一个该存储器列的存取要求；

若多个该存储器列其中有一闲置的该存储器列没有对应的存取要求，则计算闲置的该存储器列的一闲置自动刷新次数；以及

当该闲置自动刷新次数达到一默认值，使得闲置的该存储器列执行自我刷新。

2.如权利要求1所述的存储器刷新方法，其中该系统存储器的初始状态为工作状态，而该系统存储器每隔一刷新周期会执行一次自动刷新。

3.如权利要求1所述的存储器刷新方法，其中还包含当该闲置自动刷新次数达到该默认值时，发出一刷新命令使得闲置的该存储器列执行自我刷新。

4.如权利要求3所述的存储器刷新方法，其中其它存储器列在自动刷新周期计时结束后执行自动刷新。

5.如权利要求1所述的存储器刷新方法，其中若有对应该存储器列的该存取要求，则使得该存储器列维持在工作状态。

6.如权利要求1所述的存储器刷新方法，其中计算该闲置自动刷新次数包含：检测是否有对应闲置的该存储器列的存取要求发出，若无，则当执行自动刷新时更新该闲置自动刷新次数。

7.如权利要求6所述的存储器刷新方法，其中还包含：若有对应闲置的该存储器列的存取要求发出，则重置该闲置自动刷新次数，并使闲置的该存储器列回到工作状态。

8.如权利要求1所述的存储器刷新方法，其中还包含：当闲置的该存储器列执行自我刷新时，检测是否有对应闲置的该存储器列的存取要求发出。

9.如权利要求8所述的存储器刷新方法，其中还包含：若有，则计时一时间周期，当计时结束，使得闲置的该存储器列回到工作状态。

10.如权利要求8所述的存储器刷新方法，其中还包含：若没有，则使得闲置的该存储器列维持自我刷新。

11.一种存储器刷新系统，包含有：

一存储器控制器以及多个存储器列分别连接至该存储器控制器；

其中每一个该存储器列分别包含一第一计数器用以分别计算每一个该存储器列的一闲置自动刷新次数，其中当该闲置自动刷新次数达到一默认值，使得该存储器列进入一自我刷新模式。

12.如权利要求11所述的存储器刷新系统，其中该存储器控制器包含有一存取要求寄存器用以暂存该存储器列的存取要求。

13.如权利要求12所述的存储器刷新系统，其中若该存取要求暂存区中没有对应该存储器列的存取要求，则启动闲置的该存储器列的该第一计数器。

14.如权利要求13所述的存储器刷新系统，其中若有对应闲置的该存储器列的存取要求发出，则重置该第一计数器。

15.如权利要求13所述的存储器刷新系统，其中若没有对应闲置的该存储器列的存取要求发出，则当执行一自动刷新时，更新该闲置自动刷新次数。

16.如权利要求12所述的存储器刷新系统，其中若该存取要求暂存区中有对应该存储器列的存取要求，则不启动非闲置的该存储器列的该第一计数器。

17.如权利要求11所述的存储器刷新系统，其中每一个该存储器列还包含有一第二计数器，其中当该存储器列进入该自我刷新模式后，若有对应该存储器列的存取要求发出，则启动该第二计数器用以计时一计时周期，当计时结束后，使得该存储器列回到工作状态。

18.一种存储器刷新方法，应用于一系统存储器中，其中该系统存储器包含有多个存储器列，该系统存储器的初始状态为工作状态，该方法包含有：

当多个该存储器列其中之一为闲置状态时，计算闲置的该存储器列的一闲置自动刷新次数，其中若该闲置自动刷新次数达到一默认值，则使得闲置的该存储器列进入一自我刷新模式。

19.如权利要求18所述的存储器刷新方法，其中闲置的该存储器列为没有对应存取要求的该存储器列。

20.如权利要求18所述的存储器刷新方法，其中当闲置的该存储器列进入该自我刷新模式后，若有对应该存储器列的一存取要求发出，则计时一计时周期，当计时结束，使得该存储器列回到工作状态。

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