CN101042926A - 存储器控制方法,存储装置以及存储器控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种存储器控制方法，存储装置以及存储器控制器，该存储器控制方法供一存储器控制器存取包含多个存储库的一存储装置，其中一存储库的一第一列已被开启以供存取。首先，该存储器控制器接收一要求，欲存取该存储库中的一第二列。接着该存储器控制器发出一特定指令至该存储装置。最后该存储装置根据该特定指令，关闭该第一列，并开启该第二列。该存储器控制器和该存储装置之间，耦接了一命令总线和一地址总线。该特定指令透过该命令总线传送，而该第二列的地址随着该特定指令的传送，同步透过该地址总线传送。在接收到该特定指令后，该存储装置关闭该第一列，而在该第一列关闭后的三个时钟脉冲周期后，该存储装置开启该第二列。

Description

存储器控制方法，存储装置以及存储器控制器

技术领域

本发明有关于存储装置，尤其是有关于同步随机存取存储器(SDRAM)的控制方法、存储装置以及存储器控制器(memory control method andapparatuses)。

背景技术

图1a为现有的存储器控制时序图。在SDRAM中，一存储器控制器从外部接收数据存取要求，发出一对应的命令传送至储存该数据的存储装置，以从一特定地址读取或写入数据。一存储装置通常包含四个或八个存储库(banks)。一存储库由行与列的位数组所组成。在每一存储库中，同一时间只能有一列被开启以供存取。因此，一个具有八个存储库的存储装置中，至多可以有八个列同时被开启。为了开启一存储库中的一列，该存储器控制器发出一激活(ACTIVE)命令，透过一命令总线传送至该存储装置。该命令总线包含CS/RAS/CAS/WE等线路。而该列的地址透过一地址总线同时传送。一个列的开启步骤通常需要耗费三个时钟脉冲周期。在该列被开启后，存储装置接着发出读写(READ/WRITE)命令以及该数据的栏地址，透过该命令总线和地址总线同时传送至该存储装置，使该数据被存取。被存取过的列，会维持开启状态，直接同一存储库中有其它列被要求存取。预充电(PRECHARGE)命令就是用来将被开启的列关闭的，关闭的过程也需要三个时钟脉冲周期。

如图1a所示，多个命令透过该命令总线RAS/CAS/WE排依序传送，而对应的列地址与栏地址则透过地址总线传送。在时间点T1上，存储器控制器传送一预充电命令PRE 110，使存储库BA0中的第一列关闭。同一时间地址总线传送的信号是空头命令(don’t care)100。接着在时间点T4时，存储器控制器传送一激活命令ACT 112，使存储库BA0中的第二列开启，同时第二列地址ROW ADR 116则透过地址总线传送。在时间点T7上，该命令总线和地址总线各别传送一读取命令RD 114和栏地址COL ADR 118，以读取存储库BA0中被开启列的对应栏。在时间点T8，另一个预充电命令PRE120将存储库BA1中的一第三列关闭。类似地，在时间点T11和T14时，存储器控制器传送激活命令ACT 122和读取命令RD 124至该存储库BA1以读取数据。统计下来，该命令总线耗费了十四个时钟脉冲周期以传送六个命令，其中八个时钟脉冲周期为闲置，总线的使用效率并不佳。

图1b为现有的存储器命令时序图。在交替存取不同存储库的时候，总线的使用率可以稍微提高。对存储库BA1的预充电命令PRE 120在时间点T2发出，而对存储库BA2的预充电命令PRE 130则在时间点T3发出。同样的，时间点T5和T6发出的是对存储库BA1和存储库BA2的激活命令ACT，而时间点T8和T9发出的是对存储库BA1和存储库BA2的读取命令RD。在此种状况下，总线在T1到T9之间是完全占满的状态。而在时间点T10的时候，存取存储库BA3的动作仍然产生了总线闲置的状况，例如图1b中的时间点T11，T12，T14和T15。也就是说，总线最多只能连续存取三个存储库(BA0，BA1和BA2)而不发生闲置。

图2为现有的存储器控制流程图。在步骤202中，存储器控制器接收数据存取的要求。在步骤204中，存储器控制器判断被要求的数据所属的存储库是否在开启状态。如果不是，则进行步骤206，开启该存储库，并执行步骤214的读写程序。如果是，则进行步骤208，判断该数据所属的列是否在开启状态。如果是，则进行步骤214，直接读写。如果不是，则跳至步骤210，发出一预充电命令PRE将前一列关闭，再在步骤212中发出一激活命令ACT将当前欲存取的列开启。最后在步骤216中完成整个存储器控制程序。

综上所述，同一存储库中的一个列在开启之前，必须先将前一个开启的列关闭，所以需要耗用两个命令来完成这个动作，也就是对前一列发出预充电命令，以及对新一列发出激活命令。

发明内容

本发明的目的在于提供一种存储器控制方法，供一存储器控制器存取一存储装置，该存储装置包含多个存储库，其中一存储库的一第一列已被开启以供存取，该存储器控制方法包含下列步骤。首先，该存储器控制器接收一要求，欲存取该存储库中的一第二列。接着该存储器控制器发出一特定指令至该存储装置。最后该存储装置根据该特定指令，关闭该第一列，并开启该第二列。该存储器控制器和该存储装置之间，耦接了一命令总线和一地址总线。该特定指令透过该命令总线传送，而该第二列的地址随着该特定指令的传送，同步透过该地址总线传送。在接收到该特定指令后，该存储装置关闭该第一列，而在该第一列关闭后的三个时钟脉冲周期后，该存储装置开启该第二列。

本发明的另一目的在于，提供一存储器控制器，用以控制一存储装置，该存储装置包含多个存储库，其中一存储库的一第一列已被开启以供存取，该存储器控制器包含：一地址表，纪录每一存储库中所有已开启的列地址，包含该第一列的地址；一控制单元，当接收到一要求，欲存取该存储库中的一第二列时，设定一特定指令；一命令产生器，在该特定指令被设定好后，将该特定指令发送至该存储装置；其中该存储装置在接收该特定指令后，关闭该第一列，并开启该第二列。

本发明的又一目的在于，提供一存储装置，其受到一存储器控制器的控制，该存储装置包含：多个存储库，其中一存储库的一第一列被开启以供存取；一命令译码器，用以译码从该存储器控制器传送来的命令信号；其中，当出现一要求，欲存取该存储库中的一第二列时，该存储器控制器发出一特定指令至该命令译码器，而该存储装置随之将该第一列关闭，并开启该第二列。

附图说明

图1a为现有的存储器控制时序图；

图1b为现有的存储器命令时序图；

图2为现有的存储器控制流程图；

图3为本发明实施例之一的存储器控制时序图；

图4为本发明实施例的存储器控制流程图；

图5为本发明实施例的存储器系统。

主要组件符号说明：

100 空头命令

110，120，130，140 预充电命令PRE

112，122，132，142 激活命令ACT

114，124，134，144 读取命令RD

116，126，136，146 列地址

118，128，138，148 栏地址

302，312，322，332 特定指令PRA

304，314，324，334 读取命令RD

306，316，326，336 列地址

308，318，328，338 栏地址

510 存储器控制器         520 存储装置

512 命令产生器           514 排程器(scheduler)

516 页框列表(page table) 522 命令译码器

524 存储库               526 地址截取器

528 数据链路埠(data pad)

具体实施方式

为让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，并配合附图，作详细说明如下：

图3为本发明实施例之一的存储器控制时序图。传统上需要一个预充电命令和一个激活命令来关闭存储库中的前一列，开启新一列。而在本发明中，提出一种特定指令，可以等效于上述两个命令，以此节省命令总线的占用率。如图3所示，该特定指令表示为PRA。在时间点T1，对存储库BA0发出的特定指令PRA 302夹带了一列地址ROW ADR 306，使存储库BA0关闭前一列后，根据列地址ROW ADR 306开启下一列。在本实施例中，一特定指令PRA只占用了命令总线一个时钟脉冲周期，而需要等待六个时钟脉冲周期让存储装置完成对应的动作。在六个时钟脉冲周期后，也就是时间点T7，该存储库BA0中的列已经开启就绪，于是读取命令RD 304和栏地址COL ADR308进入该存储库BA0以对该开启的列进行读取程序。在该六个空闲的时段中，存储器控制器可以用来对其他的存储库进行存取。举例来说，在时间点T2和T8发出的特定指令PRA 312和读取命令RD 314存取存储库BA1，而在时间点T3和T9的特定指令PRA 322和读取命令RD 324存取存储库BA2，在时间点T4和T10的特定指令PRA 332和读取命令RD 334则是对存储库BA3进行存取。由此，在连续12个时钟脉冲周期T1到T12之间，最多可以存取六个存储库，相对于传统的三个存储库来得有效率。

图4为本发明实施例的存储器控制流程图。在步骤402中，存储器控制器开始接收数据存取要求。在步骤404中，存储器控制器判断被要求数据的存储库是否已开启。如果不是，则进行步骤408，开启该存储库，并在步骤412中执行读写程序。如果在步骤404中检测到存储库已经开启，则进行步骤406，判断欲存取的列是否已经开启。如果是，则直接跳至步骤412进行读写程序。相对的如果不是，则跳至步骤410，发送一特定指令至该存储装置，并在等候六个时钟脉冲周期后，等前一列被关闭了，下一列被开启了，再执行步骤412。最后，步骤414，结束存储器控制程序。

图5为本发明实施例的存储器系统。该存储器系统中包含一存储器控制器510和一存储装置520。该存储器控制器510包含一命令产生器512，一排程器514和一页框列表516。该存储器控制器510接收一数据要求#RQ，欲存取位于一特定地址ADDR的数据。随后该存储装置520在存储器控制器510的控制之下，将对应的数据DQ传出来。该存储装置520包含四个或八个存储库524，而该存储器控制器510中的页框列表516纪录着每个存储库的状态，包含每一个正处于开启状态的列。排程器514根据页框列表516和该数据要求#RQ，决定各种命令的发出顺序。命令产生器512接着产生命令并透过命令总线CS/RAS/CAS/WE传送至存储装置520，同时，对应的地址信号ADDR则透过地址总线传送。这些命令的种类包含读取(READ)，写入(WRITE)，更新(REFRESH)，预充电(PRECHARGE)，激活(ACTIVE)，以及本发明所提出的特定指令PRA。当一存储库中被要求的列不同于已开启的列时，则使用该特定指令来取代预充电和激活命令。

存储装置520中也包含了一命令译码器522，一地址截取器526和一数据链路埠528。该命令译码器522接收命令产生器512产生的命令，并传送对应的控制信号至存储库524。该地址截取器526透过地址总线耦接存储装置，用以接收地址信号ADDR以供存储库524进行存取作业。数据链路端口528的作用有如存储库524的输入输出端口，在地址截取器526发出的存储库选择信号的控制下进行数据DQ的接收与传送。命令译码器522可以将该特定指令视为等效于传统的预充电和激活命令。以此，在接收到该特定指令时，命令译码器522先传送一控制信号以关闭存储库中前一次开启的列。接着在三个时钟脉冲周期后，该命令译码器522传送另一控制信号以开启该存储库中新的一列。透过命令译码器522的解译，存储库524中的运作程序和传统没什么不同，所以本发明的方法可以向下兼容于传统的存储库。

Claims (10)

1.一存储器控制方法，供一存储器控制器存取一存储装置，所述存储装置包含多个存储库，其中一存储库的一第一列已被开启以供存取，其特征在于，所述存储器控制方法包含下列步骤：

所述存储器控制器接收一要求，欲存取所述存储库中的一第二列；

所述存储器控制器发出一特定指令至所述存储装置；以及

所述存储装置根据所述特定指令，关闭所述第一列，并开启所述第二列。

2.如权利要求1所述的存储器控制方法，其特征在于，

所述存储器控制器和所述存储装置之间，耦接了一命令总线和一地址总线；

所述特定指令透过所述命令总线传送；

所述第二列的地址随着所述特定指令的传送，同步透过所述地址总线传送。

3.如权利要求1所述的存储器控制方法，其特征在于，所述存储器控制方法还进一步包含：

在接收到所述特定指令后，所述存储装置关闭所述第一列；以及

在所述第一列关闭后的三个时钟脉冲周期后，所述存储装置开启所述第二列。

4.一存储器控制器，用以控制一存储装置，所述存储装置包含多个存储库，其中一存储库的一第一列已被开启以供存取，其特征在于，所述存储器控制器包含：

一地址表，纪录每一存储库中所有已开启的列地址，包含所述第一列的地址；

一控制单元，当接收到一要求，欲存取所述存储库中的一第二列时，设定一特定指令；

一命令产生器，在所述特定指令被设定好后，将所述特定指令发送至所述存储装置；其中所述存储装置在接收所述特定指令后，关闭所述第一列，并开启所述第二列。

5.如权利要求4所述的存储器控制器，其特征在于，

所述控制单元比较所述存储库中的所述第一列的址和所述第二列的地址；以及

如果所述第一列的地址不同于所述第二列的地址，则为所述存储库设定所述特定指令。

6.如权利要求4所述的存储器控制器，其特征在于，

所述存储器控制器和所述存储装置之间是由一命令总线和一地址总线耦接在一起；

所述特定指令透过所述命令总线传送；以及

所述第二列的地址随着所述特定指令的传送，同步透过所述地址总线传送。

7.如权利要求4所述的存储器控制器，其特征在于，

在接收到所述特定指令后，所述存储装置关闭所述第一列；以及

在所述第一列关闭后的三个时钟脉冲周期后，所述存储装置开启所述第二列。

8.一存储装置，其受到一存储器控制器的控制，其特征在于，所述存储装置包含：

多个存储库，其中一存储库的一第一列被开启以供存取；

一命令译码器，用以译码从所述存储器控制器传送来的命令信号；其中，

当出现一要求，欲存取所述存储库中的一第二列时，所述存储器控制器发出一特定指令至所述命令译码器，而所述存储装置随之将所述第一列关闭，并开启所述第二列。

9.如权利要求8所述的存储装置，其特征在于，

所述存储器控制器和所述存储装置之间由一命令总线和一地址总线耦接在一起；

所述特定指令透过所述命令总线传送；以及

所述第二列的地址随着所述特定指令的传送，同步透过所述地址总线传送。

10.如权利要求8所述的存储装置，其特征在于，

在接收到所述特定指令后，所述存储装置关闭所述第一列；以及

在所述第一列关闭后的三个时钟脉冲周期后，所述存储装置开启所述第二列。

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