CN103531223B - 存储系统和存储系统中包括的存储器件的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种存储系统和存储系统中包括的存储器件的操作方法，所述存储系统包括第一存储器件至第三存储器件，每个具有用于接收令牌信号的输入端子和用于传送令牌信号的输出端子，其中，第一存储器件至第三存储器件中的每个的输入端子经由环形拓扑与另一个存储器件的输出端子连接，第一存储器件至第三存储器件响应于多个拓扑信号中的任何一个而大体同时地执行消耗峰值电流的操作。

Description

存储系统和存储系统中包括的存储器件的操作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年7月4日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2012-0072738的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明总体而言涉及一种存储系统，更具体而言，涉及一种将峰值电流消耗优化的存储系统以及所述存储系统中包括的存储器件的操作方法。

背景技术

随着在移动电子设备中使用了诸如音乐文件或移动图像文件的大容量文件，需要存储系统具有大存储容量。存储系统包括多个存储器件以提高存储容量。包括多个存储器件的存储系统不但需要大存储容量，而且需要作为存储系统重要特性之一的高操作速率。

为了快速地操作，存储系统可以执行诸如交织操作的并行操作。在这种情况下，由于多个存储器件同时消耗电能，所以在存储系统中可能发生由峰值电流的消耗引起的系统故障或电流尖峰。

存储系统被设计成保持足够的电能资源以用于处理这种峰值功率事件，即存储器件同时消耗峰值功率的事件。然而，峰值功率事件相对很少发生，存储器件的平均功耗可以大大地小于峰值功耗。但是，即使始终不需要峰值功率，存储系统也被设计成储存足够的电源电平。

发明内容

本文描述了一种将峰值电流消耗优化的存储系统和所述存储系统中包括的存储器件的操作方法。

在一个实施例中，一种存储系统包括：第一存储器件至第三存储器件，所述第一存储器件至所述第三存储器件每个具有用于接收令牌信号的输入端子和用于传送令牌信号的输出端子，其中，第一存储器件至第三存储器件中的每个的输入端子经由环形拓扑与另一个存储器件的输出端子连接，并且第一存储器件至第三存储器件响应于多个令牌信号中的任何一个而大体同时执行消耗峰值电流的操作。

在另一个实施例中，一种存储器件的操作方法包括以下步骤：从另一个存储器件接收令牌信号；基于接收到的令牌信号来计算可用电流的幅值；将可用电流的幅值与存储器件的峰值电流的幅值进行比较；以及当可用电流的幅值大于或等于峰值电流的幅值时执行消耗峰值电流的操作。

在另一个实施例中，一种存储系统包括：第一存储器件和第二存储器件，所述第一存储器件和所述第二存储器件每个具有用于接收令牌信号的输入端子和用于传送令牌信号的输出端子，其中，第一存储器件的输出端子与第二存储器件的输入端子连接，第二存储器件的输出端子与第一存储器件的输入端子连接，第一存储器件和第二存储器件基于接收到的令牌信号中包含的可用电流的幅值信息来执行消耗峰值电流的操作。

附图说明

结合附图描述本发明的特点、方面和实施例，其中：

图1是用于解释根据各种实施例的峰值区域的概念的图；

图2是说明根据一个实施例的存储系统的框图；

图3是说明根据一个实施例的存储系统的框图；

图4是说明根据一个实施例的存储器件的框图；

图5是用于解释根据一个实施例的存储系统的操作方法的时序图；

图6是说明根据与图5相关的实施例的存储器件的令牌单元的框图；

图7是用于解释采用根据与图5相关实施例的存储系统操作方法的存储器件的操作的流程图；

图8是用于解释根据一个实施例的存储系统的操作方法的时序图；

图9是说明根据与图8相关的实施例的存储器件的令牌单元的框图；

图10是用于解释采用根据与图8相关实施例的存储系统操作方法的存储器件的操作的流程图；

图11是说明应用了根据一个实施例的存储系统的一个实例的框图；

图12是说明图11的SSD控制器的框图；以及

图13是说明安装有图11的SSD的计算机系统的框图。

具体实施方式

在下文中，将通过实施例参照附图来描述根据各种实施例的存储系统和所述存储系统中包括的存储器件的操作方法。以下将参照附图来更详细地描述各种实施例。然而，本发明可以采用不同的形式来实施，并且不应解释为局限于本文所列的实施例。确切地说，提供这些实施例使得本公开充分和完整，并且向本领域的技术人员充分地传达本发明的范围。

附图并非按比例绘制，在某些情况下，为了清楚地示出实施例的特征可能对比例做夸大处理。在本说明书中，使用了特定的术语。这些术语用于描述各种实施例，而不用于限制意义或限制本发明的范围。

在本说明书中，“和/或”表示包括位于“和/或”之前和之后的一个或更多个元素。另外，“连接/耦接”表示一个部件直接与另一个部件耦接或经由另一部件间接耦接。在本说明书中，只要不在句子中特意提及，单数形式可以包括复数形式。另外，在说明书中使用的“包括/包含”表示存在或增加一个或更多个部件、步骤、操作以及元素。

图1是用于解释根据一个实施例的峰值区域的概念的图。x轴表示时间t，y轴表示电流I。

在半导体器件的读取操作、写入（或编程）操作、或擦除操作期间，产生了半导体器件消耗比平均消耗电流Iavg更大的电流I0或I1的时段（例如，时段A或B）。在存储器件的操作期间，这样的时段A或B可以很少发生或频繁发生。当多个存储器件中同时发生了在时段A或B期间消耗最大电流I1的事件时，这种事件可能对存储系统的电能资源造成重大影响。

在下文中，在消耗比平均消耗电流Iavg更大电流量的时段A和B之中，将消耗最大电流I1的时段定义为峰值电流消耗时段，即，峰值区域PZ。此外，将峰值区域PZ中包括的存储器件的操作定义为峰值区域操作（PZO）。峰值区域操作（PZO）可能在存储器件的使能操作（即，读取操作、写入操作或擦除操作）期间暂时发生。

图2是说明根据一个实施例的存储系统的框图。图3是说明根据一个实施例的存储系统的框图。参见图2和图3，存储系统1000或2000可以包括多个存储器件100至400（即，C0（100）、C1（200）、C2（300）以及C3（400））以及存储器控制器500。为了便于描述，图2和图3说明包括四个存储器件100至400的存储系统，但是需要时可以改变存储系统1000或2000中包括的存储器件的数目。

存储器控制器500可以被配置成控制存储系统1000或2000的整体操作。例如，存储器控制器500可以被配置成响应于从主机（未示出）提供的请求来控制存储器件100至400。针对此操作，存储器控制器500可以将控制信号、地址、数据等提供给相应的存储器件100至400。

存储器件100至400中的每个可以根据存储器控制器500的控制来操作。另外，存储器件100至400通过从存储器控制器500提供的芯片使能信号CE而被使能。此外，存储器件100至400的操作可以通过从存储器控制器500提供的令牌信号（token signal）TK（即，输入令牌信号TK_IN和输出令牌信号TK_OT）来控制。

令牌信号TK可以表示存储器件100至400执行峰值区域操作（PZO）的权利。例如，接收令牌信号TK的存储器件可以执行峰值区域操作（PZO）。另一方面，未接收令牌信号TK的存储器件可以执行不同的操作（例如，存储器件不消耗峰值电流的操作），但是不能执行峰值区域操作（PZO）。使用令牌信号TK以将存储器件100至400使能为在存储系统1000或2000的允许电流内同时执行峰值区域操作（PZO）。

存储器件100至400可以经由环形拓扑连接，使得一个存储器件从另一个存储器件接收令牌信号TK，并且将使用的令牌信号TK提供给另一个存储器件。根据存储器控制器500是否被包括在用于传送令牌信号TK的环形拓扑中，图2和图3所示的存储系统1000和2000彼此不同。

参见图2，存储器控制器500被包括在用于传送令牌信号TK的环形拓扑中。即，存储器控制器500的令牌输出端子可以与第一存储器件100的令牌输入端子连接，第一存储器件100的令牌输出端子可以与第二存储器件200的令牌输入端子连接，第二存储器件200的令牌输出端子可以与第三存储器件300的令牌输入端子连接，第三存储器件300的令牌输出端子可以与第四存储器件400的令牌输入端子连接，第四存储器件400的令牌输出端子可以与存储器控制器500的令牌输入端子连接。在存储系统1000中，存储器控制器500可以直接控制在相应的存储器件100至400之间传送的令牌信号TK。

参见图3，存储器控制器500不被包括在用于传送令牌信号TK的环形拓扑中。即，存储器控制器500的令牌输出端子可以与第一存储器件100的令牌输入端子连接，第一存储器件100的令牌输出端子可以与第二存储器件200的令牌输入端子连接，第二存储器件200的令牌输出端子可以与第三存储器件300的令牌输入端子连接，第三存储器件300的令牌输出端子可以与第四存储器件400的令牌输入端子连接，第四存储器件400的令牌输出端子可以与第一存储器件100的令牌输入端子连接。在存储系统2000中，存储器控制器500被配置成仅将第一令牌信号TK传送到第一存储器件100。传送的令牌信号TK在相应的存储器件100至400之间传送。

图4是说明根据一个实施例的存储器件的框图。图2和图3的存储系统1000和2000中包括的存储器件100至400具有相同的配置。因此，为了便于描述，图4仅说明存储器件100。

参见图4，存储器件100可以包括存储器单元阵列110、行译码器120、列译码器130、数据读取/写入电路140、输入/输出缓冲器电路150、控制逻辑160以及令牌单元（tokenunit）170。

存储器单元阵列110可以包括设置在字线WL0至WLm与位线BL0至BLn之间的相应交叉处的多个存储器单元。所述多个存储器单元被配置成储存从外部设备（未示出）提供的数据。根据单元晶体管的结构，所述多个存储器单元可以包括易失性存储器单元或非易失性存储器单元。

行译码器120可以经由多个字线WL0至WLm与存储器单元阵列110连接。行译码器120可以被配置成将输入的地址译码。行译码器120可以被配置成根据译码结果而将各种字线电压传送到字线WL0至WLm。例如，行译码器120可以将选择电压提供给选中的字线，并且将不选择电压提供给未选中的字线。

列译码器130可以经由多个位线BL0至BLn与存储器单元阵列110连接。列译码器130可以被配置成将输入的地址译码。列译码器130可以被配置成根据译码结果而选择性地将位线BL0至BLn与数据读取/写入电路140连接。

数据读取/写入电路140可以根据控制逻辑160的控制来操作。数据读取/写入电路140可以根据操作模式而操作为写入驱动器或感测放大器。例如，数据读取/写入电路140可以被配置成在编程操作期间将经由输入/输出缓冲器电路150从外部设备输入的数据（即，Data）编程到存储器单元阵列110的存储器单元中。作为另一个实例，数据读取/写入电路140可以被配置成在读取操作期间从存储器单元阵列110的存储器单元中读取被编程的数据。

输入/输出缓冲器电路150可以被配置成从外部设备（例如，存储器控制器、存储器接口等）接收数据，或者将数据输出到外部设备。针对此操作，输入/输出缓冲器电路150可以包括数据锁存电路和输出驱动电路。

控制逻辑160可以被配置成响应于从外部设备（例如，存储器控制器、存储器接口等）提供的命令来控制存储器件100的整体操作。例如，控制逻辑160可以控制存储器件100的读取操作、写入（或编程）操作以及擦除操作。

另外，控制逻辑160可以被配置成在执行峰值区域操作（PZO）之前检查令牌单元170是否接收到令牌信号TK。控制逻辑160可以根据从令牌单元170提供的响应信号来等待或者执行峰值区域操作（PZO）。

令牌单元170可以被配置成处理在图2或图3的存储系统1000或2000内部传送的令牌信号TK。令牌单元170可以被配置成接收和传送令牌信号TK。此外，令牌单元170可以被配置成基于接收到的令牌信号TK来决定是否执行峰值区域操作（PZO）。即，令牌单元170可以被配置成处理控制逻辑160的请求，以根据是否接收到令牌信号TK来执行峰值区域操作（PZO）。将参照根据一个实施例的图6和图9来详细地描述令牌单元170。

图5是用于解释根据一个实施例的存储系统的操作方法的时序图。根据与图5相关的实施例，图2或图3的存储系统1000或2000可以被配置成使用多个令牌信号TK，即多令牌信号MTK。如上所述，在使用令牌信号TK的存储系统1000或2000中，只有接收令牌信号TK的存储器件可以执行峰值区域操作（PZO）。在使用多令牌信号MTK的存储系统1000或2000中，与多令牌信号MTK的数目相对应的存储器件可以同时或者大体同时执行峰值区域操作（PZO）。

另外，图2或图3的存储器控制器500可以在存储系统1000或2000的限制电流内控制多令牌信号MTK的数目。限制电流可以基于存储系统1000或2000中包括的存储器件100至400的峰值电流来设计。这意味着多令牌信号MTK的数目可以基于存储系统1000或2000中包括的存储器件100至400的峰值电流来控制。此外，限制电流可以基于存储系统1000或2000中包括的存储器件100至400的数目来设计。这意味着多令牌信号MTK的数目可以基于存储系统1000或2000中包括的存储器件的数目来控制。

为了便于描述，图5说明存储系统1000或2000使用两个令牌信号TK0和TK1。在图5中，假设存储器件C0、C1以及C3应执行峰值区域操作（PZO），但是因为未接收到令牌信号TK而正在等待峰值区域操作（PZO）。此外，假设存储器件C2没有用于峰值区域操作（PZO）的请求。

根据存储器件C0至C3之中的连接关系（即，在图2或图3中所说明的令牌端子连接关系），第一令牌信号TK0在时间点t1被传送到存储器件C0。存储器件C0基于第一令牌信号TK0来执行峰值区域操作（PZO）。

根据存储器件C0至C3之中的连接关系，第二令牌信号TK1传送到存储器件C0。由于存储器件C0正在基于第一令牌信号TK0执行峰值区域操作（PZO），所以存储器件C0将接收到的第二令牌信号TK1传送到存储器件C1。第二令牌信号TK1在时间点t2被传送到存储器件C1。存储器件C1基于第二令牌信号TK1来执行峰值区域操作（PZO）。

由于存储系统1000或2000中使用的令牌信号TK的数目限制为两个，所以等待峰值区域操作（PZO）的存储器件C3不能执行峰值区域操作（PZO），直到接收到令牌信号TK。

存储器件C0在完成峰值区域操作（PZO）的时间点t3将第一令牌信号TK0传送到存储器件C1。由于存储器件C1正在基于第二令牌信号TK1执行峰值区域操作（PZO），所以存储器件C1将接收到的第一令牌信号TK0传送到存储器件C2。如以上所假设的，存储器件C2没有用于峰值区域操作（PZO）的请求。因此，存储器件C2将接收到的第一令牌信号TK0传送到存储器件C3。

第一令牌信号TK0在时间点t4被传送到存储器件C3。存储器件C3基于第一令牌信号TK0执行峰值区域操作（PZO）。此外，存储器件C1在完成峰值区域操作（PZO）的时间点t5将第二令牌信号TK1传送到存储器件C2。

以这种方式，存储系统1000或2000的存储器件C0至C3可以同时执行峰值区域操作（PZO）。因此，可以使存储系统1000或2000的功耗稳定。此外，由于可以同时执行峰值区域操作（PZO），所以也可以改善存储系统1000或2000的操作速率。

图6是说明根据与图5相关的实施例的存储器件的令牌单元的框图。图6说明被配置成提供多令牌信号MTK的令牌单元170A。令牌单元170A可以包括令牌管理块171A和令牌发生块172A。

令牌管理块171A可以被配置成从另一个存储器件接收令牌信号TK。令牌管理块171A可以被配置成根据例如从图4的控制逻辑160提供的峰值区域操作请求信号PZ_RQ来操作。令牌发生块172A可以被配置成根据令牌管理块171A的控制来产生令牌信号TK，并且将产生的令牌信号TK传送到另一个存储器件。

例如，当控制逻辑160没有用于峰值区域操作（PZO）的请求时，即，当峰值区域操作请求信号PZ_RQ未被激活时，令牌管理块171A可以旁通（bypass）接收到的令牌信号TK。在这种情况下，令牌管理块171A将令牌发生信号TK_G提供给令牌发生块172A。令牌发生块172A响应于令牌发生信号TK_G而产生令牌信号TK，并且将产生的令牌信号TK传送到另一个存储器件。

作为另一个实例，当控制逻辑160具有用于峰值区域操作（PZO）的请求时，即，当峰值区域操作请求信号PZ_RQ被激活时，令牌管理块171A判断是否接收到令牌信号TK。当接收到令牌信号TK时，令牌管理块171A将峰值区域操作使能信号PZ_EN提供给控制逻辑160。峰值区域操作使能信号PZ_EN表示可以进行峰值区域操作（PZO）。当峰值区域操作使能信号PZ_EN被激活时，控制逻辑160执行峰值区域操作（PZO）。另一个方面，当未接收到令牌信号TK时，令牌管理块171A不激活峰值区域操作使能信号PZ_EN。当峰值区域操作使能信号PZ_EN未被激活时，控制逻辑160等待峰值区域操作（PZO）。

作为另一个实例，当峰值区域操作（PZO）完成时，即当峰值区域操作结束信号PZ_END被激活时，令牌管理块171A可以传送使用的令牌信号TK。在这种情况下，令牌管理块171A将令牌发生信号TK_G提供给令牌发生块172A。令牌发生块172A响应于令牌发生信号TK_G而产生令牌信号TK，并且将产生的令牌信号TK传送到另一个存储器件。

图7是用于解释采用根据与图5相关实施例的存储系统操作方法的存储器件的操作的流程图。存储器件100至400中的每个应根据一定的规则来操作，以在图2或图3的存储系统1000或2000内部使用和传送多令牌信号MTK。将参照图6和图7来详细地描述存储器件的操作。

在步骤S110（即，“需要TK？”），令牌管理块171A可以判断是否需要令牌信号TK。即，令牌管理块171A可以判断从图4的控制逻辑160提供的峰值区域操作请求信号PZ_RQ是否被激活。

在步骤S120（即，“根据优先级来旁通接收到的TK”），当不需要令牌信号TK时（即，“否”），令牌管理块171A可以根据优先级经由令牌发生块172A来旁通接收到的令牌信号TK。这里，优先级表示接收令牌信号的顺序。

在步骤S130（即，“接收到TK？”），当需要令牌信号TK时（即，“是”），令牌管理块171A可以判断是否接收到令牌信号TK。当未接收到令牌信号TK时（即，“否”），程序进入步骤S140，而当接收到令牌信号TK时（即，“是”），程序进入步骤S150。

在步骤S140（即，“等待峰值区域操作”），控制逻辑160根据从令牌管理块171A提供的去激活的峰值区域操作使能信号PZ_EN来等待峰值区域操作（PZO）。

在步骤S150（即，“响应于TK执行峰值区域操作”），控制逻辑160可以根据从令牌管理块171A提供的激活的峰值区域操作使能信号PZ_EN来执行峰值区域操作（PZO）。另外，在根据接收到的令牌信号TK来执行峰值区域操作（PZO）的同时，令牌管理块171A可以接收另一个令牌信号（即，多令牌信号MTK中的任何一个）。在这种情况下，令牌管理块171A可以将接收到的令牌信号TK旁通到另一个存储器件，除了被令牌管理块171A占用的令牌信号TK以外。

在步骤S160（即，“输出TK”），当完成峰值区域操作（PZO）时，控制逻辑160可以将峰值区域操作结束信号PZ_END提供给令牌管理块171A。此外，令牌发生块172A可以根据从令牌管理块171A提供的令牌发生信号TK_G来产生令牌信号TK，并且将产生的令牌信号TK传送到另一个存储器件。

以这种方式，存储器件100至400可以根据多令牌信号MTK来同时执行峰值区域操作（PZO）。

图8是用于解释根据一个实施例的存储系统的操作方法的时序图。根据与图8相关的各种实施例，图2或图3的存储系统1000或2000可以被配置成利用在其限制电流内的可用消耗电流的幅值作为令牌信号TK。在存储系统1000或2000中，存储器件100至400（即，C0（100）、C1（200）、C2（300）以及C3（400））将峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值与基于令牌信号TK获得的可用消耗电流的幅值进行比较，并且根据比较结果来决定是否执行峰值区域操作（PZO）。因此，存储器件100至400可以在存储系统1000或2000的限制电流内同时执行或大体同时执行峰值区域操作（PZO）。

在图8中，为了便于描述，假设存储系统1000或2000的限制电流的幅值为100，存储器件C0的峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值为20（即，PZO（20）），存储器件C1的峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值为50（即，PZO（50）），存储器件C2的峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值为60（即，PZO（60））。此外，假设存储器件C0、C1以及C2应执行峰值区域操作（PZO），但是因为尚未接收到令牌信号TK而正在等待峰值区域操作（PZO）。此外，假设存储器件C3没有用于峰值区域操作（PZO）的请求。

根据存储器件C0至C3之中的连接关系，即根据图2和图3的令牌端子连接关系，第一令牌信号TK在时间点t1被传送到存储器件C0。如以上所定义的，与图8相关的各种实施例中的令牌信号TK表示可用电流的幅值。存储器件C0将峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值与基于传送的令牌信号TK而获得的可用电流的幅值进行比较。如以上所假设的，存储器件C0的峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值（20）比基于令牌信号TK（即，见图8的MTK信号）而获得的可用电流的幅值（100）小。因此，存储器件C0执行峰值区域操作（PZO）。

在峰值区域操作（PZO）开始之后，存储器件C0基于从可用电流的幅值（100）减去峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值（20）而获得的剩余电流的幅值（80）来产生令牌信号TK，并且在时间点t2将产生的令牌信号TK传送到存储器件C1。

存储器件C1将峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值与基于传送的令牌信号TK而获得的可用电流的幅值进行比较。如以上所参考的，存储器件C1的峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值（50）比基于令牌信号TK而获得的可用电流的幅值（80）小。因此，存储器件C1执行峰值区域操作（PZO）。此外，在峰值区域操作（PZO）开始之后，存储器件C1基于从可用电流的幅值（80）减去峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值（50）而获得的剩余电流的幅值（30）来产生令牌信号TK，并且在时间点t3将产生的令牌信号TK传送到存储器件C2。

当存储器件C0的峰值区域操作（PZO）完成时，存储器件C0产生与被占用的令牌信号相对应的令牌信号，即峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值（20），并且在时间点t4将产生的令牌信号TK传送到存储器件C1。由于存储器件C1正在执行峰值区域操作（PZO），所以存储器件C1将接收到的令牌信号TK传送到存储器件C2。

存储器件C2将峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值与基于传送的令牌信号TK而获得的可用电流的幅值进行比较。由于存储器件C2的峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值（60）比在时间点t3传送的令牌信号TK的幅值（30）和在时间点t4传送的令牌信号TK的幅值（50）大，所以存储器件C2等待峰值区域操作（PZO）。

当存储器件C1的峰值区域操作（PZO）完成时，存储器件C1产生与被占用的令牌信号TK相对应的令牌信号TK，即峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值（50），并且在时间点t5将产生的令牌信号TK传送到存储器件C2。

存储器件C2再次将峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值与基于传送的令牌信号TK而获得的可用电流的幅值进行比较。由于存储器件C2的峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值（60）比基于令牌信号TK而获得的可用电流的幅值（100）小，所以存储器件C2执行峰值区域操作（PZO）。此外，在峰值区域操作（PZO）开始之后，存储器件C2基于从可用电流的幅值（100）减去峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值（60）而获得的剩余电流的幅值（40）来产生令牌信号TK，并且在时间点t6将产生的令牌信号TK传送到存储器件C3。

以这种方式，存储系统1000或2000的存储器件C0至C3可以同时执行峰值区域操作（PZO）。因此，可以使存储系统1000或2000的功耗稳定。此外，由于可以在限制电流内同时执行峰值区域操作（PZO），所以可以改善存储系统1000或2000的操作速率。

图9是说明根据与图8相关的各种实施例的存储器件的令牌单元的框图。图9说明令牌单元170B，所述令牌单元170B被配置成处理表示可用消耗电流的幅值的令牌信号TK。令牌单元170B可以包括令牌分析块173B、令牌管理块174B以及令牌发生块176B。

令牌分析块173B可以被配置成从另一个存储器件接收令牌信号TK。令牌分析块173B可以被配置成根据例如从图4的控制逻辑160提供的峰值区域操作请求信号PZ_RQ来操作。当峰值区域操作请求信号PZ_RQ被激活时，令牌分析块173B可以基于接收到的令牌信号TK来计算可用电流的幅值。令牌分析块173B可以被配置成基于可用电流的幅值来产生令牌信息TK_IF，并且将令牌信息TK_IF提供给令牌管理块174B。

令牌发生块176B可以被配置成根据从控制逻辑160提供的峰值区域操作请求信号PZ_RQ来操作。此外，令牌发生块176B可以被配置成根据从令牌管理块174B提供的令牌发生信息TK_GIF来操作。令牌发生块176B可以被配置成：当控制逻辑160没有用于峰值区域操作（PZO）的请求时，即当峰值区域操作请求信号PZ_RQ未被激活时，旁通接收到的令牌信号TK。令牌发生块176B可以被配置成：当控制逻辑160具有用于峰值区域操作（PZO）的请求时，即当峰值区域操作请求信号PZ_RQ被激活时，基于令牌发生信息TK_GIF来产生令牌信号TK，并且将产生的令牌信号TK传送到另一个存储器件。

令牌管理块174B可以被配置成根据从控制逻辑160提供的峰值区域操作请求信号PZ_RQ和峰值区域操作结束信号PZ_END来操作。令牌管理块174B可以被配置成响应于信号PZ_RQ或PZ_END来控制令牌发生块176B，以旁通接收到的令牌信号TK或者将峰值区域操作使能信号PZ_EN提供给控制逻辑160。

例如，当控制逻辑160没有用于峰值区域操作（PZO）的请求时，即当峰值区域操作请求信号PZ_RQ未被激活时，令牌管理块174B控制令牌发生块176B以旁通接收到的令牌信号TK。在这种情况下，令牌管理块174B不向令牌发生块176B提供令牌发生信息TK_GIF。因此，如上所述，令牌发生块176B响应于去激活的峰值区域操作请求信号PZ_RQ而旁通接收到的令牌信号TK。

作为另一个实例，当控制逻辑160请求峰值区域操作（PZO）时，即当峰值区域操作请求信号PZ_RQ被激活时，令牌管理块174B将表示可用电流的幅值的令牌信息TK_IF与峰值区域操作信息PZ_ND进行比较，所述峰值区域操作信息PZ_ND与峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流有关。针对此操作，令牌管理块174B可以包括峰值区域操作信息储存块175B，所述峰值区域操作信息储存块175B被配置成储存峰值区域操作信息PZ_ND。

当令牌信息TK_IF大于峰值区域操作信息PZ_ND时，令牌管理块174B将激活的峰值区域操作使能信号PZ_EN提供给例如控制逻辑160。当峰值区域操作使能信号PZ_EN被激活时，控制逻辑160可以执行峰值区域操作（PZO）。在峰值区域操作（PZO）开始之后，令牌管理块174B可以基于从可用电流的幅值减去峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值而获得的剩余电流的幅值来控制令牌发生块176B产生令牌信号TK。在这种情况下，令牌管理块174B可以将与剩余电流的幅值有关的信息作为令牌发生信息TK_GIF提供给令牌发生块176B。另一个方面，当令牌信息TK_GIF小于峰值区域操作信息PZ_ND时，令牌管理块174B不激活峰值区域操作使能信号PZ_EN。当峰值区域操作使能信号PZ_EN未被激活时，控制逻辑160等待峰值区域操作（PZO）。

作为另一个实例，当峰值区域操作（PZO）完成时，即当峰值区域操作结束信号PZ_END被激活时，令牌管理块174B控制令牌发生块176B以传送使用的令牌信号TK。在这种情况下，令牌管理块174B可以将令牌发生信息TK_GIF提供给令牌发生块176B。这里，令牌发生信息TK_GIF是与峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值有关的信息。令牌发生块176B可以基于令牌发生信息TK_GIF来产生令牌信号TK，并且将产生的令牌信号TK传送到另一个存储器件。

图10是用于解释采用根据与图8和图9相关实施例的存储系统操作方法的存储器件的操作的流程图。存储器件100至400中的每个（即，仍见图2和图3，元件C0（100）、C1（200）、C2（300）以及C3（400））应根据一定的规则来操作，以在图2至图3的存储系统1000或2000内部传送除去了峰值区域操作（PZO）所需的电流的幅值的令牌信号TK，以及传送与峰值区域操作（PZO）期间消耗的电流的幅值相对应的令牌信号TK。参见图9和图10，以下将描述存储器件的操作。

在步骤S210（即，“需要TK？”），令牌管理块174B和令牌发生块176B判断是否需要令牌信号TK。即，令牌管理块174B和令牌发生块176B判断例如从图4的控制逻辑160提供的峰值区域操作请求信号PZ_RQ是否被激活。

在步骤S220（即，“根据优先级来旁通接收到的TK”），当不需要令牌信号TK时（即，“否”），令牌发生块176B可以根据优先级来旁通接收到的令牌信号TK。这里，优先级表示接收令牌信号TK的顺序。

在步骤S230（即，“TK_IF≥PZ_ND?”），当需要令牌信号TK时（即，“是”），令牌管理块174B将基于接收到的令牌信号TK而计算出的令牌信息TK_IF与峰值区域操作信息PZ_ND进行比较。当令牌信息TK_IF小于峰值区域操作信息PZ_ND时（即，“否”），程序进入步骤S240。当令牌信息TK_IF大于峰值区域操作信息PZ_ND时（即，“是”），程序进入步骤S250。

在步骤S240（即，“等待峰值区域操作”），控制逻辑160根据从令牌管理块174B提供的去激活的峰值区域操作使能信号PZ_EN来等待峰值区域操作（PZO）。

在步骤S250（即，“执行峰值区域操作”），控制逻辑160根据从令牌管理块174B提供的激活的峰值区域操作使能信号PZ_EN来执行峰值区域操作（PZO）。

在步骤S260（即，“输出TK（TK_IF–PZ_ND）”），在峰值区域操作（PZO）开始之后，令牌发生块176B根据令牌管理块174B的控制而将令牌信号TK传送到另一个存储器件。在步骤S260传送的令牌信号TK具有如下信息：其对应于从可用电流的幅值（即，令牌信息TK_IF）减去峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值（即，峰值区域操作信息PZ_ND）而获得的剩余电流的幅值。当令牌信号TK传送到另一个存储器件时，令牌信号TK可以表示能够被相对应的存储器件使用的电流的幅值。

在步骤S270（即，“峰值区域操作结束？”），令牌管理块174B判断峰值区域操作（PZO）是否结束。即，令牌管理块174B检查例如从控制逻辑160提供的峰值区域操作结束信号PZ_END是否被激活。当峰值区域操作结束信号PZ_END未被激活时（即，“否”），重复步骤S270。当峰值区域操作结束信号PZ_END被激活时（即，“是”），程序进入步骤S280。

在步骤S280（“输出TK（PZ_ND）”），令牌发生块176B根据令牌管理块174B的控制将令牌信号TK传送到另一个存储器件。在步骤S280传送的令牌信号TK具有如下信息：其与峰值区域操作（PZO）期间所消耗的电流的幅值有关，即与峰值区域操作（PZO）所需的消耗电流的幅值有关。

另外，如果需要的话可以省略步骤S260。例如，在峰值区域操作（PZO）完成之后将令牌信号TK传送到另一个存储器件时，可以产生与接收到的令牌信号TK具有相同信息（即，可用电流的幅值）的令牌信号TK，并且将其传送到另一个存储器件。

以这种方式，存储器件100至400可以传送具有与限制电流（即，可用电流）的幅值和峰值区域操作（PZO）期间所消耗的电流的幅值有关的信息的令牌信号TK。此外，存储器件100至400可以根据令牌信号TK同时执行峰值区域操作（PZO）。

图11是说明应用了根据各种实施例的存储系统的一个实例的框图。参见图11，数据处理系统3000可以包括主机3100和固态驱动器（SSD）3200。

SSD3200可以包括SSD控制器3210、缓冲器存储器件3220、多个存储器件3231至323n、电源3240、信号连接器3250以及电源连接器3260。SSD3200具有与根据实施例的图2或图3的存储系统1000或2000相同的配置。即，SSD控制器3210和存储器件3231至323n可以具有用于传送和接收令牌信号TK的连接结构，并且可以基于这种结构来传送令牌信号TK。SSD控制器3210和存储器件3231至323n可以根据按照有关于上述附图的各种实施例的操作方法来操作。

SSD3200响应于主机3100的请求来操作。即，SSD控制器3210可以被配置成响应于来自主机3100的请求来访问存储器件3231至323n。例如，SSD控制器3210可以被配置成控制存储器件3231至323n的读取、编程以及擦除操作。

缓冲器存储器件3220可以被配置成暂时储存要储存在存储器件3231至323n中的数据。此外，缓冲器存储器件3220可以被配置成暂时储存从存储器件3231至323n中读取的数据。暂时储存在缓冲器存储器件3220中的数据根据SSD控制器3210的控制而被传送到主机3100或存储器件3231至323n。

存储器件3231至323n用作SSD3200的存储媒介。存储器件3231至323n经由多个信道CH1至CHn与SSD控制器3210连接。一个信道可以与一个或更多个存储器件连接。与一个信道连接的存储器件可以与同一信号总线和数据总线连接。

电源3240可以被配置成将经由电源连接器3260输入的电能PWR提供给SSD3200。电源3240可以包括辅助电源3241。辅助电源3241可以被配置成当突然发生断电时供应电能以正常地终止SSD3200。辅助电源3241可以包括能够储存电能PWR的超级电容器（supercapacitor）。

SSD控制器3210可以被配置成经由信号连接器3250与主机3100交换信号SGL。这里，信号SGL可以包括命令、地址、数据等。根据主机3100与SSD3200之间的接口方法，信号连接器3250可以包括诸如PATA（并行高级技术附件）、SATA（串行高级技术附件）、SCSI（小型计算机系统接口）、或SAS（串行SCSI）的连接器。

图12是说明图11的SSD控制器的框图。参见图12，SSD控制器3210可以包括存储器接口3211、主机接口3212、ECC单元3213、CPU3214以及RAM3215。

存储器接口3211可以被配置成将命令和地址提供给存储器件3231至323n。此外，存储器接口3211可以被配置成与存储器件3231至323n交换数据。存储器接口3211可以根据CPU3214的控制而将从缓冲器存储器件3220传送的数据分散在相应的信道CH1至CHn上。此外，存储器接口3211根据CPU3214的控制而将从存储器件3231至323n读取的数据传送到缓冲器存储器件3220。

主机接口3212可以被配置成响应于主机3100的协议来提供与SSD3200的接口。例如，主机接口3212可以被配置成经由PATA（并行高级技术附件）、SATA（串行高级技术附件）、SCSI（小型计算机系统接口）、SAS（串行SCSI）协议中的任何一种与主机3100通信。此外，主机接口3212可以执行支持主机3100的盘仿真功能，以将SSD3200识别为硬盘驱动器（HDD）。

ECC单元3213可以被配置成基于传送到存储器件3231至323n的数据来产生奇偶校验位。产生的奇偶校验位可以储存在存储器件3231至323n的备用区中。ECC单元3213可以被配置成检测从存储器件3231至323n读取的数据的错误。当检测到的错误在校正范围内时，ECC单元3213可以校正检测到的错误。

CPU3214可以被配置成分析和处理从主机3100输入的信号SGL。CPU3214响应于主机3100的请求来控制SSD控制器3210的整体操作。CPU3214根据用于驱动SSD3200的固件来控制缓冲器存储器件3220和存储器件3231至323n的操作。RAM3215用作驱动固件的工作存储器件。

图13是说明安装有图11的SSD的计算机系统的框图。参见图11，计算机系统4000可以包括网络适配器4100、CPU4200、数据存储设备4300、RAM4400、ROM4500以及用户接口4600，它们与系统总线4700电连接。这里，数据存储设备4300可以包括如图11中所说明的SSD3200。

网络适配器4100可以被配置成提供计算机系统4000与外部网络之间的接口。CPU4200可以被配置成执行用于驱动处于RAM4400中的操作系统或应用程序的整体算法操作。

数据存储设备4300可以被配置成储存计算机系统4000所需的整体数据。例如，用于驱动计算机系统4000的操作系统、应用程序、各种程序模块、程序数据以及用户数据可以储存在数据存储设备4300中。

RAM4400可以用作计算机系统4000的工作存储器件。在启动期间，从数据存储设备4300中读取的操作系统、应用程序、各种程序模块、以及用于驱动程序所需的程序数据被加载到RAM4400中。ROM4500储存基本输入/输出系统（BIOS），所述基本输入/输出系统（BIOS）在操作系统被驱动之前被使能。经由用户接口4600，在计算机系统4000与用户之间执行信息交换。

尽管在附图中未示出，但是计算机系统4000还可以包括电池、应用芯片组、照相机图像处理器（CIP）等。

根据各种实施例，可以使存储系统的功耗稳定。

尽管以上已经描述了各种实施例，但是本领域的技术人员将理解的是，描述的实施例仅仅是示例性的。因此，不应基于所描述的实施例来限制本文描述的存储系统。

Claims (28)

1.一种存储系统，包括：第一存储器件至第三存储器件，所述第一存储器件至所述第三存储器件每个具有用于接收令牌信号的输入端子以及用于传送所述令牌信号的输出端子，

其中，所述第一存储器件至所述第三存储器件中的每个的输入端子经由环形拓扑与另一个存储器件的输出端子连接，以及

所述第一存储器件至所述第三存储器件响应于多个令牌信号中的任何一个而大体同时地执行消耗峰值电流的操作，

其中，所述第一存储器件至所述第三存储器件中的每个仅占用所述多个令牌信号中的任何一个，并且将其它的令牌信号传送到另一个存储器件。

2.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述存储系统还包括：

存储器控制器，所述存储器控制器被配置在所述环形拓扑内；以及

其中，所述存储器控制器被配置用于向所述第一存储器件传送所述令牌信号，以及用于接收所述第三存储器件的输出的令牌信号。

3.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述存储系统还包括：

存储器控制器，所述存储器控制器被配置用于仅向所述第一存储器件传送第一令牌信号；以及

其中，所述第一存储器件被配置用于接收所述第三存储器件的输出的令牌信号。

4.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述第一存储器件至所述第三存储器件中的每个将在所述存储器件执行消耗所述峰值电流的操作时输入的所述多个令牌信号根据输入的顺序传送到另一个存储器件。

5.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述第一存储器件至所述第三存储器件中的每个在消耗所述峰值电流的操作完成时将被占用的令牌信号传送到另一个存储器件。

6.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述多个令牌信号的数目基于所述第一存储器件至所述第三存储器件的峰值电流来确定。

7.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述第一存储器件至所述第三存储器件中的每个包括令牌单元，所述令牌单元被配置成处理所述多个令牌信号。

8.如权利要求7所述的存储系统，其中，所述令牌单元包括：

令牌管理块，所述令牌管理块被配置成根据是否接收到所述多个令牌信号来控制执行或不执行所述峰值电流消耗操作；以及

令牌发生块，所述令牌发生块被配置成根据所述令牌管理块的控制来传送接收到的令牌信号。

9.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述第一存储器件至所述第三存储器件中的每个被配置用于接收芯片使能信号。

10.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述存储系统还包括存储器控制器，所述存储器控制器被配置用于将芯片使能信号提供给所述存储器件。

11.一种存储器件的操作方法，包括以下步骤：

从另一个存储器件接收包括与可用电流的幅值相对应的信息的第一令牌信号；

基于接收到的第一令牌信号来计算所述可用电流的幅值；

将所述可用电流的幅值与所述存储器件的峰值电流的幅值进行比较；以及

当所述可用电流的幅值大于或等于所述峰值电流的幅值时，执行消耗所述峰值电流的操作。

12.如权利要求11所述的操作方法，还包括将第二令牌信号传送到另一个存储器件的步骤。

13.如权利要求12所述的操作方法，其中，在消耗所述峰值电流的操作开始之后执行传送所述第二令牌信号的步骤。

14.如权利要求13所述的操作方法，其中，传送所述第二令牌信号的步骤包括以下步骤：基于从所述可用电流的幅值减去所述峰值电流的幅值而获得的电流的幅值来产生要传送的所述第二令牌信号，以及

将产生的第二令牌信号传送到所述另一个存储器件。

15.如权利要求13所述的操作方法，其中，将在执行消耗所述峰值电流的操作时接收到的令牌信号传送到所述另一个存储器件，而不执行计算所述可用电流的幅值的步骤以及将所述可用电流的幅值与所述峰值电流的幅值进行比较的步骤。

16.如权利要求12所述的操作方法，其中，在消耗所述峰值电流的操作完成时执行传送所述第二令牌信号的步骤。

17.如权利要求16所述的操作方法，其中，传送所述第二令牌信号的步骤包括以下步骤：基于所述峰值电流的幅值来产生要传送的所述第二令牌信号，以及

将产生的第二令牌信号传送到所述另一个存储器件。

18.如权利要求11所述的操作方法，其中，当所述可用电流的幅值小于所述峰值电流的幅值时，所述存储器件等待消耗所述峰值电流的操作。

19.如权利要求11所述的操作方法，还包括从存储器控制器接收第三令牌信号的步骤，

其中，所述第三令牌信号包括与存储系统的最大允许电流的幅值相对应的信息。

20.一种存储系统，包括：第一存储器件和第二存储器件，所述第一存储器件和所述第二存储器件每个具有用于接收令牌信号的输入端子和用于传送所述令牌信号的输出端子，

其中，所述第一存储器件的输出端子与所述第二存储器件的输入端子连接，

所述第二存储器件的输出端子与所述第一存储器件的输入端子连接，以及

所述第一存储器件和所述第二存储器件基于接收到的令牌信号中包含的可用电流的幅值信息来执行消耗峰值电流的操作。

21.如权利要求20所述的存储系统，其中，所述第一存储器件和所述第二存储器件中的每个从所述接收到的令牌信号来计算所述可用电流的幅值、将计算出的可用电流的幅值与所述峰值电流的幅值进行比较、以及根据比较结果来执行消耗所述峰值电流的操作。

22.如权利要求21所述的存储系统，其中，所述第一存储器件和所述第二存储器件中的每个在所述可用电流的幅值大于或等于所述峰值电流的幅值时执行消耗所述峰值电流的操作。

23.如权利要求21所述的存储系统，其中，所述第一存储器件和所述第二存储器件中的每个在所述可用电流的幅值小于所述峰值电流的幅值时等待消耗所述峰值电流的操作。

24.如权利要求21所述的存储系统，其中，所述第一存储器件和所述第二存储器件中的每个包括令牌单元，所述令牌单元被配置成处理所述令牌信号。

25.如权利要求24所述的存储系统，其中，所述令牌单元包括：

令牌分析块，所述令牌分析块被配置成从所述接收到的令牌信号来计算所述可用电流的幅值；

令牌管理块，所述令牌管理块被配置成将所述可用电流的幅值与所述峰值电流的幅值进行比较，并且根据比较结果来控制执行或不执行所述峰值电流消耗操作；以及

令牌发生块，所述令牌发生块被配置成根据所述令牌管理块的控制来传送所述接收到的令牌信号。

26.如权利要求25所述的存储系统，其中，所述令牌管理块包括操作信息储存块，所述操作信息储存块被配置成储存所述峰值电流的幅值。

27.如权利要求20所述的存储系统，其中，所述第一存储器件和所述第二存储器件中的每个将所述接收到的令牌信号传送到另一个存储器件。

28.如权利要求20所述的存储系统，其中，所述第一存储器件和所述第二存储器件中的每个被配置用于接收芯片使能信号。