CN104700885A - 存储器、包括存储器的存储系统及操作存储系统的方法 - Google Patents

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Abstract

一种存储系统包括：存储器控制器，适于向存储器件施加刷新命令和表示要执行刷新操作的次数的刷新操作次数信息；以及所述存储器件，适于响应于所述刷新命令而将刷新操作执行与所述刷新操作次数信息表示的一样多的次数。

Description

存储器、包括存储器的存储系统及操作存储系统的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年12月4日提交的申请号为10-2013-0149734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
本发明的示例性实施例大体涉及存储器和包括存储器的存储系统，且更具体地涉及存储器的刷新技术。
背景技术
存储器件的存储器单元中的每个包括用作开关的晶体管以及储存电荷或数据的电容器。数据的逻辑电平，或是具有逻辑值1的“高”或是具有逻辑值0的“低”，由存储器单元的电容器中的电荷决定，即，根据电容器的端电压为高还是为低决定。
数据以累积在电容器中的电荷的形式储存。因此，在原理上，不消耗电能。然而，储存在电容器中的初始电荷量可能由于金属-氧化物半导体“MOS”晶体管的PN键合所引起的泄漏电流而减少，数据可能会丢失。为了防止数据丢失，在存储器单元的数据丢失之前读取存储器单元的数据，且对存储器单元重新充电，从而基于读取的信息来保持电荷量。这种操作必须针对存储器单元迭代地且周期地执行以保持数据。对存储器单元重新充电的操作被称为刷新操作。
每当从存储器控制器向存储器件施加刷新命令时，执行刷新操作。存储器控制器在考虑存储器件的数据保持时间的预定时间向存储器件施加刷新命令。例如，当存储器件具有64ms的数据保持时间且要刷新存储器件内部的全部存储器单元时，施加刷新命令8000次。即，存储器控制器在64ms内向存储器件施加刷新命令8000次。
存储器控制器在刷新命令从存储器控制器施加至存储器件的时段期间的等待时间成为存储器件的操作性能下降的主要因素。因此，需要开发能够防止由刷新操作引起存储器件性能劣化的技术。
发明内容
本发明的一个实施例针对可以将由刷新操作引起的存储器件的性能上的劣化最小化的技术。
根据本发明的一个实施例，一种存储系统可以包括：存储器控制器，适于向存储器件施加刷新命令和表示要执行刷新操作的次数的刷新操作次数信息；以及所述存储器件，适于响应于所述刷新命令而将刷新操作执行与所述刷新操作次数信息表示的一样多的次数。
根据本发明的另一个实施例，一种操作存储系统的方法，包括：从存储器控制器向存储器件施加刷新命令和表示要执行刷新操作的次数的刷新操作次数信息；以及在所述存储器件中将刷新操作执行与所述刷新操作次数信息表示的一样多的次数。
根据本发明的另一个实施例，一种存储器件可以包括：译码器，适于对输入信号进行译码以产生内部刷新命令信号和刷新操作次数码；刷新信号发生器，适于响应于所述内部刷新命令信号和所述刷新操作次数码而将刷新信号使能与所述刷新操作次数码表示的一样多的次数；以及刷新控制器，适于将单元阵列的行控制为当所述刷新信号被使能时顺序地刷新。
附图说明
图1说明根据本发明的一个实施例的存储系统100。
图2说明用于操作图1中所示的存储系统100的方法。
图3是说明图1中所示的存储器件110的框图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同形式实施且不应当被解释为局限于本文所列的实施例。更确切地，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，且将向本领域的技术人员全面地传达本发明的范围。在本发明的实施例的描述中，与本发明点不相关的已知结构可能被省略。另外，在本公开中，相似的附图标记在本发明的各个附图和实施例中表示相似的部分。在本说明书中还应注意的是，“使能”及其任何变型表示“激活”和/或“使得其工作”。另外，只要未在句中特意提及，单数形式可以包括复数形式。
图1说明根据本发明的一个实施例的存储系统100。
参见图1，存储系统100包括存储器件110和存储器控制器120。
存储器控制器120通过施加命令CMD和地址ADD来控制存储器件110的操作。存储器控制器120可以在读取操作期间和/或写入操作期间向存储器件110传输数据以及从存储器件110接收数据。存储器控制器120命令存储器件110执行的操作包括激活操作、预充电操作、读取操作、写入操作和刷新操作等。命令CMD可以包括多个信号，诸如片选信号CSb、行地址选通信号RASb、列地址选通信号CASb和写入使能信号WEb。地址ADD可以包括多比特信号。另外，在存储器件110和存储器控制器120之间传输和接收的数据可以是多比特数据。根据本发明的一个实施例，在刷新操作期间，存储器控制器120不仅将刷新命令施加至存储器件110，而且还通知存储器件110关于存储器件110必须执行刷新操作多少次。这将在以下详细描述。
存储器件110可以执行由存储器控制器120命令的操作。特别地，当存储器控制器120命令存储器件110执行刷新操作时，存储器件110将刷新操作执行与存储器控制器120命令的一样多的次数，以及当执行了所有的刷新操作时，存储器件110可以通知存储器控制器120刷新操作结束。从存储器件110传输给存储器控制器120的刷新结束信号REF_END的使能可以表示存储器件110完成了所有的刷新操作。在接收到刷新结束信号REF_END时，存储器控制器120可以识别出存储器件110完成了所有的被命令的刷新操作，且命令后续的操作。
图2说明用于操作图1中所示的存储系统100的方法。由于本发明的示例性实施例描述刷新操作，所以图2示出了与刷新操作有关的操作。
参见图2，在时刻“201”，存储器控制器120通知存储器件110刷新命令REF和要执行刷新操作的次数。刷新命令REF可以是构成从存储器控制器120传输至存储器件110的命令CMD的信号CSb、RASb、CASb和WEb的组合。要执行刷新操作的次数(刷新操作次数信息)可以利用地址ADD的一部分来施加。表1示例性地示出了构成命令CMD的信号CSb、RASb、CASb和WEb的组合，以及表示要执行刷新操作的次数和刷新操作的暂停的地址A<0>、A<1>和A<10>的组合。
表1
表1说明当命令信号CSb、RASb、CASb和WEb分别是L、L、L和H时，这些信号表示刷新命令REF。另外，从表1中可以看出第零地址A<0>和第一地址A<1>的组合表示要执行刷新操作的次数。如果当施加刷新命令REF时第十地址A<10>具有“H”电平，则表示停止刷新操作。在表1中所示的组合仅是说明性的，它们不限制本发明的范围，对于本领域的技术人员显然的是，其他信号的另外组合可以从存储器控制器120向存储器件110传输刷新命令和表示要执行刷新操作的次数的信息。表1的右边部分的内部信号“IREF”、“CODE<0:2>”和“ICMD_STOP”在存储器件110的内部产生。以下将参照图3来描述它们。
再次参见图2，响应于在时刻“201”施加至存储器件110的刷新命令REF和要执行刷新操作的次数(在附图中是三次)，存储器件110可以在区间“203”期间执行三次刷新操作。在时刻“205”，当完成了执行三次刷新操作时，通知刷新操作完成的刷新结束信号REF_END可以被使能且从存储器件110传输至存储器控制器120。
从存储器控制器120命令存储器件110执行刷新操作的时刻“201”至存储器件110通知存储器控制器120刷新操作完成的时刻“205”，存储器控制器120可以请求存储器件110不执行操作。同时，从完成刷新操作的时刻“205”至要施加下一个刷新命令REF的时刻“207”，存储器控制器120可以命令存储器件110执行期望的操作，诸如激活操作、读取操作或写入操作。
在时刻“207”，存储器控制器120可以向存储器件110传输刷新命令REF和要执行刷新操作的次数(在附图中是四次)。存储器件110可以响应于刷新命令REF和要执行刷新操作的次数而执行刷新操作。当存储器件110执行第二次刷新操作时，即时刻“209”，存储器控制器120可以施加刷新操作停止命令REF_STOP，其是用以停止刷新操作的命令。刚才正在执行第二次刷新操作的存储器件110于是可以响应于存储器控制器120在时刻“209”接收的刷新操作停止命令REF_STOP执行第二次刷新操作，而省略第三次刷新操作和第四次刷新操作。然后，通知刷新操作完成的刷新结束信号REF_END可以在第二次刷新操作完成的时刻”211”被使能且从存储器件110传输至存储器控制器120。
参见图2和图3的实施例，存储器控制器120不仅向存储器件110施加刷新命令REF，还向存储器件110施加要执行刷新操作的次数。因此，可以通过施加一次刷新命令REF来执行若干次刷新操作。以这种方式，可以节省用于施加若干次刷新命令REF所花费的时间。另外，由于当刷新操作完成时存储器件110通知存储器控制器120刷新操作完成，所以可以将存储器控制器120等待刷新操作在存储器件110中完成的时间最小化。
图3是说明图1中所示的存储器件110的框图。由于本发明的实施例的特征描述刷新操作，所以图3示出了存储器件110的与刷新操作有关的结构。
参见图3，存储器件110可以包括命令接收单元301、地址接收单元302、译码器310、刷新信号发生器320、刷新控制器330、单元阵列340、结束信号发生器350和传输电路360。
命令接收单元301可以接收从存储器控制器120传输的命令CMD。如上述，命令CMD可以包括片选信号CSb、行地址选通信号RASb、列地址选通信号CASb和写入使能信号WEb。
地址接收单元302可以接收从存储器控制器120传输的地址ADD。图3示出了与刷新操作有关的地址A<0>、A<1>和A<10>，然而，地址ADD可以包括除了在图3中所示的第零地址A<0>、第一地址A<1>以及第十地址A<10>之外的许多地址信号。
译码器310可以接收命令信号CSb、RASb、CASb和WEb以及地址A<0>、A<1>和A<10>，且产生内部刷新命令信号IREF、刷新操作次数码CODE<0:2>和内部刷新操作停止命令信号ICMD_STOP。内部刷新命令信号IREF可以是用于在存储器件110中启动刷新操作的信号。刷新操作次数码CODE<0:2>可以是表示要在存储器件110中执行刷新操作的次数的二进制码。另外，内部刷新操作停止命令信号ICMD_STOP可以是用于控制存储器件110停止执行刷新操作的信号。参照表1可以容易地理解译码器310的操作，因为在表1中描述了用于产生信号IREF、CODE<0:2>和ICMD_STOP的条件。
响应于内部刷新命令信号IREF和刷新操作次数码CODE<0:2>，刷新信号发生器320可以将刷新信号REFP使能与刷新操作次数码CODE<0:2>表示的一样多的次数。例如，当内部刷新命令信号IREF被使能且刷新操作次数码CODE<0:2>具有值3时，刷新信号发生器320可以将刷新信号REFP使能三次。同时，当内部刷新操作停止命令信号ICMD_STOP被使能时，刷新信号发生器320不再将刷新信号REFP使能。
刷新信号发生器320可以包括周期信号发生单元321、计数单元322、比较单元323和停止信号发生单元324。周期信号发生单元321可以从内部刷新命令信号IREF被使能的时刻至停止信号STOP被使能的时刻周期性地将刷新信号REFP使能。当停止信号STOP在刷新信号REFP被使能的中间被使能时，已被使能的刷新信号REFP的使能正常执行，并且刷新信号REFP被控制为不再继续使能。周期信号发生单元321将刷新信号REFP使能的时段可以基于存储器件110执行刷新操作所花费的时间来控制。计数单元322可以对刷新信号REFP被使能的次数进行计数，且产生计数码CNT<0:2>。同时，计数码CNT<0:2>可以响应于内部刷新命令信号IREF的使能而被初始化为“0”。比较单元323可以比较计数码CNT<0:2>与刷新操作次数码CODE<0:2>，且当两个码CNT<0:2>和CODE<0:2>的值相同时将初步停止信号COMP_STOP使能。停止信号发生单元324可以在初步停止信号COMP_STOP和内部刷新操作停止命令信号ICMD_STOP中的至少一个被使能时将停止信号STOP使能。当刷新信号REFP被使能与刷新操作次数码CODE<0:2>的值一样多的次数时，或当内部刷新操作停止命令信号ICMD_STOP被使能时，可以将停止信号STOP使能。
刷新控制器330可以控制单元阵列340内部中的行每当刷新信号REFP被使能时顺序地刷新。例如，如果在刷新信号REFP被使能时刷新控制器330激活第N行，例如，字线，则刷新控制器330可以在下一个刷新信号REFP被使能时激活第(N+1)行。
结束信号发生器350可以产生表示在存储器件110中执行的刷新操作的完成的刷新结束信号REF_END。结束信号发生器350可以包括延迟单元351和使能单元352。延迟单元351可以通过产生延迟的刷新信号REFP_D来延迟刷新信号REFP。延迟单元351的延迟值可以设置成与存储器件110执行一次刷新操作所花费的时间相同。当停止信号STOP和延迟的刷新信号REFP_D都被使能时，使能单元352可以将刷新结束信号REF_END使能。因此，刷新结束信号REF_END可以是在停止信号STOP被使能且刷新操作完成之后被使能的信号。
传输电路360可以向存储器控制器120传输刷新结束信号REF_END。尽管图3示出了刷新结束信号REF_END经由独立的线路向存储器控制器120传输，但对于本领域的技术人员显然的是，刷新结束信号REF_END是经由存储器件110和存储器控制器120之间的多个线路之中的未在刷新操作期间使用的线路传输。例如，刷新结束信号REF_END可以经由存储器件110和存储器控制器120之间的数据线路传输。
因此，根据本发明的一个实施例，可以将由刷新操作导致的存储器件的性能上的劣化最小化。
尽管已参照特定实施例描述了本发明，但对于本领域的技术人员将显然的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以作出各种改变和修改。
通过以上实施例可以看出，本申请提供了以下的技术方案。
技术方案1.一种存储系统，包括：
存储器控制器，适于向存储器件施加刷新命令和表示要执行刷新操作的次数的刷新操作次数信息；以及
所述存储器件，适于响应于所述刷新命令而将刷新操作执行与所述刷新操作次数信息表示的一样多的次数。
技术方案2.如技术方案1所述的存储系统，其中，在所述刷新操作被执行了与所述刷新操作次数信息表示的一样多的次数之后，所述存储器件通知所述存储器控制器所述刷新操作的完成。
技术方案3.如技术方案1所述的存储系统，其中，当所述存储器控制器向所述存储器件施加刷新操作停止命令时，
所述存储器件在完成当前刷新操作的执行时忽略所述刷新操作次数信息且终止所述刷新操作。
技术方案4.如技术方案1所述的存储系统，其中，所述刷新命令和所述刷新操作次数信息利用命令信号和地址信号的组合来从所述存储器控制器施加至所述存储器件。
技术方案5.如技术方案2所述的存储系统，其中，从所述存储器控制器向所述存储器件施加所述刷新命令的时刻至所述存储器件通知所述存储器控制器所述刷新操作完成的时刻，所述存储器控制器不向所述存储器件施加命令。
技术方案6.如技术方案1所述的存储系统，其中，所述存储器件包括：
译码器，适于接收至少一个命令信号和至少一个地址信号以产生内部刷新命令信号和刷新操作次数码；
刷新信号发生器，适于响应于所述内部刷新命令信号和所述刷新操作次数码而将刷新信号激活与所述刷新操作次数码表示的一样多的次数；以及
刷新控制器，适于将单元阵列的行控制为每当所述刷新信号被激活时顺序地刷新。
技术方案7.如技术方案6所述的存储系统，其中，所述存储器件还包括：
结束信号发生器，适于产生刷新结束信号，所述刷新结束信号表示所述存储器件的所述刷新操作被执行了与所述刷新操作次数码表示的一样多的次数；以及
传输电路，适于向所述存储器控制器传输所述刷新结束信号。
技术方案8.如技术方案6所述的存储系统，其中，所述译码器还产生内部刷新操作停止命令信号，且所述刷新信号发生器在所述内部刷新操作停止命令信号被激活时不激活所述刷新信号。
技术方案9.一种操作存储系统的方法，包括：
从存储器控制器向存储器件施加刷新命令和表示要执行刷新操作的次数的刷新操作次数信息；以及
在所述存储器件中将刷新操作执行与所述刷新操作次数信息表示的一样多的次数。
技术方案10.如技术方案9所述的方法，还包括：
在所述刷新操作的执行完成之后，从所述存储器件向所述存储器控制器传输表示所述刷新操作完成的信息。
技术方案11.如技术方案9所述的方法，其中，在所述存储器件的所述刷新操作期间，当从所述存储器控制器向所述存储器件施加刷新操作停止命令信号时，所述存储器件在完成当前刷新操作的执行时忽略所述刷新操作次数信息且终止所述刷新操作。
技术方案12.一种存储器件，包括：
译码器，适于对输入信号进行译码以产生内部刷新命令信号和刷新操作次数码；
刷新信号发生器，适于响应于所述内部刷新命令信号和所述刷新操作次数码而将刷新信号激活与所述刷新操作次数码表示的一样多的次数；以及
刷新控制器，适于将单元阵列的行控制为当所述刷新信号被激活时顺序地刷新。
技术方案13.如技术方案12所述的存储器件，还包括：
结束信号发生器，适于产生刷新结束信号，所述刷新结束信号表示所述刷新操作被执行了与所述刷新操作次数码表示的一样多的次数；以及
传输电路，适于向外部器件传输所述刷新结束信号。
技术方案14.如技术方案13所述的存储器件，其中，所述译码器还产生内部刷新操作停止命令信号，以及
所述刷新信号发生器在所述内部刷新操作停止命令信号被激活时不激活所述刷新信号。
技术方案15.如技术方案14所述的存储器件，其中，所述刷新信号发生器包括：
周期信号发生单元，适于从所述内部刷新命令信号被激活的时刻至停止信号被激活的时刻周期性地激活所述刷新信号；
计数单元，适于对所述刷新信号被激活的次数进行计数以产生计数码；
比较单元，适于比较所述计数码与所述刷新操作次数码以产生初步停止信号；以及
停止信号发生单元，适于在所述初步停止信号和所述内部刷新操作停止命令信号之中的至少一个被激活时激活所述停止信号。
技术方案16.如技术方案15所述的存储器件，其中，所述结束信号发生器包括：
延迟单元，适于产生延迟的刷新信号；以及
激活单元，适于在所述延迟的刷新信号和所述停止信号被激活时激活所述刷新结束信号。
技术方案17.如技术方案15所述的存储器件，其中，所述计数单元响应于所述内部刷新命令信号的激活而被初始化。

Claims (10)

1.一种存储系统，包括：
存储器控制器，适于向存储器件施加刷新命令和表示要执行刷新操作的次数的刷新操作次数信息；以及
所述存储器件，适于响应于所述刷新命令而将刷新操作执行与所述刷新操作次数信息表示的一样多的次数。
2.如权利要求1所述的存储系统，其中，在所述刷新操作被执行了与所述刷新操作次数信息表示的一样多的次数之后，所述存储器件通知所述存储器控制器所述刷新操作的完成。
3.如权利要求1所述的存储系统，其中，当所述存储器控制器向所述存储器件施加刷新操作停止命令时，
所述存储器件在完成当前刷新操作的执行时忽略所述刷新操作次数信息且终止所述刷新操作。
4.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述刷新命令和所述刷新操作次数信息利用命令信号和地址信号的组合来从所述存储器控制器施加至所述存储器件。
5.如权利要求2所述的存储系统，其中，从所述存储器控制器向所述存储器件施加所述刷新命令的时刻至所述存储器件通知所述存储器控制器所述刷新操作完成的时刻，所述存储器控制器不向所述存储器件施加命令。
6.如权利要求1所述的存储系统，其中，所述存储器件包括：
译码器，适于接收至少一个命令信号和至少一个地址信号以产生内部刷新命令信号和刷新操作次数码；
刷新信号发生器，适于响应于所述内部刷新命令信号和所述刷新操作次数码而将刷新信号激活与所述刷新操作次数码表示的一样多的次数；以及
刷新控制器，适于将单元阵列的行控制为每当所述刷新信号被激活时顺序地刷新。
7.如权利要求6所述的存储系统，其中，所述存储器件还包括：
结束信号发生器，适于产生刷新结束信号，所述刷新结束信号表示所述存储器件的所述刷新操作被执行了与所述刷新操作次数码表示的一样多的次数；以及
传输电路，适于向所述存储器控制器传输所述刷新结束信号。
8.如权利要求6所述的存储系统，其中，所述译码器还产生内部刷新操作停止命令信号，且所述刷新信号发生器在所述内部刷新操作停止命令信号被激活时不激活所述刷新信号。
9.一种操作存储系统的方法，包括：
从存储器控制器向存储器件施加刷新命令和表示要执行刷新操作的次数的刷新操作次数信息；以及
在所述存储器件中将刷新操作执行与所述刷新操作次数信息表示的一样多的次数。
10.一种存储器件，包括：
译码器，适于对输入信号进行译码以产生内部刷新命令信号和刷新操作次数码；
刷新信号发生器，适于响应于所述内部刷新命令信号和所述刷新操作次数码而将刷新信号激活与所述刷新操作次数码表示的一样多的次数；以及
刷新控制器，适于将单元阵列的行控制为当所述刷新信号被激活时顺序地刷新。
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