CN108334466A - 包括热插拔模块和存储器模块的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种系统，该系统可以包括主机和热插拔模块。热插拔模块可以包括训练存储器，其用于利用主机进行训练操作。热插拔模块可包括控制电路和信号门电路，其中控制电路被配置成响应于训练命令而产生路径选择信号，并且信号门电路被配置成基于路径选择信号将系统信号总线联接到存储器模块总线和训练存储器中的一个。

Description

包括热插拔模块和存储器模块的系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年01月18日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0008518的韩国专利申请的优先权，该专利申请通过引用被全部并入本申请。
技术领域
本公开的各实施例通常涉及半导体技术，更具体地，涉及存储器模块和使用该存储器模块的系统。
背景技术
电子装置可以包括许多电子元件，并且大部分电子元件可以用计算机系统半导体实现。作为代表性电子装置的计算机系统通常包括执行主机功能的处理器和执行数据存储功能的存储器。特别地，存储器可包括以模块形式安装的多个存储器装置，并且执行临时存储器装置的功能。存储器模块的典型示例可包括DIMM(双列直插存储器模块)。通常，DIMM可包括安装在其中的多个DRAM，并且通过多个DRAM执行与处理器的数据通信。
为了在计算机系统操作期间重新连接存储器模块以使用或更换现有存储器模块，需要停止系统的操作，并且需要在添加或更换存储器模块后重启系统。一般的计算机装置可以轻易地重启，但是诸如服务器之类的计算机装置不能轻易重启。因此，近来对能够在不停止系统的操作的情况下添加和更换存储器模块的热插拔方法的方案进行了研究。
发明内容
在实施例中，系统可以包括：主机；以及热插拔模块，其联接到主机和存储器模块总线。热插拔模块可以包括：训练存储器(training memory)；控制电路，其适于响应于训练命令而产生路径选择信号；以及信号门电路，其适于基于路径选择信号将系统信号总线联接到存储器模块总线和训练存储器中的一个。
在一个实施例中，系统可以包括：主机；主板，其具有联接到主机和存储器模块插槽的系统信号总线；以及热插拔模块，其具有安装在存储器模块插槽中的模块引脚以及其中安装存储器模块的副插槽。热插拔模块可以包括：训练存储器；控制电路，其适于响应于训练命令而产生路径选择信号；以及信号门电路，其适于基于路径选择信号将系统信号总线联接到副插槽和训练存储器中的一个。
附图说明
图1为示出根据实施例的系统的配置的示意图；
图2和图3为示出根据实施例的系统的示例的示意图；
图4为示出根据实施例的系统的配置的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图通过各示例实施例来描述存储器模块及使用其的系统。
图1为示出根据实施例的系统1配置的示意图。在图1中，系统1可包括主机110、热插拔模块120以及存储器模块130。主机110可向存储器模块130提供各种控制信号，以控制存储器模块130的操作。例如，主机110可以通过系统信号总线101发送命令信号CMD、地址信号ADD以及数据DQ，并通过系统信号总线101接收数据DQ。主机110可以通过系统信号总线101和系统管理总线102联接到热插拔模块120。主机110可包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、多媒体处理器(MMP)、数字信号处理器、或存储器控制器，其中存储器控制器用作处理器或控制器。此外，可以以片上系统(SOC)的形式组合并应用具有各种功能的诸如应用处理器(AP)的处理器芯片。
热插拔模块120可以通过系统信号总线101和系统管理总线102联接到主机110。热插拔模块120可以通过存储器模块总线103联接到存储器模块130。热插拔模块120可以在主机110和存储器模块130之间中继通信。例如，热插拔模块120可以将信号从主机110传输到存储器模块130，或者将信号从存储器模块130传输到主机110。当存储器模块130联接或未联接到存储器模块总线103时，热插拔模块120可以利用主机110执行训练操作。热插拔模块120可以在不停止系统的操作的情况下允许随时插入或更换存储器模块。也就是说，热插拔模块120使热插拔操作成为可能。
存储器模块130可以通过存储器模块总线103联接到热插拔模块120。存储器模块130可以存储从主机110发送的数据DQ或输出存储在存储器模块130中的数据。存储器模块130存储从主机110发送的数据的操作可被称为写入操作，存储器模块130向主机110发送存储在存储器模块130中的数据的操作可被称为读取操作。存储器模块130可以包括多个存储器装置131，并且存储器装置131中的每一个可以包括易失性存储器和非易失性存储器中的一个或多个。易失性存储器可以包括动态RAM(DRAM)和同步DRAM(SDRAM)，而非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电擦除和可编程ROM(EEPROM)、电可编程ROM(EPROM)、闪存、相变RAM(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM)、铁电RAM(FRAM)等等。存储器模块130可以包括各种类型的存储器模块，诸如无缓冲双列直插式存储器模块(UDIMM)、双列直插式存储器模块(DIMM)、寄存式双列直插存储器模块(RDIMM)、低负载双列直插式存储器模块(LRDIMM)、小型双列直插式存储器模块(SODIMM)和非易失性双列直插式存储器模块(NVDIMM)。
在图1中，主机110可以包括接口电路111和系统管理电路112。接口电路111可以通过系统信号总线101联接到控制电路121和信号门电路122。接口电路111可以通过系统信号总线101向热插拔模块120发送命令信号CMD、地址信号ADD和数据DQ。接口电路111可以通过系统信号总线101从热插拔模块120接收数据DQ。系统管理电路112可以通过系统管理总线102联接到热插拔模块120的控制电路121。系统管理电路112可以通过系统管理总线102向热插拔模块120发送/从热插拔模块120接收各种系统管理信号，或接收有关热插拔模块120或存储器模块130的各种信息。主机110还可以包括训练电路(training circuit)113。训练电路113可以利用热插拔模块120或存储器模块130执行训练操作。训练电路113可以产生训练请求，并且接口电路111可以响应于训练请求而发送作为命令信号CMD的训练命令。训练电路113可以接收和存储作为利用热插拔模块120或存储器模块130的训练操作的结果而产生的训练信息。
热插拔模块120可以包括控制电路121、信号门电路122和训练存储器123。控制电路121可以联接到系统信号总线101、系统管理总线102和信号门电路122。控制电路121可以基于是否存在联接到存储器模块总线103的存储器模块来产生路径选择信号PS。例如，当存在经由存储器模块总线103联接到热插拔模块120的存储器模块时，控制电路121可以禁用路径选择信号PS，而当不存在经由存储器模块总线103联接到热插拔模块120的存储器模块时，则启用路径选择信号PS。控制电路121可以响应于训练命令产生路径选择信号PS。根据训练电路113的控制，训练命令可以作为命令信号CMD被发送到控制电路121。例如，控制电路121可以在接收到训练命令时启用路径选择信号PS，并且在训练操作完成时禁用路径选择信号PS。
信号门电路122可以联接到系统信号总线101和存储器模块总线103。信号门电路122可基于路径选择信号PS将系统信号总线101联接到训练存储器123和存储器模块总线103中的一个。因此，信号门电路122可以基于路径选择信号PS将存储器模块总线103和训练存储器123中的一个联接到主机110。训练存储器123可以联接到信号门电路122并执行训练操作。训练存储器123可以利用具有执行训练操作的最小部件数量和最小容量的存储器装置来实现。例如，训练存储器123可以具有比构成存储器模块130的存储器装置131更小的容量。主机110和训练存储器123之间的训练操作可以以各种方式进行。例如，主机110可以利用训练存储器123进行训练操作，以基于安装在系统1中的热插拔模块120或存储器模块130的位置调整倾斜。例如，调整倾斜的训练操作可以包括命令/时钟训练、数据训练、数据选通信号训练、参考电压训练、写入均衡(write leveling)、写入fly-by、往返优化、接收使能、传输均衡、连续时间线性均衡等等。
热插拔模块120和存储器模块130可以分别包括信息存储区124和134。信息存储区124和134可以利用存储串行存在检测(SPD)信息的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)实现。信息存储区124和134可以存储有关存储器模块130的各种信息片段，诸如存储器模块130的容量和操作速度。信息存储区124和134可以存储关于存储器模块130经由存储器模块总线103联接到热插拔模块120的各种信息片段。存储在信息存储区124和134中的各种信息片段可以由控制电路121通过系统管理总线102发送到主机110。当接收到来自热插拔模块120的信息存储区124和存储器模块130的信息存储区134两者的各种信息片段时，主机110可以感测到存在与存储器模块总线103联接的存储器模块130。当接收到仅来自热插拔模块120的信息存储区124的各种信息时，主机110可以感测到不存在与存储器模块总线103联接的存储器模块130。
热插拔模块120可以进一步包括开关125和输出装置126。当存储器模块总线103和存储器模块130彼此联接或联接到存储器模块总线103的存储器模块130被更换时，开关125可以接收用户的输入。开关125可以感测用户的输入，并且通知控制电路121用户的输入。用户的输入可以以物理或程序的方式提供。例如，用户可以物理地操作开关125以通知控制电路121存储器模块130的连接或更换。此外，用户可以执行可通过系统1被执行的程序，并通知控制电路121存储器模块130的连接或更换。输出装置126可以根据系统1的操作状态输出各种显示。输出装置126可以包括诸如LED装置的显示装置，其可以由用户通过肉眼识别。输出装置126可以根据系统1的操作状态显示各种颜色。当用户的输入通过开关125被接收时，控制电路121可以向主机110发送中断请求。中断请求可以作为系统管理信号通过系统管理总线102被传输。当热插拔操作完成时，控制电路121可以向主机110发送完成信号，并改变输出装置126的状态。完成信号可以作为系统管理信号通过系统管理总线102传输到主机110。当从控制电路121接收中断请求时，主机110可以执行数据备份操作，其包括备份被存储在与存储器模块总线103联接的存储器模块130中的数据。主机110可以基于中断请求提供命令信号CMD和地址信号ADD，以执行数据备份操作。
热插拔模块还可以包括电源门电路127。电源门电路127可以基于从控制电路121产生的电源控制信号向存储器模块电源线104提供电源电压。系统1还可以包括电源管理电路(PMIC)140以向电源门电路127提供电源电压。例如，当电源控制信号被启用时，电源门电路127不向存储器模块电源线104提供电源电压。即，当电源控制信号被启用时，电源门电路127和存储器模块电源线104之间的连接可以被阻止。当电源控制信号被禁用时，电源门电路127可以向存储器模块电源线104提供电源电压。控制电路121可以使用中断请求产生电源控制信号。控制电路121可以在产生中断请求的同时启用电源控制信号。控制电路121可以在产生完成信号的同时禁用电源控制信号。电源门电路127可以在热插拔操作期间阻止向存储器模块电源线104提供电源电压。
1)在热插拔模块联接而存储器模块未联接时的训练操作和热插拔操作。
当存储器模块总线103和存储器模块130未联接时，可以在主机110和热插拔模块120之间执行训练操作。主机110可以响应于从训练电路113产生的训练请求将训练命令作为命令信号CMD发送到系统信号总线101。控制电路121可以响应于训练命令启用路径选择信号PS。当启用路径选择信号PS时，信号门电路122可以经由系统信号总线101将主机110联接到训练存储器123。主机110可以发送命令信号CMD、地址信号ADD和数据DQ以利用训练存储器123执行训练操作，并且训练存储器123可以将训练信息作为数据DQ发送到主机110。训练电路113可以接收并存储从热插拔模块120发送的训练信息。
随后，当存储器模块130联接到存储器模块总线103时，训练电路113不需要执行利用联接到存储器模块总线103的存储器模块130的训练操作，因为训练电路113存储有训练信息。因此，虽然存储器模块130联接到存储器模块总线103，但是系统1不需要重启，而是可以立即执行正常操作。控制电路121可以响应于通过开关125接收的用户输入而产生中断请求。主机110可以通过系统管理总线102接收中断请求，并且不通过系统信号总线101发送信号。当存储器模块130联接到存储器模块总线103时，存储在存储器模块130的信息存储区134中的各种信息片段可以被发送到控制电路121。控制电路121可以通过系统管理总线102将从存储器模块130接收的各种信息片段发送到主机110，并产生完成信号。控制电路121可以基于完成信号禁用路径选择信号PS。当路径选择信号PS被禁用时，信号门电路122可以将主机110经由系统信号总线101联接到存储器模块总线103。控制电路121可以基于完成信号禁用电源控制信号，并且电源门电路127可以通过存储器模块电源线104向存储器模块130提供电源电压。控制电路121可以基于完成信号控制输出装置126以通知用户存储器模块130被联接。
2)在热插拔模块和存储器模块均被联接时的训练操作和热插拔操作。
当主机110联接到热插拔模块120和存储器模块130两者时，主机110可以利用热插拔模块120和存储器模块130中的至少一个执行训练操作。主机110可以优先利用热插拔模块120执行训练操作，或者优先利用存储器模块130执行训练操作。当训练操作完成时，训练信息可以被存储在训练电路113中。
即使系统1未被重启，热插拔模块120也可以允许更换存储器模块130。当用户更换存储器模块130时，控制电路121可以通过开关125接收用户输入，并产生中断请求。控制电路121可以基于中断请求控制输出装置126以通知用户存储器模块130正在准备被更换。控制电路121可以向主机110提供中断请求，并且主机110可以读取存储在存储器模块130中的数据并备份存储在存储器模块130中的数据。当存储在存储器模块130中的数据备份完成时，主机110可以通过系统管理总线102或系统信号总线101向控制电路121发送备份完成信号。控制电路121可以基于备份完成信号启用电源控制信号，并且电源门电路127可以阻止向存储器模块电源线104提供电源电压。此外，控制电路121可以基于备份完成信号控制输出装置126以通知用户可以更换存储器模块130。用户可以检查输出装置126，移除联接到存储器模块总线103的存储器模块130，并将新的存储器模块联接到存储器模块总线103以代替存储器模块130。
当新的存储器模块联接到存储器模块总线103时，存储在新的存储器模块的信息存储区中的各种信息片段可以被传输到控制电路121。控制电路121可以通过系统管理总线102将从新的存储器模块接收的各种信息片段传送传输到主机110，并产生完成信号。此外，主机110可以将数据存储在联接到存储器模块总线103的新的存储器模块中。控制电路121可以基于完成信号禁用电源控制信号，并且电源门电路127可以通过存储器模块电源线104向存储器模块130提供电源电压。控制电路121可以基于完成信号控制输出装置126以通知用户新的存储器模块被正常联接。
图2和图3为示出根据实施例的系统2示例的示意图。系统2可以包括主板201、主机210、热插拔模块220和存储器模块230。用于安装构成系统2的组件的主板201也可以称为母板。主板201可以包括其中可安装主机210的插槽(未示出)和其中可安装存储器模块230或热插拔模块220的模块插槽202。主板201可以包括用于将主机210电联接到热插拔模块220和/或存储器模块230的布线203。布线203可以包括图1所示的系统信号总线101和系统管理总线102。主机210可以安装在主板201上。
通常，存储器模块230可以通过主板201的模块插槽202安装在主板201上。在本实施例中，热插拔模块220可以通过模块插槽202安装在主板201上，以代替存储器模块230。存储器模块230可以安装在热插拔模块220上。参照图3，热插拔模块220可以具有安装在热插拔模块220一侧的模块引脚241。热插拔模块220可以安装在设置于主板201上的模块插槽202中。热插拔模块220的模块引脚241可以联接到在模块插槽202中形成的引脚，并且联接到系统信号总线101和系统管理总线102。热插拔模块220可以具有安装在热插拔模块220的另一侧的副插槽242。副插槽242可以设置为存储器模块总线103。存储器模块230可以包括模块引脚251，以安装在副插槽242中。存储器模块230的模块引脚251可以联接到在副插槽242中形成的引脚，并且联接存储器模块230和存储器模块总线103。此外，热插拔模块220的信号门电路122可以基于路径选择信号PS将系统信号总线101联接到副插槽242和训练存储器123中的一个。
热插拔模块220可以仅安装在多个模块插槽202中的一些模块插槽中。存储器模块230可以安装在热插拔模块220上，或者不安装在热插拔模块220上。即使没有安装存储器模块230，热插拔模块220也可利用主机210执行训练操作，并且主机210可以存储通过热插拔模块220传输的训练信息。因此，在系统2的操作期间，当用户想要将存储器模块230连接到未安装存储器模块230的热插拔模块220的副插槽242时，可以在不重启系统2的情况下联接存储器模块230。即，可以执行热插拔操作。此外，尽管存储器模块230已经安装在了热插拔模块220上，但是在系统2的操作期间用户仍可以用新的存储器模块更换已安装的存储器模块230。
图4为示出根据实施例的系统3配置的示意图。在图4中，系统3可以包括处理器310、存储器控制器320和存储器装置330。处理器310可以通过芯片组340联接到存储器控制器320，并且存储器控制器320可以通过多条总线联接到存储器装置330。图4示出了一个处理器310。然而，本实施例不限于此，而是系统可以包括多个物理或逻辑处理器。芯片组340可以提供在处理器310和存储器控制器320之间传输信号的通信路径。处理器310可以执行算术运算，并且通过芯片组340向存储器控制器320发送请求和数据以输入/输出所需数据。
存储器控制器320可以通过多条总线发送命令信号、地址信号、时钟信号和数据。存储器装置330可以通过从存储器控制器320接收信号来存储数据，并将存储的数据输出到存储器控制器320。存储器装置330可以包括一个或多个存储器装置或存储器模块，且图1的热插拔模块120可以在存储器装置330中使用。
在图4中，系统3还可以包括输入/输出总线410、输入/输出装置420、430或440、磁盘驱动器控制器350和磁盘驱动器360。芯片组340可以联接到输入/输出总线410。输入/输出总线410可以提供用于从芯片组340到输入/输出装置420、430或440的信号传输的通信路径。输入/输出装置可以包括鼠标420、视频显示器430或键盘440。输入/输出总线410可以包括任何通信协议，只要该通信协议可以与输入/输出装置420、430或440通信。输入/输出总线410可以集成在芯片组340中。
磁盘驱动器控制器350可以联接到芯片组340。磁盘驱动器控制器350可以提供芯片组340和一个或多个磁盘驱动器360之间的通信路径。磁盘驱动器360可以用作用于存储命令和数据的外部数据存储装置。磁盘驱动器控制器350和磁盘驱动器360可以通过包括输入/输出总线410的任何通信协议彼此通信，或与芯片组340通信。
虽然上文已经描述了各个实施例，但是本领域技术人员将理解，所描述的实施例仅是示例性的。因此，本文描述的数据存储装置的操作方法不应基于所描述的实施例而被限制。

Claims (19)

1.一种系统，包括：
主机；以及
热插拔模块，其联接到所述主机和存储器模块总线，
其中，所述热插拔模块包括：
训练存储器；
控制电路，其被配置成响应于训练命令而产生路径选择信号；以及
信号门电路，其被配置成基于所述路径选择信号，将系统信号总线联接到所述存储器模块总线和所述训练存储器中的一个。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述热插拔模块将训练信息发送到所述主机，且所述主机存储所述训练信息。
3.根据权利要求1所述的系统，其中当存在联接到所述存储器模块总线的存储器模块时，所述控制电路禁用所述路径选择信号，且当不存在联接到所述存储器模块总线的存储器模块或接收到所述训练命令时，启用所述路径选择信号。
4.根据权利要求3所述的系统，其中当所述路径选择信号启用时，所述信号门电路联接所述主机和训练存储器，并且当所述路径选择信号禁用时，所述信号门电路联接所述主机和所述存储器模块总线。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述热插拔模块进一步包括信息存储区，其用于存储关于联接到所述存储器模块总线的存储器模块的信息，并且所述控制电路向所述主机提供所述存储在所述信息存储区中的信息。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述热插拔模块进一步包括：
开关，其被配置成当所述存储器模块总线联接到存储器模块或联接到存储器模块总线的所述存储器模块被更换时，接收用户输入；以及
输出装置，其由所述控制电路控制，并被配置成显示所述系统的操作状态。
7.根据权利要求1所述的系统，其中当用户输出被接收时，所述控制电路向所述主机发送中断请求，并当热插拔操作完成时，向所述主机输出完成信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述主机响应于所述中断请求备份存储在与所述存储器模块总线联接的存储器模块中的数据，并将所述数据存储在与所述存储器模块总线联接的新的存储器模块中。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述热插拔模块包括电源门电路，其被配置成基于电源控制信号，从电源管理电路接收电源电压，并将所述电源电压提供给存储器模块电源线。
10.根据权利要求9所述的系统，其中当所述电源控制信号启用时，所述电源门电路不向所述存储器模块电源线提供所述电源电压，并且当所述电源控制信号禁用时，向所述存储器模块电源线提供所述电源电压。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述主机包括：
系统管理电路，其通过系统管理总线联接到所述控制电路；
接口电路，其通过所述系统信号总线联接到所述控制电路和所述信号门电路；以及
训练电路，其适于产生训练请求以及存储训练信息。
12.一种系统，包括：
主机；
主板，其具有联接到所述主机和存储器模块插槽的系统信号总线；以及
热插拔模块，其具有安装在所述存储器模块插槽中的模块引脚以及其中安装有存储器模块的副插槽，
其中所述热插拔模块包括：
训练存储器；
控制电路，其被配置成响应于训练命令而产生路径选择信号；以及
信号门电路，其被配置成基于所述路径选择信号将所述系统信号总线联接到所述副插槽和所述训练存储器中的一个。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述热插拔模块向所述主机发送训练信息，且所述主机存储所述训练信息。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制电路基于所述训练命令或是否存在与存储器模块总线联接的存储器模块，产生所述路径选择信号。
15.根据权利要求12所述的系统，其中当用户输入被接收时，所述控制电路向所述主机发送中断请求，并且当热插拔操作完成时，向所述主机输出完成信号。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述主机响应于所述中断请求备份存储在与所述存储器模块总线联接的存储器模块中的数据，并将所述数据存储在与所述存储器模块总线联接的新的存储器模块中。
17.根据权利要求12所述的系统，其中所述热插拔模块包括电源门电路，其被配置成基于电源控制信号，从电源管理电路接收电源电压，并将所述电源电压提供给存储器模块电源线。
18.根据权利要求12所述的系统，其中所述主机被配置成当所述主机联接到所述热插拔模块和所述存储器模块两者时，利用所述热插拔模块和所述存储器模块中的至少一个进行训练操作。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述主机执行所述训练操作，以基于所述存储器模块和所述热插拔模块中的至少一个的位置调整倾斜。
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