CN112786098A - 存储器控制器、具有存储器控制器的存储器系统以及操作存储器控制器的方法 - Google Patents

存储器控制器、具有存储器控制器的存储器系统以及操作存储器控制器的方法 Download PDF

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Abstract

本文中所提供的可以是存储器控制器、具有该存储器控制器的存储器系统以及操作该存储器控制器的方法。存储器控制器可以包括：中央处理单元，被配置为生成包括用于控制存储器设备的操作的命令和地址的命令集；温度信息生成器，被配置为基于温度感测值生成温度信息；以及存储器接口，被配置为通过将温度信息包括在命令集中来生成扩展命令集，并将扩展命令集传输到存储器设备。

Description

存储器控制器、具有存储器控制器的存储器系统以及操作存 储器控制器的方法
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119(a)要求于2019年11月7日提交的韩国专利申请号10-2019-0141735的优先权，其通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本公开的各种实施例涉及一种存储器控制器、具有该存储器控制器的存储器系统以及操作该存储器控制器的方法。更特别地，本公开的实施例涉及一种能够执行温度补偿的存储器控制器、具有该存储器控制器的存储器系统以及操作该存储器控制器的方法。
背景技术
存储器系统可以包括存储器设备和存储器控制器。
存储器控制器可以响应于从主机接收到的请求来控制存储器系统的操作。存储器设备可以在存储器控制器的控制下存储数据或输出所存储的数据。例如，该存储器设备可以被实现为易失性存储器设备，其中在供电中断时所存储的数据丢失，或者被实现为非易失性存储器设备，其中即使在供电中断时仍保留所存储的数据。
发明内容
本公开的各种实施例针对一种存储器控制器(其可以将温度信息传输到存储器设备)、具有该存储器控制器的存储器系统以及操作该存储器控制器的方法。
本公开的实施例可以提供一种存储器控制器。存储器控制器可以包括中央处理单元，该中央处理单元被配置为生成命令集，该命令集包括用于控制存储器设备的操作的命令和地址；温度信息生成器，其被配置为基于温度感测值生成温度信息；以及存储器接口，其被配置为通过将温度信息包括在命令集中来生成扩展命令集，并将扩展命令集传输到存储器设备。
本公开的实施例可以提供一种存储器系统。该存储器系统可以包括：存储器控制器，被配置为生成包括命令、地址和温度信息的扩展命令集；以及存储器设备，被配置为从存储器控制器接收扩展命令集，响应于该扩展命令集中的命令和地址来执行操作，并基于扩展命令集中的温度信息来确定将被用于该操作的操作电压。
本公开的实施例可以提供一种操作存储器控制器的方法。该方法可以包括：生成包括用于控制存储器设备的操作的命令和地址的命令集；基于温度感测值生成温度信息；通过将温度信息包括到命令集中来生成扩展命令集；以及将生成的扩展命令集传输到存储器设备。
本公开的实施例可以提供一种存储器控制器。存储器控制器可以包括：温度信息生成器，被配置为将与第一温度感测值相对应的第一温度和与第二温度感测值相对应的第二温度进行比较，并且当第一温度与第二温度之间的差等于或大于第一阈值时，输出第一信号；以及中央处理单元，被配置为当从温度信息生成器接收到第一信号时执行设置操作，其中第一温度感测值指示存储器控制器内部的温度，第二温度感测值指示存储器控制器外部的温度。
本公开的实施例可以提供一种操作存储器系统的方法。该方法可以包括：通过控制器，感测存储器设备的温度；向存储器设备提供表示所感测到的温度的温度信息；以及通过存储器设备，执行通过根据温度信息调节操作电压的操作。
附图说明
图1是图示了示例性存储器系统的示图。
图2是说明了存储器单元的阈值电压分布的示图。
图3是图示了图1所示的存储器控制器的示例的示图。
图4是图示了图1所示的存储器控制器的另一示例的图。
图5是图示了图3和图4所示的示例性存储器接口的示图。
图6和图7是说明了生成温度信息的示例的示图。
图8是图示了根据本公开的实施例的操作存储器控制器的方法的流程图。
图9是图示了图1所示的示例性存储器控制器的示图。
图10是图示了根据本公开的实施例的存储器设备的示图。
图11是说明了表的示图，在表中操作电压被映射到对应的温度信息。
图12是图示了示例性存储器块的示图。
图13是图示了包括图3、图4和/或图9所示的存储器控制器的存储器系统的实施例的示图。
图14是图示了包括图3、图4和/或图9所示的存储器控制器的存储器系统的实施例的示图。
图15是图示了包括图3、图4和/或图9所示的存储器控制器的存储器系统的实施例的示图。
图16是图示了包括图3、图4和/或图9所示的存储器控制器的存储器系统的实施例的示图。
具体实施方式
参考附图的以下描述旨在说明和描述本发明的各种实施例。然而，本发明可以以其他形式实施，其可以是所公开的实施例中的任何实施例的变型。因此，本发明不限于或不受所公开的实施例中的任何实施例或任何具体细节的限制。
在整个说明书中，对“一个实施例”等的引用不必仅是引用一个实施例，并且对任何这样的短语的不同引用不必是引用相同的(多个)实施例。而且，当在本文中使用时，诸如“包括”，“包含”之类的开放式过渡术语不排除除了所陈述的那些元件或操作之外的一个或多个元件或操作的存在或添加。类似地，不定冠词，即“一个”或“一种”的使用旨在意味着一个或多个，除非上下文清楚地指示仅旨在使用一个。
图1是图示了示例性存储器系统的示图。
存储器系统2000可以包括存储数据的至少一个存储器设备2200、以及响应于从主机1000接收到的请求来控制(多个)存储器设备2200的存储器控制器2100。
主机1000可以是将数据存储在存储器系统2000中或从存储器系统2000取回数据的设备或系统。例如，主机1000可以是计算机、便携式数字设备、平板电脑、数字照相机、数字音频播放器、电视、无线通信设备和蜂窝电话中的任何一个，但是本公开的实施例不限于此。
存储器控制器2100可以控制存储器系统2000的整体操作。存储器控制器2100可以响应于从主机1000接收到的请求而执行各种操作。例如，存储器控制器2100可以执行包括存储器设备2200上的编程操作、读取操作和/或擦除操作的各种操作中的任何操作。
存储器控制器2100可以生成命令集以便控制存储器设备2200的操作。该命令集可以包括命令和地址。
在一个实施例中，存储器控制器2100可以通过将温度信息插入命令集中来生成扩展命令集，然后可以将扩展命令集传输到存储器设备2200。例如，在编程操作期间，存储器控制器2100可以将扩展命令集和数据传输到存储器设备2200。例如，在读取操作或擦除操作期间，存储器控制器2100可以将扩展命令集传输到存储器设备2200。
在一个实施例中，温度信息可以指示存储器控制器2100的温度，或者可以包括索引，该索引指示在多个所设置的温度区间之中存储器控制器2100的温度所属的温度区间。存储器控制器2100的温度可以是例如在存储器控制器2100内部测量到的温度或在靠近存储器控制器2100的位置处测量到的温度。例如，存储器控制器2100可以被实现为一个或多个芯片。在单个芯片实现方式的情况下，存储器控制器2100的温度可以是在其中实现了存储器控制器2100的芯片的内部测量到的温度，或者是在其中实现了存储器控制器2100的芯片的外表面测量到的温度。在多芯片实现方式的情况下，可以在安装有芯片的基板上测量存储器控制器2100的温度。
在一个实施例中，温度信息可以指示存储器系统2000的温度，或者可以包括索引，该索引指示在多个所设置的温度区间之中存储器系统2000的温度所属的温度区间。存储器系统2000的温度可以是例如在存储器系统2000内部测量到的温度。例如，存储器控制器2100和存储器设备2200中的每个都可以被实现为一个或多个芯片。存储器系统2000的温度可以是在其上安装有芯片的基板上测量到的温度。
存储器设备2200可以在存储器控制器2100的控制下执行编程操作、读取操作和/或擦除操作。例如，在编程操作期间，存储器设备2200可以从存储器控制器2100接收扩展命令集数据和数据，并且可以基于接收到的扩展命令集来存储数据。例如，在读取操作期间，存储器设备2200可以从存储器控制器2100接收扩展命令集，并且可以基于接收到的扩展命令集来执行读取操作。例如，在擦除操作期间，存储器设备2200可以从存储器控制器2100接收扩展命令集，并且可以基于接收到的扩展命令集来执行擦除操作。
在一个实施例中，存储器设备2200可以基于扩展命令集中包括的温度信息来确定操作电压，并且可以响应于扩展命令集中包括的命令和地址使用所确定的操作电压来执行对应的操作。例如，存储器设备2200可以基于温度信息来确定或改变编程开始电压、编程验证电压、编程步进电压、读取电压、擦除电压和/或通过电压(pass voltage)。
存储器设备2200可以被实现为易失性存储器设备，其中在供电中断时所存储的数据被丢失，或者被实现为非易失性存储器设备，其中即使当供电中断存储数据也被保留。
存储器设备2200可以包括在其中存储数据的至少一个存储区域。存储区域可以与包括多个存储器单元的一个页面、包括多个页面的一个存储器块、或者包括多个存储器块的一个平面相对应，但是本公开的实施例不限于此。
可以使用单级单元(SLC)方法或m位多级单元(MLC)方法来驱动存储器单元。使用SLC方法被驱动的存储器单元中的每个存储器单元可以存储1位数据，并且使用m位MLC方法被驱动的存储器单元中的每个存储器单元可以存储m位数据。在此，m可以是2或以上的自然数。
图2是说明了存储器单元的阈值电压分布的图。
尽管以示例的方式在图2中图示了使用2位MLC方法驱动的存储器单元的阈值电压分布，但是本公开的实施例不限于此。在图2中，横轴指示存储器单元的阈值电压Vth，而纵轴指示与每个阈值电压Vth相对应的存储器单元的数目(#单元)。
在2位MLC方法中，在编程许可电压或编程禁止电压已经被施加到位线之后，当编程电压被施加到耦合到所选存储器单元的所选字线时，每个存储器单元可以被编程为具有与擦除状态E0、第一编程状态P1、第二编程状态P2或第三编程状态P3相对应的阈值电压。在此，通过电压可以被施加到未选字线。
在编程电压已经被施加到所选字线之后，可以执行验证所选存储器单元是否已经被编程到所期望的编程状态的编程验证操作。在编程验证操作期间，第一编程验证电压Vvf1、第二编程验证电压Vvf2或第三编程验证电压Vvf3可以被施加到所选字线。在此，通过电压可以被施加到未选字线。第一编程验证电压Vvf1可以用于验证所选存储器单元是否已经被编程到第一编程状态P1，第二编程验证电压Vvf2可以用于验证所选存储器单元是否已经被编程到第二编程状态P2，并且第三编程验证电压Vvf3可以用于验证所选存储器单元是否已被编程到第三编程状态P3。
当使用第一编程验证电压Vvf1执行编程验证操作时，具有低于第一编程验证电压Vvf1的阈值电压的存储器单元可以被确定为接通单元(on cell)，并且具有高于第一编程验证电压Vvf1的阈值电压的存储器单元可以被确定为断开单元(off cell)。当使用第二编程验证电压Vvf2执行编程验证操作时，具有低于第二编程验证电压Vvf2的阈值电压的存储器单元可以被确定为接通单元，并且具有高于第二编程验证电压Vvf2的阈值电压的存储器单元可以被确定为断开单元。当使用第三编程验证电压Vvf3执行编程验证操作时，具有低于第三编程验证电压Vvf3的阈值电压的存储器单元可以被确定为接通单元，并且具有高于第三编程验证电压Vvf3的阈值电压的存储器单元可以被确定为断开单元。
当使用2位MLC方法在被编程的存储器单元上执行读取操作时，第一读取电压Vrd1，第二读取电压Vrd2或第三读取电压Vrd3可以被施加到所选字线。在此，通过电压可以被施加到未选字线。第一读取电压Vrd1可以被设置在与擦除状态E0相对应的阈值电压分布和与第一编程状态P1相对应的阈值电压分布之间。第二读取电压Vrd2可以被设置在与第一编程状态P1相对应的阈值电压分布和与第二编程状态P2相对应的阈值电压分布之间。第三读取电压Vrd3可以被设置在与第二编程状态P2相对应的阈值电压分布和与第三编程状态P3相对应的阈值电压分布之间。
当第一读取电压Vrd1被施加到所选字线时，处于擦除状态E0的存储器单元可以被确定为接通单元。当第一读取电压Vrd1被施加到所选字线时，处于第一编程状态P1的存储器单元可以被确定为断开单元，并且当第二读取电压Vrd2被施加至所选字线时，该存储器单元可以被确定为接通单元。当第二读取电压Vrd2被施加到所选字线时，处于第二编程状态P2的存储器单元可以被确定为断开单元，并且当第三读取电压Vrd3被施加至所选字线时，该存储器单元可以被确定为接通单元。当第三读取电压Vrd3被施加到所选字线时，处于第三编程状态P3的存储器单元可以被确定为断开单元。
尽管在编程操作期间相同的编程电压被施加到所选字线，但是被存储或俘获在每个存储器单元中的电子的数目可能随温度而改变，并且在编程验证操作和读取操作期间流过对应存储器单元的电流(单元电流)可能随温度而改变。例如，随着温度下降，导体或半导体的电阻可能减小，因此单元电流可能增加。相反，随着温度升高，导体或半导体的电阻可能增加，因此单元电流可能减小。因此，在编程操作期间存储器单元可能不会被编程为具有所期望的电压电平，或者在编程验证操作或读取操作期间存储器单元中的数据可能会被错误地感测。类似地，在擦除操作期间，存储器单元可以不被擦除到所期望的或更低的电压电平。
因此，为了补偿温度变化，需要取决于在编程操作、读取操作或擦除操作期间的温度来设置要在相应的操作中使用的操作电压。
图3是图示了图1所示的存储器控制器的示例的示图。
存储器控制器2100可以包括主机接口2110、温度传感器2120a、温度信息生成器2130、存储器接口2140、中央处理单元(CPU)2150、误差校正电路2160、和缓冲存储器2170。主机接口2110、温度信息生成器2130、存储器接口2140、误差校正电路2160和缓冲存储器2170可以由中央处理单元2150控制。
主机接口2110可以使用各种接口协议与主机1000通信。例如，主机接口2110可以使用以下接口协议中的至少一种与主机1000通信，诸如非易失性存储器表达(NVMe)、外围组件互连-表达(PCI-E)、高级技术附件(ATA)、串行ATA(SATA)、并行ATA(PATA)、通用串行总线(USB)、多媒体卡(MMC)、增强型小磁盘接口(ESDI)、集成驱动电子设备(IDE)、移动工业处理器接口(MIPI)、通用闪存存储(UFS)、小型计算机系统接口(SCSI)和串行附接SCSI(SAS)，但是本公开的实施例不限于此。
温度传感器2120a可以感测存储器控制器2100的温度，并且可以将温度感测值St1提供给温度信息生成器2130。例如，热电偶、电阻温度检测器(RTD)或热敏电阻可以被用作温度传感器2120a，但是本公开的实施例不限于此。温度感测值St1可以是随温度变化的模拟信号，并且可以是例如电压值或电阻值。温度传感器2120a可以连续地或周期性地将温度感测值St1提供给温度信息生成器2130。
存储器控制器2100可以被实现为至少一个芯片，并且温度传感器2120a可以位于其中实现了存储器控制器2100的芯片内部，或者位于其中实现了存储器控制器2100的芯片的外表面上。
温度信息生成器2130可以将从温度传感器2120a接收到的温度感测值St1转换为由数字代码表示的温度信息，并且可以将温度信息提供给存储器接口2140。
在一个实施例中，温度信息生成器2130可以包括第一表，其中温度被映射到与其相对应的相应温度感测值。例如，当从温度传感器2120a接收到温度感测值St1时，温度信息生成器2130可以参考第一表来标识与该温度感测值St1相对应的温度，并且可以将所标识的温度提供为温度信息。
在一个实施例中，温度信息可以是索引，该索引指示在多个所设置的温度区间之中与该温度感测值相对应的温度所属的温度区间。该索引可以由数字代码表示。例如，温度信息生成器2130可以包括第二表，其中索引指示相应的温度区间。当从温度传感器2120a接收到温度感测值St1时，温度信息生成器2130可以参考第二表来标识指示与该温度感测值St1相对应的温度区间的索引，并且可以将所标识的索引提供为温度信息。
在一个实施例中，温度信息生成器2130可以基于从温度传感器2120a接收到的温度感测值St1来周期性地生成和更新温度信息。随着温度信息的分辨率变得更高，可以生成由更多位数组成的温度信息。因此，第一表或第二表的尺寸和配置可以取决于由温度传感器2120a感测到的温度的分辨率而改变。
在一个实施例中，当从中央处理单元2150接收到请求时，温度信息生成器2130可以将温度信息提供给存储器接口2140。
存储器接口2140可以通过将从温度信息生成器2130接收到的温度信息插入从中央处理单元2150接收到的命令集中来生成扩展命令集，并且可以将所生成的扩展命令集传输到存储器设备2200。
在一个实施例中，存储器接口2140可以以确定的顺序向存储器设备2200传输被包括在扩展命令集中的命令、地址和温度信息。
中央处理单元2150可以执行各种类型的计算(操作)或生成命令集，以控制存储器设备2200。该命令集可以包括命令和地址。例如，中央处理单元2150可以响应于从主机1000接收到的请求而生成编程操作、读取操作或擦除操作所需的命令集，并且可以将所生成的命令集传输到存储器接口2140。在此，中央处理单元2150可以请求温度信息生成器2130生成温度信息并将该温度信息传输到存储器接口2140。
中央处理单元2150可以将从主机1000接收到的请求中包含的逻辑地址翻译成物理地址，以便控制存储器设备2200的操作。中央处理单元2150可以参考存储在缓冲存储器2170中的地址映射表，将逻辑地址翻译成物理地址或将物理地址翻译成逻辑地址。当新数据被编程到存储器设备2200时或当存储在存储器设备2200中的数据被擦除时，中央处理单元2150可以更新地址映射表。
误差校正电路2160可以对要被编程到存储器设备2200的数据执行误差校正编码，并且可以对从存储器设备2200接收到的读取数据执行误差校正解码。误差校正电路2160可以具有最大误差校正能力。例如，当读取数据中的错误位的数目不超出现有的最大误差校正能力时，误差校正电路2160可以检测并校正读取数据中包括的错误。最大误差校正能力可以与误差校正电路2160可纠正的最大允许错误位的数目相对应。当读取数据中的错误位的数目超出错误位的最大允许数目时，误差校正解码可能会失败。
在存储器控制器2100控制存储器设备2200的同时，缓冲存储器2170可以临时存储数据。例如，从主机1000接收到的数据可以被临时存储在缓冲存储器2170中，直到编程操作完成。例如，从存储器设备2200接收到的读取数据可以被临时存储在缓冲存储器2170中，直到被传输到主机1000。
缓冲存储器2170可以用作存储存储器控制器2100的操作所需的各种类型的信息的存储。缓冲存储器2170可以存储多个表。例如，缓冲存储器2170可以存储地址映射表，其中逻辑地址和物理地址被映射到彼此。例如，缓冲存储器2170可以存储第一表和第二表中的至少一个。
图4是图示了图1所示的存储器控制器的示例的示图。
存储器控制器2100可以包括主机接口2110、温度信息生成器2130、存储器接口2140、中央处理单元(CPU)2150、误差校正电路2160、和缓冲存储器2170。
主机接口2110、温度信息生成器2130、存储器接口2140、中央处理单元2150、误差校正电路2160、和缓冲存储器2170的基本配置和操作与参考图3所描述的相同。
温度传感器2120b可以位于存储器控制器2100的外部。温度传感器2120b可以感测存储器系统2000的温度，并且可以将温度感测值St2提供给温度信息生成器2130。温度传感器2120b的配置和操作与参考图3的温度传感器2120a描述的相同。
存储器控制器2100和存储器设备2200中的每个都可以被实现为至少一个芯片。在其中实现了存储器控制器2100和存储器设备2200的芯片以及温度传感器2120b可以被安装在基板上。温度传感器2120b可以位于与存储器控制器2100间隔开的基板上。
温度信息生成器2130可以将从温度传感器2120b接收到的温度感测值St2转换成由数字代码表示的温度信息，并且可以将温度信息提供给存储器接口2140。
例如，当从温度传感器2120b接收到温度感测值St2时，温度信息生成器2130可以参考第一表来标识与温度感测值St2相对应的温度，并且可以将所标识的温度提供为温度信息。
在一个实施例中，当从温度传感器2120b接收到温度感测值St2时，温度信息生成器2130可以参考第二表来标识指示与温度感测值St2相对应的温度区间的索引，并且可以将所标识的索引输出为温度信息。
在一个实施例中，温度信息生成器2130可以基于从温度传感器2120b接收到的温度感测值St2来周期性地生成和更新温度信息。
在一个实施例中，当从中央处理单元2150接收到请求时，温度信息生成器2130可以将温度信息提供给存储器接口2140。
图5是图示了图3和图4所示的存储器接口的示例的示图。
存储器接口2140可以包括命令集扩展器2140a、传输顺序确定器2140b、缓冲器2140c和传输控制器2140d。
命令集扩展器2140a可以通过将温度信息插入到已经包括命令和地址的命令集中来生成扩展命令集。因此，扩展命令集可以包括命令、地址和温度信息。可以从图3和图4所示的中央处理单元2150接收命令集，并且可以从图3和图4所示的温度信息生成器2130接收温度信息。
传输顺序确定器2140b可以确定扩展命令集中的命令、地址和温度信息要被传输到存储器设备2200的顺序(传输顺序)，并且可以将缓冲器2140c中的命令、地址和温度信息按照所确定的传输顺序排队。传输顺序可以根据传输策略被确定。
在一个实施例中，当使用第一传输策略时，传输顺序确定器2140b可以确定传输顺序，以使得在扩展指令集中包括的命令、地址和温度信息之中，温度信息被首先传输。例如，传输顺序确定器2140b可以将传输顺序确定为温度信息-命令-地址的顺序。
在一个实施例中，当使用第二传输策略时，传输顺序确定器2140b可以确定传输顺序，以使得在扩展命令集中包括的命令、地址和温度信息之中，温度信息被最后传输。例如，传输顺序确定器2140b可以将传输顺序确定为命令-地址-温度信息的顺序。
当传输顺序确定器2140b和存储器设备2200共享关于扩展命令集的输入/输出顺序的策略时，传输顺序确定器2140b可以以各种方式输出扩展命令集，因此，本公开的实施方式不限于上述第一传输策略或第二传输策略。
缓冲器2140c可以以所确定的传输顺序临时地对命令、地址和温度信息进行排队(或存储)，并且可以在传输控制器2140d的控制下从队列中顺序地输出扩展命令集的这些项目。
传输控制器2140d可以控制扩展命令集的传输。传输控制器2140d可以控制缓冲器2140c，以使得扩展命令集中的命令、地址和温度信息以它们在缓冲器2140c中被排队的顺序被传输到存储器设备2200。
图6和图7是说明了生成温度信息的示例的图。
温度信息生成器2130可以将温度感测值St1或St2(为模拟信号)转换为数字代码。例如，温度信息生成器2130可以包括模数转换器(ADC)。
在一个实施例中，温度信息生成器2130可以生成与温度感测值St1或St2相对应的温度作为温度信息。例如，如图6所示，当温度感测值St(St1或St2)为75℃时，温度信息生成器2130可以生成指示75的二进制数“01001011”作为温度信息。
在一个实施例中，温度信息生成器2130可以生成指示与温度感测值St1或St2相对应的温度所属的温度区间的索引作为温度信息。例如，如图7所示，当温度感测值与从71℃到75℃的温度区间相对应时，温度信息生成器2130可以生成指示从71℃到75℃的温度区间的二进制数“00010000”作为温度信息。
图8是图示了根据本公开的实施例的操作存储器控制器的方法的流程图。
在步骤801，存储器控制器2100可以生成包括命令和地址的命令集。
在步骤803，存储器控制器2100可以生成温度信息。
在步骤805，存储器控制器2100可以通过将温度信息插入命令集中来生成扩展命令集。
在步骤807，存储器控制器2100可以确定扩展命令集中的命令、地址和温度信息要被输出到存储器设备2200的传输顺序。
在步骤809，存储器控制器2100可以将扩展命令集传输到存储器设备2200。在此，存储器控制器2100可以将扩展命令集中的命令、地址和温度信息以在步骤807确定的传输顺序传输到存储器设备2200。
图9是图示了图1所示的示例性存储器控制器的示图。
存储器控制器2100可以包括主机接口2110、温度传感器2120a、温度信息生成器2130、存储器接口2140、中央处理单元(CPU)2150、误差校正电路2160和缓冲存储器2170。
主机接口2110、误差校正电路2160和缓冲存储器2170的基本配置和操作与参考图3描述的相同。存储器接口2140可以使用所设置的接口协议与存储器设备2200通信。
存储器控制器2100可以包括温度传感器2120a，并且存储器系统2000可以包括温度传感器2120b。温度传感器2120a和2120b的类型和操作与参考图3和图4描述的相同。
温度传感器2120a可以感测存储器控制器2100的温度并且向温度信息生成器2130提供温度感测值St1，并且温度传感器2120b可以感测存储器系统2000的温度并且向温度信息生成器2130提供温度感测值St2。
存储器控制器2100可以被实现为至少一个芯片。温度传感器2120a可以位于其中实现了存储器控制器2100的芯片内部，或者位于其中实现了存储器控制器2100的芯片的外表面上。
存储器控制器2100和存储器设备2200中的每个都可以被实现为至少一个芯片。温度传感器2120b可以被安装在其上安装有芯片的基板上，在该芯片中实现了存储器控制器2100和存储器设备2200。例如，温度传感器2120b可以被设置在与存储器控制器2100间隔开基板上。在另一示例中，温度传感器2120b可以被设置在包含彼此间隔开的存储器控制器2100和存储器设备2200两者的基板上。例如，温度传感器2120b可以被插入在存储器控制器2100和存储器设备2200之间。在一个实施例中，温度传感器2120b与存储器设备2200之间的距离可以小于温度传感器2120b与存储器控制器2100之间的距离。
温度信息生成器2130可以基于从温度传感器2120a和2120b接收到的温度感测值St1和St2(经由表)来确定或标识存储器控制器2100的温度和存储器系统2000的温度。
在一个实施例中，温度信息生成器2130可以包括第一表，其中温度被映射到与其相对应的相应温度感测值。温度信息生成器2130可以参考第一表来标识与温度感测值St1和St2相对应的温度。
在一个实施例中，温度信息生成器2130可以将与温度感测值St1相对应的温度(指示存储器控制器2100的温度并记为第一温度)和与温度感测值St2相对应的温度(指示存储器系统2000的温度并记为第二温度)进行比较。当这两个温度之间的差大于第一阈值时，温度信息生成器2130可以将指示这种结果的第一信号传输到中央处理单元2150。第一阈值可以通过实验来确定。
在一个实施例中，每当接收到温度感测值St1和St2时，温度信息生成器2130可以计算第一温度和第二温度之间的差并存储所计算的差。温度信息生成器2130可以将基于当前接收到的温度感测值St1和St2计算的第一差与基于先前接收到的温度感测值St1和St2计算的第二差进行比较。当第一差和第二差之间的差大于第二阈值时，温度信息生成器2130可以将指示这种结果的第二信号传输到中央处理单元2150。第二阈值可以通过实验来确定。
当第一温度与第二温度之间的差大于第一阈值，或者当第一差与第二差之间的差大于第二阈值时，这可以指示存储器系统2000的周围环境(例如温度)正在快速改变。
当从温度信息生成器2130接收到第一信号或第二信号时，中央处理单元2150可以执行使得存储器系统2000的可靠性能够被维持的一个或多个设置操作。例如，设置操作可以包括控制与存储器系统2000相关联的风扇的速度和/或向主机1000发送警告消息，但是本公开的实施例不限于这些操作。
中央处理单元2150可以执行各种类型的操作或生成命令集以便控制存储器设备2200。命令集可以包括命令和地址。例如，中央处理单元2150可以响应于从主机1000接收到的请求而生成编程操作、读取操作或擦除操作所需的命令集，并且可以将所生成的命令集传输到存储器接口2140。
图10是图示了根据本公开的实施例的存储器设备的示图。
存储器设备2200可以包括存储数据的存储器单元阵列2210、包括执行编程操作、读取操作或擦除操作的组件2220、2230、2240、2250和2260(以下进一步描述)的外围电路、以及控制外围电路的控制逻辑2270。
存储器单元阵列2210可以包括存储数据的多个存储器块。存储器块中的每个存储器块可以包括多个存储器单元。存储器单元可以以二维(2D)结构或三维(3D)结构被实现，在二维(2D)结构中存储器单元被水平地布置在基板上，在三维(3D)结构中存储器单元被竖直地堆叠在基板上。
外围电路可以包括电压生成器2220、行解码器2230、页面缓冲器2240、列解码器2250和输入/输出电路2260。
电压生成器2220可以响应于操作信号OPS而生成各种操作所需的操作电压Vop。例如，操作电压Vop可以包括编程电压、读取电压、擦除电压和/或通过电压。当在编程操作中使用增量步进脉冲编程(ISPP)方法时，编程电压可以包括编程起始电压、编程步进电压和/或编程验证电压。在ISPP方法中，可以执行一个或多个编程循环。一个编程循环可以包括施加编程电压和施加编程验证电压。在编程循环之中的第一编程循环中所施加的编程电压可以被称为编程开始电压，并且在编程循环的每个连续迭代中编程电压的增量可以被称为编程步进电压。擦除电压可以是在擦除操作期间被施加到位线、源极线或主体(bulk)的电压。
电压生成器2220可以将所生成的操作电压Vop输出到行解码器2230。
通过耦合到所选存储器块的局部线，行解码器2230可以将操作电压Vop传输到由行地址RADD从存储器单元阵列2210中包括的存储器块之中选择的存储器块。
页面缓冲器2240可以包括耦合到位线的多个锁存器。页面缓冲器2240可以在编程操作和读取操作期间响应于控制信号PBSIG来临时存储数据。
列解码器2250可以在编程操作期间响应于列地址CADD将从输入/输出电路2260接收到的数据传输到页面缓冲器2240，或者可以在读取操作期间将从页面缓冲器2240接收到的数据传输到输入/输出电路2260。
输入/输出电路2260可以通过被包括在通道CHk中的输入/输出线而被耦合到存储器控制器(例如，图3和图4的2100)并且被配置为输入/输出扩展命令集和数据DATA，或者输入/输出电路2260可以被耦合到存储器控制器(例如，图9的2100)并被配置为输入/输出命令集和数据DATA。命令集可以包括命令CMD和地址ADD。扩展命令集可以包括命令CMD、地址ADD和温度信息Inf_temp。当第一传输策略被使用时，输入/输出电路2260可以确定扩展命令集以温度信息Inf_temp-命令CMD-地址ADD的顺序被接收。当第二传输策略被使用时，输入/输出电路2260可以确定扩展命令集以命令CMD-地址ADD-温度信息Inf_temp的顺序被接收。
例如，在编程操作期间，输入/输出电路2260可以将从存储器控制器2100接收到的命令CMD、地址ADD和温度信息Inf_temp中的至少一个传输到控制逻辑2270，并且可以将数据DATA传输到列解码器2250。输入到输入/输出电路2260的地址ADD可以是从存储器控制器2100输出的物理地址。例如，在读取操作期间，输入/输出电路2260可以将从列解码器2250接收到的数据DATA通过输入/输出线输出到存储器控制器2100。
控制逻辑2270可以响应于通过输入/输出电路2260接收到的命令CMD、地址ADD和温度信息Inf_temp中的至少一个来控制外围电路及其组件，即2220、2230、2240、2250和2260。控制逻辑2270可以响应于命令CMD生成操作信号OPS和控制信号PBSIG，并且可以响应于地址ADD生成行地址RADD和列地址CADD。行地址RADD可以被输出到行解码器2230，并且列地址CADD可以被输出到列解码器2250。
控制逻辑2270可以确定每个操作电压Vop的电平，并且可以控制电压生成器2220，以使得电平被确定的操作电压Vop被生成。在一个实施例中，控制逻辑2270可以基于温度信息Inf_temp确定每个操作电压Vop的电平，并且可以控制电压生成器2220以使得电平被确定的操作电压Vop被生成。例如，尽管操作电压Vop被用于相同操作，但是控制逻辑2270仍可以确定操作电压Vop，以使得操作电压Vop根据温度信息Inf_temp具有不同的电平。例如，在一个实施例中，控制逻辑2270可以参考第三表来确定操作电压Vop，在第三表中，操作电压被映射到与其对应的温度信息。第三表可以从存储器单元阵列2210被加载。
图11是说明了第三表的示图。
在图11中，图示了指示温度区间的索引被用作温度信息的示例。
第三表可以包括指示温度区间的索引以及读取电压Vrd1、Vrd2和Vrd3，该读取电压Vrd1、Vrd2和Vrd3被映射到与其相对应的相应索引。如以上参考图2所描述的，读取电压Vrd1可以用于区分擦除状态E0和第一编程状态P1，读取电压Vrd2可以用于区分第一编程状态P1和第二编程状态P2，并且读取电压Vrd3可以是用于区分第二编程状态P2和第三编程状态P3。
在读取操作期间，控制逻辑2270可以控制电压生成器2220，以使得具有与从存储器控制器2100接收到的温度信息(即，索引)相对应的电压电平的读取电压被生成。例如，当从存储器控制器2100接收到的温度信息是数字代码“00010000”时，控制逻辑2270可以从图11的表确定第一读取电压Vrd1为5.1V，第二读取电压Vrd2为7.1V，第三读取电压Vrd3为9.1V，并且可以控制电压生成器2220生成具有这些所确定的电压电平的读取电压。
尽管在图11中图示了其中读取电压Vrd1，Vrd2和Vrd3被包括在第三表中的示例，但是本公开的实施例不限于此。例如，第三表可以包括温度信息和与温度信息相对应的编程开始电压、编程验证电压、编程步进电压、读取电压、擦除电压和/或通过电压。
图12是图示了示例性存储器块的示图。
存储器单元阵列可以包括多个存储器块，并且在图12中通过示例的方式图示了多个存储器块中的代表性存储器块BLKi。
在第一选择线与第二选择线之间彼此平行布置的多条字线可以耦合到存储器块BLKi。在此，第一选择线可以是源极选择线SSL，第二选择线可以是漏极选择线DSL。详细地，存储器块BLKi可以包括耦合在位线BL1至BLm与源极线SL之间的多个串ST。位线BL1至BLm可以分别耦合到串ST，并且源极线SL可以共同地耦合到串ST。串ST可以被均等地配置，因此，将通过示例的方式详细描述耦合到第一位线BL1的串ST。
串ST可以包括在源极线SL与第一位线BL1之间彼此串联耦合的源极选择晶体管SST、多个存储器单元F1至F16、和漏极选择晶体管DST。单个串ST可以包括至少一个源极选择晶体管SST和至少一个漏极选择晶体管DST，并且多于十六个的存储器单元(例如，图中所示的F1至F16)可以被包括在串ST中。
源极选择晶体管SST的源极可以耦合到源极线SL，而漏极选择晶体管DST的漏极可以耦合到第一位线BL1。存储器单元F1至F16可以串联耦合在源极选择晶体管SST与漏极选择晶体管DST之间。在不同串ST中包括的源极选择晶体管SST的栅极可以耦合到源极选择线SSL，在不同串ST中包括的漏极选择晶体管DST的栅极可以耦合到漏极选择线DSL，并且存储器单元F1至F16的栅极可以分别耦合到多条字线WL1至WL16。在被包括在不同的串ST中的存储器单元之中，耦合到同一字线的一组存储器单元可以被称为“物理页面(PPG)”。因此，存储器块BLKi可以包括与字线WL1至WL16相同数目的物理页面(PPG)。
当存储器块BLKi是以SLC模式操作的单级单元(SLC)块时，包括在存储器块BLKi中的物理页面中的每个物理页面可以存储与一个逻辑页面相对应的数据。与一个逻辑页面相对应的数据可以包括与一个物理页面中的存储器单元相同数目的数据位。
当存储器块BLKi是以m位MLC模式操作的m位多级单元(MLC)块时，存储器块BLKi中包括的物理页面中的每个物理页面可以存储与m个逻辑页面相对应的数据。
图13是图示了包括图3、图4和/或图9所示的存储器控制器的存储器系统的实施例的示图。
存储器系统30000可以被实现为蜂窝电话、智能电话、平板电脑、个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)或无线通信设备。存储器系统30000可以包括存储器设备2200和控制存储器设备2200的操作的存储器控制器2100。
存储器控制器2100可以在处理器3100的控制下控制存储器设备2200的数据访问操作，例如，编程操作、擦除操作或读取操作。
在存储器控制器2100的控制下，被编程到存储器设备2200的数据可以经由显示器3200输出。
无线电收发机3300可以通过天线ANT交换无线电信号。例如，无线电收发机3300可以将通过天线ANT接收到的无线电信号转换成可以由处理器3100处理的信号。因此，处理器3100可以处理从无线电收发机3300输出的信号，并且可以将处理后的信号传输到存储器控制器2100或显示器3200。存储器控制器2100可以将由处理器3100处理的信号传输到存储器设备2200。此外，无线电收发机3300可以将从处理器3100输出的信号转换为无线电信号，并通过天线ANT将无线电信号输出到外部设备。输入设备3400可以是能够输入用于控制处理器3100的操作的控制信号或能够输入要由处理器3100处理的数据的设备。输入设备3400可以被实现为诸如触摸板或计算机鼠标、小键盘或键盘的指向设备。处理器3100可以控制显示器3200的操作，以使得从存储器控制器2100输出的数据、从无线电收发机3300输出的数据或从输入设备3400输出的数据经由显示器3200被输出。
根据一个实施例，能够控制存储器设备2200的操作的存储器控制器2100可以被实现为处理器3100的一部分或者被实现为与处理器3100分开被提供的芯片。
图14是图示了包括图3、图4和/或图9所示的存储器控制器的存储器系统的实施例的示图。
存储器系统40000可以被实施在个人计算机(PC)、平板电脑、上网本、电子阅读器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MP3播放器或MP4播放器中。
存储器系统40000可包括存储器设备2200和控制存储器设备2200的数据处理操作的存储器控制器2100。
此外，处理器4100可以根据通过输入设备4200输入的数据，经由显示器4300输出存储在存储器设备2200中的数据。例如，输入设备4200可以被实现为诸如触摸垫或计算机鼠标、小键盘或键盘的指向设备。
处理器4100可以控制存储器系统40000的整体操作，并且可以控制存储器控制器2100的操作。在一个实施例中，能够控制存储器设备2200的操作的存储器控制器2100可以被实现为处理器4100的一部分或被实现为与处理器4100分开提供的芯片。
图15是图示了包括图3、图4和/或图9所示的存储器控制器的存储器系统的实施例的示图。
存储器系统50000可以被实施在图像处理设备中，例如，数码相机、提供有数码相机的蜂窝电话、提供有数码相机的智能手机或提供有数码相机的平板电脑。
存储器系统50000可以包括存储器设备2200和可以控制存储器设备2200的数据处理操作(例如，编程操作、擦除操作或读取操作)的存储器控制器2100。
图像传感器5200可以将光学图像转换为数字信号，并且该数字信号可以被传输到处理器5100或存储器控制器2100。在处理器5100的控制下，数字信号可以经由显示器5300被输出，或者可以通过存储器控制器2100被存储在存储器设备2200中。
存储在存储器设备2200中的数据可以在处理器5100或存储器控制器2100的控制下经由显示器5300被输出。
在一个实施例中，能够控制存储器设备2200的操作的存储器控制器2100可以被实现为处理器5100的一部分或者被实现为与处理器5100分开提供的芯片。
图16是图示了包括图3、图4和/或图9所示的存储器控制器的存储器系统的实施例的示图。
存储器系统70000可以被实现为存储器卡或智能卡。存储器系统70000可以包括存储器设备2200、存储器控制器2100和卡接口7100。
存储器控制器2100可以控制存储器设备2200与卡接口7100之间的数据交换。在一个实施例中，卡接口7100可以是但不限于安全数字(SD)卡接口或多媒体卡(MMC)接口。
卡接口7100可以根据主机60000的协议在主机60000与存储器控制器2100之间接口数据交换。在一个实施例中，卡接口7100可以支持通用串行总线(USB)协议和芯片间(IC)-USB协议。在此，卡接口7100可以指代能够支持主机60000所使用的协议的硬件、安装在硬件中的软件、或者由硬件执行的信号传输方法。
当存储器系统70000耦合到主机60000的主机接口6200时，主机接口6200可以在微处理器6100的控制下通过卡接口7100和存储器控制器2100与存储器设备2200执行数据通信，主机60000诸如是PC、平板电脑、数字相机、数字音频播放器、蜂窝电话、控制台视频游戏硬件或数字机顶盒。
根据本公开的实施例，可以减小存储器系统的尺寸，并且可以改进存储器系统的温度信息的可靠性。
尽管已经图示和描述了本发明的各种实施例，但是鉴于本公开，本领域技术人员将理解所公开的实施例仅是示例。因此，本发明不限于或不受所公开的实施例中的任何实施例的限制。相反，本发明涵盖所公开的实施例中的任何实施例的所有修改和变型，以达到这些修改和变型落入权利要求的范围内的程度。

Claims (20)

1.一种存储器控制器，包括：
中央处理单元，被配置为生成命令集，所述命令集包括用于控制存储器设备的操作的命令和地址；
温度信息生成器，被配置为基于温度感测值生成温度信息；以及
存储器接口，被配置为通过将所述温度信息包括在所述命令集中来生成扩展命令集，并将所述扩展命令集传输到所述存储器设备。
2.根据权利要求1所述的存储器控制器，其中所述中央处理单元还被配置为请求所述温度信息生成器生成所述温度信息，并将所述温度信息传输到所述存储器接口。
3.根据权利要求1所述的存储器控制器，其中所述存储器接口包括：
缓冲器；以及
传输顺序确定器，被配置为确定所述扩展命令集中的所述命令、所述地址和所述温度信息将被传输到所述存储器设备的传输顺序，并且被配置为以所确定的所述传输顺序，在所述缓冲器中对所述扩展命令集中的所述命令、所述地址和所述温度信息进行排队。
4.根据权利要求3所述的存储器控制器，其中所述传输顺序确定器确定所述传输顺序，使得所述温度信息将先于所述命令和所述地址被传输，或者使得所述温度信息将后于所述命令和所述地址被传输。
5.根据权利要求3所述的存储器控制器，其中所述存储器接口还包括：传输控制器，所述传输控制器被配置为控制所述缓冲器，使得所述扩展命令集中的所述命令、所述地址和所述温度信息以所述命令、所述地址和所述温度信息在所述缓冲器中被排队的顺序，被顺序地传输到所述存储器设备。
6.根据权利要求1所述的存储器控制器，其中所述温度信息生成器还被配置为从被设置在所述存储器控制器内部的温度传感器接收所述温度感测值。
7.根据权利要求1所述的存储器控制器，其中所述温度信息生成器还被配置为从被设置在所述存储器控制器和所述存储器设备外部的温度传感器接收所述温度感测值。
8.根据权利要求1所述的存储器控制器，其中所述温度信息生成器生成与所述温度感测值相对应的温度作为所述温度信息。
9.根据权利要求1所述的存储器控制器，其中所述温度信息生成器生成索引作为所述温度信息，所述索引指示在多个所设置的温度区间之中与所述温度感测值相对应的温度区间。
10.一种存储器系统，包括：
存储器控制器，被配置为生成包括命令、地址和温度信息的扩展命令集；以及
存储器设备，被配置为从所述存储器控制器接收所述扩展命令集，响应于所述扩展命令集中的所述命令和所述地址执行操作，并基于所述扩展命令集中的所述温度信息确定将被用于所述操作的操作电压。
11.根据权利要求10所述的存储器系统，其中所述操作电压包括编程开始电压、编程验证电压、编程步进电压、读取电压、擦除电压和通过电压中的至少一个。
12.一种操作存储器控制器的方法，包括：
生成命令集，所述命令集包括用于控制存储器设备的操作的命令和地址；
基于温度感测值生成温度信息；
通过将所述温度信息包括到所述命令集中来生成扩展命令集；以及
将所生成的所述扩展命令集传输到所述存储器设备。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：确定所述扩展命令集中包括的所述命令、所述地址和所述温度信息将被传输到所述存储器设备的传输顺序。
14.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述传输顺序包括：确定所述传输顺序，使得所述温度信息将先于所述命令和所述地址被传输，或者使得所述温度信息将后于所述命令和所述地址被传输。
15.根据权利要求12所述的方法，其中生成所述温度信息包括：基于由被设置在所述存储器控制器内部的温度传感器生成的所述温度感测值来生成所述温度信息。
16.根据权利要求12所述的方法，其中生成所述温度信息包括：基于由被设置在所述存储器控制器和所述存储器设备外部的温度传感器生成的所述温度感测值来生成所述温度信息。
17.根据权利要求12所述的方法，其中生成所述温度信息包括：生成与所述温度感测值相对应的温度作为所述温度信息。
18.根据权利要求12所述的方法，其中生成所述温度信息包括：生成索引作为所述温度信息，所述索引指示多个所设置的温度区间之中与所述温度感测值相对应的温度区间。
19.一种存储器控制器，包括：
温度信息生成器，被配置为将与第一温度感测值相对应的第一温度和与第二温度感测值相对应的第二温度进行比较，并且当所述第一温度与所述第二温度之间的差等于或大于第一阈值时，输出第一信号；以及
中央处理单元，被配置为当从所述温度信息生成器接收到所述第一信号时执行设置操作，
其中所述第一温度感测值指示所述存储器控制器内部的温度，并且所述第二温度感测值指示所述存储器控制器外部的温度。
20.根据权利要求19所述的存储器控制器，其中所述设置操作包括：控制风扇的速度和向主机发送警告消息中的至少一项。
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