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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung, ein System sowie ein Verfahren zum Bestimmen einer Temperatur einer Speichervorrichtung.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Es ist ein integrierter dynamischer Speicher bekannt, der eine Speicherschaltung zum Steuern eines Auffrischmodus zum Auffrischen der Ladungen der Speicherzellen aufweist. Ein steuerbarer Frequenzgenerator dient zum Einstellen einer Auffrischfrequenz. Eine Temperatursensorschaltung ermittelt eine Temperatur des Speichers und gibt einen ersten Bezugswert aus, und eine extern beschreibbare Schaltung wird zum Ausgeben eines zweiten Bezugswerts bereitgestellt. Die Temperatursensorschaltung und die extern beschreibbare Schaltung können alternativ mit dem Steuereingang des Frequenzgenerators zum Einstellen der Auffrischfrequenz verbunden werden. Sobald die extern beschreibbare Schaltung beschrieben wurde, wird der zweite Bezugswert, der einer Temperatur entspricht, dem Frequenzgenerator zur Verfügung gestellt; ansonsten wird der erste Bezugswert bereitgestellt. Auf diese Weise können Anwender des Speichers, die keine Temperatur messen können, auf vorteilhafte Weise den Energieverbrauch, der für einen Stand-By-Modus erforderlich ist, optimieren und ihn bei geringen Temperaturen verringern.
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Es gibt unterschiedliche Arten von Temperatursensoren. In einem Beispiel erfasst ein einfacher Temperatursensor, ob die Temperatur höher oder niedriger als die Bezugstemperatur ist. Eine andere Art von Temperatursensor tastet einen Temperaturunterschied im Vergleich zum Bezugswert ab. Je nach Art des Temperatursensors werden unterschiedliche Codes verwendet, welche die Information des Temperatursensors charakterisieren.
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Aus
DE 10 2004 061 311 A1 ist eine temperaturkompensierte Verzögerungsschaltung zum Verzögern eines Signals innerhalb einer integrierten Schaltung bekannt, die einen Temperatursensor umfasst. Der Temperatursensor ist konfiguriert, um eine Temperatur in der Nähe der integrierten Schaltung zu erfassen, und ist konfiguriert, um ein Steuerungssignal zu liefern, das die erfasste Temperatur in der Nähe der integrierten Schaltung erfasst. Eine Verzögerungskette ist konfiguriert, um ein Signal zu empfangen und eine Mehrzahl von Ausgangssignalen zu liefern. Jedes Ausgangssignal weist eine Zeitverzögerung auf, die sich von anderen Ausgangssignalen unterscheidet. Ein Multiplexer ist konfiguriert, um die Mehrzahl von Ausgangssignalen von der Verzögerungskette zu empfangen und um das Steuerungssignal von dem Temperatursensor, das die erfasste Temperatur darstellt, zu empfangen. Der Multiplexer ist konfiguriert, um ein temperaturkompensiertes verzögertes Ausgangssignal zu liefern.
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Aus
DE 103 21 451 A1 ist ein Verfahren zum Schützen einer integrierten Schaltung bekannt, das ein Erfassen einer Temperatur einer integrierten Schaltung, ein Vergleichen der erfassten Temperatur mit einer Schwellentemperatur und ein Steuern- einer Operation der integrierten Schaltung basierend auf dem Vergleich umfasst.
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Aus der
US 6 667 925 B2 sind unterschiedliche Sensortypen in einer Speichervorrichtung zum Erfassen einer Temperatur bekannt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einer Speicherschaltung mit einem aufzufrischenden Speicherzellenfeld auf einfache Weise eine optimale Temperaturinformation bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mit einer Speichervorrichtunggemäß Anspruch 1, einem System gemäß Anspruch 9 sowie mit einem Verfahren zum Bestimmen einer Temperatur einer Speichervorrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angeben.
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Ausführungsformen weisen einen Speicher mit einem Temperatursensor auf, der die Temperatur eines Teils des Speichers misst, sowie mit einer Codeschaltung, die mit dem Temperatursensor verbunden ist, wobei die Codeschaltung das Signal des Temperatursensors in ein Codewort überträgt, wobei das Codewort einen ersten und einen zweiten Teil aufweist. Der erste Teil weist mindestens ein Bit für eine erste Art von Temperatursensor und der zweite Teil weist mindestens ein Bit für eine zweite Art von Temperatursensor auf. Die Codeschaltung schreibt in Abhängigkeit des Temperatursensor-Typs und des Signals des Temperatursensors einen vorgegebenen Code in den ersten Teil und/oder den zweiten Teil ein und die Codeschaltung gibt das Codewort aus.
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Eine Ausführungsform betrifft einen Speicher mit einem Temperatursensor, der die Temperatur eines Teils des Speichers misst, sowie mit einer Codeschaltung, die mit dem Temperatursensor verbunden ist, wobei die Codeschaltung das Signal des Temperatursensors in ein Code-wort überträgt, wobei das Codewort einen ersten und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil mindestens ein Bit umfasst, um einen von einer Bezugstemperatur begrenzten Temperaturbereich anzuzeigen, und wobei der zweite Teil mindestens ein Bit umfasst, um eine Temperaturdifferenz zur Bezugstemperatur anzuzeigen, wobei die Codeschaltung in Abhängigkeit des Signals des Temperatursensors einen vorgegebenen Code in den ersten Teil und je nach Signal und/oder Temperatursensor-Typ einen weiteren vorgegebenen Code in den zweiten Teil einschreibt, wobei die Codeschaltung das Codewort ausgibt.
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Außerdem betrifft eine Ausführungsform einen dynamischen Speicher mit einem Temperatursensor, der die Temperatur eines Teils des Speichers misst, sowie mit einer Codeschaltung, die mit dem Temperatursensor verbunden ist, wobei die Codeschaltung das Signal des Temperatursensors in ein Codewort überträgt, wobei das Codewort einen ersten und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil mindestens ein Bit für einen Temperaturbereich im Vergleich zu einer Bezugstemperatur aufweist, und der zweite Teil mindestens ein Bit für eine Differenztemperatur zu der Bezugstemperatur aufweist, wobei die Codeschaltung in Abhängigkeit von dem Signal des Temperatursensors einen Code in den ersten Teil und einen weiteren Code in den zweiten Teil des Codeworts je nach Art des Temperatursensors und des Signals des Temperatursensors einschreibt, wobei die Codeschaltung das Codewort einer Steuerschaltung zur Verfügung stellt und die Steuerschaltung einen Auffrischvorgang zum Auffrischen von Ladungen, die in den Speicherzellen des Speichers gespeichert sind, in Abhängigkeit von dem Codewort steuert.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen Speicher mit einem Temperatursensor, der die Temperatur eines Teils des Speichers misst, sowie mit einer Codeschaltung, die mit dem Temperatursensor verbunden ist, wobei die Codeschaltung das Signal des Temperatursensors in ein Codewort überträgt, wobei das Codewort einen ersten und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil mindestens ein Bit für einen Temperaturbereich im Vergleich zu einer Bezugstemperatur aufweist, und der zweite Teil mindestens ein Bit für eine Differenztemperatur, die als Bezugstemperatur bezeichnet wird, aufweist, wobei die Codeschaltung in Abhängigkeit des Signals des Temperatursensors einen vorgegebenen Code in den ersten Teil und einen weiteren Code in Abhängigkeit des Signals des Temperatursensors und der Art des Temperatursensors in den zweiten Teil des Codeworts einschreibt, wobei die Codeschaltung das Codewort einer Steuerschaltung zur Verfügung stellt, wobei die Steuerschaltung eine Frequenz der Lese- oder Schreibvorgänge des Speichers in Abhängigkeit von dem Codewort steuert.
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Weiterhin betrifft eine weitere Ausführungsform einen Speicher mit einem Temperatursensor, der die Temperatur eines Teils des Speichers misst, sowie mit einer Code-Auswerteeinheit, die mit dem Temperatursensor verbunden ist, wobei die Code-Auswerteeinheit das Signal des Temperatursensors in ein Codewort überträgt, wobei das Codewort einen ersten und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil mindestens ein Bit für eine erste Art von Temperatursensor und der zweite Teil mindestens ein Bit für eine zweite Art von Temperatursensor aufweist, wobei die Code-Auswerteeinheit in Abhängigkeit des Signals des Temperatursensors einen vorgegebenen Code in den ersten und/oder den zweiten Teil des Codeworts einschreibt, wobei die Code-Auswerteeinheit das Codewort zur Verfügung stellt.
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Außerdem betrifft eine weitere Ausführungsform ein Verfahren zum Abtasten einer Temperatur eines Speichers mit Speicherzellen, sowie mit einem Temperatursensor, der ein Temperatursignal zur Verfügung stellt, welches in ein Codewort übertragen wird, wobei das Codewort einen ersten und einen zweiten Teil umfasst, wobei der erste Teil für einen ersten Temperatursensor zur Verfügung steht und der zweite Teil für einen zweiten Temperatursensor zur Verfügung steht, wobei je nach Art des Temperatursensors und des Signals des Temperatursensors ein Code in den ersten und/oder den zweiten Teil des Codeworts geschrieben wird.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Abtasten einer Temperatur eines Speichers mit Speicherzellen, sowie mit einem Temperatursensor, der ein Temperatursignal zur Verfügung stellt, welches in ein Codewort übertragen wird, wobei das Codewort einen ersten und einen zweiten Teil umfasst, wobei der erste Teil für einen Temperaturbereich im Vergleich zu einer Bezugstemperatur und der zweite Teil für eine Temperaturdifferenz in Bezug auf die Bezugstemperatur steht, wobei in Abhängigkeit von dem Signal des Temperatursensors Daten in den ersten Teil und in Abhängigkeit von dem Signal und der Art des Temperatursensors Daten in den zweiten Teil des Codeworts eingeschrieben werden.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft einen Speicher mit einer Auswerteschaltung, die ein Signal eines Temperatursensors empfängt, wobei die Auswerteschaltung einen ersten Teil eines Codeworts als einen durch eine Bezugstemperatur in Abhängigkeit von dem Signal begrenzten Temperaturbereich bestimmt und einen zweiten Teil des Codeworts als Temperaturdifferenz zu der Bezugstemperatur, die den Temperaturbereich beschränkt.
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Aufbau und Verwendung der Erfindung, sowie zusätzliche Aufgaben und Vorteile werden in der nachfolgenden Beschreibung bestimmter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Um ein genaueres Verständnis der oben beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, folgt nun eine eingehendere Beschreibung der oben kurz zusammengefassten Erfindung anhand von Ausführungsformen, von denen manche in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die beigefügten Zeichnungen lediglich typische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind und daher ihren Umfang nicht begrenzen sollen, da die Erfindung auch andere, ebenso wirksame Ausgestaltungen zulässt.
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1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines dynamischen Speichers;
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2 ist eine Detailansicht einer Codeschaltung;
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3 ist eine schematische Darstellung eines Codewortes;
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4 zeigt eine Codetabelle; und
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5 zeigt ein Diagramm, das Temperaturwerte unterschiedlicher Arten von Temperatursensoren darstellt.
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Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Bei genauerer Betrachtung der Figuren der Zeichnungen zeigt insbesondere 1 eine Speichervorrichtung 1, die ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff sein kann. In weiteren Ausführungsformen kann der Speicher ein dynamischer Halbleiterspeicher (DRAM), ein statischer Speicher (SRAM) oder ein nicht-flüchtiger Speicher sein. Die dargestellte Speichervorrichtung 1 weist eine Steuereinheit 2 und ein Speicherfeld 3 mit Speicherzellen 4 sowie mit Bitleitungen 7 und Wortleitungen 6 auf, wobei die Speicherzellen 4 über Auswahlschalter 5 mit den entsprechenden Bitleitungen 7 verbunden werden können. Je nach Ausführungsform sind die Speicherzellen statische Speicherzellen, die darin gespeicherte Informationen nicht verlieren, oder dynamische Speicherzellen, die zum Speichern von Information aufgefrischt werden müssen. Die Auswahlschalter 5 werden von einer Wortleitung 6 gesteuert. Ein Wortleitungsdecoder 8 und ein Bitleitungsdecoder 9 sind vorgesehen, die abhängig von einer Wortleitungsadresse und einer Bitleitungsadresse eine entsprechende Wortleitung oder eine entsprechende Bitleitung auswählen und die Bitleitung mit einer vorgegebenen Speicherzelle verbinden. Der Wortleitungsdecoder 8 und der Bitleitungsdecoder 9 werden von der Steuereinheit 2 gesteuert. Die Steuereinheit 2 empfängt Steuerbefehle, welche die Funktion der Steuereinheit 2 bestimmen.
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Außerdem sind in der Speichervorrichtung 1 Leseverstärker 10 vorgesehen, die mit den Bitleitungen 7 verbunden sind, um eine Spannung auf der Bitleitung zu verstärken, die durch Auslesen der in der einer Speicherzelle 4 gespeicherten Daten erzeugt wird. Die Daten der Bitleitung werden von Eingangs-/Ausgangseinheiten 11 ausgegeben. Zusätzlich werden die Eingangs-/Ausgangseinheiten 11 zum Einschreiben von Daten in die Speicherzellen 4 verwendet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Auswahlschalter 5 als Auswahltransistor ausgeführt, der die jeweilige Speicherzelle 4 mit der jeweiligen Bitleitung 7 verbindet, wenn eine Aktivierungsspannung durch den Wortleitungsdecoder 8 an die Wortleitung 6 angelegt wird, die mit einem Gate des Auswahltransistors verbunden ist. Der Bitleitungsdecoder 9 wählt die entsprechende Bitleitung 7 aus und verbindet sie mit einem Leseverstärker 10. Im Speicherfeld 3 sind mehrere Wortleitungen 6 und mehrere Bitleitungen 7 vorgesehen, wobei in der beispielhaften Zeichnung nur eine Bitleitung 7 und eine Wortleitung 6 dargestellt sind. Es sind außerdem mehrere Speicherzellen 4 im Speicherfeld 3 vorgesehen, die durch Auswahlschalter 5, die über die jeweiligen Wortleitungen gesteuert werden, mit den jeweiligen Bitleitungen verbunden werden können. Daher kann jede Speicherzelle 4 einzeln ausgewählt werden und Daten können über die Eingangs-/Ausgangseinheiten 11 aus den Speicherzellen 4 ausgelesen oder in die Speicherzellen 4 eingeschrieben werden.
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Für einen Lese- oder Schreibvorgang kann eine Zeitdauer als Basis verwendet werden, die von einer Taktschaltung 19 zur Verfügung gestellt wird. Die Taktschaltung 19 überträgt ein alternierendes Taktsignal an andere Schaltungen, d. h. an den Wortleitungsdecoder 8 oder den Bitleitungsdecoder 9, den Leseverstärker 10 oder die Eingangs-/Ausgangseinheit 11. Eine steigende oder fallende Flanke des Taktsignals wird als Zeitpunkt verwendet, um mit dem Schreiben bzw. dem Auslesen von Daten in die bzw. aus den Speicherzellen 4 zu beginnen. Zusätzlich kann die zugrundegelegte Zeitdauer auch für andere Funktionen der Speichervorrichtung 1 verwendet werden. Die Taktschaltung 19 kann einen Oszillator aufweisen, der ein alternierendes Taktsignal mit einer konstanten Frequenz liefert, welches einem programmierbaren Frequenzteiler zugeführt wird, durch den die Frequenz geteilt werden kann. Die Taktschaltung 19 wird durch eine Steuerleitung mit der Steuereinheit 2 verbunden. Die Taktschaltung 19 verändert die Frequenz des Taktsignals in Abhängigkeit von dem Eingangssignal der Steuereinheit 2, das der Taktschaltung 19 zugeführt wird.
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Auf der Speichervorrichtung 1 ist in der Nähe des Speicherfeldes 3 ein Temperatursensor 12 vorgesehen und mit einer Codeschaltung 13 verbunden. Die Codeschaltung 13 kann mit der Steuereinheit 2 verbunden sein und ist mit einem Coderegister 14 verbunden. Der Temperatursensor 12 kann mit einem Bezugsregister 20 verbunden sein. Der Temperatursensor 12 misst eine Temperatur der Speichervorrichtung 1 und gibt ein Sensorsignal an die Codeschaltung 13 aus. Die Codeschaltung 13 schreibt in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur und je nach Art des Temperatursensors 12 ein Codewort in das Coderegister 14.
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Der Temperatursensor 12 kann als einzelner Trip-Point-Sensor ausgeführt sein, der feststellt, ob die Temperatur des Speichers niedriger oder höher als eine Bezugstemperatur, die im Temperaturregister 20 gespeichert sein kann, ist. In einer anderen Ausführungsform kann der Temperatursensor ein Multitrip-Point-Sensor sein, d. h. ein zweifacher Trip-Point-Sensor der anzeigt, ob eine abgetastete Temperatur innerhalb eines von drei Temperaturbereichen liegt, die von zwei Bezugstemperaturen festgelegt werden. Der zweifache Trip-Point-Sensor, stellt fest, ob die abgetastete Temperatur niedriger als eine erste Bezugstemperatur, zwischen der ersten und der zweiten Temperatur, oder höher als die zweite Temperatur ist.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der Temperatursensor 12 ein kontinuierlicher Sensor sein, der eine Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Speichervorrichtung 1 und mindestens einer Bezugstemperatur, die im Register 20 gespeichert sein kann, ermittelt.
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Die Codeschaltung 13 kann ein Codewort zur Verfügung stellen, das im Coderegister 14 der Steuereinheit 2 gespeichert ist. Die Steuereinheit 2 steuert in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur. In einer Ausführungsform kann die Frequenz des Zugriffs auf die Speicherzellen, d. h. beim Schreiben oder Auslesen von Daten verringert werden, wenn die gemessene Temperatur der Speichervorrichtung 1 höher als die Bezugstemperatur ist. Die Steuereinheit 2 kann die Frequenz des Zugriffs auf die Speicherzellen erhöhen, wenn die ausgelesene Temperatur der Speichervorrichtung 1 niedriger als die Bezugstemperatur ist. Daher ist es möglich, ein Überhitzen der Speichervorrichtung 1 zu verhindern und eine geeignete Frequenz zum Auslesen und Einschreiben von Daten aus bzw. in die Speichervorrichtung 1 zu verwenden. Das Coderegister 14 kann von einer außerhalb des Speicherchips liegenden Schaltung, d. h. von einer Speichersteuereinheit gelesen werden, um von der Speichersteuereinheit zum Verändern der Frequenz von Speicherzugriffen verwendet zu werden, um die Geschwindigkeit und die Verlustleistung des Speichers zu verändern.
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In einer weiteren Ausführungsform ist, wenn der Speicher 1 ein dynamischer Speicher mit Speicherzellen 4 ist, die aufgefrischt werden müssen, eine Auffrischschaltung 18 auf der von der Steuereinheit 2 gesteuerten Speichervorrichtung vorgesehen. Die Auffrischschaltung 18 ist mit den Speicherzellen 4 verbunden und frischt die Ladung der Speicherzellen 4 in Abhängigkeit von der Auffrischfrequenz, die von der Auffrischschaltung 18 erzeugt wird, auf. Die Auffrischfrequenz kann von einem Oszillator mit einem unabhängigen oszillierenden Zeitsignal erzeugt werden, das einem weiteren Frequenzteiler zugeführt wird, durch den die Auffrischfrequenz geteilt werden kann. Der weitere Frequenzteiler wird von der Steuereinheit 2 gesteuert. Die Steuereinheit 2 steuert die Auffrischfrequenz in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur der Speichervorrichtung 1. Die Auffrischfrequenz kann verändert werden, indem der Teilungsfaktor eines Frequenzteilers von der Steuereinheit 2 modifiziert wird. Wenn die Temperatur der Speichervorrichtung 1 niedriger als eine zweite Bezugstemperatur ist, dann wird die Auffrischfrequenz von der Steuereinheit 2 auf einen ersten Wert eingestellt. Wenn die Temperatur der Speichervorrichtung 1 höher als die zweite Bezugstemperatur ist, so verändert die Steuereinheit 2 die Auffrischfrequenz auf einen höheren zweiten Wert, da die Speicherzellen 4 die gespeicherte Ladung in kürzerer Zeit aufgrund der höheren Temperatur verlieren können.
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Während eines Auffrischvorgangs werden die vom jeweiligen Leseverstärker bewerteten und verstärkten Datensignale direktional in ihre relevanten Speicherzellen zurückgeschrieben. Die Auffrischschaltung 18 steuert den Auffrischmoduls der Speicherzellen. Insbesondere in einem Auffrischmodus des Speichers korreliert der aufgrund der notwendigen Aktivierung der jeweiligen Leseverstärker verursachte Energieverbrauch mit der Auffrischfrequenz. Um einen kleinstmöglichen Energieverbrauch zu erreichen, ist es wünschenswert, die Zeitabstände zwischen zwei Auffrischzyklen optimal lang zu gestalten, oder, in anderen Worten, ihre Auffrischfrequenz optimal gering zu halten. Die maximal erreichbare Haltezeit des Inhalts der Speicherzellen ist beim Bestimmen der zwischen zwei Auffrischzyklen benötigten Zeitdauer entscheidend. Dies wird insbesondere durch Leckströme des Speicherkondensators und/oder des Auswahltransistors beeinflusst, die mit steigender Temperatur des Speichers zunehmen.
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In einer weiteren Ausführungsform verändert die Steuereinheit 2 die Frequenz der Auffrischvorgänge, d. h. bei einer höheren Temperatur werden die Auffrischvorgänge in einem kürzeren Zeitintervall zwischen zwei Auffrischvorgängen verarbeitet. In einer weiteren Ausführungsform steuert die Steuereinheit 2 den Lese- und Schreibvorgang mit einer niedrigeren Frequenz, wenn die Speichervorrichtung eine höhere Temperatur aufweist.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Codeschaltung 13 mit einer externen Steuereinheit 50 verbunden sein, die nicht auf der Speichervorrichtung 1 angeordnet ist, jedoch mit ihr verbunden werden kann. Die Codeschaltung 13 überträgt das Codewort an die externe Steuereinheit 50. Die externe Steuereinheit 50 kann das Auffrischen und/oder die Zugriffsfrequenzen auf die Speicherzellen entsprechend der Codeworte steuern.
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2 zeigt eine genauere Darstellung der Codeschaltung 13. In einer Ausführungsform kann die Codeschaltung 13 einen A/D-Wandler 21 und eine Auswerteschaltung 22 aufweisen. Der A/D-Wandler 21 empfängt ein analoges Signal des Temperatursensors 12. Der A/D-Wandler 21 wandelt das analoge Signal in ein digitales Signal um, das an die Auswerteschaltung 22 übertragen wird. Die Auswerteschaltung 22 überträgt das digitale Signal in ein Codewort, das im Coderegister 14 gespeichert wird. Darüber hinaus kann das Codewort an die Steuereinheit 2 übertragen werden. Die Codeschaltung 13 oder die Auswerteschaltung 22 verwenden eine Codetabelle zum Übertragen der Signale unterschiedlicher Arten von Temperatursensoren. Die Codetabelle weist Codeworte auf, die mit einem ersten Teil einen Temperaturbereich darstellen, der von einer Bezugstemperatur begrenzt wird, und mit einem zweiten Teil eine Temperaturdifferenz zur Bezugstemperatur.
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3 zeigt schematisch ein acht Datenbits umfassendes Codewort 24, wobei ein erster Teil 15 zwei Bits aufweist und einen Temperaturbereich anzeigt, der z. B. niedriger als die erste Bezugstemperatur ist, zwischen der ersten und der zweiten Bezugstemperatur liegt, oder höher als eine zweite Bezugstemperatur ist. Es sind weitere sechs Datenbits vorgesehen, um einen Temperaturdifferenzwert zu speichern, der von der verwendeten Art des Temperatursensors und von der gemessenen Temperatur und den von den Bits des ersten Teils des Codeworts angezeigten Temperaturbereich abhängt. Die weiteren sechs Datenbits beziehen sich auf einen zweiten Teil 16 des Codeworts 24.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das Codewort 24 weiterhin ein Sensorbit 17 aufweisen, welches anzeigt, welche Art von Temperatursensor vorgesehen ist.
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Die Auswerteschaltung 22 gibt ein Codewort 24 aus, das sich auf die gemessene Temperatur und das zur Verfügung gestellte analoge Signal des Temperatursensors an die Steuereinheit 2 bezieht. Die Auswerteschaltung überträgt das digitale Signal des A/D-Wandlers entsprechend der Codetabelle. Die Steuereinheit 2 überprüft die Temperatur entsprechend der Codetabelle und entscheidet in Abhängigkeit einer vorgegebenen Regel, ob eine Auffrischfrequenz zum Auffrischen der Ladung der Speicherzelle entsprechend der Temperatur der Speichervorrichtung 1 verändert werden kann. In einer weiteren Ausführungsform stellt die Auswerteschaltung 22 das Codewort 24 anderen Schaltungen der Speichervorrichtung 1 oder einem Ausgang der Speichervorrichtung 1 zur Verfügung.
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In einer weiteren Ausführungsform überprüft die Steuereinheit 2, ob die gemessene Temperatur (die durch Eingeben in die Codetabelle 25 unter Verwendung des Codeworts 24 bestimmt wird) eine Veränderung eines beliebigen Taktsignals einer Taktschaltung 19 erforderlich macht.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuereinheit 2 die Frequenz zum Zugreifen auf die Speicherzellen verändern, um eine Überhitzung zu verhindern.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuereinheit bzw. eine externe Speichersteuereinheit lediglich die ersten beiden Datenbits der acht Datenbits des Codewortes 24 überprüfen, wie in 3 dargestellt, um zu bestimmen, ob die Temperatur niedriger oder gleich oder höher als die Bezugstemperatur ist. Eine Bitkombination aus hoch und niedrig (10) zeigt eine Temperatur unterhalb der ersten Bezugstemperatur an und eine Bitkombination aus niedrig und hoch (01) zeigt eine Temperatur an, die der Bezugstemperatur entspricht oder höher ist. Deshalb ist es nicht erforderlich, mehr als die beiden ersten Bits des Codeworts zu überprüfen.
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4 zeigt eine Codetabelle 25, die in einer ersten Spalte 41 die Codeworte, in einer zweiten Spalte 42 die zwei ersten Bits (MSB) der Codeworte, in einer dritten Spalte 43 die sechs letzten Bits (LSB) der Codeworte, in einer vierten Spalte 44 die Temperatur, die durch den Trip-Point-Sensor ausgelesen wird, in einer fünften Spalte 45 die Temperatur, die von einem kontinuierlichen Temperatursensor ausgelesen wird, und in einer sechsten Spalte 46 den Temperaturbereich, der der gemessenen Temperatur entspricht, zeigt. Tj steht für die gemessene Temperatur, Tjx für die niedrigste erste Bezugstemperatur, Tj7.8 für die zweite Bezugstemperatur, bei welcher die Auffrischzykluszeit von 7.8 μsec auf 3.9 μsec verändert wird. Tjom ist die dritte Bezugstemperatur und zeigt eine maximale Betriebstemperatur der Speichervorrichtung 1 an. In der fünften Spalte 45 wird die gemessene Temperatur Tj mithilfe der ersten, zweiten und dritten Bezugstemperatur Tjx, Tj7.8, Tjom minus ein Wert in °C berechnet. Die zweite Bezugstemperatur Tj7.8 ist die Bezugstemperatur, bei der die Auffrischdauer von 7.8 μsec auf 3.9 μsec verändert wird. In einer sechsten Spalte 46 wird der Temperaturbereich durch eine Auffrischzeit TR7.8 oder TR3.9 oder TR OH angezeigt, was bedeutet, dass die Auffrischzeit 7.8 μsec oder 3.9 μsec beträgt oder dass der Speicher überhitzt ist. Die Abkürzung IC bedeutet, dass die Umwandlung nicht komplett ist. Die gestrichenen Codeworte (durchgestrichen) der ersten Spalte 41 sind nicht zulässig.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Codetabelle 25 ein Codewort für unterschiedliche Arten von Temperatursensoren verwendet. Die erste Spalte 41 zeigt die für die Codetabelle verwendeten Codeworte. In der zweiten Spalte 42 sind nur die beiden ersten signifikantesten Bits des Codeworts dargestellt. In der Codetabelle zeigen die ersten signifikanten Bits einen Temperaturbereich an. Die Bitkombination 00 stellt einen ersten Temperaturbereich dar, der niedriger als die erste Bezugstemperatur Tjx ist. Die Bitkombination 01 der beiden signifikantesten Bits zeigen einen zweiten Temperaturbereich an, der niedriger als eine zweite Bezugstemperatur Tj/.8 und höher als die erste Bezugstemperatur ist. Die Bitkombination 10 der beiden ersten signifikantesten Bits zeigt einen dritten Temperaturbereich an, der höher als die zweite Bezugstemperatur und niedriger als eine dritte Bezugstemperatur Tjom ist. Die Bitkombination 11 der beiden signifikantesten Bits stellt einen vierten Temperaturbereich dar, der höher als die dritte Bezugstemperatur Tjom ist. Die Codeworte mit der Bitkombination 00 00 00 00 und 01 00 00 00 und 1 00 00 00 0 sind nicht zulässig.
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In der dritten Spalte 43 sind die sechs am wenigsten signifikanten Bits des Codeworts dargestellt. Ist ein einziger Trip-Point-Temperatursensor vorgesehen, so übertragen die Codeschaltung 13 oder der A/D-Wandler 21 und die Auswerteschaltung 22 das Signal des einzelnen Trip-Temperatursensors und die ersten beiden signifikantesten Bits des Codewortes, wie in der zweiten Spalte 42 dargestellt. In Abhängigkeit von dem verwendeten einzelnen Trip-Temperatursensor wird ein Signal erzeugt, welches anzeigt, dass die Temperatur niedriger oder höher als eine Bezugstemperatur ist. Weist der einzelne Trip-Point-Temperatursensor die erste Bezugstemperatur Tjx als Bezugstemperatur auf, so wird das Signal des einzelnen Trip-Point-Temperatursensors in einer ersten Bitkombination 00 oder in einer zweiten Bitkombination 01 übertragen. Die erste Bitkombination 00 wird verwendet, wenn eine gemessene Temperatur niedriger als die erste Bezugstemperatur ist. Die zweite Bitkombination 01 wird verwendet, wenn die gemessene Temperatur höher als die erste Bezugstemperatur ist.
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Wenn der verwendete einzelne Trip-Point-Sensor als Bezugstemperatur die zweite Bezugstemperatur Tj7.8 aufweist, so erzeugen die Codeschaltung 13 oder die Auswerteschaltung 22 in Abhängigkeit von dem Signal des einzelnen Trip-Point-Temperatursensors die zweite Bitkombination 01 oder die dritte Bitkombination 10. Die erste Bitkombination 01 zeigt, dass die gemessene Temperatur niedriger als die zweite Bezugstemperatur ist. Die dritte Bitkombination 10 der beiden signifikantesten Bits des Codeworts zeigt, dass die gemessene Temperatur höher als die zweite Bezugstemperatur ist. Wenn für die dritte Bezugstemperatur Tjom ein einzelner Trip-Point-Temperatursensor verwendet wird, so generiert die Codeschaltung 13 der Auswerteschaltung 22 die dritte Bitkombination 10 oder die vierte Bitkombination 11 für die beiden ersten signifikantesten Bits des Codewortes. Die dritte Bitkombination 10 der beiden ersten signifikantesten Bits des Codeworts zeigt eine Temperatur an, die niedriger als die dritte Bezugstemperatur Tjom ist. Die vierte Bitkombination 11 der beiden ersten signifikantesten Bits des Codeworts deutet auf eine Temperatur hin, die höher als die dritte Bezugstemperatur Tjom ist. Je nach Ausführungsform können auch mehrere einzelne Trip-Point-Sensoren mit unterschiedlichen Bezugstemperaturen vorgesehen sein. Die Signale der einzelnen Trip-Point-Temperatursensoren mit unterschiedlichen Bezugstemperaturen werden in den beiden ersten signifikantesten Bits des Codeworts entsprechend der Codetabelle 25 wie oben beschrieben übertragen.
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Wird ein kontinuierlicher Temperatursensor verwendet, übertragen die Codeschaltung 13 oder die Auswerteschaltung 22 das Signal des kontinuierlichen Temperatursensors in einem Codewort entsprechend der ersten Spalte 41 der Codetabelle 25 von 4, wobei die beiden ersten signifikantesten Bits des Codeworts einen ersten, einen zweiten, einen dritten oder einen vierten Temperaturbereich darstellen. Die Temperaturbereiche, die von den beiden ersten signifikantesten Bits angezeigt werden, sind dieselben wie für die oben beschriebenen einzelnen Trip-Point-Sensoren. Die beiden ersten signifikantesten Bits mit der Bitkombination 01 stellen einen Temperaturbereich dar, der niedriger als die zweite Bezugstemperatur Tj7.8 ist. Darüber hinaus generieren die Codeschaltung 13 oder die Auswerteschaltung 22 auch für einen kontinuierlichen Temperatursensor die sechs am wenigsten signifikanten Bits. des Codeworts, wie in der dritten Spalte 43 angezeigt. Die sechs am wenigsten signifikanten Bits des Codeworts stellen eine Differenz zwischen der Bezugstemperatur des Bereichs dar, der von den beiden ersten signifikantesten Bits des Codeworts und der gemessenen Temperatur festgelegt wird. Beispielsweise bedeutet das Codewort mit der Bitkombination 00 11 11 11 einen ersten Temperaturbereich mit den beiden ersten signifikantesten Bits mit dem Wert 00, der niedriger als eine erste Bezugstemperatur Tjx ist. Darüber hinaus zeigen die sechs am wenigsten signifikanten Bits mit einer Bitkombination 11 11 11, dass der kontinuierliche Temperatursensor die Temperatur abliest, die 63°C niedriger als die erste Bezugstemperatur ist, wie in der fünften Spalte 45 der Codetabelle 25 dargestellt. Die sechs am wenigsten signifikanten Bits des Codeworts mit der Bitkombination 11 11 10 bedeuten, dass die abgelesene Temperatur 62°C niedriger als die Bezugstemperatur ist, die von den beiden ersten signifikantesten Bits des Codewortes dargestellt wird. Unter Verwendung dieses Codes ist es möglich, eine Temperatur in 63 Schritten mit einem Unterschied von 1°C zu einer Bezugstemperatur, die von den beiden ersten signifikantesten Bits des Codeworts bestimmt wird, anzuzeigen.
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Beispielsweise zeigt das Codewort mit der achten Kombination 11 11 11 11 anhand der beiden ersten signifikantesten Bits mit der Bitkombination 11, dass die gemessene Temperatur in einem Temperaturbereich liegt, die höher als die dritte Bezugstemperatur Tjom ist. Die Kombination der sechs am wenigsten signifikanten Bits 11 11 11 zeigt, dass die abgelesene Temperatur 63°C höher als die dritte Bezugstemperatur Tjom ist, wie in der fünften Spalte 45 der Codetabelle 25 gezeigt.
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Die zweite Bezugstemperatur Tj7.8 stellt den Temperaturwert dar, unterhalb dessen ein Auffrischen der Speicherzelle alle 7,8 μsec stattfindet. In einer Ausführungsform entspricht die dritte Bezugstemperatur Tjom einer Temperatur, bei der das Auffrischen der dynamischen Speicherzellen alle 3,9 μsec erfolgt.
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Die Codeschaltung 13 oder die Auswerteschaltung 22 weisen eine Tabelle auf, welche den Zusammenhang zwischen dem Signal des verwendeten Temperatursensors und den entsprechenden Codeworten bestimmt. Die Tabelle kann in einem Speicher gespeichert werden, der mit der Codeschaltung 13 oder der Auswerteschaltung 22 verbunden ist und in einer Ausführungsform auf der Speichervorrichtung angeordnet ist. Die Steuereinheit 2 weist einen Speicher auf, in dem die Codetabelle 25 abgelegt ist. Daher werden in einer weiteren Ausführungsform, wenn unterschiedliche Arten von Temperatursensoren verwendet werden, unterschiedliche Tabellen für die Auswerteschaltung oder die Codeschaltung 13 zur Verfügung gestellt, um den Zusammenhang zwischen dem Signal des verwendeten Temperatursensors und dem entsprechenden Codewort bereitzustellen.
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In einer weiteren Ausführungsform kann eine Umwandlung des Signals des Temperatursensors in das Codewort mithilfe einer Schaltung durchgeführt werden, die arithmetische und/oder logische Operationen durchführt, wobei nur die Bezugstemperaturen in der Speichervorrichtung gespeichert werden. Die Schaltung bestimmt in Abhängigkeit von dem Signal des Temperatursensors, der Art des Temperatursensors und der Bezugstemperaturen die Codeworte wie für die Codetabelle beschrieben.
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5 zeigt ein Diagramm mit einer ersten Linie 30 für die gemessene Temperatur des Single-Point-Sensors und einer zweiten Linie 31 für den kontinuierlichen Temperatursensor, der die Übergangstemperatur des Auswahltransistors in °C zeigt. In diesem Beispiel entspricht die erste Bezugstemperatur Tjx einer Übergangstemperatur des Auswahltransistors von 60°C. Ein erster Temperaturbereich 33 liegt unterhalb der ersten Bezugstemperatur Tjx, ein zweiter Temperaturbereich 34 liegt zwischen der ersten Bezugstemperatur Tjx und der zweiten Bezugstemperatur Tj7.8, ein dritter Temperaturbereich 35 liegt zwischen der zweiten Bezugstemperatur Tj7.8 und der dritten Bezugstemperatur Tjom und ein vierter Temperaturbereich 36 ist höher als die dritte Bezugstemperatur Tjom.
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Je nach verwendeter Ausführungsform können die Werte für die Bezugstemperaturen in die Speichervorrichtung 1 einprogrammiert werden, z. B. durch Verwendung eines Speichers mit programmierbaren Fuses.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, zeigen die beiden signifikantesten Bits auf grob umrissene, aber einfache Weise Temperaturbereiche an, und die sechs am wenigsten signifikanten Bits des Codeworts in Kombination mit den beiden signifikantesten Bits eine genauere Temperaturinformation in °C bezogen auf eine Bezugstemperatur.
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Die Codeschaltung 13 oder die Auswerteschaltung 22 schreiben nur die beiden ersten signifikantesten Bits in das Codewort ein, wenn ein einzelner Trip-Point-Temperatursensor verwendet wird. Wird zusätzlich ein kontinuierlicher Temperatursensor verwendet, schreibt die Codeschaltung 13 oder die Auswerteschaltung 22 die beiden signifikantesten Bits und die sechs am wenigsten signifikanten Bits des Codeworts in das Coderegister 14 ein. Die Steuerschaltung 2 oder die externe Speichersteuereinheit können lediglich die beiden ersten signifikanten Bits des Codeworts zum Empfangen einer grob umrissenen Temperaturinformation oder auch die sechs am wenigsten signifikanten des Codeworts überprüfen, wenn die Steuereinheit 2 eine genauere Information über die Temperatur der Speichervorrichtung 1 benötigt.
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Die Codeschaltung 13 oder die Auswerteschaltung 22 schreibt die beiden ersten Bits des ersten Teils des Codeworts entsprechend des Signals des einzelnen Trip-Point-Sensors ein. Die sechs Bits des zweiten Teils des Codeworts sind mit der Bitkombination 11 11 11 belegt. Es ist vorteilhaft, eine festgelegte Bitkombination 11 11 11 für den zweiten Teil entsprechend der maximalen Temperaturdifferenz zu verwenden, so dass die Steuereinheit 2 oder die externe Speichersteuereinheit keinen temperaturabhängigen Vorgang auslöst, was für andere Codes der Fall sein könnte, die eine geringere Temperaturdifferenz bedeuten, sowie für eine Steuerung, die auch auf den zweiten Teil des Codeworts reagiert.
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Die Codeschaltung 13 oder die Auswerteschaltung überträgt das Signal des kontinuierlichen Temperatursensors in ein Codewort, wobei mindestens ein Bit des ersten Teils des Codeworts einen Temperaturbereich anzeigt, der durch eine Bezugstemperatur begrenzt wird. Die Bits des zweiten Teils des Codewortes zeigen eine Differenztemperatur zur Bezugstemperatur an. Die Steuereinheit 2 oder weitere Einheiten, die das Codewort verwenden, weisen eine Information mit den Temperaturbereichen und den Bezugstemperaturen auf, die dem ersten Teil des Codewortes entsprechen. Darüber hinaus weisen die Steuereinheit oder die weiteren Einheiten, die die Codeworte verwenden, eine Information mit den Temperaturen auf, die dem zweiten Teil des Codeworts entsprechen. Der Temperaturbereich entscheidet, ob die Differenztemperatur zur Bezugstemperatur hinzugefügt oder von ihr abgezogen werden muss. Diese Information kann gespeichert werden oder eine Auswerteeinheit kann vorgesehen sein, die unter Verwendung des Codewortes die Temperatur berechnet.
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Ein weiterer Vorteil des Codes besteht darin, dass die Steuereinheit 2 oder die externe Steuereinheit oder andere Schaltungen die Bezugstemperaturen nicht kennen müssen, da sie im ersten Teil des Codewortes implizit enthalten sind. Der erste Teil zeigt die Temperaturbereiche an, die den Bezugstemperaturen entsprechen, die eine vorgegebene funktionale Anforderung anzeigen, z. B. die Temperatur zum Verdoppeln der Auffrischfrequenz. Daher könnten unterschiedliche Speicher unterschiedliche Bezugstemperaturen verwenden, die der Speichersteuereinheit 2 oder der externen Steuereinheit nicht bekannt sind und nicht bekannt sein müssen, da die Speichersteuereinheit 2 oder die externe Steuereinheit einfach auf die Anzeige oberhalb oder unterhalb einer Bezugstemperatur reagieren können, die vom ersten Teil des Codewortes angegeben wird. Wird darüber hinaus ein kontinuierlicher Temperatursensor verwendet, müssen der Steuereinheit 2 oder der externe Speichersteuereinheit die verschiedenen möglichen Bezugstemperaturen nicht bekannt sein, sie können jedoch auf die Differenz zu einer unbekannten Bezugstemperatur reagieren. Die Differenz wird im zweiten Teil des Codeworts angegeben. Pro Speichervorrichtung können mehrere Bezugstemperaturen vorgesehen sein.
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In einer weiteren Ausführungsform stellt der erste Teil einen Temperaturbereich und der zweite Teil eine Temperaturdifferenz mit einer Bezugstemperatur dar, die Codeschaltung schreibt in Abhängigkeit von dem Signal des Temperatursensors einen vorgegebenen Code in den ersten Teil ein, und in Abhängigkeit von dem Signal und/oder der Art des Temperatursensors einen weiteren vorgegebenen Code in den zweiten Teil.
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In einer weiteren Ausführungsform gibt der erste Teil einen Temperaturbereich an, der von einer Bezugstemperatur begrenzt ist, und der zweite Teil gibt eine Temperaturdifferenz zu der Bezugstemperatur an; die Codeschaltung schreibt in Abhängigkeit von dem Signal des Temperatursensors einen vorgegebenen Code in den ersten Teil ein, und in Abhängigkeit von dem Signal und/oder der Art des Temperatursensors einen weiteren vorgegebenen Code in den zweiten Teil.
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Obwohl sich die vorangehende Beschreibung auf Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht, können andere und weiterführende Ausführungsform der Erfindung entwickelt werden, ohne über den grundlegenden Umfang, wie er in den folgenden Ansprüchen angegeben ist, hinauszugehen.
