DE112020000177T5

DE112020000177T5 - Speichersystem und verfahren zur videoeinzelbild-segregation zum optimieren der speicherung

Info

Publication number: DE112020000177T5
Application number: DE112020000177.6T
Authority: DE
Inventors: Ramanathan Muthiah
Original assignee: Western Digital Technologies Inc
Current assignee: Sandisk Technologies Inc NDGesD Staates Us
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2021-09-02
Also published as: CN113316817B; US10841645B1; WO2021118619A1; CN113316817A

Abstract

Ein Speichersystem und ein Verfahren zur Videoeinzelbild-Segregation zum Optimieren der Speicherung werden bereitgestellt. In einer Ausführungsform wird ein Speichersystem vorgestellt, das einen Speicher und eine Steuerung aufweist. Die Steuerung ist eingerichtet zum: Empfangen eines Videostroms von einem Host; Identifizieren einer Vielzahl von Videoeinzelbild-Typen aus dem Videostrom; und Speichern von Videoeinzelbildern verschiedener Videoeinzelbild-Typen in dem Speicher unter Verwendung verschiedener Speicheroptionen. Andere Ausführungsformen werden bereitgestellt.

Description

HINTERGRUND
In einem Speichersystem kann ein von einem Host an dieses gesendeter Datenstrom gespeichert werden. In einer Überwachungs- oder digitalen Videorecorder-Umgebung (DVR-Umgebung) können die Daten im Moving Picture Experts Group Transport Stream-Format (MPEG-TS-Format) gespeichert werden. Der gesamte Strom wird als eine Einheit gespeichert, was in der Regel vorteilhaft ist, da die Daten auf diese Weise einfach gespeichert und abgerufen werden können. Bei Überwachungsdaten muss nach einiger Zeit in der Regel nur ein Teil der Daten gespeichert werden. Um die nicht benötigten Daten zu entfernen, wird der Datenstrom aus dem Speicher ausgelesen, die nicht benötigten Videoeinzelbilder entfernt und der resultierende neue Strom wieder in dem Speicher gespeichert.
Figurenliste

1A ist ein Blockdiagramm eines nichtflüchtigen Speichersystems einer Ausführungsform.
1B ist ein Blockdiagramm, das ein Speichermodul einer Ausführungsform veranschaulicht.
1C ist ein Blockdiagramm, das ein hierarchisches Speichersystem einer Ausführungsform veranschaulicht.
2A ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der Steuerung des in 1A veranschaulichten nichtflüchtigen Speichersystems gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
2B ist ein Blockdiagramm, das Komponenten des in 1A veranschaulichten nichtflüchtigen Speichersystems gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
3 ist ein Blockdiagramm eines Hosts und Speichersystems einer Ausführungsform.
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens einer Ausführungsform zur Segregation von Videoeinzelbildern, das von einem Host durchgeführt wird.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens einer Ausführungsform zur Segregation von Videoeinzelbildern, das von einem Speichersystem durchgeführt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Überblick
Zur Einführung beziehen sich die folgenden Ausführungsformen auf ein Speichersystem und ein Verfahren zur Segregation von Videoeinzelbildern zum Optimieren der Speicherung. In einer Ausführungsform wird ein Speichersystem vorgestellt, das einen Speicher und eine Steuerung aufweist. Die Steuerung ist eingerichtet zum: Empfangen eines Videostroms von einem Host; Identifizieren einer Vielzahl von Videoeinzelbild-Typen aus dem Videostrom; und Speichern von Videoeinzelbildern verschiedener Videoeinzelbild-Typen in dem Speicher unter Verwendung verschiedener Speicheroptionen.
In einigen Ausführungsformen sind die unterschiedlichen Speicheroptionen unterschiedliche Lebensdauergrade.
In einigen Ausführungsformen ist ein erster Videoeinzelbild-Typ ein intra-codiertes Einzelbild (I-Bild) und ein zweiter Videoeinzelbild-Typ ist ein differenzcodiertes Einzelbild (P-Bild) oder ein bidirektionales differenzcodiertes Einzelbild (B-Bild).
In einigen Ausführungsformen wird ein I-Bild mit einem höheren Lebensdauergrad gespeichert als ein P-Bild oder ein B-Bild.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung ferner eingerichtet, um nach einem verstrichenen Zeitraum Videoeinzelbilder eines Videoeinzelbild-Typs zu löschen, während die Videoeinzelbilder eines anderen Videoeinzelbild-Typs behalten werden.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung eingerichtet, um die Vielzahl von Videoeinzelbild-Typen basierend auf Informationen zu identifizieren, die von dem Host empfangen werden.
In einigen Ausführungsformen weist der Speicher einen dreidimensionalen Speicher auf.
In einigen Ausführungsformen ist das Speichersystem eingerichtet, um in dem Host integriert zu sein.
In einigen Ausführungsformen ist das Speichersystem eingerichtet, um trennbar mit dem Host verbunden zu werden.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Videoeinzelbild-Segregation vorgestellt, das in einem Speichersystem, das in Kommunikation mit einem Host steht, durchgeführt wird, wobei das Speichersystem einen Speicher umfasst. Das Verfahren weist Folgendes auf: Empfangen, von dem Host, einer Vielzahl von Videoeinzelbildern, die von dem Host aus einem Videostrom extrahiert werden; Empfangen, von dem Host, von Anweisungen zu einem Speicherparameter, der von dem Speichersystem verwendet werden soll, um jedes der Videoeinzelbilder zu speichern, wobei Videoeinzelbilder unterschiedlicher Videoeinzelbild-Typen unterschiedliche Speicherparameter aufweisen; und Speichern jedes der Vielzahl von Videoeinzelbildern in dem Speicher unter Verwendung der durch den Host spezifizierten Speicherparameter.
In einigen Ausführungsformen sind die unterschiedlichen Speicherparameter unterschiedliche Lebensdauergrade.
In einigen Ausführungsformen ist ein erster Videoeinzelbild-Typ ein intra-codiertes Einzelbild (I-Bild) und ein zweiter Videoeinzelbild-Typ ist ein differenzcodiertes Einzelbild (P-Bild) oder ein bidirektionales differenzcodiertes Einzelbild (B-Bild).
In einigen Ausführungsformen wird ein I-Bild mit einem höheren Lebensdauergrad gespeichert als ein P-Bild oder ein B-Bild.
In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren ferner nach einem verstrichenen Zeitraum das Löschen von Videoeinzelbildern eines Videoeinzelbild-Typs auf, während die Videoeinzelbilder eines anderen Videoeinzelbild-Typs beibehalten werden.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Speichersystem vorgestellt, das einen Speicher und Mittel zum Speichern unterschiedlicher Videoeinzelbilder aus einem Videostrom in dem Speicher unter Verwendung unterschiedlicher Speicherparameter gemäß einer erwarteten Speicherlebensdauer eines Videoeinzelbilds in dem Speicher aufweist.
In einigen Ausführungsformen sind die unterschiedlichen Speicherparameter unterschiedliche Lebensdauergrade.
In einigen Ausführungsformen weisen die verschiedenen Videoeinzelbilder (i) ein intra-codiertes Einzelbild (I-Bild) und (ii) ein differenzcodiertes Einzelbild (P-Bild) und/oder ein bidirektionales differenzcodiertes Einzelbild (B-Bild) auf.
In einigen Ausführungsformen weist der Speicher einen dreidimensionalen Speicher auf.
In einigen Ausführungsformen ist das Speichersystem eingerichtet, um in einem Host integriert zu sein.
In einigen Ausführungsformen ist das Speichersystem eingerichtet, um trennbar mit einem Host verbunden zu sein.
Andere Ausführungsformen sind möglich, und jede der Ausführungsformen kann allein oder zusammen in Kombination verwendet werden. Dementsprechend werden nun verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsformen
Speichersysteme, die zur Verwendung bei der Implementierung von Gesichtspunkten dieser Ausführungsformen geeignet sind, sind in 1A bis 1C gezeigt. 1A ist ein Blockdiagramm, das ein nichtflüchtiges Speichersystem 100 gemäß einer Ausführungsform des hierin beschriebenen Gegenstands veranschaulicht. Bezug nehmend auf 1A schließt das nichtflüchtige Speichersystem 100 eine Steuerung 102 und einen nichtflüchtigen Speicher, der aus einem oder mehreren nichtflüchtigen Speicher-Dies 104 bestehen kann, ein. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Die“ auf die Zusammenstellung von nichtflüchtigen Speicherzellen und eine zugeordnete Schaltung zum Verwalten des physischen Betriebs dieser nichtflüchtigen Speicherzellen, die auf einem einzelnen Halbleitersubstrat gebildet sind. Die Steuerung 102 bildet mit einem Hostsystem eine Schnittstelle und überträgt Befehlssequenzen für Lese-, Programmier- und Löschvorgänge zu dem nichtflüchtigen Speicher-Die 104.
Die Steuerung 102 (welche eine Steuerung eines nichtflüchtigen Speichers (z. B. eine Steuerung eines Flash-Speichers, eines resistiven Direktzugriffsspeichers (ReRAM), eines Phasenwechselspeichers (PCM) oder eines magnetoresistiven Direktzugriffsspeichers (MRAM)) sein kann) kann zum Beispiel die Form einer Verarbeitungsschaltlogik, eines Mikroprozessors oder Prozessors und eines computerlesbaren Mediums annehmen, welches computerlesbaren Programmcode (z. B. Firmware) speichert, der von dem (Mikro-)Prozessor, Logikgattern, Schaltern, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer programmierbaren Logiksteuerung und einer eingebetteten Mikrosteuerung ausführbar ist. Die Steuerung 102 kann mit Hardware und/oder Firmware eingerichtet sein, um die verschiedenen Funktionen durchzuführen, die unten beschrieben und in den Flussdiagrammen gezeigt sind. Außerdem können einige der Komponenten, die als innerhalb der Steuerung gezeigt sind, auch außerhalb der Steuerung gespeichert werden, und andere Komponenten können verwendet werden. Zusätzlich könnte der Ausdruck „operativ in Kommunikation mit“ direkt in Kommunikation mit oder indirekt (verdrahtet oder drahtlos) in Kommunikation mit durch eine oder mehrere Komponenten, die hierin gezeigt oder beschrieben sein können oder nicht gezeigt oder beschrieben sein können, bedeuten.
Wie hierin verwendet, ist eine nichtflüchtige Speichersteuerung eine Vorrichtung, die auf nichtflüchtigem Speicher gespeicherte Daten verwaltet und mit einem Host, wie einem Computer oder einer elektronischen Vorrichtung, kommuniziert. Eine Steuerung eines nichtflüchtigen Speichers kann verschiedene Funktionalitäten zusätzlich zu der hierin beschriebenen spezifischen Funktionalität aufweisen. Zum Beispiel kann die Steuerung des nichtflüchtiges Speichers den nichtflüchtigen Speicher formatieren, um sicherzustellen, dass der Speicher ordnungsgemäß arbeitet, defekte nichtflüchtige Speicherzellen kartieren und Ersatzzellen zuweisen, die künftige fehlerhafte Zellen ersetzen sollen. Ein Teil der Ersatzzellen kann verwendet werden, um Firmware aufzunehmen, um die Steuerung des nichtflüchtiges Speichers zu betreiben und andere Merkmale zu implementieren. Wenn ein Host im Betrieb Daten aus dem nichtflüchtigen Speicher lesen oder Daten in diesen schreiben muss, kann er mit der Steuerung des nichtflüchtigen Speichers kommunizieren. Wenn der Host eine logische Adresse bereitstellt, in die Daten gelesen/geschrieben werden sollen, kann die Steuerung des nichtflüchtigen Speichers die von dem Host empfangene logische Adresse in eine physische Adresse in dem nichtflüchtigen Speicher umwandeln. (Alternativ kann der Host die physische Adresse bereitstellen.) Die Steuerung des nichtflüchtigen Speichers kann auch verschiedene Speicherverwaltungsfunktionen durchführen, wie, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Abnutzungsausgleich (Verteilen von Schreibvorgängen, um zu vermeiden, dass bestimmte Speicherblöcke, die ansonsten wiederholt beschrieben würden, abgenutzt werden) und eine Speicherbereinigung (nachdem ein Block voll ist, werden nur die gültigen Datenseiten in einen neuen Block bewegt, sodass der volle Block gelöscht und wiederverwendet werden kann).
Das nichtflüchtige Speicher-Die 104 kann jedes geeignete nichtflüchtige Speichermedium, einschließlich resistiver Direktzugriffsspeicher (ReRAM), magnetoresistiver Direktzugriffsspeicher (MRAM), Phasenwechselspeicher (PCM), NAND-Flash-Speicherzellen und/oder NOR-Flash-Speicherzellen, einschließen. Die Speicherzellen können die Form von Festkörperspeicherzellen (z. B. Flash-Speicherzellen) annehmen und können einmalig programmierbar, mehrfach programmierbar oder vielfach programmierbar sein. Die Speicherzellen können auch Single-Level Cells (SLC), Multiple-Level Cells (MLC), Triple-Level Cells (TLC) oder andere Speicherzellen-Level-Technologien sein, die jetzt bekannt sind oder später entwickelt werden. Außerdem können die Speicherzellen auf zweidimensionale oder dreidimensionale Weise hergestellt werden.
Die Schnittstelle zwischen der Steuerung 102 und dem nichtflüchtigen Speicher-Die 104 kann jede geeignete Flash-Schnittstelle wie ein Toggle-Modus 200, 400 oder 800 sein. In einer Ausführungsform kann das Speichersystem 100 ein kartenbasiertes System sein, wie eine Secure Digital-Karte (SD-Karte) oder eine micro Secure Digital-Karte (micro-SD-Karte). In einer alternativen Ausführungsform kann das Speichersystem 100 Teil eines eingebetteten Speichersystems sein.
Obwohl in dem in 1A veranschaulichten Beispiel das nichtflüchtige Speichersystem 100 (hierin manchmal als Speichermodul bezeichnet) einen einzigen Kanal zwischen der Steuerung 102 und dem nichtflüchtigen Speicher-Die 104 einschließt, ist der hierin beschriebene Gegenstand nicht auf einen einzigen Speicherkanal beschränkt. Zum Beispiel können in einigen Speichersystemarchitekturen (wie den in 1B und 1C gezeigten) abhängig von Steuerungsfähigkeiten 2, 4, 8 oder mehr Speicherkanäle zwischen der Steuerung und der Speichervorrichtung vorhanden sein. In jeder der hierin beschriebenen Ausführungsformen kann mehr als ein einziger Kanal zwischen der Steuerung und dem Speicher-Die vorhanden sein, selbst wenn in den Zeichnungen ein einziger Kanal gezeigt ist.
1B veranschaulicht ein Speichermodul 200, das mehrere nichtflüchtige Speichersysteme 100 einschließt. Als solches kann das Speichermodul 200 eine Speichersteuerung 202 einschließen, die mit einem Host und mit einem Speichersystem 204, das eine Vielzahl von nichtflüchtigen Speichersystemen 100 einschließt, verbunden ist. Die Schnittstelle zwischen der Speichersteuerung 202 und den nichtflüchtigen Speichersystemen 100 kann eine Busschnittstelle sein, wie eine Serial Advanced Technology Attachment-Schnittstelle (SATA-Schnittstelle), eine Peripheral Component Interface express-Schnittstelle (PCIe-Schnittstelle) oder eine Double Data Rate-Schnittstelle (DDR-Schnittstelle). Das Speichermodul 200 kann in einer Ausführungsform ein Solid State Drive (SSD) oder ein Non-Volatile Dual In-line Memory Module (NVDIMM) sein, wie es in einem Server-PC oder in tragbaren Rechenvorrichtungen, wie Laptop-Computern und Tablet-Computern, zu finden ist.
1C ist ein Blockdiagramm, das ein hierarchisches Speichersystem veranschaulicht. Ein hierarchisches Speichersystem 250 schließt eine Vielzahl von Speichersteuerungen 202 ein, von denen jede ein entsprechendes Speichersystem 204 steuert. Host-Systeme 252 können über eine Busschnittstelle auf Speicher innerhalb des Speichersystems zugreifen. In einer Ausführungsform kann die Busschnittstelle eine Non Volatile Memory Express-Schnittstelle (NVMe-Schnittstelle) oder eine Fibre Channel over Ethernet-Schnittstelle (FCoE-Schnittstelle) sein. In einer Ausführungsform kann das in 1C veranschaulichte System ein in Racks montierbares Massenspeichersystem sein, auf das von mehreren Host-Computern zugegriffen werden kann, wie es in einem Datenzentrum oder an einem anderen Ort, an dem eine Massenspeicherung benötigt wird, zu finden ist.
2A ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der Steuerung 102 detaillierter veranschaulicht. Die Steuerung 102 schließt ein Frontend-Modul 108, das mit einem Host verbunden ist, ein Backend-Modul 110, das mit dem einen oder den mehreren nichtflüchtigen Speicher-Dies 104 verbunden ist, und verschiedene andere Module, die Funktionen durchführen, die nun ausführlich beschrieben werden, ein. Ein Modul kann zum Beispiel die Form einer gepackten funktionellen Hardwareeinheit, die zur Verwendung mit anderen Komponenten konzipiert ist, eines Abschnitts eines Programmcodes (z. B. Software oder Firmware), der durch einen (Mikro-)Prozessor oder eine Verarbeitungsschaltung, die üblicherweise eine bestimmte Funktion von verwandten Funktionen durchführt, ausführbar ist, oder einer eigenständigen Hardware- oder Softwarekomponente, die mit einem größeren System verbunden ist, annehmen. Module der Steuerung 102 können einen Videoeinzelbild-Segregator 111 einschließen, der nachstehend ausführlicher erörtert wird, und können in Hardware oder Software/Firmware implementiert sein, um verschiedene Videoeinzelbilder aus einem Videostrom zu extrahieren. Der Videoeinzelbild-Segregator 111 kann eingerichtet sein, um die Algorithmen und Verfahren durchzuführen, die unten erörtert und in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind.
Unter erneuter Bezugnahme auf Module der Steuerung 102 verwaltet eine Pufferverwaltung/Bussteuerung 114 Puffer in Direktzugriffsspeicher (RAM) 116 und steuert die interne Busarbitrierung der Steuerung 102. Ein Nur-Lese-Speicher (ROM) 118 speichert Systemhochfahrcode (Boot-Code). Obwohl sie in 2A als von der Steuerung 102 getrennt angeordnet veranschaulicht sind, können in anderen Ausführungsformen einer oder beide von dem RAM 116 und dem ROM 118 innerhalb der Steuerung angeordnet sein. In noch anderen Ausführungsformen können sich Abschnitte des RAM und des ROM sowohl innerhalb der Steuerung 102 als auch außerhalb der Steuerung befinden.
Das Frontend-Modul 108 schließt eine Host-Schnittstelle 120 und eine Bitübertragungsschicht-Schnittstelle (PHY) 122 ein, welche die elektrische Schnittstelle mit dem Host oder der Speichersteuerung der nächsten Ebene bereitstellen. Die Wahl des Typs der Host-Schnittstelle 120 kann von dem Typ des verwendeten Speichers abhängen. Beispiele für Host-Schnittstellen 120 schließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, SATA, SATA Express, Serially Attached Small Computer System Interface (SAS), Fibre Channel, Universal Serial Bus (USB), PCle und NVMe ein. Die Host-Schnittstelle 120 unterstützt üblicherweise den Transfer von Daten, Steuersignalen und Taktsignalen.
Das Backend-Modul 110 schließt eine Fehlerkorrekturcode-Engine (ECC-Engine) 124 ein, welche die von dem Host empfangenen Datenbytes codiert, und die aus dem nichtflüchtigen Speicher gelesenen Datenbytes decodiert und Fehler korrigiert. Ein Befehlssequenzer 126 erzeugt Befehlssequenzen wie Programmier- und Löschbefehlssequenzen zum Übermitteln an das nichtflüchtige Speicher-Die 104. Ein RAID-Modul (Redundant Array of Independent Drives-Modul) 128 verwaltet die Erzeugung von RAID-Parität und die Wiederherstellung fehlerhafter Daten. Die RAID-Parität kann als zusätzliche Ebene des Integritätsschutzes für die Daten verwendet werden, die in die Speichervorrichtung 104 geschrieben werden. In manchen Fällen kann das RAID-Modul 128 Teil der ECC-Engine 124 sein. Eine Speicherschnittstelle 130 stellt die Befehlssequenzen für das nichtflüchtige Speicher-Die 104 bereit und empfängt Statusinformationen von dem nichtflüchtigen Speicher-Die 104. In einer Ausführungsform kann die Speicherschnittstelle 130 eine Double Data Rate-Schnittstelle (DDR-Schnittstelle), wie eine Schnittstelle für den Toggle-Modus 200, 400 oder 800 sein. Eine Flash-Steuerschicht 132 steuert den Gesamtbetrieb des Backend-Moduls 110.
Das Speichersystem 100 schließt auch andere diskrete Komponenten 140 ein, wie externe elektrische Schnittstellen, externen RAM, Widerstände, Kondensatoren oder andere Komponenten, die mit der Steuerung 102 verbunden sein können. In alternativen Ausführungsformen sind eine oder mehrere der Bitübertragungsschicht-Schnittstelle 122, des RAID-Moduls 128, der Medienverwaltungsschicht 138 und der Pufferverwaltungs-/Bussteuerung 114 optionale Komponenten, die in der Steuerung 102 nicht notwendig sind.
2B ist ein Blockdiagramm, das Komponenten des nichtflüchtigen Speicher-Dies 104 detaillierter veranschaulicht. Das nichtflüchtige Speicher-Die 104 schließt eine Peripherieschaltlogik 141 und ein Array nichtflüchtiger Speicher 142 ein. Das Array nichtflüchtiger Speicher 142 schließt die nichtflüchtigen Speicherzellen ein, die zum Speichern von Daten verwendet werden. Die nichtflüchtigen Speicherzellen können beliebige geeignete nichtflüchtige Speicherzellen sein, einschließlich ReRAM-, MRAM-, PCM-, NAND-Flash-Speicherzellen und/oder NOR-Flash-Speicherzellen in einer zweidimensionalen und/oder dreidimensionalen Konfiguration. Das nichtflüchtige Speicher-Die 104 schließt weiterhin einen Datencache 156 ein, der Daten zwischenspeichert. Die Peripherieschaltung 141 schließt eine Zustandsmaschine 152, die Statusinformationen an die Steuerung 102 bereitstellt, ein.
Erneut Bezug nehmend auf 2A, behandelt die Flash-Steuerschicht 132 (die hierin als Flash-Übersetzungsschicht (FTL) oder allgemeiner als die „Medienverwaltungsschicht“ bezeichnet wird, da der Speicher möglicherweise kein Flash-Speicher ist) Flash-Fehler und bildet eine Schnittstellen mit dem Host. Insbesondere ist die FTL, die ein Algorithmus in Firmware sein kann, für die internen Vorgänge der Speicherverwaltung verantwortlich und übersetzt Schreibvorgänge vom Host in Schreibvorgänge in den Speicher 104. Die FTL kann benötigt werden, da der Speicher 104 möglicherweise eine begrenzte Lebensdauer aufweist, möglicherweise nur in Vielfachen von Seiten beschrieben wird und/oder möglicherweise nicht beschrieben wird, sofern er nicht als Block gelöscht wird. Die FTL kennt diese potenziellen Einschränkungen des Speichers 104, die für den Host möglicherweise nicht sichtbar sind. Dementsprechend versucht die FTL, die Schreibvorgänge vom Host in Schreibvorgänge in den Speicher 104 zu übersetzen.
Die FTL kann eine logisch-physische Adressabbildung (L2P) und einen zugewiesenen Cache-Speicher einschließen. Auf diese Weise übersetzt die FTL logische Blockadressen („LBAs“) von dem Host in physische Adressen in dem Speicher 104. Die FTL kann andere Merkmale einschließen, wie, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Power-off Recovery (so dass die Datenstrukturen der FTL im Fall eines plötzlichen Stromausfalls wiederhergestellt werden können) und einen Verschleißausgleich (so dass der Verschleiß über Speicherblöcke gleichmäßig ist, um zu verhindern, dass bestimmte Blöcke übermäßigem Verschleiß unterliegen, was zu einer größeren Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls führen würde).
Erneut Bezug nehmend auf die Zeichnungen ist 3 ein Blockdiagramm eines Systems gemäß einer Ausführungsform, das einen Host 300 und das Speichersystem 100 aufweist. Der Host 300 kann jede geeignete Form annehmen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einen Computer, ein Mobiltelefon, ein Tablet, eine tragbare Vorrichtung, einen digitalen Videorecorder, ein Überwachungssystem usw. Der Host 300 in dieser Ausführungsform weist einen Prozessor 320 und einen Speicher 330 auf. Der Prozessor 320 ist eingerichtet, um einen Videoeinzelbild-Segregator 340 zu implementieren. In einer Ausführungsform wird computerlesbarer Programmcode des Videoeinzelbild-Segregators 340 im Speicher 330 gespeichert und vom Prozessor 320 ausgeführt (d. h. der Videoeinzelbild-Segregator 340 kann Software/Firmware sein, die von Hardware ausgeführt wird). Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Videoeinzelbild-Segregator 340 ausschließlich in Hardware implementiert. In jedem Fall kann in einer Ausführungsform der Videoeinzelbild-Segregator 340 verwendet werden, um verschiedene Videoeinzelbilder aus einem Videostrom zu extrahieren, wie hierin gezeigt und beschrieben.
Wie oben erwähnt, kann ein Speichersystem verwendet werden, um einen Datenstrom zu speichern, der von einem Host an dieses gesendet wird. In einer Überwachungs- oder digitalen Videorecorder-Umgebung (DVR-Umgebung) können die Daten im Moving Picture Experts Group Transport Stream-Format (MPEG-TS-Format) gespeichert werden. Der gesamte Strom wird als eine Einheit gespeichert, was in der Regel vorteilhaft ist, da die Daten auf diese Weise einfach gespeichert und abgerufen werden können. Dies führt jedoch zu einheitlichen Dateneigenschaften (z. B. Lebensdauer) über das gesamte Datenspektrum hinweg, was in der Regel nicht erforderlich ist. Ferner erfordern praktische Anwendungen tendenziell dynamischen Schutz, dynamische Lebensdauer und dynamische Wiederherstellbarkeit für verschiedene Datentypen und manchmal gemäß einer Datenquelle, wie in Überwachungsumgebungen.
Auch muss bei Überwachungsdaten nach einem Zeitraum (z. B. zwei Monate) in der Regel nur ein Teil der Daten gespeichert werden. Dies geschieht in der Regel, um mit Speicheranforderungen Schritt zu halten, wobei die Dienstgüte älterer Daten gegen Speicherkapazität eingetauscht wird (z. B. bis 50 % des Speichers). Um die nicht benötigten Daten zu entfernen, wird der Datenstrom aus dem Speicher ausgelesen, die nicht benötigten Videoeinzelbilder werden entfernt und der resultierende neue Strom wieder wird in dem Speicher gespeichert, was ein ineffizienter Prozess sein kann, der die Leistung reduziert und die Schreibverstärkung erhöht. Ferner sind die Einzelbilder, die entfernt werden, mit den gleichen Lebensdauer- und Schutzparametern gespeichert, wie die, die beibehalten werden. Die gleiche Problematik liegt bei unterschiedlichen Paketkennungen vor.
Die folgenden Ausführungsformen können verwendet werden, um diese Probleme zu beheben. Genauer gesagt, werden in einer Ausführungsform eine Vielzahl von unterschiedlichen Videoeinzelbild-Typen aus einem Videostrom extrahiert (entweder durch den Host 300 oder das Speichersystem 100), und Videoeinzelbilder unterschiedlicher Videoeinzelbild-Typen werden unter Verwendung unterschiedlicher Speicheroptionen in dem Speicher des Speichersystems gespeichert, wobei Videoeinzelbilder eines Videoeinzelbild-Typs mit einer anderen Speicheroption als Videoeinzelbilder eines anderen Videoeinzelbild-Typs gespeichert werden. Dies geht das oben erwähnte Problem an, bei dem das Speichern der MPEG-TS-Daten als ein einzelner Strom Durchsatzprobleme erzeugt, wenn die Daten nach einer verstrichenen Zeit schrittweise reduziert werden. Diese Ausführungsform erkennt, dass einige Einzelbilder wichtiger sind als andere Einzelbilder, so dass sie mit unterschiedlichen Speicheroptionen, wie Lebensdauer und Schutz, gespeichert werden können. Diese Ausführungsformen können auch an verschiedenen Paketkennungen (PIDs) durchgeführt werden, welche die Daten sind, durch die einzelne Tabellen oder Elementarströme in einem Transportstrom identifiziert werden. Durch die Verwendung des „segregierten Routings“ dieser Ausführungsform kann die Leistung erhöht und die Schreibverstärkung verringert werden.
Die folgenden Absätze stellen eine beispielhafte Verwendung einer Ausführungsform bereit, bei der der Datenstrom im MPEG-TS-Format vorliegt. Es versteht sich, dass dies nur ein Beispiel ist und andere Arten von Formaten, Einzelbild-Typen und Speicheroptionen verwendet werden können.
Im Allgemeinen werden bei der Videokompression unterschiedliche Videoeinzelbilder unter Verwendung unterschiedlicher Kompressionsalgorithmen komprimiert. Verschiedene Videoeinzelbilder können in verschiedene Bild- oder Einzelbild-Typen eingeteilt werden. Drei der Hauptbildtypen sind intra-codierte Einzelbilder (I-Bilder), differenzcodierte Einzelbilder (P-Bilder) und bidirektionale differenzcodierte Einzelbilder (B-Bilder). I-Bilder sind am wenigsten komprimierbar, aber insofern unabhängig, als sie ohne Bezugnahme auf andere Videoeinzelbilder decodiert werden können. Ein I-Bild kann ein vollständiges Bild sein, wie beispielsweise eine Joint Photographic Experts Group-Bilddatei (JPEG-Bilddatei). Im Gegensatz dazu enthält ein differenzcodiertes Einzelbild (P-Bild) (oder Deltaeinzelbild) die Änderungen im Bild aus dem vorherigen Einzelbild und erfordert die Bezugnahme auf andere zu dekomprimierende Videoeinzelbilder. P-Bilder sind jedoch komprimierbarer als I-Bilder. Ein bidirektionales differenzcodiertes Einzelbild (B-Bild) enthält Unterschiede zwischen dem aktuellen Einzelbild und sowohl dem vorhergehenden als auch dem nachfolgenden Einzelbild. Dementsprechend stellen B-Bilder die höchste Menge an Datenkompression bereit.
Wie oben erwähnt, können entweder der Host 300 und/oder das Speichersystem 100 Einzelbilder aus dem Videostrom extrahieren. Die 4 und 5 werden nun erörtert, um diese beiden jeweiligen Optionen zu veranschaulichen.
Bezug nehmend zuerst auf 4 steht in diesem Beispiel der Host 300 in Kommunikation mit einem Überwachungssystem. Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem mit zwei oder mehr Kameras mit Encodern, die jeweils ein Programm mit Audio- und Videokomponenten ausgeben. Diese Programme werden dem Host 300 im MPEG-TS-Format bereitgestellt. Wenn der Host 300 die Programme empfängt, extrahiert der Videoeinzelbild-Segregator 340 des Prozessors 340 des Hosts 300 die Elementarströme (ESs) aus den gepackten Audio- und Videokennungen (PIDs) eines jeden Programms (d. h. die PIDs werden aus dem MPEG-TS extrahiert, dann werden die entsprechenden Audio-/Video-ESs aus diesen Programm-PIDs erhalten). Die Elementarströme sind die Ausgänge der Audio/Video-Codierer der Kameras, die nur eine Art von Daten (z. B. Audio oder Video) enthalten. Basierend auf den Informationen in den Paketkennungen kann der Videoeinzelbild-Segregator 340 die verschiedenen Videoeinzelbild-Typen in dem Videostrom identifizieren. Mit diesen Informationen extrahiert der Videoeinzelbild-Segregator 340 separat die I-, B- und/oder P-Bilder.
Der Prozessor 320 des Hosts 300 gibt dann Befehle an das Speichersystem 100 aus, um die verschiedenen Einzelbilder (und optional die verschiedenen PIDs) mit verschiedenen Speicheroptionen zu speichern. Zum Beispiel können die I-Bilder mit einem hohen Schutzgrad und einer Lese-Wiederherstellbarkeitsoption zu dem Speichersystem 100 geleitet werden, und die B- und P-Bilder können mit einer Schnellausfall- oder einer Standardspeicheroption zu dem Speichersystem 100 geleitet werden. Auf diese Weise streamt der Host 300 Einzelbilder des Elementarstroms und nicht der Transportstrom. Da I-Bilder, die einzeln dekodierbar sind, zur höheren Lebensdauer getrennt gespeichert werden, wird ein Strom von einzeln dekodierbaren Videoeinzelbildern zu einem Speicherblock gestreamt. Diese einzelnen Einzelbilder können vom Transportstrom unterschieden werden, da der Transportstrom der MPEG-Spezifikation folgt, die eine Programmzuordnungstabelle (PAT), Programmabbildungstabelle (PMT) und andere Datenstrukturen, die in einzelnen Videoeinzelbildern nicht vorhanden sind, aufweist.
Das Speichersystem 100 speichert dann die verschiedenen Einzelbilder mit den verschiedenen Speicheroptionen im Speicher 104. Zum Beispiel kann das Speichersystem 100 auf Anweisung des Hosts 300 die I-Bilder mit einem hohen Lebensdauerzuschnitt in einem separaten Speicherblock 104 speichern und die B- und P-Bilder mit einem standardmäßigen/geringeren Lebensdauerzuschnitt in einem anderen Speicherblock speichern. Wenn die I-Bilder die Einzelbilder sind, die beibehalten werden, und die B- und P-Bilder die Einzelbilder sind, die zur stufenweisen Reduzierung gelöscht werden, kann es bevorzugt sein, die I-Bilder mit höherer Speicherlebensdauer als die B- und P-Bilder zu speichern. Wenn B- und P-Bilder vor den I-Bilder gelöscht werden, benötigen die B- und P-Bilder keine so hohe Lebensdauer wie die I-Bilder, die länger gespeichert werden. (Es ist jedoch nicht immer der Fall, dass die Deltaeinzelbilder vor den I-Bilder gelöscht werden.) Auf diese Weise kann die Durchführung der Speicherung verschiedener Einzelbilder mit verschiedenen Speicheroptionen anstelle der Speicherung des Videostroms als eine einzige Einheit verwendet werden, um von Speicherparametern zu profitieren.
Dies bietet Vorteile gegenüber dem bisherigen Ansatz, den gesamten Videostrom als eine Einheit im Speicher 104 des Speichersystems zu speichern. Im Allgemeinen werden I-Bilder in Anwendungen, wie der Überwachung, als kritisch angesehen, da sie für die Videowiedergabe grundlegend sind. P-Bilder und B-Bilder sind Deltaeinzelbilder, ohne die ein Video zwar noch aufrechterhalten werden kann, jedoch mit einer gewissen Verschlechterung der Dienstgüte, da sie gewöhnlich dem Bewegtvideo Ruckelfreiheit verleihen. Das Routen von I-Bilder getrennt von den Deltaeinzelbildern (den P- und B-Bildern) in verschiedene Speicherblöcke ermöglicht es, den Deltaeinzelbild-Block insgesamt zu reinigen, was den Hintergrundverschiebungsprozess erleichtert, wenn das Video stufenweise reduziert werden soll. Die I-Bilder werden länger in einem separaten Block gehalten, ohne dass es zu Schwierigkeiten bei der Speicherbereinigung kommt. Dadurch wird das stufenweise Reduzieren älterer Videodaten mit in jeder Stufe verringerter Dienstgüte optimiert. Somit kann diese Ausführungsform verwendet werden, um unterschiedliche Datenmengen/Redundanz für die verschiedenen Einzelbild-Typen bereitzustellen. Ferner wird, abgesehen von der optimalen Speichersystemleistung, die Gesamtlebensdauer des Speichers 104 erhöht, da die Daten gut segregiert und in das Ziel geschrieben werden, in das sie gehören sollten. Die Verbesserung der Lebensdauer hat einen Kostenvorteil, da weniger Blöcke für die gleiche Anzahl von Vorrichtungszyklen erforderlich sind. Ein solcher Vorteil sorgt im kostensensiblen Einzelhandelssektor für Mehrwert. Außerdem kann das Segregieren und Speichern verschiedener Videoeinzelbilder gemäß ihrer erwarteten Lebensdauer in dem Speichersystem 100 zu weniger Speicherbereinigungsvorgängen führen.
Wie oben erwähnt, kann die Steuerung 102 (z. B. unter Verwendung seines Videoeinzelbild-Segregators 111) anstelle des Host 300 die Einzelbilder extrahieren (die MPEG-TS-Segregation/Routing-Entscheidung kann z. B. innerhalb des Speichersystems 100 durchgeführt werden). Diese Ausführungsform ist in 5 dargestellt. 5 ist ähnlich wie 4, aber anstatt das Extrahieren von dem Host 300 durchführen zu lassen, führt die Frontend-Speichersteuerung (oder jede andere geeignete Komponente in dem Speichersystem 100) das Extrahieren durch, optional mit etwas Konfigurationsunterstützung von dem Host 300. In dieser Alternative ist das Speichersystem 100 aktiver und führt die Videoeinzelbild-Segregation selbst durch, um unabhängige codierte Medien zu erzeugen, und segregiert anschließend die Videoeinzelbilder daraus (z. B. host-gesteuert). Der Host 300 kann ein gewisses Feedback über eine Schnittstelle bereitstellen, beispielsweise darüber, welche Paketkennungen wichtig sind, und darüber, mit welchem Bevorzugungsgrad das Speichersystem 100 den Elementarstrom im Hinblick auf Datenaufbewahrung, Schutz und Wiederherstellbarkeit bevorzugen sollte. Im Betrieb kann der Host 100 einen Hinweismechanismus aufweisen, der Videoeinzelbilder zur Segregation in verschiedene Blöcke in Abhängigkeit von ihrer Verwendung kennzeichnet, und das Speichersystem 100 kann automatisch Einzelbild-Typen basierend auf den Hinweisen erkennen. Das Speichersystem 100 kann abgeleitete oder host-initiierte Eingaben verwenden, um die Videoeinzelbilder in eine Vielzahl von Speicherpools zu segregieren, die unabhängig voneinander verwaltet werden können. Der Host 300 kann auch das Speichersystem 100 anweisen, einigen Videopaketkennungen gegenüber anderen, zusammen mit den Videoeinzelbildern, Priorität bezüglich Schutz und Wiederherstellbarkeit während der Speicherung zu geben.
Unabhängig davon, welche Entität die Videoeinzelbild-Segregation durchführt, kann der Host 300 eingerichtet sein, um die unerwünschten Einzelbilder in dem Videostrom durch Senden einer Löschanweisung an das Speichersystem 100 nach einer verstrichenen Zeit zu entsorgen. (Alternativ kann das Speichersystem 100 mit dieser Fähigkeit eingerichtet werden.) Beispielsweise sind für eine typische Videodecodierung B- und P-Bilder von anderen Einzelbildern abhängig, während I-Bilder von keinem anderen Einzelbild abhängig sind. Dies kann im Speichersystem 100 für eine stufenweise Entfernung genutzt werden, um Kapazität in Stufen wiederzuerlangen, wobei die B- und P-Bilder in der ersten Stufe der Datenreduktion entsorgt werden und I-Bilder entsorgt werden, wenn das gesamte Videoprogramm aus dem Speichersystem 100 entfernt werden muss. Die Speicherbereinigung kann stark reduziert werden, wenn die Videoeinzelbilder im Speicher 104 mit Informationen darüber gespeichert werden, in welcher Stufe die Daten entfernt werden.
Als ein weiteres Beispiel wird in einem Mehrkamera-Überwachungssystem (wie in den 4 und 5) der Videostrom in der Regel aus mehreren Paketkennungen von mehreren Kameras gebildet. Der Host 300 kann entscheiden, eine einzelne oder eine Gruppe von Paketkennungen (z. B. basierend auf Priorität/Wichtigkeit des Standorts der Kamera) in einem Speicher und eine andere Gruppe von Paketkennungen in einem anderen Speicher aufzubewahren. Das Ermöglichen eines ähnlichen Videostrom-Parsing, um Elementarströme abzurufen und unterschiedliche Speicheranweisungen bereitzustellen, um ein bedarfsbasiertes Routing durchzuführen, kann den Gesamtsystemdurchsatz mit der geeigneten Lebensdauer und Leistung für unterschiedliche Datenquellen optimieren.
In einigen Fällen kann der Host 300 zusammen mit der Elementarstromsegregation auch wichtige und außer Acht gelassene Videopaketkennungen im Transportstrom identifizieren. Zum Beispiel können die Paketkennungen, die einer Kamera zugeordnet sind, die ein Programm in einem Bankfach/Bankschalter-Abschnitt aufnimmt, mit einer Kamera verglichen werden, die ein Programm in der Pantry-Halle erzeugt. Der Elementarstrom der entsprechenden Paketkennungen kann neben bevorzugter Einzelbild-Speicherung bevorzugt gespeichert werden.
Nachdem die unerwünschten Einzelbilder aus dem Speicher entfernt wurden, können die verbleibenden Einzelbilder in der Lage sein, den Videostrom in gewisser Weise neu zu erzeugen. Zum Beispiel kann der Host 300 mit der geeigneten Logik eingerichtet werden, um den MPEG-TS-Videostrom mit verkürzten Elementarströmen für eine nachfolgende Wiedergabe neu zu erzeugen.
Es sei darauf hingewiesen, dass es viele Alternativen gibt, die bei diesen Ausführungsformen verwendet werden können. Obwohl zum Beispiel die vorstehenden Ausführungsformen in Bezug auf Videos erörtert wurden, können diese Ausführungsformen auch auf andere Arten von Medien, wie Abbildungen, angewendet werden. Wie Videos können Abbildungen „wichtige“ Daten sowie „unwichtige“ Daten, wie Metadaten, aufweisen, die die Dienstgüte verbessern können, aber nicht decodiert werden müssen.
Schließlich kann, wie oben erwähnt, jeder geeignete Speichertyp verwendet werden. Halbleiterspeichervorrichtungen schließen flüchtige Speichervorrichtungen ein, wie etwa Dynamic Random Access Memory-Vorrichtungen („DRAM-Vorrichtungen“) oder Static Random Access Memory-Vorrichtungen („SRAM-Vorrichtungen“), nichtflüchtige Speichervorrichtungen, wie etwa resistiver Direktzugriffsspeicher („ReRAM“), Electrically Erasable Programmable Read Only Memory („EEPROM“), Flash-Speicher (der auch als Untergruppe eines EEPROM betrachtet werden kann), Ferroelectric Random Access Memory („FRAM“) und magnetoresistiver Direktzugriffsspeicher („MRAM“), und andere Halbleiterelemente, die Informationen speichern können. Jeder Typ von Speichervorrichtung kann unterschiedliche Konfigurationen aufweisen. Zum Beispiel können Flash-Speichervorrichtungen in einer NAND- oder NOR-Konfiguration eingerichtet sein.
Die Speichervorrichtungen können aus passiven und/oder aktiven Elementen in beliebigen Kombinationen gebildet sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel schließen passive Halbleiterspeicherelemente ReRAM-Vorrichtungselemente ein, die in einigen Ausführungsformen ein Speicherelement mit Widerstandsumschaltung, wie eine Anti-Sicherung, Phasenwechselmaterial usw., und optional ein Lenkelement, wie eine Diode usw., einschließen. Weiterhin schließen als nicht einschränkendes Beispiel aktive Halbleiterspeicherelemente EEPROM- und Flash-Speicher-Vorrichtungselemente ein, die in einigen Ausführungsformen Elemente einschließen, die einen Ladungsspeicherbereich, wie ein Floating-Gate, leitende Nanopartikel oder ein dielektrisches Material zur Ladungsspeicherung, einschließen.
Mehrere Speicherelemente können derart eingerichtet sein, dass sie in Reihe geschaltet sind, oder derart, dass jedes Element einzeln zugänglich ist. Als nicht einschränkendes Beispiel enthalten Flash-Speichervorrichtungen in einer NAND-Konfiguration (NAND-Speicher) üblicherweise Speicherelemente, die in Reihe geschaltet sind. Ein NAND-Speicherarray kann derart eingerichtet sein, dass das Array aus mehreren Speicherketten zusammengesetzt ist, in denen eine Kette aus mehreren Speicherelementen zusammengesetzt ist, die sich eine einzelne Bitleitung teilen und auf die als eine Gruppe zugegriffen wird. Alternativ können Speicherelemente derart eingerichtet sein, dass jedes Element einzeln zugänglich ist, z. B. ein NOR-Speicherarray. NAND- und NOR-Speicherkonfigurationen sind Beispiele, und Speicherelemente können anderweitig eingerichtet sein.
Die Halbleiterspeicherelemente, die in und/oder über einem Substrat angeordnet sind, können in zwei oder drei Dimensionen angeordnet sein, wie einer zweidimensionalen Speicherstruktur oder einer dreidimensionalen Speicherstruktur.
In einer zweidimensionalen Speicherstruktur sind die Halbleiterspeicherelemente in einer einzelnen Ebene oder einer einzelnen Speichervorrichtungsebene angeordnet. Üblicherweise sind Speicherelemente in einer zweidimensionalen Speicherstruktur in einer Ebene (z. B. in einer x-z-Richtung-Ebene) angeordnet, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Hauptoberfläche eines Substrats erstreckt, das die Speicherelemente trägt. Das Substrat kann ein Wafer sein, über oder in dem die Schicht der Speicherelemente gebildet ist, oder es kann ein Trägersubstrat sein, das an den Speicherelementen befestigt wird, nachdem diese ausgebildet wurden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Substrat einen Halbleiter, wie Silizium, einschließen.
Die Speicherelemente können auf der einzelnen Speichervorrichtungsebene in einem geordneten Array angeordnet sein, wie in einer Vielzahl von Zeilen und/oder Spalten. Jedoch können die Speicherelemente auch in nicht regelmäßigen oder nicht orthogonalen Konfigurationen angeordnet sein. Die Speicherelemente können jeweils zwei oder mehr Elektroden oder Kontaktleitungen, wie Bitleitungen und Wortleitungen, aufweisen.
Ein dreidimensionales Speicherarray ist derart angeordnet, dass Speicherelemente mehrere Ebenen oder mehrere Speichervorrichtungsebenen belegen, wodurch eine Struktur in drei Dimensionen gebildet wird (d. h. in der x-, y- und z-Richtung, wobei die y-Richtung im Wesentlichen senkrecht und die x- und z-Richtungen im Wesentlichen parallel zu der Hauptoberfläche des Substrats verlaufen).
Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann eine dreidimensionale Speicherstruktur vertikal als ein Stapel von mehreren zweidimensionalen Speichervorrichtungsebenen angeordnet sein. Als weiteres nicht einschränkendes Beispiel kann ein dreidimensionales Speicherarray als mehrere vertikale Spalten (z. B. Spalten, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptoberfläche des Substrats erstrecken, d. h. in y-Richtung) angeordnet sein, wobei jede Spalte mehrere Speicherelemente in jeder Spalte aufweist. Die Spalten können in einer zweidimensionalen Konfiguration angeordnet sein, z. B. in einer x-z-Ebene, was zu einer dreidimensionalen Anordnung von Speicherelementen mit Elementen auf mehreren vertikal gestapelten Speicherebenen führt. Andere Konfigurationen von Speicherelementen in drei Dimensionen können ebenfalls ein dreidimensionales Speicherarray bilden.
Als nicht einschränkendes Beispiel können in einem dreidimensionalen NAND-Speicherarray die Speicherelemente miteinander gekoppelt sein, um eine NAND-Kette innerhalb einer einzelnen horizontalen (z. B. x-y-) Speichervorrichtungsebenen zu bilden. Alternativ können die Speicherelemente miteinander gekoppelt sein, um eine vertikale NAND-Kette zu bilden, die über mehrere horizontale Speichervorrichtungsebenen verläuft. Andere dreidimensionale Konfigurationen können in Betracht gezogen werden, wobei einige NAND-Ketten Speicherelemente in einer einzelnen Speicherebene enthalten, während andere Ketten Speicherelemente enthalten, die sich über mehrere Speicherebenen erstrecken. Dreidimensionale Speicherarrays können auch als eine NOR-Konfiguration und als eine ReRAM-Konfiguration ausgelegt sein.
Üblicherweise werden in einem monolithischen dreidimensionalen Speicherarray eine oder mehrere Speichervorrichtungsebenen über einem einzelnen Substrat gebildet. Optional kann das monolithische dreidimensionale Speicherarray auch eine oder mehrere Speicherschichten mindestens teilweise innerhalb des einzelnen Substrats aufweisen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Substrat einen Halbleiter, wie Silizium, einschließen. In einem monolithischen dreidimensionalen Array werden die Schichten, die jede Speichervorrichtungsebene des Arrays bilden, üblicherweise auf den Schichten der darunter liegenden Speichervorrichtungsebenen des Arrays gebildet. Jedoch können Schichten von benachbarten Speichervorrichtungsebenen eines monolithischen dreidimensionalen Speicherarrays gemeinsam genutzt werden oder Zwischenschichten zwischen Speichervorrichtungsebenen aufweisen.
Es können jedoch auch zweidimensionale Arrays getrennt gebildet und dann zusammengepackt werden, um eine nicht monolithische Speichervorrichtung mit mehreren Speicherschichten zu bilden. Zum Beispiel können nicht monolithische gestapelte Speicher konstruiert werden, indem Speicherebenen auf separaten Substraten gebildet und dann die Speicherebenen übereinander gestapelt werden. Die Substrate können vor dem Stapeln gedünnt oder von den Speichervorrichtungsebenen entfernt werden, aber da die Speichervorrichtungsebenen anfänglich über separaten Substraten gebildet werden, sind die resultierenden Speicherarrays keine monolithischen dreidimensionalen Speicherarrays. Weiterhin können mehrere zweidimensionale Speicherarrays oder dreidimensionale Speicherarrays (monolithisch oder nicht monolithisch) auf separaten Chips gebildet und dann zusammengepackt werden, um eine gestapelte Chip-Speichervorrichtung zu bilden.
Eine zugehörige Schaltung ist üblicherweise für den Betrieb der Speicherelemente und für die Kommunikation mit den Speicherelementen erforderlich. Als nicht einschränkende Beispiele können Speichervorrichtungen Schaltungen aufweisen, die zum Steuern und Ansteuern von Speicherelementen verwendet werden, um Funktionen, wie Programmieren und Lesen, auszuführen. Diese zugehörige Schaltung kann sich auf demselben Substrat wie die Speicherelemente und/oder auf einem separaten Substrat befinden. Zum Beispiel kann eine Steuerung für Schreib-/Lesevorgänge des Speichers auf einem separaten Steuerungschip und/oder auf demselben Substrat wie die Speicherelemente angeordnet sein.
Ein Fachmann wird erkennen, dass diese Erfindung nicht auf die beschriebenen zweidimensionalen und dreidimensionalen Strukturen beschränkt ist, sondern alle relevanten Speicherstrukturen innerhalb des Wesens und Umfangs der Erfindung abdeckt, wie es hierin beschrieben ist und wie es von einem Fachmann verstanden wird.
Es ist beabsichtigt, dass die vorstehende detaillierte Beschreibung als eine Veranschaulichung ausgewählter Formen, die die Erfindung annehmen kann, und nicht als eine Definition der Erfindung verstanden wird. Es sind nur die folgenden Ansprüche, einschließlich aller Äquivalente, die den Umfang der beanspruchten Erfindung definieren sollen. Schließlich sei darauf hingewiesen, dass jeder Gesichtspunkt von jeder der hierin beschriebenen Ausführungsformen allein oder in Kombination miteinander verwendet werden kann.

Claims

Speichersystem, aufweisend: einen Speicher; und eine Steuerung, die eingerichtet ist zum: Empfangen eines Videostroms von einem Host; Identifizieren einer Vielzahl von Videoeinzelbild-Typen aus dem Videostrom; und Speichern von Videoeinzelbildern verschiedener Videoeinzelbild-Typen in dem Speicher unter Verwendung verschiedener Speicheroptionen.
Speichersystem nach Anspruch 1, wobei die unterschiedlichen Speicheroptionen unterschiedliche Lebensdauergrade sind.
Speichersystem nach Anspruch 1, wobei ein erster Videoeinzelbild-Typ ein intra-codiertes Einzelbild (I-Bild) ist und ein zweiter Videoeinzelbild-Typ ein differenzcodiertes Einzelbild (P-Bild) oder ein bidirektionales differenzcodiertes Einzelbild (B-Bild) ist.
Speichersystem nach Anspruch 3, wobei ein I-Bild mit einem höheren Lebensdauergrad als ein P-Bild oder ein B-Bild gespeichert wird.
Speichersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner eingerichtet ist, nach einem verstrichenen Zeitraum Videoeinzelbilder eines Videoeinzelbild-Typs zu löschen, während die Videoeinzelbilder eines anderen Videoeinzelbild-Typs behalten werden.
Speichersystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung eingerichtet ist, um die Vielzahl von Videoeinzelbild-Typen basierend auf Informationen zu identifizieren, die von dem Host empfangen werden.
Speichersystem nach Anspruch 1, wobei der Speicher einen dreidimensionalen Speicher aufweist.
Speichersystem nach Anspruch 1, wobei das Speichersystem dafür eingerichtet ist, in einen Host integriert zu sein.
Speichersystem nach Anspruch 1, wobei das Speichersystem dafür eingerichtet ist, trennbar mit einem Host verbunden zu sein.
Verfahren zur Videoeinzelbild-Segregation, wobei das Verfahren aufweist: Durchführen des Folgenden in einem Speichersystem, das in Kommunikation mit einem Host steht, wobei das Speichersystem einen Speicher umfasst: Empfangen, von dem Host, einer Vielzahl von Videoeinzelbildern, die von dem Host aus einem Videostrom extrahiert werden; Empfangen, von dem Host, von Anweisungen zu einem Speicherparameter, der von dem Speichersystem verwendet werden soll, um jedes der Videoeinzelbilder zu speichern, wobei Videoeinzelbilder unterschiedlicher Videoeinzelbild-Typen unterschiedliche Speicherparameter aufweisen; und Speichern jedes Einzelbilds der Vielzahl von Videoeinzelbildern in dem Speicher unter Verwendung der durch den Host spezifizierten Speicherparameter.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die unterschiedlichen Speicherparameter unterschiedliche Lebensdauergrade sind.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein erster Videoeinzelbild-Typ ein intra-codiertes Einzelbild (I-Bild) ist und ein zweiter Videoeinzelbild-Typ ein differenzcodiertes Einzelbild (P-Bild) oder ein bidirektionales differenzcodiertes Einzelbild (B-Bild) ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein I-Bild mit einem höheren Lebensdauergrad als ein P-Bild oder ein B-Bild gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Löschen von Videoeinzelbildern eines Videoeinzelbild-Typs nach einem verstrichenen Zeitraum, während die Videoeinzelbilder eines anderen Videoeinzelbild-Typs behalten werden.
Speichersystem, aufweisend: einen Speicher; und Mittel zum Speichern verschiedener Videoeinzelbilder aus einem Videostrom in dem Speicher unter Verwendung verschiedener Speicherparameter gemäß der erwarteten Speicherlebensdauer eines Videoeinzelbilds in dem Speicher.
Speichersystem nach Anspruch 15, wobei die unterschiedlichen Speicherparameter unterschiedliche Lebensdauergrade sind.
Speichersystem nach Anspruch 15, wobei die verschiedenen Videoeinzelbilder (i) ein intra-codiertes Einzelbild (I-Bild) und (ii) ein differenzcodiertes Einzelbild (P-Bild) und/oder ein bidirektionales differenzcodiertes Einzelbild (B-Bild) aufweisen.
Speichersystem nach Anspruch 15, wobei der Speicher einen dreidimensionalen Speicher umfasst.
Speichersystem nach Anspruch 15, wobei das Speichersystem dafür eingerichtet ist, in einen Host integriert zu sein.
Speichersystem nach Anspruch 15, wobei das Speichersystem dafür eingerichtet ist, trennbar mit einem Host verbunden zu sein.