JP2016514323A - マルチダイnandメモリメモリデバイスのための自動中断動作および自動再開動作 - Google Patents

マルチダイnandメモリメモリデバイスのための自動中断動作および自動再開動作 Download PDF

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Abstract

ソリッドステートドライブ等のマルチダイメモリにおけるピーク電流条件を、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかをマルチダイメモリの少なくとも1つのダイによって判断することにより、制御する方法と装置である。このような動作としては、ダイのチャージポンプを有効にするための動作、ダイのビットラインをチャージするための動作、またはプログラム/消去のループ動作、あるいはそれらの組み合わせなどである。後のメモリ動作が高電流メモリ動作であると判断される場合、ダイは、一時中断動作モードに入る。再開動作イベントに応答して、ダイにより動作が再開される。そのようなものとして、限定はされないが、ダイに特定して宛てられたコマンド、高電流メモリ動作が完了したという別のダイからの指示が挙げられる。いったん動作が再開されると、ダイは高電流メモリ動作を実行する。

Description

本明細書に記載の複数の技術に係る複数の実施形態は、マルチチップ不揮発性メモリに関し、より具体的には、マルチチップ(マルチダイ)NANDフラッシュメモリデバイスの複数のNANDフラッシュメモリによる、メモリコマンドの実行中にピークの電力消費を減らすことに関する。
マルチNANDデバイスのための複数の全体的な電力消費制約を満たすべく、マルチNANDデバイス(マルチダイ構成)のダイごとのピークの電力消費は、何らかの態様において制御されるべきである。マルチダイ構成の組み合わされたピークの電力消費を低減すべく使用されてきた1つの従来アプローチは、いくつかのNANDメモリ動作の全実行時間に悪影響を与える。 本明細書に開示された複数の実施形態は、限定ではなく、例示目的として示されており、複数の添付図面の複数の図において、複数の同一の参照番号は、複数の同様の要素を示す。
本明細書に開示された主題による、NANDフラッシュメモリの一例示的実施形態の部分に係る簡略化されたブロック図を示す。 本明細書に開示された主題による、マルチチップNANDフラッシュメモリの別の例示的な実施形態を示す。 本明細書に開示された主題による、ピーク電流イベントを生成する動作を実行する前に、自動的に動作を一時中断する図2に係るマルチチップNANDフラッシュメモリのダイによって実行される、NAND動作の部分の例示的な実施形態のフロー図を示す。 本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのためのシステムコントローラからのダイ固有の再開コマンドの受信のための例示的なタイミングダイアグラムを示す。 本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのためのシステム生成クロックに基づく複数の再開イベントのための例示的なタイミングダイアグラムを示す。 本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのためのダイトグルクロックに基づく複数の再開イベントのための例示的なタイミングダイアグラムを示す。 本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのための電力管理モードの例示的なタイミングダイアグラムを示す。 本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのための自動中断および自動再開モードに係る例示的なタイミングダイアグラムを示す。 本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのための再開動作コマンドに係る例示的なタイミングダイアグラムを示す。説明の簡素化および/または明確化のため、複数の図面内に示される複数の要素は、必ずしも正確な縮尺ではない。例えば、明瞭性のため、一部の要素の寸法は、他の要素よりも強調されている可能性がある。複数の図面の縮尺は、本明細書に示される様々な要素の正確な寸法および/または寸法比を表していない。さらに、適切と考えられる場合には、複数の図面間で複数の参照番号を繰り返し用いて、対応および/または類似する複数の構成要素を示す。
本明細書に記載の複数の技術に係る複数の実施形態は、半導体製造に関し、より具体的には、複数の縦型NANDストリングの製造に関する。以下の詳細な説明において、本明細書に開示された複数の実施形態に完全な理解をもたらすべく、多くの具体的な詳細が記載されている。しかしながら、関連技術分野における当業者であれば、本明細書に開示された複数の実施形態は、1または複数の具体的な詳細がなくても、あるいは他の複数の方法、コンポーネント、材料等とともに実施可能であることが理解されるであろう。他の複数の例において、本明細書の複数の態様を不明瞭にするのを回避すべく、周知の複数の構造、材料、または動作は詳細に示されたり、または記載されたりしていない。
本明細書を通して、「一実施形態」または「ある実施形態」という言及は、当該実施形態に関連して記載された特定の機能、構造、または特性が少なくとも一実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書にわたる、様々な箇所における「一実施形態で」または「ある実施形態で」という表現は、必ずしもすべてが同一の実施形態について言及していない。更に、複数の特定の機能、構造、または特性は、1または複数の実施形態において、任意の好適な態様で組み合わされ得る。さらに、本明細書において「例示的」という文言は、「例示、例、または実例として機能する」ことを意味すべく使用されている。本明細書において「例示的」として記載される任意の実施形態は、他の複数の実施形態に対し、必ずしも好ましいまたは有利なものとして解釈されるべきではない。
様々な動作は、特許請求された主題を理解するのに最も役立つ態様において、複数の個別の動作操作として順番に記載されてよい。しかしながら、記載の順序は、これらの動作が必ずしも順序に依存するものであることを示唆するように解釈されるべきではない。実際、これらの動作は提示の順序で実行される必要はない。記載される複数の動作は、記載された実施形態とは異なる順序で実行されてよい。様々な追加的な動作が実行されてよく、および/または、記載された複数の動作は、複数の追加的な実施形態において省略されてよい。
本明細書に開示された主題の複数の実施形態によると、マルチプルNANDダイの複数の同時並行処理中に発生する、マルチNANDデバイス(マルチダイ構成)の電力消費の複数のピークが、1または複数の予め定められた動作時点におけるダイの動作を自動的に一時中断することによって、制御および管理される。次に、各NANDダイは、判断された複数のシステム条件に基づいて、動作を再開するよう制御され、それにより、一部のNANDメモリ動作の全実行時間に悪影響を与えることなく、それぞれのダイの電流/電力ピークを一時的に変更する。
図1は、本明細書に開示された主題による、NANDフラッシュメモリ100の一例示的実施形態の部分に係る簡略化されたブロック図を示す。例示的な一実施形態において、NANDフラッシュメモリ100は、限定はされないが、ソリッドステートメモリアレイまたはソリッドステートドライブのような、マルチダイ構成の部分を備える。本明細書に開示された主題の理解に有用な、メモリの複数の機能に焦点を置くべく、図1において、NANDフラッシュメモリ100は簡易化されている。複数のフラッシュメモリの内部回路および複数の機能に係る、より詳細な理解は、当業者に既知であることを理解されたい。
メモリ100は、行と列の方式で配置された複数のメモリセルを備えるメモリアレイ102を含む。例示的な一実施形態において、複数のメモリセルの各々は、データの不揮発性ストレージのための電荷を保持可能な、浮遊ゲート(FG)電界効果トランジスタを含む。別の例示的な実施形態において、複数のメモリセルの各々は、チャージフラッシュトラップ(CFT)デバイス構造を含む。複数のセルの各々は、浮遊ゲートをチャージすることによって、個別に、電気的にプログラムされ得る。メモリアレイ102の複数の行は、メモリブロックがメモリアレイ102の何らかの個別部分である、複数のブロックに配置される。複数のメモリセルは概して、複数のブロック単位で消去され得る。しかしながら、データはメモリブロックより、さらに細かい複数の単位でメモリアレイ102に格納されてよい。行デコーダ回路130および列デコーダ回路134は、メモリアレイ102内の対応する複数のメモリ位置にアクセスすべく、複数のメモリアドレスをデコードする。例示的な一実施形態において、データレジスタ140およびオプションのキャッシュレジスタ142は、メモリアレイ102から読み取られた、またはそこに書き込まれるデータを一時的に格納する。
コマンド信号、データ信号およびアドレス信号が、デバイスバス116上の入出力コントロール114に対し提供され、デバイスバス116は様々な信号を受信するために多重化されている。受信されている様々な信号のうち、どの特定の信号かは、制御ロジック128に対し提供される複数の制御信号118によって判断される。複数のコマンド信号が、デバイスバス116上で入出力コントロール114に対し提供されていることを示す、複数の制御信号118に応答して、複数のコマンド信号が入出力コントロール114によって受信され、対応する複数のコマンドは、コマンドレジスタ120によってラッチされる。ラッチコマンドが、内部コマンドバス122を介して、制御ロジック128に提供される。制御ロジック128は複数のコマンドをデコードし、要求された複数のコマンドを実行すべく、複数の対応する内部制御信号が制御ロジック128によって生成される。複数のアドレス信号がデバイスバス116上で入出力コントロール114に対し提供されていることを示す、複数の制御信号118に応答して、複数のアドレス信号が受信され、複数の対応するアドレスがアドレスレジスタ112内でラッチされる。ステータスレジスタ126が、制御ロジック128から、内部ステータスバス127を介して制御レジスタに提供されるステータス情報をラッチするために使用される。動作のステータスを要求するコマンドの受信に応答して、ステータス情報が制御ロジック128によって生成される。例示的な一実施形態において、制御ロジック128は、コマンドの受信に応答して、NANDフラッシュメモリ100の複数の内部動作に同期させるための内部クロックを生成する内部発振器(不図示)を含み得る。
例示的な一実施形態において、様々なメモリ動作の完了を示すために使用され得る、レディ/ビジー信号R/B#を提供すべく、制御ロジック128はトランジスタ132に連結され、「#」は特定のダイ識別に対応する。R/B#信号は通常HIGHであり、コマンドがNANDフラッシュメモリ100に書き込まれた後、LOWに移行する。現在のメモリ動作が完了すると、R/B#信号はHIGHに戻る。
制御ロジック128に連結されたタイマ146は、時間の遅延のタイミング調整に使用され得る。詳細に後述されるように、タイマ146は、マルチチップNANDフラッシュメモリに係る複数の個々のNANDフラッシュメモリによる、再開動作を選択的に遅延させるために使用され得、すべてのNANDフラッシュメモリに同時に再開動作を開始させるのを回避する。タイマ146は従来的なものであり、周知の複数の回路および設計を使用して実装可能である。さらに、制御ロジック128がマルチダイイネーブル(MDE)ロジック150に連結される。MDEロジックは、複数のマルチチップアプリケーションのための特定のNANDフラッシュメモリ100を識別するために使用されるMDE信号を受信する。例えば、4つのNANDフラッシュメモリを有するマルチチップアプリケーションでは、1つのメモリに対するMDEロジック150への入力は、電源電圧VCCに連結され得、その他の複数のメモリに対するMDEロジック150への入力は、グラウンドVSSに連結され得る。MDEロジック150に適用される信号に基づいて、制御ロジック128にNANDフラッシュメモリの識別情報が提供される。さらに多数のNANDフラッシュメモリが使用される複数の構成では、当該技術分野において既知の通り、複数のメモリの各々が一意に識別可能であるように、より多くの信号を受信するようMDEロジック150は変更可能である。
制御ロジック128に連結された複数のラッチ148は、NANDフラッシュメモリ100の状態に関する様々な情報を格納するために使用される。複数のラッチ148内に含まれる複数のラッチの各々は、制御ロジック128によって、第1の状態または第2の状態に設定され得る。ラッチの状態に基づいて、制御ロジック128は、メモリの動作モード(例えば、動作の第1のモードを示すべく、第1の状態に設定されている、および動作の第2のモードを示すべく、第2の状態に設定されている)あるいは、イベントが発生したかどうか(例えば、メモリ100の初期電源投入時に、第1の状態に設定されている、およびイベント発生後に第2の状態に設定されている)を判断できる。複数のラッチ148は従来的なものであり、当業者に既知であるように、設計および動作可能である。
動作時に、メモリアレイ102は、制御信号、コマンド信号、およびアドレス信号の組み合わせを提供することによってアクセスされ得る。例えば、読み取り動作を実行するには、複数のコマンド信号がデバイスバス116に流されていることを示すべく、複数の制御信号118の第1の組み合わせが制御ロジック128に提供される。制御ロジック128は、コマンドを受信する入出力コントロール114およびコマンドレジスタ120でラッチされる対応するコマンドのために、複数の内部制御信号を生成する。制御ロジック128は、読み取りコマンドをデコードし、メモリアレイ102にアクセスするための複数の内部制御信号の生成を開始する。
複数のアドレス信号がデバイスバス116に流されていることを示すべく、複数の制御信号118の第2の組み合わせが制御ロジック128に提供される。制御ロジックは、アドレス信号を受信する入出力コントロール114およびアドレスレジスタ112でラッチされる対応するアドレスのために、複数の内部制御信号を生成する。当該複数のアドレスをデコードし、ラッチされた複数のアドレスに対応する複数のメモリ位置にアクセスするために、当該複数のアドレスが、行デコーダ回路130および列デコーダ回路134に、内部アドレスバス124を介して提供される。
アクセスされるべき複数のメモリ位置を有する複数のメモリセルのページがメモリアレイ102から読み取られ、データレジスタ140内に格納される。メモリページからのデータは、内部データバス144上の入出力コントロール114に提供される前に、二次(およびオプション的)キャッシュレジスタ142に転送される。メモリアレイ102のその後のアクセス動作のためのデータの別ページを格納するために、データレジスタ140を解放すべく、データのページを一時的に格納するため、キャッシュレジスタが使用され得る。データのページは、キャッシュレジスタ142から入出力コントロール114に転送される。複数のアドレスに基づいて、データのページからの適切なデータが、デバイスバス116上に出力される。
書き込み動作が以下の点を除き、同様の態様で発生する。以下の点とはすなわち、複数の制御信号の第2の組み合わせの後、複数のアドレスに対応する複数のメモリ位置に書き込まれるデータがデバイスバス116上に提供されていることを示す、複数の制御信号の第3の組み合わせが制御ロジック128に提供される。メモリアレイ102に書き込むための、入出力コントロール114によって受信されたデータは、内部データバス144上でキャッシュレジスタ142に対し提供される。
図2は、本明細書に開示された主題による、マルチチップNANDフラッシュメモリ200の別の例示的な実施形態を示す。例示的な一実施形態において、NANDフラッシュメモリ200は、限定はされないが、ソリッドステートメモリアレイまたはソリッドステートドライブのような、マルチダイ構成の部分を備える。マルチチップメモリ200は、コントロールバス220および入出力(I/O)バス230を共有する、N個の個別のNANDフラッシュメモリ202〜208を含む。高密度で小型なマルチチップメモリを提供すべく、NANDフラッシュメモリ202〜208は通常、単一のデバイスパッケージ内に含まれる。
例示的な一実施形態において、一意的な識別情報を有するべく、NANDフラッシュメモリ202〜208の各々は、従来的にプログラムされるか、それぞれのMDEロジック150を電気的に接続させる。複数の代替的実施形態において、複数のラッチ148内に含まれる、複数の不揮発性チップ識別ラッチは、当該識別情報でプログラムされる。図2に示されるように、第1のNANDフラッシュメモリ202は、ダイ0(チップ0)と識別され、第2のNANDフラッシュメモリ204は、ダイ1(チップ1)として識別される。複数の残りのNANDフラッシュメモリは、チップ番号を上げることで識別され、最後の2つのデバイス206と208はそれぞれ、ダイ(N−1)およびダイN(チップ(N−1)およびチップN)として識別される。
外部メモリコントローラ(不図示)は、様々なメモリ動作を実行すべく、複数の制御信号の組み合わせをコントロールバス220を介して、かつ、コマンド信号、アドレス信号およびデータ信号を、入出力バス230を介して提供する。コントロールバス220は、様々な制御信号を各デバイスに対し提供するための複数の信号ラインを含む。複数の制御信号の複数の例は、CE#、CLE、ALE、WE#、RE#、およびWP#であり、その中で、様々な制御信号における「#」は、特定のダイ識別に対応する。他の複数の制御信号も使用可能であることを理解されたい。図2に示される例示的な実施形態では、それぞれのNANDフラッシュメモリ202〜208の各々のための識別情報を設定するため、複数の個別のMDE信号が、MDE端子240、242、244および246上のNANDフラッシュメモリ202〜208にそれぞれ提供される。入出力バス230は、複数の信号ラインを含み、8ビット幅のバスI/O[7:0]として示される。異なる複数のビット幅の複数の入出力バスも代替的に使用され得る。
動作時に、制御信号、コマンド信号、アドレス信号、およびデータ信号が、コントロールバス220および入出力バス230上のすべてのNANDフラッシュメモリ202〜208に対し提供される。しかしながら、それぞれのCE#信号によってアクティブ化されるそれらのメモリのみが、当該複数の信号を受信し、それらに応答する。
例示的な一実施形態において、すべてのNANDフラッシュメモリ202〜208をアクティブ化し、かつ、適切な制御信号およびコマンド信号をコントロールバス220および入出力バス230上に提供することによって、グローバルメモリコマンドがメモリコントローラから発行され得る。NANDフラッシュメモリ202〜208の各々は、メモリコマンドに応答して、メモリコマンドの実行を開始する。そのことによって、複数の大きなピーク電力の需要が、マルチダイNANDメモリ200に連結された電力供給(不図示)にかかり得る。そのような状況は、バッテリまたは別の限定的な電力源によって電力が供給される複数のアプリケーションにおいて、とりわけ好ましくない。NANDダイ動作は同期的であり得る(すなわち、ダイの内部発振器によって駆動される)ので、マルチプルNANDダイ上での複数の同時並行処理中、電流ピークのような複数のイベントが発生し得る。例示的な一実施形態において、各ダイは、ピーク電流イベントを生成する動作を実行する前に、自動的に動作を一時中断する。例えば、各ダイは、限定はされないが、ダイの複数のチャージポンプを有効にする動作、ビットライン(BL)プリチャージ動作、またはプログラム/消去のループ動作、あるいはそれらの複数の組み合わせの前に、動作を自動的に一時中断する。
図3は、マルチチップNANDフラッシュメモリ200のダイによって実行される、NAND動作の部分の例示的な実施形態に係るフロー図300を示す。そこでは、本明細書に開示された主題による、ピーク電流イベントを生成する動作の実行前に、動作を自動的に一時中断する。図3では、3つの特定のピーク電流イベントが確認されているものの、本明細書に開示された主題は、そのように限定されず、追加のおよび/または他の複数のピーク電流イベントが図3に含まれ得ることを理解されたい。301において、ダイは複数のNAND動作を実行している。302において、ダイの複数のチャージポンプを有効にする動作が実行されるかどうか判断される。302において、複数のチャージポンプを有効にする動作を実行されると判断される場合、フローは303へと継続し、そこでは再開動作コマンドが受信されるか、または再開動作イベントが発生するまで、動作は自動的に一時中断される。
302において、複数のチャージポンプを有効にする動作を実行されないと判断される場合、フローは304へと継続し、そこでは、ビットライン(BL)にプリチャージする動作が実行されるかどうかが判断される。304において、ビットラインをプリチャージする動作が実行されると判断される場合、フローは305へと継続し、そこでは、再開動作コマンドが受信されるか、または再開動作イベントが発生するまで、動作は自動的に一時中断される。
304において、ビットラインをプリチャージする動作が実行されないと判断される場合、フローは306へと継続し、そこでは、プログラム/消去のループ動作である動作が実行されるかどうか判断される。306において、プログラム/消去のループ動作が実行されると判断される場合、フローは307へと継続し、そこでは、再開動作コマンドが受信されるか、または再開動作イベントが発生するまで、動作は自動的に一時中断される。
306において、プログラム/消去のループ動作が実行されないと判断される場合、フローは308へと継続し、そこでは、複数のNAND動作が継続して実行される。
本明細書に開示された主題によると、限定はされないが、再開動作が発生可能な例示的な方法には、次のものが含まれる。すなわち、システムコントローラからのダイ固有の再開コマンドの受信、システムタイマ/クロックおよび/またはダイ内部のタイマ/クロックの時間切れに基づく、再開動作イベントの発生、すべてのダイに対し発行されるシステム全体の電力管理コマンドおよび他のダイにおける再開動作を制御するダイ固有の複数の出力の受信、および、ダイ内のレジスタの示された高電流ステータスに応答した、システムコントローラからのダイ固有の再開コマンドの受信である。
図4は、本明細書に開示された本主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのための、システムコントローラ(ホストコントローラ)からのダイ固有の再開コマンドの受信のための例示的なタイミングダイアグラム400を示す。4つのダイ以外の数のダイを有する、マルチチップNANDフラッシュメモリが使用可能であることを理解されたい。図4に示されるように、ダイ0〜ダイ3は、例えば、ビットライン(BL)プリチャージ動作が発生することを示す、図3のフロー図に対応する、例えば、複数の動作の実行に基づいて、自動中断状態にある。図4で、Icc‐ダイ0からIccダイ3のダイ電流は、低電流状態であると示されている。
401において、システムコントローラは、ダイ0に特定して宛てられる再開コマンドをデータラインDQ[7:0]上に発行する。ダイ0は応答して、402において、動作を再開し、三角形のスパイクによって示されるように、ビットラインプリチャージによって生じる高電流条件が発生する。より後の時間において、システムコントローラは、403において、ダイ1に特定して宛てられる再開コマンドをデータラインDQ[7:0]上に発行する。ダイ1は応答して、404において、動作を再開し、ビットラインプリチャージによって生じる、高電流条件が発生する。さらにより後の時間において、システムコントローラ(ホストコントローラ)は、405において、ダイ2に特定して宛てられる再開コマンドをデータラインDQ[7:0]上に発行する。ダイ2は応答して、406において、動作を再開し、ビットラインプリチャージによって生じる、高電流条件が発生する。説明の終了として、よりいっそうさらに後の時間において、システムコントローラは、407において、ダイ3に特定して宛てられた再開コマンドをデータラインDQ[7:0]上に発行する。ダイ3は応答して、408において、動作を再開し、ビットラインプリチャージによって生じる、高電流条件が発生する。マルチダイデバイスに対する複数の全体的な電力消費制約を超える高電流条件を回避すべく、複数の再開コマンドは、システムコントローラによって、適切なタイミングをもって発行される。
図5は、本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのためのシステム生成クロックに基づく、複数の再開イベントの例示的なタイミングダイアグラム500を示す。4つのダイ以外の数のダイを有する、マルチチップNANDフラッシュメモリを使用可能であることを理解されたい。図5に示されるように、ダイ0〜ダイ3は、例えば、ビットライン(BL)プリチャージ動作が発生することを示す、図3のフロー図に対応する、例えば、複数の動作の実行に基づいて、自動中断状態にある。図5で、Icc‐ダイ0からIccダイ3のダイ電流は、低電流状態であると示されている。
501において、カウンタリセットCntr_reset信号がシステムコントローラによって発行され、それにより、502において、複数のそれぞれのダイのすべての内部ダイカウンタは、00hにリセットされる。各内部ダイカウンタは、異なるタイミング値にリセットされるべく、製造時に、個別に調整されている。また、各内部ダイのカウンタは、周知の方法で、システム生成の電力管理信号PM_clkに対するカウントに応答する。例示的な一実施形態において、Cntr_reset信号が、電力管理信号PM_clkとの適切なタイミングの関係で発行されるべきである。ダイ0の内部ダイのカウンタが、この例において、01hと等しい場合、ダイ0は、503において動作を再開し、ビットラインプリチャージにより生じる高電流条件が発生する。ダイ1の内部ダイのカウンタが、02hと等しい場合、ダイ1は、504において動作を再開し、ビットラインプリチャージにより生じる高電流条件が発生する。ダイ2の内部ダイのカウンタが、03hと等しい場合、ダイ1は、505において動作を再開し、ビットラインプリチャージにより生じる高電流条件が発生し、ダイ3の内部ダイカウンタが、04hと等しい場合、ダイ3は、506において動作を再開し、ビットラインプリチャージにより生じる高電流条件が発生する。マルチダイデバイスに対する、複数の全体的な電力消費制約を超える高電流条件を回避すべく、適切なタイミングを提供するよう、PM_clkの速度および各内部ダイカウンタの選択されたカウント値が選択されるべきである。
図6は、本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのためのダイトグルクロックに基づく、複数の再開イベントの例示的なタイミングダイアグラム600を示す。4つのダイ以外の数のダイを有する、マルチチップNANDフラッシュメモリが使用され得ることを理解されたい。図6に示されるように、ダイ0〜ダイ3は、例えば、システムコントローラ(ホストコントローラ)からCntr_reset信号の受信および、例えば、ビットライン(BL)プリチャージ動作が発生することを示す、図3のフロー図に対応する複数の動作の実行に基づいて、自動中断状態にある。ダイ電流Icc‐Die0からIcc‐Die3は、図6において、低電流状態であると示されている。
より具体的には、601において、カウンタリセット信号CNT_resetがシステムコントローラによって発行され、それにより、602において、複数のダイのそれぞれの内部ダイのカウンタはすべて、00hにリセットされる。例示的な一実施形態において、CNT_reset信号はまた、ダイ0〜ダイ3に対する自動中断モードを有効にする。さらに、各内部ダイのカウンタは、異なるタイミング値にリセットされるべく、製造時に、個別に調整されており、各内部ダイカウンタは、カウントのためのシステムクロックPM_clkに周知の方法で応答する。ダイ0が自動中断状態に入る場合、システム全体で利用可能な電力管理信号PM_clkは、603において切り替わり、ダイ0の内部ダイのカウンタはカウントを開始する。同様に、各ダイ1〜ダイ3が自動中断状態に入る場合、PM_clkは切り替わる(イベント604、605、および606)。PM_clkの切り替えは、定期的に時間間隔を置かれるように示されるが、切り替えは、それぞれのダイが自動中断状態に入るべきであるといつ判断するかに依存することを理解されたい。PM_clkは継続して切り替わり、最終的にダイ0の内部ダイのカウンタは、この例において、606において、04hになり、ダイ0は、607において、動作を再開し、ビットラインプリチャージによって生じる高電流条件が発生する。608において、高電流条件が検出され、609において、PM_clkが切り替わる。610において、ダイ1の内部ダイのカウンタが04hになるとき、ダイ1は611において動作を再開し、ビットラインプリチャージによって生じる高電流条件が発生する。611において、高電流条件が検出され、612において、PM_clkが切り替わる。613において、ダイ2の内部ダイのカウンタが04hになるとき、ダイ2は614において動作を再開し、ビットラインプリチャージによって生じる高電流条件が発生する。614において、高電流条件が検出され、615において、PM_clkが切り替わる。616において、ダイ3の内部ダイのカウンタが04hになるとき、ダイ3は617において動作を再開し、ビットラインプリチャージによって生じる高電流条件が発生する。614において、高電流条件が検出され、618において、PM_clkが切り替わる。処理は同一の態様で継続する。マルチダイデバイスに対する、複数の全体的な電力消費制約を超える高電流条件を回避すべく、適切なタイミングを提供するよう、PM_clkの切り替わり速度および各内部ダイのカウンタの選択されたカウント値が選択されるべきである。
図7は、本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのための電力管理モードに係る例示的なタイミングダイアグラム700を示す。4つのダイ以外の数のダイを有する、マルチチップNANDフラッシュメモリが使用され得ることを理解されたい。図7に示されるように、ダイ0〜ダイ3は、最初は、通常の動作モード(すなわち、非自動中断)にある。ダイ電流Icc‐Die0からIcc‐Die3は、図7において、低電流状態であると示されている。
701において、電力管理コマンドを受信後、すべてのダイはそれぞれ、定義済みの高電流動作の前に、任意の後の動作を一時中断する(702〜705)。それぞれのダイは動作を連続的に一時中断するよう示されているが、必ずしもそのような場合ばかりではない。複数の動作を再開すべく、システムコントローラは例えば、電力管理モードの終了を示す、PM_ENDコマンドを706において発行する。PM_ENDコマンドを受信すると、各それぞれのダイは、製造時に規定され得る固有の遅延に基づいて、707〜710において、固定された調整可能遅延および/またはダイアドレスによって、定義され得る一意の遅延に基づいて、互いに動作を再開する。
図8は、本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのための自動中断および自動再開モードの例示的なタイミングダイアグラム800を示す。4つのダイ以外の数のダイを有する、マルチチップNANDフラッシュメモリが使用され得ることを理解されたい。図8に示されるように、ダイ0〜ダイ3は、1つのダイ、例えばダイ0が高電流動作が続くと判断するまで、最初は、通常の動作モード(すなわち、非自動中断)で動作中である。この特定例では、ダイ0は自動中断状態にないので、ダイ0は、801において、検出された続の高電流動作を、他のダイに対し、例えば、HC#信号ラインをプルすることによってシグナリングする。例示的な一実施形態において、HC#信号ラインは、図1のR/B#信号ラインと同様に実装できる。801において、信号HC#がLOWの場合、マルチダイメモリの他のダイは、例えば、ビットライン(BL)プリチャージ動作が発生することを示す、図3のフロー図に対応する複数の動作を、例えば実行することに基づいて、自動中断状態に入る。ダイ電流Icc‐Die0からIcc‐Die3は図3において、低電流状態であると示されている。
ダイ0はHC#がローになった後、遅延がないように製造されており、検出された後の高電流動作を迅速に実行する。ダイ0が高電流動作を終了するとき、信号HC#が802においてリリースされ、ダイ1を「遅延1」の遅延の間、自動中断状態のままにする。遅延1の終了時、ダイ1は803において、自動再開し、HC#はローになるものと判断し、高電流動作が続いて生じると検出されたことを示す。ダイ1が高電流動作を終了するとき、信号HC#が804においてリリースされ、ダイ2を「遅延2」の遅延の間、自動中断状態のままにする。遅延2の終了時、ダイ3は806において、自動再開し、高電流動作が続くと検出されたことを示すべく、HC#はローにプルされるべきであると判断する。ダイ3が高電流動作を終了するとき、信号HC#が807においてリリースされる。処理は同一の態様で継続する。
図9は、本明細書に開示された主題による、例示的な4つのダイのマルチチップNANDフラッシュメモリのための再開動作コマンドの例示的なタイミングダイアグラム900を示す。4つのダイ以外の数のダイを有する、マルチチップNANDフラッシュメモリが使用され得ることを理解されたい。図9に示されるように、ダイ0〜ダイ3は、例えば、ビットライン(BL)プリチャージ動作が発生することを示す、図3のフロー図に対応する、例えば、複数の動作の実行に基づいて、自動中断状態にある。ダイの電流Icc‐Die0からIcc‐Die3は、図9において、低電流状態として示されている。さらに、各ダイは、ダイが自動中断モードであるかどうかのインジケータを格納する高電流レジスタを備える。各高電流レジスタは、周知の方法で、システムコントローラ(ホストコントローラ)によって読み取られ得る。それぞれのダイの複数の高電流レジスタ内の示されるステータスに基づいて、システムコントローラは、再開コマンドをダイに発行すべき適切な時間を判断できる。
図9に示されるように、システムコントローラは、901において、ダイ0の高電流レジスタのステータスを読み取り、902において、再開コマンドを発行する。再開コマンドに応答して、ダイ0は903において動作を再開し、ビットラインプリチャージにより生じる高電流条件が発生する。902におけるシステムコントローラによる再開コマンドを発行する判断は、限定はされないが、マルチダイメモリの複数の全体的なピーク電流条件に基づく。904において、システムコントローラは、ダイ1の高電流レジスタのステータスを読み取り、905において、再開コマンドを発行する。再開コマンドに応答して、ダイ1は906において動作を再開し、ビットラインプリチャージにより生じる高電流条件が発生する。907において、システムコントローラは、ダイ2の高電流レジスタのステータスを読み取り、908において、再開コマンドを発行する。再開コマンドに応答して、ダイ2は、909において動作を再開し、ビットラインプリチャージにより生じる高電流条件が発生する。910において、システムコントローラは、ダイ3の高電流レジスタのステータスを読み取り、911において、再開コマンドを発行する。再開コマンドに応答して、ダイ3は、912において動作を再開し、ビットラインプリチャージにより生じる高電流条件が発生する。902において再開コマンドを発行するシステムコントローラによりなされる判断と同様、905、908、および911において発行される再開コマンドに対しなされる複数の判断は、限定はされないが、マルチダイメモリの複数の全体的なピーク電流条件に基づく。処理は、各それぞれのダイが、例えば、図3のフロー図に対応する複数の動作を実行すること、および複数のそれぞれの高電流レジスタのステータスを監視するシステムコントローラに基づいて、自動中断状態に入りながら継続する。
これらの変形は、上記詳細な説明を考慮して、なし得る。以下の特許請求の範囲において使用される複数の用語は、本明細書および特許請求の範囲で開示される、複数の特定の実施形態に対する範囲を限定するものと解釈されるべきではない。むしろ、本明細書に開示された複数の実施形態の範囲は、以下の特許請求の範囲によって判断されるべきであり、特許請求の範囲は、クレーム解釈に係る複数の確立された理論に従い、解釈されるべきである。

Claims (27)

  1. マルチダイメモリの少なくとも1つのダイによって、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断する段階と、
    前記後のメモリ動作が、高電流メモリ動作である場合、前記少なくとも1つのダイによって、一時中断動作モードに自動的に入る段階と、
    再開動作イベントに応答して、前記少なくとも1つのダイによって、動作を再開する段階と、
    前記高電流メモリ動作を実行する段階と、を備える方法。
  2. 前記少なくとも1つのダイによって、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断する段階は、後のメモリが、前記少なくとも1つのダイのチャージポンプを有効にするための動作であるかどうか、前記少なくとも1つのダイのビットラインをチャージするための動作であるかどうか、もしくはプログラム/消去のループ動作であるかどうか、またはそれらの組み合わせであるかどうかを判断する段階を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記少なくとも1つのダイによって、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断する段階はさらに、前記マルチダイメモリに、後の前記高電流メモリ動作について指示を出力する段階を含む、請求項1または2に記載の方法。
  4. さらに、
    後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断するモードに入るためのコマンドを、前記マルチダイメモリのコントローラから受信する段階と、
    前記コマンドの受信に応答して、マルチダイメモリの前記少なくとも1つのダイによって、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断する段階と、を備える、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. さらに、
    前記少なくとも1つのダイに特定して宛てられた、再開動作イベントを含む再開コマンドを前記コントローラから受信する段階と、
    前記少なくとも1つのダイに特定して宛てられた前記再開コマンドに応答して、前記少なくとも1つのダイによって前記再開動作を実行する段階と、
    前記高電流メモリ動作を実行する段階と、を備える、請求項4に記載の方法。
  6. さらに、
    前記マルチダイメモリの別のダイから、前記別のダイは、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であると判断したとの第1の指示を受信する段階と、
    前記別のダイからの前記第1の指示の受信に応答して、前記マルチダイメモリの前記少なくとも1つのダイによる、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかの判断を実行する段階と、
    前記別のダイから、前記第1の指示を終了させる、前記再開動作イベントを含む、第2の指示を受信する段階と、
    前記少なくとも1つのダイによって、前記高電流メモリ動作を実行する段階と、を備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記少なくとも1つのダイによって、前記高電流メモリ動作を実行する段階は、前記第2の指示を受信後、前記高電流メモリ動作を実行する前に、予め定められた時間遅延させる段階を含む、請求項6に記載の方法。
  8. さらに、
    前記マルチダイメモリのコントローラから、カウンタリセット信号を受信する段階と、
    前記カウンタリセット信号に応答して、内部ダイのカウンタをリセットする段階と、
    前記内部ダイのカウンタを使用して、第1のクロック信号をカウントする段階と、
    前記内部ダイのカウンタによる、予め定められたカウントに応答して、前記少なくとも1つのダイによる前記動作を再開する段階と、
    前記高電流メモリ動作を実行する段階と、を備えており、
    前記内部ダイのカウンタの前記予め定められたカウントは、前記再開動作イベントを含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  9. さらに、
    後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断するモードに入るためのコマンドを、前記マルチダイメモリのコントローラから受信する段階と、
    前記少なくとも1つのダイによる、後のメモリ動作が高電流メモリであるかどうかの前記判断に応答して、信号ラインを切り替える段階と、
    前記信号ラインが切り替わる予め定められた回数に応答して、前記少なくとも1つのダイによる前記再開動作を実行する段階と、
    前記高電流メモリ動作を実行する段階と、かつ、
    前記高電流メモリ動作の実行に応答して、前記信号ラインを切り替える段階と、を備えており、
    前記信号ラインが切り替わる前記予め定められた回数は、前記再開動作イベントを含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記マルチダイメモリは、ソリッドステートドライブを含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. ソリッドステートドライブにおけるピーク電流条件を制御する方法であって、
    前記ソリッドステートドライブの少なくとも1つのダイによって、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断する段階と、
    前記後のメモリ動作が高電流メモリ動作である場合、前記少なくとも1つのダイによる一時中断動作モードに入る段階と、
    再開動作イベントに応答して、前記少なくとも1つのダイによる動作を再開する段階と、
    前記高電流メモリ動作を実行する段階と、を備えており、
    前記高電流メモリは、前記少なくとも1つのダイのチャージポンプを有効にするための動作、前記少なくとも1つのダイのビットラインをチャージするための動作、もしくはプログラム/消去のループ動作、またはそれらの組み合わせを含む、方法。
  12. さらに、
    後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断するためのコマンドを、前記ソリッドステートドライブのコントローラから受信する段階と、
    前記コマンドの受信に応答して、マルチダイメモリの前記少なくとも1つのダイによって、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断する段階と、を備える、請求項11に記載の方法。
  13. さらに、
    前記少なくとも1つのダイに特定して宛てられた、再開動作イベントを含む再開コマンドを、前記ソリッドステートドライブの前記コントローラから受信する段階と、
    前記再開コマンドに応答して、前記少なくとも1つのダイに特定して宛てられた前記再開コマンドに応答して、前記少なくとも1つのダイによって前記再開動作を実行する段階と、
    前記高電流メモリ動作を実行する段階と、を備える、請求項12に記載の方法。
  14. さらに、
    前記ソリッドステートドライブの別のダイから、前記別のダイは、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であると判断したとの第1の指示を受信する段階と、
    前記別のダイからの前記第1の指示の受信に応答して、マルチダイメモリの前記少なくとも1つのダイによる、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかの判断を実行する段階と、
    前記別のダイから、前記第1の指示を終了させる、前記再開動作イベントを含む、第2の指示を受信する段階と、
    前記少なくとも1つのダイの前記高電流メモリ動作を実行する段階と、を備える、請求項11から13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記少なくとも1つのダイによって、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断する段階はさらに、マルチダイメモリに、後の高電流メモリ動作について指示を出力する段階を含む、請求項11から14のいずれか一項に記載の方法。
  16. さらに、
    前記ソリッドステートドライブのコントローラから、カウンタリセット信号を受信する段階と、
    前記カウンタリセット信号に応答して、内部ダイのカウンタをリセットする段階と、
    前記内部ダイのカウンタを使用して、第1のクロック信号をカウントする段階と、
    前記内部ダイのカウンタによる、予め定められたカウントに応答して、前記少なくとも1つのダイによる前記動作を再開する段階と、
    前記高電流メモリ動作を実行する段階と、を備えており、
    前記内部ダイのカウンタの前記予め定められたカウントは、前記再開動作イベントを含む、請求項11から15のいずれか一項に記載の方法。
  17. さらに、
    後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断するモードに入るためのコマンドを、前記ソリッドステートドライブのコントローラから受信する段階と、
    前記少なくとも1つのダイによる、後のメモリ動作が高電流メモリであるかどうかを判断する段階に応答して、信号ラインを切り替える段階と、
    前記信号ラインが切り替わる予め定められた回数に応答して、前記少なくとも1つのダイによる前記再開動作を実行する段階と、
    前記高電流メモリ動作を実行する段階と、
    前記高電流メモリ動作の実行に応答して、前記信号ラインを切り替える段階と、を備えており、
    前記信号ラインが切り替わる前記予め定められた回数は、前記再開動作イベントを含む、請求項11から16のいずれか一項に記載の方法。
  18. マルチダイメモリの少なくとも1つのダイを備える装置であって、
    前記少なくとも1つのダイは、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断し、
    前記高電流メモリ動作は、前記少なくとも1つのダイのチャージポンプを有効にするための動作、前記少なくとも1つのダイのビットラインをチャージするための動作、もしくはプログラム/消去のループ動作、またはそれらの組み合わせを含み、
    前記少なくとも1つのダイはさらに、
    前記後のメモリ動作が高電流メモリ動作である場合、前記少なくとも1つのダイによる一時中断動作モードに入り、
    前記少なくとも1つのダイによる、後のメモリ動作が高電流メモリであるかどうかの判断に応答して、信号ラインを切り替え、
    前記信号ラインが切り替わる予め定められた回数に応答して、前記マルチダイメモリの複数の他のダイによる動作を再開し、
    前記高電流メモリ動作を実行し、かつ、
    前記高電流メモリ動作の実行に応答して、前記信号ラインを切り替え、
    前記信号ラインが切り替わる前記予め定められた回数は、再開動作イベントを含む、装置。
  19. 前記少なくとも1つのダイはさらに、前記マルチダイメモリのコントローラから、カウンタリセット信号を受信し、かつ、前記カウンタリセット信号の受信に応答して、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断する、請求項18に記載の装置。
  20. 前記マルチダイメモリは、ソリッドステートドライブを含む、請求項18または19に記載の装置。
  21. ソリッドステートドライブにおけるピーク電流条件を制御するための装置であって、
    前記ソリッドステートドライブの少なくとも1つのダイによって、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断するための手段と、
    前記後のメモリ動作が高電流メモリ動作である場合、前記少なくとも1つのダイによる一時中断動作モードに入るための手段と、
    再開動作イベントに応答して、前記少なくとも1つのダイによる動作を再開するための手段と、かつ、
    前記高電流メモリ動作を実行するための手段と、を備えており、
    前記高電流メモリは、前記少なくとも1つのダイのチャージポンプを有効にするための動作、前記少なくとも1つのダイのビットラインをチャージするための動作、もしくはプログラム/消去のループ動作、またはそれらの組み合わせを含む、装置。
  22. さらに、
    後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断するためのコマンドを、前記ソリッドステートドライブのコントローラから受信するための手段と、
    前記コマンドの受信に応答して、マルチダイメモリの前記少なくとも1つのダイによって、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断するための手段と、を備える、請求項21に記載の装置。
  23. さらに、
    前記少なくとも1つのダイに特定して宛てられた、再開動作イベントを含む再開コマンドを、前記ソリッドステートドライブの前記コントローラから受信するための手段と、
    前記再開コマンドに応答して、前記少なくとも1つのダイに特定して宛てられた前記再開コマンドに応答して、前記少なくとも1つのダイによる前記再開動作を実行するための手段と、
    前記高電流メモリ動作を実行するための手段と、を備える、請求項22に記載の装置。
  24. さらに、
    前記ソリッドステートドライブの別のダイから、前記別のダイは、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であると判断したとの第1の指示を受信するための手段と、
    前記別のダイからの前記第1の指示の受信に応答して、マルチダイメモリの前記少なくとも1つのダイによる、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかの判断を実行するための手段と、
    前記別のダイから、前記第1の指示を終了させる、前記再開動作イベントを含む、第2の指示を受信するための手段と、
    前記少なくとも1つのダイの前記高電流メモリ動作を実行するための手段と、を備える、請求項21から23のいずれか一項に記載の装置。
  25. 前記少なくとも1つのダイによって、後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断するための前記手段はさらに、マルチダイメモリに、後の高電流メモリ動作について指示を出力するための手段を含む、請求項21から24のいずれか一項に記載の装置。
  26. さらに、
    前記ソリッドステートドライブのコントローラから、カウンタリセット信号を受信するための手段と、
    前記カウンタリセット信号に応答して、内部ダイのカウンタをリセットするための手段と、
    前記内部ダイのカウンタを使用して、第1のクロック信号をカウントするための手段と、
    前記内部ダイのカウンタによる、予め定められたカウントに応答して、前記少なくとも1つのダイによる前記動作を再開するための手段と、
    前記高電流メモリ動作を実行するための手段と、を備えており、
    前記内部ダイのカウンタの前記予め定められたカウントは、前記再開動作イベントを含む、請求項21から25のいずれか一項に記載の装置。
  27. さらに、
    後のメモリ動作が高電流メモリ動作であるかどうかを判断するモードに入るためのコマンドを、前記ソリッドステートドライブのコントローラから受信するための手段と、
    前記少なくとも1つのダイによる、後のメモリ動作が高電流メモリであるかどうかの判断に応答して、信号ラインを切り替えるための手段と、
    前記信号ラインが切り替わる予め定められた回数に応答して、前記少なくとも1つのダイによる前記再開動作を実行するための手段と、
    前記高電流メモリ動作を実行するための手段と、
    前記高電流メモリ動作の実行に応答して、前記信号ラインを切り替えるための手段と、を備えており、
    前記信号ラインが切り替わる前記予め定められた回数は、前記再開動作イベントを含む、請求項21から26のいずれか一項に記載の装置。
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