KR20110111551A

KR20110111551A - 동작 온도 범위가 확장된 비휘발성 메모리

Info

Publication number: KR20110111551A
Application number: KR1020097017997A
Authority: KR
Inventors: 에마누엘르 콘파로니에리; 다니엘르 비머카티
Original assignee: 에마누엘르 콘파로니에리; 다니엘르 비머카티
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2011-10-12
Also published as: JP2012514249A; CN101889313B; US8572333B2; DE112008000968T5; WO2010076828A1; TWI445003B; TW201025334A; JP5834303B2; CN101889313A; US20110302353A1

Abstract

비휘발성 메모리 내의 온도를 측정하고 온도가 시간량 동안 임계 온도를 초과할 때 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하기 위한 방법 및 장치가 제시된다.

Description

동작 온도 범위가 확장된 비휘발성 메모리{NON-VOLATILE MEMORY WITH EXTENDED OPERATING TEMPERATURE RANGE}

본 발명의 실시예들은 일반적으로 컴퓨터들 및 통신 설비와 같은 주문형 전자 장치들 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 이러한 실시예들은 비휘발성 메모리의 동작 온도 범위를 확장하기 위한 물건들, 시스템들, 및 방법들에 관한 것이다.

비휘발성 메모리들("NVM")은 컴퓨터들, 비디오 게임 콘솔들, 통신 장치들 등을 포함하는 많은 전자 장치들에 사용된다. 동작 온도들은 NVM의 품질과 신뢰성에 영향을 준다. 예를 들어, NVM에 대한 동작 온도는 -25℃ 내지 85℃ 범위로 제한될 수 있고, NVM의 품질 및 신뢰성 특징들은 10년간 85℃에서의 동작에 기초하여 정의될 수 있다.

예를 들어 휴대전화들과 같은 NVM을 사용하는 장치들에서 글로벌 포지셔닝 및 맵핑, 스트리밍 비디오, 비디오 게임들 등과 같은 피처(feature)들을 포함함으로써 성능에 대한 요구사항들이 증가되었다. 이러한 피처들을 지원하기 위해, 제조사들은 장치의 "초당 명령들(instructions per second)" 성능과 클록 주파수들을 증가시키고 있다. 결과적으로, 장치들의 내부 온도 또한 증가하고, 메모리 접 합(junction) 온도의 상응하는 증가를 초래한다. 더욱이, 패키지-온-패키지(Package-On-Package: "POP"), 멀티-칩-패키지(Multi-Chip-Package: "MCP"), 및 진성-실리콘-비아(True-Silicon-Via: "TSV")와 같은 패키징 솔루션들은 열적 결합을 증가시킨다. 더욱이, 위상 변화 메모리(Phase Change Memory: "PCM") 기술은 열적으로 구동되므로, 온도 변화들에 보다 민감하다.

비휘발성 메모리("NVM")내의 온도를 측정하고 온도가 시간 주기 동안 임계 온도를 초과할 때 NVM의 적어도 일부분을 리프레시(refresh)하기 위한 방법 및 장치가 기술된다. NVM의 리프레시는 고온들에서 동작할 때 NVM 내에 저장된 데이터의 안정성을 보장한다. 본 발명의 실시예들은 DRAM 스펙의 강한 온도 요구사항들, 애플리케이션들로부터의 증가하는 요구사항들, 및 무선 시스템 요구사항들에 부합되도록 NVM 기술들의 동작 온도 범위를 확장시킨다. 일 실시예에서, 리프레시 동작은 검증 또는 판독 동작 이후에 프로그래밍 펄스들 또는 기록 동작을 포함한다.

반대되는 것으로 구체적으로 기술되지 않는 한, 이하의 논의들로부터 명백한 것처럼, "처리(processing)", "컴퓨팅(computing)", "계산", "결정" 등과 같은 용어들을 사용하는 명세서 전반에 걸친 논의들은 컴퓨터, 컴퓨팅 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 프로세스들 또는 동작을 지칭하는 것으로서, 상기 프로세스들 또는 동작은 컴퓨팅 시스템의 레지스터들 및/또는 메모리들 내의 전자량들(electronic quantities)과 같이 물리적으로 표현되는 데이터를 컴퓨팅 시스템의 메모리들, 레지스터들 또는 다른 그러한 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 디바이스들 내의 물리적 양들(physical quantities)로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변환 및/또는 조작한다.

본 발명의 실시예들은 예로서 예시되고 첨부된 도면의 도면들로 제한되지 않으며, 도면들에서 동일한 참조번호들은 유사한 구성요소들을 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예가 구현되는 예시적인 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리의 리프레시를 개시하기 위한 모듈들을 포함하는 상위-레벨 블록도이다.

도 3은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 비휘발성 메모리의 리프레시를 개시하기 위한 모듈들을 포함하는 상위-레벨 블록도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에 따른 비휘발성 메모리의 리프레시를 개시하기 위한 모듈들을 포함하는 상위-레벨 블록도이다.

도 5는 시간에 따른 비휘발성 메모리의 예시적인 온도의 그래프이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리의 리프레시 동안 기록 요청을 위해 수행되는 프로세스의 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리의 리프레시 동안 판독 요청을 위해 수행되는 프로세스의 흐름도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비휘발성 메모리의 리프레시 동안 수행되는 판독 요청으로 인해 발생하는 충돌(conflict)을 처리하기 위해 수행되는 프로세스의 흐름도이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 제어기를 통해 비휘발성 메모리 리프레시를 동기화하는데 사용되는 리프레시 레지스터에 대한 예시적인 값들을 나타내는 표이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 시간에 따른 비휘발성 메모리의 예시적인 온도 및 상응하는 리프레시 레지스터 값들의 그래프이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예가 구현되는 예시적인 디바이스의 블록도이다. 메모리(100)는 하나 이상의 상이한 타입의 메모리를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(100)는 휘발성 메모리(105) 및 NVM(110)을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 메모리(100)는 NVM(110)만을 포함한다.

일 실시예에서, NVM(110)은 위상-변화 랜덤 액세스 메모리("PRAM" 또는 "PCRAM"), 오보닉(Ovonic) 통합 메모리("OUM"), 또는 칼코겐(Chalcogenide) 랜덤 액세스 메모리("C-RAM")로도 지칭될 수 있는 위상 변화 메모리("PCM")이다. 대안적인 실시예에서, NVM(110)은 자기저항 랜덤 액세스 메모리("MRAM"), 강유전체 랜덤 액세스 메모리(FRAM), 플래시 메모리, 소거가능한 프로그래머블 리드-온리 메모리("EPROM"), 전기적으로 소거가능한 프로그래머블 리드-온리 메모리("EEPROM"), 또는 다른 공지된 비휘발성 메모리이다.

휘발성 메모리(105) 및 NVM(110)은 기판 상의 풋프린트(footprint)를 감소시키기 위한 적층 프로세스로 조합되거나, 개별적으로 패키징되거나, 또는 메모리 제어기(115) 또는 하나 이상의 프로세스 코어들(125)의 최상부에 배치된 메모리 컴포 넌트(100)와 멀티-칩 패키지로 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(100)는 패키지-온-패키지(120) 적층 기술을 이용하여 메모리 제어기(115)와 조합된다.

메모리 제어기(115)는 판독 요청들, 기록 요청들, 및 메모리 리프레시를 포함하는 메모리(100)에 관한 주요 기능들을 관리한다. 일 실시예에서, 메모리 제어기(115)와 프로세서 코어(들)(125)는 동일한 패키지(프로세서(130))의 일부이거나, 또는 메모리 제어기(115)는 프로세서 코어(125)내에 집적된다. 대안적인 실시예에서, 메모리 제어기(115)와 프로세서 코어(들)(125)는 개별적으로 패키징된다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 프로세서 코어들(125)이 NVM(110)에 내장된다(미도시됨). 또 다른 실시예에서, 프로세서(130)는 하나 이상의 프로세서 코어들(125) 없이 메모리 제어기(115)를 포함한다.

일 실시예에서, 프로세서 코어(들)(125)는 입력/출력 모듈(135)에 접속된다. 입력/출력 모듈(135)은 데이터를 디바이스로 전달 및/또는 디바이스로부터 데이터를 전달하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 입력/출력 모듈(135)은 모바일 통신 디바이스를 위한 무선 주파수("RF") 트랜시버(transceiver)와 같은 무선 트랜시버를 포함한다. 따라서, 디바이스는 예를 들어 IEEE 802.11 스펙에 기초한 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN)의 하위 기술을 제공하는 Wireless Fidelity(Wi-Fi), IEEE 802.16-2005에 기초한 WiMax 및 Mobile WiMax, 광대역 코드 분할 다중 액세스(WCDMA), 및 모바일 통신용 글로벌 시스템(GSM)과 같은 무선 네트워크들에서 동작하는 셀룰러 디바이스 또는 디바이스로서 동작할 수 있지만, 본 발명은 이러한 네트워크들의 동작만으로 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 입력/출력 모듈(135) 은 예를 들어 외부 또는 착탈식 메모리 등과 같은 다른 디바이스와 통신하기 위한 유선 접속을 제공한다.

일 실시예에서, 메모리(100)는 디바이스의 동작 동안 메모리 제어기(115)(또는 프로세서(130))에 의해 실행되는 명령들을 저장한다. 일 실시예에서, 메모리(100)는 메시지가 전송되거나 실제 데이터가 전송될 때의 조건들과 같은 사용자 데이터를 저장한다. 예를 들어, 메모리(100)에 저장된 명령들은 무선 통신들을 수행하고, 디바이스에 대한 보안 기능을 제공하며, 일정표(calendaring), 이메일, 인터넷 브라우징 등과 같은 사용자 기능을 제공한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 NVM(110)의 리프레시를 개시하기 위한 모듈들을 포함하는 상위-레벨 블록도이다. 온도 센서(200)는 NVM(110)내의 접합 온도(junction temperature)를 측정한다(예, 메모리의 실리콘 온도). 순간적인 온도는 CMOS 디바이스들의 포화 전류, 대기 전류 등과 같은 전기적 파라미터들에 영향을 준다. 시간에 따른 접합 온도는 메모리 셀들의 유지력(retention)에 영향을 준다.

일 실시예에서, NVM(110)의 적어도 일부분은 NVM(110)의 온도가 시간 주기 동안 임계 온도를 초과할 때 리프레시된다. 일 실시예에서, 임계 온도 또는 시간 주기는 메모리 제어기(115)가 제조될 때 설정된다. 일 실시예에서, 임계 온도 또는 시간 주기는 프로그램가능하고 제조사, 중개자(intermediary) 또는 엔드-유저(end-user)에 의해 설정될 수 있다.

일 실시예에서, 온도 센서(200)는 NVM(110)내에서 구현된다. NVM(110)의 온 도가 임계 온도를 초과하는 경우, 타이머(205)는 임계 온도를 초과하여 소비되는 시간량의 추적을 시작한다. 일 실시예에서, 타이머(205)는 시스템 클록을 사용한다. 대안적인 실시예에서, 타이머(205)는 시스템 클록으로부터 분리된 클록, 위상-록킹(phase-locked) 루프, 또는 다른 공지된 기준 신호를 사용한다.

온도가 임계 온도를 초과하는 시간량은 2가지 레벨들의 세분단위(granularity)로 추적된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 레벨의 세분단위는 각각, 분 및 수십분, 분 및 시간, 시간 및 날짜, 날짜 및 주간 등으로 시간량을 추적할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 레벨의 세분단위는 휘발성 메모리(105)에 저장된 휘발성 카운터(volatile counter)(210)내에서 추적되고, 제 2 레벨의 세분단위는 NVM(110)에 저장된 비휘발성 카운터(215)내에서 추적된다. 예를 들어 전력 손실, 가동 중지(shut down) 등과 같은 휘발성 메모리(105)의 정보 손실을 유발하는 이벤트가 있으면, 휘발성 카운터(210)에 저장된 더 적은 유효 레벨의 세분단위가 손실되지만 비휘발성 카운터(215)에 저장된 더 많은 유효 레벨의 세분단위가 유지된다.

휘발성 카운터(210)는 타이머(205)가 제 1 레벨의 세분단위의 부가적인 단위(unit)에 도달할 때마다 증분된다. 타이머(205)는 온도 센서(200)가 NVM(110)의 순간 접합 온도가 임계 온도 미만으로 떨어졌다고 결정할 때 종료된다. 그럼에도 불구하고, 카운터들은 진행 중인(ongoing) 카운터를 유지하고, 타이머(205)는 NVM(110)의 순간 접합 온도가 임계 온도를 초과하게 다시 상승하는 임의의 시간에 재시작할 것이다.

비휘발성 카운터(215)는 휘발성 카운터(210)가 제 2 레벨의 세분단위의 단위 에 도달할 때마다 증분된다. 마지막으로, NVM(110)의 적어도 일부분의 리프레시(200)는 비휘발성 카운터(215)가 임계 시간 주기에 도달할 때 트리거된다. 일 실시예에서, 리프레시(220)는 NVM(110)의 리프레시를 수행하는 메모리 제어기(115)로 전송되는 트리거 신호이다. 대안적인 실시예에서, 리프레시(220)는 레지스터 값의 설정이 NVM(110)내에 저장되도록 한다. 메모리 제어기(115)는 레지스터 값을 주기적으로 모니터링하고, 레지스터 값이 리프레시를 트리거하도록 설정되는 경우 NVM(110)의 리프레시를 수행한다(이하에서 추가로 논의됨).

부가적으로, 순간 접합 온도는 메모리의 고온 레벨에 관하여 시스템에 통지하기 위해 메모리 제어기(115)에 의해 또는 소프트웨어에 의해 액세스가능한 레지스터 값을 설정하는데 사용될 수 있다. 이 때, 시스템은 고온에서의 동작에 응답하여 몇몇 임계 타이밍들(critical timings)을 경감(de-rate)하도록 배치된다.

도 3은 본 발명의 대안적인 실시예에 따라 NVM(110)의 리프레시를 개시하기 위한 모듈들을 포함하는 상위-레벨 블록도이다. 도 2에 도시된 실시예와 유사하게, 온도 센서(300)는 타이머(305)를 트리거하고, NVM(110)이 임계 온도를 초과하여 소비하는 시간량은 휘발성 카운터(315) 및 비휘발성 카운터(325)의 2개의 레벨들의 세분단위로 추적된다. 임계 시간량에 도달되면, 리프레시(330)가 트리거된다. 그러나, 이러한 대안적인 실시예에서, 스텝(step) 모듈들(310, 320)이 부가된다. 스텝 모듈들(310, 320)은 온도가 보다 상위 레벨들(또는 보다 임계 레벨들)에 도달함에 따라 리프레시 동작들의 주파수를 증가시키기 위해 사용된다.

스텝 모듈들(310, 320)은 카운터들(315, 325) 중 하나 또는 둘에 가중 효 과(weighting effect)를 제공한다. 결과적으로, 다수의 임계 온도들이 설정될 수 있다. 각각의 증가된 레벨의 동작 온도에서, 스텝 모듈들(310, 320) 중 하나 또는 둘은 휘발성 카운터(315)의 카운트를 트리거함에 따라 카운트에 대한 곱셈기들로서 작용하거나 그렇치 않으면 타이머(305)의 카운트를 증가시키거나, 또는 비휘발성 카운터(325)의 카운트를 트리거함에 따라 휘발성 카운터(315)의 카운트를 증가시킨다. 대안적으로, 스텝 모듈들(310, 320) 중 하나 또는 둘은 카운터들(315, 325)에 대한 트리거 레벨들을 각각 제어하도록 동작한다. 증가된 레벨들의 동작 온도에 도달함에 따라, 제 1 및 제 2 레벨의 세분단위에 대한 임계 레벨들이 감소된다.

도 4는 본 발명의 다른 대안적인 실시예에 따른 NVM(110)의 리프레시를 개시하기 위한 모듈들을 포함하는 상위-레벨 블록도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 실시예와 유사하게, 온도 센서(400)는 NVM(110)내의 접합 온도를 측정한다. NVM(110)의 온도가 임계 온도를 초과하면, 타이머(405)는 임계 온도를 초과하여 소비되는 시간의 추적을 시작한다. 온도가 임계 온도 미만으로 떨어지면, 타이머(405)는 시간 추적을 종료한다. 트리거 로직(410)은 온도 센서(400)에 의해 측정되는 순간 온도(instant temperature)를 타이머(405)에 의해 측정되는 바와 같은 연관된 시간 또는 카운트와 누적하여 조합함으로써 접합 온도의 적분값(integral)을 계산한다. 접합 온도의 적분값이 적분 임계치를 초과하는 경우, 트리거 로직(410)은 NVM(110)의 적어도 일부분의 리프레시를 트리거한다. 따라서, 임계 온도를 초과하는 온도에서 소비된 시간 및 임계 온도를 초과하는 온도량은 NVM(110)의 리프레시의 주파수의 팩터(factor)들로서 작용한다.

일 실시예에서, 접합 온도의 적분값이 적분 임계치를 초과하지 않는 경우, 적분값이 NVM(110)내에 저장된다. NVM(110)의 온도가 임계 온도를 초과하는 다음 시간에, NVM(110)의 리프레시를 트리거하는 시기를 결정하기 위해 이전 적분 온도(integral temperature)가 현재 적분 온도와 합산된다.

일 실시예에서, 온도 센서(400), 타이머(405), 및 트리거 로직(410)은 NVM(110)내에 구현된다. 대안적으로, 타이머(405) 및 트리거 로직(410) 중 하나 또는 둘은 메모리 제어기(115)내에 구현된다.

도 5는 시간에 따른 NVM(110)의 예시적인 온도의 그래프이다. 도 2 및 도 5를 참조하면, 타이머(205)는 임계 온도(Tc1)를 초과하여 소비된 시간량(t1.1, t2.1, t3.1)을 추적한다. NVM(110)의 적어도 일부분의 리프레시(220)는 비휘발성 카운터(215)가 t1.1, t2.1 및 t3.1의 추적 내에서 임계 시간 주기에 도달할 때 트리거된다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 타이머(305)는 임계 온도(Tc1)를 초과하여 소비된 시간량(t1.1, t2.1, t3.1)을 추적한다. 일 실시예에서, 스텝 모듈들(310, 320) 중 하나 또는 둘은 곱셈하거나, 또는 그렇치 않으면 온도가 시간(t1, t2, t3) 동안 제 2 임계 온도(Tc2)를 초과할 때 타이머(305)의 카운트를 증가시키도록 동작한다. 대안적으로, 상기에서 논의된 것처럼, 스텝 모듈들(310, 320)은 세분단위 또는 리프레시 트리거 임계치를 감소시키도록 동작한다. 도 5는 2개의 임계 온도들의 예를 도시하지만, 본 발명의 실시예들은 리프레시의 주파수에 영향을 주는 임의의 수의 임계 온도들을 가질 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 온도 곡선 아래의 음영 영역들은 접합 온도의 적분값을 나타낸다. 상기에서 논의된 것처럼, 접합 온도의 적분값의 누적 값은 NVM(110)에 저장될 수 있고, 합이 임계값을 초과할 때 리프레시가 트리거된다.

도 6은 NVM(110)의 리프레시 동안 기록 요청을 위해 수행되는 예시적인 프로세스의 흐름도이다. 블록(600)에서, 메모리 제어기(115)는 NVM(110)의 리프레시가 트리거되었는지 여부를 결정한다. 블록(605)에서, 리프레시 동작을 수행하기 위한 NVM(110)의 일부분의 카피는 내부 캐시에 카피되어, NVM(110)의 일부분이 리프레시 동작 동안 판독 요청을 위해 이용가능하도록 한다(이하에서 추가적으로 논의됨). 블록(610)에서, 리프레시 동작이 개시된다. 일 실시예에서, 리프레시 동작은 검증 동작 이후에 프로그래밍 펄스들을 포함하는 프로그램 동작이다. 블록(615)에서, 기록 요청은 리프레시 동작 동안 수신된다. 블록(625)에서, 요청은 대기열(queue)에 배치되거나 그렇치 않으면 메모리 리프레시가 완료될 때까지 저장된다. 블록들(630, 635)에서, 리프레시가 완료되었는지가 결정되고, 기록 요청이 대기열로부터 제거되고 실행된다.

도 7은 NVM(110)의 리프레시 동안 판독 요청을 위해 수행되는 예시적인 프로세스의 흐름도이다. 블록(700)에서, 메모리 제어기(115)는 NVM(110)의 리프레시가 트리거되었는지 여부를 결정한다. 블록(705)에서, 리프레시 동작을 수행하기 위한 NVM(110)의 부분의 카피는 내부 캐시에 카피된다. 블록(710)에서, 리프레시 동작이 실행된다. 일 실시예에서, 리프레시는 리프레시-페이지로 지칭되는 세분단위(granularity)로 수행된다.

블록(715)에서, 판독 요청이 수신되고 메모리 제어기(115)는 리프레시를 수행하는 NVM(110)의 부분에 대한 요청이 지시되는지 여부를 결정한다. 블록(720)에서, 리프레시-페이지에 대한 판독 요청이 지시되는 경우, 캐시로부터 판독 요청이 실행된다.

대안적으로, 리프레시를 수행하는 NVM(110)의 부분에 대한 판독 요청이 지시되지 않는 경우, 메모리 제어기(115)는 리프레시를 수행하는 NVM(110)의 부분과 동일한 파티션(partition)에 대한 요청이 지시되는지 여부를 결정한다. 일 실시예에서, NVM(110)은 메모리를 다수의 파티션들("뱅크들(banks)"로도 지칭됨)로 분할하는데 사용되는 기록 중 판독(read-while-write: "RWW") 피처를 지원하여, 변경 또는 기록 동작이 다른 파티션에서 실행되는 동안 판독 동작이 하나의 파티션에서 실행되도록 한다. 블록(730)에서, 판독 요청이 리프레시가 진행중인 파티션과 상이한 파티션에 어드레싱하는 경우, 판독 요청은 RWW에 따라 실행된다.

블록(735)에서, 리프레시를 수행하는 NVM(110)의 부분과 동일한 파티션에 대한 판독 요청이 지시되는 경우, 요청은 충돌(conflict)을 초래하고, 파티션은 리프레시 동작이 완료될 때까지 판독될 수 없다(충돌을 처리하기 위한 방법은 이하에 기술됨).

도 8은 NVM(110)의 리프레시 동안 판독 요청으로 인해 발생하는 충돌을 처리하기 위해 수행되는 예시적인 프로세스의 흐름도이다. 블록(735)에서, 상기에서 논의된 것처럼, 리프레시를 수행하는 NVM(110)의 부분과 동일한 파티션에 대한 판독 요청이 지시될 때 충돌이 발생한다. 블록(800)에서, 이러한 충돌을 관리하기 위해, 요청된 데이터가 판독될 준비가 되었는지 및 판독 요청이 재전송되어야 하는지를 메모리 제어기(115)에게 통지하기 위해, "DNR"(Data-Not-Ready) 신호가 NVM(110)에 의해 설정된다. 블록(805)에서, 진행중인 페이지 리프레시가 인터럽트된다. 블록(810)에서, 메모리 제어기(115)는 리프레시를 수행하고 있던 파티션을 판독 모드로 스위칭한다. 블록(815)에서, 메모리 제어기(115)는 미리 결정된 시간 주기 동안 전송될 새로운 판독 요청 또는 재전송될 판독 요청을 대기한다. 블록(820)에서, 판독 요청이 미리 결정된 시간 주기의 종료 이전에 발생(issued)되지 않으면, 블록들(830, 835)에서, 메모리 제어기(115)는 파티션을 기록 모드로 스위칭하고 리프레시를 재시작한다.

판독 요청이 미리 결정된 시간 주기 동안 발생되면, 블록(825)에서, 판독 요청이 실행된다. 블록들(830, 835)에서, 메모리 제어기(115)는 파티션을 기록 모드로 스위칭하고 리프레시를 재시작한다.

도 9는 NVM(110) 리프레시를 메모리 제어기(115)에 동기화시키기 위해 사용되는 리프레시 레지스터에 대한 예시적인 값들을 나타내는 표이다. 리프레시 레지스터는 리프레시 동작들에 관한 정보를 포함한다. 트리거 이벤트 비트(RR.0)는 NVM(110)이 리프레시를 위해 적절할(due) 때에 설정된다. 일 실시예에서, 도 2 또는 도 3을 참조로 기술된 것처럼, NVM(110)의 모듈들은 트리거 이벤트 비트 페이지 리프레시를 메모리 제어기(115)와의 동기화된 리프레시로 설정한다. 페이지 리프레시 액티브(active) 비트(RR.1)는 리프레시 동안 판독 및 기록 요청들을 관리하기 위해 설정된다. 더욱이, 리프레시-페이지 어드레스는 리프레시 동안 판독 요청들 을 관리하기 위해 리프레시를 수행하는 NVM(110)의 영역을 나타내도록 부가적인 비트들(RR.2-RR.15)로 설정될 수 있다. 도 9의 리프레시 레지스터는 예시적인 것이며, 대안적인 실시예들에서, 더 많거나 더 적은 비트들을 포함할 수 있거나, 부가적인 기능들을 포함할 수 있거나, 또는 기술된 기능들을 상이한 순서로 포함할 수 있다.

도 10은 시간에 따른 NVM(110)의 예시적인 온도 및 상응하는 리프레시 레지스터 값들의 그래프이다. 예를 들어, 도 2 및 도 9를 참조하면, NVM(110)의 적어도 일부분의 리프레시는 비휘발성 카운터(215)가 임계 시간 주기에 도달할 때 트리거된다. 트리거 이벤트는 메모리 제어기(115)가 리프레시를 실행해야 함을 나타내기 위해 RR.0을 제로로 설정한다. 리프레시가 실행되는 동안, RR.1은 NVM(110)의 파티션이 비지(busy)임을 나타내도록 설정되고, RR.2-15는 NVM(110)의 어떤 페이지들이 리프레시를 수행하고 있는지를 나타내도록 설정된다.

도 6-8의 흐름도들을 참조로 기술된 방법들은 통상의 당업자가 프로그램들을 개발할 수 있도록 하며, 프로그램들은 적절하게 구성된 컴퓨터들, 휴대전화들, 소비자 전자 장치들, 및 메모리 카드들(예, 기계-판독가능 저장 매체로부터 명령들을 실행하는 프로세서 또는 제어기)에서 로직 블록들로 나타낸 동작들(행위들)을 실행하기 위한 상응하는 명령들을 포함한다. 컴퓨터-실행가능 명령들은 컴퓨터 프로그래밍 언어로 기록될 수 있거나 또는 펌웨어 로직이나 하드웨어 회로에 내장될 수 있다. "기계-판독가능 저장 매체"란 문구는 프로세서 또는 제어기에 의해 액세스가능한 임의의 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치를 포함하며, 반송파 들(carrier waves)을 위한 기계-판독가능 전송 매체와는 상이한 것으로 의도된다.

전술한 명세서에서, 본 발명은 본 발명의 특정한 예시적인 실시예들을 참조로 기술되었다. 본 발명의 보다 넓은 사상과 범주를 벗어남이 없이 본 발명에 대한 다양한 변형들이 이루어질 수 있음은 명백할 것이다. 기술된 본 발명의 일 실시예에서 호스트 디바이스는 개인용 컴퓨터이지만, 본 발명의 다른 실시예들은 호스트 디바이스에 대해 휴대전화, 개인용 휴대 단말기(PDA), 디지털 오디오 및/또는 비디오 플레이어, 디지털 카메라, 게임 콘솔 등을 구현할 수 있다. 따라서 명세서 및 도면들은 제한적인 관점이 아니라 예시적인 관점으로 간주되어야 한다.

Claims

비휘발성 메모리 내의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하는 비휘발성 메모리; 및

상기 온도가 시간 주기(period of time) 동안 임계 온도를 초과할 때 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시(refresh)하기 위한 제어기

를 포함하는 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 온도가 상기 임계 온도를 초과하는 시간량은 2개의 레벨들의 세분단위(granularity)로 추적(track)되는, 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 비휘발성 메모리가 상기 임계 온도를 초과하는 온도에서 동작하는 제 1 레벨의 세분단위의 시간의 카운터를 저장하기 위한 휘발성 메모리를 더 포함하고,

상기 비휘발성 메모리가 상기 임계 온도를 초과하는 온도에서 동작하는 제 2 레벨의 세분단위의 시간은 상기 비휘발성 메모리 내에 저장되며,

상기 제 2 레벨의 세분단위는 상기 제 1 레벨의 세분단위가 제 1 최대 카운트에 도달할 때마다 증분되고,

상기 제어기는 상기 제 2 레벨의 세분단위가 제 2 최대 카운트에 도달함으로 써 트리거될 때 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하는, 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 비휘발성 메모리는 제 2 레벨의 세분단위가 상기 제 2 최대 카운트에 도달할 때 트리거 이벤트 값을 저장하기 위한 레지스터를 포함하고,

상기 제어기는 상기 트리거 이벤트 값이 리프레시를 트리거하도록 설정된 것으로 결정될 때 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어기가 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하는 속도(rate)는 상기 임계 온도를 초과하는 온도의 증가에 상응하게 증가하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

캐시를 더 포함하고,

상기 제어기는 상기 비휘발성 메모리의 일부분을 상기 캐시에 카피하며, 상기 리프레시 동안 상기 비휘발성 메모리의 일부분에 대한 판독 요청을 상기 캐시에 재지시(redirect)하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 리프레시 동안 판독 요청을 수신하고, 상기 판독 요청이 종료될 때까지 상기 리프레시를 인터럽트(interrupt)하며, 상기 리프레시를 재시작(resume)하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 리프레시 동안 기록 요청을 수신하고, 상기 리프레시가 종료될 때까지 대기열(queue)에 상기 기록 요청을 배치하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 비휘발성 메모리는 상기 제어기가 상기 비휘발성 메모리를 현재 리프레시하고 있는지 여부를 나타내는 값을 저장하기 위한 레지스터를 포함하는, 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 비휘발성 메모리는 상기 비휘발성 메모리의 어느 부분이 현재 리프레시되고 있는지를 나타내는 값을 저장하기 위한 레지스터를 포함하는, 장치.
비휘발성 메모리 내의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하는 비휘발성 메모리; 및

상기 온도가 임계 온도를 초과할 때의 시간 주기 동안의 상기 온도의 적분값(integral)을 결정하고, 상기 적분값이 임계값을 초과할 때 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하기 위한 제어기

를 포함하는 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 온도가 상기 임계 온도를 초과할 때의 시간 주기 동안의 상기 온도의 적분값을 상기 온도가 상기 임계 온도를 초과했던 때의 이전 시간 주기들 동안의 상기 온도의 하나 이상의 적분값들과 합산하고, 상기 적분값들의 합이 상기 임계값을 초과할 때 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하는, 장치.
비휘발성 메모리 내의 온도를 측정하는 단계; 및

상기 온도가 시간 주기 동안 임계 온도를 초과할 때 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하는 단계

를 포함하는 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 온도가 상기 임계 온도를 초과하는 시간량은 2개의 레벨들의 세분단위(granularity)로 추적되는, 방법.
제 14 항에 있어서,

제 1 레벨의 세분단위는 상기 온도가 상기 임계 온도를 초과하는 시간 주기 동안 주기적으로 증분되고,

제 2 레벨의 세분단위는 상기 제 1 레벨의 세분단위가 제 1 최대 카운트에 도달할 때마다 증분되며,

상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분은 상기 제 2 레벨의 세분단위가 제 2 최대 카운트에 도달할 때 리프레시되는, 방법.
제 15 항에 있어서,

제 2 레벨의 세분단위가 상기 제 2 최대 카운트에 도달할 때 트리거 이벤트 값을 저장하는 단계; 및

상기 트리거 이벤트 값이 리프레시를 트리거하도록 설정되는지를 결정하는 단계

를 더 포함하고, 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하는 단계는 상기 결정에 응답하여 개시되는, 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 제어기가 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하는 속도는 상기 임계 온도를 초과하는 온도의 증가에 상응하게 증가하는, 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 비휘발성 메모리의 일부분을 캐시에 카피하는 단계;

상기 리프레시 동안 상기 비휘발성 메모리의 일부분에 대한 판독 요청을 수신하는 단계; 및

상기 판독 요청을 상기 캐시에 재지시(redirect)하는 단계

를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 리프레시 동안 판독 요청을 수신하는 단계;

상기 판독 요청이 종료될 때까지 상기 리프레시를 인터럽트하는 단계; 및

상기 리프레시를 재시작하는 단계

를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 리프레시 동안 기록 요청을 수신하는 단계;

상기 기록 요청을 대기열에 배치하는 단계; 및

상기 리프레시가 종료되면 상기 대기열로부터 하나 이상의 기록 요청들을 실행하는 단계

를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 제어기가 상기 비휘발성 메모리를 현재 리프레시하고 있는지 여부를 나 타내는 값을 저장하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 비휘발성 메모리의 어느 부분이 현재 리프레시되고 있는지를 나타내는 값을 저장하는 단계를 더 포함하는, 방법.
비휘발성 메모리 내의 온도를 측정하는 단계;

상기 온도가 임계 온도를 초과할 때의 시간 주기 동안 상기 온도의 적분값을 결정하는 단계; 및

상기 적분값이 임계값을 초과할 때 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하는 단계

를 포함하는 방법.
제 23 항에 있어서,

상기 온도가 상기 임계 온도를 초과할 때의 시간 주기 동안의 상기 온도의 적분값을 상기 온도가 상기 임계 온도를 초과했던 때의 이전 시간 주기들 동안의 상기 온도의 하나 이상의 적분값들과 합산하는 단계; 및

상기 적분값들의 합이 상기 임계값을 초과할 때 상기 비휘발성 메모리의 적어도 일부분을 리프레시하는 단계

를 더 포함하는, 방법.