TW201030746A - A bridging device having a configurable virtual page size - Google Patents
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Description
201030746 六、發明說明 本申請案根據2008年11月4日所提出美國專利暫時 申請案第61/111,013號、2009年6月8日所提出美國專 利暫時申請案第61/184,965號及2009年7月24日所提 出美國專利暫時申請案第1 2/508,926號請求優先權,在 此特倂提其揭露全文以供參考。 • 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有可配置的虛擬頁面大小之橋接裝 置° 【先前技術】 半導體記憶體裝置在目前可購得之工業及消費電子產 品中是重要的組件。例如,電腦、行動電話及其他可攜式 電子產品均倚賴某些型式之記憶體來儲存資料。許多記憶 • 體裝置能以商品或分離記憶體裝置購得,且對更高層次之 整合以及更高輸入/輸出(I/O)帶寬之需要已導致可與諸如 微控制器及其他處理電路之系統整合之埋入式記憶體之發 展。 大部分消費性電子使用諸如快閃記憶體裝置之非揮發 性記憶體裝置來儲存資料。由於此等裝置極適於雖然佔據 很小物理空間’卻需要大量非揮發性儲存之種種用途,因 此,快閃記憶體裝置之需要持續顯著增加。例如,快卩4記 憶體廣泛被發現於消費性裝置,像是數位相機、手機、通 -5- 201030746 用串列匯流排(USB)快閃裝置及可攜式音樂播放器,以儲 存此等裝置所用之資料。不幸地,多媒體及SSD要求大 量的記憶體,這可能增加其產品之格式參數大小及重量。 因此,消費性產品廠商藉由限縮包含於產品之實體記憶體 之數量來妥協,以保持其大小及重量可爲消費者所接受。 而且,雖然快閃記憶體可具有每單位面積較DRAM或 SRAM更高的密度,其性能卻通常因其較低I/O帶寬而受 限,這負面影響其讀取及寫入通量。 @ 爲滿足對記憶體裝置之無所不在應用性質的不斷增加 之需要,宜具有高性能記憶體裝置,亦即具有更高I/O帶 寬、更高讀取及寫入通量、及操作之彈性增加之裝置。 【發明內容】 於第一態樣中,提供一種配置用於半導體裝置中記憶 庫之頁面大小之方法。該方法包括:辨識待配置之多數記 憶庫之至少一記憶庫;發出僅包含對應該至少一記憶庫之 〇 配置碼之命令;以及響應對應該至少一記憶庫之該配置 碼,配置該至少一記憶庫之頁面大小。根據一實施例,該 等記憶庫從一最不重要記憶庫至一最重要記憶庫排序’且 該辨識步驟包括辨識該至少一記憶庫之最重要記憶庫。於 本實施例中,該至少一記憶庫之該最重要記憶庫對應於該 記憶庫之該最不重要記億庫。於本實施例中’該發出步驟 可包含提供一對應於該最不重要記憶庫之第一配置碼及一 對應於該最重要記憶庫之最後配置碼。而且’該發出步驟 -6 - 201030746 可包含提供對應於該最不重要記憶庫與該最重要記憶庫間 之插入記憶庫的中間配置碼。替代地,該發出步驟包括依 序對應於該記憶庫之排序提供該第一配置碼、該中間配置 碼及該最後配置碼。 於此替代性實施例中,該第一配置碼在時間上第一個 提供,該最後配置碼在時間上最後一個提供。於又一替代 性實施例中,該發出步驟包括在該第一配置碼前提供一標 φ 頭,其中該標頭包含後面有一操作碼之總體裝置位址。而 且,該發出步驟包括在該標頭始端驅動一選通信號至一第 一邏輯位準,並在該最後配置碼末端驅動一選通信號至一 第二邏輯位準。 於又一替代性實施例中,該配置步驟包括於該半導體 裝置中閂鎖該第一配置碼、該中間配置碼及該最後配置 碼。該配置步驟可進一步包括分時多工傳送該第一配置 碼、該中間配置碼及該最後配置碼時間至一資料匯流排。 Φ 接著,該閂鎖步驟包括於不同時間,閂鎖該第一配置碼、 該中間配置碼及該最後配置碼之每一者於該資料匯流排 上。替代地,該閂鎖步驟包括以一時鐘信號之上升及下降 緣之一同時閂鎖該第一配置碼、該中間配置碼及該最後配 置碼之每一者於該資料匯流排上。可於第二邏輯位準接收 該選通信號,使得不能於資料匯流排上閂鎖資料。 於第二態樣中,提供一種用以閂鎖大小可變之命令中 的頁面大小配置碼之電路。該電路包括一資料匯流排及一 頁面大小配置器。該資料匯流排於不同期間接收對應該等 201030746 頁面大小配置碼之至少一者之資料。該頁面大小配置器耦 接於該資料匯流排,以於不同期間閂鎖資料。該資料可包 含對應於一頁面大小配置碼之位元之一部份以及對應於~ 頁面大小配置碼之所有位元。該不同期間對應於時脈周 期,且該頁面大小配置器包括多數暫存器,其每一者具有 一連接於該資料匯流排之輸入端,用來響應於不同時脈周 期收到之脈波信號,閂鎖該資料。 根據第二態樣之一實施例,該頁面大小配置器包括一 骨牌啓動邏輯,用來響應一時鐘信號之上升及下降緣之 一,產生脈波信號。該骨牌啓動邏輯可包含多數閂鎖信號 產生器,其等相互串聯,並依序致能,以響應該時鐘信號 之上升及下降緣之一,產生該脈波信號。該骨牌啓動邏輯 包括一種子信號,其響應一啓動信號,致能該等閂鎖信號 產生器之一第一閂鎖信號產生器。該等閂鎖信號產生器之 每一者在一對應脈波信號產生後,致能一後續閂鎖信號產 生器。 【實施方式】 一般說來,至少某些實施例係有關合成記憶體裝置, 其包含:多數分離記憶體裝置;以及橋接裝置,用以響應 具有與記憶體裝置不相容之格式或協定,控制此等分離記 憶體裝置。分離記憶體裝置可爲市售離架記憶體裝置或客 製化記憶體裝置,其響應本機或本地記憶體控制信號。總 體及本地記憶體控制信號包含各具有不同格式之命令及命 201030746 令信號。 爲相對於分離記憶體裝置改進合成記憶體裝置之整體 取及寫入性能,橋接裝置配置成以大於分離記憶體裝置之 最大頻率之頻率接收寫入資料並提供讀取資料。爲說明本 實例,寫入操作及程式操作被視爲類似功能,此乃因爲於 二情況下,資料被儲存於記憶體之胞元內。然而,合成記 憶體裝置內之分離記憶體裝置操作無法足夠快速地對橋接 Φ 裝置即時提供其讀取資料,來使橋接裝置可以其更高料傳 輸速率輸出讀取資料。因此,爲補償此種速度失配,橋接 裝置包含虛擬頁面緩衝器,以暫時儲存從分離記憶體裝置 之頁面緩衝器讀取之至少一部分資料頁面,或將其寫至分 離記憶體裝置之頁面緩衝器。 根據本文所述技術實施之系統及裝置可適用於具有複 數個串聯裝置之記憶體系統。此等裝置例如爲記憶體裝 置’像是動態隨機存取記憶體(DRAM)、靜態隨機存取記 鲁 憶體(SRAM)、DiNOR快閃EEPROM記憶體、串聯快閃 EEPROM記憶體、鐵RAM記憶體、磁RAM記憶體、相變 記憶體及其他適當類型之記憶體。 以下係有助於對稍後說明之合成記憶體裝置及橋接裝 置實施例之較佳瞭解之二不同記憶體裝置及系統的說明。 第1A圖係與主機系統12整合之非揮發性記憶體系 統1〇之方塊圖。系統10包含與主機系統12通信之記憶 體控制器1 4以及複數個非揮發性記憶體裝置“」、^^ 2、1 6 - 3及1 6 - 4。例如非揮發性記憶體裝置1 6 _ 1至丨6 _ 4 -9- 201030746 可爲分離同步快閃記憶體裝置。主機系統包含諸如微控制 器、微處理器或電腦系統之處理裝置。第1A圖之系統10 被組成包含一通道18,記憶體裝置16-1至16-4與通道 18並聯。熟於本技人士當知系統10可具有多於或少於四 個之與其連接之記憶體裝置。於本圖示實施例中,記憶體 裝置16-1至16-4異步且相互並聯。 通道18包含一組共用匯流排,其包含連接於其所有 對應記憶體裝置之資料及控制線。各記億體裝置藉記憶體 Q 控制器1 4所提供之個別晶片選擇(致能)信號CE 1 #、 CE2#、CE3# 及 CE4#致能或失效。於以下此等實施例 中,“#”表示信號係有效低邏輯位準信號(亦即邏輯“ 0” 狀態)。於本方案中,晶片選擇信號之一通常一次選擇以 致能非揮發性記憶體裝置16-1至16-4之一對應者。記憶 體控制器14負責響應主機系統12之操作,經由通道 18,將命令及資料發至所選記憶體裝置。來自記憶體裝置 之讀取資料輸出經由通道18轉送回記憶體控制器14及主 0 機系統12。系統1〇 —般說來包含多點匯流排,其中記憶 體裝置16-1至16-4相對於通道18並聯。 第1B圖係可用於第1A圖之記憶體系統之分離快閃 記憶體裝置16-1至16-4之一的圖式。該快閃記憶體裝置 包含若干輸入及輸出埠,此等埠包含例如電源、控制埠及 資料埠。該名詞“埠”係指對記憶體裝置16_i至16_4之 輸入或輸出端子’其例如包含封裝接腳、封裝軟焊隆起、 晶片接合墊及發送器和接收器。電源埠包含用以供應電力 -10- 201030746 至快閃記憶體裝置之所有電路之VCC及VSS。如於本技 藝所周知,可提供額外電源埠來僅供應輸入及輸出緩衝 器。以下表1提供控制及資料埠、其對應說明、定義及例 示性邏輯狀態之例示性列表。須知,不同記憶體裝置可具 有不同名稱之控制及資料埠,其等可在功能上相當於表1 所示者,惟遵循專屬於該型記憶體裝置之協定。此等協定 可藉既定標準來約束或可針對特定用途客製化。須知封裝 〇 接腳及球形格柵陣列均係埠之具體例,其用來將封裝裝置 之信號及電壓互連至一板。此等埠可包含其他類型的連 接,像是例如用於埋入式及系統內封裝(SIP)系統之端子 及接觸。 -11 - 201030746 表1 埠 說明 R/B# 預備/忙碌:R/B#係開放汲極埠,且輸出信號被用來指出 裝置之操作狀態。在程式、抹除及讀取操作期間,R/B# 信號處於忙碌狀態(R/B#=LOW),並在操作完成後,回 到預備狀態(R/b#=high)。 CE# 晶片致能:當在裝置處於預備裝態期間,CE# HIGH 時,裝置進入低電力待命狀態。當裝置處於忙碌狀態 (R/B#= LOW)時,像是在程式或抹除或讀取操作期間, 忽略CE#信號,g卩使CE#輸入爲HIGH,仍不進入待命 模式。 CLE 命令閂鎖致能(CLE) : CLE輸入信號被用來控制對內部 命令暫存器之操作模式命令載入。當CLE HIGH時,於 WE#信號之上升緣,位址資訊被從I/O埠閂鎖入命令暫 存器。 ALE 位址閂鎖致能(ALE) : ALE被用來控制對內部位址暫存 器之資訊載入。當ALE HIGH時,於WE#信號之上升 緣,位址資訊被從I/O埠閂鎖入內部位址暫存器。 WE# 寫入致能:WE#信號被用來控制從I/O埠獲得資料。 RE# 讀取致能·· RE信號控制串聯資料輸出。在RE#之下降 緣後•可取得資料° WP# 寫入保護:WP#信號被用來保護裝置以免意外程式化 或抹除。當WP#LOW時,重設內部電壓調節器(高電 壓產生器)。該信號經常用來於輸入信號無效時,電力 on/off順序期間,保護資料。 i/o[i] I/O埠:用來作爲轉送位址、命令及輸入/輸出至及自裝 置之埠。變數η可爲任何非0整數値。 201030746 表1中所有信號一般均稱爲記憶體控制信號,用於第 1B圖所示例示性快閃記億體裝置之操作。須知,最後一 個埠I/〇[i]因可接收指示快閃記憶體裝置執行特定操作之 命令而被視爲記憶體控制信號。由於上升有效(asserted) 於埠l/0[i]之命令係應用於構成l/0[i]之每一個別信號線 之邏輯狀態與在和其他記憶體控制信號,例如WP #相同 之方式下運作之各I/〇[i]信號之邏輯狀態的組合。主要不 φ 同點在於I/〇[i]之邏輯狀態之特定組合控制快閃記憶體 裝置來執行一功能。經由其I/O埠收到之命令及命令信號 包含剩餘之控制埠。熟於本技藝人士瞭解於用以執行特定 記憶體操作之命令中提供操作碼(op-codes)。除了晶片致 能CE#外,所有其他埠均連結於構成通道18之個別總體 線。所有埠均以預定方式控制以執行記憶體操作。這包含 在提供位址、命令及I/O資料在I/O埠上時特定信號之信 號定時及排序。因此,用以控制第1 B圖之異步快閃記憶 φ 體裝置之記憶體控制信號具有特定格式或協定。 第1A圖之非揮發性記憶體裝置之每一者具有一用以 接收及提供資料之特定資料介面。於第1A圖之例子中’ 這是一般用於異步快閃記憶體裝置及某些像是規定於 ONFi2.0標準之同步快閃記憶體裝置中的並聯資料介面。 咸知並行提供資料之多位元之標準並聯資料介面受害於周 知之通信劣化效應,像是例如串音、信號偏置及信號衰 減,此等效應在其操作頻率外操作時降低信號品質。 爲增加資料通量,具有串聯資料介面之記憶體裝置業 -13- 201030746 已揭75於共同擁有,名稱爲 “Memory with Output Control”之美國專利公告案200701 53576及共同擁有, 名稱爲 “ Daisy Chain Cascading Devices” ,以例如 200 MHz之頻率串聯提供資料之美國專利公告案 2 0070 076 5 02。這稱爲串聯資料介面格式。如於此等共同 擁有之專利公告案所示,所說明記憶體裝置可用在相互串 聯之記憶體裝置之系統中。 第2A圖係顯示串聯記憶體系統例之槪念性質之方塊 圖。於第2A圖中,串聯環拓樸記憶體系統20包含記憶 體控制器22 ’其具有一組輸出埠Sout及一組輸入埠Sin 以及串聯之記億體裝置24-1、24-2、2 4,3及24-4。此等 記憶體裝置可例如爲串聯介面快閃記憶體裝置。雖於第 2A圖中未圖示,各記憶體裝置可具有一組輸入埠Sin及 一組輸出埠S out。此等輸入及輸出埠組包含諸如具體接 腳或連接之一或更多個別輸入/輸出(I/O)埠,其等介接記 憶體裝置至其所屬系統。於一例子中,記憶體裝置可爲快 閃記憶體裝置。替代地,記憶體裝置裝置可爲DRAM、 SRAM、DiNOR 快閃 EEPROM、串聯快閃 EEPR0M、鐵 RAM、磁RAM、相變RAM及其他適當類型之記憶體裝 置,其具有可與特定命令結構共容之I/O介面,以執行命 令或傳遞命令及資料至次一記憶體裝置。目前第2A圖之 例子包含四個記憶體裝置,不過,替代配置可包含單一記 憶體裝置或任何適當數目之記憶體裝置。因此,若記憶體 裝置2 4-1因連接於Sout而爲系統20之第一裝置,記憶 201030746 體裝置24-N即因連接於Sin而爲系統20之第N或最後裝 置,其中N爲大於〇之整數。24-3與2 4-N間之記憶體裝 置24-2、24-3及任何記憶體裝置係介於第一與最後記憶 體裝置間之串聯記憶體裝置。於第2A圖之例子中,記憶 體裝置24-1至24-N係同步且相互串聯連接記憶體控制器 22 ° 第2B圖係用於第2A圖之記憶體系統中之串聯介面 φ 快閃記憶體裝置(例如24-1至24-N)之圖式。此例示性串 聯介面快閃記憶體裝置包含電源埠、控制埠及資料埠。電 源埠包含用以供應電力至快閃記憶體裝置之所有電路之 VCC及VSS。如於本技藝所周知,可提供額外電源埠來僅 供應輸入及輸出緩衝器。以下表2提供控制及資料埠、其 對應說明、定義及例示性邏輯狀態之例示性列表。須知’ 不同記憶體裝置可具有不同名稱之控制及資料埠,其等可 在功能上相當於表1所示者,惟遵循專屬於該型記憶體裝 φ 置之協定。此等協定可藉既定標準來約束或可針對特定用 途客製化。 -15- 201030746 表2 埠 說明 CK/CK# 時脈:CK係系統時脈輸入。CK及CK#爲不同時脈輸 入。所有命令、位址、輸入資料及輸出資料均參考於二 方向之CK及CK#之交叉緣。 CE# 晶片致能:當CE# LOW時,裝置被致能。一旦裝置開 始一程式或抹除操作,晶片致能埠即可解除判定。此 外,CE# LOW啓動,而CE# HIGH貝IJ停止內物時脈信 號。 RST# 晶片重設:RST#提供裝置之重設。當RST# HIGH時, 裝置處於正常操作模式。當RST# LOW時,裝置進入重 設模式。 D[j] 資料輸入:(j=l,2,3,4,5,6,7或8)接收命令、位址及輸入 資料。若裝置配置成‘1位元鏈接模式(=內定)’,D1即爲 唯一有效信號,並於CK/CK#之8交點接收1位元分 封。若裝置配置成‘2位元鏈接模式(=內定)’,D1及D2 即爲僅存有效信號,並於CK/CK#之4交點傳輸1位元 分封。未使用之輸出埠接地。 Q[j] 資料輸出:(j=l,2,3,4,5,6,7或8)於讀取操作期間傳輸輸 出資料。若裝置配置成‘1位元鏈接模式(=內定)’,Q1即 爲唯一有效信號,並於CK/CK#之8交點接收1位元分 封。若裝置配置成‘2位元鏈接模式(=內定)’,Q1及Q2 即爲僅存有效信號,並於CK/CK#之4交點傳輸1位元 分封。未使用之輸出埠爲DNC(不連接)。 CSI 命令選通輸入:當CSI HIGH時,在CK與CK#交點, 透過D[j],閂鎖命令、位址及輸入資料。當CSI LOW 時,裝置忽略來自D[j]之輸入信號。 cso 命令選通輸出:回音信號CSO係源信號CSI之再傳輸 型。 DSI 資料選通輸入:當HIGH時,致能Q[j]緩衝器。當DSI LOW時,QH1緩衝器保持先前存取之資料。 DSO 資料選通輸出:回音信號DSO係源信號DSI之再傳輸 型。 -16- 201030746 除了信號CSO、DSO及QU]外,表2中之所有信號 均爲用於第2B圖之例示性快閃記億體裝置之操作的記憶 體控制信號。CSO及DSO係CSI及DSI之重發型,且 Q[j]係用以提供命令及資料之輸出。命令經由其D[j]埠接 收且命令信號包含控制埠RST#、CE#、CK、CK#及DSI。 於第2A圖所示例示性配置中,除了供至並聯之所有記憶 體裝置之CE#及RST#外,所有信號自記憶體控制器22串 φ 聯傳至串聯之各記憶體裝置。因此,第2B圖之串聯介面 快閃記憶體裝置接收具有其本身格式或協定之信號,以於 其內執行記憶體操作。 第2圖之串聯記憶體系統之進一步細節揭示於2008 年2月15日提出,共同擁有,名稱爲“ Clock Mode Determination in a Memory System” 之美國專利公告案 2009003 9927,其說明一種串聯記憶體系統,其中各記憶 體裝置接收並聯時脈信號,以及一種串聯記憶體系統,其 # 中各記憶體裝置接收源同步時脈信號, 具有一般可購得之第1B圖之異步快閃記憶體裝置及 第2B圖之串聯介面快閃記憶體裝置兩者容許記憶體系統 製造廠商提供兩型記憶體系統。然而,由於須尋找及購買 不同類型之記憶體裝置,因此,這可能爲記憶體系統製造 廠商帶來更高成本。熟於本技藝人士瞭解當大量購買時, 每一記憶體裝置之價格會減少,因此,大量購買來將記憶 體系統之成本降至最低。因此,雖然廠商可提供兩型記憶 體系統’卻有一型記憶體裝置因另一者之高市場需求而掉 -17- 201030746 出市場需求外之虞。這可能使其購買而得到無法使用之記 憶體裝置之供應。 如於第1B及2B圖所示’異步及串聯介面快閃記憶 體之功能埠指定或定義大致彼此不同,並因此彼此不相 容。用來控制分離記憶體裝置之數組信號之功能埠定義及 順序或時序稱爲協定或格式。因此,異步及串聯介面快閃 記憶體響應不同記憶體控制信號格式操作。這意謂第2 B 圖之串聯介面快閃記憶體無法用於多點記憶體系統,且對 ◎ 應地’第1 B圖之異步快閃記憶體裝置無法用於串聯環拓 樸記憶體系統。 雖然第2A及2B圖所示串聯介面快閃記憶體較第1A 及1 B圖之異步快閃記憶體裝置更宜用於其改進性能,記 憶體系統製造廠商卻可能不想處理異步快閃記億體裝置之 供應。而且,由於其到處用於產業中,因此,異步快閃記 憶體裝置相對於諸如第2A圖之串聯介面快閃記憶體之替 代快閃記憶體裝置購買起來較便宜。目前,記憶體系統製 @ 造廠商對以最小成本利用串聯互接裝置之性能優點並無解 決方案。 至少本文所說明之某些例示性實施例提供高性能合成 記憶體裝置,其於多晶片封裝(MCP)或系統內封裝(SIP)中 以高速介面晶片或橋接裝置與分離記億體裝置結合。橋接 裝置提供I/O介面,該I/O介面與其整合入之系統介接’ 接收遵循總體格式之總體記憶體控制信號’並將命令轉換 成遵循可與分離記億體裝置相容之本機或本地格式之本地 -18- 201030746 記憶體控制信號。藉此’橋接裝置容許再使用諸如NAND 快閃記憶體裝置之分離記憶體裝置,同時提供橋接裝置之 I/O介面所賦與之性能優點。橋接裝置可實施成與封裝中 之分離記憶體裝置整合之分離邏輯晶片。 於本例子中,總體格式係可與第2A及2B圖之串聯 介面快閃記憶體相容之串聯資料格式,且本地格式係可與 第1 A及2 B圖之異步快閃記憶體裝置相容之並聯資料格 〇 式。然而,由於依用於合成記憶體裝置之分離記憶體裝置 之類型及用於其內之合成記憶體裝置之記憶體系統類型而 定,可使用任一對記憶體控制信號格式,因此,本發明之 實施例不限於不限於以上例示性格式。例如,記憶體系統 之總體格式可遵循開放NAND快閃介面(〇NFi)標準,且本 地格式可遵循異步快閃記憶體裝置記憶體控制信號格式。 例如’於特定〇 N F i標準上係Ο N F i 2.0規格。替代地,總 體格式可遵循遵循異步快閃記憶體裝置記憶體控制信號格 β 式,且本地格式可遵循ONFi 2.0規格格式。 第3A圖係根據本發明,合成記憶體裝置之方塊圖。 如第3A圖所示,合成記憶體裝置100包含連接於四個分 離記億體裝置104之橋接裝置1〇2。分離記憶體裝置104 之每一者可爲例如包含8Gb記憶體容量之異步快閃記憶 體裝置’不過’可使用任何容量之分離記憶體裝置來替代 8 Gb裝置。而且,合成記憶體裝置丨00不限於四個分離記 憶體裝置。當橋接裝置102被設計來調節合成記億體裝置 100中分離記憶體裝置之最大數目時,可包含任何數目之 -19- 201030746 分離記憶體裝置。 合成記憶體裝置100具有:輸入埠GLBCMD_IN,用 以接收總體命令;以及輸出埠GLBCMD_OUT,用以傳遞 所接收總體命令及讀取資料。第3B圖係顯示根據本實施 例,總體命令之配置之示意圖。總體命令110包含具有特 定格式之總體記億體控制信號(GMCS) 1 1 2以及位址標頭 (AH) 1 1 4。此等總體記憶體控制信號1 1 2提供記憶體命令 及諸如用於第2B圖之串聯介面快閃記憶體裝置之記憶體 Q 控制信號之命令信號。位址標頭114包含用於系統位準及 合成記憶體裝置位準之定址資訊。此額外定址資訊包含總 體裝置位址(GDA)l 16 :用來選擇合成記憶體裝置,以執 行記憶體命令中的操作碼;以及本地裝置位址 (LDA)l 18,用來於所選合成記憶體裝置內選擇特定分離 裝置以執行操作碼。簡言之,總體命令包含對應於一格式 之所有記憶體控制信號,又包含定址資訊,其可用來選擇 或控制合成記憶體裝置或其內之分離記憶體裝置。 © 須知,橋接裝置1 02不執行操作碼或存取具有列及位 址資訊之任何記億體位置。橋接裝置1 02使用總體裝置位 址1 1 6來判定其是否被選擇來轉換所接收總體記憶體控制 信號112。若選擇,橋接裝置102即使用本地裝置位址 1 1 8來判定經轉換之總體記憶體控制信號1 1 2被送至哪些 分離記憶體裝置。爲與所有四個分離記憶體裝置1〇4通 信,橋接裝置102包含四組本地I/O埠(未圖示),如稍 後所討論,其每一者連接於對應分離記憶體裝置。各組本 -20- 201030746 地I/O埠包含分離記憶體裝置適當操作所需所有信號,並 藉此發揮本地裝置介面之功能。 藉任一分離記憶體裝置104自合成記憶體裝置100或 自先前之合成記憶體裝置提供讀取資料。特別是,橋接裝 置102可連接於記憶體系統之記憶體控制器,或串聯互接 之系統中另一合成記憶體裝置之另一橋接裝置。輸入培 GLBCMD — IN及輸出埠GLBCMD — OUT可爲封裝接腳、其 他實體導體或任何其他電路,用以發送/接收總體命令信 號及讀取資料至及自合成記憶體裝置100,且特別是至及 自橋接裝置102。因此,橋接裝置102具有接至輸入埠 GLBCMD — IN及輸出埠GLBCMD — OUT之對應連接,而可 與諸如第2A圖所示記憶體控制器22之外部控制器,或自 系統中其他合成記憶體裝置,與橋接裝置通信。如於第7 圖之例示性例子所示,很多合成記憶體裝置可相互串聯。 第4圖係根據一實施例,對應第3A圖所示橋接裝置 Φ 1〇2之橋接裝置200之方塊圖。橋接裝置200具有橋接裝 置輸入/輸出介面2 02、記憶體裝置介面2 04及格式轉換器 206。格式轉換器206包含:命令格式轉換器208,用來 將包含第一格式之總體命令及總體命令之總體記憶體控制 信號轉換成第二格式;以及資料格式轉換器210,用來於 第一格式與第二格式間轉換資料。命令格式轉換器208又 包含狀態機器(未圖示),用以根據第二格式,響應第一格 式之總體記憶體控制信號,控制諸如第3A圖之分離記憶 體裝置104之分離記憶體裝置。 •21 - 201030746 橋接裝置輸入/輸出介面202與例如像是記憶體控制 器或其他合成記憶體裝置之外部裝置通信。橋接裝置方塊 圖之输入/輸出介面202以例如像是串聯命令格式之總體 格式從記憶體控制器或其他合成記憶體裝置接收總體命 令。進一步參考第3B圖’橋接裝置輸入/輸出介面2〇2處 理總體命令1 1 〇之總體裝置位址n 6以判定總體命令1 1 〇 是否被定址至對應合成記憶體裝置,並處理總體命令110 之本地裝置位址118以判定對應合成記憶體裝置之哪些分 錄 離記憶體裝置接收已轉換之命令,其包含操作碼、任選列 和行位址以及任選寫入資料。若總體命令被定址至連接於 橋接裝置200之分離記憶體裝置,格式轉換器206中之命 令格式轉換器208即將提供操作碼、命令信號及任—列位 址資訊之總體記憶體控制信號1 1 2從總體格式轉換成本地 格式’並將其送至記憶體裝置介面204。若寫入資料例如 以串聯資料格式提供至橋接裝置輸入/輸出介面202,橋接 裝置輸入/輸出介面202即包含用來以並聯格式提供資料 © 位元之串聯-並聯轉換電路。爲讀取操作,橋接裝置輸入 /輸出介面2 02包含並聯-串聯轉換電路,用來以串聯格 式提供資料位元,供透過GLBCMD_OUT輸出埠輸出。 假設總體格式及本地格式已知,因此,特別設計命令 格式轉換器20 8之邏輯,以執行可與分離記憶體裝置1〇4 相容之信號之邏輯轉換。須知,命令格式轉換器2 08可包 含控制邏輯,其至少大致類似記憶體系統之記憶體控制器 者,用來藉具有本機格式之記億體控制信號,控制分離記 -22- 201030746 憶體裝置。例如,若分離記憶體裝置係諸如記憶體裝置 16-1至16-4之異步記憶體裝置’命令格式轉換器2〇8即 可包含第1A圖之記憶體控制器14之相同控制邏輯。這 意謂命令格式轉換器208中的控制邏輯將本地格式之記憶 體控制信號之時序及順序提供至分離記憶體裝置。 若總體命令對應於資料寫入操作,格式轉換器206中 之資料格式轉換器2 1 0即將資料從總體格式轉換成本地格 Φ 式’並將其送至記憶體裝置介面204。讀取或寫入資料之 位元無需邏輯轉換,因此,資料格式轉換器210確保第一 資料格式與第二資料格式間之適當映射。格式轉換器206 發揮資料緩衝器之功能,其儲存自分離記憶體裝置讀取之 資料,並寫入從橋接裝置輸入/輸出介面2 02收到之資 料。因此,可調節總體格式與本地格式間的資料寬度失 配。而且,分離記憶體裝置與橋接裝置200以及橋接裝置 200與其他合成記憶體裝置間之不同資料傳輸速率因資料 ^ 格式轉換器210之緩衝功能而調節。 記憶體裝置介面2 04接著將轉換成本地命令格式之命 令轉遞或傳送至藉第3B圖之總體命令110之本地裝置位 址118選擇之分離記憶體裝置。於本實施例中,轉換之命 令經由命令路徑2 1 2提供。於一實施例中,命令路徑2 1 2 包含連接於合成記憶體裝置之各分離記憶體裝置與記憶體 裝置介面204間之i組專用本地I/O埠LCCMD-k或通 道。變數i係對應合成記憶體裝置中分離記憶體裝置之數 目之整數。例如各LCCMD-k包含第1B圖及表1所示所 -23- 201030746 有埠。 以下係進一步參考第3A圖之合成記憶體裝置100所 作橋接裝置200之操作例之說明。爲讀取操作,接收諸如 總體讀取命令之總體命令,其經由輸入埠GLBCMD_IN到 達橋接裝置輸入/輸出介面202。該總體讀取命令包含總體 記憶體控制信號,其對從連接於橋接裝置200之分離記憶 體裝置1 04讀出之資料提供總體格式之操作碼以及列和行 資訊。一旦橋接裝置輸入/輸出介面202判定已經藉由比 較總體裝置位址116與合成記憶體裝置1〇〇之預定位址, 爲總體讀取命令作選擇,命令格式轉換器208即將總體讀 取命令轉換成可與待執行讀取資料命令之分離記憶體裝置 1 04相容之本地格式。如稍後將說明,合成記憶體裝置可 具有指定位址。總體讀取命令之本地裝置位址118被轉遞 至記憶體裝置介面2〇4,且轉換之讀取資料命令被提供至 藉本地裝置位址118,經由命令路徑212之對應組本地 I/O埠定址之分離記憶體裝置。 稱爲讀取資料之資料自所選分離記憶體裝置104讀 取,並經由本地格式中記憶體裝置介面204之相同本地 I/O埠提供至資料格式轉換器210。資料格式轉換器210 接著將自本地格式讀取之資料轉換成總體格式,並透過橋 接裝置介面202之輸出埠GLBCMD_〇UT,提供自所選分 離記憶體裝置1 04讀取之資料至記憶體控制器。橋接裝置 介面202內部切換電路,用以將自資料格式轉換器210讀 取之資料或輸入埠 GLBCMD_IN 耦接至輸出埠 201030746 GLBCMD_OUT。 第5圖係根據本實施例實施之記憶體系統,其具有複 數個成環拓樸與記憶體控制器串聯之合成記憶體裝置。於 本實施例中,圖示合成記憶體裝置之每一者具有第3A圖 所示建構,其可具有第4圖之橋接裝置200。第5圖之記 憶體系統3 00類似於第2 A圖之串聯記憶體系統20。記憶 體系統300包含記憶體控制器302及合成記憶體裝置 φ 3 04- 1至3〇4-j ’其中j係整數◊個別合成記憶體裝置304-1至3〇4-j與記憶體控制器3 02串聯互接。類似於第2A 圖之系統20,合成記憶體裝置304- 1因連接於記憶體控 制器302之輸出埠Sout而爲記憶體系統300之第一合成 記憶體裝置,而記憶體裝置3 04-n則因連接於記憶體控制 器302之輸入埠Sin而爲記憶體系統300之第一合成記億 體裝置。合成記憶體裝置3 04-2至3 04-7係介於其間串聯 連接於第一與最後合成記憶體裝置間之記憶體裝置。輸出 φ 埠Sout提供總體格式之總體命令。輸入埠Sin接收總體 格式之讀取資料,以及在其透過所有合成記憶體裝置傳輸 時接收總體命令。 第5圖所示合成記億體裝置之每一者類似於第3A圖 所示合成記憶體裝置100。合成記憶體裝置之每一者具有 橋接裝置102及四個分離記憶體裝置104。如前述,合成 記憶體裝置之每一者之各橋接裝置102連接於個別分離記 憶體裝置104、記憶體控制器3 02及/或串聯拓樸或串聯互 接配置中前一或後續合成記憶體裝置。各合成記憶體裝置 25- 201030746 3 04- 1至304-j之功能與前述第3A及4圖所說明實施例相 同。 於記憶體系統300中,各合成記憶體裝置指定唯一總 體裝置位址。該唯一總體裝置位址可儲存於橋接裝置102 之裝置位址暫存器中,更具體而言,於第4圖所示橋接裝 置方塊圖之輸入/輸出介面2 02之暫存器中。在記憶體系 統3 00之上電相期間,可使用如共同擁有,名稱爲 “ Apparatus and Method for Producing Identifiers Regardless of Mixed Device Type in a Serial Interconnection”之美國專利公告案 200801 92649所說明 之裝置位址指定方案,自動指定位址。而且,各合成記憶 體裝置可包含分離裝置暫存器,用以儲存有關各合成記憶 體裝置304中分離記憶體裝置數目。因此,於操作之相同 上電相期間,記億體控制器可詢問各分離裝置暫存器,並 記錄各合成記憶體裝置內分離記憶體裝置之數目。因此, 記憶體控制器可選擇性將記憶體系統300之各合成記憶體 裝置304中個別分離記憶體裝置1〇4定址。 以下係使用選擇合成記憶體裝置3 04-3來執行記憶體 操作之例子,對記憶體系統3 00之操作之說明。於本例子 中,記憶體系統3 00係類似於第2圖所示系統之串聯記憶 體系統,分離記憶體裝置1〇4之每一者假設爲異步NAN D 快閃記憶體裝置。因此,合成記憶體裝置304-1至3 04-j 之每一者中的橋接裝置102被設計來接收記憶體控制器 302以總體格式發出之總體命令’並將其轉換成可與 201030746 NAND快閃記憶體裝置相容之本地格式。進一步假設記憶 體系統已經上電,且業已指定用於各合成記憶體裝置之位 址。 記憶體控制器302從其Sout埠發出總體命令,其包 含對應於合成記憶體裝置3 04-3之總體裝置位址1 16。第 —合成記憶體裝置304-1接收總體命令,且其橋接裝置 1 02比較其指定總體裝置位址與總體命令中者。由於總體 φ 裝置位址失配,因此,用於合成記憶體裝置之橋接裝置 102忽略總體命令,並將總體命令傳至合成記憶體裝置 3 04-2之输入埠。相同動作發生於合成記憶體裝置304-2,此乃因爲其指定總體裝置位址與總體命令中者失配。 因此,總體命令被傳至合成記憶體裝置304-3。 合成記憶體裝置304-3之橋接裝置102判定其指定總 體裝置位址與總體命令中者之失配。因此,合成記憶體裝 置3 04-3之橋接裝置102將本地記憶體控制信號轉換成可 與N AND快閃記憶體裝置相容之本地格式。接著,橋接裝 置102對本地裝置位址1 18所選NAND快閃記憶體裝置發 送包含於總體命令之轉換命令。所選N AND快閃記憶體裝 置接著執行對應其所接收本地記憶體控制信號之操作。 當合成記憶體裝置304·3之橋接裝置1〇2轉換總體命 令時,其將總體命令傳至次—合成記憶體裝置。剩下的合 成記憶體裝置忽略總體命令’其最後在記憶體控制器3 02 之Sin埠被接收到。若總體命令對應讀取操作,合成記憶 體裝置304-3之所選NAND快閃記億體裝置即以本地格式 -27- 201030746 提供讀取資料至其對應橋接裝置102°橋接裝置102接著 將讀取資料轉換成總體格式’並透過其輸出埠傳至次一合 成記憶體裝置。所有剩下之合成記憶體裝置之橋接裝置 102將讀取資料傳至記憶體控制器302之Sin埠。熟於本 技藝人士當知’可發出其他總體命令以執行NAND快閃記 憶體裝置中的不同操作’所有總體命令藉所選合成記憶體 裝置之橋接裝置1〇2轉換。 於本實施例中,總體命令被傳至記憶體系統3 00中之 翁 所有合成記憶體裝置。根據替代實施例’橋接裝置1 包 含額外邏輯,以禁止總體命令傳至記憶體系統300中之其 他合成記憶體裝置。更具體而言’一旦所選合成記憶體裝 置判定總體裝置被定址於其上,其對應橋接裝置1〇2即驅 動其輸出埠至空値,例如像是VSS或VDD之固定電壓位 準。剩下之未選合成記憶體裝置因未執行總體命令而保存 切換電力。此一用於串聯記億體系統之省電方案之細節說 明於共同擁有,名稱爲 “Apparatus and Method for ^ Producing Identifiers Regardless of Mixed Device Type in a Serial Interconnection 之美國專利公告案 20080201588 ° 前面所說明之第5圖之實施例顯示一種記憶體系統, 其中各合成記憶體裝置304-1至304-N內具有諸如異步 NAND快閃記憶體裝置之同型分離記憶體裝置。由於所有 合成記憶體裝置均相同,因此,其稱爲同質記憶體系統。 於替代實施例中,異質記憶體系統可行,其中不同合成記 -28- 201030746 憶體裝置具有不同型之分離記億體裝置。例如,某些合成 記憶體裝置包含異質記憶體系統,而其他則包含異步 NAND快問記憶體裝置。在此一替代實施例中,所有合成 記憶體裝置遵循相同總體格式,然而,於內部,各合成記 憶體裝置之橋接裝置2〇〇設計成將總體格式記憶體控制信 號轉換成對應NOR快閃記憶體裝置或NAND快閃記憶體 裝置之本地格式記億體控制信號。 φ 於又另外實施例中’單一合成記憶體裝置可具有不同 類型的分離記憶體裝置。例如,單一合成記憶體裝置可包 含二異步NAND快閃記憶體裝置及二NOR快閃記憶體裝 置。該“混合”或“異種”合成記憶體裝置可遵循稍早所說 明之相同總體格式,惟在內部,其橋接裝置可方案來將總 體格式記憶體控制信號轉換成對應於NAND快閃記憶體裝 置及NOR快閃記憶體裝置之本地格式記憶體控制信號。 此一橋接裝置可包含一用於N AND快閃記憶體裝置及 • NOR快閃記憶體裝置之每一者之專用格式轉換器,此等 裝置可藉前面所說明在總體命令中提供之位址資訊來選 擇。如就第3B圖所說明,位址標頭114包含在系統位準 及合成記憶體裝置位準下使用之定址資訊。此額外之定址 資訊包含:總體裝置位址(GDA)l 16,用以選擇合成記憶 體裝置來執行記憶體命令中的操作碼;以及本地裝置位址 (LDA)l 18,用來於所選合成記憶體裝置內選擇特定分離 裝置以執行操作碼。橋接裝置可具有一選擇器,其使用 LD A 118來決定總體命令應選路至二格式轉換器中的哪一 -29- 201030746
前面所說明之合成記憶體裝置之實施例顯示響應一格 式之記憶體控制信號之分離記憶體裝置可如何使用具有第 二及不同格式之總體記憶體控制信號來控制。根據一替代 實施例,橋接裝置200可方案成接收具有一格式之總體記 憶體控制信號,以對分離記憶體裝置提供具有相同格式之 本地記憶體控制信號。換言之,此一合成記憶體裝置配置 來接收記憶體控制信號,此等信號用來控制分離記億體裝 置。此一配置容許多數分離記憶體裝置獨立於合成記憶體 裝置之其他分離記憶體裝置外,各發揮記憶庫之功能°因 此,各分離記憶體裝置可自橋接裝置200接收其命令’並 執行大致相互平行之操作。這亦稱爲並行操作。因此’橋 接裝置2 00之方案簡化,因爲無需命令轉換電路。 前面所說明之實施例說明合成記憶體裝置中之分離記 億體裝置可如何響應不同命令格式。這透過橋接裝置達 成,該橋接裝置將所接收總體命令轉換成可與分離記憶體 裝置共容之本機命令格式。例如,串聯命令格式可轉換成 異步NAND快閃記憶體裝置。由於任一對命令格式可相互 轉換,因此,實施例不限於此二格式。 無論使用哪種格式,根據至少某些例示性實施例實施 之合成記億體裝置之優點在於每一者均可以一頻率操作以 提供明顯高於其內分離記憶體裝置者之資料通量。例如使 用第3A圖所示合成記憶體裝置,若各分離記憶體裝® 1 04係傳統異步NAND快閃記憶體裝置’其最大之每一接 201030746 腳之資料傳輸速率約爲40 Mbps。然而,與一時脈同步接 收至少一資料流之橋接裝置102可配置成以166 MHz頻 率操作,結果產生最小之每一接腳之資料傳輸速率約爲 3 3 3 Mbps(每秒百萬位元)。依用來製造橋接裝置1〇2之加 工技術而定,操作頻率可爲200 MHz或更高以甚至實現 更高的每一接腳之資料傳輸速率。因此,於使用第5圖之 記億體系統300來儲存資料之較大系統中,可獲得高速操 φ 作。應用例係使用記憶體系統3 00來作爲計算系統中的大 量儲存媒體,或需要高性能及大儲存容量之其他用途。 雖然分離記憶體裝置與橋接裝置間的資料傳輸速率失 配可能很大,目前所顯示之橋接裝置102實施例卻補償任 何位準的失配。根據許多例示性實施例,在從對應合成記 憶體裝置100讀取之操作期間,橋接裝置102預先取得並 儲存預定量之從所選分離記憶體裝置104讀取之資料。以 容許分離記憶體裝置104之最大資料傳輸速率,將讀取資 • 料轉送至橋接裝置1〇2。一旦預定量之讀取資料儲存於橋 接裝置1 02中,其即可不受限制,以最大資料傳輸速率輸 出。就對合成記憶體裝置100之程式或寫入操作而言,橋 接裝置102以其最大資料傳輸速率接收程式資料並將其儲 存。接著’橋接裝置102以容許分離記憶體裝置104之最 大資料傳輸速率,將儲存於所選分離記憶體裝置1 04之資 料程式化。可將容許自分離記憶體裝置讀取資料及程式化 該資料之最大資料傳輸速率標準化或勾勒於其文件技術規 格中。 -31 - 201030746 第4圖槪略描繪橋接裝置200之功能方塊,而第6圖 則顯示根據一例示性實施例實施之橋接裝置200之更詳細 方塊圖。橋接裝置4 00包含四個主要功能方塊,其對應第 4圖所示橋接裝置200者。其係橋接裝置輸入/輸出介面 402、記憶體裝置介面404、命令格式轉換器406及資料 格式轉換器408。此等方塊具有分別對應第4圖之方塊 202、204、2 08及210之功能。第6圖之實施例適用於合 成記憶體裝置包含傳統NAND快閃記憶體裝置之例子,且 q 合成記憶體裝置本身配置成具有對應第2B圖之串聯介面 快閃記憶體裝置之串聯介面。以下係方塊402、404、406 及408之詳細說明。 橋接裝置輸入/輸出介面402接收具有一格式之總體 記憶體控制信號,並將所接收總體記憶體控制信號及從分 離裝置記憶體讀取之資料送至後續合成記憶體裝置。於本 實施例中,此等總體記憶體控制信號與說明於表2之第 2B圖中之辨識記憶體控制信號相同。相對於使用本實施 @ 例之第4圖,總體命令GLBCMD_IN包含總體記憶體控制 信號 CSI、 DSI及 D[j],且傳送之總體命令 GLBCMD_OUT包含總體記憶體控制信號CSI、DSI及D[j] 之對應型,分別稱爲CSO' DSO及Q[j]。上述總體記憶 體控制信號CSI、DSI及D[j]被視爲總體命令,因爲其等 須使橋接裝置4〇〇能執行操作。 橋接裝置輸入/輸出介面402具有用以接收表2中先 前槪述之信號之輸入及輸出埠。此方塊包含周知之輸入緩 -32- 201030746 衝器電路、輸出緩衝器電路、驅動器、用以控制輸入及輸 出緩衝器電路之控制邏輯以及所需控制信號至命令格式轉 換器406之路由以及不同型資料至及自資料格式轉換器 4〇8之路由。此等類型之資料例如包含,惟不限於位址資 料、讀取資料程式或寫入資料及配置資料。於輸入埠D[j] 收到及於輸出埠Q [j ]提供之資料可委單資料傳輸速率 (SDR)或雙資料傳輸速率(DDR)。熟於本技藝人士當知 φ SDR資料被閂鎖於時脈信號之各上升或下降緣上,而 DDR資料則被閂鎖於時脈信號之上升及下降緣兩者上。 因此,輸入及輸出緩衝器包含適當之SDR或DDR閂鎖電 路。須知,橋接裝置輸入/輸出介面402包含控制信號流 通路徑’其將接收控制信號CSI及DSI之輸入璋耦接於提 供對應信號CSO及DSO之對應輸出璋。同樣地,資料信 號流通路徑將接收輸入資料流D[j]之輸入埠耦接於提供輸 出資料流Q[j]之對應輸出埠。輸出資料流可爲於D[j]收到 # 之輸入資料流或自連接於橋接裝置400之分離裝置記憶體 提供之讀取資料。 於本實施例中,橋接裝置400與記憶系統中其他橋接 裝置並聯之不同時脈CK及CK#。任選地,不同時脈CK 及CK#係源同步時脈信號,其自諸如第5圖之記憶體控 制器3 02之記億體控制器提供,並經由其個別橋接裝置自 一合成記憶體裝置串聯傳送至另一裝置。在此一配置中, 橋接裝置400包含時脈流通路徑,將在輸入埠收到之不同 時脈CK及CK#耦接至對應輸出埠(未圖示)。在此倂提共 -33- 201030746 同擁有,名稱爲 “CLOCK MODE DETERMINATION IN A MEMORY SYSTEM”之美國專利公告案2009003 9927,其 揭示用來使串聯記憶體裝置能藉平行或源同步時脈操作之 電路。因此,美國專利公告案20090039927所教示之技術 亦可應用於橋接裝置400。 記憶體裝置介面404提供本地記憶體控制信號,其遵 循可與分離裝置記憶體相容之本機或本地格式。此格式可 異於總體記憶體控制信號之格式。於本實施例中,記憶體 裝置介面404具有數組本地記憶體控制信號,用以控制對 應數目之傳統NAND快閃記憶體裝置,其中各組本地記憶 體控制信號包含表1中先前槪述之信號。於本例中’且參 考第4圖,各組本地記憶體控制信號提供本地命令信號 LCCMD至合成記憶體裝置中對應NAND快閃記憶體裝 置。因此,若於合成記憶體裝置中有k個NAND快閃記憶 體裝置,即有k組本地命令信號LCCMD或通道。於第6 圖中,二整組本地記憶體控制信號標以 LCCMD-1及 LCCMD-2,且最後一整組本地記憶體控制信號被簡單顯示 爲輸出埠LCCMD-k。此等本地命令按適當順序、邏輯狀 態以及可與NAND快閃記憶體裝置相容之時序提供’使其 執行編碼於本地命令中之操作。 記憶體裝置介面404具有用以提供表1中先前槪述之 本地命令信號之輸出埠,以及用以提供寫入資料及接收讀 取資料之雙向資料埠I/〇[i]。雖未圖示於第6圖,記憶體 裝置介面404從各NAND快閃記憶體裝置收到預備/忙碌 201030746 信號R/B #。邏輯及操作碼轉換器塊組4 1 4使用此狀態信 號判定何時對應NAND快閃記憶體裝置之程式、抹除及讀 取操作之任一者完成。此方塊包含周知之輸入緩衝器電 路、輸出緩衝器電路、驅動器、用以控制輸入及輸出緩衝 器電路之控制邏輯以及至及自資料格式轉換器408之路 由。此等類型之資料例如包含,惟不限於位址資料、讀取 資料程式或寫入資料及配置資料。 ❹ 命令格式轉換器406包含至少一操作碼暫存器410、 總體裝置位址(GDA)暫存器412及邏輯及操作碼轉換器塊 組414。資料格式轉換器408包含記憶體416、用於記憶 體416之時序控制電路418、位址暫存器42 0、VPS配置 器電路422、資料輸入路徑電路424及資料輸出路徑電路 426。首先詳細說明命令格式轉換器406。 命令格式轉換器406接收對應於總體命令之總體記憶 體控制信號,並進行二主要功能。爲首係操作碼轉換功 • 能,其將總體命令之操作碼解碼,並提供本地命令中的本 地記憶體控制信號,其表示與總體命令所指定者相同之操 作。此操作碼轉換功能藉內部轉換邏輯(未圖示)執行《例 如,若總體命令係對自特定位址讀取資料之請求,所產生 之轉換本地記憶體控制信號即對應自所選NAND快閃記億 體裝置讀取之操作。第二主要功能係橋接裝置控制功能, 其響應總體命令,產生用以控制橋接裝置40 0之其他電路 之內部控制信號。該橋接裝置控制功能藉內部狀態機器 (未圖示)提供,該機器被預先程式化以響應所有有效總體 -35- 201030746 命令。 GDA暫存器412儲存稱爲總體裝置位址之預定及指 定之合成記憶體裝置。此總體裝置位址允許記憶體控制器 選擇記憶體系統中複數合成記億體裝置之一合成記憶體裝 置,以處理其發出之總體命令。換言之,僅在選出合成記 億體裝置時執行上述二主要功能。如第3B圖於前面討 論,總體命令110包含總體裝置位址欄116,用以選擇合 成記憶體裝置來響應總體記憶體控制信號(GMCS) 1 12。 於本例中,經由輸入埠D[j]接收總體命令作爲一或更多串 聯位元流,其中總體裝置位址係橋接裝置400所接收總體 命令110之第一部分。邏輯及操作碼轉換器塊組414中之 比較電路(未圖示)比較總體命令110之總體裝置位址欄 1 16與儲存於(GDA)暫存器412中的指定總體裝置位址。 若在儲存於GD A暫存器412中的指定總體裝置位址 與總體命令110之總體裝置位址欄116間出現失配,邏輯 及操作碼轉換器塊組414即忽略橋接裝置輸入/輸出介面 402所接收後續總體記憶體控制信號。另外,邏輯及操作 碼轉換器塊組414閂鎖操作碼暫存器410中總體命令110 之操作碼。一旦閂鎖,該操作碼即解碼以執行橋接裝置控 制功能。例如,閂鎖之操作碼藉邏輯及操作碼轉換器塊組 414中的解碼電路解碼,其接著控制橋接裝置輸入/輸出介 面40 2中的路由電路,以將總體命令110之後續位元導至 橋接裝置400中的其他暫存器。這有必要,因爲,依待執 行之操作而定,總體命令110可包含不同型之資料。換言 201030746 之,邏輯及操作碼轉換器塊組414根據經解碼之操作碼, 在位元到達橋接裝置輸入/輸出介面402之前,知悉總體 命令之結構。例如,讀取操作包含閂鎖於個別暫存器之方 塊、列及行位址資訊。另一方面,抹除操作無需列及行位 址,僅需要塊位址。因此,對應操作碼於特定型之位址資 料到達橋接裝置輸入/輸出介面402時指示邏輯及操作碼 轉換器塊組414,使其等可選路至個別暫存器。 φ 一旦總體命令1 1 〇之所有資料已被閂鎖,轉換電路即 產生本地記憶體控制信號,其有會被用來於NAND快閃記 憶體裝置中執行相同操作之所需邏輯狀態、順序及時序。 用於須在NAND快閃記憶體裝置中存取特定位址之操作, 邏輯及操作碼轉換器塊組414將儲存於位址暫存器420之 位址資料轉換而透過I/O [i]埠發出作爲本地命令之一部 分。如稍後將討論,位址可於NAND快閃記憶體裝置之頁 面緩衝器存取虛擬位址空間,其可依用途改變大小。該虛 Φ 擬位址空間與記憶體4 1 6中的虛擬位址空間有關。因此, 邏輯及操作碼轉換器塊組414包含可配邏輯電路,其用來 根據儲存於VPS配置器422中的配置資料,將位址轉換 成可與NAND快閃記憶體裝置相容者。邏輯及操作碼轉換 器塊組414使用總體命令110之本地裝置位址(LDA) 118 來接收所產生之本地記憶體控制信號。因此,藉所產生記 憶體控制信號,響應總體命令110,驅動LCCMD-1至 LCCMD-k之任一組。 於本實施例中’記憶體416係雙埠記憶體,其中各埠 -37- 201030746 具有資料輸入培及資料輸出埠。埠A具有資料輸入増 DIN — A,而資料輸出埠B則具有資料輸入埠DIN_B及資 料輸出埠D〇UT_B。埠A被用來轉送資料於記憶體4〗6與 其稱接之分離sB憶體裝置間。另一方面,淳b被用來轉送 資料於記億體416與橋接裝置輸入/輸出介面4〇2之D[j] 及Q[j]淳間。於本實施例中’埠A以稱爲記憶體時脈頻 率之第一頻率操作,而埠B以稱爲系統時脈頻率之第二頻 率操作。記億體時脈頻率對應NAND快閃記憶體裝置之資 料傳輸速度,而系統時脈頻率則對應橋接裝置輸入/輸出 介面402之資料傳輸速度。待程式化至NAND快閃記憶體 裝置之資料經由記憶體416之DOUT_A讀出,並提供至 邏輯及操作碼轉換器塊組414,其產生可與分離記憶體裝 置相容之本地記憶體控制信號。自分離記憶體裝置收到之 讀取資料在邏輯及操作碼轉換器塊組4 1 4之控制下,經由 DIN_ A直接寫至記憶體416。稍後說明如何使用填B之細 節。邏輯及操作碼轉換器塊組414包含控制邏輯,其用來 與記憶體時脈頻率同步,控制應用時序、位址之解碼、資 料感測及透過諸埠DOUT_A及DIN_A之資料輸出及輸 入。 於任一情況下,總體命令指示邏輯及操作碼轉換器塊 組 414經由一組本地記憶體控制信號(LCCMD-1至 LCCMD-k)選擇待執行讀取及寫入操作之分離記憶體裝 置。總體命令110之本地裝置位址(LDA)ll8場被邏輯及 操作碼轉換器塊組4 1 4用來判定哪些NAND快閃記憶體裝 201030746 置待接收所產生本地記憶體控制信號。因此,藉所產生記 億體控制信號,響應總體命令11 〇,驅動任一組本地記憶 體控制信號LCCMD-1至LCCMD-k。總體命令進一步指 示邏輯及操作碼轉換器塊組414執行橋接裝置功能,其用 以控制橋接裝置400內補償操作之任一必要電路。例如, 在本地記億體控制信號產生前,將於D[j]接收之資料載入 或寫入記億體4 1 6之寫入操作期間,控制資料輸入路徑電 ❿ 路424 。 所閂鎖操作碼可致能操作碼轉換功能,其用以產生本 地命令中的本地記憶體控制信號。可能有無需任何NAND 快閃記憶體操作之有效操作碼,並因此受限於橋接裝置 4 00之控制操作。當要求對NAND快閃記億體之讀取或寫 入操作時,邏輯及操作碼轉換器塊組414控制記憶體時序 控制電路418,其接手根據儲存於位址暫存器420之位址 從記憶體416中之位置控制讀取或寫入資料之時序。 Φ 資料格式轉換器408暫時儲存從橋接裝置輸入/輸出 介面402所接收之待程式化入NAND快閃記憶體裝置之資 料’並暫時儲存從NAND快閃記憶體裝置所接收之待從橋 接裝置輸入/輸出介面402輸出之資料。記憶體416在功 能上被顯示爲單一塊組,其可邏輯地或實體地分成子部, 像是庫、平面或陣列,其中每一庫、平面或陣列匹配 NAND快閃記憶體裝置。更具體而言,每一庫、平面或陣 列專用來從頁面緩衝器接收讀取資料或提供寫入資料至一 NAND快閃記憶體裝置之頁面緩衝器。記憶體416可爲任 -39- 201030746 何揮發性記憶體,例如像是SRAM。由於不同型之記憶體 可能具有不同時序及其他協定要件,因此,提供記憶體時 序控制電路418來根據記憶體416之設計規格確保記憶體 4 1 6之適當操作。例如,藉時序控制電路4 1 8控制應用時 序、位址之解碼、資料感測及資料輸出和輸入。可包含列 及行位址之位址可從位址暫存器420提供,而寫入資料則 經由資料輸入路徑電路424提供,讀取資料經由資料輸出 路徑電路426輸出。如稍後所說明,位址暫存器420接收 之位址於記憶體4 1 6中存取虛擬位址空間,並因此藉記憶 體時序控制電路418內的邏輯電路轉換成對應實體位址。 該邏輯電路可配置來根據儲存於VPS配置器422之暫存 器之配置資料調整轉換,因爲,虛擬位址空間可調整大 小。該特點之進一步細節稍後討論。 資料輸入路徑電路424從輸入埠D[j]接收輸入資料, 並因爲資料於一或更多串聯位元流中接收,因此,包含有 切換邏輯來將位元選路或指定至各種暫存器,像是操作碼 暫存器410及位址暫存器420。一旦操作碼業已解碼用於 所選合成記憶體裝置,諸如資料暫存器之其他暫存器或其 他類型暫存器即亦可接收輸入資料之位元。一旦指定至個 別暫存器’資料格式轉換器即將以串聯格式收到之資料轉 換成並聯格式。在時序控制電路4 1 8之控制下,閂鎖於資 料暫存器之寫入資料被寫入記憶體416以暫時儲存,稍後 輸出至NAND快閃記憶體裝置,使用如邏輯及操作碼轉換 器塊組414所決定之適當命令格式來程式化。 201030746 在記憶體416從一組本地記憶體控制信號之I/0[i] 埠’自NAND快閃記憶體裝置收到讀取資料之後,該讀取 資料自記憶體416,經由DOUT_B讀出,並經由資料輸出 路徑電路426提供至輸出璋Q [j]。資料輸出路徑電路426 包含並聯至串聯轉換電路(未圖示),其用來將資料位元指 定至一或更多串聯輸出位元流,以從輸出埠Q[j]輸出。 須知,資料輸入路徑電路424包含資料流通路徑428,其 • 用來將從D[j]輸入埠收到之輸入資料直接提供到資料輸出 路徑電路42 6,於輸出埠Q [j]輸出。如此,不管嵌入之 總體裝置位址欄是否匹配儲存於GDA暫存器412之總體 裝置位址,於D[j]輸入埠收到之所有總體命令被傳至輸出 埠Q U ]。於第5圖所示串聯記憶體系統之實施例中,資 料流通路徑42 8確保每一合成記憶體裝置304收到記憶體 控制器3 02所發出之總體命令。而且,一合成記憶體裝置 3 04所提供之任何讀取資料均可透過任何介於其間之合成 # 記憶體裝置傳至記憶體控制器3 02。 用來轉送資料於記憶體416與埠Q [j]與D[j]間之所 有上述電路均與系統之時脈頻率同步操作。特別是,時序 控制電路4 1 8包含控制邏輯’其用來控制應用之定時、位 址之解碼、資料感測以及和系統之時脈頻率同步’分別經 由埠DOUT_B及DIN_B所作資料輸出及輸入。時序控制 電路4 1 8之控制邏輯類似以記憶體之時脈頻率控制記憶體 416之操作之邏輯及操作碼轉換器塊組414內的控制邏 輯。 -41 - 201030746 以下在說明VPS配置器422之前,全面討論於橋接 裝置400之讀取及寫入期間如何使用記憶體4〗6。如前 述,橋接裝置輸入/輸出介面402可以較高頻率或資料傳 輸速率,在既定期間內提供或接收較利用合成記憶體裝置 中之任一分離記憶體裝置可行者更多的資料。藉資料格式 轉換器408’記憶體416暫時儲存經由介面402及404之 一,以一時脈頻率接收之資料,俾所儲存資料可不同頻 率’經由介面4〇2及404之另一者提供。記憶體416足夠 修 大來儲存預定量的資料以確保i)更高速度介面維持其恆定 資料輸出速率或ii)更高速度介面維持其恆定資料輸入速 率。 使用分離記憶體裝置係NAND快閃記憶體裝置之例 子’熟於本技藝人士瞭解NAND快閃記憶體裝置具有用以 儲存一頁讀取資料或寫入資料之頁面緩衝器,其中頁面周 知爲儲存於單一邏輯字線所啓動之記憶體胞元之資料。例 如’依記憶體陣列建構而定,頁面緩衝器在大小上可爲 @ 2K、4K或8K位元組。在一列啓動之讀取操作期間,對 應列記憶體胞元之一頁資料被存取、感測並儲存於頁面暫 存器中。這稱爲核心讀取時間Tr。若NAND快閃記憶體 裝置例如具有i = 8位元之I/O寬度,頁面暫存器之內容即 —次8位元,以其最大速率輸出至橋接裝置400。然後橋 接裝置40 0將資料寫至記憶體41 6。一旦頁面暫存器之內 容儲存於記憶體416,儲存於記憶體416之頁面緩衝器資 料之全部或部分即可以較高資料傳輸速率,經由資料輸出 -42- 201030746 路徑電路426輸出至資料輸出埠Q [j]。於寫入操作中, 以介面402之最大資料傳輸速率將自輸入埠D[j]收到之資 料寫入記憶體416。接著,自記憶體416讀出資料之全部 或部分一次8位元’以較NAND快閃記憶體裝置慢之資料 傳輸速率提供至所選NAND快閃記憶體裝置。NAND快閃 記憶體裝置儲存該資料於其頁面暫存器中,並接著執行內 部程式操作以將頁面緩衝器中的資料頁面程式化成所選 φ 列。這稱爲核心程式時間Tpgm,其可包含程式驗證步 驟’確認記憶體胞元之正確程式化狀態,以及任何必要的 後續程式反覆,將先前程式反覆未適當程式化之任何位元 再程式化。 第7圖係合成記憶體裝置500之方塊圖,其顯示四個 NAND快閃記憶體裝置之頁面緩衝器與橋接裝置之記憶體 間之關係。合成記憶體裝置500類似於第3A圖所示合成 記憶體裝置1 00,並包含第7圖之例示性實施例中之四個 Φ NAND快閃記憶體裝置502以及橋接裝置504。橋接裝置 係如圖示爲第6圖之橋接裝置400之簡化型,其中僅顯示 記憶體506。橋接裝置400之其他組件於第7圖中省略, 惟須知,爲確保橋接裝置504之操作,須有此等組件。如 稍後討論,記憶體5 06被邏輯地組成對應四個NAND快閃 記憶體裝置502之每一者之頁面緩衝器的群組。 各NAND快閃記憶體裝置502具有組成二平面508及 5 10,分別標以“平面0 ”及“平面1 ”之記憶體陣列。雖 未圖示,列電路驅動水平穿過平面508及510之每一者延 -43 - 201030746 12位 5 7 _ 之 器伸 衝延 緩者 面一 頁每 之之 路10 電 5 測及 感 8 ο 及 5 取面 存平 行過 含穿 包直 可垂 且於 ,接 線連 字 4 之 5 伸及 元線。此等電路之目的及功能對熟於本技藝人士係周知。 爲任何讀取或寫入操作,越過二平面5 08及510驅動一邏 輯字線,這意謂一列位址於二平面508及510中驅動相同 實體字線。於讀取操作中,儲存在連接於所選邏輯字線之 記憶體胞元中的資料被感測到並儲存於頁面緩衝器5 1 2及 514中。同樣地,寫入資料被儲存於頁面緩衝器512及 514中,以程式化至連接於所選邏輯字線之記億體胞元。 將橋接裝置504之記憶體506分成邏輯或實體子記憶 體516,其每一者具有至少與頁面緩衝器512或514相同 之儲存容量。邏輯子記憶體可爲實體記憶體塊組中的分配 位址空間,而實體子記憶體則係具有固定位址空間之明確 形成之記憶體。子記憶體516組成標以BankO至Bank3 之記憶庫5 1 8,其中記憶庫5 1 8之子記憶體5 1 6僅與 NAND快閃記憶體裝置5 02之頁面緩衝器相聯。換言之, 記憶庫5 1 8之子記憶體5 1 6專用於一N AND快閃記憶體裝 置502之個別頁面緩衝器512或514。於讀取操作期間, 將頁面緩衝器512或514中的讀取資料轉送至對應記憶庫 5 1 8之子記憶體5 1 6。於程式操作期間,將記憶庫5 1 8之 子記憶體5 1 6中的寫入資料轉送至對應NAND快閃記憶體 裝置502之頁面緩衝器512及514。須知,NAND快閃記 憶體裝置5 〇2可具有單一平面或二個以上之平面,其各具 有對應頁面緩衝器。因此,記憶體506對應地組成具有專 201030746 用於各頁面緩衝器之子記憶體。 本第7圖之例子具有N AND快閃記憶體裝置502,其 有總共8KB頁面緩衝器空間,配置成爲二個別4KB頁面 緩衝器。各個別4KB頁面緩衝器耦接於例如像是平面508 或平面510之個別平面之位元線。熟於本技藝人士瞭解頁 面緩衝器之大小隨著N AND快閃記憶體裝置之整體容量增 加漸增,因此,未來NAND快閃裝置可能具有甚至更大頁 • 面緩衝器。更大頁面緩衝器容許更快速之整體讀取及程式 操作,此乃因爲NAND快閃記憶體裝置之核心讀取及程式 時間大致恆定,並獨立於熟於本技藝人士周知之頁面緩衝 器大小之外。相較於一半大小之頁面緩衝器,較大頁面緩 衝器可在需要另一核心讀取操作來存取儲存於記憶體陣列 之不同列之另一頁面資料之前,達到較恆定之兩倍讀取資 料之突發讀取。同樣地,可在需要另一寫入頁面資料來載 入頁面緩衝器之前,對記憶體陣列程式化兩倍的寫入資 • 料。因此,更大頁面緩衝器適於多媒體用途,其中音樂或 視訊資料可能在大小上爲若干頁。 於第7圖之合成記憶體裝置500中,總核心讀取時間 包含稍早稱爲Tr之NAND快閃記憶體裝置核心讀取時 間’加上轉送時間Ttr。轉送時間Ttr係NAND快閃記憶 體裝置輸出或讀出頁面緩衝器512及514之內容俾其等可 寫至一記憶庫518之對應子記憶體516所需之時間。總核 心程式時間包含程式轉送時間Ttp加上稍早稱爲Tpgm之 NAND快閃記憶體裝置核心程式時間。程式轉送時間Ttp -45- 201030746 係橋接裝置5 08輸出或讀出一記憶庫518之子記憶體516 之內容俾其等可在程式操作之前載入N AND快閃記憶體裝 置5 02之對應頁面緩衝器512或514所需之時間。用於多 媒體用途,資料可越過不同N AND快閃記憶體裝置儲存, 並同時操作來掩蔽一N AND快閃記憶體裝置之核心操作, 而對應於另一 NAND快閃記憶體裝置502之資料則藉橋接 裝置5 04輸出。例如,於資料自一記憶庫518突發讀出期 間,可能已進行核心讀取操作,以使另一記憶庫5 1 8之子 記憶體5 16載有來自另~ N AND快閃記憶體裝置502之資 料。 有許多用途,其中檔案大小小於NAND快閃記億體裝 置頁面緩衝器之全頁面大小。此等檔案包含一般用於個人 電腦桌上用途之本文檔案或其他類似型式之資料檔案。使 用者通常複製此種檔案於通用串列匯流排(USB)非揮發性 儲存驅動器,其一般使用NAND快閃記憶體。另一出現之 用途係固態驅動器(SSD),其可取代磁式硬碟驅動器 (HDD),惟使用NAND快閃記憶體或其他非揮發性記憶體 來儲存資料。合成記憶體裝置之讀取及程式順序與前述相 同,惟有以下不同點。該例子假設所欲資料小於全頁面大 小,並與其他資料儲存於頁面中。爲讀取操作,在所有頁 面緩衝器資料已從所選NAND快閃記億體裝置502之頁面 緩衝器5 1 2及5 1 4轉送至對應子記憶體5 1 6之後’使用行 位址來界定儲存於記憶庫5 1 8之子記憶體5 1 6之所欲資料 之第一及最後位元位置。接著’從橋接裝置5 〇4之子記憶 201030746 體5 1 6僅讀出資料之第一、最後及其間位元。 於此情況下,轉送時間Ttr可能因其極有助於合成記 憶體裝置之總核心讀取時間而無法爲某些用途所接受。此 等用途包含SSD,其中讀取操作應儘快進行。雖然N AND 快閃記憶體裝置之核心讀取時間Tr對任何頁面緩衝器大 小保持恆定,轉送整體內容至子記憶體516之轉送時間 Ttr卻直接依頁面緩衝器大小而定。 φ 根據本實施例,合成記憶體裝置之轉送時間Ttr可藉 由配置記憶庫518之子記憶體516,使其具有稱爲虛擬頁 面大小之最大虛擬頁面大小,減至最小,該虛擬頁面大小 小於合成記億體裝置內NAND快閃記憶體裝置之頁面緩衝 器之最大實體大小。根據對特定記憶庫5 1 8之頁面大小配 置,橋接裝置5 04發出讀取命令,其中僅儲存於頁面緩衝 器之對應虛擬頁面大小之資料段被轉送至對應子記憶體 516。頁面緩衝器之該段稱爲頁面段。 Φ 第8A至8C圖顯示根據本實施例,對應一組虛擬頁 面大小之資料如何從諸如快閃記憶體裝置之分離記億體裝 置讀取,如何從合成記憶體裝置讀出。第8A至8C圖顯 示合成記憶體裝置600,其具有一完整顯示之第一 NAND 快閃記憶體裝置602、第二NAND快閃記憶體裝置604之 一部分以及橋接裝置606之一部分。本例之NAND快閃記 憶體裝置具有單一平面608,其具有連接於單一頁面緩衝 器610之位元線。橋接裝置6 06之圖示部分包含第一子記 憶體612、第二子記憶體614及橋接裝置輸入/輸出介面 -47- 201030746 616。第一子記憶體612對應與第一NAND快閃記憶體裝 置602相聯之第一記憶庫,而第二子記憶體614則對應與 第二NAND快閃記憶體裝置604相關聯之第二記憶庫。爲 解釋本例子中的讀取操作,假設從第一 N AND快閃記憶體 裝置602存取資料,且第一記憶庫(第一子記憶體61 2)配 置成小於頁面緩衝器610之最大實體大小。 從第8A圖開始,假設橋接裝置606收到指示存取儲 存於第一 NAND快閃記憶體裝置602之資料的讀取操作的 總體記憶體控制信號,並編瑪且提供適當本地記憶體控制 信號至第一 NAND快閃記憶體裝置602。響應對應讀取命 令之本地記憶體控制信號,第一 NAND快閃記憶體裝置 602啓動本地記憶體控制信號中的位址資訊所選列或字線 618。進至第8B圖,當字線618被啓動或驅動至有效電壓 位準,以存取和其連接之記憶體胞元之儲存資料時,頁面 緩衝器6 1 0之感測電路感測產生於連接至各存取記憶體胞 元之位元線之電流或電壓。如此,存取記憶體胞元之資料 狀態儲存於頁面緩衝器610中。於第8C圖中,NAND 快閃記憶體裝置602將儲存於頁面緩衝器6 1 0之位元位置 特定範圍內之資料輸出至橋接裝置6 06,特別是第一子記 憶體612。以對NAND快閃記憶體裝置602最大之速度或 資料傳輸速率執行該資料輸出程序。 於本例示性NAND快閃記憶體裝置602中,一旦 NAND快閃記憶體裝置602通常藉預備/忙碌信號,對橋 接裝置606報告或信號通知自所選列6 1 8讀取之資料業已 201030746 儲存於頁面緩衝器610,即藉橋接裝置6 06提供包含對應 該位元位置特定範圍之行位址之突發讀取命令。此等行位 址根據用於第一子記憶體612之已配置虛擬頁面大小決 定。接著,透過合成記憶體裝置600之輸出資料埠,經由 橋接裝置輸入/輸出介面616,以更高速度或資料傳輸速 率,將儲存於第一子記憶體612之資料輸出。 因此,可知,藉由爲小於頁面緩衝器610之最大實體 〇 大小之第一子記憶體612設定虛擬頁面大小,僅資料之對 應大小頁面段從頁面緩衝器6 1 0輸出至第一子記憶體 612。該頁面段包含位元位置之特定範圍,其每一者可藉 行位址定址。如稍後將說明,頁面段可定址。因此,相對 於頁面緩衝器610之所有資料被轉送至第一子記憶體612 之情況,供NAND快閃記憶體裝置602自頁面緩衝器6 1 0 輸出該資料之頁面段之轉送時間Ttr可大幅減少。 上述例子說明轉送時間Ttr如何減至最小。設定虛擬 • 頁面大小成小於頁面緩衝器610之最大實體大小在寫入操 作期間提供相同性能優點。於寫入操作中,第8A至8C 圖中所示順序有效逆反。例如,寫入資料被橋接裝置輸入 /輸出介面616接收到,並寫至諸如第一子記憶體612之 子記憶體。該寫入資料具有匹配預設虛擬頁面大小之大 小,其接著被轉送至頁面緩衝器610。自橋接裝置606轉 送此寫入資料至頁面緩衝器6 1 0所需時間係轉送時間 Ttr’其依寫入資料之大小及NAND快閃記憶體裝置602 之操作頻率而定。寫入資料被儲存於頁面緩衝器610中稱 -49- 201030746 爲頁面段之特定位元位置,且透過啓動所選列6 1 8及對位 元線施加程式化所需電壓,響應儲存於頁面緩衝器610中 的寫入資料,啓動N AND快閃記憶體裝置6 02之核心程式 操作。因此,藉由縮短寫入操作期間之轉送時間Ttr,減 少記憶體系統之整體寫入時間。 根據本實施例,橋接裝置606之第一子記憶體612可 動態地配置成具有任一虛擬頁面大小。一旦配置第一子記 憶體6 1 2之虛擬頁面大小,對應NAND快閃記憶體裝置之 0 頁面緩衝器610即邏輯地分成對應於所配置虛擬頁面大小 之等大小頁面段。第9A至9D圖係根據所配置虛擬頁面 大小,具有不同大小頁面段之NAND快閃記憶體裝置頁面 緩衝器之示意圖。須知,頁面段代表頁面緩衝器650中的 虛擬位址垒間。於第9A至9D圖之本實施例中,NAND 快閃頁面緩衝器及橋接裝置之子記憶體兩者具有4k實體 大小。於第9A圖中,虛擬頁面大小(VPS)設成最大或全 4k大小,俾僅有一個頁面段652。於第9B圖中,VPS設 Θ 成2k,形成兩個2k頁面段654。於第9C圖中,VPS設成 lk,形成四個lk頁面段656。於第9D圖中,VPS設成 5 12(B)位元組,形成八個大小512B之頁面段。熟於本技 藝人士當知,即使更小之VP S及對應頁面段仍可行,且 頁面段之總數依NAND快閃頁面緩衝器650之最大大小而 定。 如先前對本實施例之討論,在NAND快閃記憶體裝置 之頁面緩衝器650業已載有用於讀取操作之資料後,僅輸 -50- 201030746 出頁面緩衝器6 50之頁面段至橋接裝置。所欲資料可儲存 於頁面緩衝器650之一特定頁面段。因此,各頁面段可藉 於對橋接裝置提供之總體命令中的虛擬頁面位址來定址。 例如,可使用二位址位元來選擇第9C圖中四個頁面段 656之一。一旦選擇,所欲資料即不會在頁面緩衝器650 之所選頁面段中佔據所有位元位置。如此,通常於突發讀 取操作中,使用虛擬行位址來選擇待讀出讀取資料之所選 φ 頁面段內之第一位元位置。以下表3摘錄根據第9A至9D 圖所示頁面段例之定址方案例。 表3 虛擬頁面 大小配置 #頁面段 用以將頁面段定 址之位元(VPA) 用以將各頁面段 之位元位置定址 之位元(VCA) 4096B 1 N/A 12 2048B 2 1 11 1 024B 4 2 10 5 1 2B 8 3 9
舉例說明表3所示定址方案範例,惟熟於此技藝人士 當知,可依NAND快閃記憶體裝置之頁面緩衝器之大小使 用不同定址方案。如於表3所示,各定址方案包含用以將 二或更多頁面段定址之第一位元數以及用以將所選頁面段 之行定址第二位元數。第一位元數稱爲虛擬頁面位址 (VPA),而第二位元數則稱爲虛擬行位址(VCA)。虛擬頁 面位址及虛擬行位址簡單地統稱爲虛擬位址。於本實施例 -51 - 201030746 中,各子記憶體之VPS配置或子記憶體之記憶庫對記憶 體控制器或主機系統係已知,此等記憶體控制器或主機系 統請求讀取資料,並對合成記憶體裝置提供寫入資料。因 此,藉一用以存取特定N AND快閃記憶體裝置於其中之對 應定址方案,於總體命令中,對合成記憶體裝置提供用以 從NAND快閃記憶體裝置之頁面緩衝器讀取頁面段之虛擬 位址。包含表3所示者之可行定址方案將頁面緩衝器之虛 擬或邏輯位址空間定址。雖已說明此邏輯位址空間爲第 Q 9A至9D圖之頁面緩衝器65 0中頁面段之位元位置,惟實 際頁面緩衝器以真實實體位址定址。 由於虛擬位址可遵循若干不同定址方案之一,因此, 第6圖之邏輯及操作碼轉換器塊組414中之轉換電路及時 序控制電路418中之位址解碼電路可配置以確保產生適當 之對應實體位址,以在NAND快閃記憶體裝置之頁面緩衝 器及子記憶體二者中存取資料。此乃因爲統計設定之轉換 邏輯係爲固定位址範圍設計,並輸入“固定線路程式(hard- ❹ wired)”以接收特定位址位元。由於定址方案直接與所選 虛擬頁面大小有關,因此,使用VPS配置碼來動態設定 位址轉換電路,其將虛擬位址轉譯或轉換成實體位址。熟 於本技藝人士當知,可調邏輯功能及解碼電路業於本技藝 中業已周知。 根據本實施例,虛擬位址主要用來從待讀出之NAND 快閃頁面緩衝器之所選頁面段選擇資料。爲讀取操作,該 虛擬位址被閂鎖,俾對頁面緩衝器以及和該讀取操作有關 -52- 201030746 之頁面緩衝器之記憶庫之對應子記憶體的存取根據該虛擬 位址來進行。這簡化對合成記憶體裝置之控制,此乃因爲 僅對讀取操作提供一組位址資訊。參考第6圖,邏輯及操 作碼轉換器塊組414使用VPS配置碼來將虛擬位址轉換 成用於NAND快閃記憶體裝置之對應位址信號。相同虛擬 位址藉時序控制電路418內以VPS配置碼來配置之轉換 邏輯轉譯,以產生子記憶體之寫入位址,來自頁面緩衝器 φ 之資料被儲存於該子記憶體內。相同轉換邏輯或相似轉換 邏輯將虛擬位址轉換成讀取位址,以讀出從先前寫入操作 儲存之資料,該資料從合成記憶體裝置輸出。 參考第7圖,記憶體5 06之各記憶庫518可獨立配置 以具有其本身之虛擬頁面大小。爲配置橋接裝置之記憶庫 518,對合成記憶體裝置提供總體虛擬頁面大小配置命 令。這可在包含合成記憶體裝置之系統上電後提供。參考 第6圖之橋接裝置400,VPS配置命令於D[j]輸入埠被接 • 收到,且其包含用於至少一子記憶庫之VPS配置碼、操 作碼及總體裝置位址GDA。如先前所討論,使用GDA來 選擇特定合成記憶體裝置,其操作或執行命令。藉邏輯及 操作碼轉換器塊組414內之邏輯來將操作碼解碼,並藉橋 接裝置400內之控制電路來將隨後收到之虛擬頁面大小配 置資料選路至VPS配置器422內之對應虛擬頁面暫存 器。 第10圖係顯示根據本實施例,VPS配置命令層次之 示意說明圖。從第10圖之右側開始,VPS配置命令700 -53- 201030746 之結構包含前面說明之GDA欄702、操作碼欄704以及 本例中之四個 VPS資料欄706、708、710及712。GDA 欄702及操作碼欄7〇4可稱爲標頭,其領先包含至四個資 料欄706、708、710及712之資料酬載。參考第7圖,四 個VP S資料欄之位置對應記憶體5 06之特定記憶庫5 1 8。 在適用於第7圖之記憶體506之第10圖之本例中,VPS 資料欄706對應於Bank 0,VPS資料欄708對應於Bank 1, VPS資料欄710對應於Bank 2,以及VPS資料欄712對應 Q 於記憶庫Bank 3。所提供VPS配置命令700之由右至左 之排序代表其等提供給橋接裝置504之排序。VPS配置命 令700之VPS資料欄之數目直接與記憶體506之記憶庫 5 1 8之數目成比例。例如,若記憶體506方案設計成包含 8個記憶庫518,VPS配置命令700即可包含最多8個對 應VPS資料欄。 根據本實施例,記憶體5 06之記億庫5 1 8從一最不重 要記憶庫至一最重要記憶庫排序。因此,於第7圖之例子 ❹ 中’記憶庫B ank 0係最不重要記憶庫,而記憶庫B ank 3 則係最重要記憶庫。如稍後將說明,VP S配置命令700具 有按Bank 0至Bank 3之排序的VPS資料欄結構,以簡化 用來配置記憶庫518之電路及邏輯。如此,鄰近操作碼欄 之第一 VPS資料欄70 6係最不重要VPS資料欄,而VPS 資料欄712則係最重要VPS資料欄。藉由此一排序方 案’ VPS配置命令700可依待配置之最重要記憶庫518動 態決定大小。更具體而言,僅對應於待配置之最重要記憶 -54- 201030746 庫518之VPS資料欄及所有較不重要記憶庫包含於VPS 配置命令700中。這更詳細顯示於第11A及11B圖中。 第11A及11B圖係顯示第1〇圖之VPS配置命令700 如何根據待配置之最重要記憶庫518設置之例子之時序 圖。二時序圖顯示對信號CSI及D[j]之信號追蹤,此二信 號已在前面說明於表2中。例如使用第7圖之記億體 5〇6’假設於第11A圖中待配置記憶庫Bank 3。GDA欄 φ 702被橋接裝置504最先接收到,且假設GDA欄702中 之位址匹配本橋接裝置5 04之儲存裝置位址。接著,於操 作碼欄704中係十六進位碼FCh,其對應虛擬頁面大小配 置命令。由於待配置之最重要記憶庫係記憶庫Bank 3, 因此’提供所有四個VPS資料欄至橋接裝置504並閂鎖 於其內。於本實施例中,用於Bank 0、Bank 1及Bank 2 之VPS資料欄包含VPS配置碼VPSO、VPS1、VPS2及 VP S3,然而,其爲先前業已閂鎖,俾其VPS配置保持不 ® 變之相同資料。換言之’藉前述VPS配置碼重寫對應暫 存器。於替代實施例中,用於Bank 0、Bank 1及Bank 2 之VPS資料欄包含空値,將此空値解碼,以禁止重寫操 作’並保持用於此等記憶庫之先前閂鎖之VPS配置碼不 變。於第11A圖之例子之延伸中,可藉由包含新的VPS 配置碼於其個別VPS資料欄,將Bank 0、Bank 1及Bank 2之一或更多者與Bank 3 —起配置。因此,當最重要記 憶庫5 1 8待配置時,可任選配置剩下之較不重要記憶庫。 第圖顯示VPS配置命令700爲最大之例子。第 -55- 201030746 11B圖顯示VPS配置命令縮短之例子。於第11B圖中, 假設Bank 1待配置。由於待配置之最重要記憶庫係Bank 1,因此,省略用於Bank 2及Bank 3之VPS資料欄。包 含用於Bank 0之VPS資料欄,其如前述可包含新的VPS. 配置碼、先前閂鎖之VPS配置碼或空値。於第11A及 11B圖二圖中,驅動CSI選通信號至VSS以信號通知橋 接裝置無出現在D[j]輸入埠之進一步命令資訊有效。如於 第11A及11B圖中所示,CSI選通信號之高邏輯位準期間 對應VPS配置命令之大小,且更具體而言,閂鎖VPS配 置命令之所有位元所需時脈周期之數目。 藉VPS配置命令700之前述結構,相對於隨意爲待 配置之記憶庫提供VPS配置碼之VPS命令結構,簡化最 初顯示於第6圖之用於VPS配置器422之邏輯及閂鎖電 路。 於第11A及11B圖之二例子中,負責對合成記憶體 裝置發出命令及用來從合成記憶體裝置接收讀取資料之記 憶體控制器或其他控制電路設定VPS配置命令700。記憶 體控制器首先辨識待配置之最重要記憶庫,接著發出具有 資料酬載之命令,該資料酬載限於包含:第一VPS配置 碼,對應於最不重要記憶庫;以及最後VPS配置碼,對 應於所辨識待配置之最重要記憶庫。第一VPS配置碼與 最後VPS配置碼間的其他VPS配置碼稱爲中間VPS配置 碼。 第12A圖係根據本實施例,VPS配置器422之示意 201030746 電路圖。VPS配置器422包含用來儲存對應VPS配置命 令700之VPS配置碼之骨牌閂鎖電路。更具體而言,VPS 配置器422包含暫存器800、802、804及806’以及依時 脈信號CLK之順序,用以致能暫存器8 00、802、804及 8 06之每一者之骨牌驅動邏輯808。於目前所示實施例 中,暫存器800代表一暫存器群,其中該群之每一暫存器 專用來接收、儲存並提供一位元之VPS配置碼VPS0。暫 ❿ 存器802、804及806以類似方式配置。因此,各暫存器 在大小上可爲任何數目之位元,以匹配 VPS配置碼之大 小。本例包含四個暫存器800、802、804及806,然而, 可包含任何數目之暫存器來匹配第7圖之記憶體506之記 憶庫518數目。骨牌驅動邏輯8 08包含一種子信號產生器 810以及相互串連配置之四個閂鎖信號產生器812、814、 816 及 818° 於本例子中,暫存器800、802、804及806以周知之 # D型正反器電路顯示。暫存器8 00、802' 804及806之每 一者具有:D輸入,用以接收VPS配置碼:Q輸出,用以 提供閂鎖之VP S配置碼;以及時脈輸入,用以致能在其 D輸入收到之VPS配置碼之接收及閂鎖。於本實施例 中,第10圖之提供於VPS配置命令700之VPS資料欄中 之VPS配置碼被分時多路傳輸至連接於暫存器800、 802、8〇4及806之所有D輸入之共用匯流排。該共用匯 流排係VPS資料匯流排VPS_DB。於本實施例之一實施例 子中’對應於一VPS配置碼之所有資料位元均在各時脈 -57- 201030746 周期中上升有效(asserted)於VPS_DB。因此,於本圖示實 施例中,在四個連續時脈周期中,四個不同VPS配置碼 上升有效(asserted)於VPS—DB。因此’於適當時刻,藉骨 牌驅動邏輯808啓動各暫存器800、8 02、8 04及806以閂 鎖出現於VPS_DB之資料。如此,暫存器800、8 02、804 及8 06分別輸出經閂鎖之VPS配置碼LVPS0 ' LVPS1、 LVPS2 及 LVPS3。 骨牌驅動邏輯8 08在電路啓動後,響應時脈信號之每 一主動緣,產生時脈CKO、CK1、CK2及CK3。在各時脈 周期中VPS配置碼上升有效(asserted)於VPS_DB之上述 實施例中,於各時脈周期一次產生時脈CKO、CK1、CK2 及CK3。骨牌驅動邏輯808藉響應脈動控制信號STRT產 生開始信號之種子信號產生器810啓動。閂鎖信號產生器 812、814、816及818之每一者具有資料輸入埠D、時脈 輸入埠CK、重設埠R及輸出埠Q1及Q2。以下係閂鎖信 號產生器812、814' 816及818之任一者之操作之說明。 於資料輸入埠D,高邏輯位準(亦即邏輯“ 1 ”狀態)被閂鎖於 時脈輸入埠CK收到之時脈信號的上升緣,結果,自輸出 津Q1產生筒邏輯位準脈波。高邏輯位準脈波之歷時夠長 而使對應暫存器800、802、804及806能閂鎖出現於其D 輸入埠之資料。輸出埠Q2響應於資料輸入埠D之高邏輯 位準信號’提供高邏輯位準信號,作爲對次一閂鎖信號產 生器之致能信號。此等致能信號分別從閂鎖信號產生器 812、814及8 16標以ENO、EN1及EN2。最後一個閂鎖 201030746 信號產生器818無須從其Q2輸出提供致能信號,此乃因 爲無其他閂鎖信號產生器於鏈中致能。於第12A圖之實 施例中,藉反相器 820反轉重設信號 RST以產生 RST_b,其被提供至所有閂鎖信號產生器812、814、816 及818。當RST處於高邏輯位準時,所有閂鎖信號產生器 812、814、816及818之輸出埠Q1及Q2降至低邏輯位 準。 φ 以下參考第1 2B圖之順序圖說明虛擬頁面大小配置器 電路422之操作。假設橋接裝置收到諸如第1〇圖之VPS 配置命令700之VPS配置命令,且VPS配置碼VPS0、 VPS1、VPS2及VPS3以第11A圖所示格式依序供至橋接 裝置。第12B圖顯示對信號CLK、STRT、RST、VLD、 CKO、CK1、CK2' CK3、ENO、EN1 及 EN2 之信號追蹤。 始於時脈周期0,使STRT達到高邏輯位準,這造成種子 信號產生器810驅動VLD至高邏輯位準。隨著VLD處於 φ 高邏輯位準,閂鎖信號產生器812於時脈周期1之上升緣 驅動CK0至高邏輯位準。於第1上升緣後之CLK之下降 緣,CK0被驅動回到低邏輯位準。於CK0之高邏輯位準 脈動期間,以時脈控制暫存器8 00以閂鎖VPS0,於時脈 周期1期間,該VPS0上升有效(asserted)於VPS_DB。就 在CK0被驅動回到低邏輯位準之後,致能信號ΕΝ0被閂 鎖信號產生器812驅動至高邏輯位準。如此,於本實施例 中,CK0具有大致對應於CLK之高邏輯位準期間之脈波 期間。由於在時脈周期1中 CLK處於低邏輯位準,因 -59- 201030746 此,當ΕΝ0處於高邏輯位準時,後續閂鎖信號產生器8 1 2 保持不作用。然而,在時脈周期2開始時,閂鎖信號產生 器8 14於CLK之上升緣閂鎖EN0之高邏輯位準,以驅動 CK1至高邏輯位準。對應暫存器802接著閂鎖於時脈周期 2期間已上升有效(asserted)於VPS_DB之VPS1。最後, CK1被驅動回到低邏輯位準,隨後EN1被驅動至高邏輯 位準。如由第1 2圖可知,就像於前面分別對時脈周期3 及4中之閂鎖信號產生器8 1 2及8 1 4所說明及圖示,閂鎖 信號產生器816及818以相同方式反應。在時脈周期5開 始時,脈波驅動RST至高邏輯位準,以結束操作。響應 RST脈波,所有閂鎖信號產生器重設及驅動其輸出至諸如 低邏輯位準之空値。 簡言之,一旦爲STRT信號所啓動,各閂鎖信號產生 器即於各時脈周期中提供時脈,同時致能次一閂鎖信號產 生器而用於後續時脈周期。當重設信號RST處於不作用 之低邏輯位準時,時脈之串聯產生持續進行。因此,各暫 存器被依續致能以閂鎖在對應時脈周期期間上升有效 (asserted)於VPS_DB上之VPS配置碼。於本實施例之該 特定例子中,可藉邏輯及操作碼轉換器塊組414,響應於 VPS配置命令中提供之VPS配置操作碼’提供STRT信 號。由於選通信號CSI之歷時與於VPS配置命令之大小 直接有關,因此,可在一例示性實施例中使用CSI之下降 緣觸發結束操作之RST脈波之產生。參考第11A圖,如 果VPS配置命令以用於配置記憶庫Bank 2之VPS2結 201030746 束,CSI即在VPS2之最後位元被閂鎖後,降低無效(de-asserted)或被驅動至低邏輯位準。熟於本技藝人士可實施 簡單邏輯,響應CSI之下降緣,產生RST脈波。 第12A圖所示種子信號產生器及閂鎖信號產生器業 已在功能上說明其響應輸入信號提供具有時序特徵之信 號。時序關係已藉第12B圖所示順序圖顯示。熟於本技藝 人士當知可發展多種邏輯電路來響應圖示之輸入信號產生 此等信號。第13圖係第12A圖之可行種子信號產生器 8 10之示意電路圖例,而第14圖則係第12A圖之可行閂 鎖信號產生器(812、814、816或818)之示意電路圖例。 第13圖之種子信號尺產生器810包含周知之D型正 反器850,其具有D輸入、時脈輸入、重設輸入及Q輸 出。爲產生種子信號VLD,連結D輸入於VDD,該VDD 響應供至時脈輸入之STRT閂鎖。因此,響應STRT高邏 輯位準脈波,VLD被驅動至VDD之高邏輯位準。當RST φ 被脈波驅動至高邏輯位準時,重設電路,並將VLD驅動 至VSS低邏輯位準。 第14圖係第12A圖所示一閂鎖產生器電路之示意電 路圖例。閂鎖產生器電路860包含二D型正反器暫存器 862及864、NAND邏輯閘866及OR邏輯閘868。第12A 圖所示閂鎖產生器電路之輸入及輸出稱爲輸入及輸出埠。 正反器暫存器862具有:D輸入,連接於D輸入埠;時脈 輸入,連接於CK輸入埠;重設輸入,經由OR閘868連 接於R輸入埠;以及Q輸出,連接於Q1輸出埠。因此, -61 - 201030746 正反器暫存器862閂鎖出現於D輸入埠上的高邏輯位準 信號,並響應出現於CK輸入埠之信號之上升緣,將其Q 輸出驅動至高邏輯位準。NAND邏輯閘8 66具有:反相輸 出,連接於CK輸入埠;以及非反相輸出,連接於正反器 暫存器862之Q輸出。將NAND邏輯閘866之輸出提供 至正反器暫存器864。於本配置中,NAND邏輯閘866偵 測Q 1處於高邏輯位準以及CK處於低邏輯位準之狀況。 於此狀況下,將NAND邏輯閘866之輸出驅動至低邏輯位 準。 正反器暫存器864具有:D輸出,連接於VDD電 源,其對應於高邏輯位準;反相時脈輸入,連接於NAND 邏輯閘8 06之輸出;重設輸入,連接於R輸入埠;以及Q 輸出,連接於Q2輸出埠。當NAND邏輯閘866偵出Q1 處於高邏輯位準,而CK處於低邏輯位準時,正反器暫存 器8 64閂鎖Q2於高邏輯位準。如前述,Q2致能其可連接 之次一下游閂鎖信號產生器。OR邏輯閘868具有:反相 輸入’連接於正反器暫存器864之Q輸出;非反相輸 入’連接於R輸入埠;以及輸出,連接於正反器暫存器 8 62之重設輸入。當Q2被正反器暫存器8 64驅動至高邏 輯位準時,或當R輸入埠處於高邏輯位準時,OR邏輯閘 868之輸出被驅動至低邏輯位準。OR邏輯閘868形成自 正反器暫存器8 64至正反器暫存器8 62之反饋路徑,其中 當輸出埠Q2處於高邏輯位準時,重設正反器暫存器 862 〇 201030746 簡言之,當D輸入埠處於高邏輯位準時,響應於CK 輸入埠收到之高邏輯位準信號,將Q1驅動至高邏輯位 準。當於CK輸入埠收到之信號降至低邏輯位準時,將 Q1從高邏輯位準驅動至低邏輯位準。而且,正反器暫存 器864就所有後續時脈周期維持輸出埠Q2於高邏輯位 準,直到其重設爲止。在維持輸出埠Q2於高邏輯位準 下,保持正反器暫存器862於重設狀態,藉此,解除CK φ 輸入埠之閂鎖,並於出現在CK輸入埠上之次一上升緣驅 動Q1。 目前所說明之例子假設各VPS配置碼之所有資料位 元均同時被上升有效(asserted)於VPS_DB。這意謂橋接裝 置配置成同時或於一時脈周期中接收所有VPS配置碼資 料位元。例如,若各VP S配置碼爲8位元大小,橋接裝 置輸入/輸出介面402即可具有8 D[j]埠(其中j = 8)。於替 代實施例中,若橋接裝置輸入/輸出介面402具有4 D[j] ❿ 埠,即在二時脈周期中收到所有8位元VPS配置碼,此 乃因爲每一時脈周期提供4位元。因此,於每一時脈周期 閂鎖對應一 VPS配置碼之資料部分,其中該部依用來接 收資料之D[j]埠之數目而定。在此一配置中,第12A圖 之電路簡單地按比例配置,使暫存器800閂鎖第一時脈周 期之第一 4位元,暫存器8 02閂鎖第二時脈周期之最後4 位元。因此,額外閂鎖信號產生器被添加於骨牌驅動邏輯 808,且暫存器被重配置來接收適當的時脈。因此,依用 途要件而定,可使用 VPS配置碼大小與橋接裝置輸入/輸 -63- 201030746 出介面之任何組合。 第12A圖之VPS配置器電路422係用來快速閂鎖 VPS配置命令中之 VPS配置碼之簡單電路。參考第7 圖,由於記憶庫5 1 8從一最不重要記憶庫至一最重要記憶 庫排序,最重要記憶庫及其對應NAND快閃記憶體裝置可 被指定爲其VPS配置改變最不頻繁者。接著,最不重要 記憶庫及其對應NAND快閃記憶體裝置可被指定爲其VPS 配置改變最頻繁者,以利用VPS配置命令結構。若最不 重要記億庫之 VPS配置改變頻繁,命令即藉由僅包含對 應VPS配置碼VPSO之第一VPS資料欄最小化。藉由具 有頻繁發出之最小化VPS配置命令,可因各合成記憶體 裝置接收及處理命令之時間較少而改進整體效能。 以下係根據本實施例,用以在具有至少一合成記憶體 裝置之記憶體系統中,配置合成記憶體裝置之記憶庫之虛 擬頁面大小之方法之槪要。此一記憶體系統可具有前面第 5圖所示記憶體系統配置,其中各合成記億體裝置具有第 © 6圖所示橋接裝置400。該方法顯示於第15圖之流程圖 中,其始於步驟900,使記憶體控制器於橋接裝置400中 辨識諸記憶庫之至少一記憶庫,以配置一特定虛擬頁面大 小。如前述,記憶庫可從一最不重要記憶庫至一最重要記 憶庫排序。記憶體控制器可處理來自主機系統之請求,在 該主機系統內,記憶體系統被用來確立虛擬頁面大小。替 代地,記憶體控制器可依主機系統可儲存於記憶體系統內 之資料類型,隨後自動運算。一旦辨識出待配置之一記憶 -64- 201030746 庫或諸記憶庫並指定其等之虛擬頁面大小,記憶體控制器 即於步驟902發出VPS配置命令,其具有一標頭及僅包 含對應待配置記憶庫之VPS配置碼之資料酬載。於本實 施例中,在VPS配置命令之資料酬載中僅包含有即將配 置之對應從一最不重要記憶庫至一最重要記憶庫之 VPS 配置碼。於本實施例中,按重要性漸增排序,相對於此等 VPS配置碼之對應記憶庫將其發出。 φ 於目前說明之系統中,對CSI選通信號提供VPS配 置命令。於標頭始端將CSI選通信號驅動至高邏輯位準, 並於資料酬載末端將其驅動至低邏輯位準,其爲最重要 VPS配置碼之最後一個位元或多數位元。步驟902之結果 舉例顯示於第11A或UB圖中。由於VPS配置命令之標 頭包含GDA欄,因此,本命令被發至所選合成記億體裝 置。若第一合成記憶體裝置之指定裝置位址匹配VPS配 置命令之GDA欄中的位址,第一合成記憶體裝置即經由 φ 其橋接裝置決定。於失配情況下,橋接裝置忽略操作碼, 且VPS配置命令藉合成記憶體裝置轉送至系統中的後續 合成記憶體裝置。最後,所選合成記憶體裝置具有匹配 GDA欄中之位址的裝置位址。響應匹配位址,橋接裝置 於步驟904將操作碼解碼,並閂鎖VPS配置碼。一旦閂 鎖,即配置記憶庫之虛擬頁面大小。於本實施例中,VPS 配置碼之閂鎖在CSI降至不作用之低邏輯位準時結束。因 此,VPS配置碼無須包含指出資料酬載中之VPS配置碼 數目之任何進一步資訊。由於記憶庫之邏輯排序預定,因 -65- 201030746 此,對VPS配置碼提供相同邏輯排序。因此,配置命令 無須包含指出哪一 VPS配置碼應與哪一記憶庫匹配之任 何資訊。 由於資料酬載之大小依待配置之最重要記憶庫而定, 因此,可能有較不重要之記憶庫,其中記憶庫虛擬頁面大 小保持不變。然而,由於VPS配置命令包含對應待配置 之從一最不重要記憶庫至一最重要記憶庫之所有VPS配 置碼,因此,發出對應不變記憶庫之前虛擬頁面大小的 Q VPS配置碼。因此,前VPS配置碼以相同VPS配置碼重 寫,且不改變用於對應記憶庫之虛擬頁面大小。 目前說明之實施例顯示可如何配置橋接裝置中用於記 憶庫之虛擬頁面大小。前面說明之電路、命令格式及方法 可用在具有可配置來符合應用要件之虛擬或邏輯大小。 於前面說明中,爲解釋,說明多數細節以提供對本發 明實施例之全面瞭解。然而,對熟於此技藝人士而言,顯 然,爲實施本發明,此等具體細節並不必要。於其他例子 @ 中,周知之電構造及電路以方塊圖顯示,俾不致於模糊本 發明。 須知,當提到一元件“連接”或“耦接”於另一元件 時,其可直接連接或耦接於另一元件或有中介元件。相對 地,當本文提到一元件“直接連接”或“直接耦接”於另 一元件時,無中介元件。用來說明元件間之關係之其他文 字應以相同方式解釋(例如“之間”對“直接於…之 間”,“相鄰”對“直接相鄰”等)。 -66 - 201030746 上述實施例可進行某些改作或修改。因此,上述實施 例被視爲說明性而非限制性° 【圖式簡單說明】 現在舉例參考附圖: 第1 A圖係一揮發性記憶體系統例之方塊圖; 第1B圖係用於第1A圖之記憶體系統例中之分離快 φ 閃記憶體裝置之圖式; 第2A圖係一串聯記億體系統例之方塊圖; 第2B圖係用於第2A圖之記憶體系統例中之分離串 聯介面快閃記憶體裝置之圖式; 第3A圖係根據一實施例,具有四個分離記憶體裝置 及一橋接裝置之合成記憶體裝置之方塊圖; 第3 B圖係根據本實施例,總體命令之說明圖; 第4圖係根據一實施例,一橋接裝置之方塊圖; Φ 第5圖係根據一實施例,在串聯互連記憶體系統中具 有多數個連接於控制器之合成記憶體裝置之記憶體系統之 方塊圖; 第6圖係根據本實施例,對高速串聯介面橋接裝置之 NAND之方塊圖; 第7圖係顯示根據本實施例,第6圖之橋接裝置對 N AND快閃記憶體裝置之記憶體映射之方塊圖; 第8A、8B及8C圖顯示使用第6圖之橋接裝置,自 一 NAND快閃記憶體裝置讀取之操作例之方塊圖; -67- 201030746 第9A、9B、9C及9D圖顯示用於第6圖之橋接裝置 之各記憶庫之虛擬頁面配置例; 第10圖係根據本實施例,VPS配置命令之說明圖; 第1 1 A及1 1 B圖係根據本實施例,動態大小配置命 令之時序圖; 第12A圖係根據本實施例,第6圖之VPS配置器之 實施例; 第12B圖係顯示第12A圖之VPS配置器之操作之順 序圖; 第13圖係第12A圖之種子信號產生器之電路圖; 第14圖係根據本實施例,第12A圖之閂鎖產生器電 路圖之電路圖;以及 第15圖係根據本實施例,用以於橋接裝置中配置記 憶體之虛擬頁面大小之方法的流程圖。 【主要元件符號說明】 1 〇 :非揮發性記憶體系統 12 :主機系統 14,22 :記憶體控制器 1 6-1,16-2,16-3, 16-4 :非揮發性記憶體裝置 18 :通道 2〇:串聯環式拓樸記憶體系統 24-1,24-2,24-3,24-Ν:記憶體裝置 1〇〇 :合成記憶體裝置 -68- 201030746 102 :橋接裝置 104 :分離記憶體裝置 1 1 〇 :總體命令 1 1 2 :總體記憶體控制信號 1 1 4 :位址標頭 1 16 :總體裝置位址(GDA) 1 1 8 :本地裝置位址(LDA) 瘳 2 0 0 ·橋接裝置 2 02:橋接裝置輸入/輸出介面 204 :記憶體裝置介面 206 :格式轉換器 208:命令格式轉換器 2 1 0 :資料格式轉換器 2 1 2 :命令路徑 3 00 :記憶體系統 • 3 〇2 :記憶體控制器 3 04- 1至304-j :合成記憶體裝置 4 0 0 ·橋接裝置 402 :橋接裝置輸入/輸出介面 404 :記憶體裝置介面 406 :命令格式轉換器 408 :資料格式轉換器 4 1 0 :操作碼暫存器 412:總體裝置位址(GDA)暫存器 -69- 201030746 414:邏輯及操作碼轉換器塊組 4 1 6 :記憶體 4 1 8 :時序控制電路 420 :位址暫存器 422:虛擬頁面大小(VPS)配置器電路 424:資料輸入路徑電路 426:資料輸出路徑電路 4 2 8 :資料流通路徑 ^ 5 00 :合成記憶體裝置 5 02 : NAND快閃記憶體裝置 504 :橋接裝置 5 06 :記憶體 5 0 8,5 1 0 :平面 512,514:頁面緩衝器 5 1 6 :次記憶體 5 1 8 :記憶庫、 ❿ 600 :合成記憶體裝置 ' · 602 :第一 NAND快閃記憶體裝置 6 04 :第二NAND快閃記憶體裝置 606 :橋接裝置之一部份 608 :單一平面 610:單一頁面緩衝器 6 1 2 :第一次記憶體 6 1 4 :第二次記憶體 -70- 201030746 616:橋接裝置輸入/輸出介面 6 1 8 :字線 6 5 0 :頁面緩衝器 6 5 2 :頁面段 6 5 4 :頁面段 6 5 6 :頁面段 700 : VPS配置命令 ❿ 702 : GDA 欄 704 :操作碼欄 706,708,7 1 0,7 1 2 : VPS 資料欄 800,802,804,806 :暫存器 808 :骨牌啓動邏輯 810:種子信號產生器 812,814,816,818:閂鎖信號產生器 820 :反相器 φ 860 :閂鎖信號產生器 862,8 64 : D型正反器暫存器 8 66 : NAND邏輯閘 8 6 8 : O R邏輯閘 -71 -
Claims (1)
- 201030746 七、申請專利範团 1· 一種配置用於半導體裝置中記憶庫之頁面大小之方 法,包括: 辨識待配置之多數記憶庫之至少一記憶庫; 發出僅包含對應該至少一記憶庫之配置碼之命令;以 及 響應對應該至少一記憶庫之該配置碼,配置該至少一 記憶庫之頁面大小。 2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中,該等記憶庫 從一最不重要記憶庫至一最重要記憶庫排序,且該辨識步 驟包括辨識該至少一記憶庫之最重要記憶庫。 3. 如申請專利範圍第2項之方法,其中,該至少一記 憶庫之該最重要記憶庫對應於該記憶庫之該最不重要記憶 庫。 4·如申請專利範圍第2項之方法,其中,該發出步驟 包括提供一對應於該最不重要記憶庫之第一配置碼及一對 應於該最重要記憶庫之最後配置碼。 5. 如申請專利範圍第4項之方法,其中,該發出步驟 包括提供封應於該最不重要記憶庫與該最重要記憶庫間之 插入記憶庫的中間配置碼。 6. 如申請專利範圍第4項之方法,其中,該發出步驟 包括對應於該記憶庫之排序依序提供該第一配置碼、該中 間配置碼及該最後配置碼。 7. 如申請專利範圍桌6項之方法,其中,該第—配置 -72- 201030746 碼在時間上第一個提供,該最後配置碼在時間上最後一個 提供。 8. 如申請專利範圍第6項之方法,其中,該發出步驟 包括在該第一配置碼前提供一標頭。 9. 如申請專利範圍第8項之方法,其中,該提供標頭 之步驟包括在一操作碼前提供一總體裝置位址。 10. 如申請專利範圍第9項之方法,其中,該發出步 φ 驟包括在該標頭始端驅動一選通信號至一第一邏輯位準, 並在該最後配置碼末端驅動一選通信號至一第二邏輯位 準。 1 1 .如申請專利範圍第7項之方法,其中’該配置步 驟包括於該半導體裝置中閂鎖該第—配置碼、該中間配置 碼及該最後配置碼。 12. 如申請專利範圍第11項之方法’其中’該配置步 驟進一步包括分時多工傳送該第一配置碼'該中間配置碼 φ 及該最後配置碼時間至一資料匯流排。 13. 如申請專利範圍第12項之方法’其中’該閂鎖步 驟包括於不同時間’閂鎖該第一配置碼、該中間配置碼及 該最後配置碼之每一者於該資料匯流排上。 14. 如申請專利範圍第12項之方法’其中’該閂鎖步 驟包括以一時鐘信號之上升及下降緣之一’同時問鎖該第 —配置碼、該中間配置碼及該最後配置碼之每一者於該資 料匯流排上。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之方法’其中’該閂鎖步 -73- 201030746 驟包括接收一第一邏輯位準之選通信號,致使可閂鎖該第 一配置碼、該中間配置碼及該最後配置碼。 16. 如申請專利範圍第15項之方法,其中,該閂鎖步 驟包括接收一第二邏輯位準之選通信號,致使無法閂鎖資 料於該資料匯流排上之資料。 17. —種用以閂鎖大小可變之命令中的頁面大小配置 碼之電路,包括: 一資料匯流排,用來於不同期間接收對應該等頁面大 小配置碼之至少一者之資料; 一頁面大小配置器,耦接於該資料匯流排,以於不同 期間閂鎖該資料。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之電路,其中,該資料包 含If應於一頁面大小配置碼之位元之一部份。 1 9 .如申請專利範圍第1 7項之電路,其中,該資料對 應於與一頁面大小配置碼相對應之所有位元。 20. 如申請專利範圍第17項之電路,其中,該不同期 間對應於時脈周期。 21. 如申請專利範圍第20項之電路,其中,該頁面大 小配置器包括多數暫存器,其每一者具有一連接於該資料 匯流排之輸入端,用來響應於不同時脈周期收到之脈波信 號,閂鎖該資料。 22. 如申請專利範圍第20項之電路,其中,該頁面大 小配置器包括一骨牌啓動邏輯,用來響應一時鐘信號之上 升及下降緣之一,產生該脈波信號。 -74- 201030746 23 ·如申請專利範圍第21項之電路 輯包括多數閂鎖信號產生器,彼等 @’以響應該時鐘信號之上升及下降 波信號。 24 ·如申請專利範圍第2 3項之電路 動邏輯包括一種子信號產生器,其響應 該等閂鎖信號產生器之一第一閂鎖信號 φ 25·如申請專利範圍第24項之電路 信號產生器之每一者在一對應脈波信號 續閂鎖信號產生器。 ,其中,該骨牌啓 目互串聯,並依序 I之一,產生該脈 ,其中,該骨牌啓 啓動信號,致能 生器。 其中,該等閂鎖 生後,致能一後 -75-
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