TWI675376B - 記憶體裝置及其操作方法 - Google Patents

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張全仁
Chuan-Jen Chang
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Abstract

一種記憶體裝置及其操作方法。記憶體裝置包括一記憶體，一溫度感測器和一控制電路。該溫度感測器感測該記憶體的溫度並產生溫度感測訊號。該控制電路耦接到該記憶體和該溫度感測器。該控制電路對該記憶體進行存取操作，並根據該溫度感測訊號，參考延遲曲線改變該存取操作的頻率。

Description

記憶體裝置及其操作方法
本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種 記憶體裝置及其操作方法。
動態隨機存取記憶體（Dynamic Random Access Memory，DRAM）設備持續成為電子系統中儲存資訊的首選記憶體。由於漏電流在低溫時較小，所以當記憶體裝置的溫度低於預定溫度時，記憶體裝置的控制器則減少記憶體裝置的刷新頻率(Refresh Frequency)以降低功率消耗(Power Consumption)。然而，如果記憶體裝置的溫度在預定溫度附近頻繁變化，不穩定的溫度可能會造成系統當機。為了避免系統當機而選擇不隨著記憶體設備的溫度來改變記憶體設備的刷新頻率時，卻會導致記憶體設備的功率消耗增加。
本發明提供一種記憶體裝置及其操作方法，通過該記憶體裝置及其操作方法可同時實現記憶體裝置的高可靠性和低功耗的效能。
本發明的記憶體裝置包括記憶體、溫度感測器和控制電路。溫度感測器感測記憶體的溫度並產生溫度感測訊號。控制電路耦接記憶體和溫度感測器。當控制電路對記憶體進行存取操作時，根據該溫度感測訊號，參考延遲曲線(Delay Curve)改變該存取操作的頻率。
在本發明的一實施例中，當上述記憶體的溫度從高於第一閾值的溫度改變為低於第一閾值的溫度時，控制電路降低存取操作的頻率，並且當記憶體的溫度從低於第二閾值的溫度變為高於第二閾值的溫度，則增加存取操作的頻率，其中第一閾值小於第二閾值。
在本發明的一實施例中，溫度感測器包括遲滯比較器(Hysteresis Comparator)、第一電阻和第二電阻。遲滯比較器的負輸入端用以接收閾值電壓(Threshold Voltage)。第一電阻耦接遲滯比較器的正輸入端與溫度感測電壓。第二電阻耦接遲滯比較器的正輸入端和遲滯比較器的輸出端，以及遲滯比較器的輸出端輸出溫度感測訊號。
在本發明的一實施例中，存取操作包括刷新操作(Refresh Operation)。
在本發明的一實施例中，記憶體裝置還包括儲存裝置，儲存該溫度感測訊號。
在本發明的一實施例中，儲存裝置還包括多用途暫存器(Multi-purpose Register)。
本發明的一實施例的提供了一種記憶體裝置的操作方法，包括以下步驟:感測記憶體的溫度並生成溫度感測訊號。並根據該溫度感測訊號，參考延遲曲線(Delay Curve)改變該存取操作的頻率。
在本發明的一實施例中，記憶體裝置的操作方法包括以下步驟:當該記憶體的溫度從高於第一閾值的溫度改變為低於該第一閾值的溫度時，降低該存取操作的頻率。當該記憶體的溫度從低於第二閾值的溫度改變為高於該第二閾值的溫度時，增加該存取操作的頻率，其中該第一閾值小於該第二閾值。
在本發明的一實施例中，記憶體裝置的操作方法包括將該溫度感測訊號儲存到儲存裝置的步驟。
在本發明的一實施例中，儲存裝置包括多用途暫存器。
基於上述，在本發明的實施例中，控制電路根據該溫度感測訊號，參考延遲曲線(Delay Curve)改變該存取操作的頻率，以避免當記憶體裝置的溫度在預定溫度附近頻繁地改變以至於改變存取操作的頻率過於頻繁，並因此同時實現記憶體裝置的高可靠性和低功耗的功效。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉一些實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本發明的較佳實施例將配合所附圖式來詳細描述。圖式和說明書盡可能使用相同的標號來表示相同或相似的部件。
圖1是依照本發明一實施例的一種記憶體裝置的示意圖。如圖1所示，記憶體裝置100，例如，可以是電腦或手機，包括記憶體110、溫度感測器120和控制電路130。控制電路130耦接記憶體110和溫度感測器120，控制電路130可以用處理器或微控制器來實現，但不限於此。記憶體110可以用動態隨機存取記憶體（DRAM）來實現，但本發明不限於此。溫度感測器120感測記憶體110的溫度TC並生成溫度感測訊號ST，其中溫度感測器120，例如，可以用熱阻器(Thermistor)來實現，但本發明不限於此。在一些實施例中，溫度感測器120可以被整合到記憶體110中，並且記憶體110可以包括用於儲存溫度感測訊號ST的儲存裝置（例如，多用途暫存器，但不限於此）。控制電路130可以從儲存裝置取得溫度感測訊號ST。
控制電路130對記憶體執行存取操作，存取操作可以為如圖1所示的實施例中的刷新操作，但不限於此，在一些實施例中可以包括，例如，寫入操作或驗證操作。溫度感測器120將記憶體110的溫度進行比較，以確定記憶體110的溫度是否從高於第一閾值的溫度變為低於第一閾值的溫度，或從低於第二閾值的溫度變為高於第二閾值的溫度，並相應地輸出溫度感測訊號ST。控制電路130根據溫度感測訊號ST，參考延遲曲線改變存取操作的頻率。
舉例來說，圖2是依照本發明一實施例的記憶體刷新頻率與記憶體溫度之關聯性示意圖。控制電路130根據溫度感測訊號ST參考延遲曲線來改變刷新操作的刷新頻率（即，每單位時間執行的刷新操作的數目）。如圖2所示，當記憶體110的溫度從40℃以上變為40℃以下時，溫度感測器120輸出溫度感測訊號ST（例如，位元值“00”）以通知控制電路130將刷新頻率(Refresh Frequency)降低到頻率F1，並且當記憶體110的溫度從低於50℃的溫度改變到高於50℃的溫度時，溫度感測器120輸出溫度感測訊號ST（例如，位元值“01”）以通知控制電路130將刷新頻率增加到頻率F2。即，圖2所示的延遲曲線的溫度邊緣Tm1是為5℃，但本發明不限於此。因此，當記憶體110的溫度在預定溫度附近（在本實施例中為45℃）頻繁變化時，可以避免記憶體裝置100當機並且可以降低記憶體裝置100的功耗。
應當指出的地方是，在一些實施例中，溫度感測器120可以相對於另一預定溫度進一步輸出溫度感測訊號ST。例如，圖3是依照本發明一實施例的記憶體刷新頻率與記憶體溫度之關聯性另一示意圖。在本實施例中，溫度感測器120進一步輸出相對於95℃的溫度感測訊號ST以通知控制電路130調整刷新頻率。例如，當記憶體110的溫度從90℃以上變為90℃以下時，溫度感測器120可以輸出一位元值“01”，並且控制電路130相應地降低刷新頻率。當記憶體110的溫度從低於100℃變為高於100℃的溫度時，溫度感測器120可輸出位元值“10”（即，溫度邊緣Tm2為5℃，但不限於此，在其他實施例中，溫度邊緣Tm2可以與溫度邊緣Tm1不同），並且控制電路130相應地增加刷新頻率。
圖4是依照本發明一實施例的溫度感測器的示意圖。如圖4所示，在一些實施例中，溫度感測器120可以包括溫度感測器A1以及電阻R1和R2，電阻R1耦接遲滯比較器A1的正輸入端和溫度感測電壓VS之間（溫度感測電壓VS反映記憶體110的溫度），電阻R2耦接遲滯比較器A1的正輸入端和遲滯比較器A1的輸出端之間，遲滯比較器A1的負輸入端接收閾值電壓VTH。遲滯比較器A1可以將輸出電壓作為溫度感測訊號ST輸出至控制電路130，或者將位元值作為溫度感測訊號ST輸出至控制電路130，以使控制電路130根據溫度感測訊號ST調整記憶體110的刷新頻率。溫度邊緣Tm1和溫度邊緣Tm2可以通過調節電阻R1和R2的電阻值來改變。
圖5是依照本發明一實施例的記憶體裝置操作方法的流程圖。從上述實施例可以看出，該記憶體裝置的操作方法至少可以包括以下步驟:首先，感測記憶體的溫度並產生溫度感測訊號（步驟S502），然後根據該溫度感測訊號，參考延遲曲線改變該存取操作的頻率（步驟S504）。
圖6是依照本發明另一實施例的記憶體裝置操作方法的流程圖。在步驟S602中，圖1的實施例的溫度感測器120感測記憶體110的溫度。在步驟S604中，溫度感測器120確定是否記憶體110的溫度從高於第一閾值的溫度變為低於第一閾值的溫度，當記憶體110的溫度從高於第一閾值的溫度變為低於第一閾值的溫度時，溫度感測器120輸出溫度感測訊號ST（例如，位元值“00”）以通知控制電路130降低存取操作的頻率（步驟S606）。相反地，如果記憶體110的溫度沒有從高於第一閾值的溫度變為低於第一閾值的溫度，則溫度感測器120持續感測記憶體110的溫度（步驟S602）。
在步驟S608中，溫度感測器120確定是否記憶體110的溫度從低於第二閾值的溫度改變為高於第二閾值的溫度，其中第一閾值小於第二閾值。當記憶體110的溫度從低於第二閾值的溫度變為高於第二閾值的溫度時，溫度感測器120輸出溫度感測訊號ST（例如，位元值“01”）以通知控制電路130增加存取操作的頻率（步驟S610）。相反地，如果記憶體110的溫度沒有從低於第二閾值的溫度變為高於第二閾值的溫度，則溫度感測器120持續感測記憶體110的溫度（步驟S602）。因此，當記憶體裝置的溫度在預定溫度附近頻繁變化時，存取操作的頻率將不會頻繁地改變，並且可同時實現記憶體裝置的高可靠性、高穩定性和低功耗的效用。在一些實施例中，溫度感測訊號可以儲存於儲存裝置（例如，多用途暫存器）中，並且溫度感測訊號可以通過存取儲存裝置而獲得。舉例來說，存取操作可以是刷新操作，但不限於此。
綜上所述，在本發明的實施例中，當記憶體裝置的溫度在預定溫度附近頻繁變化時，控制電路根據溫度感測訊號，參考延遲曲線來改變存取操作的頻率，以避免頻繁地改變存取操作的頻率，因此可同時實現記憶體裝置的高可靠性，高穩定性和低功耗的效用。
雖然本發明實施例的已揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧記憶體裝置
110‧‧‧記憶體
120‧‧‧溫度感測器
130‧‧‧控制電路
A1‧‧‧溫度感測器
F1、F2‧‧‧刷新頻率
R1、R2‧‧‧電阻
S502、S504、S602、S604、S606、S608、S610‧‧‧步驟
ST‧‧‧溫度感測訊號
TC‧‧‧溫度
Tm1、Tm2‧‧‧延遲曲線的溫度邊緣
VS‧‧‧溫度感測電壓
VTH‧‧‧閾值電壓
+‧‧‧正輸入端
-‧‧‧負輸入端
所附圖式做為進一步理解本發明的輔助，並結合本說明書而構成其一部分。圖示描述本發明的實施例，與說明書一起用作解釋本發明的原理。 圖1是依照本發明一實施例的一種記憶體裝置的示意圖。 圖2是依照本發明一實施例的記憶體刷新頻率與記憶體溫度之關聯性的示意圖。 圖3是依照本發明一實施例的記憶體刷新頻率與記憶體溫度之關聯性的另一示意圖。 圖4是依照本發明一實施例的溫度感測器的示意圖。 圖5是依照本發明一實施例的記憶體裝置操作方法的流程圖。 圖6是依照本發明另一實施例的記憶體裝置操作方法的流程圖。

Claims (8)

  1. 一種記憶體裝置，包括：一記憶體；一溫度感測器，感測該記憶體的一溫度並生成一溫度感測訊號；以及一控制電路，耦接該記憶體與該溫度感測器，用以對該記憶體進行存取操作(Access Operation)，並根據該溫度感測訊號，參考一延遲曲線(Delay Curve)改變該存取操作的一頻率，其中當該記憶體的該溫度從高於一第一閾值的一溫度改變為低於該第一閾值的一溫度時，該控制電路降低該存取操作的該頻率，以及當該記憶體的該溫度從低於一第二閾值的一溫度改變為高於該第二閾值的一溫度時，增加該存取操作的該頻率，其中該第一閾值小於該第二閾值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的記憶體裝置，其中該溫度感測器包括：一遲滯比較器(Hysteresis Comparator)，該遲滯比較器的一負輸入端用以接收一閾值電壓(Threshold Voltage)；一第一電阻，耦接該遲滯比較器的一正輸入端與一溫度感測電壓；以及一第二電阻，耦接該遲滯比較器的該正輸入端和該遲滯比較器的一輸出端，該遲滯比較器的該輸出端輸出該溫度感測訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的記憶體裝置，其中該存取操作包括刷新操作(Refresh Operation)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的記憶體裝置，還包括一儲存裝置，儲存該溫度感測訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的記憶體裝置，其中該儲存裝置還包括一多用途暫存器(Multi-purpose Register)。
  6. 一種記憶體裝置的操作方法，包括：感測一記憶體的一溫度並產生一溫度感測訊號；以及根據該溫度感測訊號，參考一延遲曲線(Delay Curve)改變存取操作的一頻率，其中當該記憶體的該溫度從高於一第一閾值的一溫度改變為低於該第一閾值的一溫度時，該控制電路降低該存取操作的該頻率，以及當該記憶體的該溫度從低於一第二閾值的一溫度改變為高於該第二閾值的一溫度時，增加該存取操作的該頻率，其中該第一閾值小於該第二閾值。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的記憶體裝置的操作方法，包括：將該溫度感測訊號儲存到一儲存裝置中；以及存取(Access)該儲存裝置獲得該溫度感測訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的記憶體裝置的操作方法，其中該儲存裝置包括一多用途暫存器。
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