專利名稱：能利用緩沖器刷新數(shù)據(jù)的存儲器裝置及其刷新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲器裝置，尤其涉及經(jīng)歷周期刷新操作的存儲器裝置。
背景技術(shù)：
被廣泛地用于在計算機中存儲數(shù)據(jù)的隨機存取存儲器裝置常常被分為DRAM(動態(tài)RAM)或SRAM(靜態(tài)RAM)。DRAM包括每一個由電容器和晶體管組成的多個存儲器單元，其存儲一位數(shù)據(jù)。通常，DRAM包括被布置為行-列格式的多個存儲器單元存儲體(bank)。存儲體可以由共享定時控制信號的一個或更多的DRAM塊組成，存儲體中排列的存儲器單元共享地址并且控制信號線以及數(shù)據(jù)總線。擔(dān)當(dāng)獨立芯片的每一個存儲體具有行解碼器和列解碼器并且可以獨立地作為DRAM操作。
在DRAM中所存儲的數(shù)據(jù)依據(jù)在單元電容器上所積累的電荷的電平而具有高電平(“1”)或低電平(“0”)。然而，因為在電容器上累積的電荷被逐漸放電，在預(yù)定時間之后確定數(shù)據(jù)的邏輯電平可能變得困難。因此，必須周期地執(zhí)行用于放大和保持所存儲的數(shù)據(jù)的刷新操作。
這里，從在電容器上累積的電荷開始被放電時到數(shù)據(jù)的邏輯電平(“0”或“1”)不能被可靠地確定時所測量的時間被稱為一個刷新期(fresh period)。用來刷新DRAM所有行花費的周期數(shù)被稱為刷新周期(fresh cycle)。同時，刷新間隔是在當(dāng)每隔預(yù)定時間執(zhí)行刷新操作時的刷新周期之間的時間間隔。
多個存儲體具有相同的配置。在每一個存儲體中，一行一行地執(zhí)行刷新。因為每一個存儲體獨立地操作，當(dāng)在一個存儲體中執(zhí)行讀操作時，可以在另一個存儲體中執(zhí)行寫或刷新操作。圖1示出了利用傳統(tǒng)刷新方法的傳統(tǒng)存儲器裝置100。參照圖1，存儲器裝置100包括刷新控制器110、刷新-訪問裁決單元130、包括高速緩存存取單元CSA和高速緩存存儲器CSM的高速緩存150、以及分別包括存儲體存取單元BKA-0至BKA-(N-1)和存儲體存儲器BKM-1至BKM-(N-1)的多個存儲體170-0至170-(N-1)。
刷新控制器110發(fā)送用于刷新多個存儲體170-1至170(N-1)的刷新請求信號RQS。刷新-訪問裁決單元130裁決多個存儲體170-0至170-(N-1)的刷新和訪問操作。即，如果發(fā)出刷新請求，則刷新-訪問裁決單元130允許多個存儲體170-0至170-(N-1)被刷新，并且如果對特定存儲體的外部訪問被請求，則允許通過高速緩存訪問特定的存儲體。然而，如果特定存儲器存儲體的外部訪問(用于將數(shù)據(jù)寫入存儲器的寫訪問和用于從存儲器中讀出數(shù)據(jù)的讀訪問)和刷新操作被同時請求時，則外部訪問被限制，這惡化了整個系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種存儲器裝置，其在相同存儲器存儲體的外部訪問和刷新操作同時被請求時，在利用緩沖器處理對存儲器存儲體的外部訪問的同時，能通過刷新存儲器存儲體執(zhí)行刷新操作。本發(fā)明也提供了一種刷新方法，其在相同存儲器存儲體的外部訪問和刷新操作同時被請求時，在利用緩沖器處理對存儲器存儲體的外部訪問的同時，能通過刷新存儲器存儲體有效地執(zhí)行刷新操作。
依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種存儲器裝置，其包括多個存儲體、刷新控制器、一個緩沖器單元、以及一個存儲單元。該刷新控制器生成用于開始刷新操作的刷新開始信號和具有預(yù)定期間的刷新請求信號。如果在多個存儲體之間存在同時接收外部訪問請求信號和刷新請求信號的存儲體，則緩沖器單元在處理對存儲體的外部訪問時，生成指示存儲體刷新的刷新指示信號。存儲單元存儲代表存儲體地址的緩沖器-存儲體地址與指示存儲在緩沖器單元中的數(shù)據(jù)是否有效的緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息，在該存儲體中存儲了與在緩沖器單元中存儲的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)。存儲體將刷新-訪問中斷信號發(fā)送至緩沖器單元。
多個存儲體的每一個包括存儲體存儲器與存儲體控制器。存儲體控制器包括存儲體刷新控制器與存儲體訪問控制器。存儲體刷新控制器生成刷新地址并輸出刷新地址與刷新請求信號，該刷新地址代表存儲體存儲器中將被刷新的存儲器單元的地址。存儲體訪問控制器響應(yīng)于刷新請求信號和/或外部訪問請求信號，處理對存儲體存儲器的外部訪問或者刷新相應(yīng)于刷新地址的存儲器單元。
存儲體訪問控制器包括刷新-訪問裁決單元、刷新處理器、以及外部訪問處理器。當(dāng)同時收到刷新請求信號與外部訪問請求信號時，刷新-訪問裁決單元將刷新-訪問中斷信號發(fā)送至緩沖器單元，并生成控制存儲體存儲器操作的存儲體控制信號。當(dāng)刷新請求信號與外部訪問請求信號不被同時收到時，控制信號響應(yīng)于刷新請求信號允許存儲體存儲器被刷新，或者響應(yīng)于外部訪問請求信號允許對存儲體存儲器的外部訪問被處理。而且，當(dāng)刷新請求信號與外部訪問請求信號被同時接收時，控制信號控制存儲體存儲器與緩沖器存儲器之間的訪問并允許存儲體存儲器被刷新以響應(yīng)刷新指示信號。
緩沖器單元包括緩沖器存儲器和緩沖器控制器。緩沖器控制器包括緩沖器存儲體有效性確定單元、緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元、以及緩沖器訪問控制器。緩沖器存儲體有效性確定單元響應(yīng)于刷新-訪問中斷信號，比較緩沖器-存儲體地址與存儲體地址，從而確定緩沖器-存儲體地址是否有效。當(dāng)確定緩沖器-存儲體地址有效時，緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元響應(yīng)于緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息，確定在緩沖器單元中存儲的數(shù)據(jù)是否有效。緩沖器訪問控制器響應(yīng)于緩沖器存儲體有效性確定單元和緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元的確定結(jié)果，處理對存儲體的外部訪問并將刷新指示信號發(fā)送至所述存儲體。
依據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在包括多個存儲體與一個緩沖器的存儲器裝置中控制刷新操作的刷新方法。在生成刷新開始信號之后，生成具有預(yù)定期間的刷新請求信號。然后對在多個存儲體中是否存在同時收到外部訪問請求信號和刷新請求信號的存儲體進行確定。如果沒有存儲體同時收到外部訪問請求信號和刷新請求信號，則響應(yīng)于刷新請求信號刷新多個存儲體。然而，如果存在同時收到外部訪問請求信號和刷新請求信號的存儲體，則將刷新-訪問中斷信號發(fā)送至緩沖器單元并在允許緩沖器單元處理外部訪問時刷新所述存儲體。
依據(jù)本發(fā)明的另外的實施例，提供了一種包括存儲器系統(tǒng)中的多個存儲器和一個刷新控制器的集成電路存儲器裝置。刷新控制器被配置來生成刷新請求信號。多個存儲器包括對刷新請求信號作出響應(yīng)的多個存儲器的存儲體。還提供了一種包括緩沖器單元的附加的存儲器，該緩沖器單元被配置來響應(yīng)于從多個存儲器的存儲體的第一個存儲體收到刷新-訪問中斷信號，生成對多個存儲器的存儲體的第一個存儲體的刷新指示信號并接收對多個存儲器的存儲體的第一個存儲體尋址的緩沖器寫數(shù)據(jù)。所述多個存儲器的存儲體和所述緩沖器單元可以是分開的DRAM芯片。


本發(fā)明的上述與其它特征和優(yōu)點將通過參照附圖詳細(xì)描述其示范性實施例而變得更明顯，在附圖中圖1是傳統(tǒng)的存儲器裝置的框圖；圖2是依據(jù)本發(fā)明實施例的存儲器裝置的框圖；圖3是圖2的存儲體控制器的框圖；圖4是圖2的緩沖器存取單元的框圖；圖5是說明依據(jù)本發(fā)明實施例的刷新方法的流程圖；以及圖6是說明依據(jù)本發(fā)明實施例的刷新方法的時序圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將在此參照附圖更全面地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明可以用多種不同的形式實現(xiàn)并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于在此提出的實施例；相反，提供這些實施例，使得此公開充分和完整，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。貫穿全文相同的參考標(biāo)號指相同的元件，并且信號線和在其上的信號可以由相同的參考符號引用。信號也可以是同步的和/或進行子布爾(minor Boolean)運算(例如，求逆(inversion))而不被認(rèn)為是不同的信號。
圖2是依據(jù)本發(fā)明實施例的存儲器裝置200的框圖。存儲器裝置200包括刷新控制器210、存儲單元230、緩沖器單元250、以及多個存儲體270-0至270-(N-1)。緩沖器單元250包括緩沖器控制器BFC和緩沖器存儲器BFM。各個存儲體270-0至270-(N-1)分別包括存儲體控制器BKC0至BKC(N-1)和存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)。緩沖器存儲器BFM可以被實現(xiàn)為如同存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)那樣的DRAM，但也可以被實現(xiàn)為SRAM。如果緩沖器存儲器BFM被實現(xiàn)為DRAM，則緩沖器存儲器BFM應(yīng)當(dāng)被周期刷新。當(dāng)同時收到用于其緩沖器單元的刷新請求和外部訪問請求時，緩沖器存儲器BFM首先執(zhí)行刷新。
刷新控制器210生成用于刷新多個存儲體270-0至270-(N-1)和緩沖器單元250的信號，并通過刷新總線將信號發(fā)送至各個存儲體270-0至270-(N-1)和緩沖器單元250。在說明的實施例中，用于刷新的信號包括具有預(yù)定刷新期的刷新開始信號RSS和具有預(yù)定期間的刷新請求信號RQS，然而，也可以生成其它信號。
這里，設(shè)置預(yù)定的刷新期使得可以在DRAM單元的電容器中積累的數(shù)據(jù)的邏輯電平(“0”或“1”)由于數(shù)據(jù)位的放電而變得不可讀之前發(fā)送下一個刷新開始信號RSS。設(shè)置刷新請求信號RQS的預(yù)定期間，使得在刷新開始信號RSS和下一個刷新請求信號RQS之間的時間間隔期間可以刷新所有的存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)中所有預(yù)定的刷新單元。
預(yù)定的刷新單元可以是以行-列的格式布置的存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的行。通常，在分布式的刷新方法中，按每一行執(zhí)行刷新。在本實施例中，使用響應(yīng)于刷新請求而刷新行的分布式刷新方法，然而，本發(fā)明不限于分布式刷新方法。在預(yù)定的刷新期期間，比存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的行數(shù)更頻繁地發(fā)送刷新請求信號RQS。
同時，外部訪問信號通過外部訪問總線被發(fā)送至各個存儲體270-0至270-(N-1)。外部訪問信號包括用于請求外部訪問的外部訪問請求信號ACQ、指示請求的外部訪問信號是請求寫訪問的信號還是請求讀訪問的信號的命令信號、以及為執(zhí)行外部訪問所要求的諸如請求訪問存儲體或存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的地址之類的所有信號。
多個存儲體270-0至270-(N-1)分別包括用于控制存儲體270-0至270-(N-1)操作的存儲體控制器BKC0至BKC(N-1)和用于存儲數(shù)據(jù)的存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)。多個存儲體270-0至270-(N-1)的每一個可以響應(yīng)于外部訪問信號和/或刷新請求信號RQS，而獨立地處理外部訪問和/或刷新操作。各個存儲體控制器BKC0至BKC(N-1)分別控制各自的存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的外部訪問和刷新操作。如果每一個存儲體的外部訪問和刷新操作不被同時請求，則存儲體控制器BKC0至BKC(N-1)將獨立地執(zhí)行請求的操作。例如，如果對特定存儲體的外部訪問被請求，則存儲體控制器BKC0至BKC(N-1)中相應(yīng)的存儲體控制器處理該外部訪問。如果特定存儲體的刷新被請求，則存儲體控制器BKC0至BKC(N-1)中相應(yīng)的存儲體控制器刷新該特定的存儲體。在本實施例中，在不利用高速緩存的情況下處理外部訪問，然而，替換的實施例可以使用高速緩存。
相比之下，如果對特定存儲體的外部訪問和刷新操作被同時請求(即，如果外部訪問請求信號ACQ和刷新請求信號RQS被同時輸入到特定的存儲體中)，則由于在選擇的存儲體內(nèi)不能同時執(zhí)行這些操作，所以相應(yīng)的存儲體控制器將用于通知外部訪問和刷新操作被同時請求的刷新-訪問中斷信號CIS發(fā)送至緩沖器單元250。緩沖器單元250響應(yīng)于刷新-訪問中斷信號CIS處理請求的外部訪問，并生成用于刷新特定存儲體的刷新指示信號RIS，這確保將以及時的方式執(zhí)行刷新操作。
存儲單元230存儲緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息BFDVLD和緩沖器-存儲體地址BFKADD。緩沖器-存儲體地址BFKADD是存儲體存儲器的地址，在該存儲體存儲器中將要存儲與相應(yīng)緩沖器存儲器中所存儲的緩沖器數(shù)據(jù)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息BFDVLD是指示相應(yīng)的緩沖器數(shù)據(jù)是否有效的信息。
緩沖器單元250包括緩沖器控制器BFC和緩沖器存儲器BFM。緩沖器控制器BFC響應(yīng)于刷新-訪問中斷信號CIS，首先處理對同時對其請求外部訪問和刷新操作的特定存儲體的外部訪問，生成指示刷新特定存儲體的刷新指示信號RIS，并將刷新指示信號RIS傳送至特定的存儲體。然后，緩沖器單元250基于在存儲單元230中存儲的緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息BFDVLD和緩沖器-存儲體地址BFKADD，處理外部訪問。
圖3是圖2的存儲體控制器BKC0至BKC(N-1)的框圖。每一個存儲體控制器BKC0至BKC(N-1)包括存儲體刷新控制器310和存儲體訪問控制器330。存儲體刷新控制器310包括刷新地址發(fā)生器311和刷新信號發(fā)送器313。存儲體訪問控制器330包括刷新-訪問裁決單元331、刷新處理器333、以及外部訪問處理器335。存儲體刷新控制器310生成刷新所需的信號RQS并將該信號傳送至存儲體訪問控制器330。存儲體訪問控制器330響應(yīng)于從存儲體刷新控制器310傳送的信號RQS和外部訪問請求信號ACQ，處理用于存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)中的相應(yīng)一個的刷新操作或外部訪問。
在本實施例中，各個存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)能夠被刷新，使得每一存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的每一行通過刷新操作被順序刷新。存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)響應(yīng)于刷新開始信號RSS開始被刷新。圖3的刷新地址發(fā)生器311接收刷新開始信號RSS，生成將被刷新的存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的行地址(刷新地址RADD)，并將刷新地址RADD發(fā)送至刷新信號發(fā)送器313。從存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的第一行順序地設(shè)置刷新地址RADD。即，刷新地址發(fā)生器311響應(yīng)于刷新開始信號RSS而被復(fù)位并將相應(yīng)于存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)第一行的刷新地址RADD發(fā)送至刷新信號發(fā)送器313。如果存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)第一行的刷新被完成，則存儲體訪問控制器330的刷新處理器333將通知第一行的刷新被完成的刷新完成信號RFS發(fā)送至刷新地址發(fā)生器311。然后刷新地址發(fā)生器311響應(yīng)于刷新完成信號RFS，生成存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的第二行的刷新地址RADD，并將下一個刷新地址RADD發(fā)送至刷新信號發(fā)送器313。以類似的順序方式，刷新地址發(fā)生器311生成存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)所有行的刷新地址RADD，并將刷新地址RADD發(fā)送至刷新信號發(fā)送器313。在存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的所有行已經(jīng)被刷新之后，刷新地址發(fā)生器311不再生成刷新地址RADD。此后，當(dāng)刷新地址發(fā)生器311收到刷新開始信號RSS時，刷新地址發(fā)生器311被復(fù)位并且重復(fù)上述操作。在本發(fā)明的一些實施例中，刷新地址發(fā)生器311可以是響應(yīng)于刷新開始信號RSS而被復(fù)位的計數(shù)器。一旦復(fù)位，計數(shù)器將復(fù)位值作為存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)第一行的刷新地址RADD發(fā)送至刷新信號發(fā)送器313。然后，如果第一行的刷新被完成，則存儲體訪問控制器330的刷新處理器333將刷新完成信號RFS發(fā)送至刷新地址發(fā)生器311。計數(shù)器響應(yīng)于刷新完成信號RFS計數(shù)到下一個刷新地址RADD，并將更新的計數(shù)作為存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)第二行的刷新地址RADD發(fā)送至刷新信號發(fā)送器313。因此，計數(shù)器生成存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)所有行的刷新地址RADD，并將刷新地址RADD發(fā)送至刷新信號發(fā)送器313。在存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的所有行被刷新之后，計數(shù)器停止其計數(shù)操作，響應(yīng)于新的刷新開始信號RSS被復(fù)位，然后重復(fù)上述操作。
刷新信號發(fā)送器313將從刷新地址發(fā)生器311收到的刷新地址RADD和從刷新控制器210收到的刷新請求信號RQS發(fā)送至存儲體訪問控制器330。刷新-訪問裁決單元331依據(jù)同一存儲體的刷新請求信號RQS和訪問請求信號ACQ是否被同時收到，生成用于控制刷新與訪問操作的控制信號(控制)，并將該控制信號發(fā)送至刷新處理器333和外部訪問處理器335。如果僅請求相應(yīng)的存儲體的刷新，則刷新-訪問裁決單元331允許刷新處理器333刷新相應(yīng)的存儲體，如果僅請求對相應(yīng)的存儲體的外部訪問，則刷新-訪問裁決單元331允許外部訪問處理器335處理該外部訪問。
然而，如果同一存儲體的刷新操作和外部訪問被同時請求，則刷新-訪問裁決單元331將指示已經(jīng)同時接收到刷新請求和外部訪問請求的刷新-訪問中斷信號CIS發(fā)送至緩沖器單元250，以便在選定的存儲體進行刷新操作的同時允許緩沖器單元250處理外部訪問。緩沖器單元250基于緩沖器-存儲體地址BFKADD和緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息BFDVLD處理外部訪問，并生成刷新指示信號RIS以指示相應(yīng)的存儲體的刷新應(yīng)當(dāng)開始。
刷新處理器333響應(yīng)于刷新請求信號RQS和從刷新-訪問裁決單元331收到的控制信號控制，刷新相應(yīng)于刷新地址RADD的存儲體存儲器BKM0至BKM(N-1)的行。外部訪問處理器335響應(yīng)于外部訪問請求(讀或?qū)?和從刷新-訪問裁決單元331收到的控制信號來處理外部訪問。外部訪問可以是外部寫訪問或外部讀訪問。用于處理讀和寫訪問的操作對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是公知的，因此這些操作的詳細(xì)描述被省略。
圖4是圖2的緩沖器控制器BFC的框圖。緩沖器控制器BFC包括緩沖器存儲體有效性確定單元410、緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元430、以及緩沖器訪問控制器450。緩沖器訪問控制器450響應(yīng)于刷新-訪問中斷信號CIS，基于緩沖器-存儲體地址BFKADD和緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息BFDVLD來控制用于處理外部訪問的操作，并控制對其同時請求外部訪問和刷新操作的相應(yīng)存儲體的刷新。緩沖器-存儲體有效性確定單元410確定存儲在存儲單元230中的緩沖器-存儲體地址BFKADD是否等于對其請求外部訪問的存儲體的地址。如果兩個地址相同，則緩沖器-存儲體有效性確定單元410輸出緩沖器-存儲體命中信號。如果地址不同，則緩沖器-存儲體有效性確定單元410輸出緩沖器-存儲體未命中信號。緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元430響應(yīng)于緩沖器-存儲體命中信號，基于緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息BFDVLD確定緩沖器單元中的緩沖器數(shù)據(jù)是否有效。如果緩沖器數(shù)據(jù)有效，則緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元430輸出緩沖器命中信號，如果緩沖器數(shù)據(jù)無效，則緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元430輸出緩沖器未命中信號。
在寫訪問的情況下，緩沖器訪問控制器450依據(jù)緩沖器存儲體有效性確定單元410的輸出而執(zhí)行不同的操作。如果緩沖器存儲體有效性確定單元410輸出緩沖器存儲體命中信號，則緩沖器訪問控制器450將收到的外部數(shù)據(jù)寫入緩沖器存儲器BFM。
用此方法，緩沖器-存儲體有效性確定單元410允許緩沖器單元250處理寫訪問，并且同時將刷新指示信號RIS發(fā)送至對其同時請求刷新操作和外部訪問的特定存儲體的刷新-訪問裁決單元331。特定存儲體的刷新-訪問裁決單元331允許刷新處理器333刷新相應(yīng)的存儲體存儲器。
相比之下，如果緩沖器-存儲體有效性確定單元410輸出緩沖器存儲體未命中信號，則緩沖器訪問控制器450將當(dāng)前的緩沖器數(shù)據(jù)發(fā)送至相應(yīng)于緩沖器-存儲體地址BFKADD的存儲體存儲器，并請求刷新-訪問裁決單元331將緩沖器數(shù)據(jù)存儲至存儲體存儲器中。在緩沖器數(shù)據(jù)被存儲至存儲體存儲器之后，緩沖器訪問控制器450將對其請求外部寫訪問的存儲體的地址存儲在存儲單元中，并且在將收到的外部數(shù)據(jù)寫入緩沖器單元中時，將刷新指示信號RIS發(fā)送至對其同時請求刷新操作和外部訪問的特定存儲體的刷新-訪問裁決單元331。
在讀訪問的情況下，依據(jù)緩沖器-存儲體有效性確定單元410和緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元430的輸出執(zhí)行不同的操作。緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元430響應(yīng)于緩沖器存儲體命中信號確定緩沖器數(shù)據(jù)是否有效。如果緩沖器數(shù)據(jù)有效，則緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元430輸出緩沖器命中信號，如果緩沖器數(shù)據(jù)無效，則緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元430輸出緩沖器未命中信號。如果收到緩沖器命中信號，則緩沖器訪問控制器450將存儲在緩沖器存儲器中的數(shù)據(jù)輸出到外面，并且在處理外部讀訪問時，將刷新指示信號RIS發(fā)送至對其同時請求刷新操作和外部訪問的特定存儲體的刷新-訪問裁決單元331。如果收到緩沖器未命中信號，則通過高速緩存執(zhí)行與讀訪問處理類似的外部讀訪問處理。即，緩沖器訪問控制器450向刷新-訪問裁決單元331請求存儲在對其請求讀訪問的存儲體的地址中的數(shù)據(jù)，并將存儲在該存儲體中的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器存儲器BFM相應(yīng)的地址中。在將數(shù)據(jù)存儲在緩沖器存儲器BFM中之后，緩沖器訪問控制器450將存儲在緩沖器存儲器BFM中的數(shù)據(jù)輸出到外面，并且當(dāng)處理外部讀訪問時，將刷新指示信號RIS發(fā)送至對其同時請求刷新操作和外部訪問的特定存儲體的刷新-訪問裁決單元331。
同時，如果收到緩沖器-存儲體未命中信號，則緩沖器訪問控制器450將當(dāng)前的緩沖器數(shù)據(jù)發(fā)送至相應(yīng)于緩沖器-存儲體地址BFKADD的存儲體的存儲體存儲器，并且請求刷新-訪問裁決單元331將緩沖器數(shù)據(jù)存儲在存儲體存儲器中。如果緩沖器數(shù)據(jù)被存儲在存儲體存儲器中，則緩沖器訪問控制器450向刷新-訪問裁決單元331請求對其請求讀訪問的存儲體的地址中所存儲的數(shù)據(jù)，并將存儲在該存儲體中的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器存儲器BFM相應(yīng)的地址中。在緩沖器數(shù)據(jù)被存儲在緩沖器存儲器BFM之后，緩沖器訪問控制器450將存儲在緩沖器存儲器BFM中的數(shù)據(jù)輸出到外面，并且當(dāng)處理外部讀訪問時，將刷新指示信號RIS發(fā)送至對其同時請求刷新操作和外部訪問的特定存儲體的刷新-訪問裁決單元331。
圖5是說明依據(jù)本發(fā)明實施例的刷新方法的流程圖。將參照圖2到5詳細(xì)描述刷新方法。為了刷新多個存儲體270-0至270-(N-1)，首先，刷新控制器210將刷新開始信號RSS發(fā)送至多個存儲體270-0至270-(N-1)以通知刷新操作開始，然后將具有預(yù)定期間的刷新請求信號RQS發(fā)送至多個存儲體270-0至270-(N-1)(操作S501)。同時，多個存儲體270-0至270-(N-1)的每一個可以收到外部訪問請求信號ACQ以及刷新請求信號RQS。
在收到刷新請求信號RQS之后，多個存儲體270-0至270-(N-1)的每一個確定刷新請求信號RQS和外部請求信號ACQ是否被同時收到(操作S503和S515)。如果刷新請求信號RQS和外部訪問請求信號ACQ不被同時收到，則多個存儲體270-0至270-(N-1)的每一個依據(jù)收到的信號處理外部訪問或執(zhí)行刷新操作(操作S523)。
如果多個存儲體270-0至270-(N-1)的至少一個同時收到刷新請求信號RQS和外部訪問請求信號ACQ，則依據(jù)請求的外部訪問是寫訪問還是讀訪問來執(zhí)行不同的刷新操作。如果刷新操作和外部讀訪問被同時請求，則緩沖器控制器BFC確定是否收到緩沖器-存儲體命中信號(操作S505)。如果沒有收到緩沖器-存儲體命中信號，則緩沖器控制器BFC將當(dāng)前的緩沖器數(shù)據(jù)發(fā)送至相應(yīng)于當(dāng)前的緩沖器-存儲體地址BFKADD的存儲體，并將緩沖器數(shù)據(jù)存儲在該存儲體相應(yīng)的存儲體存儲器中(操作S507)。在將緩沖器數(shù)據(jù)存儲在存儲體存儲器之后，緩沖器控制器BFC將對其請求外部讀訪問的特定存儲體的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器存儲器中(操作S509)，接著允許特定存儲體當(dāng)處理外部讀訪問時被刷新(操作S513)。
如果收到緩沖器-存儲體命中信號，則緩沖器控制器BFC確定是否收到緩沖器命中信號(操作S511)。如果收到緩沖器命中信號，則緩沖器控制器BFC在允許緩沖器單元處理外部讀訪問的同時，也允許相應(yīng)的存儲體被刷新(操作S513)。然而，如果沒有收到緩沖器命中信號，則緩沖器控制器BFC將對其請求外部讀訪問的存儲體的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器存儲器中(操作S509)，接著允許存儲體在允許緩沖器單元處理外部讀訪問時被刷新(操作S513)。
可替換地，如果同時收到刷新請求和外部寫訪問，則緩沖器控制器BFC確定是否收到緩沖器-存儲體命中信號(操作S515和S517)。如果沒有收到緩沖器-存儲體命中信號，則緩沖器控制器BFC將緩沖器數(shù)據(jù)發(fā)送至相應(yīng)于當(dāng)前的緩沖器-存儲體地址BFKADD的存儲體，并且將緩沖器數(shù)據(jù)存儲到相應(yīng)的存儲體存儲器(操作S519)。在將緩沖器數(shù)據(jù)存儲在存儲體存儲器之后，緩沖器控制器BFC將請求被寫的數(shù)據(jù)寫入緩沖器存儲器，并且允許存儲體在允許緩沖器單元處理外部寫訪問時被刷新(操作S521)。
然而，如果收到緩沖器-存儲體命中信號(操作S517)，則緩沖器控制器BFC將請求被寫的數(shù)據(jù)寫入緩沖器存儲器，并且允許存儲體在允許緩沖器單元處理外部寫訪問時被刷新(操作S521)。
圖6是在根據(jù)本發(fā)明實施例的刷新方法執(zhí)行刷新時的時序圖。在圖6中，刷新期是3ms并且每17個時鐘發(fā)送一個刷新請求信號RQS。如圖6所示，當(dāng)刷新期的開始信號被發(fā)送時，存儲體3處理讀操作，而當(dāng)執(zhí)行存儲體3的讀操作時，發(fā)送刷新請求信號RQS。這里，當(dāng)執(zhí)行寫操作時刷新其它存儲體，然而，存儲體3持續(xù)處理讀訪問，并且緩沖器控制器BFC也響應(yīng)于對存儲體3的訪問生成緩沖器未命中信號，使得存儲體3被保持在不可刷新的狀態(tài)。
其后，如果其它存儲體的寫和刷新操作完成，則存儲體3獨占相應(yīng)的緩沖器并相繼被刷新，直至被完全刷新。由于當(dāng)存儲體3的刷新完成時，所有存儲體的刷新完成，所以不執(zhí)行刷新操作直到下一個刷新期的開始信號被發(fā)送。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明的存儲器裝置，當(dāng)對同一存儲體的外部訪問和刷新操作被同時請求時，通過利用緩沖器處理外部訪問的同時刷新存儲體，可能有效地執(zhí)行刷新操作。而且，依據(jù)本發(fā)明的存儲器裝置，通過響應(yīng)于具有短期間的刷新請求信號來執(zhí)行刷新操作，可能確保向其頻繁地請求外部操作的存儲器中的所有存儲體刷新。
盡管參照本發(fā)明的示范性實施例已具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種集成電路存儲器系統(tǒng)，包括刷新控制器，其被配置來生成刷新請求信號；多個存儲器的存儲體，其對刷新請求信號作出響應(yīng)；以及緩沖器單元，其被配置來響應(yīng)于從多個存儲器的存儲體的第一個存儲體收到刷新-訪問中斷信號，生成給多個存儲器的存儲體的第一個存儲體的刷新指示信號并接收對多個存儲器的存儲體的第一個存儲體進行尋址的緩沖器寫數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的存儲器系統(tǒng)，其中所述多個存儲器的存儲體和所述緩沖器單元對外部訪問請求信號ACQ作出響應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述的存儲器系統(tǒng)，其中所述多個存儲器的存儲體的第一個存儲體被配置來響應(yīng)于在讀訪問請求和刷新請求信號之間檢測時間重疊，生成刷新-訪問中斷信號。
4.如權(quán)利要求1所述的存儲器系統(tǒng)，其中所述多個存儲器的存儲體的第一個存儲體被配置來響應(yīng)于在寫訪問請求和刷新請求信號之間檢測時間重疊，生成刷新-訪問中斷信號。
5.如權(quán)利要求1所述的存儲器系統(tǒng)，其中所述多個存儲器的存儲體和所述緩沖器單元是分開的DRAM芯片。
6.-種存儲器裝置，包括多個存儲體；刷新控制器，其生成用于開始刷新操作的刷新開始信號和具有預(yù)定期間的刷新請求信號；緩沖器單元，如果在多個存儲體之間存在同時收到外部訪問請求信號與刷新請求信號的存儲體，則在對存儲體進行外部訪問時生成指示存儲體刷新的刷新指示信號；以及存儲單元，用于存儲代表存儲體地址的緩沖器-存儲體地址和指示存儲在緩沖器單元中的數(shù)據(jù)是否有效的緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息，在該存儲體中，存儲了與緩沖器單元中所存儲的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)，其中，該存儲體發(fā)送刷新-訪問中斷信號到所述緩沖器單元。
7.如權(quán)利要求6所述的存儲器裝置，其中多個存儲體的每一個包括存儲體存儲器，其包括多個存儲體單元；以及存儲體控制器，其響應(yīng)于外部訪問請求信號和/或刷新請求信號，處理存儲體存儲器的外部訪問或刷新操作。
8.如權(quán)利要求7所述的存儲器裝置，其中所述存儲體控制器包括存儲體刷新控制器，其生成刷新地址并輸出刷新地址與刷新請求信號，所述刷新地址代表在其中執(zhí)行刷新操作的存儲器單元的地址；以及存儲體訪問控制器，其響應(yīng)于刷新請求信號和/或外部訪問請求信號，處理對存儲體存儲器的外部訪問或執(zhí)行相應(yīng)于刷新地址的存儲器單元的刷新。
9.如權(quán)利要求8所述的存儲器裝置，其中所述存儲體刷新控制器包括刷新地址發(fā)生器，其響應(yīng)于刷新開始信號而被初始化，響應(yīng)于來自存儲體存儲器的通知刷新完成的刷新完成信號而生成刷新地址；以及刷新信號發(fā)送器，其響應(yīng)于刷新請求信號，將刷新請求信號和刷新地址發(fā)送至存儲體訪問控制器。
10.如權(quán)利要求9所述的存儲器裝置，其中所述刷新地址發(fā)生器是計數(shù)器。
11.如權(quán)利要求9所述的存儲器裝置，其中所述存儲體訪問控制器包括刷新-訪問裁決單元，當(dāng)同時收到刷新請求信號與外部訪問請求信號時，將刷新-訪問中斷信號發(fā)送至緩沖器單元，并生成用于控制存儲體存儲器操作的存儲體控制信號；刷新處理器，其響應(yīng)于刷新請求信號、刷新地址、以及存儲體控制信號刷新存儲體存儲器；以及外部訪問處理器，其響應(yīng)于外部訪問請求信號與存儲體控制信號來處理對存儲體存儲器的外部訪問。
12.如權(quán)利要求11所述的存儲器裝置，其中所述控制信號在刷新請求信號與外部訪問請求信號不被同時收到時，響應(yīng)于刷新請求信號而允許處理存儲體存儲器被刷新或響應(yīng)于外部訪問請求信號而允許處理對存儲體存儲器的外部訪問，而在刷新請求信號與外部訪問請求信號被同時收到時，控制在存儲體存儲器與緩沖器存儲器之間的訪問并允許存儲體存儲器被刷新以響應(yīng)刷新指示信號。
13.如權(quán)利要求6所述的存儲器裝置，其中所述緩沖器單元包括緩沖器存儲器，其包括多個存儲器單元；以及緩沖器控制器，用于確定緩沖器-存儲體地址與緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息是否有效，處理對同時收到外部訪問請求信號與刷新請求信號的存儲體的外部訪問，并將刷新指示信號發(fā)送至所述存儲體，以響應(yīng)刷新-訪問中斷信號。
14.如權(quán)利要求13所述的存儲器裝置，其中所述緩沖器控制器包括緩沖器存儲體有效性確定單元，用于響應(yīng)于刷新-訪問中斷信號，比較緩沖器-存儲體地址與所述存儲體地址，從而確定所述緩沖器-存儲體地址是否有效；緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元，如果確定緩沖器-存儲體地址有效，則響應(yīng)于緩沖器數(shù)據(jù)有效性信息而確定在緩沖器單元中存儲的數(shù)據(jù)是否有效；以及緩沖器訪問控制器，用于響應(yīng)于緩沖器存儲體有效性確定單元和緩沖器數(shù)據(jù)有效性確定單元的確定結(jié)果，處理對存儲體的外部訪問并將刷新指示信號發(fā)送至所述存儲體。
15.如權(quán)利要求14所述的存儲器裝置，其中，如果外部訪問是寫訪問，則緩沖器訪問控制器在緩沖器-存儲體地址有效時，在處理寫訪問的同時，將刷新指示信號發(fā)送至所述存儲體，并且在緩沖器-存儲體地址無效時，將在緩沖器存儲器中存儲的數(shù)據(jù)存儲至相應(yīng)于緩沖器-存儲體地址的存儲體的存儲體存儲器，并在處理寫訪問的同時將刷新指示信號發(fā)送至所述存儲體。
16.如權(quán)利要求14所述的存儲器裝置，其中，如果外部訪問是讀訪問，則緩沖器訪問控制器在緩沖器-存儲體地址無效時，將在緩沖器存儲器中存儲的數(shù)據(jù)存儲至相應(yīng)于緩沖器-存儲體地址的存儲體的存儲體存儲器，將對其請求讀訪問的存儲體的數(shù)據(jù)存儲至緩沖器存儲器，接著當(dāng)處理讀訪問的同時將刷新指示信號發(fā)送至所述存儲體，在緩沖器-存儲體地址有效并且緩沖器數(shù)據(jù)無效時，將對其請求讀訪問的存儲體的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器存儲器中，并在處理讀訪問的同時將刷新指示信號發(fā)送至所述存儲體，在緩沖器-存儲體地址有效并且緩沖器數(shù)據(jù)有效時，在處理讀訪問的同時將刷新指示信號發(fā)送至所述存儲體。
17.一種用于在包括多個存儲體和一個緩沖器的存儲器裝置中控制刷新操作的刷新方法，包括在生成刷新開始信號之后，生成具有預(yù)定期間的刷新請求信號；確定在多個存儲體中是否存在同時收到外部訪問請求信號與刷新請求信號的存儲體；如果沒有存儲體同時收到外部訪問請求信號與刷新請求信號，則響應(yīng)于刷新請求信號刷新多個存儲體；并且如果存在同時收到外部訪問請求信號與刷新請求信號的存儲體，則將刷新-訪問中斷信號發(fā)送至緩沖器單元，并在允許緩沖器單元處理外部訪問的同時刷新所述存儲體。
18.如權(quán)利要求17所述的刷新方法，其中，如果外部訪問是寫訪問，則刷新存儲體包括確定代表存儲體地址的緩沖器-存儲體地址是否有效，該存儲體存儲與在緩沖器單元中存儲的緩沖器數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)；如果緩沖器-存儲體地址有效，則在允許緩沖器單元處理寫訪問的同時刷新所述存儲體；并且如果緩沖器-存儲體地址無效，則將緩沖器數(shù)據(jù)存儲在相應(yīng)于緩沖器-存儲體地址的存儲體中，并在允許緩沖器單元處理寫訪問的同時刷新所述存儲體。
19.如權(quán)利要求17所述的刷新方法，其中，如果外部訪問是讀訪問，則刷新所述存儲體包括確定代表存儲體地址的緩沖器-存儲體地址是否有效，該存儲體存儲與在緩沖器單元中存儲的緩沖器數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)；如果緩沖器-存儲體地址無效，則將緩沖器數(shù)據(jù)存儲在相應(yīng)于緩沖器-存儲體地址的存儲體中，將對其請求讀訪問的存儲體的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器單元中，接著在允許緩沖器單元處理讀訪問的同時刷新所述存儲體；以及如果緩沖器-存儲體地址有效，則確定在緩沖器單元中存儲的緩沖器數(shù)據(jù)是否有效，并在允許緩沖器單元處理讀訪問的同時刷新所述存儲體。
20.如權(quán)利要求19所述的刷新方法，其中所述確定緩沖器數(shù)據(jù)是否有效并刷新所述存儲體包括確定緩沖器數(shù)據(jù)是否有效；如果緩沖器數(shù)據(jù)有效，則在允許緩沖器單元處理讀訪問的同時刷新存儲體；并且如果緩沖器數(shù)據(jù)無效，則將對其請求讀訪問的存儲體的數(shù)據(jù)存儲在緩沖器單元中，并且在允許緩沖器單元處理讀訪問的同時刷新所述存儲體。
全文摘要
一種集成電路存儲器裝置包括在存儲器系統(tǒng)中的多個存儲器與一個刷新控制器。刷新控制器被配置來生成刷新請求信號。多個存儲器包括對刷新請求信號作出響應(yīng)的多個存儲器的存儲體。附加的存儲器包括緩沖器單元，其被配置來響應(yīng)從多個存儲器的存儲體的第一個存儲體收到刷新－訪問中斷信號，生成給多個存儲器的存儲體的第一個存儲體的刷新指示信號，并接收對多個存儲器的存儲體的第一個存儲體進行尋址的緩沖器寫數(shù)據(jù)。多個存儲器的存儲體和該緩沖器單元可以是分開的DRAM芯片。
文檔編號G11C11/406GK1822224SQ200510131599
公開日2006年8月23日 申請日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者表錫洙, 鄭鉉澤, 河旻烈 申請人:三星電子株式會社