[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體存儲器、半導(dǎo)體存儲器系統(tǒng)及其對應(yīng)編程方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010133573.3
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN101783165A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊光軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號: G11C7/22
• 分類號: G11C7/22
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及存儲器領(lǐng)域，尤其涉及一種存儲資料數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體存儲器、半導(dǎo)體存儲器系統(tǒng)及其對應(yīng)編程方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體存儲器(memory)在存儲用戶資料數(shù)據(jù)時，通常需要給存儲器內(nèi)的存儲單元(memory?cell)進(jìn)行充電，從而將用戶數(shù)據(jù)寫入存儲單元中。一次寫入數(shù)據(jù)對應(yīng)的存儲單元越多，需要給存儲單元充電的個數(shù)越多，存儲器的功耗則越大。假設(shè)一次需同時對8個存儲單元進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)讀寫，寫入10100000到存儲器中。存儲器的初始狀態(tài)為11111111，寫“0”的存儲單元需要充電，寫“1”的存儲單元不需要充電。其中，存儲器的存儲狀態(tài)，及寫“1”或“0”對存儲單元進(jìn)行充電，由存儲器的本身屬性或用戶設(shè)置決定。10100000中有2個“1”和6個“0”，因而寫入10100000時，需要對6個存儲單元充電，另2個存儲單元不需充電，功耗較大。

位反轉(zhuǎn)技術(shù)可以較好的解決上述同時寫入多個“0”所造成的功耗。如寫入10100000時，先對10100000進(jìn)行反轉(zhuǎn)得到01011111，01010000中僅含兩個“0”，此時僅需對2個存儲單元進(jìn)行充電，大大節(jié)省功耗。在讀取上述寫入的10100000時，需要對01011111再次反轉(zhuǎn)得到原始的寫入用戶數(shù)據(jù)10100000。由此可見，位反轉(zhuǎn)技術(shù)需要在寫入用戶數(shù)據(jù)和讀取存儲中的數(shù)據(jù)時分別進(jìn)行位反轉(zhuǎn)，從而節(jié)省功耗。若開始寫入的為01011111，僅需對兩個存儲單元充電，則不需要進(jìn)行位反轉(zhuǎn)，直接寫入即可。雖然位反轉(zhuǎn)技術(shù)可以有效的節(jié)省功耗，可對存儲器進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)讀寫時，如何區(qū)分哪些存儲單元需要或已被反轉(zhuǎn)，哪些存儲單元不需要或未被反轉(zhuǎn)，仍是一個技術(shù)難題。

如圖1所示，傳統(tǒng)的存儲器系統(tǒng)(memory?system)1設(shè)有控制器(controller)2和快閃存儲器(flash?memory)3，控制器2和快閃存儲器3之間設(shè)有傳輸線及標(biāo)志位線(flag?bit?line)，快閃存儲器內(nèi)置大量存儲單元。當(dāng)控制器2對快閃存儲器3進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)讀寫時，傳輸線用于傳輸指令或數(shù)據(jù)。假設(shè)控制器2欲將用戶數(shù)據(jù)10100000中的8個位元寫入快閃存儲器3中的8個存儲單元，控制器2判斷該筆資料10100000中“0”與“1”的個數(shù)，得出“0”的個數(shù)大于“1”的個數(shù)，則將標(biāo)志位(flag?bit)設(shè)為高電平“1”，對10100000反轉(zhuǎn)后的01011111存儲于快閃存儲器3中，同時將標(biāo)志位“1”通過標(biāo)志位線一并存儲于快閃存儲器3中；若寫入用戶數(shù)據(jù)為01011111，控制器2判斷“0”的個數(shù)小于“1”的個數(shù)，則設(shè)置標(biāo)志位為低電平“0”，直接將01011111存儲于快閃存儲器3中，同時將標(biāo)志位“0”通過標(biāo)志位線一并存儲于快閃存儲器3中。讀取資料時，控制器2依據(jù)存儲的標(biāo)志位“1”或“0”，判斷需要反轉(zhuǎn)或直接輸出用戶數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的位反轉(zhuǎn)技術(shù)是在控制器和快閃存儲器之間增加標(biāo)志位線，通過控制器判斷寫入資料是否需要反轉(zhuǎn)，并利用標(biāo)志位線寫入反轉(zhuǎn)標(biāo)記到存儲器中來標(biāo)示寫入資料是否已反轉(zhuǎn)，能有效降低需要充電的存儲單元個數(shù)，達(dá)到降低功耗的效果。但控制器需要判斷每筆寫入資料是否需要反轉(zhuǎn)，增加了控制器的處理負(fù)擔(dān)、降低控制器的讀寫速度；且在控制器和快閃存儲器之間額外增加一根標(biāo)志位線，極大增加了半導(dǎo)體存儲器系統(tǒng)的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種降低存儲器功耗的半導(dǎo)體存儲器、半導(dǎo)體存儲器系統(tǒng)及其對應(yīng)編程方法。

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體存儲器，該半導(dǎo)體存儲器用于存儲用戶資料數(shù)據(jù)，具有存儲陣列及與存儲陣列相連的位反轉(zhuǎn)裝置，存儲陣列具有大量的存儲單元。當(dāng)寫入用戶數(shù)據(jù)到存儲器存儲時，位反轉(zhuǎn)裝置能將該用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行位反轉(zhuǎn)處理后輸出到存儲陣列中的存儲位元存儲。

進(jìn)一步的，上述位反轉(zhuǎn)裝置具有判斷單元及與判斷單元相連的反轉(zhuǎn)單元。其中，判斷單元用于判斷寫入用戶數(shù)據(jù)是否需要反轉(zhuǎn)，并輸出判斷結(jié)果的反轉(zhuǎn)標(biāo)記；反轉(zhuǎn)單元用于依據(jù)反轉(zhuǎn)標(biāo)記將寫入用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行位反轉(zhuǎn)處理后輸出到存儲單元。

更進(jìn)一步的，當(dāng)上述反轉(zhuǎn)標(biāo)記為高電平時，反轉(zhuǎn)單元用于將寫入用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行位反轉(zhuǎn)后輸出到存儲單元；當(dāng)上述反轉(zhuǎn)標(biāo)記為低電平時，反轉(zhuǎn)單元用于直接將寫入用戶數(shù)據(jù)輸出到存儲單元。

本發(fā)明的半導(dǎo)體存儲器，通過位反轉(zhuǎn)裝置選擇性的對寫入用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行位反轉(zhuǎn)，減少需充電的存儲單元的個數(shù)，有效的降低存儲器的功耗。

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體存儲器系統(tǒng)，它包含控制器及與控制器相連接的存儲器，存儲器具有存儲陣列及與存儲陣列相連接的位反轉(zhuǎn)裝置。位反轉(zhuǎn)裝置用于將用戶用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行位反轉(zhuǎn)處理后輸出到存儲陣列內(nèi)的存儲單元。