[發(fā)明專利]非易失性存儲器、存儲器控制器及其訪問方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210180219.5
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102810336B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 中西健一;筒井敬一
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: G11C29/42
• 分類號: G11C29/42;G11C16/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 周少杰

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及可以以字為單位訪問的非易失性存儲器、存儲器控制器、非易失性存儲器訪問方法和程序。

背景技術(shù)

已知以非易失性存儲器（NVM）為代表的NAND閃存器件的工藝技術(shù)的小型化的進展降低了器件的數(shù)據(jù)保持特性。有鑒于此缺點，已經(jīng)需要能夠為器件提供比之前更好的錯誤檢測和校正的糾錯碼（ECC）。

改進數(shù)據(jù)保持也是面臨PCRAM（相變隨機存取存儲器（RAM））和ReRAM（電阻RAM）的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一，所述PCRAM和ReRAM是近年來已經(jīng)推進其開發(fā)和商業(yè)化的新非易失性存儲器。

與NAND閃存器件不同，PCRAM和ReRAM可以以字為單位訪問，如同DRAM和SRAM一樣。由于該能力，PCRAM和ReRAM稱為NVRAM（非易失性RAM）。

對于連續(xù)數(shù)據(jù)，以高速順序訪問NAND閃存器件。相反，NVRAM是支持NAND閃存器件不提供的高速隨機訪問的非易失性存儲器。

NAND閃存器件通常用作存儲并下載（SnD）模型應用中的存儲部分，在所述存儲并下載模型應用中，數(shù)據(jù)以扇區(qū)為單位讀入工作存儲器以用于執(zhí)行。

相反，可以以字為單位訪問的NVRAM允許CPU直接訪問其中的數(shù)據(jù)。為此原因，NVRAM可以用作芯片內(nèi)執(zhí)行（XIP）模型應用中的非易失性工作存儲器。

為了支持XIP，涉及充分利用NVRAM的主要特征：其可以字為單位的訪問。然而，將ECC特征添加到NVRAM以改進如上所述的其數(shù)據(jù)保持特性可能降低存儲器的訪問性能。

日本專利未審公開No.2008-84499（以下稱為專利文獻1）公開了一種配備有NAND閃存器件、并且配置為改進隨機訪問性能的非易失性存儲器。

基于NAND閃存器件的非易失性存儲器以扇區(qū)為單位計算ECC。這意味著存儲器需要至少以扇區(qū)為單位讀出其數(shù)據(jù)，用于錯誤檢測和校正目的。這已經(jīng)導致了以比扇區(qū)更小的數(shù)據(jù)尺寸為單位、以較低速度實現(xiàn)隨機訪問的缺點。

專利文獻1提出了對32到128比特的數(shù)據(jù)執(zhí)行ECC以用于錯誤檢測和校正，以便改進尺寸比扇區(qū)更小的數(shù)據(jù)的隨機訪問性能。

即，專利文獻1提出了一種旨在以頁面為單位訪問其存儲器單元的NAND閃存器件的技術(shù)，所述技術(shù)用于對尺寸比訪問單元更小的數(shù)據(jù)執(zhí)行ECC處理。

發(fā)明內(nèi)容

如上所述，支持XIP涉及充分利用NVRAM的性能以允許以字為單位訪問其中的數(shù)據(jù)。然而，添加上述ECC特征以改進NVRAM的數(shù)據(jù)保持特性通常需要滿足以下兩個條件：

期望可以定訪問的等待時間。還期望將ECC處理對訪問等待時間的影響限制到最小。

為滿足上述第一條件，可以省略存儲器接口的握手協(xié)議，用于以固定等待時間訪問以實現(xiàn)高速。輪詢握手信號并且使輪詢結(jié)果確定并反映到信號控制，這可以有助于增加訪問周期數(shù)。

為滿足上述第二條件，簡單地期望ECC處理需要的時鐘速度更低。在發(fā)生比特糾錯處理時，需要增加訪問周期數(shù)以包括此處理。該方面也與第一條件相關(guān)。

相反，在順序訪問時，如果具有固定訪問時間的訪問重復多次，則由于固定訪問時間而導致的性能開銷累積。這可能導致原始性能的劣化。

這對于支持XIP和順序訪問也是有問題的。

在以NAND閃存器件為目標時，如上所述需要以頁面為單位寫入數(shù)據(jù)。為此，不期望通過使用專利文獻1中公開的技術(shù)來改進性能。

日本專利未審公開No.2007-310927（以下稱為專利文獻2）中公開了類似的技術(shù)。然而，也難以使用專利文獻2中公開的技術(shù)來改進性能。

有鑒于上述情況已經(jīng)做出本公開，并且本公開提供了一種由可以以字節(jié)為單位訪問、并且當被訪問時允許以最佳數(shù)據(jù)尺寸為單位進行ECC處理的存儲器單元組成的非易失性存儲器、存儲器控制器、非易失性存儲器訪問方法以及程序。

根據(jù)本公開一實施例，提供了一種非易失性存儲器，包括：非易失性存儲器單元器件，配置為至少包括非易失性存儲器單元陣列，其能夠以字為單位訪問，并且還能夠至少在第一訪問模式中以固定等待時間訪問并在第二訪問模式中以可變等待時間訪問；第一訪問路徑，配置為用于第一訪問模式中；第二訪問路徑，配置為用于第二訪問模式中；第一ECC處理部分，配置為連接到第一訪問路徑，并使用已知糾錯碼（ECC）對第一訪問模式中從非易失性存儲器單元陣列輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行錯誤檢測和校正；以及第二ECC處理部分，配置為連接到第二訪問路徑，并且使用ECC對第二訪問模式中從非易失性存儲器單元陣列輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行錯誤檢測和校正。