有效字线循环时间短的半导体存储器及该半导体存储器的数据读出方法技术

技术编号:3083551 阅读:174 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及到半导体存储器的数据读出方法,该半导体存储器包括至少一个第一存储体和至少一个镜象存储体以便记录多个二进制数据,与第一存储体数据完全相同的数据被记录在所说的镜象存储体内,半导体存储器接收用来读出第一存储体读数据的指令;借助验证半导体存储器状态的设备来验证第一存储体是否处在其打开状态;读出镜象存储体的读数据;以及若第一存储体未打开,则读出第一存储体的数据,其中存储器的打开状态是这样一种存储状态,这种状态使得它能够读出该数据而无需预先关闭该存储体的打开字线。还公开了相应的半导体存储器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】除了存储容量和集成密度之外,半导体存储器最重要的特性之一就是在随机存取操作情况下存取其存储单元阵列所需要的有效时间。这种对随机存取操作来说应尽可能短的存取时间特别是在网络应用中尤为重要。随机地存取半导体存储器单元阵列的存取时间也常称之为所谓字线循环时间tRC(行循环时间),它代表随机地存取半导体存储器单元阵列的两个操作之间的最短时间。图2示出了说明字线循环时间tRC的简化了的示意时标图。在图2上注的横向上示意性地图解说明了时钟信号。读命令“Cmd Read”在时钟信号的某一特定前沿被加到(常规的)半导体存储器上。读命令“Read”涉及到存储体(memory bank)地址“BAO”。经一定延迟或等待后在半导体存储器的数据输出端可以得到已经从存储体读出的数据“Data”。为了从半导体存储器中读出与已知的存储体地址“BAO”相关的数据“Data”,通常要“打开”存储体的相关字线以便通过相关位线读出该至少一个存储单元的数据内容。不过,倘若是在完全随机地存取存储体(完全随机存取)的新操作的情况下,通常必须在一个读命令下打开一不同的字线,这个已经打开的字线必须预先关闭。在最坏的情况下,对完全随机地存取存储体的操作来说必须完成循环持续时间为tRC的所谓完全字线循环。在最坏的情况下,直到这个字线循环时间过去之后才能够再次对存储体进行存取。现有技术公开了缩短随机存取半导体存储器存储体之存储时间的一些概念。于是,快速半导体存储器的日益增长的重要性尤其是对网络应用来说已经引起了例如被通称为RLDRAM(缩短等待时间的动态随机存储器)的新一类半导体存储器的发展。RLDRAM把高存储密度与短字线循环时间tRC结合在一起。但是,更短的字线循环时间tRC对一些特定的应用是有利的。特别是,被称为“多重存储体”的概念已经习惯地在系统水平上用于这些情况,从而能够进一步“人为地”缩短有效字线循环时间。这一概念特别适于要执行的该命令的数目与写命令的数目相比为大时的情况,例如所谓“查表法”的情况。下面参照图3解释一下为了人为地缩短有效字线循环时间的这种常规“多重存储体方法”的工作原理。以与图2相似的方式,图3中也以横向来说明时间轴,图内上注表示出示意的时钟信号。使用该命令“Read”在第一上升时钟前沿上对第一存储体“B0”进行寻址。如对图2已经解释过的情况一样,在最坏的情况下,直到第一存储体“B0”的字线循环时间tRC过后才能够把新的读命令加到该存储体上,因而存储体“B0”的存取时间就等于字线循环时间tRC。不过为了得到更短的有效存取时间,还在系统水平上使用了专门配置的存储控制器。外部的存储控制器应设计成它能够复制一个或多个影象存储体(shadow memory bank)中第一存储体内的数据或信息。举例来说,在第一存储体“B0”中存在有与影象存储体“B1”中相同的数据或信息。存储体和影象存储体最好结构完全一样。如果在这种“多重存储体方法”的情况下有另外一个读命令在字线循环时间tRC之内加到第一存储体“B0”上,那么存储控制器就要检验所谓“tRC条件”对存储体“B0”来说是否已得到满足,也就是说外部存储控制器要检验第一存储体“B0”是否处在它不允许将要读取的数据被直接读出的这种存储状态。在这种下文中将称之为“存储器打开状态”的存储状态下,在该新读命令能够被执行之前首先必须关闭一打开字线。如果存在这种情况,即“tRC条件”对第一存储体“B0”来说尚未得到满足,外部存储控制器就要把此读命令转移给影象存储体“B1”。尽管这个读命令原本是要送给存储体“B0”的,但是存储控制器的特殊配置却使得并未处在存储体打开状态的影象存储体“B1”被读出。这就使有效存取时间或有效字线循环时间tRC.eff缩短了1/2,如图3中示意说明的那样。使用多个复制的影象存储体也可以实施这种所谓的“多重存储体方法”以便以相应的方式来进一步缩短有效字线循环时间tRC.eff。然而,人们知道的“多重存储体方法”有两个主要的缺点。一方面,外部存储控制器必须检验和记录哪些存储体处在存储体打开状态,而且一旦这种打开存储体接收到读命令时外部存储控制器就计划把此读命令以读存取操作的形式转移给影象存储体。这一检验和记录以及计划把读存取操作转移给影象存储体的过程使得存储控制器/半导体存储系统高度复杂从而使整个系统复杂化。另一方面,基于规定的总线结构,每次的数据或信息都将被写给其中一个存储体,后继的写命令也必须加到其一个或几个影象存储体上。这样读数据时加速了的存取时间就对写此数据时延长了的写时间作出了补偿。鉴于上述的缺点,因而本专利技术的目的就是详细阐明一种从具有对随机存取操作缩短存取时间的半导体存储器中读取数据的方法并详细说明相应的半导体存储器。利用具有权利要求1中所规定步骤的方法并利用具有权利要求6中所规定特征的半导体存储器来达到这一目的。相关的从属权利要求涉及到优选的实施方案。根据本专利技术,从半导体存储器读取数据的方法包括按以下顺序的下述步骤-设置各自用来存储多个二进制数据项的至少一个第一存储体和至少一个影象存储体,与第一存储体内同样的数据被存在该影象存储体内;-接收为读取将要从第一存储体读出之数据的命令;-使用半导体存储器的状态检验设备来检验第一存储体是否处在存储体打开状态,并且,--如果第一存储体处在存储体打开状态,那么将要读取的数据就从该至少一个影象存储体读出,及--如果第一存储体未处在存储体打开状态,那么将要读取的数据就从第一存储体读出,存储器打开状态是存储体的这样一种存储状态,它不允许将要读取的数据在没有事先关闭该存储体打开字线的情况下被读出。在根据本专利技术的方法中,数据从专门配置的半导体存储器中读出,该存储器没有在系统水平上必须专门为这一目的而设计的(外部的)存储控制器。相反,缩短字线循环时间tRC的“智能作用”是在存储器水平上而不是象惯常那样在系统水平上加以实现。半导体存储器具有至少一个第一存储体和至少一个影象存储体,该影象存储体含有与第一存储体同样的信息或数据。存储体可能具有实际上完全相同的结构。从外部加到半导体存储器并涉及到某一具体存储体地址的读命令在被处理之前首先要受到对“tRC条件”(开头提到的)进行检验的这一操作的作用。所以,本方法使用的状态检验设备,它是半导体存储器本身的组成部分。检验步骤利用状态检验设备来评估使用读命令将要进行寻址的第一存储体是否处在所谓存储体打开状态。在这种应用的意义下,存储体打开状态被理解成其不允许将要读取的数据在没有事先关闭相关存储体之打开字线的情况下被读出这样一种状态。换句话说,术语“存储器打开状态”将被理解成这样一种状态,这一状态包括至少部分字线循环,关闭涉及另一存储地址的字线并接着打开被分配给将要读出数据的字线。换句话说,在本专利技术的意义上,打开的存储状态不允许将要读取的数据从相关存储体直接地读出,而是要求包括至少部分字线循环,打开的字线要被关闭,而被分配给将要读出数据的不同字线则被打开。在已经收到读取将要被读出的数据的命令之后,就利用状态检验设备来检验将要读取的数据是否能够直接地从第一存储体读出。第一存储体未处在存储体打开状态时正是这种情况。但是,如果第一存储体处在存储体打开状态,读命令就不再加在第一存储体上而是加到该至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
从半导体存储器读取数据的方法,该方法包括按按照以下顺序的下述步骤:-设置各自用来存储多个二进制数据项的至少一个第一存储体和至少一个影象存储体,与第一存储体内同样的数据被存在该影像存储体内;-接收为读取将要从第一存储体读出的数 据的读命令;-使用半导体存储器的状态检验设备来检验第一存储体是否处在存储体打开状态,并且,--如果第一存储体处在存储体打开状态,那么将要读取的数据就从该至少一个影象存储体读出,及--如果第一存储体未处在存储体打开状态 ,那么将要读取的数据就从第一存储体读出,存储器打开状态是存储体的这样一种存储状态,它不允许将要读取的数据在没有事先关闭该存储体打开字线的情况下被读出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2003-7-16 103 32 314.71.从半导体存储器读取数据的方法,该方法包括按按照以下顺序的下述步骤-设置各自用来存储多个二进制数据项的至少一个第一存储体和至少一个影象存储体,与第一存储体内同样的数据被存在该影象存储体内;-接收为读取将要从第一存储体读出的数据的读命令;-使用半导体存储器的状态检验设备来检验第一存储体是否处在存储体打开状态,并且,--如果第一存储体处在存储体打开状态,那么将要读取的数据就从该至少一个影象存储体读出,及--如果第一存储体未处在存储体打开状态,那么将要读取的数据就从第一存储体读出,存储器打开状态是存储体的这样一种存储状态,它不允许将要读取的数据在没有事先关闭该存储体打开字线的情况下被读出。2.按权利要求1中所要求的方法,所述半导体存储器包括至少一个第一和至少一个第二影象存储体,从该至少一个影象存储体读取将要读出数据的步骤包括检验第一影象存储体是否处在存储体打开状态的步骤,并且-如果第一影象存储体处在存储体打开状态,则将要读取的数据从第二影象存储体读出,及-如果第一影象存储体未处在存储体打开状态,则将要读取的数据从第一影象存储体读出。3.按权利要求1或2中所要求的方法,检验存储体之一或影象存储体之一是否处在存储体打开状态的步骤包括将自先前的读命令被施加到这一存储体上已过去的时间段与该存储体最小字线循环时间tRC进行比较的操作。4.按上述权利要求之一所要求的方法,其中,在将数据写入第一存储体的步骤期间,将该数据在基本上相同的时间写入该至少一个影象存储体。5.按上述权利要求之一所要求的方法,所述半导体存储器为RLDRAM。6.半导体存储器,具...

【专利技术属性】
技术研发人员:JM多尔塔W斯皮克
申请(专利权)人:因芬尼昂技术股份公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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