专利名称：动态存取内存的更新装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种动态存取内存的更新(refresh)技术，可以增加更新操作的效率。
背景技术：
动态随机存取内存(DRAM)已经很普遍被使用于各种数字处理的电路系统，其中最常见的例如是计算机系统，以储存处理过程中所需要的寄存资料。DRAM与静态随机存取内存(SRAM)都属于挥发性的内存，当电源关闭时存储器所储存的数据就会消失，然而DRAM的存储器的基本结构是由一个MOS晶体管与一个储存电容所构成，因此在芯片上所占的面积较小，也因此更为普遍被采用。
图I绘出传统DRAM存储器的结构示意图。参阅图I，一个DRAM存储器50包括一个MOS晶体管52以及一个储存电容54。晶体管52的源极与位线连接。MOS晶体管52的漏极与储存电容54连接，储存电容54的另一端是接地。晶体管52的栅极与字符线连接。一条字符在线会连接多个存储器50，一条位在线也会连接多个存储器50，因此这些存储器50构成二维的存储器数组，每一个存储器会由交叉的一条位线与一条字符线所存取。晶体管52以NMOS晶体管为例来说明。例如要把“I”的数据写入储存电容54中时，对应连接的位线会施加5V的电压信号，此时对应连接的字符线会施加起开启电压，例如也是5V以导通晶体管52。此时位在线的电压会对储存电容54充电到5V。之后就可以再藉由字符线处于低电压状态而关闭晶体管52。接着关闭位在线的电压，或是继续写入其它的存储器50。反之，如果要写入“O”的数据，则位线会施加OV的电压信号，因此储存电容54的电压是0V。如此，藉由储存电容54电压高低来储存“I”或“O”的数据。以下描述读取机制。图2绘出存储器的传统读取电路。参阅图2，如果要读取存储器50上的数据，对所选择要读取的存储器50所连接的位线会被切换到一比较器56。比较器56有一参考电压VRef在OV与5V之间。当字符线导通此存储器50时，位在线的电压是储存电容54的电压V，其为OV或5V。经比较于参考电压VRef就可以得知储存电容54的电压V是OV或5V。就DRAM存储器50的结构，如果储存电容54是储存“I”的数据而处于高电压值，其电荷会由于漏电流而漏失，导致电压下降。如果长时间不再更新储存电容54的电压值，则会产生错误数据。要更新储存电容54的电压值一般只要对其读出即可更新储存电容54的电压值。读出的操作可以是真正取得数据或是空白读取(drnnrny read)皆可以。至于重新写入储存值其就自然会更新数据。图3A绘出传统分布更新模式的机制示意图。参阅图3A，一般在一时间区间内会要求作η次更新。传统的更新操作可以是每隔一固定时间均匀分布于一时间区间内而对存储器做更新操作，其又称为分布更新模式(distributed refresh mode)。另一种更新操作例如是丛更新模式(burst refresh mode)。一个脉冲代表一次更新操作。图3B绘出传统丛更新模式的机制示意图。参阅图3B丛更新模式是在每一个时间区间内做一次连续多个更新操作。
发明内容
本发明提供一种可以减少DRAM的更新操作的负担，以提升DRAM的使用效率。本发明提供一种动态存取内存的更新方法，其中一存储器数组被规划出多个存储单元，每一个存储单元有一个计数值。该方法包括检测出在该些存储单元中数据不再被使用的一“不使用部分”，以及仅对该些存储单元中数据仍被使用的一“仍使用部分”进行一更新操作。本发明提供一种动态存取内存的更新装置，其中一存储器数组被规划出多个存储单元，每一个存储单元有一个计数值，该更新装置包括一存取控制单元；一内存主控器；一更新控制单元；以及一监视单元。内存主控器藉由该存取控制单元存取一图框数据，该图框数据储存于该些储存页的一部分。更新控制单元依照指定的一地址用以对该些存储单元做一更新操作。监视单元检测出该些存储单元中不再使用的一不使用部分，且通知该更新控制单元仅对该些存储单元仍被使用的一仍使用部分进行该更新操作。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
图I绘出传统DRAM存储器的结构示意图。图2绘出存储器的传统读取电路。图3A绘出传统分布更新模式的机制示意图。图3B绘出传统丛更新模式的机制示意图。图4绘出依据本发明一实施例，动态存取内存的更新装置的电路结构示意图。图5绘出依据本发明一实施例，图框与附加信息的关系示意图。图6绘出依据本发明一实施例，图框数据与存储单元的对应示意图。图7绘出依本发明一实施例，下数计数器的特征示意图。图8绘出依本发明一实施例，下数计数器的特征示意图。图9绘出依据本发明一实施例，动态存取内存的更新方法的流程示意图。主要组件符号说明50 :存储器52:晶体管54:储存电容60 :存储系统62:内存主控单元64 :存取控制器66 :存储器数组68 DRAM 控制单元70 :更新控制单元72 :监视单元
74 :读/写指令76:附加信息S200-S218 :步骤
具体实施例方式考虑传统的更新方式，其不管是何种更新模式，传统方式会对整个DRAM上的存储器都做更新操作，其中一些存储器储存已过时而不会再被用到的数据仍会被更新而占取 DRAM有效的正常读取的操作时间，导致更新操作的不必要负担。本发明提出的DRAM存储器的更新方式，可以减少DRAM的更新操作的负担，以提升DRAM的使用效率。以下举一些实施例来说明本发明，但是本发明不仅限于所举实施例。图4绘出依据本发明一实施例，动态存取内存的更新装置的电路结构示意图。参阅图4,对于一个存储系统60而言,其包括一内存主控单元(memory master) 62, — DRAM控制单元68，一更新控制单元70，一监视单元72，以及一存储器数组66。又，DRAM控制单元68，更新控制单元70及监视单元72是在存取控制器64中。存储器数组66会被规划出多个存储单元，其会如后面图6的描述。DRAM控制单元68是用以控制对存储器数组66的存取。内存主控单元62依照外部要写入或是读取的图框数据后，发出读/写指令74给DRAM控制单元68存取在存储器数组66的图框数据。此读/写指令74也会由监视单元72做监视，以判断图框数据的有效性，以决定出在存储器数组66中的哪些存储单元的数据已不再使用，因此通知更新控制单元70仅对仍在使用的存储单元做更新操作即可。于此，要判断出存储单元是否仍继续在使用或是不再使用的状态，除了根据图框资料的读/写状态外，也可以由内存主控器对每一个图框数据提供附加信息(sideinformation) 76以辅助判断检测的存储单元的使用状态。以下进一步描述附加信息的使用机制。图5绘出依据本发明一实施例，图框与附加信息的关系示意图。参阅图5，一个图框的数据例如是以480x640的影像数据，存储器数组66可能会在同一时间储存多个图框，其以F0、FI、F2…来表不图框的顺序。对于图框H)的附加信息例如包括开始时间以S表示，以及结束时间以E表示。开始时间S表示在此时间点之后才会有图框H)的有效数据。结束时间E表示在此时间点之后图框H)的数据已不再被使用。相同机制，每一个图框都会由外部的操作得知，由内存主控单元62提供附加信息76给监视单元72。另外，由内存主控单元62发出的读/写指令74也可以得知图框所使用的存储单元的地址。附加信息76的内容是用以辅助判断检测的存储单元的使用状态。也就是说，附加信息76的内容也可以有其它的内容，不限定于前面所举的实施例。图6绘出依据本发明一实施例，图框数据与存储单元的对应示意图。参阅图6，存储器数组66例如被规划出N个存储单元以P-O至P-N来表示。图框F0、Fl…会被写入于一些对应的存储单元。虽然附图是以连续的存储单元来储存图框数据，然而这不是唯一的方式，其可以依照一般所知的写入方式储存。于此，在监视单元72或是在更新控制单元70的内部会对应每一个存储单元设置有一个计数器，藉由下数或上数的方式以反映出存储单元有多久时间尚未被更新。图7绘出依本发明一实施例，下数计数器的特征示意图。参阅图7，本实施例的计数器是以下数计数器为例来说明。每一个存储单元对应的下数计数器在初始或是完成更新时，其会有一最大定值nmax。从最大定值nmax,下数计数值随时间每一固定间隔就会减去I,例如nmax-1、nmax-2···,随时间继续下数到O。然而，如果此存储单元被更新时，其下数计数值又回到nmax。因此，下数计数值是可以反映出此存储单元距离上一次被更新的时间有多长。越长的话，存储器的储存电容可能会因漏电流而改变储存值，产生错误数据。基于如此，如果存储单元的下数计数值已经低于一临界值时，且此存储单元所储存的数据仍被使用时，就需要对此存储单元做更新操作。另一种判断存储单元的数据是否继续被使用，是直接根据数据的读取频率来分析判断，其不需要参考附加信息76。其方式例如下面的方式。图8绘出依本发明一实施例，下数计数器的特征示意图。参阅图8，以下数计数器 为例，如果数据有被读出或是被更新时，其计数值会被重置到最大值。其中一个情形例如，当计数值减少而低于一临界值时，更新操作会被启动而会使计数值又重置到最大值。藉由此特性，可以直接检测计数值来判定数据的使用情形。如果存储单元的数据被写入后持续在短时间内经常被外部连接的装置读取，每一次的读取都会附带更新存储单元的数据，因此下数计数值会维持大于临界值，临界值是设定的一小数值或是也可以是O。如果存储单元的数据被重新写入，则其自然就是新的图框数据被写入。然而，如果图框数据有不再被使用时，其所使用的存储单元就不会被更新，因此下数计数值经一段时间后会小于临界值或是到达O。这表示此图框数据很可能已不再被使用，因此下数计数值小于临界值的存储单元可以被判定为不再被使用，因此对此图框所使用的至少一个存储单元就不需要刻意做更新操作。然而，如果当存储单元的下数计数值小于临界值或是到达O后又被读取时，可以发出数据可能错误的警告信息。另外，如果存储单元是被写入，则这代表是新的数据，因此也需保留旧的数据。如此，藉由数据的读取频率就可以判断存储单元的使用状态，而无须附加信息的辅助。图9绘出依据本发明一实施例，动态存取内存的更新方法的流程示意图。参与图9，根据上述的描述，动态存取内存的更新方法例如可以用流程图来简单表示。于步骤S200，图框数据被写入到到至少一个存储单元。于步骤S202，其检视是否图框数据具有附加信息，如果是的情形就进入步骤S204，如果否的情形就进入步骤S208。于步骤S204，其利用图框数据的附加信息，检测出不再使用的存储单元。接着于步骤S206，其仅对其他仍在使用的存储单元做更新操作。于步骤S208，其检视存储单元所对应的下数计数值是否小于一临界值。此临界值是一个设定值，也可为O。于步骤S210，如果是小于一临界值就设定此对应的存储单元为不再使用的状态。于步骤S212，其监视此被设定为不再使用的存储单元是否继续被读取。于步骤S214，如果仍被读取就发出读可能错误的状态。于步骤S216，如果不再被读取就等待下一次的写入。于步骤S218，如果步骤S208的判断为不小于临界值时，就对存储单元正常存取。之后回到步骤S202继续检测图框的读取与写入。实际的操作流程不必限定于图9的方式，然而其主要是根据图框的附加信息的辅助或是仅根据对存储单元的实际读取频率来判断出哪些存储单元是不再使用的，因此可以节省这些不再使用的存储单元的更新操作。 虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通工作人员，当可作些许的更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种动态存取内存的更新方法，其中一存储器数组被规划出多个存储单元，每一个存储单元有一个计数值,该方法包括 检测出在该些存储单元中数据不再被使用的一不使用部分，而该些存储单元的其它部分视为一仍使用部分；以及 仅对该些存储单元中数据仍被使用的该仍使用部分进行一更新操作。
2.根据权利要求I所述的动态存取内存的更新方法，其中当该些存储单元的该仍使用部分的任一个的该计数值超出一临界值时就进行该更新操作。
3.根据权利要求I所述的动态存取内存的更新方法，其中该检测出该些存储单元中的该不使用部分包括 由一内存主控单元对所接收且写入一存储器数组的一图框数据，提供存取该图框数据的一结束时间点以及所使用的该些存储单元的至少一个；以及 当该结束时间点被检测到时，所对应的该图框数据所使用的该至少一个存储单元被设定为该不使用部分。
4.根据权利要求I项所述的动态存取内存的更新方法，其中该检测出该些存储单元中的该不使用部分包括 由一内存主控单元对所接收且写入一存储器数组的一图框数据，提供该图框数据的一附加信息以及所使用的该些存储单元的至少一个；以及 根据该附加信息决定该图框数据所使用的该至少一个存储单元是否要设定为该不使用部分。
5.根据权利要求I所述的动态存取内存的更新方法，其中该检测出该些存储单元中的该不使用部分包括 监视该些存储单元的该些下数计数值是否小于一临界值，其中当该些下数计数值中具有小于该临界值所对应的该些存储单元即设定为该不使用部分。
6.根据权利要求5所述的动态存取内存的更新方法，其中该当该些下数计数值中具有小于该临界值所对应的该些存储单元仍被继续读取时，发出一错误警告。
7.根据权利要求5所述动态存取内存的更新方法，其中该当该些下数计数值中具有小于该临界值所对应的该些存储单元依照需求仍可被执行该更新操作。
8.一种动态存取内存的更新装置，其中一存储器数组被规划出多个存储单元，每一个存储单元有一个下数计数值，该更新装置包括 一存取控制单兀； 一内存主控器，藉由该存取控制单元存取一图框数据，该图框数据储存于该些存储单元的一部分； 一更新控制单元，依照指定的一地址用以对该些存储单元做一更新操作；以及 一监视单元，检测出些存储单元中不再使用的一不使用部分，且通知该更新控制单元仅对该些存储单元中其它仍被使用的一仍使用部分进行该更新操作。
9.根据权利要求8所述的动态存取内存的更新装置，其中当该些存储单元的该仍使用部分的任一个的该下数计数值小于一临界值时就进行该更新操作。
10.根据权利要求8所述的动态存取内存的更新装置，其中该内存主控单元存取该图框数据时提供一附加信息包括该图框数据的一结束时间点以及所使用的该些存储单元的至少一个， 其中该监视单元，接收内存主控单元的该附加信息，当该结束时间点被检测到时，对应的该图框数据所使用的该至少一个存储单元被设定为该不使用部分，以通知该更新控制单元，不对该不使用部分进行该更新操作。
11.根据权利要求8所述的动态存取内存的更新装置，其中该监视单元监视该些存储单元的该些下数计数值是否小于一临界值，其中当该些下数计数值中具有小于该临界值所对应的该些存储单元即设定为该不使用部分。
12.根据权利要求11所述的动态存取内存的更新装置，其中该当该些下数计数值中具有小于该临界值所对应的该些存储单元仍被继续读取时，发出一错误警告。
13.根据权利要求11所述的动态存取内存的更新方法，其中该当该些下数计数值中具有小于该临界值所对应的该些存储单元依照需求仍可被执行该更新操作。
全文摘要
本发明涉及一种动态存取内存的更新装置与方法，其中一存储器数组被规划出多个存储单元，每一个存储单元有一个计数值。该方法包括检测出在该些存储单元中，其数据不再被使用的不使用存储单元，以及其数据仍会被使用的仍使用存储单元。如此，仅对该些存储单元中属于仍使用存储单元的部分进行一更新操作。
文档编号G06F13/16GK102929811SQ201110229659
公开日2013年2月13日 申请日期2011年8月11日 优先权日2011年8月11日
发明者叶南贤 申请人:联咏科技股份有限公司