事务元数据的制作方法

本公开总体上涉及存储器，并且更具体地涉及与元数据相关联的设备和方法，所述元数据与从存储器检索到的数据相关联。

背景技术：

存储器装置通常以内部半导体集成电路的形式设置于计算机或其它电子装置中。存在许多不同类型的存储器，包含易失性存储器和非易失性存储器。易失性存储器可能需要电力来维护其数据，并且包含随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)和同步动态随机存取存储器(sdram)等。非易失性存储器可以通过在断电时保留所存储的数据来提供持久数据，并且可以包含nand闪速存储器、nor闪速存储器、只读存储器(rom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、可擦除可编程rom(eprom)和电阻可变存储器(如相变随机存取存储器(pcram)、电阻式随机存取存储器(rram)和磁阻式随机存取存储器(mram)等)。

存储器还用作各种电子应用的易失性数据存储区和非易失性数据存储区。非易失性存储器可以用于例如个人计算机、便携式记忆棒、数码相机、蜂窝电话、便携式音乐播放器(如mp3播放器)、电影播放器以及其它电子装置中。可以将存储器单元布置成阵列，其中所述阵列用于存储器装置中。

各种计算系统包含耦接到与执行指令集(例如，程序、应用等)相关联地存取的存储器(例如，存储器系统)的处理资源。存储器系统可以使用纠错码(ecc)来检测和纠正数据中的错误。

附图说明

图1是包含能够实施本公开的多个实施例的存储器装置和控制器的存储器系统的框图。

图2是根据本公开的多个实施例的事务元数据帧格式的框图。

图3是根据本公开的多个实施例的iop字段格式的框图。

图4是根据本公开的多个实施例的事务元数据帧的框图。

具体实施方式

本公开包含与和从存储器检索到的数据相关联的事务元数据有关的设备和方法。示例方法可以包含通过地址总线提供存储于存储器装置中的数据的地址，通过数据总线传送来自所述存储器装置的与所述地址相关联的所述数据，以及与所述数据总线同步并且结合所述地址总线传送边带信号。

本公开的多个实施例可以提供与传送到控制器的数据相关联的事务元数据。事务元数据也可以称为事务信息元数据。在一些实例中，事务元数据可以提供与用于对使用存储器装置存储的数据执行纠错的纠错码(ecc)相关联的元数据。例如，一些先前的ecc包含向消息添加冗余数据或奇偶校验数据，使得可以恢复消息。事务元数据可以用于向控制器提供奇偶校验数据以及其它类型的ecc数据。在数据的传送、存储和/或检索期间，可能向数据中引入错误。

存储一直是计算机系统中的性能瓶颈。存储数据并从存储装置中检索数据的能力一直是计算机系统执行计算和操作能力的限制因素。

尽管基于与非的存储解决方案比硬盘驱动器等待时间提高了10x以上，但存储的等待时间仍然滞后。新兴的存储器(em)技术，如相变存储器(pcm)、磁阻随机存取存储器(mram)、电阻随机存取存储器(reram)和/或3dxpoint存储器与其它存储器技术相比可以改善与存储器相关的等待时间。em可以提供与系统的剩余部分(例如，计算系统)一样快的数据存储。em可以提供等待时间与计算系统的其它组件的等待时间相当的数据存储。为了应对存储应用的可靠性目标，em可以利用能够纠错并保持托管em的装置的低等待时间性能的ecc。考虑到与存储器应用不同，存储应用可以容忍可变的存取等待时间，利用低等待时间的ecc解码器可能是有益的。在一些实例中，低等待时间可以包括在多个纳秒范围内的等待时间。在其它实例中，较高的等待时间可以是在多个纳秒范围内的等待时间。

可以通过利用ecc级联方案和分层解码器实现具有高纠正能力和低等待时间的ecc解码器。如本文所用，分层解码器可以描述使用多个解码器来纠正数据中的错误。分层解码器可以包含使用快速解码(fd)解码器和精确解码(ad)解码器。在一些实例中，分层解码方案可以利用fd解码器并且可以在需要时求助于ad解码器中使用的更强大的ecc。

在多个实施例中，分层代码架构利用嵌入在存储器装置中的fd解码器和在存储控制器中实施的ad解码器。为了获得有效且高效的解决方案，fd解码器架构可以适于在分层方案中使用。

fd解码器可以利用有效性标记和/或包含奇偶校验位的多个其它类型的数据来触发ad解码器。有效性标记、奇偶校验位和/或与ecc相关联的其它类型的数据可以利用事务元数据从存储器装置提供给控制器。尽管本文提供的实例用于提供与ecc相关联的数据，但是实例不限于纠错数据，而是可以用于提供与存储器装置相关联的其它类型的数据。例如，事务元数据可以用于提供与存储器装置相关联的温度。如本文所述，纠错数据可以包含用于执行纠错操作的数据。

在本公开的以下详细说明中，参考了附图，所述附图形成所述详细说明的一部分，并且在所述附图中，通过图解的方式示出了可以如何实践本公开的多个实施例。对这些实施例的描述的详细程度足以使本领域的普通技术人员能够实践本公开的实施例，并且应当理解的是，可以利用其它实施例，并且在不背离本公开的范围的情况下，可以做出工艺改变、电气改变和/或结构改变。如本文所使用的，指示符“n”表明多个如此指定的特定特征可以包含在本公开的多个实施例中。

如本文所使用的，“多个”事物可以指一或多个此类事物。例如，多个存储器装置可以指一或多个存储器装置。“多个”某物指两个或两个以上。另外，本文中使用的如“n”等指示符，具体地是关于附图中的附图标记所使用的指示符，指示多个如此指定的特定特征可以包含在本公开的多个实施例中。

本文的附图遵循编号惯例，其中一或多个第一数字与附图编号相对应，并且剩余数字标识附图中的元件或组件。可以通过使用类似的数字来标识不同附图之间的类似元件或组件。如将理解的，可以添加、交换和/或消除在本文的各个实施例中示出的元件，以提供本公开的多个另外的实施例。另外，附图中提供的元件的比例和相对尺度旨在展示本公开的各个实施例，而不旨在以限制性的意义使用。

图1是包含能够实现本公开的多个实施例的存储器装置104-1和控制器102的存储器系统100的框图。存储器系统100包含控制器102和存储器装置104-1和104-2(通常称为存储器装置104)。存储器系统100还包含数据总线108-1和108-2(通常称为数据总线108)和事务元数据总线110。

如本文所使用的，“设备”可以指但不限于各种结构或结构组合，例如电路或电路系统、一或多个管芯、一或多个模块、一或多个装置或一或多个系统。例如，存储器系统100、控制器102、存储器装置104和数据总线108可以单独或统称为“设备”。

在此实例中，计算系统包含耦接到控制器102的主机，所述控制器耦接到存储器系统100。计算系统可以是膝上型计算机、个人计算机、数码相机、数字录音和回放装置、移动电话、pda、读卡器、接口集线器、传感器、支持物联网(iot)的装置(例如，恒温器、灯泡、锁、安全系统、牙刷、宠物喂食器等)以及其它系统，并且主机可以包含能够(例如，通过控制器102)存取存储器系统100的多个处理资源(例如，一或多个处理器)。主机可以负责执行操作系统(os)和/或可以(例如，通过控制器102从存储器系统100)加载到所述操作系统的各种应用。

控制器102可以从主机接收存储器事务请求(例如，以读取和/或写入命令的形式，其可以分别称为加载命令和存储命令)。控制器102可以通过多个接口在主机与存储器系统100之间传送命令和/或数据，所述接口可以包括例如采用合适的协议的物理接口，如总线。此类协议可以是定制的或专有的，或者接口可以采用如外围组件互连快速(pcie)、gen-z、ccix等标准化协议。控制器102可以包括硬件、固件或软件形式的控制电路系统，或者这三者的任何组合。例如，控制器102可以包括可以以耦接到印刷电路板的专用集成电路(asic)的形式实施的状态机、定序器和/或某一其它类型的控制电路系统。在多个实施例中，控制器102可以与主机共同定位(例如，在片上系统(soc)配置中)。而且，控制器102可以与存储器系统100共同定位。

存储器系统100可以包括多个物理存储器“芯片”或管芯，所述多个物理存储器“芯片”或管芯可以各自包含多个存储器单元阵列(例如，组)和与存取一或多个阵列相关联的相应的支持电路系统(例如，地址电路系统、i/o电路系统、控制电路系统、读取/写入电路系统等)(例如，从阵列中读取数据并将数据写入阵列)。例如，存储器系统100可以包含多个dram装置、sram装置、pcram装置、rram装置、feram、相变存储器、3dxpoint和/或闪速存储器装置。在多个实施例中，存储器系统100可以充当计算系统的主存储器。在图1中，存储器装置104-1可以是移动3dx点装置，而存储器装置104-2是与非存储器装置。尽管本文所示的实例不限于移动3dx点装置和/或与非存储器装置。本文所描述的实施例可以应用于包含em的不同存储器装置。

存储器系统100可以包括一或多个存储器装置，所述一或多个存储器装置可以通过一或多个事务元数据总线耦接到控制器102。例如，存储器装置104-1通过数据总线108-1和元数据总线110耦接到控制器102。存储器装置104-2通过数据总线108-2耦接到控制器102。

尽管未示出，但是数据总线108可以表示多条总线和/或线路。例如，数据总线108可以表示数据总线、地址总线和/或命令总线。存储器装置104可以通过包含数据总线108、命令总线和/或地址总线的一或多条总线耦接到控制器102。

数据总线108可以被配置成将数据从存储器装置104传送到控制器102和/或将数据从控制器102传送到存储器装置104。命令总线可以被配置成从控制器102向存储器装置104提供命令。命令可以包含例如读取命令和/或写入命令，以及可以提供给存储器装置104的其它可能的命令。地址总线可以包含与命令相关联的地址信息。例如，可以通过地址总线连接存储器装置104-1和控制器102来提供与读取命令相关联的地址。

事务元数据总线110可以将存储器装置104-1耦接到控制器102。事务元数据总线110可以传送与通过数据总线108-1传送的数据相关联的事务元数据。在一些实例中，事务元数据总线110可以使用32时钟周期来传送事务元数据，并且数据总线108-1也可以使用32时钟周期来传送数据。事务元数据总线110还可以使用不同的时钟周期来传送事务元数据。事务元数据总线110可以是耦接存储器装置104-1和控制器102的另外的dq总线。事务元数据总线110可以提供边带信号。

在一些实例中，控制器102可以利用命令总线向存储器装置104提供命令。例如，控制器102可以向存储器装置104-1提供读取命令。存储器装置104-1可以响应于接收到和/或处理读取命令而提供数据。存储器装置104-1还可以使用事务元数据总线110与数据同时地提供事务元数据。事务元数据数据可以在向控制器102提供数据的同时提供给控制器102。

事务元数据可以与数据相关联。事务元数据的大小可以与数据大小相同。事务元数据帧的大小可以与数据帧的大小相同。可以预定事务元数据和/或数据的大小。例如，事务元数据和数据的大小可以是64字节，但不限于64字节。换句话说，事务元数据的长度可以等于数据的存取长度粒度。在一些实例中，事务元数据和数据可以分页提供。用于传送事务元数据的页面大小可以与用于传送数据的页面大小相同。

在一些实例中，控制器102可以接收64个字节，但不能处理全部64个字节。控制器102可以被配置成读取64个字节中的预定数量。预定位可以被配置成指向64个字节中的其它字节，使得控制器102可以在处理预定位需要时存取这些位。控制器102可以处理包括64个字节数的扩展信息链。控制器102可以存取64字节的第一位数。响应于处理第一位数，控制器102可以存取64个字节的第二个位数以形成第一位数和第二个位数的链。所述链可以包含多条链路，所述多条链路包括引用其它链路数目的不同位数。

响应于从控制器102接收命令，可以向控制器102提供事务元数据和数据两者。对于数据和事务元数据两者，从控制器102接收命令到提供数据和/或事务元数据之间的等待时间(例如，确定性读取等待时间)可以相同。如此，可以同时向控制器102提供事务元数据的第一位和数据的第一位以及事务元数据的最后一位。

在其它实例中，可以将事务元数据和数据提供给控制器102，而无需同时发送。在此类实例中，事务元数据的第一位不必与事务元数据的第一位同时发送。可以在存储器装置104-1实现第二读取命令之前提供与用于生成第一数据集的第一读取命令相关联的事务元数据。

在一些实例中，可以独立于通过数据总线108-1的传送向控制器102提供事务元数据。如果事务元数据提供关于存储器装置104-1的信息而不是关于使用数据总线108-1传送的数据的信息，则可以独立于数据总线传送来提供事务元数据。

事务元数据可以与使用数据总线108-1传送的数据相关联。事务元数据可以包含描述对使用数据总线108-1传送的数据执行的操作的信息、与数据相关联的请求和/或描述数据的信息。

图2是根据本公开的多个实施例的事务元数据帧格式的框图。图2包含事务元数据帧220。事务元数据帧220可以用于提供如图1所描述的事务元数据。

事务元数据帧220包含状态位(例如，stat)222、内部操作位(例如，iop)224和扩展信息位(例如，exti)226。状态位222、内部操作位224和扩展信息位226可以分别称为状态字段、内部操作字段和扩展信息字段。

事务元数据帧220包含从位“0”开始并扩展到位“63”的64个字节。事务元数据帧220可以包含其它大小。事务元数据帧220可以包括8、16、32、128或更多位。

状态位222、内部操作位224和/或扩展信息位226的放置可因实例而异。图2的实施例包含具有位索引零到七的状态位222。内部操作位224的范围为位索引八到十五。外部信息位226的范围为位索引十六到六十三。状态位222、内部操作位224和/或扩展信息位226中的每一个都可以包括比本文所描述的位更多或更少的位。

状态位222可以由符号“stat”表示。状态位222可以描述提供事务元数据的存储器装置的状态。状态位222可以提供存储于存储器装置的状态寄存器中的数据。状态位222可以提供温度警报、温度和/或存储器装置的读出。

在一些实例中，状态位222可以用于确定对存储器装置的管理是否比对存储于存储器装置中的数据的管理更加紧迫。如果存储器装置的温度高于阈值，则控制器可以管理存储器装置以降低温度。如果状态位222提供由控制器处理的描述在预定方差内运作的存储器装置的信息，则控制器可以继续管理如通过内部操作位224所述的数据和/或对数据执行的纠错。

内部操作位224可以由符号“iop”表示。内部操作位224可以包含图2中描述为严重性的四个不同值。可以使用多个位值将内部操作位224设置为常规严重性、监视严重性、警告严重性或错误严重性。

常规严重性不能提供对与事务元数据同时提供的数据的描述。常规严重性可以描述提供事务元数据的存储器装置未检测到错误，并且未对数据执行任何纠正。存储器装置可以利用由存储器装置托管的fd解码器以确定数据不含错误。常规严重性还可以描述fd解码器未对数据执行任何纠正操作。

监视严重性可以描述管理操作是任选的。管理操作可以包含可以被执行以管理数据和/或提供数据和/或事务元数据的存储器装置的任何操作。

例如，监视严重性可以描述存储器装置使用应用于64个字节数据的ecc检测并纠正错误。监视严重性还可以描述存储器装置检测到一或多个错误，但未纠正一或多个检测到的错误。例如，监视严重性可以描述存储器装置检测到两个错误，但只纠正错误之一。接收事务元数据的控制器可以使用内部和外部解码器来纠正由存储器装置使用级联ecc标识到且未纠正的错误。例如，控制器可以利用由控制器托管的ad解码器和/或fd解码器来标识通过数据总线接收到的数据中的错误和/或纠正错误。在一些实例中，由控制器托管的ad解码器可以是内部(内)ad解码器，并且由控制器托管的fd解码器可以是外部(外)解码器。

监视严重性还可以描述控制器可以执行除级联ecc之外的动作。也就是说，监视严重性可以描述控制器可以执行除ecc纠正之外的操作。例如，控制器可以决定不纠正在数据中标识到的错误，而是利用命令总线向存储器装置提供重新读取命令。

监视严重性还可以请求授权以利用特殊命令对阵列内容应用纠正。例如，存储器装置可以提供描述监视严重性的有意操作位，所述有意操作位请求对存储于存储器装置的阵列中的数据应用纠正的权限。特殊命令可以是实际的监视严重性或者可以是体现在扩展信息位226中的命令。

警告严重性可以描述管理操作是强制性的和/或需要的。响应于接收到警告严重性，控制器可以执行耗损平衡操作、刷新操作和/或清除操作，以及可以由控制器执行的其它类型的管理操作，以提高检索数据的能力。与警告严重性相关联的不同管理操作可以包含阵列水平的操作，而不是解码器水平的操作。与警告严重性相关联的管理操作可以提高存储器装置成功检索数据的能力。

错误严重性可以是存储器装置中严重性最高的事件的发生。错误严重性可以描述灾难性事件。例如，在其它灾难性事件中，错误严重性可以描述阵列不可用、装置容量无法达到、数据不可恢复和/或部分数据不可恢复。

扩展信息位226可以由符号“exti”表示。扩展信息位226可以描述对数据和由存储器装置执行的操作。扩展信息位226可以提供由存储器装置和/或控制器用于对数据执行操作(包含纠错操作)的信息。扩展信息位226可以描述由存储器装置提供的请求和/或命令。例如，扩展信息位226可以包含奇偶校验位、校正子(syndrome)、校准位和/或有效性标记，其可以激活由控制器托管的一或多个解码器，并且可以提供由经过激活的解码器用于对数据执行ecc的信息。

图3是根据本公开的多个实施例的iop字段324的框图。内部操作字段324可以包含扩展位330、类型位331、保留位332和严重性位333。内部操作字段324可以包含比本文描述的位更多或更少类型的位。

内部操作字段324的所示实例包含八位。扩展位330以具有位索引0的形式提供。类型位331以具有位索引1到2的形式提供。保留位332以具有位索引3到5的形式提供。严重性位333以具有位索引6到7的形式提供。

严重性位333可以包含常规严重性、监视严重性、警告严重性和错误严重性。常规严重性可以表示为位“00”，监视严重性可以表示为位“01”，警告严重性可以表示为位“10”，并且错误严重性可以表示为位“11”。用于表示不同严重性值的位可以不同于本文所描述的位。例如，可以使用更多或更少的位来表示不同的严重性。另外，可以使用不同的位值来表示不同的严重性值。常规严重性可以是默认严重性。

如先前所述，考虑到不需要采取任何动作，常规严重性无法传送任何信息。监视严重性可以描述管理操作是任选的。控制器可以读取类型字段，以获得在考虑监视严重性的情况下要采取的可能动作的细节。警告严重性可以描述需要管理操作。控制器可以结合由事务元数据提供的信息和/或独立于由事务元数据提供的信息来执行动作。错误严重性可以描述发生严重性最高的事件。再次，控制器可以结合由事务元数据提供的信息和/或独立于由事务元数据提供的信息来执行动作。

保留位332可以是针对结合与数据相关联的事件的严重性使用的另外的功能和/或信息而保留的。类型位331可以包含读取成功类型、读取错误类型和读取纠正类型以及可以使用的其它类型。本文使用的类型位值和扩展位值是示范性的，并且不应被解释为限制性的。比本文所示的值更多或更少的值可以并入本文所述的实施例中。

读取成功类型可以表示为位“00”，读取错误类型可以表示为位“10”，并且读取纠正类型可以表示为位“11”。类型位331和/或保留位332的位“01”可以保持未定义，或者可以由控制器和/或由存储器装置定义，以向事务元数据提供另外的功能和/或扩展能力。由位“00”表示的读取成功类型可以是类型位331的默认值。

读取成功类型可以描述未检测到错误，并且存储器装置未对数据应用纠正。因此，考虑到读取成功的类型，可能不需要任何动作。读取错误类型可以描述检测到错误，但是存储器装置未对数据应用纠正。控制器可以响应于处理读取错误类型而读取扩展信息位(例如，图2中的扩展信息位226)。存储器装置可以使用扩展信息位来提供命令、信息和/或标记，以允许控制器利用扩展信息位和/或在扩展信息位中提供的信息对数据执行操作。读取纠正位可以描述在数据中检测到错误，并且错误被存储器装置纠正。控制器可以执行操作，而不必响应于处理读取纠正位而被引导到扩展信息位。例如，控制器可以处理扩展信息位而不会被引导到扩展信息位以进一步处理数据。控制器还可以在不引用扩展信息位的情况下处理数据。

扩展位330可以由位“0”或位“1”表示，以分别体现元数据帧扩展结束(eo)和另外的元数据扩展。eo元数据帧扩展可以描述未使用扩展信息位，并且如此控制器不应该采取任何动作。另外的元数据扩展可以描述扩展信息位含有有效信息，并且因此应该读取扩展信息位。存储器装置可以利用扩展位330激活扩展信息位。

在一些实例中，控制器可以通过地址总线请求数据。数据可以通过耦接到存储器装置的数据总线来接收。可以通过耦接到存储器装置的事务元数据总线在接收数据的同时接收事务元数据。控制器可以处理来自事务元数据的描述存储器装置的状态的状态位。控制器还可以处理来自事务元数据的使用由存储器装置托管的纠错码对数据执行的操作的内部操作位。控制器可以进一步处理来自事务元数据的包括纠错数据的扩展信息位。控制器可以基于状态位、内部操作位和/或扩展信息位确定是否执行多个纠错操作。

控制器可以阻止执行所述多个纠错操作，而是可以基于确定存储器装置的状态不满足预定义标准执行存储器装置操作。在一些实例中，控制器可以确定存储器装置的状态满足预定义标准。

控制器可以响应于确定存储器装置的状态满足预定义标准而使用来自内部操作位的严重性位来评估数据的状态。控制器可以基于确定数据的状态是常规状态不执行任何动作。控制器可以基于确定数据的状态是监视状态从内部操作位读取类型位。

控制器还可以基于确定类型位描述成功读取数据的操作来阻止执行所述多个纠错操作。控制器还可以基于确定类型位描述检测到错误，使用扩展信息位执行所述多个纠错操作。控制器可以进一步如来自内部操作位的扩展位所请求那样并且如扩展信息位进一步所阐述那样，执行所述多个纠错操作。

图4是根据本公开的多个实施例的事务元数据帧440的框图。图4示出了事务元数据帧440的iop字段。事务元数据帧440的三个实例以事务元数据帧440-1、440-2和440-3的形式提供。

事务元数据帧440-1可以包括具有“0”位的扩展位、具有“00”位的类型位和具有“00”位的严重性位。扩展位可以指示不应激活扩展信息位。也就是说，扩展位可以指示应该忽略扩展信息位。严重性位可以描述常规严重性。控制器可以阻止响应于接收到事务元数据而执行操作。考虑到类型位不是由严重性位引用的，可能不处理类型位。控制器还可以阻止处理扩展信息位，因为严重性位和类型位不引用扩展信息位。

事务元数据帧440-2可以包括具有“1”位的扩展位、具有“10”位的类型位和具有“01”位的严重性位。扩展位可以描述用于激活扩展信息位的另外的元数据扩展。类型位可以描述读取错误类型，以描述存储器装置检测到错误但未纠正错误。严重性位可以描述监视严重性并且可以求助于类型位来获得用于处理数据的另外的信息。也就是说，严重性位可以提供另外的信息可通过类型位和扩展位获得的。

事务元数据帧440-3可以包括具有“1”位的扩展位、具有“11”位的类型位和具有“01”位的严重性位。扩展位可以描述用于激活扩展信息位的另外的元数据扩展。类型位可以描述用于描述存储器装置检测到并纠正错误中的错误的读取纠正类型。严重性位可以描述监视严重性并且可以求助于类型位来获得用于处理数据的另外的信息。也就是说，严重性位可以提供另外的信息可通过类型位和扩展位获得的。

虽然已经在本文中说明和描述了具体实施例，但是本领域的普通技术人员应理解，旨在实现相同结果的布置可以替代所示出的具体实施例。本公开旨在覆盖本公开的各个实施例的改编形式或变化形式。应理解的是，上面的描述以说明性方式而非限制性方式进行。在阅读以上描述后，上述实施例的组合以及本文未具体描述的其它实施例对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。本公开的各个实施例的范围包含以上结构和方法被使用的其它应用。因此，本公开的各个实施例的范围应当参照所附权利要求连同与此类权利要求被赋予的等效物的全部范围确定。

在前述的具体实施方式中，各种特征出于简化本公开的目的而在单个实施例中聚集在一起。本公开的这种方法不应被解释为反映本公开的所公开实施例必须使用比每项权利要求中明确引用的特征更多的特征。相反，如以下权利要求所反映的，本发明主题在于少于单个所公开实施例的全部特征。因此，下面的权利要求据此结合到具体实施方式中，其中每项权利要求作为单独的实施例而独立存在。