专利名称：预录制三维存储模块及其播放系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子系统，更确切地说，涉及多媒体存储器及其播放系统。
背景技术：
非易失性存储器(NVM)是存储多媒体资料的重要载体。三维存储器(3-dimensional memory,简称为3D-M,参见中国专利98119572.5等)作为一种具有超大容量的NVM，曰 益被业界重视。在三维存储器中，多个存储层在垂直于衬底的方向上相互叠置。 一些极具市 场潜力的三维存储器包括三维电编程存储器(3-dimensional electrically programmable memory,简称为3D-EPM)和三維掩膜编禾呈存储器(3-dimensional mask-programmable memory,简称为3D-MPM)。
图1是一种3D-EPM 0E的截面图。该实施例含有2个存储层ML 100、 ML 200,它们 被层间介质27隔开。每个存储层(如ML100)含有多条字线(如20a，)和位线(如30a、 30b)。在字线和位线交叉处有一存储元(如la，a、 la，b )，它含有二极管膜(如3a，a、 3a，b ) 和反熔丝膜25a。反熔丝膜在未编程时处于高电阻状态；在编程后，处于低电阻状态，这时 存储元的状态发生翻转。
图2是一种3D-MPM 0M的截面图。该实施例含有4个存储层ML 100 - ML 400。每个 存储层(如ML100)含有多条字线(如20a)和位线(如30a、 30b )。在字线和位线交叉 处有一存储元(如laa、 lab)，它含有二极管膜(如3aa、 3ab)。同时，基于其存储的信 息，存储元还可以含有设置介质膜(如23a):如存储元laa有设置介质膜23a,字线30a 和位线20a之间不通电流，它表示逻辑"0";存储元lab无设置介质膜，字线30b和位线 20a之间通电流，它表示逻辑"1"。为了进一步提高降低成本和存储密度，该实施例采用了 多种新技术，包括nF开口 (参见中国专利申请200610153561.0) 、 7V进制掩膜编程(参见 中国专利申请200610100860.8)、层间交叉(参见中国专利申请O2113333.6 )和混和层结构 (参见由同一发明人于2006年12月1日提交的中国专利申请"混合层三维存储器")。
表1 (图3 )比较各种NVM芯片的存储容量(这里，"？'，表示该容量较难实现)。在 2006年， 一个140mn^快闪芯片的存储容量可达到2GB,即16Gb;类似大小的3D-EPM芯 片可存储 3x倍的信息，即一GB;与它们比较，3D-MPM芯片的容量更大，可达到 16GB。 到2020年，这些数字将更为惊人，如一个3D-MPM芯片的容量可达到 128GB。
NVM—个主要用途是存储多媒体资料库，包括文字资料库(如书、字典)、音乐资料 库(如歌曲、乐曲)和影视资料库(如电影、电视节目、连续剧、视频游戏等)。从表l可 以看出，现有的NVM芯片足以存储一般的文字资料库和音乐资料库。但对于影视资料库来 说，情况有所不同。影视资料库所需的存储空间远大于文字资料库和音乐资料库。表2(图 4 )列出了 movielink电影库(http:〃ww.movielink.com )中几类电影的影片数目及其存储需 求。在各类电影中，最少的影片数是206 (纪录片)，它需要 100GB的存储空间。现有的 NVM芯片还远远无法达到这个要求。为了克服这个困难，本发明提出了一种预录制三维存 储模块及其播放系统。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种能存储多媒体资料库的预录制三维存储模块及其播放系统。
本发明的另一 目的是提供一种能存储影视资料库的预录制三维存储模块及其播放系统。
根据这些以及别的目的，本发明提出了一种预录制三维存储模块及其播放系统。它采用 三维存储模块来存储多媒体资料库。这里，三维存储模块(3-dimensional memory module 简称为3D-MM,参见中国专利申请200610128742.8)含有多个相互堆叠的存储芯片。基于 3D-M的3D-MM (简称为(3D)、MM )具有超大的容量，它尤其适合存储影视资料库。本发 明人认为，三维存储模块最好采用预录制的形式发行，即多媒体资料库在三维存储模块发行 前已经被预先录入。使用预录制三维存储模块可以保证移动用户随时随地能访问其所需的资料。
预录制三维存储模块中存储有大量资料，如此大量的资料集中存储在一个存储器中对资 料经销商，尤其是版权所有者来说有相当的风险。为了保护资料经销商的利益，需对3D-MM 资料库的访问进行控制。另一方面，如果用户在获取预录制三维存储模块后就可以直接无限 制地访问资料库，那么他需要支付大量的版权费，三维存储模块将会变得极为昂贵。实际上， 每个用户只会对资料库中的部分资料感兴趣，并只应为这些资料支付使用费。为了保护用户 的利益，也需对3D-MM资料库的访问进行控制。相应地，预录制三维存储模块及其播放系 统还需要具有访问控制功能。
综上所述，本发明提出了一种预录制三維存储模块及其播放系统，其特征在于含有一 个三维存储模块(100)，该三维存储模块含有多个相互堆叠的存储芯片(110a-110d),至少一存 储芯片中预录制有多个资料文件(Cl，C2…Cn);和一播放器(200),该播放器含有一控制对所 述资料进行访问的访问控制块(220)。
本发明还提出了一种用户可设置预录制三维存储模块，用户只能读出在预录制三维存储 模块中被授权的资料，其特征在于含有多个相互堆叠的存储芯片(130a-130c)，至少一存储 芯片中预录制有多个资料文件(Cl，C2…Cn);和一控制对所述资料进行访问的访问控制块 (150)。
图1表示一种三维电编程存储器。
图2表示一种三维掩膜编程存储器。
图3 (表l)比较各种非易失性存储器的存储容量。
图4 (表2)列出了 movielink电影库中几类电影的影片数目及其存储需求。 图5 (表3)比较各种三维存储模块的存储容量。 图6表示一种预录制三维存储模块及其播放系统。 图7表示一种三维存储模块。
图8是一种预录制三维存储模块及其播放系统的电路功能框图。
图9表示一种用户可设置预录制三维存储模块。
图10是一种用户可设置预录制三维存储模块的电路功能框图。
图11是另一种用户可设置预录制三维存储模块的电路功能框图。
图12表示一种预录制三维存储模块及其播放系统的使用模式。
图13表示一种用户充值过程。
图14表示一种用户使用过程。
图15表示一种选#^问模式的方法。
图16A-图16C表示多种选择访问模式时的用户界面。
具体实施例方式
本发明提出了一种预录制三维存储模块及其播放系统。它采用三维存储模块来存储多媒 体资料库。这里，三维存储模块(3-dimensional memory module简称为3D-MM，参见中国 专利申请200610128742.8)含有多个相互堆叠的存储芯片。基于3D-M的3D-MM (简称为 (3D)2-MM )具有超大容量，它尤其适合存储影视资料库。如表3(图5)所示，在2006年， 一个含有4个3D-MPM芯片的3D-MM (简称为(3D)2-MPMM )的容量能达到一4GB，它可 以存储一个含有^4000本书的文字资料库、 一个含有 16000首歌曲的音乐资料库、或一个 含有 130部电影的影视资料库。到2020年， 一个含有8个芯片的(3D)、MPMM容量能到达 ~1TB，它可以存储一个含有 80000本书、~30000首歌曲和~1600部电影的资料库，这足以 满足移动用户的绝大部分需求。本发明人认为，三维存储模块最好采用预录制的形式发行， 即多媒体资料库在三维存储模块发行前已经被预先录入。使用预录制三维存储模块可以保证 移动用户随时随地能访问其所需的资料。
预录制三维存储模块中存储有大量资料，如此大量的资料集中存储在一个存储器中对资 料经销商，尤其是版权所有者来说有相当的风险。为了保护资料经销商的利益，需对3D-MM 资料库的访问进行控制。另一方面，如果用户在获取预录制三维存储模块后就可以直接无限 制地访问资料库，那么他需要支付大量的版权费，三维存储模块将会变得极为昂贵。实际上， 每个用户只会对资料库中的部分资料感兴趣，并只应为这些资料支付使用费。为了保护用户
的利益，也需对3D-MM资料库的访问进行控制。相应地，预录制三维存储模块及其播放系 统还需要具有访问控制功能。
图6表示一种预录制三维存储模块及其播放系统300。它含有一预录制三维存储模块100 和一播放器200 三维存储沖莫块100上预录制有多媒体资料库，包括资料Cl， C2…Cn。为了 保护版权，资料是加密的。播放器200含有访问控制块220 (虚线表示220位于200内)， 它控制对资料库的访问。只有对授权的访问，访问控制块才会送出相应的密钥。
图7是一种三维存储模块100的截面图。它是一个双面三维存储模块，即芯片组110和 120分别位于村底111的两面。每个芯片组(如IIO)含有4个存储芯片110a-110d，它们 可以是快闪芯片，或三维存储器芯片。 一个芯片组110中的芯片可以是同类的，如芯片110a -110d均为三维存储器芯片；也可以是混合型的，如芯片110a是快闪芯片，芯片110b - 110d 是三维存储器芯片。芯片组110中的芯片110a-110d相互堆叠并通过鞋合剂117粘合在一 起。每个芯片(如110b)相对于下面的芯片110a沿-x方向移位，这样可以露出下面芯片110a 的接触垫(如113a)。通过引线115a和115b，芯片110a可以与衬底111和芯片110b传输 数据。芯片组110、 120最后被装入一保护性封装140 (如模塑料)中。三维存储模块100的 其它实施例可参考中国专利申请200610128742.8。
图8是一种预录制三维存储模块及其播放系统的电路功能框图。预录制三维存储模块 100存有多个加密的资料文件Cl，C2…Cn。播放器200含有解密器211、解码器213、输出 202、微处理器222、存储器224和通讯界面219。其中，微处理器222、存储器224和解密 器211组成访问控制块220。存储器224存储用户身份代码、用户帐户余额、各种访问模式 的使用费、已选择的各种访问模式、密钥等信息。根据存储器224中的信息，微处理器222 决定用户是否可以访问一文件，如允许则将其密钥送至解密器211。解密后的资料通过解码 器213送到输出202。通讯界面219提供播放器200与资料伺服器之间的通讯，以实现对用 户帐户充值(参见图13)。
图9表示一种用户可设置预录制三维存储模块100。在该实施例中，用户只能读出在预 录制三维存储模块中被授权的资料。它含有一存储芯片组130，包括芯片130a-130c。除存 储芯片组130外，它还含有一访问控制块150。在该实施例中，访问控制块为一访问控制芯 片，它通过引线115与存储芯片组130传输数据。访问控制块150保护资料库的版权，其地 位及其重要。为了防止盗版者侵入，访问控制块150不能轻暴露给盗版者。 一种可能的实施 方式是将至少部分存储芯片组130叠置并粘合在访问控制芯片150上方，或将访问控制芯片 150放置在存储芯片组130中间。这样，盗版者在侵入时必须首先破坏存储芯片组130中的 资料库，这有违盗版的初衷。
图10是一种用户可设置预录制三维存储模块100的电路功能框图，它含有一存储芯片组 130和一访问控制块150。存储芯片组130存储有多个加密的资料文件Cl，C2…Cn。访问控 制块150含有微处理器152、存储器154和解密器151，其功能与图8中的访问控制块220 类似，即控制对存储芯片组130的访问。
图11是另一种用户可设置预录制三维存储模块100的电路功能框图。与图10比较，其 访问控制块150还具有播放功能。具体说来，它还含有解码器153和数模转换器(D/A)155。
其输出163含有模拟信号。由于模拟信号很难被"数码"复制，故该三维存储模块100能提 供更强的版权保护。
图12表示一种预录制三维存储模块及其播放系统300的使用模式。由于播放器200能控 制对三维存储模块100的访问，硬件(如三维存储模块100)的售价可以较低。在一定条件 下，资料经销商甚至可以将其免费赠送(步骤40)。用户允许在一定程度上试用三维存储模 块IOO,如试听一段歌曲或观看一段电影(步骤50)。在用户充值过程中，用户首先付款， 然后经销商对用户帐户充值(步骤60)。在用户使用过程中，其所选访问模式的使用费从用 户帐户中扣除(步骤70)。重复步骤50-70,用户可以访问所有他感兴趣的资料。注意到， 步骤50-70不一定需要按照这个顺序执行，如用户可以先使用，再付费。在用户使用一定时 间后，厂商可通过对使用费抽成来收回三维存储模块100的成本(步骤80 )。由于用户能以 低价获取硬件，播放系统的使用门坎被大大降低。
图13表示一种用户充值过程60。首先，用户访问资料伺服器(步骤61)。伺服器一般 由资料经销商控制。它先对用户进行身份验证(步骤63)。然后，用户可以用信用卡、手机 卡等付款(步骤65)。之后，伺服器送出一充值码。 一旦该充值码输入到播放器200内(步 骤67),则用户所付款项p便被加入至用户帐户余额6中，即6 =(步骤69)。
图14表示一种用户使用过程70。首先，用户选择使用模式(步骤71)。选择使用模式 的详情可参看图15 -图16C。每个使用模式都有相应的使用费v (参见图16A-图16C)。 然后，计算在扣除使用费v后，用户帐户余额6是否还大于最低余额6馳it， W6-v>6limit (步骤73)。如果大于的话，则从用户帐户余额6扣除使用费v,即6 = 6-v (步骤77)， 并授予用户所需的访问权(步骤79)。如果用户帐户余额6不够，则拒绝访问(步骤75)。
在图12-图14中，用户帐户余额6存储在用户端，即播放器200内。只有在充值时， 播放器200才需要访问资料伺服器。在使用过程中，播放器200可完全自主决定是否授予用 户访问权，不需要访问资料伺服器，这样能进一步方便移动用户。
图15表示一种选择访问模式(步骤71)的方法。它分为两个步骤第一个步骤是选择 资料范围(步骤92),第二个步骤是选择访问限制(步骤94)。资料范围可以是单一文件、 文件群组、或所有资料。访问限制则可以是无限制(即可以任意访问所选择的文件)、次数 限制(即访问所选择的文件不能超过一定次数)、时段限制(即只能在某一时段内访问所选 择的文件)、和时段-次数限制(即在某一时段内访问所选择的文件不能超过一定次数)等。
图16A -图16<:表示多种选#^问模式时的用户界面。图16A表示选择单一文件访问限 制时的用户界面。在该实施例中，用户正在对文件C1的访问限制进行选择。当他点击"次 数"图标时，出现3个选择"1次(1点)"、"2次(2点)"、"10次(6点)"。它 们表示如选择访问文件C11次，需要l点的使用费；2次则需要2点的使用费；IO次则需 要6点的使用费。类似地，图16B表示选择文件群组访问限制时的用户界面。在该实施例中， 用户正在对文件群组G1的访问限制进行选择。当他点击"时段"图标时，出现2个选择 "l个月(30点)"、"2个月(50点)"。它们表示如选择在1个月任意访问群组G1 中的资料，需要30点的使用费；如在2个月内则需要50点的使用费。图16C表示选择所有 资##问限制时的用户界面。在该实施例中，当用户点击"时段-次数"图标时，出现2个 选择"1个月20次(20点)"、"2个月40次(35点)"。它们表示如选择在1个月
内访问所有资料20次，需要20点的使用费；如在2个月内访问所有资料40次，则需要35 点的使用费。
虽然以上说明书具体描述了本发明的一些实例，熟悉本专业的技术人员应该了解，在不 远离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明的形式和细节进行改动，如除了芯片堆叠 (die stacking)夕卜，三维存储模块还可以使用封装堆叠(package stacking)。这并不妨碍它 们应用本发明的精神。因此，除了根据附加的权利要求书的精神，本发明不应受到任何限制。
权利要求
1.一种预录制三维存储模块及其播放系统(300)，其特征在于含有一个三维存储模块(100)，该三维存储模块含有多个相互堆叠的存储芯片(110a，110b...)，至少一存储芯片中预录制有多个资料文件(C1，C2...Cn)；和一播放器(200)，该播放器含有一控制对所述资料进行访问的访问控制块(220)。
2. —种用户可设置预录制三维存储模块(IOO),其特征在于含有多个相互堆叠的存储芯片(130a， 130b…)，至少一存储芯片中预录制有多个资料 文件(C1， C2…Cn);和一控制对所述资料进行访问的访问控制块(150)。
3. 根据权利要求1和2所述的预录制三维存储模块及其播放系统，其特征还在于至少 一个存储芯片为三维存储器芯片或快闪存储器。
4. 根据权利要求3所述的预录制三维存储模块及其播放系统，其特征还在于所述三维 存储器为三维电编程存储器或三维掩膜编程存储器。
5. 根据权利要求1和2所述的预录制三维存储模块及其播放系统，其特征还在于所述 多个存储芯片为不同种类的芯片。
6. 根据权利要求2所述的用户可设置预录制三维存储模块，其特征还在于含有 一位于 该三维存储模块内的播放功能块，该播放功能块的输出含有模拟信号。
7. 根据权利要求2所述的用户可设置预录制三维存储模块，其特征还在于该访问控制 块为一访问控制芯片，该访问控制芯片位于所述相互堆叠存储芯片的中间或下方。
8. 根据权利要求1和2所述的预录制三维存储模块及其播放系统，其特征还在于含有一含有至少一个所述存储芯片的第一封装；和一含有至少另一所述存储芯片的第二封装，该第二封装堆叠于该第一封装上方。
9. 根据权利要求1和2所迷的预录制三维存储模块及其播放系统，其特征还在于所述 资料文件是文字资料、音乐资料和影视资料中的至少一种。
10. 根据权利要求1和2所述的预录制三维存储模块及其播放系统，其特征还在于至少 一个存储芯片为三维存储器芯片，该三维存储芯片存有影视资料。
全文摘要
本发明提出了一种预录制三维存储模块及其播放系统。它采用三维存储模块来存储多媒体资料库。基于三维存储器的三维存储模块具有超大容量，它尤其适合存储影视资料库。三维存储模块最好采用预录制的形式发行。同时，为了保护资料经销商和用户的利益，需要对预录制资料库的访问进行控制。
文档编号G11C7/00GK101197185SQ20061002244
公开日2008年6月11日 申请日期2006年12月8日 优先权日2006年12月8日
发明者张国飙 申请人:张国飙