专利名称：Pram的写操作方法
技术领域：
本发明涉及计算机存储器技术领域，特别涉及一种PRAM的写操作方法。
背景技术
相位可变随机存储器(phase-change random access memory，PRAM)，也称为相变 存储器(Phase Change Memory, PCM)。具有巨大的应用前景。与闪存(Flash)相比具有 读写速度快，寿命长等优点。但PRAM的存储颗粒同样具有有限的生命周期，可擦写次数为 IO8-IO9次。由于读写速度和低功耗方面的优势，也可以将PRAM作为主存DRAM的替代品， 已有成为下一代主存的趋势。与DRAM相比，PRAM具有集成密度高，功耗低，非易失等特点， 但其读写速度稍慢，有限的可擦写次数依然是其突出性的问题。如何减少写回PRAM的数据 成为增强相变存储器存储寿命的一种显著方法。
PRAM是按位为单位进行操作的，一个PRAM存储单元使用一种叫做相变材质来存 储1比特信息。这种介质可以稳定的存在两种状态非晶体状态和晶体状态。可以用来代 表逻辑上的‘0’和‘1’。两种状态可以通过加热来进行状态转换。这种材质还可以通过加 热温度的不同来形成多种可以区分的状态来存储更多的信息。发明内容
(一 )要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何减少对PRAM的写回次数。
( 二 )技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种PRAM的写操作方法，包括以下步骤
Sl 将需要写回PRAM的数据进行多次循环移位；
S2 计算步骤Sl中每个循环移位后的数据与旧数据的汉明距离；
S3 选取最小汉明距离所对应的循环移位后的数据写入PRAM中旧数据对应的空 间，只在与旧数据按位比较相同位上不同数据的位中写入数据，并将所选择的循环移位后 的数据的移位位数也记录在所述PRAM中。
其中，步骤Sl具体为
将需要写回的数据循环移位0 N-I位，并将循环移位后得到的N个数据存在 PRAM控制电路的第一组N个存储单元中，每个储存单元中存储的数据为循环移位不同位数 而得到的数据，其中，N为数据的bit长度。
其中，所述步骤S2具体包括
S2. 1 在CPU把缓存中长度为N的更新过的数据写回PRAM时，从PRAM中存储旧数 据的数据区中读出旧数据；
S2. 2 将所述旧数据在PRAM控制电路的第二组N个存储单元中各存储一份；
S2. 3 计算第一组N个存储单元中的循环移位后的数据与第二组N个存储单元中 的旧数据计算各自的汉明距离。
其中，所述步骤S2. 3中具体为并行地计算第一组N个存储单元中的循环移位后 的数据与第二组N个存储单元中的旧数据计算各自的汉明距离。
其中，所述步骤S2. 1中的数据区对应有标记区，数据区和标记区的个数相等，长 为M的数据区对应长为10&M的标记区。
其中，所述步骤S3中的移位位数记录在所述标记区。
其中，所述循环移位为方向一致向左的移位或方向一致向右的移位。
其中，所述第一组N个存储单元为PRAM控制电路的前N个存储单元，所述第二组 N个存储单元为PRAM控制电路的后N个存储单元，且前后N个存储单元不重叠。
(三)有益效果
本发明通过对要写入的数据循环移位后计算与旧数据的汉明距离，找到汉明距离 最小的循环移位后的数据，并在写入PRAM时只写入与旧数据相应位的数据不同的数据，还 将移动的位数写入标记区，从而减少对PRAM总的写入次数，延长PRAM的使用寿命。
图1是本发明实施例的一种PRAM的写操作方法流程图2是本发明实施例的一种PRAM的写操作方法中计算汉明距离示意图3是根据本发明的PRAM的写操作方法写入后读取还原的过程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，为本发明实施例的一种PRAM的写操作方法流程图，包括
步骤S101，将需要写回PRAM的数据进行多次循环移位。具体地，将需要写回的数 据循环移位0 N-I位，N为数据的bit长度，移位时可以左移也可以右移，但方向要一致， 并将循环移位后得到的N个数据存在PRAM控制电路的第一组N个存储单元中，存储单元是 以N bit为单位的存储单元，每个储存单元中存储的数据为循环移位不同位数而得到的数 据。
步骤S102，读取旧数据。优选地，将PRAM分为数据区和标记区，数据区和标记区个 数相等，数据区和标记区一一对应，长为M的数据区对应一个长为Iog2M的标记区。在CPU 把缓存中长度为N更新过的数据写回PRAM时，先从PRAM中存储旧数据的数据区中读出旧 数据，并将所述旧数据在PRAM控制电路的第二组N个存储单元中各存储一份。CPU每次写 会的数据的长度都是一样的，即cacheline的长度，所以新数据和旧数据的长度相同。为了 方便存储，优选将旧数据存储在PRAM控制电路的后N个存储单元，循环移位后的数据存储 中PRAM控制电路的前N个存储单元，且前后N个存储单元不重叠。
步骤S103，计算每个循环移位后的数据与旧数据的汉明距离。如图2所示，计算移位0，1，......，N-I位后的N个数据和旧数据的汉明距离，就是两个长度为N的新旧数据，按位异或，得到另一个长度为N的数，这个数中“1”的个数就是它们的汉明距离。具体地， PRAM控制电路的前N个存储单元中的循环移位后的数据并行地与PRAM控制电路的后N个 存储单元中的旧数据计算各自的汉明距离。并将计算出的汉明距离分别对应地存储在PRAM控制电路的后N个存储单元中。
步骤S104，选取最小汉明距离所对应的循环移位后的数据，即所有移位后的数据 和旧数据比较，相同bit位不同值最少(即步骤S103中“1”的个数最少的另一个长度为N 的数对应的移位后的数据)的移位后的数据为汉明距离最小的数据。
步骤S105，将步骤S104选取的数据写入PRAM中旧数据对应的空间，写入时，将 该数据与旧数据按位比较，只在与旧数据按位比较相同位(bit)上不同数据的位中写入数 据，这样可以减少对PRAM的写入次数。为了读取数据后还原，还将所选择的循环移位后的 数据的移位位数也记录在PRAM中，具体记录在与写入的数据区对应的标记区中。其读取还 原过程如图3所示，读出的参与CPU内部计算的数据需要根据记录的移动位数还原。具体 的还原如下如果处理器执行写操作时，计算汉明距离采用的是左移，那么恢复的则采用右 移。例如记录循环左移的标记值为j，那么在处理器读数据的时候，先从主存中读出该数据， 同时读出标记，值为j，那么把该数据循环右移j位后读入处理器进行接下来的常规操作。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有 等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种PRAM的写操作方法，其特征在于，包括以下步骤51将需要写回PRAM的数据进行多次循环移位；52计算步骤Sl中每个循环移位后的数据与旧数据的汉明距离；53选取最小汉明距离所对应的循环移位后的数据写入PRAM中旧数据对应的空间，只 在与旧数据按位比较相同位上不同数据的位中写入数据，并将所选择的循环移位后的数据 的移位位数也记录在所述PRAM中。
2.如权利要求1所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，步骤Sl具体为将需要写回的数据循环移位0 N-I位，并将循环移位后得到的N个数据存在PRAM控 制电路的第一组N个存储单元中，每个储存单元中存储的数据为循环移位不同位数而得到 的数据，其中，N为数据的bit长度。
3.如权利要求2所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括S2. 1 在CPU把缓存中长度为N的更新过的数据写回PRAM时，从PRAM中存储旧数据的 数据区中读出旧数据；S2. 2 将所述旧数据在PRAM控制电路的第二组N个存储单元中各存储一份；S2. 3 计算第一组N个存储单元中的循环移位后的数据与第二组N个存储单元中的旧 数据计算各自的汉明距离。
4.如权利要求3所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述步骤S2.3中具体为并 行地计算第一组N个存储单元中的循环移位后的数据与第二组N个存储单元中的旧数据计 算各自的汉明距离。
5.如权利要求3所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述步骤S2.1中的数据区对 应有标记区，数据区和标记区的个数相等，长为M的数据区对应长为Iog2M的标记区。
6.如权利要求5所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述步骤S3中的移位位数记 录在所述标记区。
7.如权利要求2所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述循环移位为方向一致向 左的移位或方向一致向右的移位。
8.如权利要求3 6中任一项所述的PRAM的写操作方法，其特征在于，所述第一组N 个存储单元为PRAM控制电路的前N个存储单元，所述第二组N个存储单元为PRAM控制电 路的后N个存储单元，且前后N个存储单元不重叠。
全文摘要
本发明公开了一种PRAM的写操作方法，包括S1将需要写回PRAM的数据进行多次循环移位；S2计算步骤S1中每个循环移位后的数据与旧数据的汉明距离；S3选取最小汉明距离所对应的循环移位后的数据写入PRAM中旧数据对应的空间，只在与旧数据按位比较相同位上不同数据的位中写入数据，并将所选择的循环移位后的数据的移位位数也记录在所述PRAM中。本发明减少对PRAM总的写入次数，延长PRAM的使用寿命。
文档编号G06F3/06GK102043591SQ20101056489
公开日2011年5月4日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者田玉龙, 胡事民 申请人:清华大学