存储器系统及其操作方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月28日提交的申请号为10-2018-0116492的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体并入本文。

各个实施例总体涉及一种存储器系统及其操作方法，更具体地，涉及一种能够管理存储器系统的峰值功率的存储器系统及其操作方法。

背景技术：

存储器系统可以包括存储数据的存储装置和响应于主机的请求控制存储装置的控制器。

存储装置可以包括多个存储器装置。存储器装置可以彼此独立地操作。根据当电源中断时所存储的数据是否丢失，存储器装置可以是易失性存储器装置或非易失性存储器装置。

近来，便携式电子装置的使用的增加导致了非易失性存储器装置的广泛使用。控制器可以控制存储器装置以执行将数据存储在存储器单元中的编程操作、读取存储在存储器单元中的数据的读取操作、以及擦除所存储的数据的擦除操作。

控制器可以通过使用提供给存储器系统的限制功率来控制多个存储器装置。然而，当多个存储器装置同时操作时，峰值功率可能增加并超过限制功率。因此，在存储器系统中可能发生操作错误。

技术实现要素：

各个实施例涉及一种能够控制存储器装置的操作、使得峰值功率不超过限制水平的存储器系统及其操作方法。

根据实施例，一种存储器系统可以包括：多个存储器装置，用于存储数据；处理器，根据主机的请求生成命令；以及闪存接口层，基于多个存储器装置的功耗将命令传送到多个存储器装置，并且当多个存储器装置的总峰值功率被预期超过限制水平时，延迟多个存储器装置中的一个或多个的命令的执行或传送。

根据实施例，一种存储器系统可以包括：存储装置，存储数据；以及控制器，响应于主机的请求控制存储装置，其中控制器监控存储装置消耗的功率，计算正在操作的存储装置的峰值功率超过限制水平的时段，并且根据计算结果延迟峰值功率操作。

一种操作存储器系统的方法，可以包括：将关于存储器装置的操作的峰值功率时段信息存储在控制器中；监控存储器装置的功耗量；根据功耗量来操作存储器装置；根据峰值功率时段信息，在存储器装置的峰值功率超过限制水平之前，延迟存储器装置之中的所选择存储器装置的峰值功率操作；并且在所选择存储器装置的峰值功率操作被延迟一段时段之后，对所选择存储器装置执行峰值功率操作。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的存储器系统的示图；

图2是诸如图1的存储装置的详细示图；

图3是示出诸如图2的联接到存储器装置的通道的示图；

图4是诸如图2的控制器的详细示图；

图5是诸如图4的闪存接口层的详细示图；

图6是诸如图5的配置文件数据存储装置的详细示图；

图7是示出校正存储在诸如图6的配置文件数据(profiledata)存储装置中的数据的方法的示图；

图8是诸如图5的功率管理器的详细示图；

图9是诸如图5的命令管理器的详细示图；

图10是诸如图5的令牌管理器的操作方法的详细示图；

图11是诸如图5的令牌计数器的操作方法的详细示图；

图12是诸如图5的存储器装置的详细示图；

图13是诸如图12的内部时钟生成器的操作方法的详细示图；

图14是示出超过限制峰值功率的情况的示图；

图15是示出根据本公开的实施例的操作方法的示图；

图16是示出包括图1中所示的控制器的存储器系统的另一实施例的示图；

图17是示出包括图1中所示的控制器的存储器系统的另一实施例的示图；

图18是示出包括图1中所示的控制器的存储器系统的另一实施例的示图；以及

图19是示出包括图1中所示的控制器的存储器系统的另一实施例的示图。

具体实施方式

本发明的优点和特征以及用于实现它们的方法将在下面参考附图详细描述的实施例中变得清楚。然而，本发明的元件和特征可以与所公开的实施例不同地配置或布置。因此，本发明不限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开是彻底的和完整的，并且向本领域技术人员充分传达实施例的范围。而且，在整个说明书中，对“实施例”、“另一实施例”等的参考不一定仅针对一个实施例，并且对任何这种短语的不同参考不一定针对相同的实施例。

应当理解的是，当一个元件被称为“联接”或“连接”到某个元件时，它可直接联接或连接到某个元件或者可间接联接或连接到某个元件，即它们之间可存在一个或多个中间元件。在本说明书中，当元件被称为“包含”或“包括”组件时，除非上下文另有说明，否则不排除其它组件而是可进一步包括其它组件。

将参照附图详细描述本发明的实施例。

图1是示出根据本公开的实施例的存储器系统1000的示图。

参照图1，存储器系统1000可以包括存储数据的存储装置1100和控制器1200。

存储装置1100可以包括多个存储器装置。存储器装置中的每一个可以包括存储数据的多个存储器单元。控制器1200可以控制存储装置1100编程数据，将存储的数据输出到控制器1200，或者擦除存储的数据。

控制器1200可响应于主机200的请求来控制存储装置1100。然而，即使在没有来自主机2000的请求的情况下，控制器1200也可以通过内部操作来控制存储装置1100。

可以从外部提供电力以用于存储装置1100和控制器1200的操作。例如，可以从存储器系统1000外部的电源提供外部电压vcce给存储装置1100和控制器1200中的每一个。此外，存储装置1100可以在除外部电压vcce以外的、内部使用的内部电压vcci下操作。存储器系统1000可进一步包括将外部电压vcce转换为内部电压vcci的稳压器(regulator)1300。例如，稳压器1300可以是低压差(ldo)线性稳压器。ldo线性稳压器可以通过降低外部电压vcce的电压电平而将外部电压vcce转换为内部电压vcci。存储装置1100可以使用外部电压vcce和内部电压vcci执行各种操作。

除了提供内部电压vcci的稳压器1300之外，存储器系统1000可进一步包括：用于向控制器1200提供内部电压的稳压器；用于将从控制器1200的输出的电压转换为待由存储装置1100使用的电压并且将转换后的电压输出到存储装置1100的稳压器，等等。

由于外部提供的外部电压vcce是受到限制的，因此在实施例中，可以提供防止存储装置1100的峰值功率大于限制水平的控制器1200和存储装置1100。这将在下面更详细地描述。

图2是图1的存储装置1100的详细示图。

参照图2，存储装置1100可以包括多个存储器装置md1至mdk，其中k是正整数。例如，多个存储器装置md1至mdk可以通过多个ch1至chi而与控制器1200通信。多个存储器装置md1至mdk可以联接到通道ch1至chi中的每一个。控制器1200可以仅向联接到所选择通道的多个存储器装置之中的所选择存储器装置输出命令。例如，控制器1200可以向联接到第一通道ch1的存储器装置md1至mdk之中的第一存储器装置md1输出第一命令，并且可以随后向第二存储器装置md2输出第二命令。换句话说，控制器1200可不同时地向第一存储器装置md1和第二存储器装置md2输出命令。通道ch1至chi可包括多条线。由于通道ch1至chi可以具有相同的配置，因此下面将以通道ch1至chi中的一个作为示例进行描述。

图3是示出如图2所示的联接到存储器装置md1至mdk的通道ch1到chi的示图。下面将参照图3以第一通道ch1作为示例进行描述。

参照图3，第一通道ch1可以包括输入/输出线io<8:1>、控制线con_l和令牌控制线300。

输入/输出线io<8:1>可用于在控制器1200和存储器装置md1至mdk之间传送命令、地址和数据data。例如，控制器1200可以通过输入/输出线io<8:1>将命令、地址和数据data传送到所选择存储器装置。所选择存储器装置可以通过输入/输出线io<8:1>将数据data传送到控制器1200。如图3所示，可以存在八条输入/输出线io<8:1>。然而，输入/输出线的数量不限于八。

控制线con_l可以分别联接到存储器装置md1至mdk，并且每条控制线con_l可以用于传输用于选择存储器装置的芯片使能信号。

令牌控制线300可以包括多条线，每对令牌控制线联接到第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk中的对应存储器装置。令牌控制线300包括用于传送第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko以用于延迟一些操作的线和用于传送第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki的线。令牌输入信号中的每一个表示延迟操作的结束信息信号，以及未延迟的峰值功率时段的开始和结束时段信息信号。延迟一些操作可以指延迟相应操作的命令。换句话说，可以通过延迟执行或传送待被传送到存储器装置的命令来延迟一些操作。对应的第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko和第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki可以形成一对并且联接到单个存储器装置。例如，包括第一令牌输出信号1tko和第一令牌输入信号1tki的第一对可以联接到第一存储器装置md1，并且包括第k令牌输出信号ktko和第k令牌输入信号ktki的第k对可以联接到第k存储器装置mdk。

控制器1200可以通过第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko来选择性地延迟在由所选择存储器装置正在执行操作期间的发生峰值功率的时段。第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk可以通过第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki通知控制器1200：通过第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko延迟的峰值功率时段已经结束。

图4是图2的控制器1200的详细示图。

参照图4，控制器1200可以控制主机2000和存储装置1100之间的通信。控制器1200可以包括例如中央处理单元(cpu)200的处理器、错误校正电路210、内部存储器220、主机接口层230、缓冲存储器240和闪存接口层250。cpu200、错误校正电路210、内部存储器220、主机接口层230、缓冲存储器240和闪存接口层250可以通过总线260而彼此通信。

cpu200可以根据主机2000的请求而生成命令和地址并且对存储器系统1000执行各种操作。

错误校正电路210可以在编程操作期间对从主机200接收的数据进行编码，并且在读取操作期间对从存储器装置接收的数据进行解码。

内部存储器220可以存储用于控制器1200的操作的各种类型的信息。例如，内部存储器220可以包括逻辑和物理地址映射表。地址映射表可以存储在存储器装置中。当启动存储器系统1000时，存储在存储器装置中的地址映射表可以被加载到内部存储器220中。内部存储器220可以包括随机存取存储器(ram)、动态ram(dram)、静态ram(sram)、高速缓存和紧耦合存储器(tcm)中的至少一个。

主机接口层230可以在控制器1200和主机2000之间交换命令、地址和数据。例如，主机接口层230可以从主机2000接收请求、地址和数据，并将数据传送到主机2000。

缓冲存储器240可以在存储器系统1000的操作期间临时存储用于操作的数据。例如，在编程操作期间，缓冲存储器240可以临时存储原始编程数据，直到所选择的存储器装置的编程操作通过。在读取操作期间，缓冲存储器240可以临时存储从存储器装置读取的数据。另外，缓冲存储器240可以存储存储器系统1000的操作所需的地址映射信息，并且可以频繁地更新地址映射信息。缓冲存储器240可以是动态随机存取存储器(dram)。

闪存接口层250可以在控制器1200和存储装置1100之间交换命令、地址和数据。例如，闪存接口层250可以通过通道将命令、地址、数据和令牌输出信号传送到存储装置1100，并且可以从存储装置1100接收数据和令牌输入信号。

另外，闪存接口层250可以执行排队操作以根据存储装置1100的状态来改变由cpu200生成的命令的顺序，并且可以将排队命令顺序地输出到存储装置1100。例如，闪存接口层250可以根据存储装置1100的峰值功率来确定命令的执行顺序。

另外，闪存接口层250可以周期性地、定期地或持续地监控正在执行操作的存储器装置中的每一个的峰值功率，可以预测峰值功率大于限制水平的时段，并且可以将相应时段延迟设定时间或预定时间以分散峰值功率。换句话说，闪存接口层250可以针对每一个命令来预测峰值功率时段，并且通过在第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk之中选择延迟或不延迟执行命令的存储器装置来传输命令。例如，可以根据命令的优先级对命令进行排队，并且可以根据峰值功率时段来控制命令的执行时间。

另外，闪存接口层250可以对第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk中的每一个执行的延迟操作的次数进行计数，并且可以基于计数结果来控制延迟操作，以防止延迟操作集中于第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk之中的某个存储器装置。

下面将更详细地描述闪存接口层250。

图5是图4的闪存接口层250的详细示图。

参照图5，闪存接口层250可以包括功率补偿电路50、配置文件数据存储装置53、功率管理器54、命令管理器55、令牌管理器56和令牌计数器57。

功率补偿电路50可以在测试操作期间测量由提供给存储装置1100的电力引起的电流，并且可以基于测量的电流来调整分配给存储器装置中的每一个的功率预算。另外，功率补偿电路50可以实时监控提供给存储装置1100的电力。功率补偿电路50可以包括功率监控组件51和功率预算补偿组件52。

功率监控组件51可以在存储装置1100的测试操作期间监控提供给存储装置1100的电力，并且测量流过电源线的总电流量tcr以监控提供给存储装置1100的电力。例如，功率监控组件51可以测量外部电压vcce和内部电压vcci通过其被提供给存储装置1100的线的总电流量tcr。例如，可以对存储装置1100中包括的存储器装置中的每一个执行存储装置1100的测试操作，并且该测试操作可以包括测试编程操作、测试读取操作和测试擦除操作。换句话说，功率监控组件51可以当所选择存储器装置执行测试编程操作时测量总电流量tcr，并且可以当所选择存储器装置执行测试读取操作时测量总电流量tcr。功率监控组件51可以在对存储器装置中的每一个的每个测试操作期间，测量由存储器装置中的每一个所消耗的电流的总量，并且可以输出包括测量值的总电流量信息tcr_if。另外，功率监控组件51可以在存储装置1100的实际操作期间，通过实时测量所消耗的总电流量来输出总电流量信息tcr_if。

功率预算补偿组件52可以基于总电流量信息tcr_if而输出关于每个存储器装置的当前功耗量的功率信息p_if和用于调整与每一个存储器装置中的功率相关的功耗配置文件数据的功率补偿信号p_com。功率信息p_if可以由功率管理器54使用，功率补偿信号p_com可以由配置文件数据存储装置53使用。例如，功率补偿信号p_com用于改变存储在配置文件数据存储装置53中的基本配置文件数据。

配置文件数据存储装置53可以存储主要存储在存储器系统1000中的功率相关数据。例如，配置文件数据存储装置53可以存储关于存储装置1100的功耗的基本配置文件数据。例如，基本配置文件数据可以包括关于存储装置1100中的每一个存储器装置所消耗的功率的数据和由每个存储器装置执行的操作，例如编程操作、读取操作和擦除操作中的每一个操作所消耗的功率的数据。另外，基本配置文件数据可以包括关于峰值功率时段的开始时间和结束时间的数据，其中在每个操作的峰值功率时段中，功耗最大。

在存储器系统的制造期间，基本配置文件数据可以存储在存储器系统中。可以通过多个存储器系统的测试操作来形成基本配置文件数据，并且当制造多个存储器系统时可能出现电学特性方面的差异。因此，配置文件数据存储装置53可以响应于功率补偿信号p_com来调整基本配置文件数据。换句话说，存储器系统1000可以根据电学特性来调整存储在配置文件数据存储装置53中的基本配置文件数据。配置文件数据存储装置53可以将调整后的功耗配置文件数据pf_data输出到功率管理器54。

功率管理器54可以根据功率信息p_if和功耗配置文件数据pf_data来实时调整存储器装置中的每一个的功耗量，以输出调整功率信息mdp_if。调整功率信息mdp_if可以被传送到命令管理器55。另外，功率管理器54可以基于功耗配置文件数据pf_data和输入信号in_sig来计算峰值功率大于限制水平的时段，并且可以将计算结果c_res输出到令牌管理器56。可以从令牌计数器57接收输入信号in_sig，并且输入信号in_sig指示延迟峰值功率时段正在进行还是已经结束。

命令管理器55可以从图4的cpu200接收命令cmd，并根据调整功率信息mdp_if来改变命令cmd的执行顺序。换句话说，命令管理器55可以根据存储装置1100中的第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk中的每一个的功耗量来对命令cmd进行排队。当排队命令cmd时，命令管理器55可以输出排队的命令cmd#。

令牌管理器56可以接收排队的命令cmd#，可以响应于从功率管理器54输出的计算结果c_res和从令牌计数器57输出的输入信号in_sig来检查存储装置1100的峰值功率大于限制水平的操作时段，并且可以通过在相应操作时段开始之前输出第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko来延迟相应操作时段。

第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko可以不必被同时输出；相反，它们可以根据第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk中的每一个的功耗量而被选择性地输出。例如，当由第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk之中的第一存储器装置md1执行的操作的一部分待被延迟时，令牌管理器56可以仅输出第一令牌输出信号1tko。例如，由于第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko可以分别通过不同的线而被传送到第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk，所以可以独立地输出所选择的令牌输出信号，该输出可以是同时地或者顺序地。例如，当由第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk之中的第一存储器装置md1执行的操作的一部分待被延迟时，令牌管理器56可以仅输出第一令牌输出信号1tko。另外，当令牌管理器56选择性地输出第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko时，令牌管理器56可以根据在存储器装置中的每一个中执行峰值功率时段的时间来控制相应令牌输出信号的输出时间。

令牌计数器57可以响应于分别从第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk接收的第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki来输出测试结果值test_res和输入信号in_sig。

测试结果值test_res可以用于准确地测量和限定在存储器系统1000的测试操作期间的第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk的峰值功率时段，并且配置文件数据存储装置53可以使用测试结果值test_res以调整基本配置文件数据。

输入信号in_sig可以用于检查当前正在操作的存储器装置中的每一个的峰值功率状态，并且准确地限定当在测试操作之后执行实际操作时的峰值功率时段。例如，输入信号in_sig可以被传送到功率管理器54和令牌管理器56中的每一个。另外，功率管理器54可以基于功耗配置文件数据pf_data和输入信号in_sig来计算峰值功率大于限制水平的时段，并且可以将计算结果c_res输出到令牌管理器56。令牌管理器56可以响应于从功率管理器54输出的计算结果c_res和从令牌计数器57输出的输入信号in_sig，来检查存储装置1100的峰值功率大于限制水平的操作时段。

第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki可以不总是从第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk输出，而是可以从被输入第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko的存储器装置输出。例如，当第一令牌输出信号1tko仅被施加到第一存储器装置md1时，在由于第一令牌输出信号1tko的延迟时间之后，第一令牌输入信号1tki可以仅从第一存储器装置md1输出。例如，当第一令牌输出信号1tko被启用时，第一存储器装置md1可以在第一令牌输出信号1tko保持启用时延迟峰值功率操作，并且可以当第一令牌输出信号1tko被停用时输出第一令牌输入信号1tki。在由第一存储器装置md1延迟的峰值功率操作期间，第一令牌输出信号1tko可以保持启用。换句话说，第一令牌输出信号1tko可以在发生峰值功率的时段期间保持启用。

下面将详细描述包括在上述闪存接口层250中的选择元件。

图6是图5的配置文件数据存储装置53的详细示图。图7是示出调整存储在图6的配置文件数据存储装置中的数据的方法的示图。

参照图6，配置文件数据存储装置53可以存储和调整关于由包括在存储装置1100中的每一个存储器装置执行的操作的功耗配置文件数据pf_data。在所示实施例中，控制器1200联接到第一通道ch1至第i通道chi，并且第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk联接到通道ch1至通道chi中的每一个。然而，本发明不限于这种配置。

当第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk根据第一命令cmd1至第三命令cmd3执行操作时，在与每个命令对应的操作中的、关于发生峰值功率的时段的信息pts和信息pte可以存储在配置文件数据存储装置53中。例如，配置文件数据存储装置53可以存储关于以下的信息：当联接到第一通道ch1的第一存储器装置md1执行第一命令cmd1时发生峰值功率的时段的开始时间pts和结束时间pte。如上所述，配置文件数据存储装置53可以在执行存储器系统1000的测试操作之前，针对命令cmd1至cmd3中的每一个命令的执行，存储关于发生峰值功率的时段的开始时间pts和结束时间pte的信息，并且可以存储基本配置文件数据。功耗配置文件数据pf_data可以包括通道信息ch#、存储器装置信息md#和峰值功率时段信息pt#。峰值功率时段信息pt#可以包括当所选择的存储器装置md#执行与峰值功率相关的特定命令(cmd1、cmd2、cmd3)时发生峰值功率的时段的开始时间pts和结束时间pte。峰值功率时段信息pt#可用于例如md#、ch#、cmd的变量的每个特定组合。例如，除了上述信息之外，功耗配置文件数据pf_data还可以包括每峰值功率时段的峰值功率值。

参照图7，当在执行存储器系统1000的测试操作时没有数据待被调整时，可以输出为最初存储的基本配置文件数据71的功耗配置文件数据pf_data。当从功率预算补偿组件52输出功率补偿信号p_com时，配置文件数据存储装置53可以调整响应于功率补偿信号p_com而选择的功耗配置文件数据pf_data(例如，当联接到所选择通道的所选择存储器装置执行所选择命令时发生峰值功率的时段的开始时间pts和结束时间pte)，并且可以输出调整后的功耗配置文件数据72。

换句话说，可以在不考虑各个存储装置的电学特性的情况下初始地存储基本配置文件数据71，并且可以根据存储装置1100的电学特性(即，功率补偿信号p_com)来调整基本配置文件数据71以得到调整后的功耗配置文件数据72。

图8是图5的功率管理器54的详细示图。

参照图8，功率管理器54可以基于功耗配置文件数据pf_data，通过对功率信息p_if进行调整来输出调整功率信息mdp_if，其中功率信息p_if指示每个存储器装置的当前功耗量，可以基于功耗配置文件数据pf_data和输入信号in_sig来计算峰值功率超过限制水平的时段，并且可以将计算结果c_res输出到令牌管理器56。功率管理器54可以包括功率信息存储装置81和计算器82。

功率信息存储装置81可以存储和更新指示存储器装置md1至存储器装置mdk中的每一个的当前功耗量的功率信息p_if。例如，指示联接到第一通道ch1至第i通道chi中的每一个的第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk中的每一个的当前功耗量的功率信息p_if可以存储在功率信息存储装置81中。功率信息p_if可以表示存储器装置中的每一个当前所需的功率量。存储在功率信息存储装置81中的数据可以作为调整功率信息mdp_if输出。例如，调整功率信息mdp_if可以包括通道信息ch#、存储器装置信息md#和所需的功率信息p_if#。

计算器82可以接收调整功率信息mdp_if，可以基于输入信号in_sig计算峰值功率大于限制水平的时段，并且可以生成并且输出计算结果c_res到令牌管理器56。例如，由于调整功率信息mdp_if包括存储器装置中的每一个的功率信息，因此计算器82可以将通过将所选择存储器装置的所需功率与其余存储器装置的峰值功率相加而获得的值作为计算结果c_res输出，其中其余存储器装置的峰值功率由当选择的存储器装置消耗峰值功率时启用的输入信号in_sig表示。例如，计算器82可以基于输入信号in_sig来更新关于所选择存储器装置的延迟时段的信息，并且可以基于更新的信息来识别每个存储器装置的、导致总功耗大于限制水平的操作和时段。可以输出计算信息作为计算结果c_res。换句话说，计算结果c_res可以包括关于每个存储器装置的、导致发生总功耗大于限制水平的操作和时段的信息。

图9是图5的命令管理器55的详细示图。

参照图9，命令管理器55可以存储从cpu200输出的命令，并且根据调整功率信息mdp_if重新排列命令的执行顺序。例如，命令管理器55可以包括原始命令存储缓冲器91、命令队列控制器92和调整命令存储缓冲器93。

原始命令存储缓冲器91可以临时存储接收从cpu200输出的命令的顺序。例如，当cpu200顺序地输出第一命令cmd1至第六命令cmd6时，原始命令存储缓冲器91可以根据接收顺序来存储第一命令cmd1至第六命令cmd6。

命令队列控制器92可以根据调整功率信息mdp_if来重新排列存储在原始命令存储缓冲器91中的第一命令cmd1至第六命令cmd6的执行顺序，可以将重新排列的命令cmd1至cmd6排队在调整命令存储缓冲器93中并且可以从调整命令存储缓冲器93顺序地输出排队的命令cmd#。

图10是图5的令牌管理器56的操作方法的详细示图。

令牌管理器56可以接收排队的命令cmd#，可以响应于从功率管理器54输出的计算结果c_res和从令牌计数器57输出的输入信号in_sig来检查存储装置1100的峰值功率大于限制水平的操作时段，并且可以通过在相应操作时段开始之前输出第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko来延迟相应操作时段。例如，令牌管理器56可以根据存储器装置来存储排队的命令cmd#，并且基于计算结果c_res来确定峰值功率在什么时间超过限制水平。

令牌管理器56可以输出令牌输出信号1tko至ktko，以用于在峰值功率的总和超过限制水平之前延迟存储器装置的、导致峰值功率的一些操作。例如，令牌管理器56可以输出第一令牌输出信号1tko，以用于延迟第一存储器装置md1中的、消耗峰值功率的时段，使得包括第一存储器装置md1的存储器装置的峰值功率的总和可不超过限制水平。

例如，令牌管理器56可以保持第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko之中的停用信号处于高电平并且保持启用信号处于低电平。例如，第一令牌输出信号1tko可以被启用并输出为低电平，第二令牌输出信号2tko至第k令牌输出信号ktko可以被停用并输出为高电平。分别表示启用和停用的低信号和高信号可以根据存储器系统1000而改变或设置。也就是说，可以采用低信号表示停止或停用并且高信号表示启用或激活的相反逻辑。当第三令牌输出信号3tko和第五令牌输出信号5tko被启用并输出为低电平时，第一令牌输出信号1tko、第四令牌输出信号4tko和第六令牌输出信号6tko至第k令牌输出信号ktko可被停用并且被输出为高电平。

接收启用的令牌输出信号的存储器装置可以通过暂时停止内部时钟来延迟峰值功率时段。

另外，令牌管理器56可以计数由第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko所输出到的存储器装置执行的延迟操作的次数，并且可以基于计数结果选择性地输出第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号1tko。例如，令牌管理器56可以选择性地输出第一令牌输出信号1tko至第k令牌输出信号ktko，使得可以首先在具有比其他存储器装置更低计数值的存储器装置中执行延迟操作。

图11是操作图5的令牌计数器57的方法的详细示图。

令牌计数器57可以响应于分别从第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk接收的第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki来输出测试结果值test_res或输入信号in_sig。例如，令牌计数器57可输出测试结果值test_res以准确地限定存储器系统1000的测试操作期间的第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk的峰值功率时段。换句话说，令牌计数器57可以将测试操作与实际操作分开。可以在测试操作期间输出测试结果值test_res，并且可以在实际操作期间输出输入信号in_sig。

在测试操作期间，令牌计数器57可以分别从第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk接收仅在峰值功率时段期间启用的第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki，并且可以输出包括关于启用第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki的开始时间和结束时间的信息的测试结果值test_res。当调整基本配置文件数据时，配置文件数据存储装置53可以使用由令牌计数器57输出的测试结果值test_res。

在实际操作期间，令牌计数器57可以从第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk接收仅在峰值功率时段期间启用的第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki，并且可以输出包括关于启用第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki中的每一个的开始时间和结束时间的信息的输入信号in_sig。例如，令牌计数器57可以输出关于第一令牌输入信号1tki至第k令牌输入信号ktki之中的、启用的令牌输入信号的输入信号in_sig。例如，当启用和接收到第一令牌输入信号1tki时，令牌计数器57可以输出关于第一令牌输入信号1tki的输入信号in_sig。当在第一令牌输入信号1tki之后启用并接收到第四令牌输入信号4tki时，令牌计数器57可以输出关于第四令牌输入信号4tki的输入信号in_sig。

图12是图5的存储器装置md1至存储器装置mdk之中的代表性存储器装置的详细示图。下面将以第一存储器装置md1至第k存储器装置mdk之中的第一存储器装置md1作为示例进行描述。

参照图12，第一存储器装置md1可以包括存储器单元阵列121、电压生成器122、读取/写入电路123、输入/输出电路124和控制逻辑125。

存储器单元阵列121可以包括存储数据的多个存储块，并且存储块中的每一个可以包括多个存储器单元。根据存储器单元的配置，存储块可以具有二维结构或三维结构。例如，在二维结构的存储块中，存储器单元可以以水平方向布置到衬底上。在三维结构的存储块中，存储器单元可以以垂直方向堆叠到衬底上。

电压生成器122可以响应于操作信号op_sig产生并输出用于编程操作、读取操作或擦除操作的操作电压vop。例如，在编程操作期间，电压生成器122可以输出编程电压、通过电压、编程验证电压等作为操作电压vop。在读取操作期间，电压生成器122可以输出读取电压、通过电压等作为操作电压vop。在擦除操作期间，电压生成器122可以输出擦除编程电压、通过电压、擦除验证电压等作为操作电压vop。可以将操作电压vop传送到包括在存储器单元阵列121中的存储块之中的所选择存储块。

读取/写入电路123可以通过位线bl联接到存储器单元阵列121，并且通过列线cl联接到输入/输出电路124。读取/写入电路123可以响应于页面控制信号pb_sig而在列线cl或位线bl之间交换数据。例如，在编程操作期间，读取/写入电路123可以根据通过列线cl接收的数据来将编程允许电压或编程禁止电压施加到位线bl。在读取操作期间，读取/写入电路123可以通过感测位线bl中的电压或电流来临时存储数据，并且可以通过列线cl输出数据。

输入/输出电路124可以通过输入/输出线io来发送和接收命令cmd、地址add和数据data。例如，输入/输出电路124可以将从控制器1200接收的命令cmd和地址add传送到控制逻辑125，并且可以将数据data传送到读取/写入电路123。例如，输入/输出电路124可以通过输入/输出线io将从读取/写入电路123接收的数据data输出到控制器1200。

控制逻辑125可以响应于命令cmd和地址add输出操作信号op_sig和页面控制信号pb_sig。另外，当通过控制线con_l施加芯片使能信号时，控制逻辑125可以通过输入/输出电路124而将第一存储器装置md1联接到控制器1200。

另外，控制逻辑125可以包括内部时钟生成器126，内部时钟生成器126生成用于驱动第一存储器装置md1的内部时钟。例如，内部时钟生成器126可以生成时钟信号来控制电压生成器122、读取/写入电路123和输入/输出电路124。换句话说，仅当内部时钟生成器126生成内部时钟时，电压生成器122、读取/写入电路123和输入/输出电路124可以进行操作。

当令牌输出信号tko被启用或激活时，内部时钟生成器126可以停止生成内部时钟。当令牌输出信号tko被停止或停用时，内部时钟生成器126可以通过启用和输出令牌输入信号tki来重新生成内部时钟。当停止生成内部时钟时，第一存储器装置md1可以不操作。换句话说，当不生成内部时钟时，可以延迟第一存储器装置md1的后续操作。当重新生成内部时钟时，可以恢复停止的操作。

图13是操作图12的内部时钟生成器126的方法的详细示图。

参照图13，当令牌输出信号tko被禁用并被输出为高电平(停用)时，内部时钟生成器126可以生成内部时钟i_clk，并且当令牌输出信号tko被激活并被输出为低电平(启用)时，内部时钟生成器126可以不生成内部时钟i_clk。当令牌输出信号tko被再次停用或停止并被输出为高电平时，内部时钟生成器126可以再次生成内部时钟i_clk。当由于再次生成内部时钟i_clk而执行延迟操作时，内部时钟生成器126可以在执行延迟操作时启用令牌输入信号tki并且输出为低电平，并且输出启用的令牌输入信号tki。

更具体地，在没有产生峰值功率的正常操作时段n_op中，令牌输出信号tko和令牌输入信号tki都可以被停用并输出为高电平。因此，在正常操作时段n_op中，可以通过内部时钟i_clk来执行正常操作。当在正常操作时段n_op结束之后的发生峰值功率的峰值功率操作p_op时，令牌输出信号tko可以被启用并被输出为低电平，使得存储装置1100的整个峰值功率可以不超过限制水平。在令牌输出信号tko在时间点p1和p2之间被启用并被输出为低电平时，因为没有生成内部时钟i_clk，所以峰值功率操作p_op可能被延迟。令牌输出信号tko在时间点p1和p2之间被启用并被输出为低电平的时段可以是延迟时段dl。当延迟时段dl在时间点p2结束时，可以停用令牌输出信号tko，并且可以重新生成内部时钟i_clk以执行峰值功率操作p_op。只有在时间点p2和p3之间执行峰值功率操作p_op时，令牌输入信号tki可被启用并被输出为低电平。因此，在峰值功率操作p_op结束的时间点p3之后，可以停用令牌输出信号tko和令牌输入信号tki。

图14是示出超过限制峰值功率的情况的示图。

参照图14，当响应于由如图5所示的命令管理器55排队的命令cmd来操作多个存储器装置时，存储器装置中的每一个开始执行操作的时间可以根据存储器装置的整个峰值功率而变化。然而，由于功耗增加的峰值功率操作p_op可以根据每个操作而变化，所以存储器装置的峰值功率时段可以在一些时段中(例如，在时间t2和时间t3之间)彼此重叠，并且总峰值功率可能大于存储装置1100的限制水平。下面将以存储装置1100具有限制水平550的情况作为示例进行描述。

当联接到第一通道ch1的第一存储器装置md1和第二存储器装置md2，联接到第二通道ch2的第四存储器装置md4和联接到第三通道ch3的第二存储器装置md2响应于命令而操作时，存储器装置可以根据命令具有不同的峰值功率。例如，由联接到第一通道ch1的第一存储器装置md1执行的操作具有峰值功率300，由联接到第一通道ch1的第二存储器装置md2执行的操作具有峰值功率100，由联接到第二通道ch2的第四存储器装置md4执行的操作具有峰值功率100，并且由联接到第三通道ch3的第二存储器装置md2执行的操作具有峰值功率200。如图14所示，联接到第一通道ch1的第一存储器装置md1可以在第一时间t1执行第一正常操作1n_op，并且其余存储器装置可以响应于接收到的命令来执行第一正常操作1n_op。由一个存储器装置执行的正常操作不一定与由另一个存储器装置执行的操作相同。对于峰值功率操作也是如此。在由不同存储器装置执行的第一正常操作1n_op期间可以消耗功率。然而，由于功耗没有足够高到影响整个功率管理，因此当执行第一正常操作1n_op时可能没有计算峰值功率。

当不同的存储器装置md1、存储器装置md2和存储器装置md4在不同的时间执行具有高功耗的第一峰值功率操作1p_op时，在时间点t2和t3之间的时段内可能发生第一峰值功率操作1p_op彼此重叠。在该重叠时段中，由于各个存储器装置的峰值功率相加，所以第一存储器装置md1的峰值功率(300)、第二存储器装置md2的峰值功率(100)和第二存储器装置md2的峰值功率(200)之和可能是600，这超过了550的限制水平。因此，在存储器装置的操作中可能发生错误，或者可靠性可能降低。当在第一峰值功率操作1p_op之后执行的其它峰值功率操作2p_op至3p_op发生重叠的时段期间，总峰值功率可能大于限制水平。

因此，根据本公开的实施例，可以使用令牌输出信号和令牌输入信号来延迟一个或多个峰值功率操作，使得存储器装置的峰值功率的总和不会超过限制水平。下面参照图15给出该方面的详细描述。

图15是示出根据本公开的实施例的操作方法的示图。

参照图15，当存储器装置通过执行如上参照图14所述的命令来执行操作时，可以使用令牌输出信号tko和令牌输入信号tki，使得在存储器装置的峰值功率的总和超过限制水平之前，一些峰值功率操作可以不彼此重叠。

更具体地，在时间t2，可以在初始调度时间不执行联接到第一通道ch1的第二存储器装置md2的第一峰值功率操作1p_op；相反，可以使用令牌输出信号tko来延迟该第一峰值功率操作1p_op。例如，图5的闪存接口层250可以根据输出到存储器装置的命令确定峰值功率在什么时间超过限制水平，并且可以在时间t2启用并且输出令牌输出信号tko至联接到第一通道ch1的第二存储器装置md2。

由于联接到第一通道ch1的第二存储器装置md2响应于启用的令牌输出信号tko而不生成内部时钟，因此在时段(t2至t3)期间可以延迟(dl)第一峰值功率操作ip_op。由于在时段(t2至t3)期间没有执行联接到第一通道ch1的第二存储器装置md2的第一峰值功率操作1p_op，所以总峰值功率可以是500。换句话说，存储器装置的总峰值功率可以减小到500，这小于550的限制水平。因此，在总峰值功率被预期超过限制水平的时段期间，可以通过延迟至少一个存储器装置的峰值功率操作来控制总峰值功率不超过限制水平。在同时执行的峰值功率操作的峰值功率总和减小到小于限制水平的时间t3，可以停用令牌输出信号tko，使得可以执行联接到第一通道ch1的第二存储器装置md2的第一峰值功率操作1p_op。当该第一峰值功率操作1p_op完成时，联接到第一通道ch1的第二存储器装置md2可以停用并输出令牌输入信号tki。

当在时段t2至t3之后，出现存储器装置的总峰值功率被预期超过限制水平的时段时，闪存接口层250还可以在相应时段期间延迟一些存储器装置的峰值功率操作。

图16是示出包括图1中所示的控制器1200的存储器系统30000的另一实施例的示图。

参照图16，存储器系统30000可以实现在蜂窝电话、智能电话、平板pc，个人数字助理(pda)或无线通信装置中。存储器系统30000可以包括存储装置1100和控制存储装置1100的操作的控制器1200。控制器1200可以响应于处理器3100的控制来控制存储装置1100的数据访问操作，例如存储装置1100的编程操作、擦除操作或读取操作。

控制器1200可以控制编程到存储装置1100中的数据通过显示器3200输出。

无线电收发器3300可以通过天线ant交换无线电信号。例如，无线电收发器3300可以将通过天线ant接收的无线电信号转换为可以由处理器3100处理的信号。因此，处理器3100可以处理从无线电收发器3300输出的信号，并且可以将经处理的信号传送到控制器1200或显示器3200。控制器1200可以将由处理器3100处理的信号传送到存储装置1100。此外，无线电收发器3300可以将从处理器3100输出的信号转换为无线电信号，并通过天线ant将无线电信号输出到外部装置。用于控制处理器3100的操作的控制信号或待由处理器3100处理的数据可以由输入装置3400输入，并且输入装置3400可以包括诸如触摸板和计算机鼠标的定点装置、小键盘或键盘。处理器3100可以控制显示器3200的操作，使得从控制器1200输出的数据，从无线收发器3300输出的数据或从输入装置3400输出的数据可以显示在显示器3200上。

根据实施例，用于控制半导体装置1100的操作的控制器1200可以形成为处理器3100的一部分，或者形成为与处理器3100独立的芯片。

图17是示出包括图1中所示的控制器1200的存储器系统40000的另一实施例的示图。

参照图17，存储器系统40000可以实现为个人计算机(pc)、平板pc、上网本、电子阅读器、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、mp3播放器或mp4播放器中。

存储器系统40000可以包括存储装置1100和控制存储装置1100的操作的控制器1200。

处理器4100可以根据通过输入装置4200输入的数据，通过显示器4300输出存储在存储装置1100中的数据。输入装置4200的示例包括诸如触摸板或计算机鼠标的定点装置、小键盘或键盘。

处理器4100可以控制存储器系统40000的一般操作，并且控制控制器1200的操作。根据实施例，用于控制存储装置1100的操作的控制器1200可以形成为处理器4100的一部分，或者形成为与处理器4100独立的芯片。

图18是示出包括图1中所示的控制器1200的存储器系统40000的另一实施例的示图。

参照图18，存储器系统50000可以被提供为图像处理装置，例如数码相机、附有数码相机的移动电话、附有数码相机的智能手机或附有数码相机的平板pc。

存储器系统50000可以包括存储装置1100和控制存储装置1100的例如编程操作、擦除操作或读取操作的数据处理操作的控制器1200。

存储器系统50000的图像传感器5200可以将光学图像转换为数字信号，并且转换后的数字信号可以被传送到处理器5100或控制器1200。响应于处理器5100的控制，转换后的数字信号可以通过显示器5300输出或通过控制器1200存储在存储器装置1100中。另外，存储在存储装置1100中的数据可以根据控制器1200的控制而通过显示器5300输出。

根据实施例，用于控制存储装置1100的操作的控制器1200可以形成为处理器5100的一部分，或者形成为与处理器5100独立的芯片。

图19是示出包括图1中所示的控制器1200的存储器系统1000的另一实施例的示图。

参照图19，存储器系统70000可以包括存储卡或智能卡。存储器系统70000可以包括存储装置1100、控制器1200以及卡接口7100。

控制器1200可以控制存储装置1100和卡接口7100之间的数据交换。根据实施例，卡接口7100可以是安全数字(sd)卡接口或多媒体卡(mmc)接口，但不限于此。

卡接口7100可以根据主机60000的协议来接口连接主机60000和控制器1200之间的数据交换。根据实施例，卡接口7100可以支持通用串行总线(usb)协议和芯片间(ic)-usb协议。卡接口7100可以指代支持由主机60000使用的协议的硬件、安装在硬件上的软件或信号传输方法。

当存储器系统70000连接到诸如pc、平板、数码相机、数字音频播放器、蜂窝电话、控制台视频游戏硬件或数字机顶盒的主机60000的主机接口6200时，主机接口6200可以响应于微处理器(μp)6100的控制，通过卡接口7100和存储器控制器2100来执行与存储装置1100的数据通信。

根据本公开的实施例，通过考虑提供给存储器系统的电力，可以控制用于操作存储器装置的命令的执行顺序，并且可以控制存储器装置，使得可以响应于命令而不同时执行存储器装置的操作之中的具有较大功耗的操作。因此，可以稳定地操作存储器系统。

虽然已经公开了本公开的各个实施例，但是本领域技术人员根据本公开将理解的是，能够进行各种修改、添加和替换。因此，本发明涵盖所有这些修改、添加和替换，只要它们落入所附权利要求及其等同方案的范围内。