基于3D存储器的车辆存储器系统及操作其的方法与流程

基于3d存储器的车辆存储器系统及操作其的方法
1.与相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年3月11日提出的韩国专利申请no.10-2021-0032228的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于本文中。
技术领域
3.本发明涉及基于3d存储器的车辆存储器系统及其驱动方法，更具体地，涉及一种将3d存储器结构与车辆控制器结合的技术。


背景技术：

4.半导体装置包括能够存储数据的存储器装置，存储器装置分为诸如dram的易失性存储器装置和诸如nand闪存的非易失性存储器装置。这样的存储器装置可以包括存储器单元。存储器单元可以布置为三维的。对于这些存储器单元，随着用于车辆安全的各种电子装置的增加，车载式存储器是必不可少的。相应地，有必要开发一种将具有3d结构的存储器单元应用于车辆的技术。
5.公开于本部分的上述信息仅仅用于增强对本发明背景技术的理解，因此它包含的信息并不构成在本国对本领域普通技术人员而言为已知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明提供一种车辆存储器系统及其驱动方法，其能够通过将基于三维(3d)存储器的故障安全隔离(fail-safe isolation，fsi)架构应用于车辆控制器，从而确保车辆控制器的数据处理的稳定性。
7.本发明的技术目的不限于上述目的，本领域技术人员可以通过实施方案的描述清楚地理解其它未提及的技术目的。
8.本发明的一个示例性实施方案提供了一种车辆存储器系统，该系统可以包括第一功能器件、第二功能器件、第一存储层、第二存储层以及车辆存储器装置，第一功能器件配置为执行车辆的安全功能；第二功能器件配置为执行车辆的便利性设计功能；第一存储层由第一功能器件和第二功能器件共享；第二存储层仅由第二功能器件使用；车辆存储器装置配置为具有包括与第一功能器件、第一存储层、第二功能器件和第二存储层相连的硅贯通电极的层叠结构。
9.在一个示例性实施方案中，第一功能器件、第一存储层、第二功能器件以及第二存储层可以顺序地层叠。硅贯通电极可以分别包括读取路径和写入路径。第一存储层可以包括第一子层和第二子层，第一子层配置为能够由第一功能器件进行读取和写入访问并且能够由第二功能器件进行读取访问。第二子层配置为能够由第二功能器件进行读取和写入访问并且能够由第一功能器件进行读取访问，并且第一存储层可以具有第一子层和第二子层层叠的结构。
10.第二存储层可以包括第一子层和第二子层，第一子层和第二子层不能够由第一功
能器件访问，能够由第二功能器件进行读取和写入访问，并且相互层叠。在一个示例性实施方案中，车辆存储器系统可以进一步包括车辆存储器控制装置，其配置为监控车辆存储器装置是否发生故障。车辆存储器控制装置可以配置为当第一功能器件发生故障时，操作第一功能器件不访问第一存储层，并执行第一功能器件的恢复处理。
11.在一个示例性实施方案中，车辆存储器控制装置可以配置为当第一功能器件的恢复失败时，关闭整个系统。此外，车辆存储器控制装置可以配置为当第二功能器件发生故障时，操作第二功能器件不访问第一存储层和第二存储层，并执行第二功能器件的恢复处理。此外，车辆存储器控制装置可以配置为当第二功能器件的恢复失败时，仅驱动第一功能器件或者关闭整个系统。
12.在一个示例性实施方案中，车辆存储器控制装置可以配置为当硅贯通电极发生故障时，限制发生故障的硅贯通电极的读取路径和写入路径，并控制要使用的另一个硅贯通电极。车辆存储器控制装置可以配置为单独地向第一功能器件和第二功能器件施加电力。
13.本发明的一个示例性实施方案提供了一种车辆存储器驱动方法，该方法可以包括当车辆存储器装置被驱动时，由第一功能器件和第二功能器件共享并驱动第一存储层；由第二功能器件单独驱动第二存储层，其中，在车辆存储器装置层叠有：配置为执行车辆的安全功能的第一功能器件，第一存储层，配置为执行车辆的便利性设计功能的第二功能器件，以及第二存储层。
14.在一个示例性实施方案中，该方法可以进一步包括：监控第一功能器件和第二功能器件是否发生故障。当第一功能器件发生故障时，可以操作第一功能器件不访问第一存储层。此外，该方法可以进一步包括：通过对第一功能器件重新施加电力来执行恢复处理。
15.该方法可以进一步包括：当第一功能器件的恢复失败时，关闭整个系统。当第二功能器件发生故障时，可以操作第二功能器件不访问第一存储层和第二存储层。此外，该方法可以进一步包括：当第二功能器件的恢复失败时，通过对第二功能器件重新施加电力并仅驱动第一功能器件或者关闭整个系统来执行恢复处理。
16.根据本发明的技术，可以通过将基于3d存储器的故障安全隔离(fsi)架构应用于车辆控制器来确保车辆控制器的数据处理的稳定性。此外，可以提供能够通过本文档直接或间接识别的各种效果。
附图说明
17.现在将参考附图中所示的示例性实施方案来详细描述本发明的以上和其它特征，该示例性实施方案在下文中仅通过说明的方式给出，因此不会对本发明进行限制，并且其中：
18.图1示出了根据本发明示例性实施方案的车辆存储器系统的示意图。
19.图2示出了根据本发明示例性实施方案的在正常情况下车辆存储器装置的驱动方法的流程图。
20.图3示出了根据本发明示例性实施方案的在加速器故障情况下车辆存储器装置的驱动方法的流程图。
21.图4示出了根据本发明示例性实施方案的在控制器故障情况下车辆存储器装置的驱动方法的流程图。
具体实施方式
22.应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(suv)、大客车、大货车、各种商用车辆的乘用车辆，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如，源于非石油能源的燃料)。
23.虽然示例性的实施方案描述为使用多个单元以执行示例性的过程，但是应当理解，示例性的过程也可以由一个或多个模块执行。此外，应当理解的是，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件装置，并且被具体编程来执行本文描述的过程。该存储器配置为存储模块，并且处理器具体配置为执行所述模块以进行以下进一步描述的一个或更多个过程。
24.此外，本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读介质上的非易失性计算机可读介质，其包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可以分布在网络连接的计算机系统上，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(can)以分布方式存储和执行。
25.本文所使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或更多种其它的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一种或更多种相关列举项的任何和所有组合。
26.除非特别声明或者从上下文显而易见的，如本文所使用的，术语“大约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的两个标准偏差内。“大约”可以被理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文清楚的，否则本文提供的所有数值通过术语“大约”进行修饰。
27.在下文中，将参考示例性附图对本发明的一些示例性实施方案进行详细描述。应当注意的是，在将附图标记添加到每个附图的构成元件时，即使相同的构成元件显示在不同的附图中，它们也具有相同的附图标记。此外，在描述本发明的示例性实施方案时，当确定出相关已知配置或功能的详细描述干扰对本发明的示例性实施方案的理解时，将省略对其的详细描述。
28.在描述根据本发明的示例性实施方案的构成元件时，可以使用诸如第一、第二、a、b、(a)、(b)等术语。这些术语仅旨在将构成元件与其它构成元件区分开，并且这些术语不限制构成元件的本质、顺序或者次序。此外，本文所使用的所有术语，包括技术术语，都具有与本发明所属领域的技术人员(本领域技术人员)通常所理解的相同的含义，除非术语被不同地定义。在通用词典中使用的这些术语应解释为具有与在相关技术领域的语境中的含义相同的含义，并且不应解释为具有理想化的或过度形式化的含义，除非在本说明书中有明确定义。
29.本发明涉及一种基于3d存储器的车辆存储器系统，并且公开了它的存储器结构和故障安全方法。在下文中，将参照图1至图4对本发明的示例性实施方案进行详细描述。图1
说明了示出根据本发明示例性实施方案的车辆存储器系统的示意图。参照图1，根据本发明的示例性实施方案的车辆存储器系统可以包括车辆存储器装置100和车辆存储器控制装置200。
30.根据本发明的示例性实施方案的车辆存储器装置100和车辆存储器控制装置200可以在车辆内部实现。具体地，车辆存储器装置100和车辆存储器控制装置200可以与车辆的内部的控制单元形成一体，或者可以实现为单独的装置并通过单独的连接件连接到车辆的控制单元。参照图1，在车辆存储器装置100中，第一功能器件110、第一存储层120、第二功能器件130和第二存储层140顺序地层叠，并且车辆存储器装置100可以包括连接每个部件的硅贯通(through-silicon)电极150。换言之，车辆存储器装置100可以具有3d层叠存储器结构。
31.第一功能器件110和第二功能器件130可以是执行软件指令以进行各种数据处理和计算的电路。单独的电源线power#1和power#2分别连接到第一功能器件110和第二功能器件130以单独地施加电力。第一功能器件110可以配置为执行车辆的安全功能，例如自动驾驶控制功能、前方防碰撞辅助(forward collision-avoidance assist，fca)功能等，并且第一功能器件110可以是电子控制单元(electronic control unit，ecu)、微控制器单元(micro controller unit，mcu)或者其它安装在车辆中的子控制器。
32.第二功能器件130可以配置为执行车辆的便利性设计功能和识别确定、深度学习等，并且第二功能器件130可以是诸如中央处理单元(central processing unit，cpu)、图形处理单元(graphic processing unit，gpu)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)等的控制器。第一存储层120和第二存储层140可以包括dram或者nand闪存。第一存储层120可以分成层叠结构的两个子层121和122。类似地，第二存储层140可以分为层叠结构的两个子层141和142。具体地，可以层叠子层121和122中的每一个以及子层141和142中的每一个。
33.第一存储层120可以驱动为第一功能器件110和第二功能器件130的共享存储器，并且第二存储层140可以驱动为第二功能器件130的专用存储器。换言之，第一功能器件110可以配置为仅通过利用第一存储层120来发送和接收数据，并且第二功能器件130可以配置为通过利用第一存储层120和第二存储层140来发送和接收数据。
34.存储器装置的操作范围和详细功能如表1所示。
35.表1
36.37.如表1所示，第一存储层120的第一子层121能够进行第一功能器件110的读取和写入操作，并且仅执行第二功能器件130的读取操作。
38.第一存储层120的第二子层122可以配置为仅执行第一功能器件110的读取操作以及第二功能器件130的读取和写入操作。第二存储层140的第一子层141和第二子层142对第一功能器件110都是不可访问的，并且都执行第二功能器件130的读取和写入操作。
39.相应地，根据本发明，可以通过针对每个存储层不同地设置第一功能器件110和第二功能器件130的数据访问权限来防止第一功能器件110和第二功能器件130之间的数据混杂。具体地，可以单独提供用于驱动诸如电源线power#1和power#2的芯片的电路，并且通过外部的电源管理集成电路(power management integrated circuit，pmic)等分别向第一功能器件110和第二功能器件130施加电力。
40.此外，车辆存储器装置100可以包括用于贯通第一功能器件110、第一存储层120、第二功能器件130和第二存储层140以连接它们的多个硅贯通电极150。硅贯通电极150可以分为用于读取或写入存储层的读取路径151和写入路径152。具体地，一个读取路径151和一个写入路径152可以配置为一对。当读取路径151和写入路径152中发生错误时，车辆存储器装置100可以配置为限制相应的硅贯通电极150的路径，并使用其它硅贯通电极的路径。
41.车辆存储器控制装置200可以配置为确定车辆存储器装置100的正常操作或者故障情况，并且配置为针对每种情况执行车辆存储器装置100的操作。车辆存储器控制装置200可以实现为单独的监控器等，并且可以配置为确定第一功能器件110、第二功能器件130以及硅贯通电极150是否发生故障。例如，车辆存储器控制装置200可以包括没有从第一功能器件110或第二功能器件130的硬件接收到信号的情况或者没有根据预定时间表驱动软件的情况。具体地，对于故障情况，不仅车辆存储器控制装置200，而且第一功能器件110、第二功能器件130以及硅贯通电极150都可以识别它们自身的故障。
42.首先，在正常操作期间，第一功能器件110可以配置为利用第一存储层120来执行数据的读取或写入操作，并且第二功能器件130可以配置为利用第一存储层120和第二存储层140来执行数据的读取或写入操作。然而，当第二功能器件130发生故障时，车辆存储器控制装置200可以配置为操作第二功能器件130不访问第一存储层120和第二存储层140，并且车辆存储器控制装置200可以配置为仅操作第一功能器件110以通过利用第一存储层120来执行数据的读取或写入操作。具体地，车辆存储器控制装置200可以通过向第二功能器件130重新施加电力以能够执行故障恢复处理，并且当第二功能器件130不能恢复时，车辆存储器控制装置200可以配置为仅允许第一功能器件110单独利用第一存储层120或者关闭整个系统。故障恢复处理可以包括重置第二功能器件130的软件的操作或者接通或关断硬件的操作。第二功能器件130可以配置为基于车辆存储器控制装置200的指令执行故障恢复处理，并且可以配置为在故障发生时自主地执行故障恢复处理。
43.此外，响应于确定出第一功能器件110的故障情况发生，车辆存储器控制装置200可以配置为操作第一功能器件110不访问第一存储层120，并且仅操作第二功能器件130访问第一存储层120和第二存储层140以执行数据的读取或写入操作。具体地，车辆存储器控制装置200可以配置为对第一功能器件110重新施加电力以执行故障恢复处理，并且当第一功能器件110发生故障时，车辆存储器控制装置200可以配置为关闭整个系统。换言之，由于第一功能器件110执行与车辆的安全直接相关的功能，因此在第一功能器件110发生故障的
情况下，系统可以出于安全考虑关闭，而不执行第二功能器件130的操作。此外，当硅贯通电极150发生故障时，车辆存储器控制装置200可以配置为限制与发生故障的硅贯通电极的连接，并使用另一个硅贯通电极作为读取或写入路径。
44.在下文中，将参考图2至图4详细描述根据本发明的示例性实施方案的车辆存储器装置的驱动方法。图2说明了示出根据本发明示例性实施方案的在正常情况下车辆存储器装置的驱动方法的流程图，图3说明了示出根据本发明示例性实施方案的在加速器故障情况下车辆存储器装置的存储器驱动方法的流程图。图4说明了示出根据本发明示例性实施方案的在控制器故障情况下车辆存储器装置的存储器驱动方法的流程图。
45.在下文中，假设图1的车辆存储器控制装置200执行图2至图4的处理。参照图2，当正常操作时(s101)，车辆存储器控制装置200可以配置为向第二功能器件130和第一功能器件110中的每一个单独供应电力以驱动第二功能器件130和第一功能器件110(s102)。相应地，车辆存储器控制装置200可以配置为操作第一功能器件110访问第一存储层120以读取或写入数据(s103)，并且操作第二功能器件130访问第一存储层120和第二存储层140以读取或写入数据(s104)。
46.参照图3，当在第二功能器件130中发生故障时(s201)，车辆存储器控制装置200可以配置为阻止第二功能器件130访问第一存储层120和第二存储层140，并且操作第一功能器件110以基于第一存储层120来驱动软件(s202)。随后，车辆存储器控制装置200可以配置为在预定截止时间内通过第二电源线向其中发生故障的第二功能器件130重新施加电力，以执行第二功能器件130的故障恢复处理(s203)。
47.车辆存储器控制装置200可以配置为确定第二功能器件130的故障是否恢复(s204)，并且响应于确定出第二功能器件130的故障恢复完成，操作第二功能器件130访问第一存储层120和第二存储层140(s205)。另一方面，当第二功能器件130的故障恢复失败时，车辆存储器控制装置200可以配置为阻止第二功能器件130访问第一存储层120和第二存储层140，并且根据故障安全策略仅操作第一功能器件110驱动第一存储层120或者关闭整个系统(s206)。
48.参照图4，当在第一功能器件110中发生故障时(s301)，车辆存储器控制装置200可以配置为阻止第一功能器件110访问第一存储层120，并且操作第二功能器件130以基于第一存储层120和第二存储层140来驱动软件(s302)。随后，车辆存储器控制装置200可以配置为在预定截止时间内通过第一电源线向第一功能器件110重新施加电力，以执行第一功能器件110的故障恢复处理(s303)。
49.车辆存储器控制装置200可以配置为确定第一功能器件110的故障是否恢复(s304)，并且当第一功能器件110的故障恢复完成时，操作第一功能器件110访问第一存储层120(s305)。另一方面，如果第一功能器件110的故障恢复失败，则车辆存储器控制装置200可以配置为基于故障安全策略关闭整个系统(s306)。相应地，根据本发明，通过将作为下一代存储器技术的3d层叠存储器、车辆控制器和加速器组合，可以确保车辆控制器的数据处理的稳定性。
50.以上描述仅是对本发明的技术思想的说明，本发明所属领域的技术人员可以在不脱离本发明的本质特征的情况下进行各种修改和变化。
51.因此，本发明中公开的示例性实施方案并非旨在限制本发明的技术思想，而是用
于解释它们，并且本发明的技术思想的范围不受这些示例性实施方案的限制。本发明的保护范围应通过权利要求书来解释，并且在等同范围内的所有技术思想均应解释为包括在本发明的范围内。