专利名称：用于dram故障校正的位替代技术的制作方法
技术领域：
本公开涉及用于半导体存储器装置的容错技木。更具体地，本公开涉及使用位替代技术来重映射故障存储器単元到替代单元的存储器装置。
背景技术：
随着DRAM装置的特征尺寸连续减小，保持存储器単元容量的现有水平逐渐变得困难。因此，随着特征尺寸连续减小，存储器単元容量也下降，这造成数据保持时间相应下降。这意味着更大百分比的存储器単元不能满足最小数据保持时间要求，这对DRAM装置的制造增长有不利影响。
图I根据公开的实施方案示出存储器系统。图2A根据公开的实施方案示出存储器装置。图2B根据公开的实施方案示出存储数据的数据字模元件。图2C根据公开的实施方案示出存储标签信息的标签字模元件。图3A根据公开的实施方案示出用于读取操作的标签匹配电路。图3B根据公开的实施方案示出具有奇偶逻辑和流水线寄存器的标签匹配电路。图3C根据公开的实施方案示出读取操作的正时。图4A根据公开的实施方案示出用于写入操作的标签匹配电路。图4B根据公开的实施方案示出具有支持流水电路的电路的标签字模元件。图4C示出根据公开的实施方案用于写入操作的正吋。图5A提供根据公开的实施方案用于具有单个额外的标签列的存储器装置的错误分析。图5B根据公开的实施方案提供具有两个额外的标签列的存储器装置的错误分析。图6A根据公开的实施方案展示示出DRAM装置和相关联的DRAM映射在DRAM模块制造器和系统集成器之间如何发送的示意图。图6B根据公开的实施方案展示示出标签信息在存储器装置中如何初始化的流程图。图7根据公开的实施方案展示示出故障存储器単元如何重映射的流程图。
具体实施例方式MM在公开的实施方案中，描述了ー种使用新的位替代技术重映射故障存储器単元到替代单元的存储器装置。该存储器装置保持在动态存储中的标签信息和替代数据位(ー个或多个)，其中该标签信息保持追踪故障(例如弱)存储器単元。在涉及故障存储器単元的存储器访问中，该存储器装置映射替代数据单元代替故障存储器単元。识别故障単元的地址信息存储在动态存储器装置中。该地址信息使得动态存储器装置高效地重映射故障単元到替代单元。此外，在一些实施方案中，新的位替代技术可以与错误校正编码(ECC)技术一起使用。以此方式，新的位替代技术可以用来重映射已知的故障存储器単元到替代单元，同时ECC技术可以用来校正在系统操作中引起的假的瞬时错误。在下文描述新的位替代技术的各种实施方案，但首先描述使用该技术的存储器系统。图I根据公开的实施方案示出存储器系统100。该存储器系统一般可以是任何类型计算机系统的一部分，包括但不限于，基于微处理器的计算机系统、大型计算机、数字信 号处理器、便携式计算装置、个人备忘记事薄、蜂窝电话、装置控制器、或在电器中的计算机引擎。存储器系统100包括控制器或处理器102，该控制器或处理器与一个或多个动态随机存取存储器装置(下文“动态存储器装置”)通信，包括动态存储器装置110。该控制器或处理器102 —般可以是单机芯片或可以是包括为片上系统(SOC)、处理器、与存储器装置(如存储控制器或处理器)通信的计算机系统的任何类型的一部分。控制器或处理器102还可以连接到非易失性存储器装置104，如闪存存储器。动态存储器装置110可以是任何类型的随机存取存储器装置，如同步DRAM，该装置在需要定期刷新的动态存储器单元中存储数据。更具体地，动态存储器装置110包含一组用来存储数据114的动态存储器单元，以及ー组用来存储标签信息112的替代动态存储器単元。该标签信息112包括包含用于在该组动态存储器単元中的预定故障単元的替代数据位的数据单元，以及包含识别故障単元的位置(ー个或多个)的地址位。更具体地，标签信息112可以包括“列地址”信息、“列选择”信息、“替代数据位”信息及“使能控制”信息。(“弱”単元是因为任何原因在任何规定的操作不能在规定的保持时间内存储“1”、“0”、或两者的単元。“弱”単元属于所有単元的保持时间分布的较低保持时间尾部。“故障”単元可以包括弱単元，但可以更具体地包括因为任何原因故障的任何単元。)每个数据单元与识别在该组动态存储器单元中的ー个相关联的故障单元的ー组地址单元相关联。动态存储器装置110还包括ー个重映射电路(未显示)，该电路被配置为重映射故障単元到相关联的替代单元。该重映射电路在下文更详细描述。动态存储器装置110还可以包括ー个标识符，如识别动态存储器装置110的序列码。在系统初始化过程中，控制器或处理器102从非易失性存储器装置104传递标签信息112到动态存储器装置110。(应注意标签信息还可能存储在系统中的其他位置中，包括在控制器或处理器102上易失性或非易失性存储器，或在可以具有易失性或非易失性存储器的系统中的其他芯片中)。该标签信息112可以在用来执行正常的存储器访问的主要数据路径108中传递。或者，标签信息112可以在次级数据路径109(如I2C总线或专用串行接ロ)中传递。动态存储器装置图2A根据ー个或多个实施方案示出动态存储器装置的结构。如图2A所示，该动态存储器装置包括被组织成多个行和列的一組“字摸”。(每个字模如在图2A中的极小的方形表示。)在所示的实施方案中，每个字模包括64K数据位。在所示的存储器装置中，具有包含数据位的16K “数据字摸”，以及约IG位的总存储容量的存储标签信息的256 “标签字摸”。(这些标签字模被稍微不同地组织并且具有更多的访问线路)。在存储器访问过程中，来自行解码器的字线选择ー个特定行，该行穿过64个字摸。接下来，列解码逻辑从64个字模中的每个选择单个位。(所选择的64个位构成用于存储器访问的目标的数据字。该数据字通过位于图2A的底部的两个接ロ之一来提供。)此外，每字模可以存在不同数目的位。例如，在另ー个实施方案中，具有每个字模传递4个位的16个字模(而不是每个字模传递一位的64个字模)。除了存储数据的列，具有存储标签信息的一列标签字模(在图2A的左侧上用黒色凸显)，该标签信息可以用来重映射在每个行中的故障存储器単元。在所示的实施方案中，该单个额外的列要求约I. 5%额外的存储器存储的开销。现參考图2B，组织存储数据的每个字模元件，在一个实施方案中，如包括行解码逻辑、感测放大器及列解码逻辑的256位X 256位的阵列。在存储器访问中，八个地址位被提 供到字模元件中的行解码逻辑并且用来从在字模元件中的256行中选出ー个特定行。这通过由包含在图2B中影线凸显的存储器単元和行解码逻辑示出。另外八个地址位提供到列解码逻辑，该逻辑用来从在字模元件中256个可能的列中选出ー个特定列。这通过由图2B中的交叉影线凸显的存储器単元、感测放大器及列解码逻辑示出。当该行和列解码过程完成时，从在字模元件中的64位选出单个位。存储标签信息的“标签字摸”元件具有与如在图2C中所示的稍微不同的结构。标签字模元件也组成为256位X 256位的阵列，并且其与如在图2B中所示的数据字模元件包含相同类型的存储器単元和感测放大器。然而，在每个存储器访问过程中标签字模元件不是输出单个位而是输出16个位。在存储器访问中，行解码与对于在图2B中所示的数据字模元件而言是相同的。因此，八个地址位被提供到在标签字模元件中的行解码逻辑，并且用来从在标签字模元件中的256个可能的行从选出ー个特定行。这通过由包含在图2C中的影线凸显的存储器単元和行解码逻辑的行示出。然而，该列解码稍微不同。仅四个地址位用于列解码。这四个地址位在标签字模元件中的256个可能的列中选择16个列，并且这16个列表现为标签[O. . 15]。这通过由在图2C中的交叉影线凸显的存储器単元、感测放大器及列解码逻辑示出。标签字模元件包括额外的列线以容纳所有16个标签位。用于读取的标签匹配电路图3A根据公开的实施方案示出用于读取操作的标签匹配电路。现參考插入框301，每个存储器访问与64个数据位(表示为每个数据位是8个位的8个列组)和额外的列相关联，这包含16位标签，其表示为TAG[15. . O]。如在图3A中所示的标签匹配电路操作该标签的低阶12位，也就是TAG [I I.. O]。在TAG [15. . 12]中的四个位在该实施方案中不使用，但可以用在需要在标签中的更大地址或数据字段的其他实施方案中。TAG[O]包含用于故障単元的单个替代数据位，尽管其他的实施方案将多个数据位(例如2个或4个)与每个标签相关联。与每个标签相关联的最佳数目位的决定可以基于存储器參考的代表性式样和故障存储器単元的代表性式样的特征从经验上确定。标签位TAG[11:8]中的四个与三个最低阶地址位AC[3:0]比较。若这些匹配，并且若ー个使能位TAG [7]也被设定(这表示包含有效替代单元的标签)，MUX使能信号303走高。标签位TAG[6:1]中的六个用来从所选择的位于该存储器地址的64位数据字中选出一个有待重映射的特定位。如在图3A中所示的标签匹配电路有效地实施直接映射缓存。在该直接映射缓存中，四个高阶地址位AC[7:4]用来从标签字模元件(见图2C)的所选择的行中的256个位选择ー组16个标签位(这包含12位标签)。接下来，如上所述，标签位TAG [11:8]与三个最低阶地址位AC [3:0]相比较以确定标签是否匹配存储器访问的地址，这表示位替代应该发生。因此，在图3A所示的标签匹配电路实施直接映射缓存，该缓存为会与所选择的标签相关联的16个可能的地址中的单个地址存储单个标签。注意，不像实施标准ECC的系统，使用新的位替代技术系统的系统不必在数据字(及相关联的8位校验子)所有64位上执行函数以校正故障。因此，在图3A中所示的电路比实施基于标准汉明码的ECC的电路更简单和更快。此外，在整个64位数据字中操作的标准ECC也经受“数据屏蔽”问题，这在存储器參考仅访问在64位数据字中的八个字节的子集时发生。例如，即使仅更新64位数据字的一个字节，整个64位数据字必须首先被读取，并且在提交更新到单个字节之前在数据字的所有64位中必须重新计算汉明码。这使其更难执行字节更新。也期望对标签位本身执行的故障检测和校正。例如，图3B示出存储替代在TAG[7]中的使能位的用于标签的奇偶位的标签匹配电路的变化。该实施方案使用奇偶电路302以执行在标签位[11:1]中的奇偶校验。若奇偶在位[11:1]中保持，则该奇偶电路302的输出产生ー个使能。否则，若奇偶不保持，则相关联的标签已经损坏，并且位替代将不发生。现返回到图1，在该例子中，标签信息112可以从非易失性存储器装置104(或替代地，从易失性存储器装置)中重新加载。在一个替代的实施方案中，不是执行奇偶校验来提供错误检測，而是该系统计算在12位标签中的汉明码以提供错误检测和校正两者。该汉明码要求4位校验子以校正用于16位总数的12位标签中的单个位错误，或者要求5位校验子以校正单个位错误，并且还检测用于17位总数的双位错误。图3B还示出流水线寄存器304，该寄存器可以用来存储先前标签比较的結果，以便标签匹配操作可以与先前的数据访问一起流水线化。若标签匹配电路太慢以致不能与期望的存储器访问速度同步，这是有用的。图3C根据公开的实施方案表示读取操作的正时图。现參考通过在图3C中的双实线指示的读取事务，开启用于读取事务的行的激活命令ACTb, κ以及行地址是首先通过控制 /地址线CAp/n[1:0]线320发送到存储器装置。该激活命令传播到在下一个循环中的全局库/行地址线321。然后，列访问读取指令RDAb,c通过CAP/N[1:0]线320发送到存储器装置。该列访问读取指令传播到在下一个循环中的标签+全局库/列地址线322。最終，该读取数据出现在标签+全局列I/O线323。在下一个循环中，读取数据通过数据线DQp/n[7:0]324传播出。(然而，若读取事务被流水线化，例如通过使用在图3B中示出的流水线寄存器304，随后该数据出现一个循环)。用于写入的标签匹配电路图4A根据公开的实施方案示出用于写入操作的标签匹配电路。除了写入数据与读取数据在相反的方向传播之外，该标签匹配电路类似于如在图3A中所示的读取标签匹配电路。此外，提供了ー个流水线寄存器402，该寄存器用来存储先前标签比较的结果以便标签匹配操作与先前的数据访问一起流水线化。更具体地，获得TAG[11:1]位的列读取操作必须比受控制的相关联的列写入操作早至少ー个循环。増加额外的延迟阶段到写入操作将对系统性能具有较少的影响，因为随后的处理操作通常不必等待先前的写入操作完成。另ー个不同是使用了八个数据屏蔽位DM[7:0](除了标签位和使能信号401之外)以使得多组8个连续位(字节)被写入或不被写入。图4B根据公开的实施方案示出具有支持流水线的电路的标签字模元件。除了其包含两组电路以提供列地址410和412之外，该标签字模元件与如在图2C中所示的标签字模元件相同。该第一组410提供列地址以执行用于随后存储器访问的标签查找，而第二组412提供列地址以访问用于当前存储器访问的替代数据位。因此，该标签访问发生在循环(t)并且数据访问发生在循环(t+Ι)。在一些实施方案中，该流水线操作发生在写入操作中而不是在读取操作中。在其他的实施方案中，该流水线操作发生在写入和读取操作二者中。 图4C根据公开的实施方案的写入操作的正吋。首先，开启用于写入事务的行的激活命令ACTB,K通过CAP/N[1:0]线420发送到存储器装置。该激活命令在下一个循环传播到全局库行地址线422。然后，列访问写入命令WRAb,。通过CPP/N[1:0]线420发送到存储器装置。该列访问写入命令在下一个循环中传播到标签库列地址线423。在该下ー个循环中，标签访问发送在标签列I/O线424。此外，在相同的循环中，写入数据(Ia^PDu1)通过线DQP/N[7:0]421发送到存储器装置中。在下列循环中，写入数据传播到全局列I/O线426，并且列访问写入命令传播到全局库列地址线425以完成写入操作。在该流水线化的写入操作中，该标签访问(在标签列I/O线424)是在相关联的写入数据之前的一个循环(在全局列I/O 线 426)。在替代的正时方法中，标签信息直接在激活命令完成之后由内部(在DRAM内部)产生的读取指令读取并且存储在锁存器。比较和最后替代(在读取和写入两者期间)在锁存标签地址和替代数据位上操作。当发布预充电命令时，其在内部延迟并且由内部产生的写入命令领先，该内部产生的写入命令从锁存器中写入数据位回到存储器阵列中。以此方式，标签信息从来不会与规则阵列数据同时读取或写入。其因此可以存储在规则的数据字模中的额外的列中，并且不要求特定标签阵列具有非标准位访问宽度和不同的列解码器。对于该阵列结构的简化的平衡増加行循环时间(这涉及通过READ的持续时间扩展ACT和通过WRITE的持续时间来扩展PRE)。错误分析图5A根据公开的实施方案示出具有包含标签信息的单个额外的列的存储器装置的错误分析。在图5A中，该标签位存储在图的左侧上的更小的阵列上。该更小的阵列具有16比I的列解码器，该解码器使用四个地址位AC [7:4]以选择用于每行的16个可能的列组之一。相比较，位于图5A的右侧上的更大的数据阵列具有256比I的列解码器，该解码器使用8个地址位AC[7:0]以选择每行256个可能的列之一。因此，在给定的行中，具有对每个12位标签的16个可能的数据列。这意味着仅单个标签可用于校正对于包含16个列的列组的错误。(这通过在图5A中所示的16列宽度列组示出。)因此，仅ー个故障単元可以被重映射到每个列组中。若在列组中出现故障単元的概率是P = (G*W/T)，其中G = 64b是可校正的列组的尺寸，W是可以忍受的故障单元的总数，并且T = IGb是总存储器装置容量，两个或多个故障单元发生在相同的列组的概率是P2。若这发生，仅两个故障単元中的一个可以被重映射。两个位错误导致的产量损耗太高，因为其不可能或不期望刷新更频繁并且恢复故障単元的ー些。在一些例子中，可能期望提供如在图5B中所示的包含标签信息的两列。该实施方案要求两个额外的列来存储标签信息，但其对每个列组提供高达两个替代单元。这意味着高达两个故障単元可以在每个列组中被重映射。若故障单元发生在列组中的概率是P，则三个或更多的故障单元发生在相同的列组的概率是P3。制造エ艺图6A根据公开的实施方案表示示出DRAM装置604和相关联的DRAM映射606如何在DRAM模块制造器602和系统集成器608之间发送的示意图。首先，DRAM模块制造器602产生DRAM装置604，。该DRAM装置604可以是单个DRAM芯片，或集成在芯片承载器模块中的DRAM芯片。接下来，在DRAM装置604制造之后，测试DRAM装置604从而得知在DRAM装 置中的每个单元保持一个数据位多久。该测试过程的结果被编辑到DRAM映射606中，该映射识别在DRAM装置604中的故障存储器単元。例如，这些故障存储器単元可以比在存储器装置中的其他动态存储器具有更短的保持时间。接下来，DRAM装置604和DRAM映射606发送到系统集成器608。例如，DRAM装置604通过平信发送到系统集成器608，并且DRAM映射606可以通过计算机网络(如互联网)发送到系统集成器608。系统集成器608然后将DRAM装置604和DRAM映射606集成到系统609中，该系统例如可以是ー个计算机系统。现返回參考如在图I中所示的存储器系统，这可以涉及在非易失性存储器装置104中存储DRAM映射606，以便在DRAM映射606中的信息可以在系统初始化过程中加载到在动态存储器装置110中的标签信息112。(如上所述，只要电カ保持在易失性存储器装置中，该标签信息可以替代地存储在易失性存储器装置中。)DRAM映射606不必通过DRAM模块制造器602产生。DRAM映射606可以替代地通过该系统集成器608执行的测试操作产生。该组装的或部分组装的系统可以支持DRAM测试(例如旁通访问在控制器中的DRAM测试器和/或测试支持)，该测试将因为在系统中的DRAM装置产生DRAM映射。然后可以将DRAM映射存储在初始化DRAM装置的系统中的非易失性存储器中。DRAM映射信息还可以被发送回到DRAM制造器以为生产产量提供反馈用于进ー步的产量改善。或者，DRAM映射可以通过测试操作产生和/或更新，该测试操作在系统启动过程或如维护操作的运行时间中由计算机系统609自动执行。系统初始化图6B根据公开的实施方案表示示出标签信息如在动态存储器装置中初始化的流程图。该初始化过程例如可以发生在计算机的启动顺序过程中。首先，该系统获得用于动态存储器装置的识别信息，如制造序列码(步骤612)。(在一些例子中，该标识符可以从存储器装置中读取。)接下来，该系统使用识别信息获得用于动态存储器装置的标签信息(步骤614)。例如，现參考图1，该系统可以基于来自非易失性存储器装置104中(或可能来自易失性存储器装置)的识别信息查找标签信息112。或者，识别信息可以用来查找驻存在单独的计算机上的标签信息以及可以加载到正在配置的系统中的特定标签信息。最后，该系统写入标签信息到在动态存储器装置110中的一组动态存储器単元中(步骤616)。该标签信息112包含识别在动态存储器单元中的故障单元的地址，以便该动态存储器装置可以映射代替故障単元的替代单元。该重映射过程在下文更详细描述。单元重映射图7根据公开的实施方案表示示出故障単元如何重映射的流程图。首先，该系统在动态存储器装置接收存储器访问(如加载或存储)，其中该存储器访问包括一个地址(步骤702)。接下来，在动态存储器装置中的电路比较来自存储器访问中的地址位与存储在该组替代动态存储器单元(标签位)中的地址位以确定该地址是否匹配预定故障単元的地址(步骤704)。最后，该动态存储器装置执行对数据字的存储器访问，该数据字包括位于该地址的ー组动态存储器単元。在该过程中，若该地址将数据字的地址与预定故障単元相匹配，该存储器访问映射相关联的替代数据单元代替故障単元(步骤706)。先前的描述被展示为使得本领域技术人员能够制作和使用公开的实施方案，并且提供在特定申请及其要求的背景中。本领域技术人员容易理解公开的实施方案的各种修改，在本文中定义的总体原则可以应用到其他实施方案和应用中而没有脱离公开的实施方 案的精神和范围。因此，公开的实施方案不限于所示的实施方案，而是与符合本文中公开的原理和特征的最宽的范围一致。因此，许多修改和变化对本领域技术人员是清楚的，上述公开不g在限制本说明。本说明的范围由所属权利要求定义。此外，上述方法和过程的一些可以体现为编码和/或数据，这可以如上所述存储在计算机可读存储媒介。当计算机系统读取和执行存储在计算机可读存储媒介上的代码和/或数据时，该计算机系统执行体现为存储在在计算可读存储媒介中的数据结构和代码的方法和过程。此外，如下文描述的方法和过程可以包括在硬件模块中。例如，该硬件模块可以包括但不限于专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、及已知或后文描述的其他可编程逻辑装置。当该硬件模块激活时，该硬件模块执行包括在硬件模块中方法和流程。
权利要求
1.一种动态存储器装置，包括 一组动态存储器单元； 一组替代动态存储器单元，包括 用于存储对于在一组动态存储器单元中的预定故障单元的替代数据位的单元；及 与存储替代数据位的单元相关联的用于存储识别预定故障单元的地址位的地址单元; 及 重映射电路，该重映射电路被配置为用在该组替代动态存储器单元中的相关联的替代单元重映射对在该组动态存储器单元的一个单元的访问。
2.如权利要求I所述的动态存储器装置，其中，预定故障单元是比在该组动态存储器单元中的其他动态存储器单元具有更短的保持时间的弱单元。
3.如权利要求I所述的动态存储器装置， 其中该组动态存储器单元被组织到形成主要阵列的一组列中；及 其中该组替代动态存储器单元被组织到接近于主阵列的一个或多个额外的列。
4.如权利要求I所述的动态存储器装置，其中，在该组替代动态存储器单元中的替代单元和在该组动态存储器单元中的动态存储器单元使用类似的存储器单元设计。
5.如权利要求I所述的动态存储器装置，其中，在连续列写入操作的序列过程中的相同的列循环中，写入在该组动态存储器单元中的动态存储器单元，并且读取在该组替代动态存储器单元中的替代单元。
6.如权利要求I所述的动态存储器装置， 其中在正常的列写入操作过程中写入在该组动态存储器单元中的动态存储器单元；及 其中通过在初始化和维护操作过程中使用的特定写入操作写入在该组替代动态存储器单元中的替代单元。
7.如权利要求I所述的动态存储器装置， 其中在到一个地址的存储器访问过程中，该重映射电路被配置为使用该地址的第一部分查找在该组替代动态存储器单元中的标签，其中该标签包括来自一个替代数据单元中的替代数据位和来自一组相关联的地址单元中的地址位；及 其中该重映射电路包括匹配逻辑，该匹配逻辑尝试匹配地址的第二部分与来自标签的高阶地址位以确定该标签是否匹配用于存储器访问的地址。
8.如权利要求7所述的动态存储器装置，其中，若该地址的第二部分匹配来自该标签的高阶地址位，则该重映射电路被配置为使用来自该标签的低阶地址位以选择一个有待重映射在该地址上的数据字内的位。
9.如权利要求7所述的动态存储器装置，其中，在写入操作过程中，地址查找和数据查找被流水线化，以便用于连续存储器操作的访问标签地址位的查找与用于当前存储器操作的访问替代数据位和正常数据位的查找同时发生。
10.如权利要求I所述的动态存储器装置，进一步包括一种初始化机构，该机构被配置为通过写入地址位来初始化该组替代动态存储器单元到在该组替代动态存储器单元中的多组地址单元中，这些地址位识别预定故障单元。
11.一种处理在动态存储器单元中的存储器访问的方法，包括接收在动态存储器単元中的存储器访问，其中该存储器访问包括一个地址，并且其中该动态存储器装置包括一组动态存储器単元和一组替代动态存储器单元； 比较该地址与在该组替代动态存储器单元中的地址位以确定该地址是否匹配在该组动态存储器单元中的预定故障单元的地址； 并且执行对ー个数据字的存储器访问，该数据字包括位于该地址的ー组动态存储器单元，其中如果该地址将数据字的地址与预定故障単元匹配，则该存储器访问使用相关联的动态替代单元代替故障単元。
12.如权利要求11所述的方法，其中，该组替代动态存储器单元包括包含在该组动态存储器単元中的预定故障単元的替代数据位的数据单元和包含识别故障単元的地址位的地址单元，其中每个数据单元与识别在该组动态存储器单元中的ー个相关联的故障单元的一组地址単元相关联。
13.如权利要求11所述的方法，其中，比较该地址与在该组替代动态存储器单元中存储的地址位涉及 使用地址的第一部分以查找在该组替代动态存储器单元中的标签，其中该标签包括识别在该组动态存储器单元中的ー个相关联的故障单元的地址位；及 尝试匹配地址的第二部分与来自标签的高阶地址位以确定该地址是否匹配在该组动态存储器单元中的ー个相关联的预定故障单元的地址。
14.如权利要求13所述的方法，其中，映射替代故障単元的替代数据单元涉及使用来自标签的低阶地址位以选择一个有待重映射到位于该地址的数据字中的位。
15.如权利要求11所述的方法，其中在写入操作中，地址查找和数据查找被流水线化，以便对于连续存储器操作的访问标签地址位的查找与对当前存储器操作的访问替代数据位和正常的数据位的查找同时发生。
16.如权利要求11所述的方法，进ー步包括通过写入地址位来初始化该组替代动态存储器单元到在该组替代动态存储器单元中的多组地址単元中，这些地址位识别预定的故障单元。
17.如权利要求11所述的方法，其中，预定故障単元可以包括比在该组动态存储器单元中的其他动态存储器单元具有更短的保持时间的弱単元。
18.如权利要求11所述的方法，其中，在连续列写入操作的序列过程中的相同的列循环中，写入在该组动态存储器単元中的动态存储器单元，并且读取在该组替代动态存储器单元中的替代单元。
19.如权利要求11所述的方法， 其中在正常的列写入操作过程中写入在该组动态存储器単元中的动态存储器单元；及 其中通过在初始化和维护操作过程中使用的特定写入操作写入在该组替代动态存储器单元中的替代单元。
20.—种存储器系统,包括 至少ー个标签存储器，其可以是易失性的或非易失性的； 至少ー个动态存储器，其中该动态存储器包括一组动态存储器単元和一组替代动态存储器单元； 以及ー种初始化机构，该机构被配置为从至少ー个标签存储器中写入信息到至少ー个动态存储器的，其中该信息识别在动态存储器中的预定故障单元； 其中该至少一个动态存储器包括重映射电路，该电路用于重映射在动态存储器单元中的故障单元到在该组替代动态存储器单元中的一个相关联的替代单元。
21.如权利要求20所述的存储器系统，其中，预定故障单元可以包括比在该组动态存储器单元中的其他动态存储器单元具有更短的保持时间的弱单元。
22.如权利要求20所述的存储器系统， 其中该组动态存储器单元被组织到形成主要阵列的一组列中；及 其中该组替代动态存储器单元被组织到接近于主阵列的一个或多个额外的列。
23.如权利要求20所述的存储器系统，其中，在该组替代动态存储器单元中的替代单元和在该组动态存储器单元中的动态存储器单元使用类似的存储器单元设计。
24.如权利要求20所述的存储器系统，其中，在连续列写入操作的序列过程中的相同的列循环中，写入在该组动态存储器单元中的动态存储器单元，并且读取在该组替代动态存储器单元中的替代单元。
25.如权利要求20所述的存储器系统， 其中在正常的列写入操作过程中写入在该组动态存储器单元中的动态存储器单元；及 其中通过在初始化和维护操作过程中使用的特定写入操作写入在该组替代动态存储器单元中的替代单元。
26.如权利要求20所述的存储器系统， 其中在到一个地址的存储器访问过程中，该重映射电路被配置为使用该地址的第一部分查找在该组替代动态存储器单元中的标签，其中该标签包括来自一个替代数据单元中的替代数据位和来自一组相关联的地址单元中的地址位；及 其中该重映射电路包括匹配逻辑，该匹配逻辑尝试匹配地址的第二部分与来自标签的高阶地址位以确定该标签是否匹配用于存储器访问的地址。
27.如权利要求26所述的存储器系统，其中，若该地址的第二部分匹配来自标签的高阶地址位，该重映射电路被配置为使用来自标签的低阶地址位以选择一个有待重映射在该地址上的数据字内的位。
28.如权利要求26所述的存储器系统，其中，在写入操作过程中，地址查找和数据查找被流水线化，以便用于连续存储器操作的访问标签地址位的查找与用于当前存储器操作的访问替代数据位和正常数据位的查找同时发生。
29.如权利要求20所述的存储器系统，其中，该初始化机构在系统启动过程中操作。
30.一种初始化包括一组动态存储器单元和一组替代动态存储器单元的动态存储器单装置的方法，该方法包括 获得用于动态存储器装置的识别信息； 使用该识别信息以获得用于动态存储器装置标签信息；及 写入标签信息到动态存储器装置中，其中该标签信息识别在动态存储器单元中的预定故障单元，以便该动态存储器装置可以使用替代单元代替故障单元。
31.如权利要求30所述的方法，其中，预定故障单元可以包括比在该组动态存储器单元中的其他动态存储器单元具有更短的保持时间的弱单元。
32.如权利要求30所述的方法，其中，该初始化发生在系统启动过程中。
33.如权利要求30所述的方法，其中，查找标签信息涉及使用识别信息从远程服务器检索标签信息。
34.如权利要求30所述的方法，其中，在获得识别信息之前，该方法进ー步包括通过在对于动态存储器装置的老化测试过程中识别故障单元来生成标签信息。
35.如权利要求30所述的方法，进ー步包括 接收在动态存储器装置中的存储器访问，其中该存储器访问包括一个地址； 比较该地址与在该组替代动态存储器单元中的地址位以确定该地址是否匹配在该组动态存储器单元中的预定故障单元的地址； 并且执行对ー个数据字的存储器访问，该数据字包括位于该地址的ー组动态存储器单元，其中该地址将数据字的地址与预定故障単元相匹配，以便该存储器访问使用相关联的动态替代单元代替故障単元。
36.如权利要求35所述的方法，其中，该组替代动态存储器单元包括包含在该组动态存储器単元中的预定故障単元的替代数据位的数据单元和包含识别故障単元的地址位的地址单元，其中每个数据单元与识别在该组动态存储器单元中的相关联的故障单元的ー组地址单元相关联。
37.如权利要求35所述的方法，其中，比较该地址与在该组替代动态存储器单元中存储的地址位涉及 使用地址的第一部分以查找在该组替代动态存储器单元中的标签，其中该标签包括识别在该组动态存储器单元中的相关联的故障单元的地址位；及 尝试匹配地址的第二部分与来自标签的高阶地址位以确定该地址是否匹配在该组动态存储器单元中的相关联的预定故障单元的地址。
38.如权利要求37所述的方法，其中，使用替代数据单元代替故障单元涉及使用来自标签的低阶地址位以选择一个有待重映射位于该地址的数据字中的位。
39.如权利要求35所述的方法，其中在写入操作中，地址查找和数据查找被流水线化，以便对于连续存储器操作的访问标签地址位的查找与对当前存储器操作的访问替代数据位和正常的数据位的查找同时发生。
40.如权利要求35所述的方法，其中，在连续列写入操作的序列过程中的相同的列循环中，写入在该组动态存储器単元中的动态存储器单元，并且读取在该组替代动态存储器单元中的替代单元。
41.如权利要求35所述的方法， 其中在正常的列写入操作过程中写入在该组动态存储器単元中的动态存储器单元；及 其中通过在初始化和维护操作过程中使用的特定写入操作写入在该组替代动态存储器单元中的替代单元。
42.如权利要求35所述的方法， 其中在到一个地址的存储器访问过程中，该重映射电路被配置为使用该地址的第一部分查找在该组替代动态存储器单元中的标签，其中该标签包括来自ー个替代数据单元中的替代数据位和来自ー组相关联的地址单元中的地址位；及 其中该重映射电路包括匹配逻辑，该匹配逻辑尝试匹配地址的第二部分与来自标签的高阶地址位以确定该标签是否匹配存储器访问的地址。
43.一种存储器控制器，包括 耦合到至少一个标签存储器的标签存储器接口； 耦合到至少一个动态存储器的动态存储器接口，其中该动态存储器包括一组动态存储器单元和一组替代动态存储器单元；及 一种初始化机构，该机构被配置为从该至少一个标签存储器写入信息到该至少一个动态存储器，其中该信息识别在动态存储器中的预定故障单元； 其中该至少一个动态存储器包括重映射在该组动态存储器单元中的故障单元到在该组替代动态存储器单元中的相关联的替代单元。
44.如权利要求43所述的存储器控制器，其中，该预定故障单元可以包括比在该组动态存储器单元中的其他动态存储器单元具有更短的保持时间的弱单元。
45.如权利要求43所述的存储器控制器， 其中在正常的列写入操作过程中写入在该组动态存储器单元中的动态存储器单元；及 其中通过在初始化和维护操作过程中使用的特定写入操作写入在该组替代动态存储器单元中的替代单元。
46.如权利要求43所述的存储器控制器，其中，该初始化机构在系统启动过程中操作。
47.一种处理在动态存储器单元中的存储器访问的方法，包括 接收在动态存储器单元中的存储器访问，其中该存储器访问包括一个地址，并且其中该动态存储器装置包括一组动态存储器单元和一组替代动态存储器单元，这些单元存储在动态存储器装置中相同类型的列中。
使用该地址的第一部分以查找在替代动态存储器单元中的标签，其中该标签包括包含对于在该组动态存储器单元中的故障单元的替代数据位的替代数据单元，其中该标签还包括识别故障单元的地址位； 将该标签存储在个锁存器中； 尝试匹配该地址的第二部分与来自标签的高阶地址位以确定该地址是否匹配故障单元的地址 '及 并且执行对一个数据字的存储器访问，该数据字包括位于该地址的一组动态存储器单元，其中该地址匹配数据字的地址与预定故障单元，以便该存储器访问使用相关联的动态替代单元代替故障单元。
48.如权利要求47所述的方法，其中，在执行该存储器访问之后，该方法进一步包括 延迟随后预充电指令的发布；及 将在来自锁存器的标签中的数据位写入到标签所源自的该组替代动态存储器单元。
全文摘要
本公开的实施方案提供了一种动态存储器装置，包括一组动态存储器单元和一组替代动态存储器单元。该组替代动态存储器单元包括包含在该组动态存储器单元中的预定故障单元的替代数据位的数据单元和包含识别故障单元的地址位的地址单元，其中每个数据单元与识别在动态存储器单元中的相关联的故障单元的一组地址单元相关联。该动态存储器装置还包括一个重映射电路，该电路重映射在该组动态存储器单元中的故障单元到在该组替代单元中的相关联的替代单元。
文档编号G11C29/42GK102714061SQ201080061838
公开日2012年10月3日 申请日期2010年11月10日 优先权日2009年11月20日
发明者E·特塞恩, F·A·韦尔, T·福格尔桑 申请人:拉姆伯斯公司