动态随机存取存储器及其操作方法与流程

本公开关于一种动态随机存取存储器(dram)及其操作方法，特别涉及一种具有数据更正功能的动态随机存取存储器及其操作方法。

背景技术：

动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，dram)是一种随机存取存储器的形态。该种形态的随机存取存储器将每个位元的数据存储在单独的电容器中最简单的dram单元包括单个n型金属氧化物半导体(n-typemetal-oxide-semiconductor，nmos)晶体管和单个电容器。如果电荷存储在电容器中，则根据所使用的惯例，该单元被称为存储逻辑高。如果不存在电荷，则称该单元存储逻辑低。由于电容器中的电荷随时间消耗，因此dram系统需要额外的更新电路来周期性地更新存储在电容器中的电荷。由于电容器只能存储非常有限的电荷量，为了快速区分逻辑1和逻辑0之间的差异，通常每个位元使用两个位元线(bitline，bl)，其中位元线对中的第一位被称为位线真(bitlinetrue，blt)，另一个是位元线补数(bitlinecomplement，blc)。单个nmos晶体管的栅极由字元线(wordline，wl)控制。

上文的「现有技术」说明仅是提供背景技术，并未承认上文的「现有技术」说明公开本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的「现有技术」的任何说明均不应作为本公开的任一部分。

技术实现要素：

本公开提供一种动态随机存取存储器(dram)，包括：一存储器阵列；一控制电路，经配置以接收一输入数据和一温度信号；一第一错误更正码(ecc1)电路，经配置由该输入数据产生一第一编码数据；以及一第二错误更正码(ecc2)电路，经配置由该输入数据产生一第二编码数据。

在一些实施例中，该ecc1电路经配置当该温度信号指出一环境温度低于一临界温度时，产生该第一编码数据。

在一些实施例中，该ecc2电路经配置当该温度信号指出一环境温度不低于一临界温度时，产生该第二编码数据。

在一些实施例中，该控制电路经配置以判断该ecc1电路及该ecc2电路其中之一者将被启用。

在一些实施例中，该dram还包括一温度感测器，经配置以产生一表示一环境温度的一温度信号。

在一些实施例中，该控制电路经配置以接收一写入指令。

在一些实施例中，该ecc1电路和该ecc2电路其中之一者经配置在接收到该写入指令和该第一编码数据及该第二编码其中之一者后，对该存储器阵列执行一写入操作。

本公开另提供一种动态随机存取存储器(dram)，包括：一存储器阵列；一控制电路，经配置以接收一输入数据和一温度信号；一第一错误更正码(ecc1)电路，经配置由该输入数据产生一第一编码数据；以及一第二错误更正码(ecc2)电路，经配置由该输入数据产生一第二编码数据，其中当该温度信号指出一环境温度低于一临界温度时，启用该ecc1电路，以及当该温度信号指出该环境温度不低于该临界温度时，启用该ecc2电路。

在一些实施例中，该控制电路包括一温度判断电路，经配置以解析该温度信号来表示该环境温度。

在一些实施例中，该控制电路还包括一分配器，经配置以判断该ecc1电路和该ecc2电路其中之一者将被启用。

在一些实施例中，该dram还包括一温度感测器，经配置以产生一表示该环境温度的一温度信号。

在一些实施例中，该控制电路经配置以接收一写入指令。

在一些实施例中，该ecc1电路和该ecc2电路其中之一者经配置在接收到该写入指令和该第一编码数据和该第二编码其中之一者后，对该存储器阵列执行一写入操作。

在一些实施例中，该存储器阵列包括至少一弱存储列和至少一强存储列。

在一些实施例中，该第一编码数据存储在该弱存储列中。

在一些实施例中，该第二编码数据存储在该强存储列中。

本公开另提供一种动态随机存取存储器的操作方法，包括：接收一输入数据；接收一温度信号；解析该温度信号来表示一环境温度；判断该环境温度是否低于一临界温度；以及根据判断结果启用至少两个错误更正码电路其中之一者。

在一些实施例中，根据判断结果启用至少两个错误更正码电路其中之一者包括：对该输入数据进行编码，以产生一编码数据，且该操作方法还包括将该编码数据写入一存储器阵列。

在一些实施例中，将该编码数据写入一存储器阵列包括：如果该环境温度低于该临界温度，则将该编码数据写入该存储器阵列的一弱存储列中。

在一些实施例中，将该编码数据写入一存储器阵列包括：如果该环境温度不低于该临界温度，则将该编码数据写入该存储器阵列的一强存储列中。

在比较dram中，输入数据的编码只有一个错误更正码(ecc)电路；对比之下，根据本公开的dram中，有两个改错码(例如ecc1和ecc2)电路。本公开具有两个错误更正码(例如ecc1和ecc2)电路；因此，其中一错误更正码电路(具有较好更正能力)，可以最佳地应用到某一种情况的检测和更正，例如，高温；而另一错误更正码电路(具有正常更正能力)可以应用到另一种情况的检测和更正，例如，常温。

上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，从而使下文的本公开详细描述得以获得优选了解。构成本公开的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域中技术人员应了解，可相当容易地利用下文公开的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或工艺而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中技术人员亦应了解，这类等效建构无法脱离权利要求所界定的本公开的构思和范围。

附图说明

参阅实施方式与权利要求合并考量附图时，可得以更全面了解本公开的公开内容，附图中相同的元件符号是指相同的元件。

图1是功能方框图，例示一比较dram；

图2是功能方框图，例示包括错误更正码(error-correctioncode，ecc)电路的比较dram。

图3是流程图，例示图2的比较dram的操作方法。

图4是示意图，例示本公开的一些实施例的dram。

图5是流程图，例示图4的dram的操作方法。

图6是示意图，例示本公开的一些实施例的dram。

图7是流程图，例示图6的dram的操作方法。

图8是示意图，例示本公开的一些实施例的dram。

图9是示意图，例示图8的dram的操作。

图10是示意图，例示图8的dram的另一操作。

图11是流程图，例示图8的dram的操作方法。

附图标记说明：

10温度感测器

20控制电路

21温度判定电路

22分配器

30存储器阵列

31弱存储列

32强存储列

40ecc电路

41ecc1电路

42ecc2电路

100a比较dram

100b比较dram

300adram

300bdram

300cdram

200操作方法

201操作

202操作

203操作

300操作方法

301操作

302操作

303操作

304操作

305操作

306操作

400操作方法

401操作

402操作

403操作

404操作

405操作

406操作

407操作

500操作方法

501操作

502操作

503操作

504操作

505操作

506操作

507操作

具体实施方式

本公开的以下说明伴随并入且组成说明书的一部分的附图，说明本公开的实施例，然而本公开并不受限于该实施例。此外，以下的实施例可适当整合以下实施例以完成另一实施例。

「一实施例」、「实施例」、「例示实施例」、「其他实施例」、「另一实施例」等是指本公开所描述的实施例可包含特定特征、结构或是特性，然而并非每一实施例必须包含该特定特征、结构或是特性。再者，重复使用「在实施例中」一语并非必须指相同实施例，然而可为相同实施例。

为了使得本公开可被完全理解，以下说明提供详细的步骤与结构。显然，本公开的实施不会限制该技艺中的技术人士已知的特定细节。此外，已知的结构与步骤不再详述，以免不必要地限制本公开。本公开的优选实施例详述如下。然而，除了实施方式之外，本公开亦可广泛实施于其他实施例中。本公开的范围不限于实施方式的内容，而是由权利要求定义。

图1是功能方框图，例示一比较dram100a。如图1所示，dram100a包括一存储器阵列30和一控制电路20，控制电路20连接到存储器阵列30。存储器阵列30包含多个存储列，经配置以存储数据(例如，来自外部永久性硬盘的数据)。控制电路20经配置以接收来自外部装置的输入数据和写入指令。例如，提供输入数据的外部装置可以是使用dma(直接存储器存取)或其它存储器阵列(不同存储器库)的周边设备，而提供写入指令的外部装置可以是一控制器。控制电路20执行写入操作，在接收到写入指令和输入数据后，将输入数据写入存储器阵列30的存储列中。

图2是功能方框图，例示另一比较dram100b，其包括一错误更正码(errorcorrectioncode，ecc)电路40。参照图2和图1，ecc电路40设置在控制电路20和存储器阵列30之间。控制电路20将输入数据和写入指令传输到ecc电路40。ecc电路40对输入数据进行编码之后，在收到写入指令后，根据指派的存储器位址，执行一写入操作，将编码数据写入存储器阵列30中。

"编码"程序是一种机制，经配置以确保数据的完整性，编码方法是通过额外的位元与原始数据结合起来，例如输入数据，和一演算法(例如汉明代码)，如此功能可确保写入存储器阵列30的数据，和从存储器阵列30读取的数据之间的一致性。因此，ecc电路40具有错误检测和错误更正能力(称之为软错误恢复能力)。

由于ecc电路40被整合在dram100b中；因此，尽管dram100b需使用较多的时间来存取存储器阵列30，例如在写入周期内时编码数据和在读取周期时的解码数据，但是可以确保dram100b数据的完整性和正确性。

图3是流程图，例示图2的比较dram100b的操作方法200。操作方法200从操作201开始，控制电路20从外部装置(例如控制器)接收写入指令。接下来，操作方法200进行到操作202，其中控制电路20接收来自外部装置的输入数据，例如使用dma或其他存储器阵列的周边装置(例如，不同的存储器库)。之后，操作方法200继续进行操作203，其中ecc电路40对输入数据进行编码以产生一编码数据；然后，根据指派的存储器位址，执行写入操作，将该编码数据写入存储器阵列30的存储列中。

图4是示意图，例示本公开的一些实施例的dram300a。参照图4，在一些实施例中，dram300a包括：一温度感测器10；连接到温度感测器10的一控制电路20；一存储器阵列30；连接到控制电路20和存储器阵列30的一第一个错误更正码(ecc1)电路41以及连接到控制电路20和存储器阵列30的一第二个改错码(ecc2)电路42。

在一些实施例中，温度感测器10经配置为以感测dram300a的环境温度，并提供表示此环境温度或温度范围的一温度信号到控制电路20。

在一些实施例中，控制电路20经配置以接收来自外部装置(例如使用dma或其他存储器阵列的周边装置，例如不同的存储器库)的输入数据，外部装置(例如，控制器)的写入指令，以及来自感应器10的温度信号。在一些实施例中，控制电路20从温度感测器10解析温度信号。在一些实施例中，控制电路20检查温度感测器10感测到的温度是否不低于一临界温度，之后根据检查结果以启用一错误更正码(也就是ecc1或ecc2)电路来执行对输入数据编码。

在一些实施例中，存储器阵列30包含多个存储列，经配置以存储数据，例如使用者输入数据或外部永久性硬盘中的数据。

如图4所示，在例示实施例中，ecc2电路42的更正能力优于ecc1电路41，因此ecc2电路42使用于较高的温度情况，例如，在摄氏90度以上；而ecc1电路41则使用于较低的温度的情况，例如，在摄氏90度以下。

在一些实施例中，ecc1电路41经配置对从控制电路20来的输入数据进行编码，产生一编码数据，并在接收到写入指令后，根据指派的存储器位址执行一写入操作，将编码数据写入存储器阵列30中。

在一些实施例中，ecc2电路42经配置对从控制电路20来的输入数据进行编码，产生一编码数据，并在接收到写入指令后，根据指派的存储器位址执行一写入操作，将编码数据写入存储器阵列30中。

图5是流程图，例示图4的dram300a的操作方法300。在图5中，操作方法300从操作301开始，控制电路20从外部装置，例如控制器，接收写入指令。接下来，操作方法300进行到操作302，其中控制电路20接收来自外部装置的输入数据，例如使用dma或其他存储器阵列的周边装置(例如，不同的存储器库)。之后，操作方法300继续进行操作303，温度感测器10感测环境温度并且提供一个温度信号到控制电路20，此温度信号表示环境温度或温度范围。操作方法300之后进行操作304，其中控制电路20判断环境温度是否低于临界(th)温度。

如果环境温度低于临界温度，操作方法300进行操作305，其中控制电路20使用ecc1电路41执行编码操作来编码输入数据并执行写入操作，如此在接收到写入指令和编码数据后，根据指派的存储器位址将编码数据写入存储器阵列30的存储列中。

如果环境温度不低于临界温度，操作方法300进行操作306，其中控制电路20使用ecc2电路42执行编码操作来对该输入数据进行编码，并执行写入操作，如此在接收到写入指令和编码数据后，根据指派的存储器位址将编码数据写入存储器阵列30的存储列中。

图6是示意图，例示本公开的一些实施例的dram300b。参照图6，dram300b的一些特性和功能与图4中描述的相同。因此，为了简洁起见，只详细描述差异的部分。如图6所示，在一些实施例中，控制电路20还包括一温度判定电路21和一分配器22。

在一些实施例中，温度判定电路21经配置以从温度感测器10中解析温度信号。在一些实施例中，温度判定电路21判断温度感测器10所感测的环境温度是否不低于临界温度，并将判断结果传递给分配器22。

在一些实施例中，分配器21经配置以决定启用一错误更正码电路，也就是ecc1电路或ecc2电路，来执行编码数据。

回头参考图2，在比较dram100b中，只有一个错误更正码(ecc)电路来对输入数据进行编码；对比之下，根据本公开的一些实施例，图6的dram300b具有两个错误更正码(例如ecc1和ecc2)电路。因此，其中一错误更正码电路(具有较好更正能力)，可以最佳地应用到某一种情况的检测和更正，例如，温度在摄氏90度以上的高温；而另一错误更正码电路(具有正常更正能力)可以应用到另一种情况的检测和更正，例如，温度介于摄氏30和90度之间的常温。

图7是的流程图，例示图6的dram300b的操作方法400。参照图7，在一些实施例中，操作方法400从操作401开始，控制电路20从外部装置，例如控制器，接收写入指令。接下来，操作方法400进行到操作402，其中控制电路20接收来自外部装置的输入数据，例如使用dma或其他存储器阵列的周边装置(例如，不同的存储器库)。之后，操作方法400继续进行操作403，温度感测器10感测环境温度并且提供一温度信号到温度判定电路21，该温度信号表示环境温度或温度范围。操作方法400继绩进行操作404，温度判定电路21判断环境温度。操作方法400之后进行操作405，判断环境温度是否低于一临界温度。

在一些实施例中，如果判断的环境温度低于临界温度，则操作方法400进行操作406，其中使用ecc1电路41执行编码操作来编码输入数据并执行写入操作，如此在接收到写入指令和编码数据后，根据指派的存储器位址将编码数据写入存储器阵列30的存储列中。

在一些实施例中，如果判断的环境温度不低于临界温度，操作方法400进行操作407，其中控制电路20使用ecc2电路42执行编码操作来编码输入数据并执行写入操作，如此在接收到写入指令和编码数据后，根据指派的存储器位址将编码数据写入存储器阵列30的存储列中。

图8是示意图，例示本公开的一些实施例的dram300c。参照图8，dram300c的一些特性和功能与图6中描述的相同。因此，为了简洁起见，只详细描述差异的部分。如图8所示，在一些实施例中，存储器阵列30还包括复数个弱存储列31和复数个强存储列32。

如上文所述，在较高的温度下，ecc2电路42的更正能力优于ecc1电路41，因此ecc2电路42使用于高温情况，例如摄氏90度以上；ecc1电路41是在较低温度下使用，例如，在摄氏90度以下。

在一些实施例中，复数个弱存储列31经配置以存储ecc1电路41中的编码数据。在一些实施例中，复数个强存储列32经配置以存储ecc2电路42中的编码数据。

图9是示意图，例示图8的dram300c的操作。参照图9，在一些实施例中，温度感测器10感测环境温度，并将感测结果传送到控制电路20。在一些实施例中，控制电路20包括一温度判定电路21，经配置以解析温度感测器10的感测结果，然后判断感测的温度是否超过一临界温度，例如90度摄氏度。在图9的例示实施例中，感测的温度低于临界温度；因此，在一些实施例中，分配器22使用ecc1电路41(如虚线框架表示)对输入数据进行编码。在某一实施例中，ecc1电路41在收到写入指令和编码数据之后，根据指派的存储器位址，执行一写入操作，将编码数据写入存储器阵列30的弱存储列31中。

图10是示意图，例示图8的dram300c的另一操作。参照图10，在一些实施例中，温度感测器10感测环境温度，并将感测结果传送到控制电路20。在一些实施例中，控制电路20包括一温度判定电路21，经配置以解析温度感测器10的感测结果，然后判断感测的温度是否超过一临界温度，例如摄氏90度。在图10例示实施例中，感测的温度不低于临界温度；因此，在一些实施例中，分配器22使用ecc2电路42(如虚线框架表示)对输入数据进行编码。在某一实施例中，ecc2电路42在收到写入指令和编码数据之后，根据指派的存储器位址，执行一写入操作，将编码数据写入存储器阵列30的强存储列32中。

图11是流程图，例示图8的dram300c的操作方法500。参照图11，在一些实施例中，操作方法500从操作501开始，控制电路20从外部装置，例如控制器，接收写入指令。接下来，操作方法500进行到操作5其中控制电路20接收来自外部装置的输入数据，例如使用dma或其他存储器阵列的周边装置(例如，不同的存储器库)。之后，操作方法500继续进行操作503，温度感测器10感测环境温度并且提供一温度信号到温度判定电路21，该温度信号表示环境温度或温度范围。操作方法500接下来进行操作504，其中温度判定电路21解析温度信号，然后将结果传送到分配器22。操作方法500之后进入操作505，分配器22判断温度是否低于临界温度。在一些实施例中，分配器22根据判断结果以启动ecc1电路或ecc2电路。

在一些实施例中，如果判断结果表示环境温度低于临界温度，则操作方法500进行操作506，其中启用ecc1电路41以执行编码输入数据并在接收到写入指令和编码数据后，执行一写入操作，根据指派的存储器位址将编码数据写入存储器阵列30的弱存储列31中。

在一些实施例中，如果判断结果表示环境温度不低于临界温度，操作方法500继续进行操作507，其中启用ecc2电路42以执行编码输入数据并在接收到写入指令和编码数据后，执行一写入操作，根据指派的存储器位址将编码数据写入存储器阵列30的强存储列32中。

在比较dram中，输入数据的编码只有一个错误更正码(ecc)电路；对比之下，根据本公开的dram中，有两个改错码(例如ecc1和ecc2)电路。本公开具有两个错误更正码(例如ecc1和ecc2)电路；因此，其中一错误更正码电路(具有较好更正能力)，可以最佳地应用到某一种情况的检测和更正，例如，高温；而另一错误更正码电路(具有正常更正能力)可以应用到另一种情况的检测和更正，例如，常温。

本公开提供一种dram，包括：一个存储器阵列；一控制电路，经配置以接收一输入数据和一温度信号；一第一错误更正码(ecc1)电路，经配置从该输入数据产生一第一编码数据；以及一第二个错误更正码(ecc2)电路,经配置从该输入数据产生一第二编码数据。

本公开另提供一种dram，包括：一个存储器阵列；一控制电路，经配置以接收一输入数据和一温度信号；一第一错误更正码(ecc1)电路，经配置从该输入数据产生一第一编码数据；以及一第二错误更正码(ecc2)电路，经配置从该输入数据产生一第二编码数据；其中当该温度信号低于一临界温度时，启动ecc1电路；当该温度信号不低于该临界温度时，启动ecc2电路，其中该温度信号表示一环境温度。

本公开另提供了一种动态随机存取存储器的操作方法，包括：接收一输入数据；接收一温度信号；解析该温度信号来表示一环境温度；判断该环境温度是否低于一临界温度；以及根据判断结果启用至少两个错误更正码电路其中之一者。

虽然已详述本公开及其优点，然而应理解可进行各种变化、取代与替代而不脱离权利要求所定义的本公开的构思与范围。例如，可用不同的方法实施上述的许多工艺，并且以其他工艺或其组合替代上述的许多工艺。

再者，本公开的范围并不受限于说明书中所述的工艺、机械、制造、物质组成物、手段、方法与步骤的特定实施例。该技艺的技术人士可自本公开的公开内容理解可根据本公开而使用与本文所述的对应实施例具有相同功能或是达到实质相同结果的现存或是未来发展的工艺、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤。据此，这些工艺、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤是包含于本公开的权利要求内。