CN103390422A - 具有多个温度传感器的动态随机存取存储器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

具有多个温度传感器的动态随机存取存储器(DRAM)及其控制方法。根据本发明一种实施方式所实现的DRAM提供多区温度检测。所述DRAM包括多个存储器库、多个温度传感器以及一控制单元。所述多个温度传感器布置于所述多个存储器库之间。该控制单元控制所述多个温度传感器取得感测温度，并且基于最高的感测温度设定一自刷新周期供所有存储器库使用。本发明可以保证储存单元中的数据安全。

Description

具有多个温度传感器的动态随机存取存储器及其控制方法
技术领域
本发明涉及动态随机存取存储器(DRAM)，且特别涉及动态随机存取存储器的数据保留(data retention)能力。
背景技术
随着装置尺寸微缩，动态随机存取存储器(DRAM)控制器可叠置于动态随机存取存储器的一储存阵列之上或与其重叠。DRAM控制器的热度可能会显著影响储存单元的温度。储存单元的温度提升会导致漏电流产生，致使该动态随机存取存储器控制器之上/下的储存单元所储存的数据受损。
发明内容
有鉴于此，为解决现有技术的问题，本发明公开一动态随机存取存储器(DRAM)与其控制方法。
根据本发明一种实施方式所实现的一动态随机存取存储器具备多区温度检测功能。该动态随机存取存储器具有多个存储器库(banks)、多个温度传感器、以及一控制单元。所述多个温度传感器布置于所述多个存储器库之间。该控制单元控制所述多个温度传感器取得感测温度，且基于最高的感测温度设定一自刷新周期(self-refresh cycle)供所有存储器库使用。
根据另外一种实施方式，以下讨论一动态随机存取存储器控制方法；所控制的动态随机存取存储器包括布置于该动态随机存取存储器多个存储器库的多个温度传感器。根据所公开的动态随机存取存储器控制方法，所述多个温度传感器取得感测温度，并且，所有存储器库的自刷新周期基于最高的感测温度而设定。
本发明可以保证储存单元中的数据安全。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，详细说明如下。
附图说明
图1图解根据本发明一种实施方式所实现的一动态随机存取存储器100以及一动态随机存取存储器控制器108；
图2图解根据本发明一种实施方式所实现的一温度传感器控制电路104；
图3为流程图，图解该温度补偿自刷新电路208如何处理所取得的感测温度(由最高温的温度传感器所感测)、且如何据以自刷新该动态随机存取存储器100的中所有存储器库；以及
图4为流程图，图解该温度补偿自刷新电路208如何处理一选定未屏蔽存储器库的感测温度，且随之对该选定未屏蔽存储器库执行一部分阵列自刷新操作。
【主要附图标记说明】
100~动态随机存取存储器；
102~控制单元；
104~温度传感器控制电路；
106~模式暂存器；
108~动态随机存取存储器控制器；
202~解码器；
2041-2044~逻辑及栅；
206~状态暂存器的读取暂存器(SSR register)；
208~温度补偿自刷新电路；
BANK1…BANK4~存储器库；
D1-D4~解码位元；
DQs~数据输入/输出线；
S302-S306与S402-S406~步骤；
TS1…TS4~温度传感器；
TS_add~温度传感器地址；
TSEN~温度感测使能信号。
具体实施方式
以下介绍本发明的多种实施方式。以下叙述作用来说明本发明内容，但非意图限定本发明范围。本发明范围请参考权利要求部分。
图1图解根据本发明一种实施方式所实现的一动态随机存取存储器(DRAM)100以及一动态随机存取存储器控制器108。该动态随机存取存储器100包括多个存储器库BANK1至BANK4、多个温度传感器TS1至TS4以及一控制单元102。温度传感器TS1至TS4布置于存储器库BANK1至BANK4之间。控制单元102控制所述多个温度传感器TS1至TS4感测温度，且自所述多个温度传感器TS1至TS4取得多个感测温度。根据所述多个感测温度中最高者，控制单元102设定一自刷新周期(self-refresh cycle)供所有存储器库BANK1至BANK4使用。根据该自刷新周期，一自刷新操作施行于整个动态随机存取存储器100(遍及存储器库BANK1至BANK4)，该自刷新操作有关于存储器的数据保留(data retention)能力。如此一来，最差温度环境所导致的最严重漏电流问题已被考虑在存储器操作中，存储器的数据保留能力可被确保在一定水准。
此外，动态随机存取存储器100部分阵列的数据保留有关于一部分阵列自刷新操作(partial array self-refresh operation)，其中，该控制单元102对所述多个存储器库BANK1至BANK4中的未屏蔽的存储器库(unmasked banks)分别设定一部分阵列自刷新周期(partial array self-refresh cycle)。各个未屏蔽的存储器库所使用的部分阵列自刷新周期根据其温度状况(由所公开的温度传感器TS1…TS4各自感测)所设定。在一种实施方式中，控制单元102更选择以未屏蔽存储器库中最低温者储存重要数据。如此一来，重要数据储存于较可靠的存储器库中。
在图1所示的实施方式中，温度传感器TS1由存储器库BANK1的储存单元所环绕，温度传感器TS2由存储器库BANK2的储存单元所环绕，温度传感器TS3由存储器库BANK3的储存单元所环绕，而温度传感器TS4由存储器库BANK4的储存单元所环绕。温度传感器的总数并不限定与存储器库的总数相同。例如，单一存储器库的储存单元间可能布置有多个温度传感器(不均匀布置，或视动态随机存取存储器的设计而定)。根据以上实施方式，一整个动态随机存取存储器的温度感测的正确性显著提升；最糟糕的温度环境可被掌握、且可以自刷新操作补偿之。
控制单元102可还包括一温度传感器控制电路104以及一模式暂存器(mode register)106，且与该动态随机存取存储器控制器108耦接。
根据本发明一种实施方式，图2图解该温度传感器控制电路104，其中包括一解码器202、多个逻辑及栅204_1至204_4、一状态暂存器的读取暂存器(status register read register，SRR register)206以及数据输入/输出线DQs、以及一温度补偿自刷新电路208。
参考图2所示实施方式，一温度传感器地址TS_add指示所欲使能的温度传感器。解码器202解码该温度感测地址TS_add，输出解码位元D1至D4。逻辑及栅204_1至204_4各自包括一第一输入端、一第二输入端以及一输出端。逻辑及栅204_1至204_4的第一输入端皆由一温度感测使能信号TSEN控制，且逻辑及栅204_1至204_4的第二输入端由所述多个解码位元D1至D4分别控制。逻辑及栅204_1…204_4的输出端分别耦接所述多个温度传感器TS1…TS4。在一种实施方式中，该温度感测使能信号TSEN以间歇方式致动。在节能考虑下，相较于动态随机存取存储器100的数据率(data rate)，该温度感测使能信号TSEN可以相当低的频率致动。
状态暂存器的读取暂存器206以及其所耦接的数据输入/输出线DQs设计来将感测温度传递给动态随机存取存储器控制器108。状态暂存器的读取暂存器206耦接温度传感器TS1…TS4。相较于使能的温度传感器，未使能的温度传感器具有较高的阻抗。如此一来，状态暂存器的读取暂存器206所接收的感测温度信息来自使能的温度传感器，并且，经由所述数据输入/输出线DQs，使能的温度传感器的感测温度得以传送给该DRAM控制器108。在一种实施方式中，温度传感器地址TS_add(由动态随机存取存储器控制器108输出)可经由模式暂存器106传送给解码器202。借由变动该温度传感器地址TS_add，所述多个温度传感器TS1…TS4所感测到的温度一一由该动态随机存取存储器控制器108收集。
此外，温度补偿自刷新电路208耦接所述多个温度传感器TS1…TS4，负责实行自刷新操作、或部分阵列自刷新操作。
为了操作该动态随机存取存储器100为一自刷新模式，该动态随机存取存储器控制器108比较所收集到的感测温度，且接着经由该模式暂存器106再度发下温度传感器地址TS_add，使之指示最高温的温度传感器、且据以取得一感测温度(根据再度发下的温度传感器地址TS_add，所指示者的最高温的温度传感器)供该温度补偿自刷新电路208使用。图3为流程图，图解该温度补偿自刷新电路208如何处理以上取得的感测温度(由最高温的温度传感器所感测)。在步骤S302，温度补偿自刷新电路208接收感测温度(自最高温的温度传感器)。在步骤S304，温度补偿自刷新电路208基于所接收的感测温度计算一自刷新周期。在步骤S306，温度补偿自刷新电路208根据该自刷新周期自刷新所述多个存储器库BANK1…BANK4全数。
关于该动态随机存取存储器100的部分阵列自刷新模式，动态随机存取存储器控制器108经由该模式暂存器106所提供的温度传感器地址TS_add指示选自该动态随机存取存储器100中未屏蔽的存储器库的一选定未屏蔽存储器库所对应的温度传感器。图4为流程图，图解该温度补偿自刷新电路208如何处理该选定未屏蔽存储器库的感测温度，且随之于该选定未屏蔽存储器库执行一部分阵列自刷新操作。在步骤S402，温度补偿自刷新电路208接收该选定未屏蔽存储器库的感测温度。在步骤S404，基于所接收的感测温度，温度补偿自刷新电路208计算该选定未屏蔽存储器库的一部分阵列自刷新周期。在步骤S406，根据该部分阵列自刷新周期，该温度补偿自刷新电路208于该选定未屏蔽存储器库执行一部分阵列自刷新操作。图4的步骤可反复施行，使该动态随机存取存储器100所有未屏蔽的存储器库都经过部分阵列自刷新处理。
本案另外一种实施方式公开一动态随机存取存储器控制方法，所控制的动态随机存取存储器包括布置于该动态随机存取存储器多个存储器库之间的多个温度传感器(例如，参阅图1的存储器库BANK1…BANK4以及温度传感器TS1…TS4)。根据所公开的动态随机存取存储器控制方法，所述温度传感器TS1…TS4在控制下提供感测温度，并且，所有存储器库BANK1…BANK4的一自刷新周期基于上述感测温度中最高者而设定。在另一种实施方式中，存储器库BANK1…BANK4中未屏蔽的存储器库的部分阵列自刷新周期根据所公开的动态随机存取存储器控制方法个别设定。请注意，关于各个未屏蔽的存储器库，其部分阵列自刷新周期根据本身的温度状况而设定。在某些实施方式中，相较于其他未屏蔽存储器库的最低温未屏蔽存储器库用于储存重要数据。
虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种具有多个温度传感器的动态随机存取存储器，包括：
多个存储器库；
多个温度传感器，布置于上述多个存储器库之间；以及
一控制单元，控制上述多个温度传感器以取得多个感测温度，并且基于所述多个感测温度中最高值者设定一自刷新周期供所有的上述存储器库使用。
2.如权利要求1所述的动态随机存取存储器，其中该控制单元还为上述多个存储器库中未屏蔽的存储器库各别设定一部分阵列自刷新周期，并且，各未屏蔽的存储器库的上述部分阵列自刷新周期根据上述未屏蔽的存储器库自身的温度状况而设定。
3.如权利要求2所述的动态随机存取存储器，其中该控制单元海选择上述未屏蔽的存储器库中最低温者储存重要数据。
4.如权利要求1所述的动态随机存取存储器，其中该控制单元包括一温度感测控制电路，该温度感测控制电路包括：
一解码器，解码一温度传感器地址以输出多个解码位元；
多个逻辑及栅，各自包括一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，所述多个逻辑及栅的上述第一输入端全数由一温度感测使能信号控制，且所述多个逻辑及栅的上述第二输入端由上述多个解码位元分别控制，且所述多个逻辑及栅的上述输出端分别耦接上述多个温度传感器，使该温度传感器地址所指示的温度传感器使能。
5.如权利要求4所述的动态随机存取存储器，其中该温度传感器控制电路还包括：
状态暂存器的读取暂存器，耦接上述多个温度传感器以接收使能的温度传感器的感测温度；以及
数据输入/输出线，耦接上述状态暂存器的读取暂存器，
其中，未使能的温度传感器相较于使能的温度传感器具有相对高的阻抗。
6.如权利要求5所述的动态随机存取存储器，其中该控制单元还包括一模式暂存器，用以将该该温度传感器地址供应给该解码器。
7.如权利要求6所述的动态随机存取存储器，其中该控制单元还耦接一动态随机存取存储器控制器，该动态随机存取存储器控制器经由上述数据输入/输出线读取上述状态暂存器的读取暂存器，以收集上述多个温度传感器的感测温度。
8.如权利要求7所述的动态随机存取存储器，其中该温度传感器控制电路还包括一温度补偿自刷新电路耦接上述多个温度传感器，并且，该动态随机存取存储器控制器为了操作该动态随机存取存储器于一自刷新模式还基于所收集的感测温度辨识出最高温的温度传感器、且经由该模式暂存器重新指派该温度传感器地址，使之指向最高温的温度传感器且重新操作该解码器。
9.如权利要求8所述的动态随机存取存储器，其中，该动态随机存取存储器于该自刷新模式时，该温度补偿自刷新电路接收上述重新指派的温度传感器地址所指示的温度传感器的感测温度，并且，基于所接收的感测温度计算上述自刷新周期，且根据该自刷新周期自刷新上述多个存储器库全数。
10.如权利要求6所述的动态随机存取存储器，其中该模式暂存器还耦接一动态随机存取存储器控制器，该动态随机存取存储器经由该模式暂存器将该温度传感器地址提供给该解码器。
11.如权利要求10所述的动态随机存取存储器，其中该温度传感器控制电路还包括一温度补偿自刷新电路耦接上述多个温度传感器，并且，为了操作该动态随机存取存储器于一部分阵列自刷新模式，该动态随机存取存储器控制器所提供的该温度传感器地址指示的温度传感器对应选自未屏蔽的存储器库的一选定未屏蔽存储器库。
12.如权利要求11所述的动态随机存取存储器，其中，该动态随机存取存储器于该部分阵列自刷新模式时，该温度补偿自刷新电路接收该选定未屏蔽存储器库的感测温度，并且根据所接收的感测温度计算该选定未屏蔽存储器库的部分阵列自刷新周期，且根据该部分阵列自刷新周期对该选定未屏蔽存储器库执行一部分阵列自刷新操作。
13.一种动态随机存取存储器控制方法，所控制的动态随机存取存储器的多个存储器库之间布置有多个温度传感器、且所述方法包括：
控制上述多个温度传感器以观察多个感测温度；以及
基于所述多个感测温度中最高值者设定一自刷新周期供上述所有存储器库使用。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：
针对上述多个存储器库中未屏蔽的存储器库个别设定部分阵列自刷新周期；
其中，上述未屏蔽的存储器库所对应的部分阵列自刷新周期根据各未屏蔽的存储器库的温度状况而设定。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
以上述未屏蔽的存储器库中最低温者储存重要数据。
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