CN105931660A - 一种数据拓扑转换器及转换方法及动态存储器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据拓扑转换器及转换方法及动态存储器，包括运算单元和存储单元，运算单元包括统计单元和转换单元：统计单元用于将数据拓扑划分成L个m*n的数据阵列单元，按照数据阵列单元统计每列中的0、1的数量生成列的统计顺序，并将0、1数量不相等的列发送给转换单元，将0、1数量相等的列直接写入并产生对应的拓扑转换标志位0，发送给存储单元；转换单元将接收到的写入列转换成0、1数量一致的列后写入，并生成拓扑转换标志位1发送给存储单元；其中m*n的数据阵列单元包含m列，每列包含n位；本发明的数据拓扑转换器通过改变0、1数量的不均衡，为动态存储器的工作降低不对称阵列噪声，从而降低存储阵列失效几率。

Description

一种数据拓扑转换器及转换方法及动态存储器

技术领域

本发明涉及一种数据拓扑转换器及基于该转换器的动态存储器。

背景技术

不同的数据拓扑会触发存储单元不同的漏电通路，而对于开放式位线结构的动态存储器，结构引起的不对称阵列噪声成为了主要漏电通路。图1的数据拓扑表示了一种最坏情况，该少数存储单元不仅有存储单元间的漏电通路，还有由于噪声引起的衬底电压抬起而产生的耦合漏电。

发明内容

为了解决现有的动态存储器存在漏电通路和耦合漏电的技术问题，本发明的一个目的是提供一种数据拓扑转换器，用于均衡数据拓扑中的0/1数量。本发明的另一个目的是提供一种动态存储器，基于数据拓扑转换器的一种动态存储器，由于数据拓扑转换改善不对称阵列噪声而引起漏电失效，而且能够降低耦合效应，是一种时序和存储电荷能力优化的存储器。

本发明的技术解决方案：1、一种数据拓扑转换器，其特征在于：包括运算单元和存储单元，所述运算单元包括统计单元和转换单元：

写过程中：

所述统计单元用于将数据拓扑划分成L个m*n的数据阵列单元，按照数据阵列单元统计每列中的0、1的数量生成列的统计顺序，并将0、1数量不相等的列发送给转换单元，将0、1数量相等的列直接写入并产生对应的拓扑转换标志位0，发送给存储单元；所述转换单元将接收到的写入列转换成0、1数量一致的列后写入，并生成拓扑转换标志位1发送给存储单元；其中m*n的数据阵列单元包含m列，每列包含n位；

所述存储单元用于存储拓扑转换标志位和各个数据阵列单元的统计顺序；

读过程中：

所述转换单元接收读出数据拓扑，并根据存储单元中存储的拓扑转换标志位判断是否转换,将拓扑转换标志位为0的列直接读出，发送给统计单元,将拓扑转换标志位为1的列进行反运算后读出，发送给统计单元，统计单元在接收到m列时，按照存储单元中存储的列的统计顺序，组成数据阵列单元，读出数据阵列单元。

上述m*n的数据阵列单元为8*8数据阵列单元。

一种数据拓扑转换方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

写过程：

1)将数据拓划分成L个m*n的数据阵列单元，数据阵列单元包括m列，每列包含n位信息；

2)按照数据阵列单元统计每列中的0、1的数量生成列的统计顺序，并将0、1数量不相等的列发送给转换单元，将0、1数量相等的列直接写入并产生对应的拓扑转换标志位0，发送给存储单元；

3)将0、1数量不相等的列转换成0、1数量一致后写入，并生成拓扑转换标志位1发送给存储单元；

读过程：

1)接收读出数据拓扑，并根据拓扑转换标志位判断是否转换：

将拓扑转换标志位为0的列直接读出，发送给统计单元；

将拓扑转换标志位为1的列进行反运算后读出，发送给统计单元；

2)统计单元在接收到m列时，按照存储单元中存储的列的统计顺序，组成数据阵列单元，读出数据阵列单元。

上述m*n的数据阵列单元为8*8数据阵列单元。

一种动态存储器，其特殊之处在于：包括存储阵列和数据拓扑转换器，所述数据拓扑转换器位于存储阵列的写通路和读通路上，所述数据拓扑转换器包括运算单元和存储单元，所述运算单元包括统计单元和转换单元：

写过程中：

所述统计单元用于将通过写通路写入存储阵列的数据拓扑划分成L个m*n的数据阵列单元，按照数据阵列单元统计每列中的0、1的数量生成列的统计顺序，并将0、1数量不相等的列发送给转换单元，将0、1数量相等的列直接写入存储阵列并产生对应的拓扑转换标志位0，发送给存储单元；所述转换单元将接收到的写入列转换成0、1数量一致的列后写入存储阵列，并生成拓扑转换标志位1发送给存储单元；

所述存储单元用于存储拓扑转换标志位和各个数据阵列单元的统计顺序；

读过程中：

所述转换单元接收读出数据拓扑，并根据存储单元中存储的拓扑转换标志位判断是否转换，将拓扑转换标志位为0的列直接转发给给统计单元，将拓扑转换标志位为1的列进行反运算后发送给统计单元；所述统计单元在接收到m列时，按照存储单元中存储的列的统计顺序，组成数据阵列单元，通过读通道读出。

本发明所具有效果：

1、本发明的数据拓扑转换器通过改变0、1数量的不均衡，为动态存储器的工作降低不对称阵列噪声，从而降低存储阵列失效几率。

2、本发明的数据拓扑转换器就是通过一定的运算方法和电路结构来均衡字线上0/1数量，从而降低衬底电压上的噪声，减小漏电通路。

3、本发明的动态存储器，采用数据拓扑转换器，降低噪声，减小漏电，是一种时序和存储电荷能力优化的存储器。

附图说明

图1为现有的存储器示意图。

图2为本发明动态存储器的结构示意图。

图3为采用本发明数据拓扑转换器后，字线为0、1分布示意图。

图4为本发明的一种动态存储器。

其中附图标记为：1-存储阵列单元，2-拓扑转换标志位，3-统计顺序

具体实施方式

如图2所示，数据拓扑转换器包含两部分：运算单元和存储单元。运算单元完成数据拓扑转换的算法，存储单元为新增的存储器阵列，它将包含写入数据阵列数据拓扑转换信息。

写过程中：

运算单元包括统计单元和转换单元：统计单元用于将数据拓扑划分成L个m*n的数据阵列单元，按照数据阵列单元统计每列中的0、1的数量生成列的统计顺序，并将0、1数量不相等的列发送给转换单元，将0、1数量相等的列直接写入并产生对应的拓扑转换标志位0，发送给存储单元；所述转换单元将接收到的写入列的0、1数量转换成一致后写入，并生成拓扑转换标志位1发送给存储单元；存储单元用于存储拓扑转换标志位和各个数据阵列单元的统计顺序。

读过程中：

转换单元接收读出数据拓扑，并根据存储单元中存储的拓扑转换标志位判断是否转换,将拓扑转换标志位为0的列直接读出，发送给统计单元,将拓扑转换标志位为1的列进行反运算后读出，发送给统计单元，统计单元在接收到m列时，按照存储单元中存储的列的统计顺序，组成数据阵列单元，读出数据阵列单元。

图3为采用本发明数据拓扑转换器后，字线为0、1分布示意图；经过拓扑转换器后的数据拓扑的0、1分布是对称的。

以图4中，64位数据拓扑为例，划分成1个1存储阵列单元1，它包含8列，每列包含8位数据。每列将产生1位数据拓扑转换标志位2，另外需要1位信息用于区分数据列顺序3，因此共有9位信息需要存储在数据拓扑转换器的存储单元中。

根据工艺特性和阵列结构，数据拓扑转换器的算法可以多种多样。一种转换算法是数据转换以列为单位进行，使阵列中存储的0和1的个数尽量相同，并产生相应的拓扑转换标志位。拓扑转换标志位为1代表数据拓扑经过了转换运算，0代表数据拓扑未经过转换运算。例如可以通过统计0和1的个数差来判断是否要进行逻辑运算(与，或，异或等)：

0000 0000->1010 1010，数据转换标志位为1；

1010 1010->1010 1010，数据转换标志位为0；

1111 0000->10101010，数据转换标志位为1；

数据拓扑转换器不仅能够明显改善由于不对称阵列噪声而引起漏电失效，而且能够降低耦合效应，进而优化存储器时序和存储电荷的能力。

Claims (5)

1.一种数据拓扑转换器，其特征在于：包括运算单元和存储单元，所述运算单元包括统计单元和转换单元：

写过程中：

所述统计单元用于将数据拓扑划分成L个m*n的数据阵列单元，按照数据阵列单元统计每列中的0、1的数量生成列的统计顺序，并将0、1数量不相等的列发送给转换单元，将0、1数量相等的列直接写入并产生对应的拓扑转换标志位0，发送给存储单元；所述转换单元将接收到的写入列转换成0、1数量一致的列后写入，并生成拓扑转换标志位1发送给存储单元；其中m*n的数据阵列单元包含m列，每列包含n位；

所述存储单元用于存储拓扑转换标志位和各个数据阵列单元的统计顺序；

读过程中：

所述转换单元接收读出数据拓扑，并根据存储单元中存储的拓扑转换标志位判断是否转换,将拓扑转换标志位为0的列直接读出，发送给统计单元,将拓扑转换标志位为1的列进行反运算后读出，发送给统计单元，统计单元在接收到m列时，按照存储单元中存储的列的统计顺序，组成数据阵列单元，读出数据阵列单元。

2.根据权利要求1所述的数据拓扑转换器，其特征在于：所述m*n的数据阵列单元为8*8数据阵列单元。

3.一种数据拓扑转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

写过程：

1)将数据拓划分成L个m*n的数据阵列单元，数据阵列单元包括m列，每列包含n位信息；

2)按照数据阵列单元统计每列中的0、1的数量生成列的统计顺序，并将0、1数量不相等的列发送给转换单元，将0、1数量相等的列直接写入并产生对应的拓扑转换标志位0，发送给存储单元；

3)将0、1数量不相等的列转换成0、1数量一致后写入，并生成拓扑转换标志位1发送给存储单元；

读过程：

1)接收读出数据拓扑，并根据拓扑转换标志位判断是否转换：

将拓扑转换标志位为0的列直接读出，发送给统计单元；

将拓扑转换标志位为1的列进行反运算后读出，发送给统计单元；

2)统计单元在接收到m列时，按照存储单元中存储的列的统计顺序，组成数据阵列单元，读出数据阵列单元。

4.根据权利要求3所述的数据拓扑转换方法，其特征在于：所述m*n的数据阵列单元为8*8数据阵列单元。

5.一种动态存储器，其特征在于：包括存储阵列和数据拓扑转换器，所述数据拓扑转换器位于存储阵列的写通路和读通路上，所述数据拓扑转换器包括运算单元和存储单元，所述运算单元包括统计单元和转换单元：

写过程中：

所述统计单元用于将通过写通路写入存储阵列的数据拓扑划分成L个m*n的数据阵列单元，按照数据阵列单元统计每列中的0、1的数量生成列的统计顺序，并将0、1数量不相等的列发送给转换单元，将0、1数量相等的列直接写入存储阵列并产生对应的拓扑转换标志位0，发送给存储单元；所述转换单元将接收到的写入列转换成0、1数量一致的列后写入存储阵列，并生成拓扑转换标志位1发送给存储单元；

所述存储单元用于存储拓扑转换标志位和各个数据阵列单元的统计顺序；

读过程中：

所述转换单元接收读出数据拓扑，并根据存储单元中存储的拓扑转换标志位判断是否转换，将拓扑转换标志位为0的列直接转发给给统计单元，将拓扑转换标志位为1的列进行反运算后发送给统计单元；所述统计单元在接收到m列时，按照存储单元中存储的列的统计顺序，组成数据阵列单元，通过读通道读出。