動態(tài)隨機存取存儲器控制器及其控制方法技術

動態(tài)隨機存取存儲器控制器及其控制方法。動態(tài)隨機存取存儲器的再充電(refresh)調度。一指令隊列使要發(fā)送至一動態(tài)隨機存取存儲器的操作指令在其中排隊。一微控制器視該指令隊列的內容，在一監(jiān)控時間單位內交錯設立多個第一階層單堆再充電時間點以及多個第二階層單堆再充電時間點。

Dynamic random access memory controller and control method thereof

Dynamic random access memory controller and control method thereof. Dynamic random access memory re charging (refresh) scheduling. An instruction queue that queues the operations instructions to be sent to a dynamic random access memory. A microcontroller treats the contents of the instruction queue to interleave a plurality of first classes, a single heap, a recharging time point, and a plurality of second class single heap recharging time points in a monitoring time unit.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
動態(tài)隨機存取存儲器控制器及其控制方法
本申請涉及動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)的再充電(refresh)調度。
技術介紹
動態(tài)隨機存取存儲器(DynamicRandomAccessMemory，DRAM)是一種半導體存儲器，是利用電容內存儲電荷的多寡來代表一個二進位位(bit)是1還是0。由于電容會有漏電的現(xiàn)象，因此動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)有再充電(refresh)需求，以維護所存儲的數(shù)據(jù)可靠度。
技術實現(xiàn)思路
本申請有關于動態(tài)隨機存取存儲器的再充電(refresh，或稱為刷新)調度。根據(jù)本申請一種實施方式實現(xiàn)的一種動態(tài)隨機存取存儲器控制器包括一指令隊列(commandqueue)以及一微控制器。該指令隊列使要發(fā)送至一動態(tài)隨機存取存儲器的操作指令在其中排隊。該微控制器視該指令隊列的內容，在一監(jiān)控時間單位內多個第一階層單堆再充電時間點對該動態(tài)隨機存取存儲器的一第一階層(rank)的多個存儲單元堆逐堆進行再充電(per-bankrefreshing)。該微控制器更視該指令隊列的內容，在該監(jiān)控時間單位內多個第二階層單堆再充電時間點對該動態(tài)隨機存取存儲器的一第二階層的多個存儲單元堆逐堆進行再充電。該等第二階層單堆再充電時間點與該等第一階層單堆再充電時間點一對一交錯。如此設計使得動態(tài)隨機存取存儲器控制器的運算資源得以不過度集中在再充電上。本申請概念更可實現(xiàn)為動態(tài)隨機存取存儲器控制方法，包括以下步驟：提供一指令隊列，使要發(fā)送至一動態(tài)隨機存取存儲器的操作指令在其中排隊；視該指令隊列的內容，在一監(jiān)控時間單位內多個第一階層單堆再充電時間點對該動態(tài)隨機存取存儲器的一第一階層的多個存儲單元堆逐堆進行再充電；以及視該指令隊列的內容，在該監(jiān)控時間單位內多個第二階層單堆再充電時間點對該動態(tài)隨機存取存儲器的一第二階層的多個存儲單元堆逐堆進行再充電。該等第二階層單堆再充電時間點與該等第一階層單堆再充電時間點一對一交錯。本申請所公開的前述動態(tài)隨機存取存儲器控制器以及控制方法為多個階層提供階層交錯的逐堆再充電，使得系統(tǒng)資源不會長時間被再充電需求獨占。動態(tài)隨機存取存儲器的操作指令因而得以順暢執(zhí)行。下文特舉實施例，并配合所附圖示，詳細說明本
技術實現(xiàn)思路
。附圖說明圖1為方塊圖，根據(jù)本申請一種實施方式圖解一動態(tài)隨機存取存儲器100以及相關的動態(tài)隨機存取存儲器控制器102；圖2為時序圖，根據(jù)本申請一種實施方式劃分一個監(jiān)控時間單位tREFI；圖3A、3B為流程圖，圖解微控制器106所實施的階層rank1的再充電指令調度，每監(jiān)控時間單位tREFI實施一次；以及圖4A、4B為流程圖，圖解微控制器106所實施的階層rank1存取指令調度。【符號說明】100～動態(tài)隨機存取存儲器；102～動態(tài)隨機存取存儲器控制器；104～指令隊列；106～微控制器；108～芯片組；bank11…bank18、bank21…bank28～存儲器單元堆；rank1、rank2～階層(存儲空間)；t11…t18、t21…t28～第一、第二階層單堆再充電時間點；T1_1、T1_2、T2_1、T2_2～時間點；tREFI～監(jiān)控時間單位；tRFCpr～時限；S302～步驟，計數(shù)器Cnt1減1；S304～步驟，有對應于階層rank1的存取指令等待于指令隊列？S306～步驟，計數(shù)器Cnt1>＝8？S308～步驟，此輪監(jiān)控時間單位tREFI不再對階層rank1做再充電；S310～步驟，對階層rank1一次性再充電(計數(shù)器Cnt1加1)；S312～步驟，計時tRFCpr；S314～步驟，有對應于階層rank1的存取指令等待于指令隊列？S316～步驟，計數(shù)器Cnt1>＝8？S318～步驟，對階層rank1一次性再充電(計數(shù)器Cnt1加1)；S320～此輪監(jiān)控時間單位tREFI不再對階層rank1做再充電；S322～計數(shù)器Cnt1>＝1？S324～步驟，對階層rank1的多個存儲單元堆bank11～bank18逐堆再充電(計數(shù)器Cnt1加1)；S402～步驟，階層rank1一次性再充電送出？S404～步驟，已滿足時限tRFCpr？S406～步驟，調降該指令隊列中對應于階層rank1的存取指令的優(yōu)先權；S408～步驟，恢復該指令隊列中對應于階層rank1的存取指令的優(yōu)先權；S410～步驟，監(jiān)控階層rank1的存儲單元堆bank11～bank18個別的再充電請求；S412～步驟，調升該指令隊列中對應于階層rank1除存儲單元堆bank1i外的其他存儲單元堆的存取指令的優(yōu)先權；S414～步驟，已滿足時限tRFCpb？S416～步驟，調降該指令隊列中對應于存儲單元堆bank1i的存取指令的優(yōu)先權；S418～步驟，恢復該指令隊列中對應于階層rank1的存取指令的優(yōu)先權。具體實施方式以下敘述列舉本專利技術的多種實施例。以下敘述介紹本專利技術的基本概念，且并非意圖限制本
技術實現(xiàn)思路
。實際專利技術范圍應依照權利要求書界定。圖1為方塊圖，根據(jù)本申請一種實施方式圖解一動態(tài)隨機存取存儲器100以及相關的動態(tài)隨機存取存儲器控制器102。動態(tài)隨機存取存儲器控制器102包括一指令隊列104以及一微控制器106。指令隊列104使要發(fā)送至該動態(tài)隨機存取存儲器102的操作指令在其中排隊。在微控制器106的運作下，動態(tài)隨機存取存儲器100將以最佳化方式再充電，避免阻礙該指令隊列104中操作指令的執(zhí)行。微控制器106可包括運算電路以及運算程序代碼。圖1實施例是將動態(tài)隨機存取存儲器控制器102實現(xiàn)在芯片組108，值得注意的是，在芯片組108與中央處理單元(未繪示)集成在同一片上系統(tǒng)(SystemonaChip，SoC)的實施方式中，動態(tài)隨機存取存儲器控制器102實現(xiàn)于該片上系統(tǒng)芯片上；在傳統(tǒng)南北橋分立的芯片組108的實施方式中，動態(tài)隨機存取存儲器控制器102，更具體而言，實現(xiàn)于芯片組108的北橋上，但并不意圖限定。動態(tài)隨機存取存儲器100的存儲單元可由兩條通道(channels)讀取，每條通道又包括多組存儲器模塊(MemoryModule，例如DualIn-lineMemoryModule，DIMM)，每個存儲器模塊又包括多組存儲器顆粒(chip)，連結至同一個片選(ChipSelect，CS)信號的一組存儲器顆粒稱之為一階層(rank)。舉例而言，如圖1所示，一個存儲器模塊的存儲空間劃分為階層rank1以及階層rank2。同一階層的存儲空間(rank)又可劃分為多個存儲單元堆(banks)。各存儲單元堆(bank)由一組字線以及位線控制。如圖所示，階層rank1的存儲空間包括八個存儲單元堆bank11…bank18，階層rank2的存儲空間包括八個存儲單元堆bank21…bank28。動態(tài)隨機存取存儲器100的再充電可以“階層(rank)”為單位，也可以“存儲單元堆(bank)”為單位。一階層可被一次性再充電(per-rankrefreshing)，也可被逐堆再充電(per-bankrefreshing)。以下標號一次性再充電(per-rankrefreshing)的耗時為tRFCpr，將使得該階層在時限tRFCpr都被占用無法存取。以下標號單堆再充電(per-bankrefreshing)的耗時為tRFCpb，占用對象本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種存儲器控制器，包括：指令隊列，使要發(fā)送至動態(tài)隨機存取存儲器的操作指令在其中排隊；以及微控制器，其中：該微控制器視該指令隊列的內容，在監(jiān)控時間單位內多個第一階層單堆再充電時間點對該動態(tài)隨機存取存儲器的第一階層的多個存儲單元堆逐堆進行再充電；該微控制器視該指令隊列的內容，在該監(jiān)控時間單位內多個第二階層單堆再充電時間點對該動態(tài)隨機存取存儲器的第二階層的多個存儲單元堆逐堆進行再充電；且所述第二階層單堆再充電時間點與所述第一階層單堆再充電時間點一對一交錯。

【技術特征摘要】
1.一種存儲器控制器，包括：指令隊列，使要發(fā)送至動態(tài)隨機存取存儲器的操作指令在其中排隊；以及微控制器，其中：該微控制器視該指令隊列的內容，在監(jiān)控時間單位內多個第一階層單堆再充電時間點對該動態(tài)隨機存取存儲器的第一階層的多個存儲單元堆逐堆進行再充電；該微控制器視該指令隊列的內容，在該監(jiān)控時間單位內多個第二階層單堆再充電時間點對該動態(tài)隨機存取存儲器的第二階層的多個存儲單元堆逐堆進行再充電；且所述第二階層單堆再充電時間點與所述第一階層單堆再充電時間點一對一交錯。2.如權利要求1所述的存儲器控制器，其中：所述第一階層單堆再充電時間點等距相距第一時間間隔。3.如權利要求1所述的存儲器控制器，其中：所述第二階層單堆再充電時間點等距相距第二時間間隔。4.如權利要求1所述的存儲器控制器，其中：所述第一階層單堆再充電時間點中對應該第一階層的所述存儲單元堆中首存儲單元堆者為第一首時間點，且該第一首時間點重疊上述監(jiān)控時間單位的起始點。5.如權利要求4所述的存儲器控制器，其中：所述第一階層單堆再充電時間點中對應該第一階層的所述存儲單元堆中末存儲單元堆者為第一末時間點；且該監(jiān)控時間單位中的上述第一末時間點與下一監(jiān)控時間單位中的上述第一首時間點相距第一時間間隔，其中所述第一階層單堆再充電時間點等距相距該第一時間間隔。6.如權利要求4所述的存儲器控制器，其中：所述第二階層單堆再充電時間點中對應該第二階層的所述存儲單元堆中首存儲單元堆者為第二首時間點。7.如權利要求6所述的存儲器控制器，其中：所述第一階層單堆再充電時間點中對應該第一階層的所述存儲單元堆中次存儲單元堆者為第一次時間點；且上述第一首時間點與第二首時間點的時間間隔等同上述第二首時間點與第一次時間點的時間間隔。8.如權利要求1所述的存儲器控制器，其中：該微控制器更以一第一計數(shù)器計數(shù)對該第一階層完全再充電的次數(shù)；該微控制器計時每逢一第一首時間點，即令該第一計數(shù)器減一，其中，所述第一階層單堆再充電時間點中對應該第一階層的所述存儲單元堆中首存儲單元堆者為該第一首時間點；且該微控制器是在該第一計數(shù)器為零但有對應于該第一階層的存取指令等待于該指令隊列時，在上述第一階層單堆再充電時間點對該第一階層的所述存儲單元堆逐堆進行再充電，使該第一階層未輪到再充電的存儲單元堆得以被存取。9.如權利要求8所述的存儲器控制器，其中：該微控制器還以第二計數(shù)器計數(shù)對該第二階層完全再充電的次數(shù)；該微控制器計時每逢第二首時間點，即令該第二計數(shù)器減一，其中，所述第二階層單堆再充電時間點中對應該第二階層的所述存儲單元堆中一首存儲單元堆者為該第二首時間點；且該微控制器是在該第二計數(shù)器為零但有對應于該第二階層的存取指令等待于該指令隊列時，在上述第二階層單堆再充電時間點對該第二階層的所述存儲單元堆逐堆進行再充電，使該第二階層未輪到再充電的存儲單元堆得以被存取。10.如權利要求9所述的存儲器控制器，其中：該微控制器在該第一計數(shù)器的計數(shù)尚未達第一上限、且無對應于該第一階層的存取指令等待于該指令隊列時，連續(xù)對該第一階層執(zhí)行一次性再充電；且該微控制器在該第二計數(shù)器的計數(shù)尚未達第二上限、且無對應于該第二階層的存取指令等待于該指令隊列時，連續(xù)對該第二階層執(zhí)行一次性再充電。11.一種動態(tài)隨機存取存儲器控制方...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳忱，沈鵬，
申請(專利權)人：上海兆芯集成電路有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31