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刷新电路、刷新方法、存储器及存储系统

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


刷新电路、刷新方法、存储器及存储系统

技术领域

本申请涉及半导体技术领域,涉及但不限于一种刷新电路、刷新方法、存储器及存储系统。

背景技术

随着当今科学技术的不断发展,半导体存储装置的密度不断增加。高数据可靠性、高存取速度以及更小的芯片尺寸成为了半导体存储器发展的重要趋势。然而,存储器单元之间的电磁相互作用对存储器单元的影响增大,使得存储器单元数据丢失的可能性增加。

动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)是一种易失性存储器,其通过存储单元电容器中积累的电荷作为物理信号来存储信息。而存储单元中的电荷可随着时间的推移衰减,因此需要周期性地实行刷新操作,否则存储的数据信息将会丢失。在数据由于电荷的泄漏而丢失之前,可以通过再充电来维持在存储单元中存储的电荷。存储单元中电荷的这种再充电被称为刷新操作,并且在电荷显著丢失之前可以重复执行刷新操作,以重新补充电荷,避免存储数据发生错误。然而,当存储器单元中某一单行地址对应的字线被频繁开启时,会导致相邻地址的电容器在刷新操作到来之前泄露过多的电荷,造成数据错误和数据丢失。

发明内容

有鉴于此,本申请实施例提供了一种刷新电路、刷新方法、存储器及存储系统。

第一方面,本申请实施例提供了一种刷新电路,包括:计数单元,用于对接收的外部脉冲信号进行计数,并响应于行锤刷新命令重置计数值;随机单元,用于在所述计数单元输出所述计数值之前生成第一随机数;第一生成单元,连接所述计数单元和多个所述随机单元,用于获取所述计数单元生成的所述计数值和多个所述随机单元生成的多个所述第一随机数,不同所述随机单元生成的所述第一随机数不同;所述第一生成单元还用于在所述计数值等于任一所述第一随机数时输出采样脉冲;第二生成单元,与所述第一生成单元的输出端连接,用于在接收到所述采样脉冲时获取对应的访问地址,以及基于获取到的至少一个所述访问地址生成行锤地址;刷新单元,用于响应下一所述行锤刷新命令,刷新与所述行锤地址相邻的至少一条行地址。

在一些实施例中,所述随机单元还用于基于环境温度调整所述第一随机数的最大随机值。

在一些实施例中,所述随机单元包括n个伪随机数单元,每一所述伪随机数单元用于响应于所述行锤刷新命令生成第二随机数;所述随机单元用于基于环境温度将生成的m个所述第二随机数之和输出,以作为所述第一随机数;其中,n≥m≥1;或者,所述随机单元用于基于环境温度将一个所述第二随机数输出,以作为所述第一随机数。

在一些实施例中,所述刷新电路还包括:温度检测模块,用于检测所述环境温度;温度标志模块,用于基于所述环境温度输出不同的温度标志信号,不同的所述温度标志信号用于表征所述刷新电路处于不同的所述环境温度;所述随机单元还用于接收所述温度标志信号,以及用于基于所述温度标志信号调整所述第一随机数的最大随机值。

在一些实施例中,所述计数单元具有计数最大值,所述计数单元还用于基于所述环境温度调整所述计数最大值。

在一些实施例中,所述环境温度包括第一温度区间和第二温度区间,所述计数单元包括:第一计数单元和第二计数单元,所述第一计数单元的所述计数最大值与所述第二计数单元的所述计数最大值不同,所述第一计数单元基于处于所述第一温度区间的所述环境温度使能,所述第二计数单元用于基于处于所述第二温度区间的所述环境温度使能,所述第一计数单元和所述第二计数单元择一对所述外部脉冲信号进行计数,以生成所述计数值。

在一些实施例中,所述外部脉冲信号的周期与2

在一些实施例中,所述随机单元的数量大于或等于3;所述第二生成单元具体用于:基于获取的访问地址中出现频次最高的一个或多个访问地址生成所述行锤地址。

在一些实施例中,所述第一生成单元包括:预采样单元,用于输出预采样脉冲,所述预采样脉冲的周期与所述外部脉冲信号的周期一致;采样信号生成单元,用于在所述计数值等于任一所述第一随机数时输出采样信号;采样脉冲生成单元,连接所述预采样单元与所述采样信号生成单元,用于对所述预采样脉冲和所述采样信号进行与运算处理,以输出所述采样脉冲。

第二方面,本申请实施例提供了一种刷新方法,包括:对接收的外部脉冲信号进行计数,并响应于行锤刷新命令重置计数值;在输出所述计数值之前生成并输出多个不同的第一随机数;获取所述计数值和多个所述第一随机数;在所述计数值等于任一所述第一随机数时输出采样脉冲;在接收到所述采样脉冲时获取对应的访问地址,以及基于获取到的至少一个所述访问地址生成行锤地址;响应下一所述行锤刷新命令,刷新与所述行锤地址相邻的至少一条行地址。

在一些实施例中,所述在输出所述计数值之前生成第一随机数,还包括:基于环境温度调整所述第一随机数的最大随机值。

在一些实施例中,所述基于环境温度调整所述第一随机数的最大随机值,包括:响应于所述行锤刷新命令生成n个第二随机数;基于环境温度将生成的m个所述第二随机数之和输出,以作为所述第一随机数;其中,n≥m≥1;或者,基于环境温度将一个所述第二随机数输出,以作为所述第一随机数。

在一些实施例中,所述刷新方法还包括:检测所述环境温度;基于所述环境温度输出不同的温度标志信号,不同的所述温度标志信号用于表征不同的所述环境温度;所述基于环境温度调整所述第一随机数的最大随机值包括:基于所述温度标志信号调整所述第一随机数的最大随机值。

在一些实施例中,所述刷新方法还包括:基于所述环境温度调整所述计数值的计数最大值。

在一些实施例中,所述环境温度包括第一温度区间和第二温度区间;所述对接收的外部脉冲信号进行计数包括:基于处于所述第一温度区间的所述环境温度,对所述外部脉冲信号进行计数,生成第一计数值;基于处于所述第二温度区间的所述环境温度,对所述外部脉冲信号进行计数,生成第二计数值;所述第一计数值和所述第二计数值择一作为所述计数值,所述第一计数值和所述第二计数值的所述计数最大值不同。

在一些实施例中,所述外部脉冲信号的周期与2

在一些实施例中,所述第一随机数的数量大于或等于3;所述基于获取到的至少一个所述访问地址生成行锤地址,包括:基于获取的访问地址中出现频次最高的一个或多个访问地址生成所述行锤地址。

第三方面,本申请实施例提供了一种存储器,包括:存储单元阵列;外围电路,与所述存储单元阵列耦接;所述外围电路包括上述实施例中任一所述的刷新电路。

第四方面,本申请实施例提供了一种存储系统,包括:存储器,包括上述实施例中任一所述的刷新电路;控制器,与所述存储器耦接;所述控制器用于控制所述存储器。

在本申请实施例提供的刷新电路中,计数单元用于对外部脉冲进行计数生成计数值,多个随机单元用于生成多个不同的第一随机数,第一生成单元在计数值等于任一第一随机数时输出采样脉冲,第二生成单元根据采样脉冲获取访问地址,以生成行锤地址。如此,通过产生多个不同的第一随机数,可以在行锤刷新周期内随机抓取至少一个访问地址,增加了抓取地址的随机性和均匀性,从而提高所生成行锤地址的准确性,以减少行锤效应带来的数据错误和数据丢失。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种刷新电路的示意图;

图2为本申请实施例提供的另一种刷新电路的示意图;

图3为本申请实施例提供的一种刷新方法的步骤流程图;

图4为本申请实施例提供的又一种刷新电路的示意图;

图5为本申请实施例提供的一种刷新电路的工作时序图;

图6为本申请实施例提供的一种存储器的示意图;

图7为本申请实施例提供的一种存储系统的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请,下面将参照相关附图更详细地描述本申请公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本申请,而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请,并且能够将本申请公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在一些实施例中,为了避免与本申请发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述;即,这里可以不描述实际实施例的全部特征,不详细描述公知的功能和结构。

一般地,术语可以至少部分地从上下文中的使用来理解。例如,至少部分地取决于上下文,如本文中所用的术语“一个或多个”可以用于以单数意义描述任何特征、结构或特性,或者可以用于以复数意义描述特征、结构或特性的组合。类似地,诸如“一”或“所述”的术语同样可以被理解为传达单数用法或传达复数用法,这至少部分地取决于上下文。另外,属于“基于”可以被理解为不一定旨在传达排他的一组因素,并且可以替代地允许存在不一定明确地描述的附加因素,这同样至少部分地取决于上下文。

除非另有定义,本文所使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本申请,将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构,以便阐释本申请的技术方案。本申请的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本申请还可以具有其他实施方式。

在一些实施例中,存储器的常规刷新包括激活(Activate,Act)和预充电(Precharge,Pre)操作。当存储器中的某一根字地址线(Word Address Line)连续进行上万次的激活预充电操作时,可能会引发物理位置相邻的地址线的电容器漏电速率高于自然漏电速率,导致相邻地址的电容器在常规刷新信号到来之前因丢失过多电荷而发生数据丢失,进而产生错误的存储,这种现象一般称为行锤效应(Row Hammer)。其中,被重复进行存取访问的行被称为侵略行(Aggressor Row),侵略行的地址即行锤地址,而与侵略行相临近的行则被称为受害行(Victim Row)。行锤刷新(Row Hammer Refresh)即在存储器工作一段时间后,对受害行进行刷新,以重新补充电荷,保证数据正确,其中,受害行的地址即行锤刷新地址。

在一些实施例中,在两次行锤刷新之间存在多次激活操作,通过选取固定时刻激活操作的访问地址作为行锤地址。然而,如此选取的行锤地址容易错过真正的侵略行,准确性较低。因此,对于行锤地址的选取,希望能够在两次行锤刷新之间尽可能随机地抓取访问地址,并通过比较抓取到的访问地址的出现频次,尽可能找到访问频率最高的那根地址线。

在一些实施例中,行锤刷新的频率会随着环境温度的变化而改变。环境温度越高,则行锤刷新的频率越高,即两次行锤刷新的时间间隔越短;环境温度越低,则行锤刷新的频率越低,即两次行锤刷新的时间间隔越长。因此,对于任意环境温度及任意行锤刷新的时间间隔,需要使得不同时间间隔内的访问地址被抓取的概率都基本相等。即当行锤刷新的时间间隔较长时,抓取访问地址的次数较多,当行锤刷新的时间间隔较短时,抓取访问地址的次数较少。

如图1所示,本申请实施例提供了一种刷新电路100,包括:计数单元101,用于对接收的外部脉冲信号10a进行计数,并响应于行锤刷新命令RHR重置计数值11a;随机单元102,用于在所述计数单元101输出所述计数值11a之前生成第一随机数12a;第一生成单元103,连接所述计数单元101和多个所述随机单元102,用于获取所述计数单元101生成的所述计数值11a和多个所述随机单元102生成的多个所述第一随机数12a,不同所述随机单元102生成的所述第一随机数12a不同;所述第一生成单元103还用于在所述计数值11a等于任一所述第一随机数12a时输出采样脉冲13a;第二生成单元104,与所述第一生成单元103的输出端连接,用于在接收到所述采样脉冲13a时获取对应的访问地址15a,以及基于获取到的至少一个所述访问地址生成行锤地址14a;刷新单元105,用于响应下一所述行锤刷新命令RHR,刷新与所述行锤地址14a相邻的至少一条行地址。

在本申请实施例中,计数单元101用于对接收的外部脉冲信号10a的脉冲数目进行计数,以生成计数值11a,且计数单元101响应于行锤刷新命令RHR,将计数值11a重置。示例性地,外部脉冲信号10a可以由环形振荡器(Ring Oscillator)提供,这里的外部脉冲信号10a可以为方波脉冲信号。计数单元101连接至环形振荡器,并对方波脉冲信号的脉冲数目进行计数,从而生成并输出计数值11a。在一些实施例中,在接收到行锤刷新命令RHR之后,计数单元101生成输出的计数值11a会随着接收到的外部脉冲信号10a的脉冲数目的增加而不断改变;当计数单元101接收到下一次行锤刷新命令RHR时,计数单元101复位,从而将计数值11a重置。

在本申请实施例中,随机单元102用于在计数单元101输出计数值11a之前,响应于行锤刷新命令RHR生成第一随机数12a。本申请提供的刷新电路100中可以包括多个随机单元102,且多个随机单元102根据接收到的行锤刷新命令RHR,以生成多个第一随机数12a。示例性地,随机单元102可以包括线性反馈移位寄存器(Linear Feedback Shift Register,LFSR),线性反馈移位寄存器可以根据接收到的输入信号产生伪随机数,这里的输入信号可以为行锤刷新命令RHR,伪随机数即第一随机数12a。在一些实施例中,在接收到行锤刷新命令RHR之后,随机单元102生成并输出第一随机数12a,当随机单元102接收到下一次行锤刷新命令RHR时,随机单元102更新并输出第一随机数12a,也就是说,在两次行锤刷新命令RHR之间,即一个行锤刷新周期中,一个随机单元102生成的第一随机数12a可以是不变的,或者说只会生成一次第一随机数12a。

在本申请实施例中,第一生成单元103连接计数单元101和多个随机单元102,并用于获取计数值11a和多个第一随机数12a;其中,同一时刻不同随机单元102生成的第一随机数12a不同,即不同随机单元102基于同一行锤刷新命令RHR生成的第一随机数12a不同;第一生成单元103还用于比较计数值11a和多个第一随机数12a,并在计数值11a等于任一第一随机数12a时输出采样脉冲13a。示例性地,一个随机单元102包括一个LFSR,LFSR生成的伪随机数可以直接作为第一随机数12a,通过将每一LFSR的初始值(Seed)设置为不同的值,可以使得同一时刻多个LFSR产生的多个伪随机数均不同,从而使得不同随机单元102生成不同的第一随机数12a。

可选地,一个随机单元102可以包括多个LFSR,可以将一个随机单元102中多个LFSR产生的多个伪随机数进行一定的运算,以使不同随机单元102生成不同的第一随机数12a。此外,可选地,若第一生成单元103收到两个相同的第一随机数12a,则第一生成单元103可以生成激励信号以使得出现重复的随机单元102重新生成第一随机数12a,直至获取与随机单元102数量相同的多个不同的第一随机数12a,在此情形下,一个随机单元102在一个行锤刷新周期中可能生成多个第一随机数12a。

在一些实施例中,第一生成单元103将每一随机单元102与计数单元101连接,并通过包括多个逻辑门的电路,比较计数值11a和每一第一随机数12a,当某一时刻的计数值11a等于任一第一随机数12a时,第一生成单元103输出采样脉冲13a。

在本申请实施例中,第二生成单元104与第一生成单元103的输出端连接,用于在接收到采样脉冲13a时抓取对应的访问地址15a,以及基于抓取到的至少一个所述访问地址生成行锤地址14a。示例性地,在一个行锤刷新周期中,存在某一个时刻,计数值11a等于任一第一随机数12a,此时第二生成单元104接收到第一生成单元103输出的采样脉冲13a,抓取访问地址15a。然后第二生成单元104根据一个行锤刷新周期中抓取到的至少一个访问地址15a,确定行锤地址14a。在一些实施例中,第二生成单元104可以将抓取到的多个访问地址15a中,出现频次最高的访问地址15a作为行锤地址14a。如此,通过产生多个不同的第一随机数12a,可以在行锤刷新周期内随机抓取至少一个访问地址15a,增加了抓取地址的随机性和均匀性,从而提高所生成行锤地址14a的准确性,以减少行锤效应带来的数据错误和数据丢失。

在本申请实施例中,刷新单元105连接第二生成单元104,并用于响应下一次行锤刷新命令RHR,刷新与行锤地址14a相邻的至少一条行地址,这里行锤地址14a相邻的至少一条行地址即行锤效应中的受害行。可选地,根据刷新电路及存储器的性能和功耗要求,可以选择与行锤地址14a相邻的一条行地址进行刷新,以降低功耗;也可以选择与行锤地址14a相邻的多条,甚至相邻的所有行地址进行刷新,以提高刷新受害行的准确性。

在一些实施例中,所述随机单元102还用于基于环境温度调整所述第一随机数12a的最大随机值。

在本申请实施例中,行锤刷新的频率会随着环境温度的变化而改变,而随机单元102则可以根据环境温度,调整第一随机数12a的最大值,以保证在不同温度下,抓取的访问地址15a的数量不变和维持均匀性。示例性地,当环境温度较高时,行锤刷新周期较短,计数值11a的最大值较小,此时随机单元102可以减小第一随机数12a的最大值,从而使得一个行锤刷新周期中,计数值11a等于任一第一随机数12a的次数不变,第二生成单元104抓取访问地址15a的数量不变和维持均匀性;当环境温度较低时,行锤刷新周期较长,计数值11a的最大值较大,此时随机单元102可以增大第一随机数12a的最大值,从而使得一个行锤刷新周期中,计数值11a等于任一第一随机数12a的次数不变,第二生成单元104抓取访问地址15a的数量不变和维持均匀性。如此,使得不同温度下刷新电路100抓取访问地址15a的数量保持不变。

在一些实施例中,如图2所示,所述随机单元102包括n个伪随机数单元1021,每一所述伪随机数单元1021用于响应于所述行锤刷新命令RHR生成第二随机数;所述随机单元102用于基于环境温度将生成的m个所述第二随机数之和输出,以作为所述第一随机数12a;其中,n≥m≥1;或者,所述随机单元102用于基于环境温度将一个第二随机数输出,以作为所述第一随机数12a。

在本申请实施例中,随机单元102包括n个伪随机数单元1021,其中n为大于或等于1的整数,伪随机数单元1021在接收到行锤刷新命令RHR时生成伪随机数,以作为第二随机数。示例性地,伪随机数单元1021可以为LFSR,k位的线性反馈移位寄存器可以产生2

在一些实施例中,当环境温度较高时,随机单元102直接将其中一个第二随机数输出,作为第一随机数12a,此时第一随机数12a的最大随机值较小;当环境温度较低时,随机单元102将m个第二随机数之和输出,作为第一随机数12a,此时第一随机数12a的最大随机值较大。由此,可以保证不同温度下,且相同的时间间隔内,计数值11a等于任一第一随机数12a的次数不变,即刷新电路100抓取访问地址15a的概率相同,并维持均匀性。

在一些实施例中,如图2所示,所述刷新电路100还包括:温度检测模块106,用于检测所述环境温度;温度标志模块1061,用于基于所述环境温度输出不同的温度标志信号16a,不同的所述温度标志信号16a用于表征所述刷新电路100处于不同的所述环境温度;所述随机单元102还用于接收所述温度标志信号16a,以及用于基于所述温度标志信号16a调整所述第一随机数12a的最大随机值。

在本申请实施例中,刷新电路100中还具有温度检测模块106和温度标志模块1061。温度检测模块106用于检测刷新电路100所处的环境温度,温度标志模块1061与温度检测模块106连接,并根据环境温度输出不同的温度标志信号16a,温度标志信号16a则表征刷新电路100所处的不同的环境温度。随机单元102还连接至温度标志模块1061,且根据接收到的温度标志信号16a调整第一随机数12a的最大随机值。示例性的,当随机单元仅包含一个伪随机数单元时,可以调节单个伪随机数单元的最大随机值;当随机单元包含多个伪随机数单元时,可以调节作为和值的第一随机数包含的第二随机数的数量,进而调节随机单元的最大随机值。

在一些实施例中,如图2所示,所述计数单元101具有计数最大值,所述计数单元101还用于基于所述环境温度调整所述计数最大值。

在本申请实施例中,计数单元101对接收的外部脉冲信号10a的脉冲数目进行计数,以生成计数值11a,计数单元101所能生成的计数值11a的最大值即为所述计数最大值。根据上述实施例可知,当环境温度较高时,行锤刷新周期较短,第一随机数12a的最大随机值较小,而当环境温度较低时,行锤刷新周期较长,第一随机数12a的最大随机值较大。由此,计数单元101可以连接至温度标志模块1061,以基于温度标志信号16a表征的环境温度,调整计数最大值,以对应第一随机数12a的最大随机值。在一些实施例中,计数单元101可以根据环境温度,实时地调整计数最大值。在一些实施例中,当计数单元101产生的计数值11a达到计数最大值后,计数单元101可以进入休眠状态,以节省功耗。

在一些实施例中,如图2所示,所述环境温度包括第一温度区间和第二温度区间,所述计数单元101包括:第一计数单元1011和第二计数单元1012,所述第一计数单元1011的所述计数最大值与所述第二计数单元1012的所述计数最大值不同,所述第一计数单元1011基于处于所述第一温度区间的所述环境温度使能,所述第二计数单元1012用于基于处于所述第二温度区间的所述环境温度使能,所述第一计数单元1011和所述第二计数单元1012择一对所述外部脉冲信号10a进行计数,以生成所述计数值11a。

在本申请实施例中,计数单元101还包括第一计数单元1011和第二计数单元1012。而环境温度可以包括第一温度区间和第二温度区间,第一计数单元1011在环境温度处于第一温度区间时对外部脉冲信号10a进行计数,以生成计数值11a;第二计数单元1012在环境温度处于第二温度区间时对外部脉冲信号10a进行计数,以生成计数值11a。第一计数单元1011和第二计数单元1012基于不同的环境温度进行计数,二者的计数最大值也不相同。

在一些实施例中,第一温度区间表征的环境温度高于第二温度区间表征的环境温度,第一计数单元1011可以为i位的计数器,其计数最大值为2

在一些实施例中,所述外部脉冲信号10a的周期与2

在本申请实施例中,外部脉冲信号10a的周期为t,两次行锤刷新命令RHR之间的最小时间间隔,即行锤刷新的最小周期为tRHR

在一些实施例中,所述随机单元102的数量大于或等于3;所述第二生成单元104具体用于:基于获取的访问地址15a中出现频次最高的一个或多个访问地址15a生成所述行锤地址14a。

在本申请实施例中,随机单元102的数量大于或等于3,那么在一个行锤刷新周期中,可以存在三个第一随机数12a与计数值11a相等,即第二生成单元104可以抓取三次访问地址15a。在这种情况下,可能出现其中两次抓取的访问地址15a相同,即存在出现频次最高的一个访问地址15a。由此,第二生成单元104将出现频次最高的一个或多个访问地址15a作为行锤地址14a。

可以理解的是,若随机单元102的数量小于3,那么在一个行锤刷新周期中,第二生成单元104最多只能抓取两次访问地址15a,此时不存在出现频次最高的访问地址15a。在一些实施例中,当一个行锤刷新周期中,第二生成单元104无法确定出现频次最高的访问地址15a时(如所抓取的所有访问地址15a出现频次均相同,以及在一个行锤刷新周期中没有抓取到任何访问地址15a等情况),可以随机选择一条地址线,以作为行锤地址14a。

在一些实施例中,还可以基于环境温度,调整所启用的随机单元102的数量,从而调整一个行锤刷新周期中抓取访问地址15a的数量。示例性地,当环境温度较高时,行锤刷新周期较短,此时减少启用的随机单元102的数量,使得一个行锤刷新周期中抓取访问地址15a的数量减少;当环境温度较低时,行锤刷新周期较长,此时增加启用的随机单元102的数量,使得一个行锤刷新周期中抓取访问地址15a的数量增加。

在一些实施例中,如图2所示,所述第一生成单元103包括:预采样单元1031,用于输出预采样脉冲131a,所述预采样脉冲131a的周期与所述外部脉冲信号10a的周期一致;采样信号生成单元1032,用于在所述计数值11a等于任一所述第一随机数12a时输出采样信号132a;采样脉冲生成单元1033,连接所述预采样单元1031与所述采样信号生成单元1032,用于对所述预采样脉冲131a和所述采样信号132a进行与运算处理,以输出所述采样脉冲13a。

在本申请实施例中,第一生成单元103还包括预采样单元1031、采样信号生成单元1032和采样脉冲生成单元1033。

预采样单元1031用于接收外部脉冲信号10a,并基于外部脉冲信号10a的下降沿,生成并输出预采样脉冲131a,预采样脉冲131a的周期与外部脉冲信号10a的周期一致。可以理解的是,预采样单元1031也可以基于外部脉冲信号10a的上升沿,生成并输出预采样脉冲131a。在一些实施例中,预采样单元1031用于接收延迟后的外部脉冲信号10a,以使得预采样脉冲131a的上升沿与采样信号132a的上升沿对齐。

采样信号生成单元1032中包括多个逻辑门,且连接计数单元101和多个随机单元102。采样信号生成单元1032在计数值11a等于任一第一随机数12a时输出采样信号132a。

采样脉冲生成单元1033连接预采样单元1031与采样信号生成单元1032。采样脉冲生成单元1033对接收到的预采样脉冲131a和采样信号132a进行与运算处理,以在预采样脉冲131a和采样信号132a的电平状态相同时,输出采样脉冲13a。可以理解的是,采样脉冲生成单元1033可以通过与非门连接预采样单元1031和采样信号生成单元1032,而后再通过反相器进行反相,由于与非门的电路较为简单,有利于简化设计和节约成本。

如图3所示,本申请实施例提供了一种刷新方法,包括:

步骤S10:对接收的外部脉冲信号10a进行计数,并响应于行锤刷新命令RHR重置计数值11a;在输出所述计数值11a之前生成并输出第一随机数12a;

步骤S20:获取所述计数值11a和多个所述第一随机数12a;在所述计数值11a等于任一所述第一随机数12a时输出采样脉冲13a;

步骤S30:在接收到所述采样脉冲13a时获取对应的访问地址15a,以及基于获取到的至少一个所述访问地址15a生成行锤地址14a;

步骤S40:响应下一所述行锤刷新命令RHR,刷新与所述行锤地址14a相邻的至少一条行地址。

在本申请实施例中,响应于行锤刷新命令RHR对外部脉冲信号10a的脉冲数目进行计数,以生成计数值11a,并在输出计数值11a之前,生成多个不同的第一随机数12a,且响应于下一次行锤刷新命令RHR,将计数值11a重置,以及更新第一随机数12a。示例性地,在接收到行锤刷新命令RHR之后,计数值11a会随着接收到的外部脉冲信号10a的脉冲数目的增加而不断改变,而第一随机数12a可以是不变的;当接收到下一次行锤刷新命令RHR之后,重置计数值11a,并更新第一随机数12a。也就是说,在两次行锤刷新命令RHR之间,即一个行锤刷新周期中,只会一次生成多个不同的第一随机数12a。

在本申请实施例中,在生成计数值11a和多个第一随机数12a之后,获取计数值11a和多个第一随机数12a,其中同一时刻的多个第一随机数12a可以不同。在计数值11a等于任一第一随机数12a的情况下,输出采样脉冲13a。示例性地,通过LFSR生成伪随机数以生成第一随机数12a。LFSR生成的伪随机数可以直接作为第一随机数12a,通过将多个LFSR的初始值设置为不同的值,可以使得同一时刻多个LFSR产生的多个伪随机数均不同,即多个第一随机数12a不同;可选地,也可以将多个伪随机数进行一定的运算从而产生多个不同的第一随机数12a。此外,可选地,若在一个行锤刷新周期中获取到两个相同的第一随机数12a,则可以生成激励信号,以重新生成其中一个重复的第一随机数12a,直至获取到多个不同的第一随机数12a,在此情形下,在一个行锤刷新周期中可能多次生成某一个第一随机数12a。在一些实施例中,可以通过具有多个逻辑门的电路,比较计数值11a和每一第一随机数12a,当某一时刻的计数值11a等于任一第一随机数12a时,输出采样脉冲13a。

在本申请实施例中,在接收到采样脉冲13a时抓取对应的访问地址15a,以及基于抓取到的至少一个所述访问地址生成行锤地址14a。示例性地,在一个行锤刷新周期中存在某一个时刻,计数值11a等于任一第一随机数12a,此时接收到采样脉冲13a以抓取访问地址15a。然后根据一个行锤刷新周期中抓取到的至少一个访问地址15a,确定行锤地址14a。在一些实施例中,可以将抓取到的多个访问地址15a中,出现频次最高的访问地址15a作为行锤地址14a。如此,通过产生多个不同的第一随机数12a,可以在行锤刷新周期内随机抓取至少一个访问地址15a,增加了抓取地址的随机性和均匀性,从而提高所生成行锤地址14a的准确性,以减少行锤效应带来的数据错误和数据丢失。

在本申请实施例中,响应于下一次行锤刷新命令RHR,刷新与行锤地址14a相邻的至少一条行地址,这里行锤地址14a相邻的至少一条行地址即受害行。可选地,根据刷新电路及存储器的性能和功耗要求,可以选择与行锤地址14a相邻的一条行地址进行刷新,以降低功耗;也可以选择与行锤地址14a相邻的多条,甚至相邻的所有行地址进行刷新,以提高刷新受害行的准确性。

在一些实施例中,所述在输出所述计数值11a之前生成第一随机数12a,还包括:基于环境温度调整所述第一随机数12a的最大随机值。

在一些实施例中,所述基于环境温度调整所述第一随机数12a的最大随机值,包括:响应于所述行锤刷新命令RHR生成n个第二随机数;基于环境温度将生成的m个所述第二随机数之和输出,以作为所述第一随机数12a;其中,n≥m≥1;或者,基于环境温度将一个所述第二随机数输出,以作为所述第一随机数12a。

在本申请实施例中,根据接收到的行锤刷新命令RHR生成n个第二随机数,其中n为大于或等于1的整数,第二随机数可以为伪随机数。示例性地,可以基于不同的环境温度,将n个第二随机数中的m个第二随机数之和输出,作为第一随机数12a,其中n≥m≥1;或者直接将其中一个第二随机数输出,作为第一随机数12a。在一些实施例中,还可以检测生成的多个第一随机数12a是否均不相同,当存在第一随机数12a重复时,重新生成对应的第一随机数12a。

在一些实施例中,当环境温度较高时,直接将其中一个第二随机数输出,作为第一随机数12a,此时第一随机数12a的最大值较小;当环境温度较低时,将m个第二随机数之和输出,作为第一随机数12a,此时第一随机数12a的最大值较大。由此,可以保证不同温度下,计数值11a等于任一第一随机数12a的次数不变,即抓取访问地址15a的数量不变,并维持均匀性。

在一些实施例中,所述刷新方法还包括:检测所述环境温度;基于所述环境温度输出不同的温度标志信号16a,不同的所述温度标志信号16a用于表征不同的所述环境温度;所述基于环境温度调整所述第一随机数12a的最大随机值包括:基于所述温度标志信号16a调整所述第一随机数12a的最大随机值。

在一些实施例中,所述刷新方法还包括:基于所述环境温度调整所述计数值11a的计数最大值。

在本申请实施例中,可以基于温度标志信号16a表征的环境温度,调整计数最大值,以对应第一随机数12a的最大随机值。在一些实施例中,可以根据环境温度,实时地调整计数最大值。在一些实施例中,当计数值11a达到计数最大值后,可以进入休眠状态,以节省功耗。

在一些实施例中,所述环境温度包括第一温度区间和第二温度区间;所述对接收的外部脉冲信号10a进行计数包括:基于处于所述第一温度区间的所述环境温度,对所述外部脉冲信号10a进行计数,生成第一计数值;基于处于所述第二温度区间的所述环境温度,对所述外部脉冲信号10a进行计数,生成第二计数值;所述第一计数值和所述第二计数值择一作为所述计数值11a,所述第一计数值和所述第二计数值的所述计数最大值不同。

可以理解的是,环境温度还可以包括两个以上的温度区间,且基于不同的温度区间,以生成对应的计数值11a。

在一些实施例中,所述外部脉冲信号10a的周期与2

在一些实施例中,所述第一随机数12a的数量大于或等于3;所述基于获取到的至少一个所述访问地址15a生成行锤地址14a,包括:基于获取的访问地址15a中出现频次最高的一个或多个访问地址15a生成所述行锤地址14a。

如图4所示,本申请实施例还提供了一种刷新电路200,包括:计数单元201,用于对接收的外部脉冲信号20a进行计数,并响应于行锤刷新命令RHR重置计数值21a;随机单元202,用于在所述计数单元201输出所述计数值21a之前生成第一随机数22a;第一生成单元203,连接所述计数单元201和多个所述随机单元202,用于获取所述计数单元201生成的所述计数值21a和多个所述随机单元202生成的多个所述第一随机数22a,不同所述随机单元202生成的所述第一随机数22a不同;所述第一生成单元203还用于在所述计数值21a等于任一所述第一随机数22a时输出采样脉冲23a;第二生成单元204,与所述第一生成单元203的输出端连接,用于在接收到所述采样脉冲23a时获取对应的访问地址25a,以及基于获取到的至少一个所述访问地址生成行锤地址24a;刷新单元205,用于响应下一所述行锤刷新命令RHR,刷新与所述行锤地址24a相邻的至少一条行地址。

在本申请实施例中,计数单元201和多个随机单元202还接收存储器内置的温度标志信号(图4中未示出),温度标志信号用于表征环境温度处于高温范围或者低温范围。计数单元201包括第一计数单元2011和第二计数单元2012。第一计数单元2011为i位计数器,第二计数单元2012为i+1位计数器。这里以i=3为例进行说明,则第一计数单元2011的计数最大值为7,第二计数单元2012的计数最大值为15。计数单元对外部脉冲信号20a进行计数,这里的外部脉冲信号20a为环形振荡器产生的方波脉冲信号,外部脉冲信号20a的周期为t。计数单元201还在接收到行锤刷新命令RHR时复位,将计数值21a重置为0。多个随机单元202包括四个第一随机单元2021和四个第二随机单元2022,第一随机单元2021和第二随机单元2022均为k位的LFSR,并基于行锤刷新命令RHR生成伪随机数。行锤刷新的最小周期tRHR

这里以k=3为例进行说明,则第一随机单元2021和第二随机单元2022输出的伪随机数范围均为1~7。四个第一随机单元2021的初始值均不同,四个第二随机单元2022的初始值也均不同,使得同一时刻四个第一随机单元2021所产生的四个伪随机数均不同,四个第二随机单元2022所产生的四个伪随机数也均不同。

第一生成单元203包括预采样单元2031、采样信号生成单元2032和采样脉冲生成单元2033。采样信号生成单元2032在计数值21a等于任一第一随机数22a时输出采样信号232a。值得注意的是,这里的计数值21a和第一随机数22a均为二进制数,3位第一随机数22a的每一位和3位计数值21a中对应的一位通过异或门Xor的运算,并将3个运算结果mat<0>、mat<1>和mat<2>输入至或非门nor,再通过或门or,将多个第一随机数22a和计数值21a的比较结果输出。由此,当计数值21a等于任一第一随机数22a时,对应的异或门Xor输出的mat<0>、mat<1>和mat<2>为0,此时对应的或非门nor输出1,则或门or最终输出1,即输出采样信号232a。

预采样单元2031根据外部脉冲信号20a的下降沿输出预采样脉冲231a;采样脉冲生成单元2033在预采样脉冲231a和采样信号232a为相同电平状态时输出采样脉冲23a。在一些实施例中,第一生成单元203还包括延迟单元2034,延迟单元2034连接在环形振荡器和预采样单元2031之间,用于延迟输入到预采样单元2031的外部脉冲信号20a,从而延迟生成的预采样脉冲231a,以防止预采样脉冲231a错过生成速度较慢的采样信号232a。

在环境温度处于高温范围的情况下,如图5所示的时序图,第一计数单元2011对外部脉冲信号20a进行计数,输出计数值21a。四个第一随机单元2021产生的伪随机数直接作为第一随机数22a。当计数值21a等于任一第一随机数22a时,采样信号232a为高电平。第一生成单元203对采样信号232a和预采样脉冲231a进行与运算处理,即当预采样脉冲231a和采样信号232a均为高电平时,输出采样脉冲23a,以进行访问地址25a的采样。可以理解的是,由于使用了四个第一随机单元2021,在一个行锤刷新周期内最多可以抓取4次访问地址25a。值得注意的是,图5中,三个行锤刷新周期tRHR1、tRHR2、tRHR3所对应的环境温度不同,且环境温度越高,行锤刷新周期tRHR越短。

在环境温度处于低温范围的情况下(图5未示出此情况的时序图),第二计数单元2012对外部脉冲信号20a进行计数,输出计数值21a。第一随机单元2021和第二随机单元2022产生的伪随机数两两相加的结果作为第一随机数22a。当计数值21a等于任一第一随机数22a时,采样信号232a为高电平。可以理解的是,此时计数值21a的计数最大值为15,第一随机数22a的最大随机值为14。因此,相较于环境温度处于高温范围的情况,计数最大值与最大随机值均增大,以保证不同温度下,抓取访问地址25a的数量不变,并维持均匀性。

如此,一方面,通过产生多个不同的第一随机数22a,可以在行锤刷新周期内随机抓取至少一个访问地址25a,增加了抓取地址的随机性,从而提高所生成行锤地址24a的准确性,减少行锤效应带来的数据错误和数据丢失。另一方面,基于不同温度调整计数最大值和最大随机值,使得不同温度下抓取访问地址25a的均匀性较好。

如图6所示,本申请实施例还提供了一种存储器300,包括:存储单元阵列301;外围电路302,与所述存储单元阵列301耦接;所述外围电路302包括上述实施例中任一所述的刷新电路。如此,增加了抓取访问地址的随机性,提高所生成行锤地址的准确性,以减少行锤效应带来的存储器数据错误和数据丢失。

如图7所示,本申请实施例还提供了一种存储系统400,包括:存储器401,包括上述实施例中任一所述的刷新电路;控制器402,与所述存储器401耦接;所述控制器402用于控制所述存储器401。如此可以增加抓取访问地址的随机性,提高所生成行锤地址的准确性,减少行锤效应带来的存储器数据错误和数据丢失,提高存储系统的稳定性。

需要说明的是,本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例或设备实施例。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

相关技术
  • 存储系统及用于其的存储器模块和半导体存储器件
  • 选择电路、可配置的存储器存储系统及其操作方法
  • 刷新电路、刷新方法及半导体存储器
  • 一种锤击刷新方法、锤击刷新电路及半导体存储器
技术分类

06120116480501