動態隨機存取存儲器控制器及其控制方法技術

動態隨機存取存儲器控制器及其控制方法。動態隨機存取存儲器的再充電(refresh)調度。一指令隊列使要發送至一動態隨機存取存儲器的操作指令在其中排隊。一微控制器以一計數器計數完全再充電(包括一次性再充電以及逐堆再充電)該動態隨機存取存儲器的一階層的次數，并在該計數器的計數尚未達一上限、且該階層無存取指令等待于該指令隊列時，連續對該階層一次性再充電。該微控制器計時每累積一監控時間單位，則令該計數器減一。

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 micro controller with a counter completely recharged (including one-time recharge and recharge times by stack class) the dynamic random access memory, and an upper limit, has not yet reached in the counting of the counter and the class without access to the instruction queue waiting for instructions, the one-time recharge continuous stratum. The microcontroller timing each cumulative monitoring time unit, then make the counter minus one.

【技術實現步驟摘要】
動態隨機存取存儲器控制器及其控制方法
本申請涉及動態隨機存取存儲器(DRAM)的再充電(refresh)調度。
技術介紹
動態隨機存取存儲器(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象，因此動態隨機存取存儲器(DRAM)有再充電(refresh)需求，以維護所存儲的數據可靠度。
技術實現思路
本申請有關于動態隨機存取存儲器的再充電(refresh，或稱為刷新)調度。根據本申請一種實施方式實現的一種動態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。該指令隊列使要發送至一動態隨機存取存儲器的操作指令在其中排隊。該微控制器以一計數器計數對該動態隨機存取存儲器的一階層(rank)完全再充電的次數，并在該計數器的計數尚未達一上限、且無對應于該階層的存取指令等待于該指令隊列時，連續對該階層執行一次性再充電(per-rankrefreshing)。該微控制器計時每累積一監控時間單位，則令該計數器減一。如此一來，動態隨機存取存儲器的再充電是集中于運算資源閑散時進行。本申請概念更可實現為動態隨機存取存儲器控制方法，包括以下步驟：提供一指令隊列，使要發送至一動態隨機存取存儲器的操作指令在其中排隊；以一計數器計數對該動態隨機存取存儲器的一階層完全再充電的次數；在該計數器的計數尚未達一上限、且無對應于該階層的存取指令等待于該指令隊列時，連續對該階層執行一次性再充電；且計時每累積一監控時間單位，則令該計數器減一。本申請所公開的前述動態隨機存取存儲器控制器以及控制方法根據各階層的閑置狀況，來動態調度對該階層的再充電操作，具體而言，于某一監控時間單位內于該階層閑置的區間，連續反復對該階層進行一次性再充電操作，而不必固定地每隔一監控時間單位才進行一次性再充電操作，使后續數個監控時間單位(如，Nx(tREFI))無須耗費資源在該階層的再充電，從而提高對應于該階層的存取指令的執行效率。本專利技術另一方面在對某一階層的某一存儲單元堆進行再充電操作時，動態調整對應于該階層各個存儲單元堆所對應存取指令的優先級，使得未輪到再充電的存儲單元堆對應的存取指令得以被執行，使得該階層等待于該指令隊列的存取指令不會被過度延滯。下文特舉實施例，并配合所附圖示，詳細說明本
技術實現思路
。附圖說明圖1為方塊圖，根據本申請一種實施方式圖解一動態隨機存取存儲器100以及相關的動態隨機存取存儲器控制器102；圖2為時序圖，根據本申請一種實施方式劃分一個監控時間單位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?！痉栒f明】100～動態隨機存取存儲器；102～動態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～監控時間單位；tRFCpr～時限；S302～步驟，計數器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，計數器Cnt1>＝8？S308～步驟，此輪監控時間單位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，計數器Cnt1>＝8？S318～步驟，對階層rank1一次性再充電(計數器Cnt1加1)；S320～此輪監控時間單位tREFI不再對階層rank1做再充電；S322～計數器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的存取指令的優先權；S410～步驟，監控階層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，根據本申請一種實施方式圖解一動態隨機存取存儲器100以及相關的動態隨機存取存儲器控制器102。動態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使要發送至該動態隨機存取存儲器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實施例是將動態隨機存取存儲器控制器102實現在芯片組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(SystemonaChip，SoC)的實施方式中，動態隨機存取存儲器控制器102實現于該片上系統芯片上；在傳統南北橋分立的芯片組108的實施方式中，動態隨機存取存儲器控制器102，更具體而言，實現于芯片組108的北橋上，但并不意圖限定。動態隨機存取存儲器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-rankrefreshi本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種動態隨機存取存儲器控制器，包括：指令隊列，使要發送至動態隨機存取存儲器的操作指令在其中排隊；以及微控制器，以計數器計數對該動態隨機存取存儲器的一階層完全再充電的次數，并在該計數器的計數尚未達一上限、且無對應于該階層的存取指令等待于該指令隊列時，連續對該階層執行一次性再充電，其中，該微控制器計時每累積一監控時間單位，則令該計數器減一。

【技術特征摘要】
1.一種動態隨機存取存儲器控制器，包括：指令隊列，使要發送至動態隨機存取存儲器的操作指令在其中排隊；以及微控制器，以計數器計數對該動態隨機存取存儲器的一階層完全再充電的次數，并在該計數器的計數尚未達一上限、且無對應于該階層的存取指令等待于該指令隊列時，連續對該階層執行一次性再充電，其中，該微控制器計時每累積一監控時間單位，則令該計數器減一。2.如權利要求1所述的動態隨機存取存儲器控制器，其中：該微控制器在該計數器達該上限時，不再在對應的監控時間單位對該階層進行再充電。3.如權利要求1所述的動態隨機存取存儲器控制器，其中：該微控制器在有對應于該階層的存取指令等待于該指令隊列、且該計數器大于零時，優先于該階層的再充電，執行該指令隊列中該階層的存取指令。4.如權利要求1所述的動態隨機存取存儲器控制器，其中：該微控制器在有對應于該階層的存取指令等待于該指令隊列、但該計數器為零時，優先于對應于該階層的存取指令，對該階層進行再充電。5.如權利要求1所述的動態隨機存取存儲器控制器，其中：該微控制器在有對應于該階層的存取指令等待于該指令隊列、但該計數器為零時，對該階層的多個存儲單元堆逐堆再充電，使未輪到再充電的存儲單元堆得以被存取。6.如權利要求5所述的動態隨機存取存儲器控制器，其中：該微控制器再充電該階層的單一存儲單元堆時，還調升該指令隊列中對應于該階層除該單一存儲單元堆外的其他存儲單元堆的存取指令的優先權；且該微控制器結束再充電該階層的所述單一存儲單元堆時，還恢復該指令隊列中對應于該階層除該單一存儲單元堆外的其他存儲單元堆的存取指令的優先權。7.如權利要求5所述的動態隨機存取存儲器控制器，其中：該微控制器再充電該階層的單一存儲單元堆時，還調降該指令隊列中對應于該單一存儲單元堆的存取指令的優先權。8.如權利要求7所述的動態隨機存取存儲器控制器，其中：該微控制器結束再充電該階層的所述單一存儲單元堆時，還恢復該指令隊列中對應于該單一存儲單元堆的存取指令的優先權。9.如權利要求1所述的動態隨機存取存儲器控制器，其中：該微控制器對該階層一次性再充電時，還調降該指令隊列中對應于該階層的存取指令的優先權。10.如權利要求9所述的動態隨機存取存儲器控制器，其中：該微控制器結束對該階層一次性再充電時，還恢復該指令隊列中對應...

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