[发明专利]用于存储总线接口的PCM存储器

说明书

技术领域

本申请涉及存储器领域。

背景技术

包括照相机、电话、游戏机、导航系统、网络设备、个人数据助理、数码相框、音乐和视频播放器等的很多便携式电子设备都使用通过标准接口耦合到处理器的非易失性存储器。这种方式还适用于一些较大的嵌入式系统，例如家庭娱乐设备、器械、家庭和办公自动化与监视系统、以及用于发动机、制造方法的控制器等。通常，存储器是内部NAND(与非)闪存，但在其它情况下存储器是可移动存储卡，在一些情况下两者都可以使用。

广泛的开发努力已经很大地改善了闪存的成本、可靠性、速度以及密度，然而，与大多数随机存取存储器(RAM)相比，对闪存写入仍然很慢且复杂。在典型的应用中，闪存包括控制器电路，当控制器执行写入闪存所需的复杂操作序列时，控制器电路使用RAM来暂时存储值。控制器有时被称为“存储和下载”或“页需求”系统，而不是“就地执行(execution in place)”。

相变存储器(PCM)最近被认为是许多不同类型的RAM的可能继承者。它提供了真正的随机存取、合理的写入速度、非常高的读取速度、低功耗并且是非易失性的。虽然在存储控制器中使用PCM来代替RAM提供了闪存系统中的一些优势，但没有改善写入速度和闪存管理的复杂性。

当前，用于嵌入式闪存和外部闪存的最通用的接口是多媒体卡(MMC)和相应的嵌入式MMC(eMMC)。它们与快闪记忆卡、安全数位(SD)卡、小型和微型SD卡以及MMC卡等一起使用。eMMC标准允许单一接口与嵌入式闪存或内部闪存、可移动卡甚至硬盘驱动器一起使用。也正在开发诸如通用闪存存储(UFS)这样的新标准，以允许内部闪存和外部闪存共享单一总线。

为了简化MMC/eMMC接口，存储控制器使得NAND接口适合MMC总线接口，并管理NAND技术专用的任务，例如不良块管理、纠错和检测、损耗均衡算法、安全管理以及逻辑到物理块重映射。这降低了剩余系统的复杂性，但这些附加的存储控制器任务进一步减慢了写入和读取操作。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于非易失性存储器阵列的存储控制器，该控制器包括：

耦合到外部总线以与外部设备传送读取和写入指令的外部总线接口；

耦合到存储器阵列以在所述存储器阵列上执行读取和写入的存储器阵列接口；以及

将期望值写入所述存储器阵列的期望地址的重写模块。

根据本发明的第二方面，提供了一种存储设备，该存储设备包括：

相变存储器阵列；

耦合到所述相变存储器阵列的相变存储器阵列接口；

耦合到外部闪存总线的外部闪存总线接口；以及

耦合到所述相变存储器阵列接口和所述外部闪存总线接口的存储控制器，该存储控制器用于响应于来自所述外部闪存总线接口的命令来通过所述相变存储器阵列接口控制对所述相变存储器阵列的读取和写入。

根据本发明的第三方面，提供了一种方法，该方法包括：

在存储控制器处通过闪存总线控制器接口接收写入命令，该写入命令包括逻辑地址和位值；以及

通过相变存储器阵列接口写入相变存储器阵列，该相变存储器阵列接口将所述逻辑地址重映射到物理地址，并将所述位值写入到所述物理地址处的相变存储器单元。

附图说明

在说明书的结论部分特别指出并显然地要求了本发明的主旨。然而，关于操作的组织和方法以及本发明的目标、特征和优点可以在参阅附图时通过参考以下详细描述来进行最好地理解，其中：

图1A示出了根据一个实施方式的具有单一封装中的存储器阵列和控制器的被管理的PCM产品的框图；

图1B示出了根据一个实施方式的具有单一封装中的多块存储器阵列和控制器的被管理的PCM产品的框图；

图2示出了根据一个实施方式的图1B的被管理的PCM产品的更详细的框图；

图3示出了根据一个实施方式的被管理的PCM产品的框图，其中存储器阵列和控制器在单一晶片中；

图4是根据一个实施方式的耦合到单一外部总线的被管理的PCM产品的框图，其中闪存阵列和闪存控制器、以及PCM存储器和PCM控制器在单一封装中；

图5是根据一个实施方式的存储单元阵列中一系列PCM存储单元的图示；以及

图6是根据一个实施方式的能够包括图1-4的产品的移动设备的框图。

可以理解，为了阐述的简单和清晰，在图中示出的元件没有必要按照比例画出。例如，为了清晰，一些元件的尺寸可以相对于其它元件而被夸大。此外，在认为合适的情况，附图标记在图之间被重复使用来指示相应或相似的元件。

具体实施方式