[发明专利]相变存储器的数据写入方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及存储器件领域，特别涉及相变存储器的数据写入方法及装置。

背景技术

相变存储器PCM（Phase Change Memory）是以硫系化合物（典型材料为Ge₂Sb₂Te₅,GST）为基础的半导体存储器。PCM按位为单位进行操作，利用硫系化合物在低阻的晶态（SET态）和高阻的非晶态（RESET态）之间的电阻阻值的差来表征和存储二进制数据“1”和“0”。所谓相指的是物质系统中具有相同物理性质的均匀物质部分，它和其它部分之间用一定的分界面隔离开来。例如，在由水和冰组成的系统中，冰是一个相，水是另一个相。冰变为水过程即为一个相变过程。

PCM因为其存取速度快、非易失性、工艺简单和高容量被视为闪存和DRAM(动态随机存储器)的接班者。

同时，PCM也存在一定的不足，那就是在写入PCM数据时的能量损耗比较大。因此，减小写入PCM数据时的能量损耗成为当下的研究热门。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供相变存储器的数据写入方法及装置，来减小PCM写入数据时的能量损耗。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种相变存储器的数据写入方法，包括：

将将要写入相变存储器的目标地址中的一组数据作为源数据，采用多种不同的预处理方式对所述源数据进行预处理，获得多组备选数据，其中，每一组备选数据的位数与所述源数据的位数N相等，所述N为自然数；

计算所述每一组备选数据存储至所述目标地址的能量损耗值，得到多个能量损耗值；

令所述目标地址存储所述多个能量损耗值中取值最小的能量损耗值所对应的备选数据。

优选的，在所述多种不同的预处理方式中，其中一种预处理方式为不进行任何处理，其他预处理方式包括按位取反、与给定数据按位异或、与给定数据按位同或和循环移位方式中的任意一种或任意组合。

优选的，所述计算所述每一组备选数据存储至所述目标地址的能量损耗值，得到多个能量损耗值的过程包括：

针对任一备选数据，将备选数据在第i位上的取值与所述目标地址当前存储数据在第i位上的取值进行比较，得到取值相同或取值不同的比较结果，所述i为自然数，取值介于1至N之间，并且包括1和N；

将所述比较结果中取值不同的比较结果所对应的位作为目标位，确定出X个目标位，所述X为自然数，取值介于1至N之间，并且包括1和N；

计算将所述备选数据在所有目标位上的取值写入所述目标地址相应位置的能量损耗值。

优选的，所述将备选数据在第i位上的取值与所述目标地址当前存储数据在第i位上的取值进行比较的过程包括：

将所述目标地址当前存储数据和所述备选数据按位异或得到异或结果，在第i位上的异或结果作为第i位的比较结果。

优选的，任一备选数据在每一目标位上的取值为0或1，所述计算将所述备选数据在所有目标位上的取值写入所述目标地址相应位置的能量损耗值的过程包括：

设置写入0的能量损耗值和写入1的能量损耗值的比例系数为a:b;

统计在所述X个目标位中取值为0的目标位的个数，记为num0；

统计在所述X个目标位中取值为1的目标位的个数，记为num1；

根据公式a^*num0+b^*num1计算出将备选数据在每一目标位上的取值写入所述目标地址相应位置的能量损耗值。

优选的，所述方法还包括：

保存取值最小的能量损耗值所对应的备选数据的还原方式，以便在读取时，根据保存的还原方式将存储在所述目标地址中的、取值最小的能量损耗值所对应的备选数据还原成所述源数据。

一种相变存储器的数据写入装置，包括：数据预处理模块、数据计算模块和数据存储模块；

数据预处理模块用于，将将要写入相变存储器的目标地址中的一组数据作为源数据，采用多种不同的预处理方式对所述源数据进行预处理，获得多组备选数据，其中，每一组备选数据的位数与所述源数据的位数N相等，所述N为自然数；

数据计算模块用于，计算所述每一组备选数据存储至所述目标地址的能量损耗值，得到多个能量损耗值；

数据存储模块用于，令所述目标地址存储所述多个能量损耗值中取值最小的能量损耗值所对应的备选数据。

优选的，所述数据计算模块包括数据比较单元、目标位生成单元和计算单元；