[发明专利]一种优化的相变存储器体系结构

权利要求书

1.一种优化的相变存储器体系结构，包括PCM单元阵列和两组读取电路；其特征在于：

所述的PCM单元阵列每行由多个PCM单元组成，每行中的PCM单元被分成数据域和校验域，所述的校验域进一步分为分组信息域和ECC校验码域；数据域中的PCM单元采用单层存储结构即每个PCM单元存储一个数据，校验域中的PCM单元采用双层存储结构即每个PCM单元存储两个数据；

所述的两组读取电路其中一组用于为数据域中的PCM单元施加读电压，另一组用于为校验域中的PCM单元施加读电压；

所述数据域中的PCM单元根据易损位元的位置被分成N组，使得易损位元均匀分布在每组中且每组最多只有一个易损位元，每组PCM单元均通过计算对应得到一个ECC校验值，N为大于1的自然数；所述的易损位元为数据域中写电压下限接近于读取电路施加的读电压的PCM单元；

任一行ECC校验码域中的PCM单元用于存储本行数据域中各组PCM单元的ECC校验值，任一行分组信息域中的PCM单元用于存储本行数据域的分组信息。

2.根据权利要求1所述的相变存储器体系结构，其特征在于：所述数据域中的PCM单元根据易损位元的位置被分成N组，具体分组标准及流程如下：

首先，对数据域中的PCM单元从右往左进行二进制编号，并构造数据域可采用的分组模板并给定每个分组模板的差异特征值；

若数据域中没有易损位元或只有一个易损位元，则任取一个分组模板将数据域中的PCM单元分成两组；

若数据域中存在有两个易损位元，则对这两个易损位元的编号进行异或运算得到差异值，进而将该差异值分解为m个差异特征值，从与这m个差异特征值对应的m个分组模板中任取一个分组模板将数据域中的PCM单元分成两组，m为差异值中为1的数码个数；

若数据域中存在至少三个易损位元，则按以下步骤进行操作：

(1)从数据域中任取两个易损位元，对这两个易损位元的编号进行异或运算得到差异值，进而将该差异值分解为m个差异特征值，从与这m个差异特征值对应的m个分组模板中任取一个分组模板将数据域中的PCM单元分成两组；

(2)再从数据域中任取一个易损位元，判断该易损位元与之前取出的所有易损位元中哪个易损位元同属于一组，进而对同组的这两个易损位元按步骤(1)的操作获得一个分组模板，进而根据该分组模板将之前分组得到的每组PCM单元再进一步分成两组；

反复执行步骤(2)，直至数据域中所有易损位元都被取光。

3.根据权利要求2所述的相变存储器体系结构，其特征在于：所述数据域中PCM单元的个数为2ⁿ，则该数据域可采用的分组模板个数为n，这n个分组模板的差异特征值均由n位数码组成，其中第i个分组模板的差异特征值中从右往左第i位数码为1，其余数码均为零；n和i均为大于0的自然数且1≤i≤n。

4.根据权利要求3所述的相变存储器体系结构，其特征在于：所述第i个分组模板的分组形式为：将数据域或任一组PCM单元从左往右分割成多个窗口，每个窗口由2ⁱ个PCM单元组成；各个窗口中从左往右前一半PCM单元统一归为一组，后一半PCM单元统一归为另一组，从而使得数据域或任一组PCM单元被分为两组。

5.根据权利要求2所述的相变存储器体系结构，其特征在于：所述将该差异值分解为m个差异特征值，其中第j个差异特征值即保留差异值中从左往右第j个为1的数码，使差异值中其余数码均置为0，j为大于0的自然数且1≤j≤m。

6.根据权利要求1所述的相变存储器体系结构，其特征在于：所述的相变存储器体系结构还包括有设于PCM单元阵列与缓存之间的数据校验电路，其用于对所有从PCM单元阵列读入缓存中的数据进行数据校验。

7.根据权利要求1所述的相变存储器体系结构，其特征在于：每个PCM单元均具有各自的读电压区间和写电压区间，写电压区间比读电压区间大且无交集。