存储器刷新系统技术方案

一种存储器刷新系统至少包含：一刷新控制器，用以产生排定优先顺位的刷新要求给存储器控制器，以便依据其顺位进行动态存储器的刷新或系统要求。在此存储器刷新系统中排定的刷新要求优先顺位，分为高、中及低顺位刷新要求。而系统要求则分为较高及较低的系统要求。除非刷新要求的顺位高过系统要求，否则系统要求不会被中断，且由于刷新要求已做了顺位排序，高顺位刷新要求可以减至最低的次数，因此对于系统的表现可以大步提高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于存储组件刷新(refresh)系统，特别是指一种以刷新控制器(refresh controller)和一状态空闲监视器(idle monitor)以对刷新要求(refresh request)顺位排序，用以改善存储器因刷新的要求对系统要求(system request)所产生的干扰，并使其尽可能降至最低程度。对于传统动态随机存取存储器(DRAM)组件而言，存储器的内含必须定期的更新以确保已储存的内容得以保存。而这刷新周期(refreshperiod)是依据动态随机存取存储器所设计的组件规格而稍有差异。不过，不管何种规格，由于电荷储存于动态随机存取存储器内随着时间而衰退，因此有必要在每一刷新周期内就将所有的DRAM存储器都再感测(re-sense)其所储存的状态一次并写回(write-back)存储器。因此一可在刷新周期内发出刷新要求以便使所有的存储器都刷新一次的刷新系统电路是必要的。对传统动态随机存取存储器系统进行刷新操作的例子如图一所示。图一中，刷新电路方块100于每个预设的间隔内就对存储器控制器120产生刷新要求。每一预设的间隔都必须在一刷新周期内完成，以确保动态数据的数据储存节点的内容可以很可靠的保留。图二示一更先进的传统存储器刷新系统。一刷新要求处理器(refresh processor)220可用以对一序列由刷新要求产生器(refreshgenerator)210产生的刷新要求，进行顺位排序。然后再依据排定的优先顺位发出刷新要求(假如这一刷新要求有较高的优先顺位的话)至存储器控制器230。排顺位的规则一般是依据有多少个尚未处理(或称悬而未决)的刷新要求(pending refresh request)数目而定，假如悬而未决的刷新要求数目超越临界值，较低顺位的刷新要求顺位将会升级为较高顺位的刷新要求。对一传统的刷新系统而言，一系列的系统要求将会被刷新要求而中断，这是因为此时刷新要求的优先顺位必须高过系统要求否则DRAM内的数据将流失。如果刷新要求不进行何排序动作的话，显然的，存储器系统的性能将会因刷新要求的出现而降低。进行优先顺位的排序将可以有效减少非属紧迫性的刷新要求的出现而干扰到系统要求，除非它比系统要求的顺位更高。请参考图三，图示另一种存储器刷新系统，一般称为背景刷新(background request)系统。当存储器系统没有进行任何的系统要求时，亦即当系统是在空闲状态(idle state)时，一个刷新要求就会进行。当介于处理器305和存储器控制器(memory controller)330之间的总线(bus)处于空闲状态，并且被总线监视器310所侦测时，刷新控制器320就发出刷新要求给系统控制器320，以便对DRAM 340进行刷新。本专利技术的一目的是用以改善存储器刷新系统的刷新要求干扰系统要求，以提高存储器系统的效能表现。本专利技术通过以技术方案达到一种存储器刷新系统，至少包含一状态空闲监视器；一刷新控制器，具有一刷新循环计数器、一残余时间计时器和一间隔计时器以产生排定优先顺位的高顺位刷新要求、中顺位刷新要求或低顺位刷新要求三者其中之一；及一DRAM控制器，该状态空闲监视器监视该DRAM控制器和一处理器之间的总线状态，该刷新控制器产生的该高顺位刷新要求、该中顺位刷新要求或该低顺位刷新要求是依据该刷新循环计数器、该残余时间计时器和该间隔计时器及该状态空闲监视器的信息而定，当该DRAM控制器收到了较高顺位的刷新要求给该存储器，如果该刷新要求的顺位比系统要求的顺位高的话，则该系统刷新该存储器。本专利技术的刷新系统至少包含一状态空闲监视器，一刷新控制器以产生刷新要求的顺位优先排序，及一DRAM控制器，用以比较所接收的刷新要求的优先顺位是否超过系统要求以发出较高顺位的一种给DRAM。优先顺位的排序，基本上是依据还剩下多少个刷新要求及还剩下多少的时间可以完成这些剩余的刷新要求与及存储器系统是否是在空闲的状态。本专利技术提出的刷新要求顺位共分为三种，即高顺位刷新要求、中顺位刷新要求及低顺位刷新要求，而系统要求则分为较高顺位系统要求与较低顺位系统要求二种。本专利技术的方法是将所有的刷新要求(refresh request)或刷新循环(refresh cycles)分配给多个时隙(slot time)。每一时隙必须完成所有分配数量的刷新要求。在一时隙内的刷新要求，个别的、并依据顺位高低顺序处理，并且允许较高顺位的系统要求插入，当然，高顺位刷新要求在本专利技术中顺位排定是最优先的，因此不允插入任何系统要求。由于高顺位刷新要求发生频率将尽可能被降至最低程度，因此，本专利技术的装置及方法将可改善系统的效率。本专利技术提出的一存储器刷新系统，此刷新系统可以产生三种顺位的刷新要求。就存储器刷新系统而言，本专利技术的存储器刷新系统，不仅利用了存储器系统的空闲状态，且因利用了排顺位的方式，因此，可对存储器系统产生最小程度的干扰，利用本专利技术的系统因此将可以大幅改善存储器系统的性能。本专利技术的较佳实施例将于往后的说明文字中辅以下列附图做更详细的阐述图一显示依据传统方法进行存储器刷新系统的一实施例。图二显示依据传统方法具有优先顺位排序以进行存储器刷新系统的一实施例。图三显示依据传统方法具有以背景时间进行存储器刷新系统的一实施例。图四显示依据本专利技术存储器刷新系统一实施例所设计的方块说明图。图五显示依据本专利技术存储器刷新系统一实施例所设计的优先顺位高低排序表的一实施例。图六显示依据本专利技术存储器刷新系统一实施例的状态空闲监视器部分的方块说明图。图七显示依据本专利技术存储器刷新系统一实施例的刷新控制器的方块图说明。图八显示依据本专利技术存储器刷新系统一实施例，说明何时以及何种的刷新要求将必须要产生的流程图。图九显示依据本专利技术存储器刷新系统一实施例的低顺位刷新要求产生器的方块图细节说明。图十显示依据本专利技术存储器刷新系统一实施例的中顺位刷新要求产生器的方块图细节说明。图十一显示依据本专利技术存储器刷新系统一实施例的高顺位刷新要求产生器的方块图细节说明。所有DRAM存储器的储存组件都必须于一规定的时间内进行刷新一次，而这个时间就称为刷新周期时间(refresh period)，刷新周期时间的一典型值约在几十个毫秒之内，在此一刷新周期内约必须完成约1024个刷新循环(refresh cycle)。最简单的刷新循环的分配方式是将所有的刷新循环平均分布于一刷新周期时间之内。每一刷新循环进行一整列(one row)的存储器组件的刷新处理，如果一刷新循环的时间(记做Td)，那Td当然要等于或小于刷新周期除以储存组件的所有列数。另一种刷新的方法是一种称为猝发(burst)的方式，所有的刷新要求或者绝大多数的刷新要求都要在一定的时间完成，这个时间称为Th。Th时间要远远小于一刷新周期时间。不管是刷新要求以平均分布的方式或者是刷新方式以猝发的方式进行，在固定的时间都一定要发出，而当这些刷新要求发出时，将即刻使系统要求停顿下来，因此，DRAM的刷新要求可致使系统表现恶化，尤其是总线也在忙碌时。本专利技术所采用的手段既不是将刷新要求以平均分布的方式处理也不是以猝发的方式发出，而是将刷新周期分成数个群组，称为时段(slot)。每一时段都有相同的时间间隔称为时隙(tim本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器刷新系统，其特征在于：至少包含：一状态空闲监视器；一刷新控制器，具有一刷新循环计数器、一残余时间计时器和一间隔计时器以产生排定优先顺位的高顺位刷新要求、中顺位刷新要求或低顺位刷新要求三者其中之一；及一ＤＲＡＭ控制器，该状态空闲监视器监视该ＤＲＡＭ控制器和一处理器之间的总线状态，该刷新控制器产生的该高顺位刷新要求、该中顺位刷新要求或该低顺位刷新要求是依据该刷新循环计数器、该残余时间计时器和该间隔计时器及该状态空闲监视器的信息而定，当该ＤＲＡＭ控制器收到了较高顺位的刷新要求给该存储器，如果该刷新要求的顺位比系统要求的顺位高的话，则该系统刷新该存储器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种存储器刷新系统，其特征在于至少包含一状态空闲监视器；一刷新控制器，具有一刷新循环计数器、一残余时间计时器和一间隔计时器以产生排定优先顺位的高顺位刷新要求、中顺位刷新要求或低顺位刷新要求三者其中之一；及一DRAM控制器，该状态空闲监视器监视该DRAM控制器和一处理器之间的总线状态，该刷新控制器产生的该高顺位刷新要求、该中顺位刷新要求或该低顺位刷新要求是依据该刷新循环计数器、该残余时间计时器和该间隔计时器及该状态空闲监视器的信息而定，当该DRAM控制器收到了较高顺位的刷新要求给该存储器，如果该刷新要求的顺位比系统要求的顺位高的话，则该系统刷新该存储器。2.如权利要求1所述的存储器刷新系统，其特征在于上述的状态空闲监视器至少包含计数器用以计算该存储器刷新系统已历经多少个空闲时钟；及一比较器用以比较该计数器所计数的值是否超过一预设的临界值。3.如权利要求1所述的存储器刷新系统，其特征在于上述的刷新控制器还包含一组态电路，用以初始化该刷新循环计数器、该间隔计时器和该残余时间计时器；一高顺位刷新要求产生器，用以产生高顺位刷新要求；一中顺位刷新要求产生器，用以产生中顺位刷新要求；及一低顺位刷新要求产生器，用以产生低顺位刷新要求。4.如权利要求3所述的存储器刷新系统，其特征在于上述的间隔计时器、该残余时间计时器和该刷新循环计数器都分别为该组态电路预设为第一、第二及第三预设值。5.如权利要求3所述的存储器刷新系统，其特征在于上述的第一、第二及第三预设值分别为零、一时隙时间、分配至该时序所要处理的刷新循环的数目。6.如权利要求5所述的存储器刷新系统，其特征在于上述的时隙时间约为1-8毫秒。7.如权利要求3所述的存储器刷新系统，其特征在于上述的间隔计时器增加一时钟计数直到上述的刷新要求的其中之一被发至该存储器控制器。8.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俊彦，吕忠晏，
申请(专利权)人：矽统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]