【技术实现步骤摘要】
本申请属于存储器，特别是涉及一种内存数据存储结构、管理方法及内存管理器、内存装置。
技术介绍
1、电阻式随机存取存储器(resistive random access memory，reram)是一种正处于开发阶段的下一代内存技术。reram的实现原理是由一个电压被应用于一种堆叠的材料，进而导致电阻变化，这种变化可以在内存中记录数据(0和1)。与闪存相比，reram具有很强的随机存储的性能，它的优势是读取延迟更低且写入速度更快。尽管reram具有这些优良属性，但在量产过程中，遇到的困难重重，特别是可靠性尚未达到量产标准，多次执行后，会导致部分电阻单元(cell)失效。
2、由此，reram的可靠性问题成为本领域的一项重要课题，目前常常采用的方法为：利用纠错码(ecc)的方式来解决reram的可靠性问题，以延长reram的使用寿命。以32bit位宽的数据为例，每32bit数据，需要24bit ecc码对4bit失效cell数据就行修正，该技术可以解决部分可靠性问题，但其效果并不是非常明显，且具有一些的局限性。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种内存数据存储结构、管理方法及内存管理器、内存装置，用于解决reram的可靠性问题。
2、第一方面，本申请提供一种内存数据存储结构，包括主存储区、冗余修复区和索引区，所述主存储区、所述冗余修复区和所述索引区分别包括若干数据单元；所述主存储区用于存储数据；所述冗余修复区用于以数据单元为单位修复所述主存储区中的失效数据
3、在第一方面的一种实现方式中，所述数据单元包括数据子单元和纠错子单元；所述数据子单元用于存储数据，所述纠错子单元用于存储纠错码；所述数据单元内存储的纠错码用于对该数据单元内存储的数据进行纠错。
4、在第一方面的一种实现方式中，所述索引区包括失效数据单元位置索引表和冗余单元映射位置索引表；所述失效数据单元位置索引表用于标记所述主存储区中的各数据单元的物理状态；所述物理状态包括和有效状态和失效状态；所述冗余单元映射位置索引表用于建立所述主存储区中标记为失效状态的数据单元映射到所述冗余修复区的地址；所述失效状态的数据单元即为失效数据单元；所述有效状态的数据单元即为有效数据单元。
5、在第一方面的一种实现方式中，所述失效数据单元位置索引表和/或所述冗余单元映射位置索引表通过数据压缩后进行存储。
6、在第一方面的一种实现方式中，所述失效数据单元位置索引表的压缩数据采用自上而下发展方式进行存储，所述冗余单元映射位置索引表的压缩数据采用自下而上的发展方式进行存储；或所述失效数据单元位置索引表的压缩数据采用自下而上发展方式进行存储，所述冗余单元映射位置索引表的压缩数据采用自上而下的发展方式进行存储。
7、在第一方面的一种实现方式中，所述纠错码包括误差校正码。
8、第二方面，本申请提供一种内存数据管理方法，包括：采用根据上述任意一项所述的内存数据存储结构存储数据；读取索引区的数据；获取读/写指令，根据读/写指令地址以及所述索引区的数据解析获得读/写真实地址；于读/写真实地址对应的数据单元中读取/写入数据；根据所述读/写真实地址对应的数据单元中存储的误差校正码进行失效预警；对失效预警的数据单元进行修复。
9、在第二方面的一种实现方式中，根据所述读/写真实地址对应的数据单元中存储的误差校正码进行失效预警，包括：判断所述数据单元中存储的误差校正码的误码位数是否超出预设值；若是，则对所述数据单元进行失效预警；若否，则不进行失效预警。
10、在第二方面的一种实现方式中，对失效预警的数据单元进行修复，包括：判断冗余修复区是否有冗余地址；若是，则将所述读取/写入数据写入所述冗余地址，并更新所述索引区的索引数据；若否，则判定内存芯片为废片。
11、在第二方面的一种实现方式中，更新所述索引区的索引数据，包括：判断所述索引区中的数据单元是否存满；若是，则判定内存芯片为废片；若否，则将需要更新的索引数据写入所述索引区。
12、第三方面，本申请提供内存管理器，包括：存储器，被配置为存储计算机程序；以及处理器，被配置为执行所述计算机程序，以使所述内存管理器执行根据本申请第一方面所述的方法。
13、第四方面，本申请提供一种内存芯片，包括上述任一项所述的内存数据存储结构。
14、第四方面，本申请提供一种内存装置，包括上述的内存芯片以及根据本申请第三方面所述的内存管理器，所述内存管理器用于对所述内存芯片中的内存数据进行管理。
15、如上所述，本申请所述的内存数据存储结构、管理方法及内存管理器、内存装置，具有以下有益效果：
16、(1)本申请设计冗余修复区，以数据单元为单位修复主存储区中的失效数据单元，对内存的读写速度不造成影响，可以随机读写，冗余空间利用率更高；
17、(2)本申请将纠错技术与冗余修复相结合，具有更好的可靠性，即使有某些数据单元擦写次数不及预期，也可以有效避免应用端的读写失败。
18、(3)本申请同一地址可以多次冗余修复，只要有冗余空闲，即使同地址多次失效，也可以多次修复，也就是说对同一个地址进行反复读写操作，也不会影响对reram使用寿命造成影响，循环持久性更好。
19、(4)本申请基于纠错码进行提前预警，可以在数据单元失效前正确预警并进行冗余修复，提高可靠性。
20、(5)本申请对索引区进行的数据进行压缩存储，可以尽可能的节约reram使用空间，充分利用了冗余资源。
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1.一种内存数据存储结构，其特征在于，包括主存储区、冗余修复区和索引区，所述主存储区、所述冗余修复区和所述索引区分别包括若干数据单元；
2.根据权利要求1所述的内存数据存储结构，其特征在于，所述数据单元包括数据子单元和纠错子单元；所述数据子单元用于存储数据，所述纠错子单元用于存储纠错码；所述数据单元内存储的纠错码用于对该数据单元内存储的数据进行纠错。
3.根据权利要求1所述的内存数据存储结构，其特征在于，所述索引区包括失效数据单元位置索引表和冗余单元映射位置索引表；所述失效数据单元位置索引表用于标记所述主存储区中的各数据单元的物理状态；所述物理状态包括和有效状态和失效状态；所述冗余单元映射位置索引表用于建立所述主存储区中标记为失效状态的数据单元映射到所述冗余修复区的地址；所述失效状态的数据单元即为失效数据单元；所述有效状态的数据单元即为有效数据单元。
4.根据权利要求3所述的内存数据存储结构，其特征在于，所述失效数据单元位置索引表和/或所述冗余单元映射位置索引表通过数据压缩后进行存储。
5.根据权利要求4所述的内存数据存储结构，其特
6.根据权利要求2所述的内存数据存储结构，其特征在于，所述纠错码包括误差校正码。
7.一种内存数据管理方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的内存数据管理方法，其特征在于，根据所述读/写真实地址对应的数据单元中存储的误差校正码进行失效预警，包括：
9.根据权利要求7所述的内存数据管理方法，其特征在于，对失效预警的数据单元进行修复，包括：
10.根据权利要求9所述的内存数据管理方法，其特征在于，更新所述索引区的索引数据，包括：
11.一种内存管理器，其特征在于，包括：
12.一种内存芯片，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的内存数据存储结构。
13.一种内存装置，其特征在于，包括权利要求12所述的内存芯片以及权利要求11所述的内存管理器，所述内存管理器用于对所述内存芯片中的内存数据进行管理。
...【技术特征摘要】
1.一种内存数据存储结构，其特征在于，包括主存储区、冗余修复区和索引区，所述主存储区、所述冗余修复区和所述索引区分别包括若干数据单元；
2.根据权利要求1所述的内存数据存储结构，其特征在于，所述数据单元包括数据子单元和纠错子单元；所述数据子单元用于存储数据，所述纠错子单元用于存储纠错码；所述数据单元内存储的纠错码用于对该数据单元内存储的数据进行纠错。
3.根据权利要求1所述的内存数据存储结构，其特征在于，所述索引区包括失效数据单元位置索引表和冗余单元映射位置索引表；所述失效数据单元位置索引表用于标记所述主存储区中的各数据单元的物理状态；所述物理状态包括和有效状态和失效状态；所述冗余单元映射位置索引表用于建立所述主存储区中标记为失效状态的数据单元映射到所述冗余修复区的地址；所述失效状态的数据单元即为失效数据单元；所述有效状态的数据单元即为有效数据单元。
4.根据权利要求3所述的内存数据存储结构，其特征在于，所述失效数据单元位置索引表和/或所述冗余单元映射位置索引表通过数据压缩后进行存储。
5.根据权利要求4所述的内存...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪毅，高夫，
申请(专利权)人：昕原半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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