JP2012174281A - メモリ装置のための可変インピーダンス制御 - Google Patents
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Abstract
【課題】共有バスを経て複数のNVMユニットにアクセスできるメモリ装置に対しインピーダンスを可変制御するためのシステム、装置、方法及び技術を提供する。
【解決手段】NVMユニットとインピーダンス端子との間を切り換えるように構成されたスイッチを使用してインピーダンスを変化させることができる。メモリ装置の動作中にメモリコントローラが共有バスを経て選択された単一のNVMユニット及び1つ以上のインピーダンス端子に接続されるように、スイッチを調整することができる。メモリコントローラにより与えられる共有バス上のソースインピーダンスとインピーダンスマッチングされる(単独で、又は他のインピーダンス端子及び/又はNVMユニットとの組み合わせで)比較的小さな負荷(NVMユニットより小さな負荷)を与えるように、インピーダンス端子を構成することができる。
【選択図】図1
【解決手段】NVMユニットとインピーダンス端子との間を切り換えるように構成されたスイッチを使用してインピーダンスを変化させることができる。メモリ装置の動作中にメモリコントローラが共有バスを経て選択された単一のNVMユニット及び1つ以上のインピーダンス端子に接続されるように、スイッチを調整することができる。メモリコントローラにより与えられる共有バス上のソースインピーダンスとインピーダンスマッチングされる(単独で、又は他のインピーダンス端子及び/又はNVMユニットとの組み合わせで)比較的小さな負荷(NVMユニットより小さな負荷)を与えるように、インピーダンス端子を構成することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、一般的に、メモリ装置のインピーダンスを可変制御するための装置、システム、技術及び方法に係る。
大量記憶のために、フラッシュメモリ(例えば、NANDフラッシュメモリ、NORフラッシュメモリ)のような種々の形式の不揮発性メモリ(NVM)を使用することができる。例えば、消費者向け電子装置(例えば、ポータブルメディアプレーヤ)は、フラッシュメモリを使用して、音楽、ビデオ、画像及び他のメディアを含むデータを記憶する。
NVM上でメモリ動作(例えば、プログラム、読み取り、消去)を遂行するためにメモリコントローラを使用することができる。メモリコントローラは、プロセッサ、マイクロプロセッサ、インストラクション(例えば、ソフトウェアベースのプログラム)、ハードウェアベースのコンポーネント(例えば、特定用途向け集積回路(ASIC))、揮発性メモリ(例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM))、又はその組み合わせを含む種々のコンポーネントを備えている。単一メモリコントローラは、例えば、共有バスのような共有通信チャンネルを経て、複数のメモリダイ(例えば、NANDフラッシュメモリダイ)のようなNVMの複数のユニットにアクセスすることができる。例えば、共有バスは、複数のフラッシュメモリダイの各々をメモリコントローラに接続し、そしてメモリコントローラは、共有バスを使用して、各フラッシュメモリダイ上でメモリ動作を遂行する。
ここでは、一般的に、共有バスを経て複数のNVMユニット(例えば、NVMダイ)にアクセスできるメモリ装置のインピーダンスを可変制御するためのシステム、装置、方法及び技術について述べる。NVMユニットとインピーダンス端子との間を切り換えるように構成されたスイッチを使用してインピーダンスを変化させることができる。メモリ装置の動作中に、メモリコントローラが共有バスを経て選択された単一のNVMユニット及び1つ以上のインピーダンス端子に接続されるように、スイッチを調整することができる。メモリコントローラにより与えられる共有バス上のソースインピーダンスとインピーダンスマッチングされる(単独で、又は他のインピーダンス端子及び/又はNVMユニットとの組み合わせで)比較的小さな負荷(NVMユニットより小さな負荷)を与えるように、インピーダンス端子を構成することができる。
1つの具現化において、メモリ装置は、不揮発性メモリを各々含む複数のメモリダイ、共有バス、コントローラ、該コントローラと少なくとも1つのメモリダイとの間の複数のスイッチを備え、各スイッチは、共有バスによりコントローラへ接続され、そしてコントローラを1つ以上のメモリダイに通信接続するための1つ以上のメモリダイへの第1接続と、コントローラを1つ以上のインピーダンス端子に接続するための1つ以上のインピーダンス端子への第2接続との間を切り換えるように構成される。
別の具現化において、メモリコントローラ及び複数のメモリダイをインピーダンスマッチングする方法は、複数のメモリダイのうちの第1のメモリダイにアクセスするためのインストラクションをメモリコントローラにおいて受け取ることを含み、内部バスが、複数のメモリダイの各々をメモリコントローラに接続するように構成される。この方法は、更に、複数のメモリダイのうちの第1のメモリダイのみを、内部バスを経てメモリコントローラへ通信接続するように、複数のメモリダイに関連した複数のスイッチをメモリコントローラにより調整することを含み、メモリコントローラに関連したソースインピーダンスは、内部バスに接続される負荷インピーダンスと実質的に同じである。又、この方法は、内部バスを経て第1のメモリダイにアクセスすることも含む。
別の具現化において、コントローラ及び複数のメモリダイをインピーダンスマッチングするシステムは、複数のメモリダイ、共有バス、コントローラ、該コントローラと少なくとも1つのメモリダイとの間の複数のスイッチ、及びコントローラにより実行されたときに、コントローラが、複数のスイッチの1つを使用して複数のメモリダイの1つのみへの第1接続を確立すると共に、複数のメモリダイが一度に1つだけ共有バスを経てコントローラへ通信接続されるように複数のスイッチの他のものを使用して第2接続を確立するように、複数のスイッチを調整するようにさせるインストラクションを記憶する不揮発性メモリと、を備えている。
種々の効果が与えられる。例えば、メモリ装置の記憶容量及び/又はそのバス速度を下げることなくメモリ装置に対する容量性負荷を減少することができる。メモリ動作を遂行するのに使用する電力は少なくてよく、例えば、バッテリのようなポータブル電源の充電を延長することができる。別の例では、インピーダンスマッチングにより反射を最小にすることで、内部バスにわたるビットエラー率を下げると共に、バスの信頼できる速度を上げることができる。
1つ以上の実施形態の細部を添付図面に示して、以下に詳細に説明する。本発明の他の特徴、目的及び効果は、以下の説明、図面及び特許請求の範囲から明らかとなろう。
種々の図面において同じ要素は同じ参照記号で示す。
容量性負荷は、共有バスを経てメモリコントローラにスタティックにアクセスできる複数のNVMユニットを有するメモリ装置に関連したものである。このようなメモリ装置では、メモリコントローラと能動的に通信しないNVMユニットは、共有バスを経て駆動される負荷を増加させる。このような容量性負荷は、メモリ装置の全体的な性能を低下させる。例えば、複数のNVMユニットとのスタティックな接続により生じる容量性負荷は、ドライブ強度の増加を必要とし、これは、より多くの電力を引き出すと共に、使用可能な電源(例えば、バッテリ)をより迅速に枯渇させる。別の例では、このような容量性負荷は、共有バスを経ての信号完全性及び信号速度に影響を及ぼす。
容量性負荷は、共有バスを経てメモリコントローラにスタティックにアクセスできる複数のNVMユニットを有するメモリ装置に関連したものである。このようなメモリ装置では、メモリコントローラと能動的に通信しないNVMユニットは、共有バスを経て駆動される負荷を増加させる。このような容量性負荷は、メモリ装置の全体的な性能を低下させる。例えば、複数のNVMユニットとのスタティックな接続により生じる容量性負荷は、ドライブ強度の増加を必要とし、これは、より多くの電力を引き出すと共に、使用可能な電源(例えば、バッテリ)をより迅速に枯渇させる。別の例では、このような容量性負荷は、共有バスを経ての信号完全性及び信号速度に影響を及ぼす。
スイッチを使用して、メモリコントローラと能動的に通信しないNVMユニットを一時的に切断すると、共有バスを経て駆動される負荷を減少することができる。しかしながら、スイッチで終端された接続は、ミスマッチした負荷及びソースインピーダンスを生じさせる。このミスマッチした負荷及びソースインピーダンスは、共有バスにわたる信号反射によって性能低下を引き起こし、信号の完全性(例えば、低いビットエラー率)及び信号速度を低減させる。
これら及び他の問題に対処するために、メモリ装置は、NVMユニット(例えば、フラッシュメモリダイ)とインピーダンス端子(例えば、スタブ)との間を切り換えるように構成されたスイッチを共有バスに沿って位置させるように構成することができる。インピーダンス端子は、その負荷が(無視できなくても)小さく、それに関連した負荷インピーダンスは、共有バスにわたるソースインピーダンスとマッチングするように構成することができる(以下に詳細に述べるように、単独で、及び/又は能動的に接続される他のインピーダンス端子及びNVMユニットとの組み合わせで)。そのようなインピーダンス端子は、共有バスにわたる信号反射を(排除しなくても)最小にする終端ラインをなし、これは、次いで、共有バスにわたる信号の完全性及び有効信号速度を改善することができる。
低キャパシタンス材料で作られたコンポーネントのような種々のコンポーネントをインピーダンス端子として使用することができる。例えば、共有バスを経ての接続を終端するスタブを、インピーダンス端子として使用することができる。スタブは、一端のみが接続された、ある長さの伝送線で、未接続の端は、開路又は短絡されたままである。スタブに関連した負荷インピーダンスは、例えば、スタブの長さのような種々のファクタに依存するように構成することができる。インピーダンス端子に関連した負荷は、NVMユニットに関連した負荷に対して(無視できなくても)小さく、メモリコントローラを単一のNVMユニット及び1つ以上のインピーダンス端子に接続するようにスイッチを調整したときには、共有バスにわたり駆動される有効負荷がほぼ単一のNVMユニットの負荷となるようにすることができる。
図1は、可変インピーダンス制御を行うよう構成されたホストコントローラ102及びNVMパッケージ104を備えた規範的なシステム100を示す図である。ホストコントローラ102及び/又はNVMパッケージ104は、幾つか例を挙げると、ポータブルメディアプレーヤ(例えば、IPOD)、セルラー電話(例えば、IPHONE)、ポケットサイズパーソナルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、及び/又はタブレットコンピューティング装置(例えば、IPAD)のような種々のホスト装置及び/又はシステム(ホスト)のいずれにも含まれる。
ホストコントローラ102は、ソフトウェア及び/又はファームウェアインストラクションの実行に基づいて動作を遂行するように構成された1つ以上のプロセッサ及び/又はマイクロプロセッサを含むことができる。それに加えて及び/又はそれとは別に、ホストコントローラ102は、種々の動作を遂行するように構成されたASICのようなハードウェアベースのコンポーネントを含む。ホストコントローラ102により遂行される動作は、NVMパッケージ104のNVMからデータを検索し及び/又はそこにデータを書き込むことを含む。例えば、ホストコントローラ102は、メディアファイル(例えば、オーディオファイル)の要求をNVMパッケージ104に送ることができる。ホストコントローラ102により送られるこのような要求は、メディアファイルに対応する1つ以上の論理的アドレスを含むことができる。
ホストコントローラは、ホスト通信チャンネル106を経てNVMパッケージ104と通信することができる。NVMパッケージ104との対話は、NVMパッケージ104に記憶されたデータを検索し及び/又はNVMパッケージ104にデータを記憶するための要求のようなメモリ関連要求をNVMパッケージ104に与えることを含む。
NVMパッケージ104は、ホストインターフェイス108及びメモリコントローラ110を使用してホスト通信チャンネル106を経てホストコントローラ102と対話することができる。ホストコントローラ102と同様に、メモリコントローラ110は、ソフトウェア及び/又はファームウェアインストラクションの実行に基づいて動作を遂行するように構成された1つ以上のプロセッサ及び/又はマイクロプロセッサを備えている。それに加えて及び/又はそれとは別に、メモリコントローラ110は、種々の動作を遂行するように構成されたASICのようなハードウェアベースのコンポーネントを含むことができる。メモリコントローラ110は、ホストコントローラ102により要求されたメモリ動作を含む種々の動作を遂行することができる。例えば、検索されるべきメディアファイルの論理的アドレスを指定する要求を受け取るのに応答して、メモリコントローラ110は、1つ以上の対応する物理的アドレス(例えば、ダイ、ブロック及び/又はページを識別する情報)を識別し、その識別された物理的アドレスを使用して要求されたデータを検索し、そしてその要求されたデータを、ホストインターフェイス108を使用してホスト通信チャンネル106を経てホストコントローラ102へ送信することができる。
エラー修正及びウェアレベリングのような種々のメモリ管理機能は、ホストコントローラ102及びメモリコントローラ110により単独で又は組み合わせて遂行することができる。メモリコントローラ110が少なくとも幾つかのメモリ管理機能を遂行するように構成された具現化においては、NVMパッケージ104は、「管理されるNVM」(又はNANDフラッシュメモリのための「管理されるNAND」)と称される。これは、NVMパッケージ104の外部のホストコントローラ102がNVMパッケージ104のためのメモリ管理機能を遂行する「生のNVM」(又はNANDフラッシュメモリのための「生のNAND」)とは対照的である。
この規範的システム100において、メモリコントローラ110は、揮発性メモリ112及び不揮発性メモリ114を含むものとして示されている。揮発性メモリ112は、キャッシュメモリ及びRAMのような種々の揮発性メモリのいずれかである。揮発性メモリ112は、メモリコントローラ110により、動作を遂行するために、及び/又はNVMから読み取られ及び/又はNVMへ書き込まれるデータを記憶するために使用される。NVM114は、種々の形式のNVMのいずれかであり、以下に詳細に述べるように、可変インピーダンス制御を含む種々の動作を遂行するためにメモリコントローラ110が使用するインストラクション116を記憶することができる。
メモリコントローラ110は、集積回路(IC)ダイである複数のメモリダイ120a−nにアクセスするために共有内部バス118を使用する。NVMパッケージ104に関して単一の共有バス118しか示されていないが、NVMパッケージは、2つ以上の共有内部バスを含むことができる。各内部バスは、複数のメモリダイ120a−nで示されたように、複数(例えば、2、3、4、8、32、等)のメモリダイに接続することができる。メモリダイ120a−nは、種々の構成(例えば、積層)で物理的に配列することができる。又、メモリダイ120a−nは、NVM122a−nを含むものとして示されている。NVM122a−nは、フローティングゲート又は電荷捕獲技術に基づくNANDフラッシュメモリ、NORフラッシュメモリ、消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ(EPROM)、電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)、強誘電性RAM(FRAM(登録商標))、磁気抵抗性RAM(MRAM)、位相変化RAM(PCM)、又はその組み合わせのような種々の異なる形式のNVMのいずれかでよい。
スイッチ124a−nは、メモリコントローラ110とメモリダイ120a−nとの間で共有バス118に沿って配置される。スイッチ124a−nは、無視できる程度の信号反発及び低ノイズを伴うパストランジスタである。スイッチ124a−nは、メモリダイ120a−nと、インピーダンス端子126a−n(ZL(負荷インピーダンス)として示された)との間を切り換えるのに使用される。インピーダンス端子126a−nは、低い容量性負荷と、共有バス118にわたるソースインピーダンス(ZS)とマッチングするように選択できる負荷インピーダンスとを伴う適当なコンポーネントでよい。例えば、インピーダンス端子126a−nは、上述したように、スタブである。
スイッチ124a−nは、ライン128a−nで示すように、メモリコントローラ110により制御することができる。メモリコントローラ110は、例えば、アドレスデコーダを使用し及び/又はメモリダイ120a−nに対するチップイネーブル信号を使用して(図2を参照して詳細に述べる)、スイッチ124a−nを制御することができる。
メモリコントローラ110は、インピーダンスマッチングした端子をもちながら、共有バス118により駆動される容量性負荷を最小にするようにスイッチ124a−nを制御するために、ソフトウェア/ファームウェアインストラクション(例えば、インストラクション116)及び/又はハードウェアベースコンポーネント(例えば、ASIC)を通じて構成することができる。例えば、規範的システム100では、コントローラが一度に1つのメモリダイ120a−nに接続され、他の接続はインピーダンス端子126a−nへなされるようにスイッチ124a−nを制御することにより、負荷を最小にすることができる。
例えば、メモリコントローラ110が、メモリダイ120aのNVM122aに記憶されたデータを検索するための要求をホストコントローラ102から受け取ると、メモリコントローラ110は、共有バス118を経てダイ120a及びインピーダンス端子126b−nに接続されるようにスイッチ124a−nを調整することができる。メモリダイ120aから要求されたデータを検索した後に、メモリコントローラ110は、メモリダイ120b−nの別の1つと通信するようにスイッチ124a−nを調整することができる(例えば、メモリコントローラ110を、スイッチ124bを使用してメモリダイ120bへ接続し、そしてスイッチ124a、124c−nを使用してインピーダンス端子126a、126c−nへ接続することにより)。
メモリダイ120a−nの1つが共有バス118を経てメモリコントローラ110へ接続されるようにスイッチ124a−nを調整することにより、バス118を経て駆動される負荷は、接続されたインピーダンス端子(n−1個のインピーダンス端子)に関連した負荷と、接続されたメモリダイに関連した負荷との和になり、但し、nは、スイッチ及び関連インピーダンス端子の数である。例えば、負荷は、((n−1)*ZL負荷)+メモリダイ負荷となる。対照的に、メモリダイ120a−nの各々が共有バス118を経てメモリコントローラ110へ接続される構成は、n*メモリダイ負荷の関連負荷をもつことになり、但し、nは、メモリダイの数である。上述したように、メモリダイ120a−nとインピーダンス端子126a−nとの間でスイッチ124a−nを制御することにより、共有バス118にわたって駆動される負荷は、((n−1)*メモリダイ負荷)−ZL負荷だけ減少することができ、但し、nは、スイッチ及び関連インピーダンス端子の数である。上述したように、インピーダンス端子126a−nは、低キャパシタンス材料で構成することができ、これは、インピーダンス端子が、メモリダイ120a−nの1つ(例えば、NANDフラッシュメモリダイ)の負荷に対して小さい負荷を有することを意味する。バス118にわたって駆動される負荷が減少されることで、電力節約を果たし、バッテリ寿命を延長することができる。
バス118に沿った信号反射は、メモリコントローラ110に関連したソースインピーダンスと、スイッチ124a−nにより接続されるインピーダンス端子126a−n及びメモリダイ120a−nに関連した負荷インピーダンスとをマッチングさせることにより最小にすることができる。規範的システム100において、インピーダンス端子126a−nは、メモリダイ120a−nの1つに関連したインピーダンスと同じ(又はそのスレッシュホールド値内)である関連インピーダンスを各々有するように構成される。使用する構成(例えば、スター構成)に基づいて、インピーダンス端子126a−nの各々及びメモリダイ120a−nの各々は、メモリコントローラ110に関連したソースインピーダンスにマッチングするように同調することができる。例えば、メモリダイ120a−nの1つがバス118を経てメモリコントローラ110に接続されるようにスイッチ124a−nが調整されるときには、スイッチ124a−nの各々からメモリコントローラ110に接続される負荷インピーダンスを、メモリコントローラ110に関連したソースインピーダンスと同じ(又はそのスレッシュホールド値内)とすることができる。
メモリダイ120a−n、スイッチ124a−n及びインピーダンス端子126a−nは、スター構成を使用して、メモリコントローラ110に接続されて示されているが、他の構成も考えられる。例えば、メモリダイ120a−n、スイッチ124a−n及びインピーダンス端子126a−nがバス118に沿って直列に配置される「バス」構成を使用することができる。他の構成では、メモリコントローラ110と、メモリダイ120a−n、スイッチ124a−n及びインピーダンス端子126a−nとのインピーダンスマッチングが、規範的システム100を参照して上述したものと異なってもよい。例えば、バス構成では、インピーダンス端子126a−nは、それらがバスの端に配置されるかバスの端とメモリコントローラ110との間に配置されるかに基づいて異なるインピーダンス値をもつように同調されてもよい。
スイッチ124a−nは、規範的なシステム100では、メモリダイ120a−n及びインピーダンス端子126a−nの両方と1対1の比を有するものとして示されている。他の比も考えられる。例えば、システム100は、スイッチ124a−nがメモリダイ120a−nと1対2の比を有し、そしてインピーダンス端子126a−nと1対1の比を有し、各スイッチ124a−nが2つのメモリダイ及び1つのインピーダンス端子に接続されるような構成でもよい。
メモリコントローラ110は、更に、スイッチ124a−nが調整されるときに生じる種々の問題、例えば、静電気放電(ESD)に対しNVMメモリパッケージ104を保護するように構成することもできる。スイッチ124a−nが調整されるときには、ソース及び負荷インピーダンスがミスマッチすることがあり、そして例えば、システム100の電源オン中にメモリパッケージ104がESDを受け易くなる。メモリパッケージ104を保護するために、メモリコントローラ110は、スイッチ124a−nの調整を始める前にメモリダイ120a−nから電力を切断することができる。スイッチ124a−nが調整されると、メモリコントローラ110は、メモリダイ120a−nに電力を再接続し、バス118を経てメモリ動作を進めることができる。
種々のメカニズムを使用してメモリダイ120a−nへの電力を「オン」及び「オフ」にトグルすることができる。ここに示す例では、メモリコントローラ110は、電源インターフェイス130と対話することができ、これは、メモリパッケージ104の一部分として又はそれとは個別に配置できる電源(図示せず)からメモリダイ120a−nへ動作電力を供給するように構成される。メモリコントローラ110は、電源インターフェイス130がメモリダイ120a−nへ電力を接続し及び切断するようにさせる信号を電源/電源インターフェイス130に与えることができる。
ESDに対して保護するためにメモリダイ120a−nに供給される電力をトグルすることに関連して、ホストインターフェイス108(及び電源インターフェイス130のような他の外部インターフェイス)は、インターフェイス108を通して受けることのあるESDスパイクからパッケージ104を保護するように構成されたESD回路132を備えている。このESD回路132は、ESDに対してシールドすることのできる種々のコンポーネントのいずれか、例えば、ツェナーダイオード、金属酸化物バリスタ(MOV)、過渡電圧抑制(TVS)ダイオード、通常の相補的金属酸化物半導体(CMOS)又はバイポーラクランプダイオードを含むことができる。
ESD回路132は、メモリパッケージ104に供給される電力に基づいてESD保護をオン及びオフに切り換えることができる。例えば、メモリパッケージ104に供給される電力が安定である(例えば、メモリパッケージ104の動作にとって通常のレベルにある)ときには、ESD回路132は、ESD保護をオフにすることができる。しかしながら、メモリパッケージ104に供給される電力が低いか(例えば、メモリパッケージ104が電力をあまり又は全く受電しないか)、高いか、或いは流動的状態にあるときには、ESD回路132は、ESD保護をオンに切り換えることができる。例えば、ESD回路132は、システム100がパワーアップ及び/又はダウンするときにESD保護をオンに切り換えるが、システム100がパワーアップされて通常に動作されると、ESD保護をオフに切り換えることができる。ESD回路132は、ESD保護がオン及びオフに切り換えられるときに制御を行うための種々のコンポーネントのいずれかを使用することができる。一例として、ESD回路は、入力電圧(Vcc)を検出しそしてその検出された電圧に基づいてESD保護をオン/オフに切り換えるように構成された空乏モードトランジスタを含むことができる。ESD保護のトグルは、メモリパッケージ104が通常に動作されるときに(パワーアップ又はダウンされないときに)それに関連したキャパシタンスを減少するのに使用される。
図2は、少なくとも一部分はチップイネーブル信号を使用して可変インピーダンス制御を与えるように構成されたメモリコントローラ202を備えた規範的システム200を示す図である。この規範的システム200は、図1を参照して上述した規範的システム100と同様である。
例えば、システム200は、図1を参照して説明したメモリコントローラ110が内部バス118によりメモリダイ120a−nに接続されたのと同様に、内部バス204によりメモリダイ210a−dに接続されたメモリコントローラ202を備えている。又、このシステム200は、図1を参照して上述したスイッチ124a−nと同様に、メモリダイ210a−dとメモリコントローラ202との間でバス204に沿って配置されたスイッチ206a−dも備えている。このスイッチ206a−dは、インピーダンス端子208a−dとメモリダイ210a−dとの間を切り換えるように構成される。メモリコントローラ202、バス204、スイッチ206a−d、インピーダンス端子208a−d、メモリダイ210a−d、及びNVM212a−dは、各々、メモリコントローラ110、バス118、スイッチ124a−n、インピーダンス端子126a−n、メモリダイ120a−n、及びNVM122a−nと同様である。
システム200は、メモリダイ210a−dにチップイネーブル信号を与えるよう構成されたアドレスデコーダ214を含むものとして示されている。このアドレスデコーダ214は、所与のメモリ動作に関連したメモリダイを、そのメモリ動作に関連したアドレス(例えば、物理的アドレス)に基づいて識別することができる。アドレスデコーダ214は、識別されたメモリダイをイネーブルしそして他のメモリダイをディスエイブルするようにチャンネル216a−dに沿って適当な信号を送信することができる。例えば、規範的なチャンネル216a−dに示されたように、チップイネーブル信号は、アドレス0−1についてはメモリダイ210aへ送信され、アドレス2−3についてはメモリダイ210bへ送信され、アドレス4−5についてはメモリダイ210cへ送信され、そしてアドレス6−7についてはメモリダイ210dへ送信される。
スイッチ206a−dは、アドレスデコーダ214によってチャンネル216a−dを通して送られるチップイネーブル信号により制御される。例えば、コントローラ202がメモリダイ210aとのメモリ動作を遂行することを求めるときに、そのメモリ動作のための対応アドレス(例えば、物理的アドレス、論理的アドレス)の少なくとも一部分をアドレスデコーダ214に与えることができる。アドレスデコーダ214は、チャンネル216aを使用してチップイネーブル信号(例えば、1を表す高い値)をスイッチ206a及びメモリダイ210aへ送信することができる。このようなチップイネーブル信号は、メモリコントローラ202がバス204を経てメモリダイ210aへ接続されるように、スイッチ206aを調整させる。又、アドレスデコーダ214は、チャンネル216b−dを使用してスイッチ206b−d及びメモリダイ210b−dへチップディスエイブル信号(例えば、0を表す低い値)を送信することもできる。このチップディスエイブル信号は、インピーダンス端子208b−dがバス204を経てメモリコントローラ202に接続されるようにスイッチ206b−dを調整させる。図1を参照して上述したように、スイッチ206a−dが調整される間にシステム202をESDから保護するために種々の技術を使用することができる。
図3は、可変インピーダンス制御を与えるように構成されたメモリ装置302を備えた規範的システム300を示す図である。メモリ装置302は、ポータブルメディアプレーヤ(例えば、IPOD)、セルラー電話(例えば、IPHONE)、ポケットサイズパーソナルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピューティング装置(例えば、IPAD)、及び/又は取り外し可能/ポータブル記憶装置(例えば、フラッシュメモリカード、USBフラッシュメモリドライブ)を含む適当なメモリ装置である。
メモリ装置302は、ホストコントローラ304及びNVM306を備えている。ホストコントローラ304は、図1を参照して上述したホストコントローラ102と同様である。ホストコントローラ304は、1つ以上のプロセッサ308及び揮発性メモリ310を含む。プロセッサ308は、マイクロプロセッサ、中央処理ユニット(CPU)、グラフィック処理ユニット(GPU)、又はその組み合わせを含む適当な形式のプロセッサを含む。揮発性メモリ310は、図1を参照して上述した揮発性メモリ112と同様である。揮発性メモリ310は、NVM306に記憶されたデータを検索しそして処理するような種々の動作を遂行するためにプロセッサ308により使用される。
NVM306は、1つ以上のNVMパッケージ312a−bを含む。このNVMパッケージ312a−bは、図1を参照して上述したNVMパッケージ104と各々同様である。例えば、NVMパッケージ312a−bは、各々、NVMを伴う複数のメモリダイ(例えば、メモリダイ120a−n及びNVM122a−n)、1つ以上のメモリコントローラ(例えば、メモリコントローラ110)、メモリコントローラをメモリダイに接続する1つ以上のバス(例えば、バス118)、メモリコントローラとメモリダイとの間に配置された複数のスイッチ(例えば、スイッチ124a−n)、並びに低又は最小負荷及びマッチングされた負荷インピーダンスを与えるように構成されたインピーダンス端子(例えば、インピーダンス端子126a−n)を含む。NVM306は、多数のNVMパッケージ(例えば、2、3、4、8、16、等)を含むことができる。
図1を参照して上述したように、NVMの管理は、ホストコントローラ304及び/又はNVMパッケージ312a−bのコントローラにより遂行することができる。NVMパッケージ312a−bのコントローラがメモリ管理動作の少なくとも一部分(例えば、エラー修正、ウェアレベリング、等)を制御する具現化では、NVMパッケージ312a−bは、「管理される」NVMと考えられる。
システム300は、メモリ装置302に(直接的及び/又は間接的に)通信接続される外部装置314も含むものとして示される。外部装置314とメモリ装置302との間の通信は、2つの装置間のデータ及び/又はインストラクションの送信を含む。外部装置314は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、及びメディアコンピューティング装置(例えば、メディアサーバー、テレビジョン、ステレオシステム)のような種々の電子装置のいずれかである。メモリ装置302は、外部装置インターフェイス316(例えば、ワイヤレスチップ、USBインターフェイス、等)を使用して物理的及び/又はワイヤレス接続を通して外部装置314と通信することができる。
1つの規範的な具現化では、メモリ装置302は、ポータブルメディアプレーヤ(例えば、IPOD)であり、そして外部装置314は、物理的接続(例えば、USBケーブル)を経て互いにメディアファイル(例えば、オーディオファイル、ビデオファイル、等)を送信することのできるデスクトップコンピュータである。外部装置314と通信するとき、メモリ装置302は、以下に述べる可変インピーダンスマッチング技術を使用して、外部装置314により要求されたファイルを与え及び記憶することができる。
図4は、メモリ装置との可変インピーダンス制御を行う規範的な技術400を示すフローチャートである。例えば、この技術は、メモリコントローラに関連したソースインピーダンスと、複数のメモリダイに関連した負荷インピーダンスとのマッチングにより可変インピーダンス制御を行うことができる。この技術400は、図1を参照して上述したNVMパッケージ104及び/又は図3を参照して上述したメモリ装置302のような種々のメモリ装置によって遂行することができる。特に、この技術400は、図1を参照して上述したメモリコントローラ110のようなメモリコントローラにより、可変インピーダンス制御を行うように遂行される。
この技術400は、ステップ402において、メモリダイにアクセスするためのインストラクションを受け取ることによってスタートする。例えば、メモリコントローラ110は、メモリダイ120aに記憶されたデータを検索するためのインストラクションをホストコントローラ102から受け取ることができる。
そのインストラクションを受け取るのに応答して、ESDを制限するための外部インターフェイスをイネーブルし(ステップ404)、そしてメモリダイを電源から切断することができる(ステップ406)。ステップ404及び406は、可変インピーダンス制御を行うためにインピーダンス端子(例えば、インピーダンス端子126a−n)又はメモリダイ(例えば、メモリダイ120a−n)への接続を選択的に切り換えるスイッチ(例えば、スイッチ124a−n)を調整するための準備として遂行される。図1を参照して上述したように、NVMパッケージ104は、スイッチ124a−nが調整される間にESDを受け易い。メモリ装置が潜在的にダメージを受けることがあるときにESDに対して保護するため、EDSを制限する回路(例えば、ESD回路132)をイネーブルして、メモリ装置(例えば、NVMパッケージ104)の外部であるホスト(例えば、ホストコントローラ102)からインターフェイス(例えば、ホストインターフェイス108)を通してESDが与えられるのを制限することができる。別の又は代替え的手段として、メモリダイとインピーダンス端子との間のスイッチの調整を予想して、メモリダイと電源との間の接続を一時的に遮断することができる。例えば、メモリコントローラ110は、スイッチ124a−nを調整する前に、電源インターフェイス130がメモリダイ120a−nを電源から切断するようにさせる。
ステップ406において、内部バス上でメモリダイとインピーダンス端子との間を切り換えるスイッチを調整することができる。内部バスに沿って使用できる複数のメモリダイのうち、受け取ったインストラクションに関わるメモリダイのみがバスを経てメモリコントローラに接続されるように、スイッチを調整することができる。例えば、受け取ったインストラクションがメモリダイ120aに関わる場合には、メモリコントローラ110は、メモリダイ120a及びインピーダンス端子126a−nがバス118を経てメモリコントローラ110へ接続されるように、スイッチ124a−nを調整することができる。
スイッチが調整された後に、電源をメモリダイに再接続することができる(ステップ410)。スイッチが調整された後は、メモリコントローラとインピーダンス端子/メモリダイとの間でマッチングされたインピーダンスに基づいて、ESDに関連したリスクを下げることができる。例えば、スイッチ124a−nが調整された後、メモリコントローラ110は、電源インターフェイス130がメモリダイ120a−nを電源に再接続するようにさせる。
電源がメモリダイに再接続された後に、受け取ったインストラクションに関わるメモリダイにアクセスすることができる(ステップ412)。メモリダイにアクセスすることは、読み取り、書き込み、消去、及び/又はエラー修正やウェアレベリングのような高レベルメモリ管理動作の遂行を含めて、メモリダイに関するメモリ動作を遂行することを含む。例えば、受け取ったインストラクションが、メモリダイ120aからデータを検索することに関するものである場合には、メモリコントローラ110は、バス118を経てメモリダイ120aと対話することにより、要求されたデータを得ることができる。この技術400は、ステップ412の後に終了となる。
本書に述べる要旨及び動作の実施形態は、本書に開示する構造及びその構造的等効物を含めて、デジタル電子回路、或いはコンピュータソフトウェア、ファームウェア又はハードウェア、或いはその1つ以上の組み合わせで具現化することができる。又、本書に述べる要旨の実施形態は、データ処理装置により実行するために又はその動作を制御するためにコンピュータ記憶媒体においてエンコードされた1つ以上のコンピュータプログラムとして、即ちコンピュータプログラムインストラクションの1つ以上のモジュールとして具現化することができる。それとは別に又はそれに加えて、プログラムインストラクションは、人為的に発生される伝播信号、例えば、マシン発生される電気的、光学的又は電磁的信号、即ちデータ処理装置による実行のために適当な受信装置へ送信される情報をエンコードするために発生される信号においてエンコードすることができる。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な記憶装置、コンピュータ読み取り可能な記憶基板、ランダム又はシリアルアクセスメモリアレイ又は装置、或いはその1つ以上の組み合わせであるか、又はそれらに含まれる。更に、コンピュータ記憶媒体は、伝播信号ではないが、人為的に発生される伝播信号においてエンコードされるコンピュータプログラム命令のソース又は行先である。又、コンピュータ記憶媒体は、1つ以上の個別の物理的コンポーネント又は媒体(例えば、複数のCD、ディスク又は他の記憶装置)であるか、又はそれらに含まれる。
本書に述べる動作は、1つ以上のコンピュータ読み取り可能な記憶装置に記憶された又は他のソースから受け取られたデータに対してデータ処理装置により遂行される動作として具現化することができる。
「データ処理装置」という用語は、例えば、プログラム可能なプロセッサ、コンピュータ、システムオンチップ、複数のもの又はその組み合わせを含めて、あらゆる種類の装置、デバイス及びマシンを包含する。この装置は、特殊目的ロジック回路、例えば、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)又はASIC(特定用途向け集積回路)を含む。又、この装置は、ハードウェアに加えて、当該コンピュータプログラムのための実行環境を生成するコード、例えば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、クロスプラットホームランタイム環境、バーチャルマシン、或いはその1つ以上の組み合わせを構成するコードも含む。この装置及び実行環境は、ウェブサービス、分散型コンピューティング及びグリッドコンピューティングインフラストラクチャーのような種々の異なるコンピューティングモデルインフラストラクチャーを実現することができる。
コンピュータプログラム(プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト又はコードとしても知られた)は、コンパイル型又は解釈型言語、宣言型又は手続き型言語を含めて、任意の形態のプログラミング言語で書くことができ、そしてスタンドアローンプログラムとして、或いはモジュール、コンポーネント、サブルーチン、オブジェクト、又はコンピューティング環境に使用するのに適した他のユニットとして、任意の形態で配備することができる。コンピュータプログラムは、ファイルシステムにおけるファイルに対応するが、そうである必要はない。プログラムは、他のプログラム又はデータ(例えば、マークアップ言語ドキュメントに記憶された1つ以上のスクリプト)を保持するファイルの一部分、当該プログラム専用の単一のファイル、又は複数の整合ファイル(例えば、1つ以上のモジュール、サブプログラム、又はコードの一部分を記憶するファイル)に記憶することができる。コンピュータプログラムは、1つの場所に配置された1つのコンピュータか、又は複数の場所に分散されて通信ネットワークで相互接続された複数のコンピュータにおいて実行されるように配備される。
ここに述べるプロセス及び論理フローは、入力データに作用して出力を発生することによりアクションを遂行するための1つ以上のコンピュータプログラムを実行する1つ以上のプログラム可能なプロセッサにより遂行することができる。又、そのプロセス及び論理フローは、特殊目的のロジック回路、例えば、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)又はASIC(特定用途向け集積回路)によって遂行することができ、そして装置は、そのような回路として具現化することもできる。
コンピュータプログラムを実行するのに適したプロセッサは、例えば、汎用及び特殊目的の両マイクロプロセッサと、任意の種類のデジタルコンピュータの1つ以上のプロセッサとを含む。一般的に、プロセッサは、リードオンリメモリ又はランダムアクセスメモリ或いはその両方からインストラクション及びデータを受け取る。コンピュータの本質的な要素は、インストラクションに基づいてアクションを遂行するためのプロセッサと、インストラクション及びデータを記憶するための1つ以上のメモリ装置である。一般的に、コンピュータは、データを記憶するための1つ以上の大量記憶装置、例えば、磁気ディスク、磁気光学ディスク又は光学ディスクを含むか、或いはそこからデータを受け取り又はそこへデータを転送し或いはその両方を行うように作動的に結合される。しかしながら、コンピュータは、そのような装置を有する必要はない。更に、コンピュータは、別の装置、例えば、幾つか挙げると、移動電話、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、移動オーディオ又はビデオプレーヤ、ゲームコンソール、グローバルポジショニングシステム(GPS)受信器、又はポータブル記憶装置(例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)フラッシュドライブ)に埋め込むこともできる。コンピュータプログラムインストラクション及びデータを記憶するのに適した装置は、あらゆる形態の不揮発性メモリ、媒体及びメモリ装置を含み、一例として、半導体メモリ装置、例えば、EPROM、EEPROM及びフラッシュメモリ装置;磁気ディスク、例えば、内部ハードディスク又は取り外し可能なディスク;磁気光学ディスク;並びにCD ROM及びDVD−ROMディスクを含む。プロセッサ及びメモリは、特殊目的のロジック回路により補足することができ、又はそれに合体することができる。
同様に、動作が特定順序で図面に示されたが、望ましい結果を得るために、そのような動作が、図示された特定順序で又は逐次に遂行され、或いは図示された全ての動作が遂行される必要があると理解してはならない。ある環境では、マルチタスク及び並列処理が好都合である。更に、上述した実施形態における種々のシステムコンポーネントの分離は、全ての実施形態においてそのような分離が必要であると理解してはならず、又、ここに述べるプログラムコンポーネント及びシステムは、一般的に、単一のソフトウェア製品に一緒に一体化することもできるし、又、複数のソフトウェア製品にパッケージできることも理解されたい。
従って、本発明の要旨の特定の実施形態を説明した。特許請求の範囲内で他の実施形態も考えられる。更に、可変インピーダンス制御を行う他のメカニズムが使用されてもよい。あるケースでは、請求項に記載された動作は、異なる順序で遂行しても、望ましい結果を達成できる。加えて、添付図面に示されたプロセスは、望ましい結果を達成するのに、必ずしも、図示された特定の順序又は逐次の順序を必要としない。ある具現化では、マルチタスク及び並列処理が好都合である。
100:システム
102:ホストコントローラ
104:NVMパッケージ
106:ホスト通信チャンネル
108:ホストインターフェイス
110:メモリコントローラ
112:揮発性メモリ
114:不揮発性メモリ(NVM)
116:インストラクション
118:共有内部バス
120a−n:メモリダイ
122a−n:NVM
124a−n:スイッチ
126a−n:インピーダンス端子
130:電源インターフェイス
132:静電気放電(ESD)回路
200:システム
202:メモリコントローラ
204:内部バス
206a−d:スイッチ
208a−d:インピーダンス端子
210a−d:メモリダイ
212a−d:NVM
214:アドレスデコーダ
300:システム
302:メモリ装置
304:ホストコントローラ
306:不揮発性メモリ(NVM)
314:外部装置
316:外部装置インターフェイス
102:ホストコントローラ
104:NVMパッケージ
106:ホスト通信チャンネル
108:ホストインターフェイス
110:メモリコントローラ
112:揮発性メモリ
114:不揮発性メモリ(NVM)
116:インストラクション
118:共有内部バス
120a−n:メモリダイ
122a−n:NVM
124a−n:スイッチ
126a−n:インピーダンス端子
130:電源インターフェイス
132:静電気放電(ESD)回路
200:システム
202:メモリコントローラ
204:内部バス
206a−d:スイッチ
208a−d:インピーダンス端子
210a−d:メモリダイ
212a−d:NVM
214:アドレスデコーダ
300:システム
302:メモリ装置
304:ホストコントローラ
306:不揮発性メモリ(NVM)
314:外部装置
316:外部装置インターフェイス
Claims (20)
- 不揮発性メモリを各々含む複数のメモリダイと、
共有バスと、
コントローラと、
前記コントローラと少なくとも1つの前記メモリダイとの間の複数のスイッチと、
を備え、各スイッチは、前記共有バスにより前記コントローラへ接続され、そして
前記コントローラを1つ以上の前記メモリダイに通信接続するための1つ以上の前記メモリダイへの第1接続と、
前記コントローラを1つ以上のインピーダンス端子に接続するための1つ以上のインピーダンス端子への第2接続と、
の間を切り換えるように構成されたメモリ装置。 - 前記コントローラは、前記コントローラに関連したソースインピーダンスが、前記スイッチにより前記コントローラに接続される前記メモリダイ及びインピーダンス端子の負荷インピーダンスに実質的にマッチングされるように、前記スイッチを制御するよう構成される、請求項1に記載のメモリ装置。
- 前記コントローラは、前記共有バスを経て通信する間に、前記コントローラが前記メモリダイの特定の1つ及び前記インピーダンス端子の1つ以上に接続されるように、前記スイッチを制御するよう構成される、請求項2に記載のメモリ装置。
- 各スイッチは、前記メモリダイの1つ及び前記インピーダンス端子の1つに関連付けられる、請求項3に記載のメモリ装置。
- 前記共有バスを経て接続された前記メモリダイの特定の1つ及び接続された1つ以上のインピーダンス端子により与えられる負荷は、前記メモリダイの特定の1つにより与えられる負荷と実質的に同じである、請求項3に記載のメモリ装置。
- 前記コントローラは、異なるメモリダイを前記コントローラへ接続するように前記スイッチが切り換えられる間に前記メモリダイに電力を供給することから電源を一時的に切断するように更に構成される、請求項3に記載のメモリ装置。
- 各インピーダンス端子は、スタブを含む、請求項1に記載のメモリ装置。
- 前記コントローラ及び前記メモリダイの外部にあるホスト装置に前記コントローラを通信接続する第2バスと、
前記コントローラと前記ホスト装置との間で前記第2バスに接続された静電気放電回路と、
を更に備え、前記静電気放電回路は、少なくとも、1つ以上のメモリダイへの第1接続と1つ以上のインピーダンス端子への第2接続との間で1つ以上のスイッチを切り換える間に前記ホスト装置からの静電気放電を制限するように構成された、請求項1に記載のメモリ装置。 - メモリコントローラ及び複数のメモリダイをインピーダンスマッチングするための方法において、
複数のメモリダイのうちの第1のメモリダイにアクセスするためのインストラクションをメモリコントローラにおいて受け取る段階であって、複数のメモリダイの各々をメモリコントローラに接続するように内部バスを構成する段階と、
複数のメモリダイのうちの第1のメモリダイのみを、内部バスを経てメモリコントローラへ通信接続するように、複数のメモリダイに関連した複数のスイッチをメモリコントローラにより調整する段階であって、メモリコントローラに関連したソースインピーダンスは、内部バスに接続される負荷インピーダンスと実質的に同じである段階と、
内部バスを経て前記第1のメモリダイにアクセスする段階と、
を備えた方法。 - 前記複数のスイッチを調整することは、前記第1のメモリダイ以外の複数のメモリダイを接続するのではなく前記内部バスを経て前記メモリコントローラへ1つ以上のスタブを接続し、
前記負荷インピーダンスは、前記第1のメモリダイ及び前記1つ以上のスタブの合成インピーダンスを含む、請求項9に記載の方法。 - 前記複数のスイッチを調整する前に、前記複数のメモリダイに電力を供給することから電源を切断する段階と、
前記複数のスイッチを調整した後に、前記複数のメモリダイに電力を供給するよう電源を再接続する段階と、
を更に備えた請求項9に記載の方法。 - 前記複数のスイッチを調整する間に外部インターフェイスにおけるホストからの静電気放電を制限する段階を更に備えた、請求項9に記載の方法。
- コントローラ及び複数のメモリダイをインピーダンスマッチングするためのシステムにおいて、
複数のメモリダイと、
共有バスと、
コントローラと、
前記コントローラと少なくとも1つのメモリダイとの間の複数のスイッチと、
前記コントローラにより実行されたときに、前記コントローラが、複数のスイッチの1つを使用して複数のメモリダイの1つのみへの第1接続を確立すると共に、複数のメモリダイが一度に1つだけ前記共有バスを経て前記コントローラへ通信接続されるように複数のスイッチの他のものを使用して第2接続を確立するように、複数のスイッチを調整するようにさせるインストラクションを記憶する不揮発性メモリと、
を備えたシステム。 - 前記記憶されたインストラクションに基づいて前記スイッチを調整することは、前記コントローラに関連したソースインピーダンスを、前記複数のメモリの接続された1つ及び1つ以上のスタブへのアクチベートされた第2接続に関連した負荷インピーダンスと実質的にマッチングさせる、請求項13に記載のシステム。
- 前記複数のメモリダイに電力を供給するように構成された電源を更に備え、
前記記憶されたインストラクションの実行は、更に、前記コントローラが、前記複数のスイッチを調整するときに前記複数のメモリダイから前記電源を切断するようにさせる、請求項13に記載のシステム。 - 前記コントローラは、前記共有バスを経て通信する間に、前記コントローラが前記メモリダイの特定の1つ及び前記インピーダンス端子の1つ以上に接続されるように、前記スイッチを制御するよう構成される、請求項13に記載のシステム。
- ホスト装置への外部インターフェイスを更に備え、この外部インターフェイスは、少なくとも前記スイッチの調整中に前記ホスト装置からの静電気放電を制限するように構成された静電気放電回路を備えた、請求項13に記載のシステム。
- 前記静電気放電回路は、前記ホスト装置から前記外部インターフェイスを経て送られる電圧レベルに基づいて静電気放電制限をアクチベートするように構成された空乏モードトランジスタを備えた、請求項17に記載のシステム。
- メモリコントローラ及び複数のメモリダイをインピーダンスマッチングするためのシステムにおいて、
複数のメモリダイのうちの第1のメモリダイにアクセスするためのインストラクションをメモリコントローラにおいて受け取る手段であって、複数のメモリダイの各々をメモリコントローラに接続するように内部バスが構成された手段と、
複数のメモリダイのうちの第1のメモリダイのみを、内部バスを経てメモリコントローラへ通信接続するように、複数のメモリダイに関連した複数のスイッチをメモリコントローラにより調整する手段であって、メモリコントローラに関連したソースインピーダンスが、内部バスに接続される負荷インピーダンスと実質的に同じであるような手段と、
内部バスを経て前記第1のメモリダイにアクセスする手段と、
を備えたシステム。 - 前記複数のスイッチを調整する間に外部インターフェイスにおけるホストからの静電気放電を制限する手段を更に備えた、請求項19に記載のシステム。
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