存储器控制器、其操作方法、存储器设备和存储器系统与流程

本公开涉及一种电子设备，并且更具体地，涉及一种用于在系统运行状态中对镜像存储器模块部分地执行存储器内置自测试(mbist)的存储器控制器、其操作方法、存储器设备和存储器系统。

背景技术：

1、半导体存储器广泛用于各种类型的电子设备中的数据存储，电子设备包括计算机、无线通信设备、相机和数字显示器。这些存储器通过对半导体存储器内的不同状态进行编程来存储数据。为了检索存储的数据，半导体存储器的编程状态中的至少一个被读取或检测。为了存储数据，这些设备的组件用于记录或编程半导体存储器的状态。

2、存在各种类型的半导体存储器，包括易失性存储器，诸如动态随机存取存储器(dram)。易失性存储器(如dram)在与电源断开时丢失其存储状态。此外，半导体存储器的状态可能随着时间的推移而恶化，这能够导致不可恢复的存储器错误和其他问题。随着微工艺的进步，诸如dram的半导体芯片更容易在制造工艺中生成错误。即使在初始测试阶段未检测到错误，它们仍然可能在芯片操作期间发生。

3、由于需要对海量数据进行稳定且快速的实时处理，因此对高容量dram的需求增加。然而，dram的性能质量会随着时间的推移而降级。为了解决这个问题，存储器系统合并了dram的可靠性、可用性和可服务性(ras)功能。因此，一些存储器系统可以包括用于数据存储的存储器模块和存储与存储器模块相同的数据的镜像存储器模块。另外，在这些存储器系统上执行存储器内置自测试(mbist)以用于测试dram中的硬件单个位缺陷和/或多个位缺陷。此外，可以执行用于修复有缺陷的行的存储器内置自测试封装后修复(mppr)。

4、然而，mbist和/或mppr在存储器系统上的执行能够是耗时的。另外，可以不执行dram正常操作，直到mbist和/或mppr完成为止。因此，需要一种方法，该方法能够通过减少执行mbist和/或mppr所需的时间来增强mbist和/或mppr的利用率并改善dram ras功能。

技术实现思路

1、本公开的实施例提供一种用于在系统运行状态中对镜像存储器模块部分地执行存储器内置自测试(mbist)的存储器控制器、其操作方法、存储器设备和存储器系统。

2、根据本公开的实施例，提供一种存储器系统，包括：存储器模块，包括多个存储器芯片；镜像存储器模块，包括与多个存储器芯片相对应的多个镜像存储器芯片，多个镜像存储器芯片中的第一镜像存储器芯片存储与多个存储器芯片中的第一存储器芯片相同的数据；以及存储器控制器，被配置为，在存储器系统被启动之后能够执行根据用户请求的操作的系统运行状态中，向存储器模块提供用于指示执行正常操作的命令并且向镜像存储器模块提供用于指示执行存储器内置自测试(mbist)的命令。

3、根据本公开的实施例，提供一种存储器控制器的操作方法，存储器控制器被配置为与存储器模块和镜像存储器模块通信，该操作方法包括：在系统运行状态中执行镜像模式，镜像模式被执行以将存储在存储器模块中的数据等同地存储在镜像存储器模块中；以及在镜像模式被解除之后，向镜像存储器模块提供用于指示执行mbist的命令。

4、根据本公开的实施例，提供一种存储器设备，包括：存储器单元阵列，包括多个存储器单元以及多个冗余存储器单元；模式寄存器组，被配置为存储指示是否对多个存储器单元当中的一些存储器单元执行mbist的标志位值，并且模式寄存器组还被配置为存储对其执行mbist的存储器单元的物理地址的位值当中的至少一些位值；mbist电路，被配置为对一些存储器单元执行mbist；以及修复电路，被配置为执行用冗余存储器单元替换经由mbist的测试结果检测到的缺陷存储器单元的修复操作。

5、根据本公开的实施例，提供一种存储器控制器，该存储器控制器被配置为与存储器模块和镜像存储器模块通信，镜像存储器模块用于等同地存储存储在存储器模块中的数据，存储器控制器包括：页离线检测器，被配置为当在从存储器模块提供的数据中发生错误时，检测与其中发生错误的数据相对应的操作系统地址；地址解码器，被配置为将操作系统地址解码为镜像存储器模块的特定物理地址；地址寄存器，被配置为存储页离线地址，页离线地址包括特定物理地址的位值中的至少一些位值；以及命令生成器，被配置为向镜像存储器模块输出第一模式寄存器写入命令和第二模式寄存器写入命令，第一模式寄存器写入命令用于将指示是否对具有页离线地址的存储器单元执行mbist的标志信号的位值写入第一模式寄存器，第二模式寄存器写入命令用于将页离线地址写入第二模式寄存器。

技术特征：

1.一种存储器系统，包括：

2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中，存储器控制器被配置为：执行在启动存储器系统时设置的镜像模式；在镜像模式下，向存储器模块和镜像存储器模块提供用于将数据存储在第一存储器芯片和第一镜像存储器芯片中的每一个中的写入命令；以及当镜像模式被解除时，向镜像存储器模块提供用于指示执行mbist的命令。

3.根据权利要求1所述的存储器系统，其中，存储器控制器被配置为：执行在启动存储器系统时设置的镜像模式；在镜像模式下，向存储器模块提供用于读取存储在第一存储器芯片中的数据的读取命令；在镜像模式下，根据从第一存储器芯片读取的数据中发生错误的状态，向镜像存储器模块提供用于读取存储在第一镜像存储器芯片中的数据的读取命令；以及当镜像模式被解除时，向镜像存储器模块提供用于指示执行mbist的命令。

4.根据权利要求1的存储器系统，其中，存储器控制器被配置为：在mbist完成之后，向存储器模块提供用于读取存储在多个存储器芯片中的数据的读取命令；并且向镜像存储器模块提供用于将从存储器模块读取的数据存储在多个镜像存储器芯片中的写入命令。

5.根据权利要求1所述的存储器系统，其中，存储器控制器被配置为根据mbist的测试结果向镜像存储器模块提供用于指示执行存储器内置自测试封装后修复(mppr)的命令。

6.根据权利要求1所述的存储器系统，其中，存储器控制器被配置为：执行在启动存储器系统时设置的镜像模式；并且，在镜像模式下，当从存储器模块提供的数据中发生错误时，向镜像存储器模块提供用于将与存储数据的第一存储器芯片的物理地址相对应的第一镜像存储器芯片的物理地址记录到第一镜像存储器芯片的模式寄存器中的命令。

7.根据权利要求6所述的存储器系统，其中，存储器控制器包括：

8.根据权利要求7所述的存储器系统，其中，命令生成器被配置为向镜像存储器模块提供用于指示当镜像模式被解除或存储器系统被启动时执行mbist的命令。

9.根据权利要求1所述的存储器系统，其中，存储器控制器被配置为：在系统运行状态中，通过将连接到存储器模块的第一通道改变为镜像通道并将连接到镜像存储器模块的第二通道改变为主通道来彼此交换通道，其中，连接到镜像通道的存储器模块作为镜像存储器模块来进行操作，并且连接到主通道的镜像存储器模块作为主存储器模块来进行操作；并且经由镜像通道输出用于指示执行mbist的命令。

10.一种存储器控制器的操作方法，存储器控制器被配置为与存储器模块和镜像存储器模块通信，所述操作方法包括：

11.根据权利要求10所述的操作方法，其中，执行镜像模式包括：

12.根据权利要求10所述的操作方法，其中，执行镜像模式包括：

13.根据权利要求10所述的操作方法，还包括：在mbist完成之后复制数据，其中，复制数据包括：向存储器模块提供用于读取存储在存储器模块中的数据的读取命令；以及向镜像存储器模块提供用于存储从存储器模块读取的数据的写入命令。

14.根据权利要求10所述的操作方法，其中，执行镜像模式包括：

15.根据权利要求10所述的操作方法，还包括：将存储器模块和镜像存储器模块彼此交换，其中，所述交换包括：在系统运行状态中，由存储器控制器将连接到存储器模块的通道改变为镜像通道，并且将连接到镜像存储器模块的镜像通道改变为主通道，使得连接到镜像通道的存储器模块作为镜像存储器模块操作，并且连接到主通道的镜像存储器模块作为主存储器模块操作。

16.一种存储器设备，包括：

17.根据权利要求16所述的存储器设备，其中，模式寄存器组包括：

18.根据权利要求17的存储器设备，其中，物理地址的位值中的至少一些位值包括指示连接到存储器设备的通道的位值、指示存储器设备的存储块的位值、指示存储器单元阵列的存储体的位值以及存储器单元阵列的行的较高位值。

19.根据权利要求16所述的存储器设备，其中，模式寄存器组包括：

20.根据权利要求16所述的存储器设备，其中，标志位值包括指示对多个存储器单元当中的一些存储器单元执行mbist的第一位值，或指示对多个存储器单元当中的所有存储器单元执行mbist的第二位值。

技术总结一种存储器系统，包括：存储器模块，包括多个存储器芯片；镜像存储器模块，包括与多个存储器芯片相对应的多个镜像存储器芯片，多个镜像存储器芯片中的第一镜像存储器芯片存储与多个存储器芯片中的第一存储器芯片相同的数据；以及存储器控制器，被配置为，在存储器系统被启动之后能够执行根据用户请求的操作的系统运行状态中，向存储器模块提供用于指示执行正常操作的命令并且向镜像存储器模块提供用于指示执行存储器内置自测试(MBIST)的命令。技术研发人员：尹昌镐,金成峻,金有庆,李采恩,丁种愿受保护的技术使用者：三星电子株式会社技术研发日：技术公布日：2024/6/30