多級(jí)存儲(chǔ)器、多級(jí)存儲(chǔ)器寫入方法和多級(jí)存儲(chǔ)器讀取方法
【專利摘要】一種存儲(chǔ)器包括：包括多個(gè)數(shù)據(jù)單元的存儲(chǔ)器陣列單元，以及控制器。控制器被配置為：接收數(shù)據(jù)；使用用于將數(shù)據(jù)片段轉(zhuǎn)換成另一數(shù)據(jù)片段的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，其中，轉(zhuǎn)換規(guī)則是基于所接收的數(shù)據(jù)來選擇的而與寫入數(shù)據(jù)單元中的當(dāng)前數(shù)據(jù)無關(guān)；以及將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換規(guī)則的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符寫入數(shù)據(jù)單元。
【專利說明】多級(jí)存儲(chǔ)器、多級(jí)存儲(chǔ)器寫入方法和多級(jí)存儲(chǔ)器讀取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及在一個(gè)存儲(chǔ)器單元中存儲(chǔ)兩個(gè)或更多個(gè)比特的信息的多級(jí)存儲(chǔ)器、多 級(jí)存儲(chǔ)器寫入方法以及多級(jí)存儲(chǔ)器讀取方法。
[0002] 引用列表
[0003] 專利文獻(xiàn)
[0004] PTL1 :日本專利 No. 4134637
[0005] PTL2 :美國專利申請(qǐng)公開No. 2011/0213995的說明書

【背景技術(shù)】
[0006] 過去，隨著用于信息處理設(shè)備、特別是移動(dòng)終端等的小型電子裝置的迅速分布，對(duì) 于這種電子裝置中包括的存儲(chǔ)器元件、邏輯元件等已經(jīng)提出了更高性能的要求，包括更高 的集成度、更高的速度、更低的能量損耗等。在這種小型裝置中，非易失存儲(chǔ)器被視為用于 實(shí)現(xiàn)電子裝置的更高功能的不可缺少的部件。作為非易失存儲(chǔ)器，半導(dǎo)體閃存、FeRAM(鐵 電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）、MRAM (磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）等已經(jīng)投入實(shí)際使用，并且已經(jīng)實(shí)際進(jìn) 行了研究和開發(fā)以獲得更高性能。
[0007] 另外，在半導(dǎo)體閃存等中，為了增大存儲(chǔ)容量，存在使用存儲(chǔ)器單元來存儲(chǔ)兩個(gè)或 更多個(gè)比特的信息作為一個(gè)存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)值的情況。這種存儲(chǔ)器單元稱為MLC(多 級(jí)單元）。另一方面，在一個(gè)存儲(chǔ)器單元中存儲(chǔ)一個(gè)比特的信息的存儲(chǔ)器單元被稱為 SLC(單級(jí)單元）。使用MLC的存儲(chǔ)器被稱為多級(jí)存儲(chǔ)器。
[0008] 在非易失存儲(chǔ)器中寫入信息損耗能量。為此，已經(jīng)提出了各種寫入方法以減小寫 入其間的能量損耗。
[0009] 例如，在PTL1中，公開了一種在MRAM上寫入信息的方法。在該寫入方法中，將輸 入數(shù)據(jù)與已經(jīng)寫入在該輸入數(shù)據(jù)被假定寫入的區(qū)域中的數(shù)據(jù)相比較，并然后執(zhí)行編碼，從 而使要重新寫入的比特?cái)?shù)減少至一半或更小。以這種方式，在寫操作期間，可減少要重新寫 入的比特?cái)?shù)，并且因此可減小能量損耗。
[0010] 另外，在PTL 2公開的寫入方法中，將輸入數(shù)據(jù)與已經(jīng)寫入在該輸入數(shù)據(jù)假定被 寫入的區(qū)域中的數(shù)據(jù)相比較，并且如果要重新寫入的比特?cái)?shù)是一半或更多，則利用輸入數(shù) 據(jù)的"0"或"1"代替該數(shù)據(jù)。因此，僅重寫需要重新被寫入的比特。此外，添加用于存儲(chǔ)關(guān) 于"0"和"1"是否已經(jīng)替代了輸入數(shù)據(jù)的信息的比特，并且還同時(shí)寫入該比特。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 技術(shù)問題
[0012] 使用MLC的多級(jí)存儲(chǔ)器在一個(gè)存儲(chǔ)器單元中存儲(chǔ)兩個(gè)或更多個(gè)比特的信息。讓 我們假設(shè)其中存儲(chǔ)了兩個(gè)比特的信息的情況。在該情況下，要寫入的數(shù)據(jù)包括"〇〇"、"〇1"、 "10"和"11"。在寫入數(shù)據(jù)時(shí)損耗的能量（以下稱為寫入能量）根據(jù)要寫入的數(shù)據(jù)而有所不 同。當(dāng)寫入"00"時(shí)的寫入能量被設(shè)置為E(00)等。當(dāng)假設(shè)寫入能量按上述數(shù)據(jù)的順序增 大時(shí)，滿足E (00) <E (01) <E (10) <E (11)。為此，相比寫入大量"00"時(shí)，例如在寫入大量" 11" 時(shí)損耗更多的寫入能量。
[0013] 應(yīng)注意，寫入能量的這種量化關(guān)系式是用于進(jìn)行說明的假設(shè)，并且還存在其他量 化關(guān)系的情況。
[0014] 另外，非易失存儲(chǔ)器存在存儲(chǔ)器在能夠重寫的次數(shù)方面具有上限的問題。一般地， 在能夠重寫的次數(shù)方面的上限與寫入能量相關(guān)。這是因?yàn)椋鶕?jù)寫入能量的量，對(duì)存儲(chǔ)器單 元施加了應(yīng)力（Stress)。例如，在電流寫入型MRAM的情況下，當(dāng)執(zhí)行寫入時(shí)，對(duì)構(gòu)成存儲(chǔ)器 單元的通道阻擋膜（tunnel barrier film)施加電場(chǎng)應(yīng)力。隨著重復(fù)寫入，電場(chǎng)應(yīng)力累積， 并且最終，通道阻擋膜引起靜電擊穿。隨后，難以進(jìn)一步地在存儲(chǔ)器單元上寫入新的信息。 換句話說，在能夠重寫的次數(shù)方面存在上限。由于隨著寫入能量變得更大，電場(chǎng)應(yīng)力增加， 因此能夠重寫的次數(shù)隨著寫入能量變大而減少。換句話說，當(dāng)比較其中連續(xù)地寫入"00"的 情況和其中在同一存儲(chǔ)器單元中連續(xù)地寫入"11"的情況時(shí)，在連續(xù)地寫入"11"的情況下， 能夠重寫的次數(shù)進(jìn)一步減少。如上所述，在多級(jí)存儲(chǔ)器中，具有在寫入期間的能量損耗和能 夠重寫的次數(shù)不利的數(shù)據(jù)，并且期望盡可能少地寫入這種數(shù)據(jù)。
[0015] 隨著寫入能量變得更大，期望減少使用在能夠重寫的次數(shù)方面不利的使用大量寫 入能量的寫入數(shù)據(jù)的次數(shù)。
[0016] 問題的技術(shù)方案
[0017] 一種根據(jù)本公開的存儲(chǔ)器包括：包括多個(gè)數(shù)據(jù)單元的存儲(chǔ)器陣列單元；以及控制 器。控制器被配置為：接收數(shù)據(jù)；使用用于將數(shù)據(jù)片段轉(zhuǎn)換成另一數(shù)據(jù)片段的轉(zhuǎn)換規(guī)則將 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，其中，轉(zhuǎn)換規(guī)則是基于所接收的數(shù)據(jù)來選擇的而與寫入數(shù)據(jù)單元中 的當(dāng)前數(shù)據(jù)無關(guān)；以及將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換規(guī)則的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符寫入數(shù)據(jù)單元。
[0018] 一種根據(jù)本公開的將數(shù)據(jù)寫入包括具有多個(gè)數(shù)據(jù)單元的存儲(chǔ)器陣列單元的存儲(chǔ) 器的方法包括：接收數(shù)據(jù)；使用用于將數(shù)據(jù)片段轉(zhuǎn)換成另一數(shù)據(jù)片段的轉(zhuǎn)換規(guī)則將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，其中，轉(zhuǎn)換規(guī)則是基于所接收的數(shù)據(jù)來選擇的而與寫入數(shù)據(jù)單元中的當(dāng)前 數(shù)據(jù)無關(guān)；以及，將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換規(guī)則的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符寫入數(shù)據(jù)單元。另外， 一種根據(jù)本公開的從包括具有多個(gè)數(shù)據(jù)單元的存儲(chǔ)器陣列單元的存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)的方法 包括：從數(shù)據(jù)單元讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符；確定對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符的轉(zhuǎn)換規(guī) 貝1J ;使用轉(zhuǎn)換規(guī)則將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)反向轉(zhuǎn)換成反向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；以及傳輸反向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
[0019] 以這種方式，可以減少在能量損耗和能夠重寫的次數(shù)方面不利的數(shù)據(jù)的寫入次 數(shù)。
[0020] 本發(fā)明的有益效果
[0021] 根據(jù)本公開，由于可以減少在能量損耗和能夠重寫的次數(shù)方面不利的數(shù)據(jù)的寫入 次數(shù)，因此有減小寫入期間的能量損耗以及增加能夠重寫的次數(shù)的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是根據(jù)本公開的實(shí)施方式的多級(jí)存儲(chǔ)器的框圖。
[0023] 圖2是根據(jù)本公開的實(shí)施方式的數(shù)據(jù)單元的示意圖。
[0024] 圖3是示出存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)狀態(tài)的概念圖。
[0025] 圖4是示出轉(zhuǎn)換規(guī)則的實(shí)例的圖表。
[0026] 圖5是根據(jù)本公開的實(shí)施方式的寫入處理的流程圖。
[0027] 圖6是根據(jù)本公開的實(shí)施方式的讀取處理的流程圖。
[0028] 圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換規(guī)則的圖表。
[0029] 圖8是用于描述根據(jù)第一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換規(guī)則確定單元的操作的流程圖。
[0030] 圖9是示出根據(jù)第二實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換規(guī)則的圖表。
[0031] 圖10是用于描述根據(jù)第二實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換規(guī)則確定單元的操作的流程圖。
[0032] 圖11是示出根據(jù)第三實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換規(guī)則的圖表。
[0033] 圖12是用于描述根據(jù)第三實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換規(guī)則確定單元的操作的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034] 在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本公開的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)注意，在說明書和附圖 中，具有大致相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件用相同的參考標(biāo)號(hào)來表示，并且省略了這些結(jié)構(gòu) 元件的重復(fù)說明。
[0035] 下文中，將按如下順序描述本公開的實(shí)施方式。
[0036] 〈1.實(shí)施方式的多級(jí)存儲(chǔ)器的概述〉
[0037] 〈2.第一實(shí)施方式〉
[0038] 〈3.第二實(shí)施方式〉
[0039] 〈4.第三實(shí)施方式〉
[0040] 〈1.實(shí)施方式的多級(jí)存儲(chǔ)器的概述〉
[0041] 圖1示出了根據(jù)實(shí)施方式的多級(jí)存儲(chǔ)器的配置。圖1的多級(jí)存儲(chǔ)器10包括存儲(chǔ) 器控制單元10、存儲(chǔ)器陣列單元20以及內(nèi)部總線3。另外，多級(jí)存儲(chǔ)器1經(jīng)由系統(tǒng)總線2 與附圖中未示出的主機(jī)通信。存儲(chǔ)器控制單元1處理從主機(jī)傳輸?shù)膶懭牒妥x取請(qǐng)求。當(dāng)存 在寫請(qǐng)求時(shí)，經(jīng)由系統(tǒng)總線2接收地址和寫數(shù)據(jù)，并且經(jīng)由內(nèi)部總線3在存儲(chǔ)器陣列單元20 中的對(duì)應(yīng)位置寫入該信息。當(dāng)存在讀請(qǐng)求時(shí)，通過系統(tǒng)總線2接收地址，經(jīng)由內(nèi)部總線3讀 取保持在存儲(chǔ)器陣列單元2的對(duì)應(yīng)位置中的數(shù)據(jù)，并且經(jīng)由系統(tǒng)總線2將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)。
[0042] 存儲(chǔ)器控制單元10包括在附圖中未示出但是對(duì)于執(zhí)行處理而言是必要的輸入和 輸出緩沖器、寫入/讀取電路等。存儲(chǔ)器控制單元10進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部11、轉(zhuǎn)換規(guī)則 保持部12、轉(zhuǎn)換規(guī)則確定部13以及數(shù)據(jù)反向轉(zhuǎn)換部14。后面將詳細(xì)描述這些部件的功能。
[0043] 存儲(chǔ)器陣列單元20包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多個(gè)存儲(chǔ)器單元。每個(gè)存儲(chǔ)器單元保持 兩個(gè)或更多個(gè)比特的信息。在每個(gè)預(yù)定數(shù)量的單元中將存儲(chǔ)器單元作為數(shù)據(jù)單元21管理。 在圖1中，存在B1至Bk數(shù)據(jù)單元21，并且存儲(chǔ)器陣列單元20包括k個(gè)數(shù)據(jù)單元。
[0044] 圖2示出了數(shù)據(jù)單元21的配置。
[0045] 每個(gè)數(shù)據(jù)單元21被劃分成用戶數(shù)據(jù)區(qū)和轉(zhuǎn)換規(guī)則區(qū)。在圖2中，用戶數(shù)據(jù)區(qū)包括 存儲(chǔ)器單元D1至Dn，并且轉(zhuǎn)換規(guī)則區(qū)包括存儲(chǔ)器單元T1至Tm。結(jié)果，每個(gè)數(shù)據(jù)單元21具 有（n+m)個(gè)存儲(chǔ)器單元。
[0046] 圖3示出了存儲(chǔ)器單元的存儲(chǔ)狀態(tài)的概念圖。水平軸表示任意特征值。例如，在 閃存的情況下，橫軸表示存儲(chǔ)器單元的閾值電壓。在電阻變化型存儲(chǔ)器的情況下，橫軸表示 存儲(chǔ)器單元的電阻值。曲線31至34是指示相對(duì)于橫軸的特征值在多級(jí)存儲(chǔ)器1中存在多 少對(duì)應(yīng)于特征值的存儲(chǔ)器單元（元件的數(shù)量）的分布曲線。在圖3的實(shí)例中，存在四個(gè)特 征值的分布。作為兩比特的數(shù)據(jù)值，可從特征值的下側(cè)為每個(gè)分布分配"00"、"01"、"10"和 "11"。由于以這種方式，一個(gè)存儲(chǔ)器單元可具有四個(gè)狀態(tài)（數(shù)據(jù)部分）中的任一個(gè)，因此存 儲(chǔ)器單元可存儲(chǔ)兩比特的信息作為數(shù)據(jù)值。
[0047] 為了讀取存儲(chǔ)了哪個(gè)數(shù)據(jù)，將設(shè)置在分布之間的參考值Rl、R2和R3與存儲(chǔ)器單元 的特征值相比較。例如，當(dāng)特征值大于參考值R1且小于R2時(shí)，可確定其存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)了 "01"。
[0048] 接著，當(dāng)要在存儲(chǔ)器單元上寫數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)存儲(chǔ)器單元的操作原理執(zhí)行寫操作。例 如，在閃存和電阻變化型存儲(chǔ)器的情況下，在固定的寫入時(shí)間周期內(nèi)向存儲(chǔ)器單元的寫入 端子施加固定的寫入電壓。在此，寫入電壓、寫入時(shí)間或者這兩個(gè)值根據(jù)寫入數(shù)據(jù)而改變。 利用該操作，可在存儲(chǔ)器單元上寫入不同的數(shù)據(jù)片段。
[0049] 在此，損耗寫入能量（基于寫入電壓和寫入時(shí)間來確定其量）。由于寫入電壓、寫 入時(shí)間或者這兩個(gè)值根據(jù)待寫入的數(shù)據(jù)片段而有所不同，因此寫入能量的量也根據(jù)要寫入 的數(shù)據(jù)片段而具有不同的值。
[0050] 圖3的直線35示意性示出了這種關(guān)系。當(dāng)寫入"00"時(shí)，寫能量被假設(shè)為E (00) 等。在圖3的實(shí)例中，設(shè)置E(00)〈E(01)〈E(10)〈E(11)。由此，與寫入大量"00"時(shí)相比，在 寫入大量"11"時(shí)損耗更多的寫入能量。換句話說，寫入"11"損耗最大量的能量。另外，當(dāng) 利用寫入能量重復(fù)寫入時(shí)，能夠重寫的次數(shù)減少。
[0051] 出于上述原因，當(dāng)寫入"11"的次數(shù)可減小至盡可能少時(shí)，可獲得低能量損耗以及 重寫次數(shù)的增加。
[0052] 以下的描述以關(guān)系E(00)〈E(01)〈E(10)〈E(11)為前提，但并不限于E(ll)損耗最 大能量的事實(shí)，并且當(dāng)適當(dāng)?shù)貞?yīng)用其他關(guān)系時(shí)，同樣的原則也適用。
[0053] 另外，存儲(chǔ)器單元能夠存儲(chǔ)的比特?cái)?shù)并不限于兩個(gè)，并且更高的比特?cái)?shù)也是可以 的。
[0054] 如到目前所描述的，多級(jí)存儲(chǔ)器具有其寫入次數(shù)被期望減少的數(shù)據(jù)。然而，當(dāng)寫入 數(shù)據(jù)完全是隨機(jī)的時(shí)，所有數(shù)據(jù)片段段自然地以相同的比例被寫入。因此，根據(jù)本公開，通 過使用圖1中示出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部11、轉(zhuǎn)換規(guī)則保持部12、轉(zhuǎn)換規(guī)則確定部13以及數(shù)據(jù)反向 轉(zhuǎn)換部14,實(shí)現(xiàn)其寫入次數(shù)被期望減少的數(shù)據(jù)的寫入次數(shù)的減少。
[0055] 以下，將描述其方法。
[0056] 為了減少其寫入次數(shù)被期望減少的特定數(shù)據(jù)片段（例如，"11"）的寫入次數(shù)，可通 過將數(shù)據(jù)片段轉(zhuǎn)換成另一數(shù)據(jù)片段（例如，"〇〇"）來執(zhí)行寫入。利用該操作，可以不寫入理 想地減小其寫入次數(shù)的數(shù)據(jù)片段（例如，" 11"）。
[0057] 然而，如果執(zhí)行該轉(zhuǎn)換，當(dāng)原始寫入數(shù)據(jù)包括"00"時(shí)，發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。因此，"00" 被進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成另一數(shù)據(jù)片段以被寫入。以這種方式，定義了被設(shè)計(jì)為在沒有沖突的情況 下寫入所有數(shù)據(jù)片段的轉(zhuǎn)換規(guī)則。當(dāng)存儲(chǔ)器單元可分別存儲(chǔ)兩個(gè)比特的數(shù)據(jù)時(shí)，可考慮的 轉(zhuǎn)換規(guī)則的總數(shù)是4*3*2*1 = 24。
[0058] 圖4示出了這種轉(zhuǎn)換規(guī)則的實(shí)例。箭頭指示數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并且在每個(gè)箭頭的根部 的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成在每個(gè)箭頭頂端的數(shù)據(jù)。在轉(zhuǎn)換規(guī)則A中，所有箭頭都指向其自己的數(shù)據(jù) 片段。換句話說，不執(zhí)行轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換規(guī)則B中，以循環(huán)的方式轉(zhuǎn)換"00"、"01"、"10"和 " 11"。在轉(zhuǎn)換規(guī)則C中，在"00 "與" 11"之間以及" 10 "與"01"之間執(zhí)行轉(zhuǎn)換。
[0059] 當(dāng)執(zhí)行轉(zhuǎn)換時(shí)，需要在存儲(chǔ)器單元上存儲(chǔ)哪個(gè)規(guī)則被用于轉(zhuǎn)換。否則，當(dāng)要讀取轉(zhuǎn) 換之后的數(shù)據(jù)時(shí)，不能恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。為了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換規(guī)則，為每個(gè)轉(zhuǎn)換規(guī)則分配唯一的轉(zhuǎn)換 規(guī)則標(biāo)識(shí)符。在該實(shí)例中，轉(zhuǎn)換規(guī)則的總數(shù)是24。因此，轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符是從"00. 00. 00" 至lj"01. 01. 11"，并且其中，每個(gè)轉(zhuǎn)換規(guī)則占用它們之中的一個(gè)唯一的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符。由于 存儲(chǔ)器單元是2比特單元，因此，需要三個(gè)存儲(chǔ)器單元來存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符。
[0060] 為了使用存儲(chǔ)器單元來存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換規(guī)則，減少存儲(chǔ)原始寫入數(shù)據(jù)的區(qū)域。為了降低 其影響，可使用相同的轉(zhuǎn)換規(guī)則來轉(zhuǎn)換多個(gè)寫入數(shù)據(jù)片段。利用該操作，可減小被配置為存 儲(chǔ)轉(zhuǎn)換規(guī)則的存儲(chǔ)器單元的相對(duì)比例。下面，使用相同轉(zhuǎn)換規(guī)則轉(zhuǎn)換的多個(gè)寫入數(shù)據(jù)片段 的集合將被稱為用戶數(shù)據(jù)。以上已經(jīng)描述了轉(zhuǎn)換規(guī)則的數(shù)量是24,但是沒有必要使用全部 的轉(zhuǎn)換規(guī)則。可能存在僅使用圖4中示出的三種轉(zhuǎn)換規(guī)則A、B和C的情況。
[0061] 在該情況下，轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符"00"、轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符"01"以及轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符 " 10"可分別被分配給轉(zhuǎn)換規(guī)則A、轉(zhuǎn)換規(guī)則B和轉(zhuǎn)換規(guī)則C。利用該操作，轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符 可存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器單元中。
[0062] 在此，將描述當(dāng)使用圖4中示出的三種轉(zhuǎn)換規(guī)則A、B和C時(shí)的用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換實(shí) 例。返回圖1，存儲(chǔ)器控制單元10包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部11、轉(zhuǎn)換規(guī)則保持部12、轉(zhuǎn)換規(guī)則確定部 13以及數(shù)據(jù)反向轉(zhuǎn)換部14。將通過用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換實(shí)例來描述其功能。應(yīng)注意，為了便于 描述，假設(shè)用戶數(shù)據(jù)的寬度是四個(gè)存儲(chǔ)器單元。
[0063] 首先，作為準(zhǔn)備步驟，將轉(zhuǎn)換規(guī)則A、B和C以及其轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)換規(guī)則 保持部12中。
[0064] 作為第一實(shí)例，考慮存在要寫入用戶數(shù)據(jù)"00. 00. 01. 11"的請(qǐng)求的情況。當(dāng)存儲(chǔ) 器控制單元10經(jīng)由系統(tǒng)總線2接收到用戶數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)被傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換規(guī)則確定部13。轉(zhuǎn)換 規(guī)則確定部13檢查所接收的用戶數(shù)據(jù)，并且從存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)換規(guī)則保持部12中的多個(gè)轉(zhuǎn)換規(guī) 則中選擇通過其可以不寫入"11"的轉(zhuǎn)換規(guī)則。
[0065] 換句話說，轉(zhuǎn)換規(guī)則確定部13可根據(jù)寫入數(shù)據(jù)改變要選擇的轉(zhuǎn)換規(guī)則。
[0066] 在該實(shí)例中，可使用轉(zhuǎn)換規(guī)則B。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部11使用所選擇的轉(zhuǎn)換規(guī)則B將"11" 轉(zhuǎn)換成" 〇 1"、將" 〇 1"轉(zhuǎn)換成" 〇〇 "、將" "轉(zhuǎn)換成" 10 "。轉(zhuǎn)換規(guī)則B還包括將" 10 "轉(zhuǎn)換成 "11"的規(guī)則，但是由于該用戶數(shù)據(jù)不包括"10"，因此該規(guī)則不適用。然后，存儲(chǔ)器控制單元 10將轉(zhuǎn)換的用戶數(shù)據(jù)與作為轉(zhuǎn)換規(guī)則B的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符的"01"相匹配，并且將用戶數(shù)據(jù) 寫入存儲(chǔ)器陣列單元20的相應(yīng)數(shù)據(jù)單元21中。用戶數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符一一對(duì)應(yīng)。
[0067] 此時(shí)，要寫入數(shù)據(jù)單元21的數(shù)據(jù)是"10. 10.00.01,01"。在該情況下，"，"的前面 部分對(duì)應(yīng)于用戶數(shù)據(jù)，并且其后面部分對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符。然后，如圖3所示，用戶數(shù) 據(jù)被寫入數(shù)據(jù)單元21的用戶數(shù)據(jù)區(qū)中，并且轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符被寫入數(shù)據(jù)單元21的轉(zhuǎn)換規(guī) 則區(qū)中。在整個(gè)數(shù)據(jù)單元中，對(duì)五個(gè)存儲(chǔ)器單元執(zhí)行寫入，但是沒有存儲(chǔ)器單元被寫入了 "11"。利用該操作，可在不寫入"11"（其不期望被寫入）的情況下將用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 器單元中。
[0068] 當(dāng)存在讀請(qǐng)求時(shí)，可以相反的方式執(zhí)行處理。存儲(chǔ)器控制單元10從相應(yīng)的數(shù)據(jù)單 元21中讀取用戶數(shù)據(jù)（"10. 10. 00. 01"）和轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符（"01")。由于用戶數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn) 換規(guī)則標(biāo)識(shí)符彼此一一對(duì)應(yīng)，因此參照轉(zhuǎn)換規(guī)則保持部12,轉(zhuǎn)換規(guī)則確定部13從讀取的轉(zhuǎn) 換規(guī)則標(biāo)識(shí)符為"01"的事實(shí)確定已經(jīng)使用了轉(zhuǎn)換規(guī)則B。通過反向使用轉(zhuǎn)換規(guī)則B，數(shù)據(jù) 反向轉(zhuǎn)換部14將"01"反向轉(zhuǎn)換成"11"、將"00"反向轉(zhuǎn)換成"01"以及將"10"反向轉(zhuǎn)換成 "00"。因此，在反向轉(zhuǎn)換之后的用戶數(shù)據(jù)是"00. 00. 01. 11"。存儲(chǔ)器控制單元10經(jīng)由系統(tǒng) 總線2將反向轉(zhuǎn)換后的用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸?qǐng)求源。
[0069] 在第一實(shí)例中，由于在用戶數(shù)據(jù)中不包括"10"，因此可使用轉(zhuǎn)換規(guī)則B。作為另一 情況，當(dāng)在用戶數(shù)據(jù)中包括"11"但是不包括"00"時(shí)，可使用轉(zhuǎn)換規(guī)則C。
[0070] 接著，作為第二實(shí)例，考慮存在要寫入用戶數(shù)據(jù)"00. 01. 10. 11"的請(qǐng)求的情況。在 該情況下，由于在用戶數(shù)據(jù)中包括所有數(shù)據(jù)片段（"00"、"01"、"10"和"11"），因此不管執(zhí) 行何種轉(zhuǎn)換，都發(fā)生寫入"11"。因?yàn)檫@個(gè)原因，轉(zhuǎn)換規(guī)則確定部13選擇作為"將不執(zhí)行轉(zhuǎn) 換"的轉(zhuǎn)換規(guī)則的轉(zhuǎn)換規(guī)則A。其他操作與第一實(shí)施方式中的那些相同。要寫入數(shù)據(jù)單元 21 的數(shù)據(jù)是 "00. 01. 10. 11，00"。
[0071] 以這種方式，盡管當(dāng)用戶數(shù)據(jù)中包括所有數(shù)據(jù)片段時(shí)發(fā)生"11"的寫入，但是這種 情況實(shí)際上很少。換句話說，當(dāng)用戶數(shù)據(jù)的寬度是四個(gè)存儲(chǔ)器單元并且每個(gè)存儲(chǔ)器單元都 是2比特單元時(shí)，數(shù)據(jù)模式（pattern)的總數(shù)是4 4 = 256,但是當(dāng)在用戶數(shù)據(jù)包括所有數(shù)據(jù) 片段時(shí)，該數(shù)量是24。這就是根據(jù)本公開可減少不期望被寫入的數(shù)據(jù)的寫入次數(shù)的原因。
[0072] 將使用流程圖描述上述寫入和讀取處理。
[0073] 圖5是根據(jù)本公開的實(shí)施方式的寫入處理的流程圖。
[0074] 在步驟S11，存儲(chǔ)器控制單元10經(jīng)由系統(tǒng)總線2接收來自請(qǐng)求元的寫數(shù)據(jù)。在步 驟S12,轉(zhuǎn)換規(guī)則確定部13檢查寫數(shù)據(jù)，并且從保持在轉(zhuǎn)換規(guī)則保持部12中的轉(zhuǎn)換規(guī)則中 確定要使用的轉(zhuǎn)換規(guī)則。在步驟S13,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部11根據(jù)所選擇的轉(zhuǎn)換規(guī)則轉(zhuǎn)換用戶數(shù)據(jù)。 在步驟S14,存儲(chǔ)器控制單元10在存儲(chǔ)器陣列單元20中寫入轉(zhuǎn)換用戶數(shù)據(jù)和所選擇的轉(zhuǎn)換 規(guī)則的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符。
[0075] 圖6是根據(jù)本公開的實(shí)施方式的讀取處理的流程圖。
[0076] 在步驟S21，存儲(chǔ)器控制單元10從存儲(chǔ)器陣列單元20讀取用戶數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo) 識(shí)符。在步驟S22,轉(zhuǎn)換規(guī)則確定部13參考轉(zhuǎn)換規(guī)則保持部12確定對(duì)應(yīng)于讀取轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo) 識(shí)符的轉(zhuǎn)換規(guī)則。在步驟S23,數(shù)據(jù)反向轉(zhuǎn)換部14使用所選擇的轉(zhuǎn)換規(guī)則反向轉(zhuǎn)換用戶數(shù) 據(jù)。在步驟S24,存儲(chǔ)器控制單元10經(jīng)由系統(tǒng)總線將反向轉(zhuǎn)換的用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸?qǐng)求源。
[0077] 〈2.第一實(shí)施方式〉
[0078] 接著，將描述第一實(shí)施方式。
[0079] 在此，將呈現(xiàn)根據(jù)第一實(shí)施方式的具體轉(zhuǎn)換規(guī)則，并且將詳細(xì)描述通過應(yīng)用該轉(zhuǎn) 換規(guī)則而獲得的效果。應(yīng)注意，假設(shè)存儲(chǔ)器單元以與前一實(shí)例相同的方式存儲(chǔ)兩個(gè)比特并 且用戶數(shù)據(jù)的寬度是四個(gè)存儲(chǔ)器單元。在該情況下，每個(gè)數(shù)據(jù)單元21的用戶數(shù)據(jù)區(qū)包括四 個(gè)存儲(chǔ)器單元Dl、D2、D3和D4。
[0080] 圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換規(guī)則的示意圖。在第一實(shí)施方式中，使用了 四個(gè)轉(zhuǎn)換規(guī)則。根據(jù)第一實(shí)施方式的四個(gè)轉(zhuǎn)換規(guī)則統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)換規(guī)則集（set) 1。由于轉(zhuǎn)換規(guī) 則的數(shù)量是四個(gè)，因此用于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符所需的存儲(chǔ)器單元的數(shù)量是1。在該情況 下，圖2中的數(shù)據(jù)單元21的轉(zhuǎn)換規(guī)則區(qū)包括一個(gè)存儲(chǔ)器單元T1。
[0081] 在由轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符" 00 "指示的轉(zhuǎn)換規(guī)則中，數(shù)據(jù)未被轉(zhuǎn)換。在由轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí) 符"01"指示的轉(zhuǎn)換規(guī)則中，"11"被轉(zhuǎn)換成"〇〇"，"01"和"10"未被轉(zhuǎn)換。"〇〇"最初被設(shè) 置成轉(zhuǎn)換成"11"，但是由于存在最初不對(duì)包括"〇〇"的用戶數(shù)據(jù)應(yīng)用轉(zhuǎn)換規(guī)則的前提，因此 在圖7中沒有描述該規(guī)則。在由轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符"10"指示的轉(zhuǎn)換規(guī)則和由轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí) 符" 11"指示的轉(zhuǎn)換規(guī)則中，" 11"分別以相同的方式被轉(zhuǎn)換成" 〇 1"和" 10 "，并且其他數(shù)據(jù) 片段不被轉(zhuǎn)換。
[0082] 圖8是用于描述根據(jù)第一實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換規(guī)則確定部13的操作的流程圖。
[0083] 在步驟S31，確定用戶數(shù)據(jù)是否包括"11"。當(dāng)不包括"11"時(shí)，選擇由轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo) 識(shí)符"00"指示的轉(zhuǎn)換規(guī)則（步驟S32)。
[0084] 在步驟S33,確定用戶數(shù)據(jù)是否包括"00"。當(dāng)不包括"00"時(shí)，選擇由轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo) 識(shí)符"01"指示的轉(zhuǎn)換規(guī)則（步驟S34)。
[0085] 在步驟S35,確定用戶數(shù)據(jù)是否包括"01"。當(dāng)不包括"01"時(shí)，選擇由轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo) 識(shí)符" 10"指示的轉(zhuǎn)換規(guī)則（步驟S36)。
[0086] 在步驟S37,確定用戶數(shù)據(jù)是否包括"10"。當(dāng)不包括"10"時(shí)，選擇由轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo) 識(shí)符"11"指示的轉(zhuǎn)換規(guī)則（步驟S38)。
[0087] 最后，還存在用戶數(shù)據(jù)包括所有數(shù)據(jù)片段的其余一種情況，并且在該情況下，選擇 由轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符"〇〇"指示的轉(zhuǎn)換規(guī)則（步驟S39)。
[0088] 表 1
[0089]

【權(quán)利要求】
1. 一種存儲(chǔ)器，包括： 存儲(chǔ)器陣列單元，包括多個(gè)數(shù)據(jù)單元；以及 控制器，被配置為： 接收數(shù)據(jù)； 使用用于將數(shù)據(jù)片段轉(zhuǎn)換成另一數(shù)據(jù)片段的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)， 其中，所述轉(zhuǎn)換規(guī)則是基于所接收的數(shù)據(jù)來選擇的而與寫入數(shù)據(jù)單元中的當(dāng)前數(shù)據(jù)無關(guān)； 以及 將所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換規(guī)則的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符寫入所述數(shù)據(jù)單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器，其中，多個(gè)所述數(shù)據(jù)單元具有用于存儲(chǔ)兩個(gè)或更多 個(gè)比特的信息的多級(jí)單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器，進(jìn)一步包括： 存儲(chǔ)單元，被配置為存儲(chǔ)至少一個(gè)轉(zhuǎn)換規(guī)則和至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)器，其中，所述控制器進(jìn)一步被配置為： 從存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元中的所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)換規(guī)則中選擇所述轉(zhuǎn)換規(guī)則。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)器，其中，所述存儲(chǔ)單元被配置為存儲(chǔ)將所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) 保持為與所述接收數(shù)據(jù)相同的轉(zhuǎn)換規(guī)則，并且存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器，其中，選擇需要最少寫入能量來寫入所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) 的轉(zhuǎn)換規(guī)則。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器，其中，選擇所有可能的數(shù)據(jù)片段中的消耗最多寫入 能量的數(shù)據(jù)片段被最少地寫入所述數(shù)據(jù)單元所利用的轉(zhuǎn)換規(guī)則。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器，其中，選擇滿足以下條件的轉(zhuǎn)換規(guī)則：相比消耗第二 最少寫入能量的數(shù)據(jù)片段，消耗最少寫入能量的數(shù)據(jù)片段被寫入更多的次數(shù)，相比消耗第 二最多寫入能量的數(shù)據(jù)片段，所述消耗第二最少寫入能量的數(shù)據(jù)片段被寫入更多的次數(shù)， 相比消耗最多寫入能量的數(shù)據(jù)片段，所述消耗第二最多寫入能量的數(shù)據(jù)片段被寫入更多的 次數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器，其中，每個(gè)數(shù)據(jù)單元具有數(shù)據(jù)區(qū)和轉(zhuǎn)換規(guī)則區(qū)，并且 所述控制器進(jìn)一步被配置為： 將所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寫入所述數(shù)據(jù)單元的所述數(shù)據(jù)區(qū)中，并且將所述轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符寫入 所述數(shù)據(jù)單元的所述轉(zhuǎn)換規(guī)則區(qū)中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器，其中，在不使用消耗最多寫入能量的數(shù)據(jù)片段的情 況下，將所述轉(zhuǎn)換規(guī)則寫入到所述數(shù)據(jù)單元中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器，其中，僅使用消耗最少寫入能量的數(shù)據(jù)片段、僅使 用消耗第二最少寫入能量的數(shù)據(jù)片段、或者僅使用所述消耗最少寫入能量的數(shù)據(jù)片段和所 述消耗第二最少寫入能量的數(shù)據(jù)片段，將所述轉(zhuǎn)換規(guī)則寫入到所述數(shù)據(jù)單元中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器，其中，所述控制器進(jìn)一步被配置為： 從所述數(shù)據(jù)單元讀取所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符； 確定對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符的所述轉(zhuǎn)換規(guī)則； 使用所述轉(zhuǎn)換規(guī)則將所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)反向轉(zhuǎn)換成反向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；以及 傳輸所述反向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
13. -種設(shè)備，包括： 存儲(chǔ)器，包括： 存儲(chǔ)器陣列單元，包括多個(gè)數(shù)據(jù)單元；以及 控制器，被配置為： 接收數(shù)據(jù)； 使用用于將數(shù)據(jù)片段轉(zhuǎn)換成另一數(shù)據(jù)片段的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)， 其中，所述轉(zhuǎn)換規(guī)則是基于所接收的數(shù)據(jù)來選擇的而與寫入數(shù)據(jù)單元中的當(dāng)前數(shù)據(jù)無關(guān)； 以及 將所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換規(guī)則的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符寫入所述數(shù)據(jù)單元。
14. 一種將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器的方法，所述存儲(chǔ)器包括具有多個(gè)數(shù)據(jù)單元的存儲(chǔ)器陣列， 所述方法包括： 接收數(shù)據(jù)； 使用用于將數(shù)據(jù)片段轉(zhuǎn)換成另一數(shù)據(jù)片段的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)， 其中，所述轉(zhuǎn)換規(guī)則是基于所接收的數(shù)據(jù)來選擇的而與寫入數(shù)據(jù)單元中的當(dāng)前數(shù)據(jù)無關(guān)； 以及 將所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換規(guī)則的轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符寫入所述數(shù)據(jù)單元。
15. -種從存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)的方法，所述存儲(chǔ)器包括具有多個(gè)數(shù)據(jù)單元的存儲(chǔ)器陣列， 所述方法包括： 從數(shù)據(jù)單元中讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符； 確定對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)換規(guī)則標(biāo)識(shí)符的轉(zhuǎn)換規(guī)則； 使用所述轉(zhuǎn)換規(guī)則將所述轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)反向轉(zhuǎn)換成反向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；以及 傳輸所述反向轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G11C7/10GK104126204SQ201380010233
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2013年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月27日
【發(fā)明者】肥后豐, 細(xì)見政功, 大森廣之, 別所和宏, 淺山徹哉, 山根一陽, 內(nèi)田裕行 申請(qǐng)人:索尼公司