管理存储器子系统中的数字控制的电荷泵操作的制作方法
1.本公开的实施例大体上涉及存储器子系统，且更具体来说，涉及管理存储器子系统中的数字控制的电荷泵操作。
背景技术：
2.存储器子系统可以包含存储数据的一或多个存储器装置。存储器装置可为例如非易失性存储器装置和易失性存储器装置。一般来说，主机系统可利用存储器子系统以在存储器装置处存储数据且从存储器装置检索数据。
技术实现要素：
3.在一个方面中，本技术案提供一种存储器装置，其包括：存储器阵列，其包括字线；和控制逻辑，其以可操作方式与所述存储器阵列耦合以执行包括以下各项的操作：通过处理装置生成耦合到存储器子系统的存储器装置的字线的电荷泵的第一数字控制的泵电压电平；确定所述字线的所测量的数字控制的电压电平和所述第一数字控制的泵电压电平是否满足条件；和响应于确定满足所述条件，致使施加于所述电荷泵的所述第一数字控制的泵电压电平改变为第二数字控制的泵电压电平。
4.在另一方面中，本技术案另外提供一种存储器装置，其包括：存储器阵列，其包括字线；和控制逻辑，其以可操作方式与所述存储器阵列耦合以执行包括以下各项的操作：响应于满足第一条件，致使施加于电荷泵的第一数字控制的泵电压电平改变为第二数字控制的泵电压电平；确定与字线相关联的所测量的数字控制的电压电平是否满足第二条件；和响应于确定满足所述条件，致使所述电荷泵的级数目从第一级数目增加到第二级数目。
5.在又一方面中，本技术案另外提供一种包括指令的非暂时性计算机可读媒体，所述指令在由处理装置执行时使所述处理装置执行包括以下操作的操作：生成耦合到存储器子系统的存储器装置的字线的电荷泵的第一数字控制的泵电压电平；确定所述字线的所测量的数字控制的电压电平和所述第一数字控制的泵电压电平满足条件；和响应于确定满足所述条件，致使施加于所述电荷泵的所述第一数字控制的泵电压电平改变为第二数字控制的泵电压电平。
附图说明
6.根据下文提供的具体实施方式和本公开的各种实施例的附图将更加充分地理解本公开。
7.图1说明根据本公开的一些实施例的包含存储器子系统的实例计算系统。
8.图2是根据本公开的一或多个实施例的与存储器子系统的存储器子系统控制器通信的存储器装置的框图。
9.图3是根据本公开的一或多个实施例的管理与将存储器子系统的存储器装置的字线充电相关联的数字控制的电荷泵电压的实例方法的流程图。
10.图4说明根据本公开的一或多个实施例的包含与数字控制的字线的充电和对应控制器操作相关联的数字控制的电荷泵电压电平的表示的实例图表。
11.图5是根据本公开的一或多个实施例的管理电荷泵的数字控制的电荷泵电压电平和级模式转变的实例方法的流程图。
12.图6是根据本公开的一或多个实施例的包含电荷泵管理组件的实例存储器装置的示意图。
13.图7是本公开的实施方案可在其中操作的实例计算机系统的框图。
具体实施方式
14.本公开的方面涉及管理存储器子系统中的数字控制的电荷泵操作。存储器子系统可以是存储装置、存储器模块，或存储装置和存储器模块的混合。结合图1描述存储装置和存储器模块的实例。一般来说，主机系统可利用包含一或多个组件(例如存储数据的存储器装置)的存储器子系统。主机系统可提供数据以存储于存储器子系统处，且可请求从存储器子系统检索数据。
15.存储器子系统可以包含高密度非易失性存储器装置，其中当没有电力被供应到存储器装置时需要数据的保持。非易失性存储器装置的一个实例为“与非”(nand)存储器装置。下文结合图1描述非易失性存储器装置的其它实例。非易失性存储器装置是一或多个存储器裸片的封装。每一裸片可由一或多个平面组成。对于一些类型的非易失性存储器装置(例如，nand装置)，每个平面由一组物理块组成。每一块由页集合组成。每个页由一组存储器单元(“单元”)组成。单元是存储信息的电子电路。取决于单元类型，单元可存储一或多个二进制信息位，且具有与所存储的位数相关的各种逻辑状态。逻辑状态可以由二进制值(例如，“0”和“1”)或此类值的组合表示。
16.存储器装置可由布置在二维栅格或三维栅格中的位组成。将存储器单元形成到列(下文也称为“位线”)和行(下文也称为“字线”)的阵列中的硅晶片上。字线可以指存储器装置的存储器单元的一或多个行，所述一或多个行与一或多个位线一起使用以生成存储器单元中的每一个的地址。位线和字线的相交点构成存储器单元的地址。下文中，块是指用于存储数据的存储器装置的单元，并且可以包含存储器单元的组、字线组、字线或个别存储器单元。
17.为执行与存储器子系统的存储器装置的字线有关的操作(例如，读取操作和编程操作)，通过电荷泵(例如使输入vcc供应乘以大于1(例如在nand存储器中为10)的因子的dc-dc转换器)将字线充电到通过电压电平。电荷泵在将电荷递送给存储器阵列时正常以自由运行方式操作。在自由运行操作模式中，通过电荷泵施加于字线的所得电压斜变v具有通过以下方程式估算的指数递减斜率：v＝v
start
+v
max
*(1-exp(-t/c*r
pmp
))，其中t为时间，v
start
是字线的起始电压，v
max
是电荷泵的最大标称开路负载电压，c是nand阵列负载量且r
pmp
相当于电荷泵的电阻。电压斜变将在字线达到nand操作确定的目标电平时停止，在此之后，电荷泵将转为达到其自身的经调节目标电压。可通过生成电荷泵调节电压(例如，12v)与字线的目标电压(例如，8v-10v)之间的所要差(还被称作将电荷泵供应的任何线性调节器维持在最优饱和工作条件中所必需的“余裕空间电平”)，确定电荷泵调节电压。
18.每个dc-dc转换器包含展现电流效率品质因数的电荷泵，所述电流效率品质因数
由电荷泵产生的输出电流与电荷泵消耗的电流电平的比率表示。电流效率随转换器的输出电压而变化，具体地说，其随产生的输出电压电平增加而单调递减。举例来说，如果将nand阵列负载从2v充电到8v以执行算法操作，那么使用12v的固定目标电压电平的电荷泵相较于使用10v的固定目标电压电平的相同电荷泵将将消耗更多电流，这归因于转换器电流效率在后一种情况下更高。
19.鉴于电荷泵效率考虑因素，电荷泵可被配置成中不同级配置中操作。举例来说，电荷泵可在两级模式(例如，第一电荷泵级包含跨电压供应连接的电容器，第二电荷泵级包含与电压供应和负载串联的电容器)中操作以使电荷泵输出电压在第一范围(例如，4v到8v)内斜变，并且在四级模式(例如，包含具有与电压供应和负载串联连接的相应电容器的第三级和第四级)中操作以使电荷泵输出电压在第二范围(例如，8v到电荷泵调节电压)内斜变。在操作中，在电荷泵的每一级被配置成产生中间升压输出电压时，电荷泵电流效率随电荷泵级增加的数目而减小。因此，当电荷泵在四级模式中操作时，与两级模式相比，电荷泵电流效率较低。
20.此外，如在某些情况下，使用无限或自由运行电荷泵使字线的电压斜变到目标电压电平，这在获得最低平均电流消耗的同时快速将存储器装置阵列负载充电到目标电压电平。在这方面，当泵在无限模式中操作时，其输出电压非常密切地跟踪存储器装置阵列负载电压以及随转换器的输出电压单调递减的电流效率。
21.然而，使用无限或自由运行电荷泵将字线的电压斜变到目标电压电平会造成不合需要的高峰值电流电平和高峰值电力消耗量，所有这些会产生不合需要的效应，包含但不限于归因于电荷泵的快速斜变可致使本地字线滞后于存储器装置的全局字线，造成与读取和编程操作相关联的错误量增加且存储器装置的可靠性降低。
22.本公开的方面通过提供一电荷泵来解决以上和其它缺陷，所述电荷泵被配置成施加数字控制的电压电平(例如，脉冲式或步进式电压负载)以将存储器装置的一或多个字线充电到目标电压电平。在实施例中，数字控制电荷泵的输出电压以施加数字控制的输出电压(例如，以数字控制的梯级方式斜变)，从而以均匀增加的方式驱动nand阵列电压。为以数字控制的梯级方式将字线充电所述目标电压电平，通过电压调节器将电荷泵调节为在从初始调节电压电平到目标调节电压电平的电压范围中操作。基于与电荷泵本身供应的任何线性电压调节器相关联的余裕空间需求(例如，字线的目标电压电平和电荷泵调节电压电平之间的差)，确定电荷泵的目标调节电压电平。
23.根据各种实施例，数字控制电荷泵电压电平以跟踪数字控制的字线电压电平。数字控制电荷泵电压电平以通过对应于偏移电平的一系列更新从初始电荷泵电压电平步进、更新或增加直到达到电荷泵调节电压阈值电平为止。
24.在实施例中，响应于确定测量的字线电压电平满足条件，使数字控制的电荷泵电压电平增加达偏移电平。在实施例中，如果电荷泵电压电平和测量的字线电压电平之间的差小于对应于余裕空间需求的阈值电平(还被称作“余裕空间阈值电平”)，那么满足所述条件。在实施例中，在当前电荷泵电压电平和测量的字线电平之间的余裕空间或差小于余裕空间阈值电平时，电荷泵电压电平增加达偏移电平。
25.随着数字控制的字线电压电平增加，在一或多个字线阈值电压电平下，执行电荷泵电压和字线电压的比较以确定是否满足条件(例如，电荷泵电压电平和测量的字线电压
电平之间的差小于阈值电平)。响应于满足条件，电荷泵电压电平增加了偏移电平以达到更新的或增加的数字控制的电荷泵电压电平。电荷泵的数字控制可由多个步骤组成且此过程继续直到电荷泵电压电平已步进或增加到高达电荷泵调节电压电平。
26.在实施例中，可生成一或多级控制阈值电平。在字线电压电平达到级控制阈值电平时，电荷泵的操作可从当前级模式(例如，两级模式)转变到经更新级模式(例如，四级模式)。
27.有利地，数字控制随字线电压电平而变的电荷泵电压电平能够将电荷泵电流消耗降到最低。将电荷泵的电流消耗降到最低与不受管理的电荷泵(例如，在无数字控制下在字线电压斜变期间在电荷泵调节电压处或附近操作的电荷泵)相比增加泵效率。
28.此外，根据实施例，电荷泵电压电平数字控制和电荷泵级控制相较于不受管理的电荷泵(例如，在无数字控制下在字线电压斜变期间在电荷泵调节电压处或附近操作的电荷泵)会减小存储器子系统的每位能量。
29.图1说明根据本公开的一些实施例的包含存储器子系统110的实例计算系统100。存储器子系统110可包含媒体，例如一或多个易失性存储器装置(例如，存储器装置140)、一或多个非易失性存储器装置(例如，存储器装置130)或此类的组合。
30.存储器子系统110可为存储装置、存储器模块，或存储装置和存储器模块的混合。存储装置的实例包含固态驱动器(ssd)、快闪驱动器、通用串行总线(usb)快闪驱动器、嵌入式多媒体控制器(emmc)驱动器、通用快闪存储(ufs)驱动器、安全数字(sd)卡和硬盘驱动器(hdd)。存储器模块的实例包含双列直插式存储器模块(dimm)、小外形dimm(so-dimm)和各种类型的非易失性双列直插式存储器模块(nvdimm)。
31.计算系统100可以是计算装置，例如台式计算机、手提式计算机、网络服务器、移动装置、运载工具(例如，飞机、无人机、火车、汽车或其它运输工具)、支持物联网(iot)的装置、嵌入式计算机(例如，包含在运载工具、工业设备或联网市售装置中的计算机)，或这类包含存储器和处理装置(例如，处理器)的计算装置。
32.计算系统100可包含耦合到一或多个存储器子系统110的主机系统120。在一些实施例中，主机系统120耦合到不同类型的存储器子系统110。图1说明耦合到一个存储器子系统110的主机系统120的一个实例。如本文中所使用，“耦合到”或“与
……
耦合”通常是指组件之间的连接，其可以是间接通信连接或直接通信连接(例如不具有介入组件)，无论有线或无线，包含例如电连接、光学连接、磁连接等连接。
33.主机系统120可包括处理器芯片组和由所述处理器芯片组执行的软件堆栈。处理器芯片组可包含一或多个核心、一或多个高速缓存器、存储器控制器(例如，nvdimm控制器)，和存储协议控制器(例如，pcie控制器、sata控制器)。主机系统120使用存储器子系统110，例如，将数据写入到存储器子系统110以及从存储器子系统110读取数据。
34.主机系统120可经由物理主机接口耦合到存储器子系统110。物理主机接口的实例包含但不限于串行高级技术附件(sata)接口、外围组件互连高速(pcie)接口、通用串行总线(usb)接口、光纤通道、串行连接的scsi(sas)、双数据速率(ddr)存储器总线、小型计算机系统接口(scsi)、双列直插式存储器模块(dimm)接口(例如，支持双数据速率(ddr)的dimm套接接口)等。物理主机接口可用于在主机系统120与存储器子系统110之间发射数据。当存储器子系统110通过pcie接口与主机系统120耦合时，主机系统120可进一步利用nvm高速
(nvme)接口来存取存储器组件(例如，存储器装置130)。物理主机接口可提供用于在存储器子系统110与主机系统120之间传送控制、地址、数据和其它信号的接口。图1说明作为实例的存储器子系统110。一般来说，主机系统120可经由同一通信连接、多个单独通信连接和/或通信连接的组合存取多个存储器子系统。
35.存储器装置130、140可包含不同类型的非易失性存储器装置和/或易失性存储器装置的任何组合。易失性存储器装置(例如，存储器装置140)可以是但不限于随机存取存储器(ram)，例如动态随机存取存储器(dram)和同步动态随机存取存储器(sdram)。
36.非易失性存储器装置(例如，存储器装置130)的一些实例包含“与非”(nand)型快闪存储器和就地写入存储器，例如三维交叉点(“3d交叉点”)存储器装置，其为非易失性存储器单元的交叉点阵列。非易失性存储器的交叉点阵列可结合可堆叠交叉网格化数据存取阵列而基于体电阻的改变来进行位存储。另外，与许多基于闪存的存储器对比，交叉点非易失性存储器可执行就地写入操作，其中可在不预先擦除非易失性存储器单元的情况下对非易失性存储器单元进行编程。nand型快闪存储器包含(例如)二维nand(2d nand)和三维nand(3d nand)。
37.存储器装置130中的每一个可包含一或多个存储器单元阵列。一种类型的存储器单元，例如，单层级单元(slc)可存储一个位每单元。其它类型的存储器单元，例如多层级单元(mlc)、三层级单元(tlc)和四层级单元(qlc)可每单元存储多个位。在一些实施例中，存储器装置130中的每一个可包含一或多个存储器单元阵列，例如slc、mlc、tlc、qlc或此类存储器单元阵列的任何组合。在一些实施例中，特定存储器装置可包含存储器单元的slc部分，和mlc部分、tlc部分或qlc部分。存储器装置130的存储器单元可分组为页，所述页可指用于存储数据的存储器装置的逻辑单元。对于一些类型的存储器(例如，nand)，页可进行分组以形成块。
38.虽然描述了非易失性存储器组件，例如3d交叉点非易失性存储器单元阵列和nand型快闪存储器(例如，2d nand、3d nand)，但存储器装置130可基于任何其它类型的非易失性存储器，例如只读存储器(rom)、相变存储器(pcm)、自选存储器、其它基于硫属化物的存储器、铁电晶体管随机存取存储器(fetram)、铁电随机存取存储器(feram)、磁随机存取存储器(mram)、自旋转移力矩(stt)-mram、导电桥接ram(cbram)、电阻性随机存取存储器(rram)、基于氧化物的rram(oxram)、或非(nor)快闪存储器、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)。
39.存储器子系统控制器115(为简单起见，控制器115)可与存储器装置130通信以进行操作，例如在存储器装置130处读取数据、写入数据或擦除数据和其它此类操作。存储器子系统控制器115可以包含硬件，例如一或多个集成电路和/或离散组件、缓冲存储器或其组合。硬件可包含具有专用(即，硬译码)逻辑的数字电路系统以执行本文所描述的操作。存储器子系统控制器115可以是微控制器、专用逻辑电路系统(例如，现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)等)，或其它合适的处理器。
40.存储器子系统控制器115可包含被配置成执行存储于本地存储器119中的指令的处理器117(例如，处理装置)。在所说明实例中，存储器子系统控制器115的本地存储器119包含被配置成存储指令的嵌入式存储器，所述指令用于执行控制存储器子系统110的操作的各种过程、操作、逻辑流和例程，包含处置存储器子系统110与主机系统120之间的通信。
41.在一些实施例中，本地存储器119可包含存储存储器指针、提取的数据等的存储器寄存器。本地存储器119还可包含用于存储微码的只读存储器(rom)。虽然在图1中的实例存储器子系统110已说明为包含存储器子系统控制器115，但在本公开的另一个实施例中，存储器子系统110不包含存储器子系统控制器115，而是替代地可依靠外部控制(例如，由外部主机或由与存储器子系统分开的处理器或控制器提供)。
42.一般来说，存储器子系统控制器115可从主机系统120接收命令或操作，且可将所述命令或操作转换为指令或适当命令来实现对存储器装置130的所要存取。存储器子系统控制器115可负责其它操作，例如耗损均衡操作、垃圾收集操作、错误检测及错误校正码(ecc)操作、加密操作、高速缓存操作，以及与存储器装置130相关联的逻辑地址(如，逻辑块地址(lba)、名称空间)与物理地址(例如，物理块地址)之间的地址转换。存储器子系统控制器115可另外包含主机接口电路系统以经由物理主机接口与主机系统120通信。主机接口电路系统可以将从主机系统120接收到的命令转换成存取存储器装置130的命令指令，以及将与存储器装置130相关联的响应转换成用于主机系统120的信息。
43.存储器子系统110还可包含未说明的额外电路或组件。在一些实施例中，存储器子系统110可以包含高速缓存或缓冲器(例如，dram)和地址电路系统(例如，行解码器和列解码器)，其可从存储器子系统控制器115接收地址且对地址进行解码以存取存储器装置130。
44.在一些实施例中，存储器装置130包含本地媒体控制器135，其与存储器子系统控制器115结合操作以对存储器装置130的一或多个存储器单元执行操作。外部控制器(例如，存储器子系统控制器115)可在外部管理存储器装置130(例如，对存储器装置130执行媒体管理操作)。在一些实施例中，存储器装置130是受管理存储器装置，其包含具有裸片上的控制逻辑(例如，本地媒体控制器135)和相同存储器装置封装内用于媒体管理的控制器(例如，存储器子系统控制器115)的原始存储器装置130。受管理存储器装置的实例是受管理nand(mnand)装置。
45.在一个实施例中，存储器装置130包含可用以管理数字控制的电荷泵电压电平将存储器装置130的一或多个字线充电的电荷泵管理组件113。在一些实施例中，本地媒体控制器135包含电荷泵管理组件113的至少一部分。
46.在一些实施例中，存储器子系统控制器115包含电荷泵管理组件113的至少一部分。举例来说，控制器115可包含处理器117(处理装置)，其被配置成执行存储于本地存储器119中的指令以用于执行本文所描述的操作。在一些实施例中，电荷泵管理组件113是主机系统110、应用程序或操作系统的部分。
47.电荷泵管理组件113可致使数字控制的电压施加于电荷泵以使至少一个所选字线的数字控制的电压电平斜变或增加到目标字线电压。电荷泵管理组件113管理数字控制的电荷泵电压电平以跟踪数字控制的字线电压电平。在实施例中，电荷泵管理组件113产生数字控制的电荷泵电压电平，以通过对应于偏移电平的一系列更新从初始电荷泵电压电平步进、更新或增加直到达到电荷泵阈值电压电平(例如，12伏特)为止。
48.在实施例中，电荷泵管理组件113确定测量的字线电压电平以确定是否满足第一条件。在实施例中，如果电荷泵电压电平和测量的字线电压电平之间的差小于余裕空间阈值电平(例如，所选的最小所要差维持在电荷泵电压电平和字线电压电平之间)，那么满足条件。在实施例中，电荷泵管理组件113一次或多次检查或测量字线电压电平以确定是否维
持余裕空间需求或是否满足第一条件。
49.响应于确定满足第一条件(即，当前数字控制的电荷泵电压电平和测量的字线电压电平之间的差小于余裕空间阈值电平)，电荷泵管理组件113将电荷泵电压电平调整或增加偏移电平(例如，2伏特)以达步进、调整或增加的电荷泵电压电平。
50.在实施例中，在数字控制的字线电压电平增加到一或多个所选字线电压阈值(例如，5伏特、7伏特、9伏特、11伏特的字线阈值电压)时，电荷泵管理组件113将当前电荷泵电压电平与字线电压电平进行比较以确定是否满足第一条件。电荷泵管理组件113可响应于满足第一条件而继续增加电荷泵电压电平的过程直到达到电荷泵调节阈值电压电平为止。
51.在实施例中，电荷泵管理组件113可管理电荷泵在多级模式(例如，两级模式、四级模式等)中的操作。电荷泵管理组件113可响应于确定满足第二条件，将电荷泵的操作从当前级模式(例如，两级模式)调整或改变到经更新级模式(例如，四级模式)。在实施例中，如果字线电压电平达到级控制阈值电平，那么满足第二条件。在实施例中，在确定字线电压电平达到或超过级控制阈值电平之后，电荷泵管理组件113即刻将电荷泵从当前级模式(例如，两级模式)转变到经更新级模式(例如，四级模式)。在实施例中，电荷泵管理组件113可监测和维持任何数目个不同级控制阈值电平，使得响应于达到或超过级控制阈值电平中的每一个而更新电荷泵级模式。下文描述关于电荷泵管理组件113的操作的另外细节。
52.图2是根据实施例的呈存储器装置130形式的第一设备与呈存储器子系统的存储器子系统控制器115(例如，图1的存储器子系统110)形式的第二设备通信的简化框图。电子系统的一些实例包含个人计算机、个人数字助理(pda)、数字相机、数字媒体播放器、数字记录器、游戏、电气设备、车辆、无线装置、移动电话等。存储器子系统控制器115(例如，在图1的存储器装置130外部的控制器)可为存储器控制器或其它外部主机装置。
53.存储器装置130包含以行和列逻辑地布置的存储器单元阵列204。逻辑行中的存储器单元通常连接到同一存取线(例如，字线)，而逻辑列中的存储器单元通常选择性地连接到同一数据线(例如，位线)。单个存取线可与超过一个逻辑行的存储器单元相关联，且单个数据线可与超过一个逻辑列相关联。存储器单元阵列204的至少一部分的存储器单元(图2中未示出)能够经编程为至少两个目标数据状态中的一个。
54.提供行解码电路系统208和列解码电路系统210以解码地址信号。接收地址信号并对地址信号进行解码以存取存储器单元阵列204。存储器装置130还包含输入/输出(i/o)控制电路系统212，其用以管理命令、地址和数据到存储器装置130的输入以及数据和状态信息从存储器装置130的输出。地址寄存器214与i/o控制电路系统212和行解码电路系统208以及列解码电路系统210通信以在解码之前锁存地址信号。命令寄存器224与i/o控制电路系统212和控制逻辑216通信以锁存传入命令。
55.控制器(例如，在存储器装置130内部的本地媒体控制器135)响应于命令而控制对存储器单元阵列204的存取并且产生外部存储器子系统控制器115的状态信息，即，本地媒体控制器135被配置成对存储器单元阵列204执行存取操作(例如，读取操作、编程操作和/或擦除操作)。本地媒体控制器135与行解码电路系统208和列解码电路系统210通信，以响应于地址而控制行解码电路系统208和列解码电路系统210。
56.本地媒体控制器135还与高速缓冲寄存器218通信。高速缓冲寄存器218锁存如由本地媒体控制器135引导的传入或传出数据以暂时存储数据，而存储器单元阵列204忙于分
别写入或读取其它数据。在编程操作(例如，写入操作)期间，可将数据从高速缓冲寄存器218传递到数据寄存器220以传送到存储器单元阵列204；接着可将新数据从i/o控制电路212锁存于高速缓冲寄存器218中。在读取操作期间，数据可从高速缓冲寄存器218传送到i/o控制电路212以用于输出到存储器子系统控制器115；接着可将新数据从数据寄存器220传送到高速缓冲寄存器218。高速缓冲寄存器218和/或数据寄存器220可形成存储器装置130的页缓冲器(例如，可形成其部分)。页缓冲器可另外包含感测装置(图2中未示出)，其用以例如通过感测连接到存储器单元阵列204的存储器单元的数据线的状态来感测所述存储器单元的数据状态。状态寄存器222可与i/o控制电路系统212和本地存储器控制器135通信以锁存状态信息以用于输出到存储器子系统控制器115。
57.存储器装置130经由控制链路232从本地媒体控制器135接收存储器子系统控制器115处的控制信号。举例来说，控制信号可包含芯片启用ce#、命令锁存启用cle、地址锁存启用ale、写入启用we#、读取启用re#和写入保护wp#。可取决于存储器装置130的性质，另外经由控制链路232接收额外或替代性控制信号(未示出)。存储器装置130经由多路复用输入/输出(i/o)总线234从存储器子系统控制器115接收命令信号(表示命令)、地址信号(表示地址)和数据信号(表示数据)并且经由i/o总线234将数据输出到存储器子系统控制器115。
58.举例来说，可在i/o控制电路系统212处经由i/o总线234的输入/输出(i/o)引脚[7:0]接收命令并且接着可将所述命令写入到命令寄存器224中。可在i/o控制电路系统212处经由i/o总线234的输入/输出(i/o)引脚[7:0]接收地址并且接着可将所述地址写入到地址寄存器214中。可在i/o控制电路系统212处经由用于8位装置的输入/输出(i/o)引脚[7:0]或用于16位装置的输入/输出(i/o)引脚[15:0]接收数据并且接着可将所述数据写入到高速缓冲寄存器218中。随后可将数据写入到数据寄存器220中以用于编程存储器单元阵列204。
[0059]
在实施例中，可省略高速缓冲寄存器218，且可将数据直接写入到数据寄存器220中。还可通过用于8位装置的输入/输出(i/o)引脚[7:0]或用于16位装置的输入/输出(i/o)引脚[15:0]输出数据。虽然可参考i/o引脚，但其可包含实现通过外部装置(例如，存储器子系统控制器115)电连接到存储器装置130的任何导电节点，例如普遍使用的导电衬垫或导电凸块。
[0060]
所属领域的技术人员应了解，可提供额外的电路系统和信号并且已简化图2的存储器装置130。应认识到，参考图2描述的各种块组件的功能性可不必与集成电路装置的不同组件或组件部分分离。举例来说，集成电路装置的单个组件或组件部分可适于执行图2的多于一个块组件的功能性。替代地，可组合集成电路装置的一或多个组件或组件部分以执行图2的单个块组件的功能性。
[0061]
此外，尽管根据各种信号的接收和输出的流行惯例描述了特定i/o引脚，但应注意，可在各种实施例中使用i/o引脚(或其它i/o节点结构)的其它组合或其它数目个i/o引脚(或其它i/o节点结构)。
[0062]
图3是根据本公开的一些实施例的管理数字控制的电荷泵电压电平以使与关联于存储器子系统的存储器单元的字线相关联的数字控制的字线电压电平增加或斜变的实例方法300的流程图。方法300可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包含硬件(例如，处理装置、电路系统、专用逻辑、可编程逻辑、微码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理装置
上运行或执行的指令)，或其组合。在一些实施例中，方法300由图1的电荷泵管理组件113执行。
[0063]
在操作310处，生成泵电压电平。举例来说，处理逻辑(例如，电荷泵管理组件113)生成耦合到存储器子系统的存储器装置的字线的电荷泵的第一数字控制的泵电压电平。在实施例中，生成的第一数字控制的泵电压电平致使电荷泵产生将施加于字线的输出电压以使字线的电压电平(还被称作“字线电压电平”)斜变或增加到目标字线电压电平。在实施例中，数模转换器(dac)用于数字控制电荷泵的泵电压电平。在实施例中，处理装置产生一系列更新命令或信号以在一系列步进式电压(例如，增加达偏移电平的一系列电压电平)中增加泵电压电平直到电荷泵电压达到电荷泵阈值电压电平(例如，12伏特)为止。
[0064]
在实施例中，电荷泵生成的字线电压电平是使用dac进行数字控制以使字线经由一系列步进式电压递增斜变到目标字线电压(例如，关联于和字线有关的操作(例如读取操作或编程操作)的电压电平)的步进式或梯级电压。
[0065]
在操作320中，进行评估。举例来说，处理逻辑确定字线的所测量的数字控制的电压电平和第一数字控制的泵电压电平是否满足条件。在实施例中，如果字线的所测量的数字控制的电压电平与第一数字控制的泵电压电平之间的差小于或等于阈值电平(例如，余裕空间阈值电平)，那么满足条件。
[0066]
在操作330中，使电压增加。举例来说，响应于确定在操作320中满足条件，处理逻辑致使施加于电荷泵的第一数字控制的泵电压电平改变为第二数字控制的泵电压电平。在实施例中，处理逻辑更新或增加第一数字控制的泵电压电平达偏移电压电平(例如，2伏特)以改变为并生成第二数字控制的泵电压。在实施例中，如操作340中所示，如果不满足条件，那么维持第一数字控制的泵电压电平。
[0067]
图4说明实例图表400，其表示与字线相关联的电压410(即，字线电压430)和如由控制器的电荷泵管理组件管理的电荷泵电压(即，电荷泵电压440)随时间420的曲线图。如图4中所示，电荷泵440的操作可在时间t0处起始以将电荷泵电压440设置为第一数字控制的泵电压电平341。在操作中，数字控制(例如，使用dac)电荷泵电压440产生增加达偏移电压电平450(例如，2伏特)的一系列步进式电压电平直到达到电荷泵目标调节电压455为止。在实施例中，电荷泵电压440致使数字控制的字线电压430增加直到达到目标字线电压435为止。
[0068]
如图4中所示，在时间t1处，处理逻辑检查第一数字控制的泵电压电平441和字线的数字控制的电压电平442之间的差以确定是否已维持余裕空间需求(例如，两个电压值之间的差大于余裕空间阈值电平)。在图4所示的实例中，处理逻辑确定第一数字控制的泵电压电平441和字线的数字控制的电压电平442之间的差小于余裕空间阈值电平(例如，1伏特)，且因此，满足第一条件470。
[0069]
在图4所示的实例中，响应于在t1处滿足第一条件470，控制器435发射致使电荷泵电压340从第一数字控制的泵电压电平441增加到第二数字控制的泵电压电平443的信号436。
[0070]
在实施例中，处理装置可反复执行方法400的操作以响应于满足条件(即，当泵电压和字线电压之间的差小于或等于余裕空间需求时)，使用一系列泵电压更新信号增加电荷泵电压电平，以此使字线电压斜升到目标字线电压。举例来说，如图4中所示，控制器435
可响应于确定字线电压430的电平和电荷泵电压340的电平之间的差小于余裕空间阈值电平，在时间t1、t2、t3和t4处发出泵电压更新信号436。
[0071]
图5是根据本公开的一些实施例的管理电荷泵的数字控制的电荷泵电压电平和电荷泵级模式以使与关联于存储器子系统的存储器单元的字线相关联的数字控制的字线电压电平增加或斜变的实例方法500的流程图。方法400可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包含硬件(例如，处理装置、电路系统、专用逻辑、可编程逻辑、微码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)，或其组合。在一些实施例中，方法500由图1的电荷泵管理组件113管理。在实施例中，方法500的操作510-540可在执行上文结合图3和4所描述的方法300的操作之后执行。
[0072]
在操作510处，增加数字控制的电压电平。举例来说，响应于满足第一条件(例如，图3的操作330中的条件或图4的第一条件470)，处理逻辑使施加于电荷泵的第一数字控制的泵电压电平增加到第二数字控制的泵电压电平。在实施例中，处理逻辑更新或增加第一数字控制的泵电压电平达偏移电压电平(例如，2伏特)以生成第二数字控制的泵电压。如上文所描述并且如图4中所示，响应于在t1处滿足第一条件470，控制器435发射致使电荷泵电压440从第一数字控制的泵电压电平441增加到第二数字控制的泵电压电平443的信号436。
[0073]
在操作520处，做出确定。举例来说，处理逻辑确定字线的所测量的数字控制的电压电平是否满足第二条件。在实施例中，如果字线电压电平超过阈值电压电平(还被称作“泵级模式阈值”)，那么满足第二条件。如图4中所示，在t2处，控制器435的处理逻辑确定字线电压电平大于或等于泵级转变阈值电压电平(例如，第二条件)460。在实施例中，泵级转变阈值电压电平是处理逻辑使电荷泵从第一级模式(例如，两级模式)转变到第二级模式(例如，四级模式)以提高电荷泵效率所处的电压电平(例如，8伏特)。在实施例中，虽然图4说明一个泵级转变阈值电压电平，但可采用任何数目个泵级转变阈值电压电平，使得级模式可响应于达到对应泵级转变阈值电压电平而转变到经更新的级数目。
[0074]
在操作530处，使泵级的数目增加。举例来说，响应于确定满足第二条件，处理逻辑使电荷泵的级数目从第一级数目增加到第二级数目。举例来说，在操作430中，处理逻辑可使电荷泵从两级操作增加到四级操作。在实施例中，如操作540中所示，如果不满足第二条件，那么电荷泵继续使用第一数目个级进行操作(例如，如果不满足第二条件，那么不改变电荷泵的级数目)。
[0075]
在图4所示的实例中，在t2处，控制器435产生泵级转变信号437以更新电荷泵的泵级模式。在图4中，响应于泵级转变信号437，在t2处，电荷泵转变到经更新级模式以提高电荷泵的效率。
[0076]
图6说明根据本公开的实施例的包含具有电荷泵管理组件113的存储器装置610的示意图。如图65中所示，在实施例中，电荷泵管理组件113是包含存储器裸片680的字线阵列的存储器装置610的本地媒体控制器135的部分，所述字线阵列包含将斜变到目标字线电压电平的所选字线685。在实施例中，电荷泵管理组件113将控制与电荷泵660相关联的第一dac 630和耦合到电压调节器670的第二dac 650的命令或信号发射到控制寄存器620，所述电压调节器670被配置成将电压电平施加到所选字线685，如由图6中的虚线所标示。
[0077]
在实施例中，电荷泵管理组件113产生用以生成电荷泵660的输出电压(例如，电荷泵电压电平)以经由电压调节器670施加于所选字线685的信号。
[0078]
在实施例中，有限状态机690可设置于控制寄存器620与dac(例如，第一dac 530和第二dac 650)之间。有限状态机690可被配置成响应于从控制寄存器接收的脉冲而开始执行控制电荷泵dac 630和字线dac 650的操作。在实施例中，有限状态机690可被配置成施加脉冲以使电荷泵660从当前泵电压电平增加到下一泵电压电平(例如，电平增加达偏移电压阈值量)。
[0079]
在实施例中，存储器子系统控制器115(例如，主机控制器)可发送命令给电荷泵管理组件113以起始电荷泵的数字控制的管理的执行，以此执行本文所描述的功能与操作(例如，执行分别在图3和5中的方法300和500)。在实施例中，电荷泵管理组件113数字控制电荷泵电压电平以使电荷泵635能够在转换速率控制下，在施加负载以使所选字线685斜变到目标字线电压的同时有效地斜变到电荷泵阈值电压。
[0080]
图7说明计算机系统700的实例机器，所述实例机器内可执行用于致使所述机器执行本文中所论述的方法中的任一或多种方法的指令集。在一些实施例中，计算机系统700可对应于主机系统(例如，图1的主机系统120)，所述主机系统包含、耦合到或利用存储器子系统(例如，图1的存储器子系统110)或可用以执行控制器的操作(例如，执行操作系统以执行对应于图1和5的电荷泵管理113的操作)。在替代性实施例中，机器可连接(例如联网)到lan、内联网、外联网和/或因特网中的其它机器。机器可作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器或作为云计算基础设施或环境中的服务器或客户端机器而以客户端-服务器网络环境中的服务器或客户端机器的容量进行操作。
[0081]
所述机器可以是个人计算机(pc)、平板pc、机顶盒(stb)、个人数字助理(pda)、蜂窝式电话、网络器具、服务器、网络路由器、交换机或桥接器，或能够执行(依序或以其它方式)指定将由所述机器采取的动作的指令集的任何机器。另外，尽管说明单个机器，但还应认为术语“机器”包含机器的任何集合，所述集合单独地或共同地执行一(或多)个指令集以进行本文中所论述的方法中的任何一或多种。
[0082]
实例计算机系统700包含处理装置702、主存储器704(例如，只读存储器(rom)、闪存存储器、动态随机存取存储器(dram)例如同步dram(sdram)或rambus dram(rdram)等)、静态存储器706(例如，闪存存储器、静态随机存取存储器(sram)等)，以及数据存储系统718，其经由总线730彼此通信。
[0083]
处理装置702表示一或多个通用处理装置，例如微处理器、中央处理单元等。更特定来说，处理装置可以是复杂指令集计算(cisc)微处理器、精简指令集计算(risc)微处理器、超长指令字(vliw)微处理器或实施其它指令集的处理器，或实施指令集的组合的处理器。处理装置702也可以是一或多个专用处理装置，例如专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、数字信号处理器(dsp)、网络处理器或类似物。处理装置702被配置成执行指令726以用于执行本文中所论述的操作和步骤。计算机系统700可另外包含网络接口装置708以在网络720上通信。
[0084]
数据存储系统718可包含机器可读存储媒体724(也称为计算机可读媒体)，其上存储有一或多组指令726或体现本文中所描述的方法或功能中的任一或多种的软件。指令726还可在由计算机系统700执行期间完全或至少部分地驻存在主存储器704内和/或处理装置702内，主存储器704和处理装置702也构成机器可读存储媒体。机器可读存储媒体724、数据存储系统718和/或主存储器704可对应于图1的存储器子系统110。
[0085]
在一个实施例中，指令726包含实施对应于选择性重定位组件(例如，图1的电荷泵管理组件113)的功能性的指令。尽管在实例实施例中机器可读存储媒体724展示为单个媒体，但是应认为术语“机器可读存储媒体”包含存储一或多组指令的单个媒体或多个媒体。术语“机器可读存储媒体”还应被认为包含能够存储或编码供机器执行的指令集合且致使机器执行本公开的方法中的任何一种或多种的任何媒体。术语“机器可读存储媒体”因此应被视为包含但不限于固态存储器、光学媒体和磁性媒体。
[0086]
已在针对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示方面呈现了先前详细描述的一些部分。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用以将其工作的主旨最有效地传达给所属领域的其他技术人员的方式。在本文中，且一般将算法构想为产生所要结果的操作的自洽序列。操作是要求对物理量进行物理操纵的操作。通常(但未必)，这些量采用能够存储、组合、比较以及以其它方式操纵的电或磁信号的形式。已经证实，主要出于常用的原因，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、编号等等有时是便利的。
[0087]
然而，应牢记，所有这些和类似术语将与适当物理量相关联，且仅仅为应用于这些量的便利标记。本公开可以指操控和变换计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)数量的数据为计算机系统存储器或寄存器或其它这类信息存储系统内的类似地表示为物理量的其它数据的计算机系统或类似电子计算装置的动作和过程。
[0088]
本公开还涉及用于执行本文中的操作的设备。这一设备可以出于所需目的而专门构造，或其可包含通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。这种计算机程序可存储在计算机可读存储媒体中，例如但不限于任何类型的盘，包含软盘、光盘、cd-rom以及磁性光盘、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、eprom、eeprom、磁卡或光卡，或适合于存储电子指令的任何类型的媒体，其各自连接到计算机系统总线。
[0089]
本文中呈现的算法和显示器在本质上并不与任何特定计算机或其它设备相关。各种通用系统可以与根据本文中的教示的程序一起使用，或可以证明构造用以执行所述方法更加专用的设备是方便的。将如下文描述中所阐述的那样来呈现各种这些系统的结构。另外，未参考任何特定编程语言来描述本公开。应了解，可使用各种编程语言来实施如本文中所描述的本公开的教示内容。
[0090]
本公开可提供为计算机程序产品或软件，其可包含在其上存储有可用于编程计算机系统(或其它电子装置)以进行根据本公开的过程的指令的机器可读媒体。机器可读媒体包含用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何机构。在一些实施例中，机器可读(例如计算机可读)媒体包含机器(例如计算机)可读存储媒体，例如只读存储器(“rom”)、随机存取存储器(“ram”)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、闪存存储器组件等。
[0091]
在前述说明书中，本公开的实施例已经参照其特定实例实施例进行描述。将显而易见的是，可在不脱离如所附权利要求书中阐述的本公开的实施例的更广精神和范围的情况下对本公开进行各种修改。因此，应在说明性意义上而非限制性意义上看待说明书和图式。
技术特征：
1.一种存储器装置，其包括：存储器阵列，其包括字线；和控制逻辑，其以可操作方式与所述存储器阵列耦合以执行包括以下各项的操作：通过处理装置生成耦合到存储器子系统的存储器装置的字线的电荷泵的第一数字控制的泵电压电平；确定所述字线的所测量的数字控制的电压电平和所述第一数字控制的泵电压电平是否满足条件；和响应于确定满足所述条件，致使施加于所述电荷泵的所述第一数字控制的泵电压电平改变为第二数字控制的泵电压电平。2.根据权利要求1所述的存储器装置，其中当所述字线的所述所测量的数字控制的电压电平与所述第一数字控制的泵电压电平之间的差小于或等于阈值电平时，满足所述条件。3.根据权利要求1所述的存储器装置，所述操作另外包括产生第一更新信号以使所述第一数字控制的泵电压电平增加到所述第二数字控制的泵电压电平。4.根据权利要求1所述的存储器装置，所述操作另外包括产生多个更新信号以使所述电荷泵的电压电平增加直到达到电荷泵目标调节电压电平。5.根据权利要求1所述的存储器装置，所述操作另外包括致使所述电荷泵生成所述字线的目标字线电压电平。6.根据权利要求1所述的存储器装置，所述操作另外包括：确定所述所测量的数字控制的电压电平满足泵级条件；和响应于满足所述泵级条件，使所述电荷泵的级数目从第一级数目增加到第二级数目。7.根据权利要求6所述的存储器装置，其中当所述所测量的数字控制的电压电平超过泵级转变阈值电压电平时，满足所述泵级条件。8.一种存储器装置，其包括：存储器阵列，其包括字线；和控制逻辑，其以可操作方式与所述存储器阵列耦合以执行包括以下各项的操作：响应于满足第一条件，致使施加于电荷泵的第一数字控制的泵电压电平改变为第二数字控制的泵电压电平；确定与字线相关联的所测量的数字控制的电压电平是否满足第二条件；和响应于确定满足所述条件，致使所述电荷泵的级数目从第一级数目增加到第二级数目。9.根据权利要求8所述的存储器装置，其中当与所述字线相关联的先前所测量的数字控制的电压电平与所述第一数字控制的泵电压电平之间的差小于或等于第一阈值电压电平时，满足所述第一条件。10.根据权利要求9所述的存储器装置，其中当与所述字线相关联的所述所测量的数字控制的电压电平超过第二阈值电压电平时，满足所述第二条件。11.根据权利要求8所述的存储器装置，所述操作另外包括产生更新信号以使所述电荷泵的所述级数目从所述第一级数目增加到所述第二级数目。12.根据权利要求8所述的存储器装置，所述操作另外包括产生多个更新信号以使所述
电荷泵的电压电平增加到电荷泵目标调节电压电平。13.根据权利要求8所述的存储器装置，所述操作另外包括致使所述电荷泵生成所述字线的目标字线电压电平。14.一种包括指令的非暂时性计算机可读媒体，所述指令在由处理装置执行时使所述处理装置执行包括以下操作的操作：生成耦合到存储器子系统的存储器装置的字线的电荷泵的第一数字控制的泵电压电平；确定所述字线的所测量的数字控制的电压电平和所述第一数字控制的泵电压电平满足条件；和响应于确定满足所述条件，致使施加于所述电荷泵的所述第一数字控制的泵电压电平改变为第二数字控制的泵电压电平。15.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读媒体，其中当所述字线的所述所测量的数字控制的电压电平与所述第一数字控制的泵电压电平之间的差小于或等于阈值电平时，满足所述条件。16.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读媒体，所述操作另外包括产生第一更新信号以使所述第一数字控制的泵电压电平增加到所述第二数字控制的泵电压电平。17.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读媒体，所述操作另外包括产生多个更新信号以使所述电荷泵的电压电平增加到电荷泵阈值电压电平。18.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读媒体，所述操作另外包括：致使所述电荷泵生成所述字线的目标字线电压电平。19.根据权利要求14所述的非暂时性计算机可读媒体，所述操作另外包括：确定所述所测量的数字控制的电压电平满足泵级条件；和响应于满足所述泵级条件，使所述电荷泵的级数目从第一级数目增加到第二级数目。20.根据权利要求19所述的非暂时性计算机可读媒体，其中当所述所测量的数字控制的电压电平超过泵级转变阈值电压电平时，满足所述泵级条件。
技术总结
本申请案涉及管理存储器子系统中的数字控制的电荷泵操作。生成用于耦合到存储器子系统的存储器装置的字线的电荷泵的第一数字控制的泵电压电平。做出所述字线的所测量的数字控制的电压电平和所述第一数字控制的泵电压电平是否满足条件的确定。响应于确定满足所述条件，致使施加于所述电荷泵的所述第一数字控制的泵电压电平改变为第二数字控制的泵电压电平。电平。电平。
