專利名稱：用于多陣列存儲器的重新編號陣列結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲器系統(tǒng)。特別涉及在存儲器系統(tǒng)內(nèi)陣列的重新編號。
為了降低制造成本，集成電路的制造商尋找了多種途徑來提高產(chǎn)量和降低個別有缺陷部分的淘汰率。一種降低淘汰率的方法是在集成電路中加入冗余電路或是輔助電路元件。這種方法對于能探測到有缺陷元件的地方很實用，而且這個電路很容易配置成用一個等效的冗余元件來代替有缺陷的元件。這種方法廣泛地應(yīng)用于集成電路存儲器陣列中，如隨機存取存儲器。
存儲器電路的特征在于大量的存儲單元的有規(guī)律的重復(fù)排列。每一個存儲單元的位置是由一個唯一的地址來確定的，該地址典型地標(biāo)識出了在存儲器矩陣陣列中一個特定的行和列。這個存儲器電路包括行和列解碼器，這些解碼器能夠從一個輸入到這個存儲器電路的地址中解出不同的信號組成。存儲器電路能提供冗余技術(shù)，即用相同電路中一些復(fù)制的地或列來代替含有缺陷的存儲單元的行或列。分離的解碼器能夠提供用編程原理如熔性技術(shù)來編程的冗余行或列。一旦這個集成電路被測試并確定下有缺陷的存儲單元的位置，可編程的冗余解碼器被編程來解譯與有缺陷單元的行或列相對應(yīng)的那些地址。這些有缺陷的行或列接著被截止。這種方法，每次有一個故障行或列被尋址，并且選擇一個等效的冗余行或列來代替。
不幸的是，當(dāng)一個存儲陣列的有缺陷的行或列比等效的冗余行或列多時，整個存儲器件必須報廢。報廢含有缺陷位的芯片是浪費，低效和昂貴的。
因此，人們希望在存儲器設(shè)計中，允許當(dāng)一個芯片中有一個或多個故障存儲陣列時還能被使用而不至于報廢。
描述一種用于對存儲器陣列重新編號的方法和設(shè)備可用于含有N個存儲陣列的目標(biāo)存儲容量的存儲器系統(tǒng)中。這個存儲器系統(tǒng)上電后，如果N存儲陣列中的一部分M被確定為有缺陷，那么這個存儲陣列被從O到(N-M)重新編號，從而提供一個存儲容量比目標(biāo)存儲容量較小的有邏輯連續(xù)性的存儲器系統(tǒng)。
在一個具體的實施例中，存儲陣列構(gòu)成了一個用于視頻存儲系統(tǒng)中的幀緩沖存儲器。整個一組存儲陣列(N)構(gòu)成了一個1.5兆字節(jié)的視頻存儲器。一個存儲器中發(fā)現(xiàn)有一個或多個有缺陷的存儲陣列，那么這個存儲器將作為一個存儲量小些的存儲器來工作，例如，作為一個1.25兆字節(jié)的視頻存儲器，通過給設(shè)有缺陷的陣列重新編號，構(gòu)成一個存儲量小些的有邏輯連續(xù)性的存儲器。
這種結(jié)果使人們能夠使用那些將被報廢的存儲芯片，報廢的成本對于制造商來講是很高昂的。
為了對本發(fā)明的性質(zhì)和優(yōu)點有一個全面的理解，下面將結(jié)合附圖
對說明書作進一步的描述。
該附圖是個描述一個一般的可用本發(fā)明的方法進行重新編號的多陣列存儲排列的方框圖。
參照附圖，如圖所示的是個說明一個多陣列存儲裝置10的方框圖。存儲裝置10可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的多種存儲器類型中的一種，包括用在視頻應(yīng)用的動態(tài)和靜態(tài)的隨機存取存儲器。實例中顯示了邏輯電路常訪問如圖所示的存儲器中的陣列12。存儲裝置10包括若干存儲器陣列12a-n，標(biāo)為ARRAY-A至ARRAY-N。每個存儲陣列12由存貯于通過陣列選擇驅(qū)動器16耦合在陣列地址線上的地址鎖存器14a-n中的一個地址來識別。在一個具體的實施例中，提供了48個存儲陣列12并在每個地址鎖存器14a-n中存貯6位陣列地址。當(dāng)存儲裝置10上電時用一個計數(shù)器18在振蕩器20的每一個循環(huán)中陣列地址增1的方法把這些陣列地址存貯在每一上地址鎖存器14a-n中。將這些增1的陣列地址存貯在由移位寄存器22a-n所選擇的地址鎖存器14a-n中。在通常的工作狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存儲陣列12中沒有一個有缺陷時，移位寄存順22a-n通過若干多路轉(zhuǎn)換器50a-n串聯(lián)耦合在一起。當(dāng)振蕩器20振蕩時，一個邏輯信號1就連續(xù)地從移位寄存器21穿過移位寄存器22a-n。當(dāng)一個或多個存儲陣列12有缺陷時，一個或多個移位寄存器22可通過一個或多個多路轉(zhuǎn)換器60a-n被旁路。在一個具體的實施例中，一個有缺陷的陣列12被一個中止#信號所信號化時，當(dāng)這個信號確定時，能導(dǎo)致多路轉(zhuǎn)換器50a-n關(guān)斷和多路轉(zhuǎn)換器60接通。每個多路轉(zhuǎn)換器50a-n和60a-n都是由本領(lǐng)公知的一對NMOS和PMOS晶體管構(gòu)成的。
討論本發(fā)明的一個具體實施例的工作狀態(tài)時，將假定設(shè)有一個存儲陣列12a-n是有缺陷的。存儲裝置10上電后，移位寄存器SR-B到SR-N將被復(fù)位為零，而移位寄存器SR-A復(fù)位為邏輯1，地址鎖存器LATCH-A到LATCH-N也會被復(fù)位。
信號從振蕩器20傳到移位寄存器22和計數(shù)器18。振蕩器20的第一個循環(huán)導(dǎo)致移位寄存器SR-A中的邏輯1傳到移位寄存器SR-B并且使節(jié)點24變成邏輯1。其余所有的移位寄存器(SR-A和SR-C到SR)在這個時候都維持零。節(jié)點24上的信號使鎖存器LATCH-A能夠接收和鎖存從地址選擇驅(qū)動器16來的數(shù)據(jù)。振蕩器20的第一個循環(huán)也使計數(shù)器18在陣列選擇驅(qū)動器16中增加一個地址。例如，在第一個循環(huán)中，地址選擇驅(qū)動器16會產(chǎn)生一個6位地址000000。這個地址對于陣列地址鎖存器14a-n來說是有用的。然而，在振蕩器20的第一個循環(huán)里，只有節(jié)點24是確定在高位。(即，只有陣列地址鎖存器14a能夠啟動。)因此，地址000000就存放在陣列地址鎖存器LATCH-A中。
在振蕩器20的下一個循環(huán)中，從移位寄存器SR-B出來的邏輯1就被傳到下一個移位寄存器SR-C中。這個信號通過被啟動的多路轉(zhuǎn)換器50a(即，這個多路轉(zhuǎn)換器并不是因為一個有缺陷陣列而不能用)傳過去，使節(jié)點26處得到一個高位信號。節(jié)點26的確定啟動鎖存器LATCH-B從陣列選擇驅(qū)動器16中接收數(shù)據(jù)，振蕩器20同樣使計數(shù)器18將陣列選擇驅(qū)動器16中的地址增1。作為一個例子，該地址可以是個6位地址。因為這是第二個地址，該地址在鎖存器LATCH-B中被鎖存為000001。這個上電結(jié)果持續(xù)著直到每一個地址鎖存器14中都存有一個唯一確定的陣列地址。例如，在存儲裝置10中有48個存儲陣列，每一個陣列都被一個6位的二進制地址從000000到101111所確定。
該存儲裝置10象常規(guī)那樣工作。陣列地址被陣列地址線上的陣列選擇驅(qū)動器16所接收而且與存貯在地址鎖存器14中的地址比較，選出一特定的存儲陣列12來進行數(shù)據(jù)的讀或?qū)憽?br> 本發(fā)明的實施例使存儲裝置10盡管有一個或多個存儲陣列12有缺陷仍能進行持續(xù)有效的工作。作為一個例子，如果發(fā)現(xiàn)陣列ARRAY-C有缺陷，存儲陣列12C將被一個確定的(低位)信號DISABLE-C#所截止。在一個最佳實施例中，用燒壞多晶硅保險絲以便隔離陣列而使這個存儲陣列與電源分離的方法防止有缺陷的存儲陣列拖垮電源，用燒斷保險線的方法，一個DISABLE-C#信號將確定，同時不選用多路轉(zhuǎn)換器50C而選擇旁路多路轉(zhuǎn)換器60C。
因而，假定陣列一C有缺陷，一個上電結(jié)果的實施例就如下所述地產(chǎn)生了。移位寄存器SR-O被復(fù)位列邏輯1，同時，其余所有的移位寄存器(SR-A--SR-N)被復(fù)位到邏輯0。在振蕩器20的第一個循環(huán)里，邏輯1從移位寄存器SR-O傳到移位寄存器SR-A，牽引節(jié)點24成高位并且啟動鎖存器A。計數(shù)器18使陣列選擇驅(qū)動器16中陣列地址增1，從而成為第一個地址(如000000)。該地址被鎖存在鎖存器LATCH-A中并且表示陣列A(ARRAY-A)的陣列地址。在第二個循環(huán)中，振蕩器20通過多路轉(zhuǎn)換器50b，把移位寄存器SR-A中的邏輯1傳到移位寄存器SR-B中，牽引節(jié)點26成高位。節(jié)點24變成低電平狀態(tài)。節(jié)點26狀態(tài)確定啟動鎖存器B(LATCH.B)。鎖存器B鎖存由計數(shù)器18和陣列選擇驅(qū)動器16產(chǎn)生的下一個陣列地址(如000001)。在第三個循環(huán)過程中，振蕩器20使節(jié)點28處出現(xiàn)一個邏輯1狀態(tài)并且將該狀態(tài)存入移位寄存器SR-C中。這個邏輯1也通過旁路多路轉(zhuǎn)換器60C傳到節(jié)點30并且存貯于移位寄存器SR-E中。第三個振蕩循環(huán)也使得計數(shù)器18和陣列選擇驅(qū)動器16產(chǎn)生一個增量的陣列地址(如000010)。因為節(jié)點28和30都被確定在高位，鎖存器LATCH-C和鎖存器LATCH-D都被啟動并將增1的陣列地址(000010)都存入鎖存器。這個上電過程持續(xù)到每個存儲陣列都有一個存放在地址鎖存器14a-n中的陣列地址。
盡管和陣列ARRAY-C有關(guān)的地址鎖存器14中存有一個地址，但該地址是無效的，因為存儲陣列ARRAY-C，如用燒斷一根多晶硅保險絲的方法已經(jīng)被關(guān)閉。所以，陣列ARRAY-C將不再響應(yīng)雖然已存入鎖存器LATCH-C中的這個陣列地址000010。取而代之的是陣列ARRAY-D響應(yīng)這個地址。其結(jié)果使存儲裝置有能力提供一個有邏輯連續(xù)性的存儲器，盡管這個存儲器中存在一個或多個有缺陷的的存儲陣列。
在一個具體的實施例中，存儲裝置10中共有48個存儲陣列12。總的存儲容量為1.5兆字節(jié)。1.5兆字節(jié)的存儲器通常用于存儲象素信息，如視頻存儲系統(tǒng)。例如，1.5M字節(jié)能夠在邏輯上實現(xiàn)存貯1024比特×768比特的象素信息(每個有2位)。數(shù)據(jù)存貯在48個存儲陣列12中，每個能存256K比特。存儲器的輸出是128比特的寬度，而且每個陣列由256行×8列×128位/列組成。
另一個通用的視頻顯示存儲器有1024×1280，各有1、2或3字節(jié)的象素。這樣一個系統(tǒng)的每個字節(jié)需要1.25兆字節(jié)。有這種容量的一個存儲器可以用40個存儲陣列12來實現(xiàn)，這樣的存儲陣列每個有128位寬并且由256行×8列×128位/列組成。
在本發(fā)明的一個實施例中，一個1.5兆字節(jié)的存儲器芯片是由48個存儲陣列12組成的。該存儲裝置10可能有多達8個有缺陷的陣列而且依然是一個有用的視頻存儲器。如果沒有一個存儲陣列12有缺陷，那么該存儲器芯片作為一個內(nèi)存為1.5兆字節(jié)的存儲器來工作。如果1-8個存儲陣列12中有一個有缺陷，那么該存儲芯片可作為一個1.25兆字節(jié)的存儲器來工作。
如果發(fā)現(xiàn)一個或多個存儲陣列12有缺陷，那么存儲裝置10的功能仍然和一個有用的，雖然內(nèi)存小些為1.25兆字節(jié)的存儲器一樣.一面標(biāo)志會置于存儲裝置10上來表明該存儲裝置作為一個已降低容量的一個存儲器(例如，1.25兆字節(jié)而不是1.5兆字節(jié))。結(jié)果是，即使有許多存儲陣列有缺陷，但用了冗余修補技術(shù)后，存儲裝置10仍然可以使用。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣，可以用其它具體的不脫離精神實質(zhì)和基本特征的形式實施本發(fā)明。例如，雖然描述了一個采用移位寄存器和地址鎖存器的實施例，但是也可使用任何一個其它的對陣列重新編號的方法，只要得到一個在邏輯上連續(xù)的存儲器就可以。更進一步，雖然描述了一個用在視頻存儲裝置上的實施例，本發(fā)明的特性還可以用于其它類型和大小的存儲器上。而且，雖然已經(jīng)描述了具體的邏輯習(xí)慣，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到也可使用其它信號極性。
因此，本發(fā)明的公開意在解釋，而不是限定在權(quán)利要求中所記述的本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種對存儲器系統(tǒng)中的存儲陣列重新編號的方法，該系統(tǒng)具有一個目標(biāo)存儲量，并具有N個存儲陣列，其特征在于，該方法包括以下各步驟識別所說的N個存儲陣列中有缺陷的一部分(M)；對存儲陣列從O到(N-M)重新編號，提供一個在邏輯上連續(xù)的存儲系統(tǒng)，該系統(tǒng)有一個被修正的比所說的目標(biāo)存儲量小的存儲量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，給存儲陣列重新編號的步驟還包括以下步驟把一個存儲陣列地址鎖存在一個和每一個存儲陣列相關(guān)的地址鎖存器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，更進一步隔離存儲陣列的所述有缺陷的M部分的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所說的隔離的步驟包括燒斷保險絲來截止所述的存儲陣列中每一個有缺陷的部分(M)的步驟，所述的燒斷保險絲的步驟還包括旁路與所述的每一個有缺陷的陣列相關(guān)連的一個移位寄存器位。
5.一種對存儲器系統(tǒng)中的存儲陣列重新編號的方法，其特征在于，該方法包括以下各步驟提供N個存儲陣列，每個所述的存儲陣列都和一個地址鎖存器連；截止N個存儲陣列中有缺陷的那部分M；旁路M個移位寄存器，每個所述的旁路的移位寄存器是與所述的M個有缺陷的存儲陣列相關(guān)聯(lián)的；以及在每個所述的地址鎖存器中存人一個陣列地址，以便于每一個沒有缺陷的存儲陣列都被一個唯一的陣列地址所確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的存儲器系統(tǒng)是一個視頻存儲器系統(tǒng)。
7.一個有目標(biāo)存儲量的存儲器裝置，其特征在于該裝置包括N個存儲陣列，每個所述的存儲陣列都和一個陣列地址鎖存器耦連；當(dāng)所述的M個存儲陣列有缺陷時，截止這些M個所述存儲陣列的裝置；地址產(chǎn)生裝置，和所述的陣列地址鎖存器耦連，用以產(chǎn)生存貯于所述的陣列地址鎖存器中的(N-M)個連續(xù)的陣列地址。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲裝置，其特征在于所述的地址產(chǎn)生裝置更進一步包括一些移位寄存器，每一個所述的移位寄存器耦連產(chǎn)生一個鎖存信號使所述的陣列地址鎖存器能夠鎖存所述的連續(xù)的陣列地址。
9.一個實用的視頻存儲器系統(tǒng)，具有含N個存儲陣列的目標(biāo)存儲量，并且有一個被減少的具有少于N個存儲陣列的存儲量，其特征在地，該系統(tǒng)包括N個陣列結(jié)構(gòu)，每個都包括一個帶有一個存放在地址鎖存器中的地址的存儲陣列，所述的存儲陣列是由地址線傳到一個陣列解碼器中進行尋址；地址產(chǎn)生裝置，和每一個所述的N個陣列結(jié)構(gòu)的所述的地址鎖存器耦連，從而在所述的視頻存儲器系統(tǒng)的一個循環(huán)過程中連續(xù)地為每一個N陣列結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個地址。
全文摘要
一種用于給存儲陣列重新編號的方法和設(shè)備,可用于具有由N個存儲陣列構(gòu)成的目標(biāo)存儲量的存儲器系統(tǒng),在存儲器系統(tǒng)激活過程中,如果N個存儲陣列中的一部分M被確定有缺陷,那么給該存儲陣列從O到(N－M)重新編號,從而獲得一個在邏輯上連續(xù)的存儲器系統(tǒng),有比目標(biāo)存儲量小的存儲容量。
文檔編號G06F12/16GK1170161SQ9711216
公開日1998年1月14日 申請日期1997年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月31日
發(fā)明者羅伯特J·普羅斯汀 申請人:湯森和湯森和克魯Llp