本發(fā)明涉及一種字線被頻繁激活時避免干擾或傷害其相鄰字線的方法。

背景技術：

動態(tài)隨機存取存儲器DRAM(Dynamic Random Access Memory)的核心部分如圖1所示，一般被稱作一個塊(segment)，存儲陣列由很多個類似的塊構成。圖1中，陣列(array)是存儲陣列中部分存儲單元的集合，在同一個塊里面，字線WL(word line)貫穿其中，WL#100代表外部行地址為#100所對應的WL，其下的存儲單元共享此字線。位線BL(bit line)也貫穿其中，例如圖1中所示的BL，其下的存儲單元共享此位線。在存儲陣列中還有一些輔助電路，例如圖1中的靈敏放大器SA_1，它可以放大部分位線BL上的信號；圖1中還標示了靈敏放大器SA_n，它可以放大另外一部分位線BL上的信號，以下把SA_1和SA_n統(tǒng)稱為第一級靈敏放大器SA。

DRAM的激活操作如圖2所示。假定是WL#100被激活，字線WL#100有效，激活前被預充電到相同電位的位線對BL/BL_n開始分開，當一段時間(圖2中所示T_SDT)之后，位線對BL/BL_n的電壓差已經(jīng)達到一定程度，此時，第一級靈敏放大器SA被開啟，隨著SA的使能信號SA_EN變高，SA放大位線對BL/BL_n上的小電壓差。在T_RCD的時間過后，就可以安全的進行讀寫操作。在T_RAS的時間過后，WL#100可以關閉，去進行預充電(PRECHARGE)操作，T_RAS-T_RCD的時間就是第一級靈敏放大器SA對存儲單元進行回寫的時間。

隨著存儲器制造工藝的發(fā)展，字線WL之間的距離變得越來越小，其相互之間的影響也越來越嚴重。當某一根字線連續(xù)不停的被激活，它會干擾到與它相鄰的字線。對于DRAM來說，同一根字線在每64ms被刷新一次，在這段時間之內(nèi)，可能會對同一根字線有超過百萬次的激活，這會對其相鄰的字線帶來嚴重的影響，甚至影響到相鄰字線下存儲單元所存儲的值，使其變錯。

例如對DRAM測試所使用的Hammer pattern，其順序是對同一根字線WL(例如為WL#100)連續(xù)的進行ACT-PRE(激活-預充電)的操作，如圖3所示，這將會干擾到此字線WL(例如為WL#100)相鄰的字線WL(例如為WL#99或者WL#101)，字線WL(例如為WL#100)被激活的次數(shù)越多，WL#100與它相鄰的字線WL#99或者WL#101的距離越近，干擾就會越嚴重。

技術實現(xiàn)要素：

基于以上背景，為了解決字線被頻繁激活時會對其相鄰字線造成嚴重干擾甚至損壞其相鄰字線的問題，本發(fā)明提供了一種字線被頻繁激活時避免干擾或傷害其相鄰字線的方法。

為了說明本發(fā)明的技術方案，首先介紹DRAM的字線的排布方式和DRAM的一般修復過程：

1.DRAM中字線的排布方式：

對于DRAM來說，每兩根WL的旁邊會是虛擬字線(dummy WL)，即DRAM中原有字線的排布方式為：…WL-dummy WL–WL–WL–dummy WL-WL…。

由于虛擬字線(dummy WL)下沒有存儲單元，因此，虛擬字線即使受到旁邊字線的干擾也不會有任何不好的影響。另外，虛擬字線(dummy WL)也沒有地址。

2、DRAM的一般修復過程：

如圖4所示，如果字線WL#100被一根空閑字線RWL#1修復，地址#100會被寫入空閑字線RWL#1的寄存器。一旦激活操作對應的地址和寄存器中所存的地址的值相符合(這里為#100)，則會激活用來修復的空閑字線RWL#1，而被修復的字線WL#100不會被激活。這里空閑字線是指為了對DRAM進行修復引入的冗余字線。

本發(fā)明的基本原理是：本發(fā)明利用空閑字線作為置換字線，所引入的空閑字線與上面修復過程中的空閑字線類似，不同的是：在同一個塊中，本發(fā)明的空閑字線與其他字線在物理上相互隔離；采用與上述修復過程相類似的操作，對DRAM中的字線進行置換；當激活命令激活行地址為#n的原有字線WL#n處于被置換過的狀態(tài)，則此次激活命令實際激活的是用于置換字線WL#n的置換字線，而字線WL#n本身則不會被激活，因此不會影響字線WL#n相鄰的字線。

本發(fā)明的第一種技術方案是：

字線被頻繁激活時減輕干擾其相鄰字線的方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1)設置置換字線：

DRAM的每個存儲陣列包括M×N個塊；每個塊的外部均對應有F個行地址；在DRAM工作時，所述F個行地址在一個塊中對應有F個原有字線(包括上面提到的用于修復的冗余字線)；在所述存儲陣列中增設M個置換字線組，這M個置換字線組分別貫穿存儲陣列的每一行塊；每個置換字線組有1～(F/2)根置換字線；

每一根置換字線均為空閑字線，每一根置換字線與其它字線在物理上互相隔離；為每一根置換字線均設置對應的寄存器；

2)激活原有字線、計數(shù)和清零：

在DRAM中設置計數(shù)器，按外部行地址對DRAM中的原有字線進行激活操作，利用所述計數(shù)器記錄激活操作的次數(shù)；當進行第N+1次激活操作時，計數(shù)器清零，并在下一次激活操作時重新計數(shù)；所述N＜min{N₁，N₂，…，N_i}，N₁，N₂，…，N_i為在不損壞相鄰字線的前提下能對DRAM的某一根原有字線進行連續(xù)激活操作次數(shù)的最大值；

3)置換：

3.1)置換原則：

若步驟2)中第N+1次激活命令所激活的是外部行地址為#n的某一根原有字線WL#n,按以下情形之一進行置換：

3.1.1)行地址#n為任意地址，都對字線WL#n進行置換；

3.1.2)僅當行地址#n為奇數(shù)地址時對字線WL#n進行置換；

3.1.3)僅當行地址#n為偶數(shù)地址時對字線WL#n進行置換；

3.1.4)判斷與行地址#n相鄰地址對應的字線是否被置換過，若置換過，則不對字線WL#n進行置換；若未被置換過，則對字線WL#n進行置換；

3.1.5)若字線WL#n位于虛擬字線dummy WL_a和虛擬字線dummy WL_b之間，且虛擬字線dummy WL_a和虛擬字線dummy WL_b為距字線WL#n最近的兩根虛擬字線，首先判斷位于虛擬字線dummy WL_a和虛擬字線dummy WL_b之間的另一根字線是否被置換過，若被置換過，則不對字線WL#n進行置換；若未被置換過，則對字線WL#n進行置換；

3.2)置換方法：

若步驟2)中第N+1次激活命令所激活的是行地址為#n的某一根原有字線WL#n,則在執(zhí)行第N+1次激活命令時，同步激活所述字線WL#n所對應塊中的一根置換字線，則被激活的字線WL#n被映射到該置換字線上，被激活的置換字線同步捕獲字線WL#n下存儲的數(shù)據(jù)，字線WL#n所對應的外部行地址#n被寫入該被激活的置換字線所對應的寄存器，完成置換；

字線WL#n被置換后，對行地址為#n的激活操作實際激活的是用于置換字線WL#n的置換字線，而字線WL#n本身不會被激活，不會對字線WL#n相鄰的字線造成干擾；

4)重復步驟2)；

5)若此次新的第N+1次激活命令所激活的是行地址為#m的某一根原有字線WL#m；首先判斷字線WL#m是否被置換過，若否，則進入步驟6)；若是，則進入步驟7)；

6)采用與步驟3)相同的方法，將所述字線WL#m置換，進入步驟8)；

7)激活用于置換字線WL#m的置換字線，進入步驟8)；

8)重復步驟4)～步驟7)，按地址對DRAM進行激活操作。

上述DRAM進行刷新時，當進行到對行地址#s的刷新操作時，若檢測到原有字線WL#s被置換過，則會同步激活字線WL#s和置換該字線WL#s的置換字線，此時被激活的字線WL#s同步捕獲此次刷新命令所激活的置換字線下存儲的數(shù)據(jù)，同時該置換字線下寄存器中所存的地址#s被清除，此后，對行地址為#s的激活操作將不再激活置換字線，而是激活DRAM中原有字線WL#s，即被置換過的字線WL#s和相應的置換字線均被還原；在以后的激活操作中，被還原后的置換字線能繼續(xù)用于置換DRAM中的原有字線。若檢測到原有字線WL#s未被置換過，則只激活字線WL#s。

上述置換字線的個數(shù)等于被激活的原有字線的個數(shù)。

上述計數(shù)器為可調(diào)計數(shù)器。

上述寄存器為熔絲(fuse)寄存器。

本發(fā)明的第二種技術方案是：

字線被頻繁激活時減輕干擾其相鄰字線的方法，其特殊之處在于：

1)設置置換字線：

DRAM的每個存儲陣列包括M×N個塊；每個塊的外部均對應有F個行地址；在DRAM工作時，所述F個行地址在一個塊中對應有F個原有字線(包括上面提到的用于修復的冗余字線)；在所述存儲陣列中增設M個置換字線組，這M個置換字線組分別貫穿存儲陣列的每一行塊；每個置換字線組有1～(F/2)根置換字線；

每一根置換字線均為空閑字線，每一根置換字線與其它字線在物理上互相隔離；為每一根置換字線均設置對應的寄存器；

2)激活原有字線、計數(shù)和清零：

按外部行地址對DRAM中的原有字線進行激活操作，在被激活字線對應的外部行地址下均設置計數(shù)器，用于記錄每一根被激活的字線連續(xù)被激活的次數(shù)；當某一行地址#x對應的字線WL#x被連續(xù)激活第N+1次時，該行地址#x下的計數(shù)器清零，并在下一次對該行地址#x進行激活操作時重新計數(shù)；所述N＜min{N₁，N₂，…，N_i}，N₁，N₂，…，N_i為在不損壞相鄰字線的前提下能對DRAM的某一根原有字線進行連續(xù)激活操作次數(shù)的最大值；

3)置換：

步驟2)中所述字線WL#x被連續(xù)激活第N+1次時，同步激活該字線WL#x所對應塊中的一根置換字線，則被激活的字線WL#x被映射到該置換字線上，被激活的置換字線同步捕獲字線WL#x下存儲的數(shù)據(jù)，字線WL#x所對應的外部行地址#x被寫入該被激活的置換字線所對應的寄存器，完成置換；

字線WL#x被置換后，對行地址為#x的激活操作實際激活的是用于置換字線WL#x的置換字線，而字線WL#x本身不會被激活，不會對字線WL#x相鄰的字線造成干擾；

4)重復步驟2)；

5)在步驟4)中，當某一行地址#m被連續(xù)激活第N+1次時，首先判斷地址#m對應的原有字線WL#m是否被置換過，若否，則進入步驟6)；若是，則進入步驟7)；

6)采用與步驟3)相同的方法，將所述字線WL#m置換，進入步驟8)；

7)激活用于置換字線WL#m的置換字線，進入步驟8)；

8)重復步驟4)～步驟7)，按地址對DRAM進行激活操作。

上述DRAM進行刷新時，當進行到對行地址#s的刷新操作時，若檢測到原有字線WL#s被置換過，則會同步激活字線WL#s和置換該字線WL#s的置換字線，此時被激活的字線WL#s同步捕獲此次刷新命令所激活的置換字線下存儲的數(shù)據(jù)，同時該置換字線下寄存器中所存的地址#s被清除，此后，對地址為#s的激活操作將不再激活置換字線，而是激活DRAM中原有字線WL#s，即被置換過的字線WL#s和相應的置換字線均被還原；在以后的激活操作中，被還原后的置換字線能繼續(xù)用于置換DRAM中的原有字線。若檢測到原有字線WL#s未被置換過，則只激活字線WL#s。

上述置換字線的個數(shù)等于被激活的原有字線的個數(shù)。

上述計數(shù)器為可調(diào)計數(shù)器。

上述寄存器為熔絲(fuse)寄存器。

本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明在字線被頻繁激活時能減小對其相鄰字線造成干擾的程度，避免了由于字線被頻繁激活而導致其相鄰字線下存儲單元所存儲的值變錯的狀況發(fā)生，極大地提高了DRAM的可靠性和使用壽命。

2、本發(fā)明利用DRAM時序上的特點，無需引入額外的時間需求。

3、本發(fā)明利用DRAM自有的操作命令，例如激活操作時可進行置換，刷新操作時可進行反向置換，因此不需要引入額外的命令。

4、本發(fā)明的同一個塊中，置換字線與原有字線共享相同的位線，因此原有字線被置換時，同步被激活的置換字線會同步捕獲該原有字線下存儲的數(shù)據(jù)，并且同樣具有T_RAS-T_RCD時間以保證置換的字線下的每個存儲單元都能完全的寫回。

5、本發(fā)明能夠規(guī)則的檢查原有字線的情況，使得具有攻擊性的字線被替換，以保證它相鄰字線的數(shù)據(jù)安全。

6、本發(fā)明所提供的方法，在幾乎不影響DRAM本身的性能和不增加太大功耗和成本的前提下，確保了DRAM中的每一根原有字線被連續(xù)激活的次數(shù)≤安全范圍內(nèi)允許被激活的最大次數(shù)，使得每一根原有字線被頻繁激活時不會損害其相鄰字線。

附圖說明

圖1為DRAM中一個塊的示意圖；

圖2為對DRAM的某一根字線的進行激活操作的過程示意圖；

圖3為對DRAM測試所使用的Hammer pattern示意圖；

圖4為DRAM的某一根字線的修復過程示意圖；

圖5為本發(fā)明一實施例的操作過程示意圖；

圖6為對DRAM中某一根字線進行刷新操作的過程示意圖。

具體實施方式

首先，假定DRAM的每個存儲陣列包括16×16個塊，每個塊的外部均對應有512個行地址；在DRAM工作時，所述512個行地址對應有512個原有字線(這512根原有字線包括用于修復的空閑字線)。

實施例一：

1、字線被頻繁激活時減輕干擾其相鄰字線的方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)設置置換字線：

在上述存儲陣列中增設16個置換字線組，這16個置換字線組分別貫穿存儲陣列的每一行塊；每個置換字線組中的置換字線的個數(shù)根據(jù)需要在1～256根范圍內(nèi)選取。

每一根置換字線均為空閑字線(這里的空閑字線與DRAM修復用的空閑字線類似)，每一根置換字線與其它字線在物理上互相隔離，并且每一根置換字線與該塊中的原有字線共享相同的位線；在DRAM中為每一根置換字線均設置對應的熔絲寄存器。

2)激活原有字線并按以下情形之一計數(shù)和清零：

2.1)在DRAM中設置可調(diào)計數(shù)器，按外部行地址對DRAM中的原有字線進行激活操作，利用所述計數(shù)器記錄激活操作的次數(shù)；當進行第N+1次激活操作時，計數(shù)器清零并在下一次激活操作時重新計數(shù)；所述N＜min{N₁，N₂，…，N_i}，N₁，N₂，…，N_i為在不損壞相鄰字線的前提下能對DRAM的某一根原有字線進行連續(xù)激活操作次數(shù)的最大值；

上述計數(shù)器計數(shù)和清零方式是現(xiàn)有常用技術手段。

3)置換：

3.1)選擇置換方案：

若步驟2)中第N+1次激活命令所激活的是行地址為#n的某一根原有字線WL#n,按以下情形之一進行置換：

3.1.1)行地址#n為任意地址，都對字線WL#n進行置換；

3.1.2)僅當行地址#n為奇數(shù)地址時對字線WL#n進行置換；

3.1.3)僅當行地址#n為偶數(shù)地址時對字線WL#n進行置換；

3.1.4)判斷與行地址#n相鄰地址對應的字線是否被置換過，若置換過，則不對字線WL#n進行置換；若未被置換過，則對字線WL#n進行置換；

3.1.5)若字線WL#n位于虛擬字線dummy WL_a和虛擬字線dummy WL_b之間，且虛擬字線dummy WL_a和虛擬字線dummy WL_b為距字線WL#n最近的兩根虛擬字線，首先判斷位于虛擬字線dummy WL_a和虛擬字線dummy WL_b之間的另一根字線是否被置換過，若被置換過，則不對字線WL#n進行置換；若未被置換過，則對字線WL#n進行置換；

3.2)置換方法：

如圖5所示(圖中ACT 0表示第1次激活命令，ACT 1表示第2次激活命令，……，ACT N-1表示第N次激活命令，ACT N表示第N+1次激活命令)，第N+1次激活命令所激活的是外部行地址為#n(例如#100)的某一根原有字線WL#n(例如WL#100),則在執(zhí)行第N+1次激活命令時，同步激活所述字線WL#n(例如WL#100)所對應塊中的一根置換字線，則被激活的字線WL#n(例如WL#100)被映射到該置換字線上，被激活的置換字線同步捕獲字線WL#n(例如WL#100)下存儲的數(shù)據(jù)，字線WL#n(例如WL#100)所對應的外部行地址#n(例如#100)被寫入該被激活的置換字線所對應的寄存器，完成置換；

字線WL#n(例如WL#100)被置換后，對行地址為#n(例如#100)的激活操作實際激活的是用于置換字線WL#n(例如WL#100)的置換字線，而字線WL#n(例如WL#100)本身不會被激活，也就是說，雖然激活命令地址訪問的是行地址#n(例如#100)，但激活的是存儲地址#n(例如#100)的寄存器所對應的置換字線，相應地，讀寫操作會在此置換字線下進行。

由于在WL#n(例如WL#100)被置換后，對行地址為#n(例如#100)的激活操作實際激活的是相應的置換字線(與其他字線在物理上相互隔離)，因此，也就不會再干擾字線WL#n(例如WL#100)的相鄰字線。

4)重復步驟2)；

5)若此次新的第N+1次激活命令所激活的是地址為#m的某一根原有字線WL#m；首先判斷字線WL#m是否被置換過，若否，則進入步驟6)；若是，則進入步驟7)；

6)采用與步驟3)相同的方法，將所述字線WL#m置換，進入步驟8)；

7)激活用于置換字線WL#m的置換字線，進入步驟8)；

8)重復步驟4)～步驟7)，按地址對DRAM進行激活操作。

實施例二：

字線被頻繁激活時減輕干擾其相鄰字線的方法，包括以下步驟：

1)設置置換字線：

在上述存儲陣列中增設16個置換字線組，這16個置換字線組分別貫穿存儲陣列的每一行塊；每個置換字線組中的置換字線的個數(shù)根據(jù)需要在1～256根范圍內(nèi)選取。

每一根置換字線均為空閑字線(這里的空閑字線與DRAM修復用的空閑字線類似)；每一根置換字線與其它字線在物理上互相隔離，并且每一根置換字線與該塊中的原有字線共享相同的位線；在DRAM中為每一根置換字線均設置對應的熔絲寄存器。

2)激活原有字線并按以下情形之一計數(shù)和清零：

按外部行地址對DRAM中的原有字線進行激活操作，在被激活字線所對應的行地址下均設置可調(diào)計數(shù)器，用于記錄每一根被激活的字線連續(xù)被激活的次數(shù)；當某一行地址#x對應的字線WL#x被連續(xù)激活第N+1次時，該行地址#x下的計數(shù)器清零并在下一次對該地址#x進行激活操作時重新計數(shù)；所述N＜min{N₁，N₂，…，N_i}，N₁，N₂，…，N_i為在不損壞相鄰字線的前提下能對DRAM的某一根原有字線進行連續(xù)激活操作次數(shù)的最大值；

上述計數(shù)器計數(shù)和清零方式是現(xiàn)有常用技術手段。

3)置換：

步驟2)中所述原有字線WL#x被連續(xù)激活第N+1次時，同步激活該原有字線WL#x所對應塊中的一根置換字線，則該原有字線WL#x被映射到該被激活的置換字線上，被激活的置換字線同步捕獲該原有字線WL#x下存儲的數(shù)據(jù)，該原有字線WL#x的地址#x被寫入該被激活的置換字線所對應的寄存器，完成置換；

字線WL#x被置換后，對行地址為#x的激活操作實際激活的是用于置換字線WL#x的置換字線，而字線WL#x本身不會被激活，不會對字線WL#x相鄰的字線造成干擾；

4)重復步驟2)；

5)在步驟4)中，當某一行地址#m被連續(xù)激活第N+1次時,首先判斷字線WL#m是否被置換過，若否，則進入步驟6)；若是，則進入步驟7)；

6)采用與步驟3)相同的方法，將所述字線WL#m置換，進入步驟8)；

7)激活用于置換字線WL#m的置換字線，進入步驟8)；

8)重復步驟4)～步驟7)，按地址對DRAM進行激活操作。

需要進一步說明的是：由于DRAM自身的特點，DRAM中的每一根字線在每64ms被刷新一次。因此，對于實施例一和實施例二所述方法，其步驟2)～8)中的任何一步中都可能會進行刷新操作。

在進行刷新時，如圖6所示(圖中REF/SRF表示的是DRAM的兩種刷新操作：REF＝Refresh；SRF＝Self Refresh)，當進行到對地址#s(例如#100)的刷新操作時，(1)若檢測到原有字線WL#s(例如WL#100)被置換過，則會同步激活字線WL#s(例如WL#100)和置換該字線WL#s(例如WL#100)的置換字線，此時被激活的字線WL#s(例如WL#100)同步捕獲此次刷新命令所激活的置換字線下存儲的數(shù)據(jù)，同時該置換字線下寄存器中所存的地址#s(例如#100)被清除，此后，對地址為#s(例如#100)的激活操作將不再激活置換字線，而是激活DRAM中原有字線WL#s(例如WL#100)，即被置換過的字線WL#s(例如WL#100)和相應的置換字線均被還原(即發(fā)生反向置換)；在以后的激活操作中，被還原后的置換字線能繼續(xù)用于置換DRAM中的原有字線；(2)若檢測到原有字線WL#s(例如WL#100)未被置換過，則進行正常的刷新操作，即只激活字線WL#s(例如WL#100)。

最后需要說明的是，本發(fā)明的步驟中所涉及的“判斷和檢測某一根原有字線是否被置換過”，可通過現(xiàn)有技術手段實現(xiàn)。