本發(fā)明涉及芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體為一種存儲(chǔ)芯片及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、為了滿足計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)算量與數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)需要，更多的裸片被集成在了單個(gè)存儲(chǔ)器封裝內(nèi)以拓展其功能、增加其容量。這些存儲(chǔ)器內(nèi)部包含了多個(gè)裸片(die)，內(nèi)部裸片均擁有自己的接口，如控制接口和數(shù)據(jù)接口等。這些接口通過(guò)多裸片存儲(chǔ)器設(shè)備的外部接口與外界交互，例如，與主機(jī)側(cè)的存儲(chǔ)器控制器進(jìn)行通信等。然而，內(nèi)部裸片數(shù)量的增加伴隨著接口數(shù)量的增加，這對(duì)存儲(chǔ)器外部io數(shù)量容量以及主機(jī)側(cè)與存儲(chǔ)器的兼容性不斷提出挑戰(zhàn)。

2、針對(duì)此類問(wèn)題，傳統(tǒng)解決方案主要涉及兩種策略。第一種策略是內(nèi)部裸片共用外部數(shù)據(jù)接口，而控制接口分別由存儲(chǔ)器外部接口接出，從而減少外接接口數(shù)量(圖1)。這種方法雖然可以改善內(nèi)部裸片增加帶來(lái)的數(shù)據(jù)接口數(shù)量問(wèn)題，但隨著內(nèi)部裸片數(shù)量的不斷增加，控制接口的數(shù)量增長(zhǎng)也逐漸使存儲(chǔ)器設(shè)備封裝遭遇瓶頸；同時(shí)，由于控制接口數(shù)量隨著內(nèi)部裸片數(shù)量同步增加，用來(lái)控制該存儲(chǔ)器的主機(jī)側(cè)接口也需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整才能與之兼容，這極大地增加了系統(tǒng)調(diào)整存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)成本。第二種策略是把內(nèi)部裸片的數(shù)據(jù)接口和控制接口均連接在一些，通過(guò)存儲(chǔ)器外部接口接出(圖2)。這種方法不僅可以顯著減少接口數(shù)量，其與主機(jī)的兼容性也更強(qiáng)。但是，由于共用接口的內(nèi)部裸片在同一時(shí)間接收的主機(jī)側(cè)信號(hào)完全相同，因此這些裸片總是同時(shí)執(zhí)行相同操作，而無(wú)法在主機(jī)的控制下分別進(jìn)行獨(dú)立操作，這影響了存儲(chǔ)器設(shè)備的數(shù)據(jù)安全性和系統(tǒng)靈活性。

3、因此，有必要對(duì)現(xiàn)有存儲(chǔ)芯片進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種存儲(chǔ)芯片，包括多個(gè)裸片，所述多個(gè)裸片的接口與所述存儲(chǔ)芯片的外部接口相連接，并共用所述存儲(chǔ)芯片的至少一個(gè)外部接口；所述存儲(chǔ)芯片能夠基于輸入的片選信息及地址信息而驅(qū)動(dòng)與該片選信息及地址信息對(duì)應(yīng)的所述裸片。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┑拇鎯?chǔ)芯片，能夠通過(guò)共用存儲(chǔ)器外部接口的方式與外界通信，裸片數(shù)量增加可以不改變存儲(chǔ)器外部接口數(shù)量、不影響存儲(chǔ)器封裝形式。解決了不同裸片數(shù)量的存儲(chǔ)器設(shè)備與主機(jī)系統(tǒng)的兼容問(wèn)題：通過(guò)共用接口的方式控制存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)部裸片，確保原有主機(jī)接口依然與其適配。解決了共用控制接口裸片的獨(dú)立控制問(wèn)題：同一時(shí)間將接受到相同的信號(hào)信息，但可以參考地址信息，由主機(jī)控制這些裸片獨(dú)立工作或分別執(zhí)行操作，充分的利用了存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)空間，提高了數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)效率。

3、可選地，所述裸片包括控制電路及與之相連接的功能電路，所述控制電路能夠基于輸入所述裸片的信號(hào)控制所述功能電路的運(yùn)行。

4、可選地，所述控制電路包括：

5、裸片控制電路，能夠接收輸入信號(hào)，并基于所述輸入信號(hào)中的片選信息及地址信息驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的所述裸片；以及

6、功能電路控制電路，與所述裸片控制電路及所述功能電路相連接，能夠基于所述輸入信號(hào)包含的操作信息及所述裸片控制電路的使能信號(hào)控制對(duì)應(yīng)的所述裸片的所述功能電路的運(yùn)行。

7、可選地，所述裸片控制電路包括：地址判斷電路、片選判斷電路、裸片使能電路及裸片控制邏輯電路，所述地址判斷電路能夠?qū)斎氲牡刂沸畔⑦M(jìn)行仲裁；片選判斷電路能夠?qū)斎氲钠x信息進(jìn)行仲裁；當(dāng)所述地址判斷電路及所述片選判斷電路的仲裁均通過(guò)時(shí)，所述裸片使能電路能夠向所述裸片控制邏輯電路發(fā)送使能信號(hào)；所述裸片控制邏輯電路能夠接收地址信息，操作信息及所述使能信號(hào)，并能夠響應(yīng)于該使能信號(hào)，基于接收到的所述操作信息及所述地址信息，控制所述功能電路運(yùn)行。

8、如此設(shè)置的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

9、精確的地址與片選信息仲裁：地址判斷電路和片選判斷電路的設(shè)計(jì)使得輸入的地址和片選信息能夠進(jìn)行獨(dú)立且精確的仲裁。這種仲裁機(jī)制確保了只有在地址和片選信息都通過(guò)驗(yàn)證的情況下，裸片才會(huì)接收到有效的使能信號(hào)，避免了錯(cuò)誤信號(hào)或不正確操作的發(fā)生，從而提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

10、按需激活裸片功能：裸片使能電路根據(jù)地址判斷電路和片選判斷電路的仲裁結(jié)果決定是否激活裸片控制邏輯電路。這種按需激活的設(shè)計(jì)能有效節(jié)省能耗，因?yàn)橹挥性诤线m的條件下裸片才會(huì)被激活，避免了不必要的功耗和資源浪費(fèi)。

11、靈活的控制與響應(yīng)機(jī)制：裸片控制邏輯電路能夠根據(jù)接收到的地址信息、操作信息和使能信號(hào)，靈活地響應(yīng)并控制功能電路的運(yùn)行。通過(guò)這種設(shè)計(jì)，裸片的操作不僅限于執(zhí)行簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)操作，還能夠執(zhí)行更復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)或其他功能，并根據(jù)實(shí)際需求動(dòng)態(tài)調(diào)整工作模式，提升了芯片的多功能性和靈活性。

12、提高系統(tǒng)的精確性與一致性：通過(guò)使能信號(hào)控制裸片的工作，能夠確保裸片只在特定條件下工作，這種控制機(jī)制提高了系統(tǒng)的一致性和精確性，避免了裸片在非目標(biāo)狀態(tài)下執(zhí)行不必要的操作，減少了誤操作的可能性，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

13、提升系統(tǒng)并行處理能力：地址判斷電路和片選判斷電路的仲裁機(jī)制使得系統(tǒng)能夠同時(shí)管理多個(gè)裸片。通過(guò)使能信號(hào)的精確控制，多個(gè)裸片可以獨(dú)立工作，互不干擾，從而提升了整個(gè)系統(tǒng)的并行處理能力，特別是在需要高吞吐量或處理大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用中，能夠顯著提高系統(tǒng)性能。

14、降低系統(tǒng)復(fù)雜性：這種設(shè)計(jì)通過(guò)合理的仲裁機(jī)制，將控制信號(hào)、地址信息、操作信息和使能信號(hào)集成到一個(gè)簡(jiǎn)潔的控制邏輯中，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。尤其是在多裸片系統(tǒng)中，能夠避免每個(gè)裸片需要獨(dú)立復(fù)雜控制信號(hào)的情況，降低了系統(tǒng)復(fù)雜性。

15、綜上所述，這種設(shè)計(jì)通過(guò)精確的信號(hào)仲裁與按需激活的控制機(jī)制，提升了系統(tǒng)的可靠性、靈活性和并行處理能力，同時(shí)降低了功耗和復(fù)雜性，增強(qiáng)了裸片在復(fù)雜應(yīng)用中的適用性。

16、可選地，所述裸片包括flash裸片、dram裸片、sram裸片、mram裸片及rram裸片中的任意者。

17、可選地，所述裸片內(nèi)部集成有協(xié)議轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)⒉煌乃雎闫С謽?biāo)準(zhǔn)的控制信號(hào)和數(shù)據(jù)格式相互轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議間的兼容性。

18、可選地，所述多個(gè)裸片包括至少一個(gè)2d封裝的裸片及至少一個(gè)3d封裝的裸片，至少一個(gè)2d封裝的裸片及至少一個(gè)3d封裝的裸片共用所述存儲(chǔ)芯片的外部接口。

19、可選地，至少一個(gè)2d封裝的裸片及至少一個(gè)3d封裝的裸片的接口相連接。

20、可選地，所述裸片具有計(jì)算功能，所述外部接口包括控制通道接口及數(shù)據(jù)通道接口。

21、可選地，所述存儲(chǔ)芯片包括電源管理單元，所述電源管理單元能夠基于所述裸片的工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整所述裸片的電源供應(yīng)，以降低所述存儲(chǔ)芯片的功耗。

22、為了實(shí)施上述發(fā)明目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N存儲(chǔ)芯片的控制方法，所述存儲(chǔ)芯片包括多個(gè)共用外部接口的裸片，包括步驟：

23、基于接收到的片選信息及地址信息，驅(qū)動(dòng)與所述片選信息及所述地址信息對(duì)應(yīng)的裸片；以及

24、控制所述裸片執(zhí)行接收到的操作信息。

技術(shù)特征：

1.一種存儲(chǔ)芯片，其特征在于，包括多個(gè)裸片，所述多個(gè)裸片的接口與所述存儲(chǔ)芯片的外部接口相連接，并共用所述存儲(chǔ)芯片的至少一個(gè)外部接口；所述存儲(chǔ)芯片能夠基于輸入的片選信息及地址信息而驅(qū)動(dòng)與該片選信息及地址信息對(duì)應(yīng)的所述裸片。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述裸片包括控制電路及與之相連接的功能電路，所述控制電路能夠基于輸入所述控制電路的信號(hào)控制所述功能電路的運(yùn)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述控制電路包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述裸片控制電路包括：地址判斷電路、片選判斷電路、裸片使能電路及裸片控制邏輯電路，所述地址判斷電路能夠?qū)斎氲牡刂沸畔⑦M(jìn)行仲裁；片選判斷電路能夠?qū)斎氲钠x信息進(jìn)行仲裁；當(dāng)所述地址判斷電路及所述片選判斷電路的仲裁均通過(guò)時(shí)，所述裸片使能電路能夠向所述裸片控制邏輯電路發(fā)送使能信號(hào)；所述裸片控制邏輯電路能夠接收地址信息，操作信息及所述使能信號(hào)，并能夠響應(yīng)于該使能信號(hào)，基于接收到的所述操作信息及所述地址信息，控制所述功能電路運(yùn)行。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述裸片包括flash裸片、dram裸片、sram裸片、mram裸片及rram裸片中的任意者。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述裸片內(nèi)部集成有協(xié)議轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)⒉煌乃雎闫С謽?biāo)準(zhǔn)的控制信號(hào)和數(shù)據(jù)格式相互轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議間的兼容性。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述多個(gè)裸片包括至少一個(gè)2d封裝的裸片及至少一個(gè)3d封裝的裸片，至少一個(gè)2d封裝的裸片及至少一個(gè)3d封裝的裸片共用所述存儲(chǔ)芯片的外部接口。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的存儲(chǔ)芯片，其特征在于，至少一個(gè)2d封裝的裸片及至少一個(gè)3d封裝的裸片的接口相連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述裸片具有計(jì)算功能，所述外部接口包括控制通道接口及數(shù)據(jù)通道接口。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述存儲(chǔ)芯片包括電源管理單元，所述電源管理單元能夠基于所述裸片的工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整所述裸片的電源供應(yīng)，以降低所述存儲(chǔ)芯片的功耗。

11.一種存儲(chǔ)芯片的控制方法，所述存儲(chǔ)芯片包括多個(gè)共用外部接口的裸片，其特征在于，包括步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及存儲(chǔ)芯片及其控制方法，存儲(chǔ)芯片的多個(gè)裸片接口與存儲(chǔ)芯片外部接口相連接，共用存儲(chǔ)芯片的至少一個(gè)外部接口；存儲(chǔ)芯片基于輸入的片選信息及地址信息而驅(qū)動(dòng)與該片選信息及地址信息對(duì)應(yīng)的裸片，其能夠通過(guò)共用存儲(chǔ)器外部接口的方式與外界通信，裸片數(shù)量增加不改變存儲(chǔ)器外部接口數(shù)量、不影響存儲(chǔ)器封裝形式。解決了不同裸片數(shù)量的存儲(chǔ)器設(shè)備與主機(jī)系統(tǒng)的兼容問(wèn)題：通過(guò)共用接口的方式控制存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)部裸片，確保原有主機(jī)接口依然適配。解決了共用控制接口裸片的獨(dú)立控制問(wèn)題：同一時(shí)間將接受到相同的信號(hào)信息，但可以參考地址信息，由主機(jī)控制這些裸片獨(dú)立工作或分別執(zhí)行操作，充分的利用了存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)空間，提高了數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：陳沛毓,焉逢運(yùn),屈新宇,劉影,葉樂(lè)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州微納核芯電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8