差分存储器论文和设计-F·E·C·迪塞格尼

全文摘要

本公开涉及差分存储器。一种差分存储器包括：第一主存储器模块，包括存储第一逻辑数据的第一子模块以及存储与第一逻辑数据互补的第二逻辑数据的第二子模块；辅助存储器模块；以及控制器，控制器被配置成：控制在辅助存储器模块中的第一逻辑数据的存储操作；在保持包含在第一子模块中的第一逻辑数据不变的同时，重写第二逻辑数据以控制在第二子模块中的第三逻辑数据的存储操作；接收读取第一信息内容的请求；响应于读取第一信息内容的请求，当第三逻辑数据被存储时从辅助存储器模块单端地读取第一逻辑数据；否则，从第一子模块读取第一逻辑数据；接收读取第二信息内容的请求；以及响应于读取第二信息内容的请求，单端读取第三逻辑数据。

主设计要求

1.一种差分存储器，其特征在于，包括：第一主存储器模块，包括第一子模块和第二子模块，所述第一子模块被配置成存储与第一信息内容相关联的第一逻辑数据，所述第二子模块被配置成存储与所述第一逻辑数据互补的第二逻辑数据；辅助存储器模块；以及控制器，被配置成：控制在所述辅助存储器模块中的所述第一逻辑数据的存储操作；在保持包含在所述第一子模块中的所述第一逻辑数据不变的同时，通过重写所述第二逻辑数据，来控制在所述第二子模块中的、与第二信息内容相关联的第三逻辑数据的存储操作；接收用于读取所述第一信息内容的请求；当所述第三逻辑数据被存储时，响应于用于读取所述第一信息内容的请求，以单端模式从所述辅助存储器模块读取所述第一逻辑数据；当所述第三逻辑数据未被存储时，响应于用于读取所述第一信息内容的请求，从所述第一子模块读取所述第一逻辑数据；接收用于读取所述第二信息内容的请求；以及响应于用于读取所述第二信息内容的请求，以单端模式读取所述第三逻辑数据。

设计方案

1.一种差分存储器，其特征在于，包括：

第一主存储器模块，包括第一子模块和第二子模块，所述第一子模块被配置成存储与第一信息内容相关联的第一逻辑数据，所述第二子模块被配置成存储与所述第一逻辑数据互补的第二逻辑数据；

辅助存储器模块；以及

控制器，被配置成：

控制在所述辅助存储器模块中的所述第一逻辑数据的存储操作；

在保持包含在所述第一子模块中的所述第一逻辑数据不变的同时，通过重写所述第二逻辑数据，来控制在所述第二子模块中的、与第二信息内容相关联的第三逻辑数据的存储操作；

接收用于读取所述第一信息内容的请求；

当所述第三逻辑数据被存储时，响应于用于读取所述第一信息内容的请求，以单端模式从所述辅助存储器模块读取所述第一逻辑数据；

当所述第三逻辑数据未被存储时，响应于用于读取所述第一信息内容的请求，从所述第一子模块读取所述第一逻辑数据；

接收用于读取所述第二信息内容的请求；以及

响应于用于读取所述第二信息内容的请求，以单端模式读取所述第三逻辑数据。

2.根据权利要求1所述的差分存储器，其特征在于，所述控制器还被配置成在控制所述第一逻辑数据的所述存储操作之后，控制所述第三逻辑数据的所述存储操作。

3.根据权利要求1所述的差分存储器，其特征在于，所述控制器还被配置成控制在所述第一子模块中的第四逻辑数据的存储操作，以使得能够对与所述第三逻辑数据和所述第四逻辑数据相关联的所述第二信息内容进行差分读取，其中所述第四逻辑数据与所述第三逻辑数据互补，并且其中控制第四逻辑数据的所述存储包括重写所述第一逻辑数据。

4.根据权利要求3所述的差分存储器，其特征在于，所述控制器还被配置成刷新所述第一逻辑数据、所述第二逻辑数据、所述第三逻辑数据或所述第四逻辑数据。

5.根据权利要求3所述的差分存储器，其特征在于，所述控制器还被配置成读取和重写在所述第一子模块中的所述第一逻辑数据、在所述第二子模块中的所述第二逻辑数据、在所述第二子模块中的所述第三逻辑数据或在所述第一子模块中的所述第四逻辑数据。

6.根据权利要求1所述的差分存储器，其特征在于：

所述第一信息内容还与第五逻辑数据和第六逻辑数据相关联，所述第六逻辑数据与所述第五逻辑数据互补；

所述第二信息内容还与第七逻辑数据相关联；

所述差分存储器还包括第二主存储器模块，所述第二主存储器模块包括第三子模块和第四子模块，所述第三子模块存储所述第五逻辑数据，所述第四子模块存储所述第六逻辑数据；并且

所述控制器还被配置成：

控制在所述辅助存储器模块中的所述第五逻辑数据的存储操作；

在保持包含在所述第三子模块中的所述第五逻辑数据不变的同时，通过重写所述第六逻辑数据，来控制在所述第四子模块中的所述第七逻辑数据的存储操作；

当所述第七逻辑数据被存储时，响应于用于读取所述第一信息内容的请求，以单端模式从所述辅助存储器模块读取所述第五逻辑数据；

当所述第七逻辑数据未被存储时，从所述第三子模块读取所述第五逻辑数据；以及

响应于用于读取所述第二信息内容的请求，以单端模式读取所述第七逻辑数据。

7.根据权利要求6所述的差分存储器，其特征在于，所述辅助存储器模块包括第五子模块和第六子模块，所述第一子模块、所述第二子模块、所述第三子模块、所述第四子模块、所述第五子模块和所述第六子模块具有相同的大小，并且其中所述控制器还被配置成通过将所述第一逻辑数据存储在所述第五子模块中来控制在所述辅助存储器模块中的所述第一逻辑数据的所述存储操作。

8.根据权利要求7所述的差分存储器，其特征在于，所述控制器还被配置成通过将所述第五逻辑数据存储在所述第六子模块中来控制所述第五逻辑数据的所述存储操作。

9.根据权利要求1所述的差分存储器，其特征在于，所述差分存储器是相变存储器。

10.一种差分存储器，其特征在于，包括：

第一主存储器模块，包括第一子模块和第二子模块，所述第一子模块被配置成存储第一逻辑数据，所述第二子模块被配置成存储与所述第一逻辑数据互补的第二逻辑数据，所述第一子模块和所述第二子模块具有相同的大小；

辅助存储器模块；以及

控制器，被配置成：

读取并且重写在所述第一子模块中的所述第一逻辑数据；

控制在所述辅助存储器模块中的所述第一逻辑数据的存储操作；

在保持包含在所述第一子模块中的所述第一逻辑数据不变的同时，通过重写所述第二逻辑数据，来控制在所述第二子模块中的与第二信息内容相关联的第三逻辑数据的存储操作；

接收用于读取所述第一信息内容的请求；

当所述第三逻辑数据被存储时，响应于用于读取所述第一信息内容的请求，以单端模式从所述辅助存储器模块读取所述第一逻辑数据；

当所述第三逻辑数据未被存储时，响应于用于读取所述第一信息内容的请求，从所述第一子模块读取所述第一逻辑数据；

接收用于读取所述第二信息内容的请求；以及

响应于用于读取所述第二信息内容的请求，以单端模式读取所述第三逻辑数据。

11.根据权利要求10所述的差分存储器，其特征在于，所述差分存储器被包括在电子系统中，并且其中所述电子系统是交通工具的电子控制单元、个人数字助理、笔记本计算机、移动电话、智能电话、平板计算机、数字音频播放器、照相机或摄像机。

12.根据权利要求11所述的差分存储器，其特征在于，所述第一信息内容和所述第二信息内容是所述电子系统的控制软件或固件。

13.根据权利要求11所述的差分存储器，其特征在于，在空中模式下执行与所述第二信息内容相关联的数据的存储。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及差分存储器。

背景技术

众所周知，交通工具的电子控制单元包括设计成存储交通工具控制软件的存储器。

还已知需要测试软件的多个版本，并且因此交替执行不同版本，直到选择最终版本。

通常的做法是使用多个存储器，每个存储器被设计成存储要被测试的软件的每个版本。备选地，可以使用诸如存储要被测试的软件的每个版本的大小的存储器。这需要增加成本。

在使用差分类型的存储器的情况下尤其感觉到上述问题，其中相反状态的两个存储器单元与每个信息位相关联。只要以冗余方式存储数据，差分类型的读取架构在可靠性方面提供优势；通过比较在相反状态的两个存储器单元中所包含的数据来执行读取。

差分类型的一类存储器是相变存储器(PCM)，其中具体地，通过比较在与相同信息位相关联的单元中流动的相应的电流来进行读取。

实用新型内容

在第一方面，提供了一种差分存储器，包括：第一主存储器模块，包括第一子模块和第二子模块，第一子模块被配置成存储与第一信息内容相关联的第一逻辑数据，第二子模块被配置成存储与第一逻辑数据互补的第二逻辑数据；辅助存储器模块；以及控制器，控制器被配置成：控制在辅助存储器模块中的第一逻辑数据的存储操作；在保持包含在第一子模块中的第一逻辑数据不变的同时，通过重写第二逻辑数据，来控制在第二子模块中的、与第二信息内容相关联的第三逻辑数据的存储操作；接收用于读取第一信息内容的请求；当第三逻辑数据被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，以单端模式从辅助存储器模块读取第一逻辑数据；当第三逻辑数据未被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，从第一子模块读取第一逻辑数据；接收用于读取第二信息内容的请求；以及响应于用于读取第二信息内容的请求，以单端模式读取第三逻辑数据。

根据一个实施例，控制器还被配置成在控制第一逻辑数据的存储之后，控制第三逻辑数据的存储操作。

根据一个实施例，控制器还被配置成控制在第一子模块中的第四逻辑数据的存储操作，以使得能够对与第三逻辑数据和第四逻辑数据相关联的第二信息内容进行差分读取，其中第四逻辑数据与第三逻辑数据互补，并且其中控制第四逻辑数据的存储包括重写第一逻辑数据。

根据一个实施例，控制器还被配置成刷新第一逻辑数据、第二逻辑数据、第三逻辑数据或第四逻辑数据。

根据一个实施例，控制器还被配置成读取和重写在第一子模块中的第一逻辑数据、在第二子模块中的第二逻辑数据、在第二子模块中的第三逻辑数据或在第一子模块中的第四逻辑数据。

根据一个实施例，其中第一信息内容还与第五逻辑数据和第六逻辑数据相关联，第六逻辑数据与第五逻辑数据互补；第二信息内容还与第七逻辑数据相关联；差分存储器还包括第二主存储器模块，第二主存储器模块包括第三子模块和第四子模块，第三子模块存储第五逻辑数据，第四子模块存储第六逻辑数据；并且控制器还被配置成：控制在辅助存储器模块中的第五逻辑数据的存储操作；在保持包含在第三子模块中的第五逻辑数据不变的同时，通过重写第六逻辑数据，来控制在第四子模块中的第七逻辑数据的存储操作；当第七逻辑数据被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，以单端模式从辅助存储器模块读取第五逻辑数据；当第七逻辑数据未被存储时，从第三子模块读取第五逻辑数据；以及响应于用于读取第二信息内容的请求，以单端模式读取第七逻辑数据。

根据一个实施例，辅助存储器模块包括第五子模块和第六子模块，第一子模块、第二子模块、第三子模块、第四子模块、第五子模块和第六子模块具有相同的大小，并且其中控制器还被配置成通过将第一逻辑数据存储在第五子模块中来控制在辅助存储器模块中的第一逻辑数据的存储操作。

根据一个实施例，控制器还被配置成通过将第五逻辑数据存储在第六子模块中来控制第五逻辑数据的存储操作。

根据一个实施例，差分存储器是相变存储器。

在第二方面，提供了一种差分存储器，包括：第一主存储器模块，包括第一子模块和第二子模块，第一子模块被配置成存储第一逻辑数据，第二子模块被配置成存储与第一逻辑数据互补的第二逻辑数据，第一子模块和第二子模块具有相同的大小；辅助存储器模块；以及控制器，该控制器被配置成：读取并且重写在第一子模块中的第一逻辑数据；控制在辅助存储器模块中的第一逻辑数据的存储操作；在保持包含在第一子模块中的第一逻辑数据不变的同时，通过重写第二逻辑数据，来控制在第二子模块中的与第二信息内容相关联的第三逻辑数据的存储操作；接收用于读取第一信息内容的请求；当第三逻辑数据被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，以单端模式从辅助存储器模块读取第一逻辑数据；当第三逻辑数据未被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，从第一子模块读取第一逻辑数据；接收用于读取第二信息内容的请求；以及响应于用于读取第二信息内容的请求，以单端模式读取第三逻辑数据。

根据一个实施例，差分存储器被包括在电子系统中，并且其中电子系统是交通工具的电子控制单元、个人数字助理、笔记本计算机、移动电话、智能电话、平板计算机、数字音频播放器、照相机或摄像机。

根据一个实施例，第一信息内容和第二信息内容是电子系统的控制软件或固件。

根据一个实施例，在空中模式下执行与第二信息内容相关联的数据的存储。

一些实施例涉及用于管理差分存储器的方法、差分存储器和包括差分存储器的系统。一些实施例涉及一种用于实时更新具有用户的连续读取可访问性的差分存储器的方法。

在一个实施例中，一种用于差分存储器的实时管理的方法包括：将与第一信息内容相关联的第一逻辑数据存储在差分存储器的辅助存储器模块中，第一逻辑数据存储在主存储器模块的第一子模块中；在保持包含在主存储器模块的第一子模块中的第一逻辑数据不变的同时，通过重写与第一信息内容相关联的第二逻辑数据，来将与第二信息内容相关联的第三逻辑数据存储在差分存储器的主存储器模块的第二子模块中，其中第二逻辑数据与第一逻辑数据互补；接收用于读取第一信息内容的请求；当第三逻辑数据被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，以单端模式从辅助存储器模块读取第一逻辑数据；当第三逻辑数据未被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，从第一子模块读取第一逻辑数据；接收用于读取第二信息内容的请求；以及响应于用于读取第二信息内容的请求，以单端模式读取第三逻辑数据。

在另一实施例中，差分存储器包括：被配置成存储第一逻辑数据的第一子模块，以及被配置成存储与第一逻辑数据互补的第二逻辑数据的第二子模块；辅助存储器模块；控制器，该控制器被配置成：控制在辅助存储器模块中的第一逻辑数据的存储操作；在保持包含在第一子模块中的第一逻辑数据不变的同时，通过重写第二逻辑数据，来控制在第二子模块中的与第二信息内容相关联的第三逻辑数据的存储操作；接收用于读取第一信息内容的请求；当第三逻辑数据被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，以单端模式从辅助存储器模块读取第一逻辑数据；当第三逻辑数据未被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，从第一子模块读取第一逻辑数据；接收用于读取第二信息内容的请求；以及响应于用于读取第二信息内容的请求，以单端模式读取第三逻辑数据。

在又一实施例中，差分存储器包括：第一主存储器模块，包括第一子模块和第二子模块，第一子模块被配置成存储第一逻辑数据，第二子模块被配置成存储与第一逻辑数据互补的第二逻辑数据，第一子模块和第二子模块具有相同的大小；辅助存储器模块；控制器，该控制器被配置成：读取并重写在第一子模块中的第一逻辑数据；控制在辅助存储器模块中的第一逻辑数据的存储操作；在保持包含在第一子模块中的第一逻辑数据不变的同时，通过重写第二逻辑数据，来控制在第二子模块中的与第二信息内容相关联的第三逻辑数据的存储操作；接收用于读取第一信息内容的请求；当第三逻辑数据被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，以单端模式从辅助存储器模块读取第一逻辑数据；当第三逻辑数据未被存储时，响应于用于读取第一信息内容的请求，从第一子模块读取第一逻辑数据；接收用于读取第二信息内容的请求；以及响应于用于读取第二信息内容的请求，以单端模式读取第三逻辑数据。

在又一实施例中，一种用于管理PCM差分存储器的方法，该PCM差分存储器被布置在两个分支中并且被配置成使得能够对在两个分支中以互补形式存储的第一信息内容进行差分读取，方法包括以下步骤：在两个分支中的一个分支中存储第二信息内容，在另一个分支中保留关于第一信息内容的数据；使用辅助模块以用于临时存储第一信息内容，并且使得能够在读取时不中断对第一信息内容的时不中断访问权的情况下，存储第二信息内容；以及以不对称或单端模式读取第一信息内容或第二信息内容。

附图说明

为了更好地理解本实用新型，现在参考附图，仅通过非限制性示例描述其优选的实施例，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的非易失性存储器设备的一部分的示意图；

图2通过框图示意性地示出了用于管理图1的非易失性存储器设备的方法；

图3示出了在图1的一部分中所包括的与图1的非易失性存储器设备的一部分相对应的电路；

图4A-图4E示出了在图2的方法的相应的步骤中的图3的电路，其中用于实施方法的相应的步骤的特别重要的电路连接由粗线突出显示；以及

图5示出了包括图1的非易失性存储器设备的电子系统。

具体实施方式

在图1中示意性地表示并且由附图标记1整体指定的是存储器设备(具体地非易失性存储器)的一部分。根据本实用新型的一个实施例，存储器1是差分类型的，具体地是PCM类型的。非易失性存储器设备1被限制性地仅示出了对于理解本公开必要的部分。

以已知的方式，差分类型的相变存储器(PCM)通常根据具有按行(字线)和列(位线)布置的存储器单元阵列的方案来设计。由串联连接的相变存储元件和选择器晶体管提供每个存储器单元。每次被寻址时，列解码器和行解码器使得能够基于在输入处接收的地址逻辑信号和或多或少复杂的解码方案来选择存储器单元，并且具体地来选择对应的字线和位线。

列解码器包括多个模拟选择开关(由晶体管提供)，该多个模拟选择开关在它们相应的控制端子处接收地址信号。根据分层级别(hierarchical level)中的树结构来布置选择开关，并且在每个分层级别处的选择开关的编号与存储器阵列的布置和大小链接。在被使能时，选择开关可以根据希望实施的操作将所选择的位线置于确定的电压和\/或电流值。具体地，在编程级或读取级与所选择的位线之间创建电流路径。该电流路径由某些数量的选择开关的串联来限定。以已知的方式，读出放大器执行对在存储器单元中所存储的数据的读取，将在所选择的存储器单元中流动的电流(或与其相关的电量)与用于整个存储器阵列的由参考电流生成器(所谓的非对称或单端读取)和\/或由一个或多个参考单元提供的参考电流进行比较。在现有技术中，通常在验证对单元的编程已经发生期间或者在测试期间使用单端读取。在存储器的正常使用期间，替代地使用双端类型的读取，其中读出放大器将在所选择的存储器单元中流动的电流与在与差分架构中的所选择的存储器单元相关联的相应的单元中流动的电流进行比较。

为了执行单端读取，读出放大器的输入接收要读取的存储器单元的电流，而读出放大器的另一输入接收由参考电流生成器提供的参考电流。

在单端模式中，可以独立地读取和写入通常相关联的两个存储器单元，以便执行差分读取。实际上，当以单端模式操作时，每个存储器单元可以具有独立于另一个存储器单元的值的值，因此可以使可以存储在PCM中的数据量加倍。

具体地，非易失性存储器设备1包括存储器阵列2，存储器阵列2由多个“n”个主存储器模块4a-4n构成。每个主存储器模块4a-4n包括第一子模块4a’-4n’和第二子模块4a”-4n”。具体地，每个第一子模块4a’-4n’包括多个存储器单元，并且每个第二子模块4a”-4n”包括多个相应的存储器单元。

以本身已知的方式并且未在图1中示出，多个第一存储器单元存储二进制类型的相应的逻辑数据。在数量和制造特征方面，多个第二存储器单元对应于多个第一存储器单元，并且被配置成存储与在相应的多个第一存储器单元中所存储的逻辑数据互补的相应的逻辑数据，以便使得能够对逻辑数据进行差分读取。

在任何情况下，每个主存储器模块4a-4n可以以单端模式使用，以使在每个第二子模块4a”-4n”的多个存储器单元中所存储的逻辑数据不与在相应的第一子模块4a’-4n’的多个存储器单元中所存储的逻辑数据互补，而是另外的信息数据。以这种方式，可以使存储器阵列2的总容量加倍。

非易失性存储器设备1还包括辅助存储器模块6。具体地，辅助存储器模块6在结构上和操作上对应于每个主存储器模块4a-4n，并且因此由第一子模块6’和第二子模块6”形成。具体地，第一子模块6’包括多个存储器单元，并且第二子模块6”包括多个相应的存储器单元，其可以被寻址并且因此以单端模式使用。

此外，非易失性存储器设备1包括控制器8，控制器8可操作地被耦合到存储器阵列2和辅助存储器模块6。控制器8被配置成实施在存储器阵列2中和在辅助存储器模块6中读取和写入逻辑数据的方法。

此外，非易失性存储器设备1包括总线10。控制器8、主存储器模块4a-4n和辅助存储器模块6均通过相应的通信线路12a-12e被耦合到总线10，以便使得能够在控制器8、主存储器模块4a-4n和辅助存储器模块6之间传送数据和控制信号，如下文更详细描述的。

此外，非易失性存储器设备1包括控制器接口14。控制器接口14被耦合到控制器8，以便经由通信线路13向控制器8发送要被写入存储器阵列2中的逻辑数据。

此外，非易失性存储器设备1包括存储器阵列接口16。存储器阵列接口16经由相应的通信线路12f耦合到总线10。非易失性存储器设备1的用户可以经由存储器阵列接口16获得对在非易失性存储器设备1中所存储的数据的访问，例如读取。用户例如是微处理器、DSP、或微控制器。

图2通过框图示意性地示出了用于管理存储器阵列2的方法。具体地，通过非限制性示例，图2涉及其中存在第一主存储器模块4a和第二主存储器模块4b的存储器阵列2。在其他实施例中，主存储器模块的数目可以不同。

在初始步骤20中，存储器阵列2包含以差分方式存储的第一数据集A。具体地，第一数据集A包括第一数据A1、第二数据A2和相应的互补数据A1n、A2n。例如，第一数据A1、第二数据A2和相应的互补数据A1n、A2n中的每个数据是单个比特或具有例如32MB的大小的一组比特。

具体地，第一主存储器模块4a包含第一数据A1和相应的互补数据A1n，并且第二主存储器模块4b包括第二数据A2和相应的互补数据A2n。具体地，第一数据A1被存储在第一主存储器模块4a的第一子模块4a’中；第二数据A2被存储在第二主存储器模块4b的第一子模块4b’中；与第一数据A1互补的数据A1n被存储在第一主存储器模块4a的第二子模块4a”中；与第二数据A2互补的数据A2n被存储在第二主存储器模块4b的第二子模块4b”中。

在初始步骤20中，非易失性存储器设备1的用户可以具有对第一数据集A的访问权，可以以差分方式从第一主存储器模块4a和第二主存储器模块4b读取第一数据集A。

辅助存储器块6的内容(在图2中表示为空)在管理方法的初始步骤20中是不相关的。非易失性存储器设备1的用户不具有对在辅助存储块6中所存储的数据的访问权，因此利用虚线对其进行图示。

在步骤20之后，控制转到步骤22，其中第一数据A1和第二数据A2中的每个数据由控制器8写入辅助存储器模块6中，如下文详细描述的。

在步骤22期间，非易失性存储器设备1的用户继续具有对第一数据集A的访问权，可以以差分方式从第一主存储器模块4a和第二主存储器模块4b读取第一数据集A。

在步骤22之后，控制转到在第一主存储器模块4a和第二主存储器模块4b中写入第二数据集B的步骤。

具体地，第二数据集B包括第一数据B1n和第二数据B2n。例如，以类似于参考第一数据集A已经描述的方式，第一数据B1n和第二数据B2n中的每个数据是单个比特或具有例如32MB大小的一组比特。

具体地，在步骤22之后，控制转到步骤24，其中将数据B1n写入第一主存储器模块4a的第二子模块4a”中。

在步骤24期间，只要模块在写入数据B1n的操作中被占用，用户就不能在读取时访问第一主存储器模块4a的内容。因此利用虚线对其进行图示。

在任何情况下，在步骤24期间，只要可以读取在辅助存储器模块6中的第一数据A1和在第二主存储器模块4b中的第二数据A2，非易失性存储器设备1的用户就继续具有对与第一数据集A相关联的信息内容的访问权。

在步骤24之后，控制转到步骤26，其中将数据B2n写入第二主存储器模块4b的第二子模块4b”中。

在步骤26期间，只要模块在写入数据B2n的操作中被占用，第二主存储器模块4b的内容在读取时就是不可访问的。因此，利用虚线对其进行图示。

在任何情况下，在步骤26期间，只要可以读取在第一主存储器模块4a中的第一数据A1和在辅助存储器模块6中的第二数据存储器A2，非易失性存储器设备1的用户就继续具有对与第一数据集A相关联的信息内容的访问权。

在步骤26之后，控制转到步骤28，其中使第二主存储器模块4b再次可被用户访问。在步骤28期间，辅助存储器模块6的内容不可访问并且是不相关的，并且因此利用虚线图示该模块。

在步骤28期间，只要可以读取在第一主存储器模块4a中的第一数据A1和在第二主存储器模块4b中的第二数据A2，非易失性存储器设备1的用户就继续具有对与第一数据集A相关联的信息内容的访问权。

在步骤28期间，只要可以读取在第一主存储器模块4a中的数据B1n和在第二主存储器模块4b中的数据B2n，非易失性存储器设备1的用户就具有对与第二数据集B相关联的信息内容的进一步访问权。

例如，与第一数据集A相关联的信息内容是第一交通工具控制软件。在该情况下，非易失性存储器装置1被嵌入在该交通工具的电子控制单元中。此外，与第二数据集B相关联的信息内容是第二交通工具控制软件。

在步骤28期间，可以交替地执行第一交通工具控制软件或第二交通工具控制软件。

例如，在步骤28期间，可以在使用第一控制软件期间以及备选地在使用第二控制软件期间评估交通工具的性能，直到确定最适当的控制软件。

一旦完成步骤28，控制转到步骤30，其中在存储器阵列2中以差分方式存储被认为适当的控制软件。例如，在图2的情况下，被认为适当的控制软件是与第二数据集B相关联的该控制软件。

因此，在步骤28之后，与数据B1n互补的数据B1被写入在第一主存储器模块4a的第一子模块4a’中，并且与数据B2n互补的数据B2被写入在第二主存储器模块4b的第一子模块4b’中，以到达步骤30中所图示的配置。利用虚线示出辅助存储器模块6，只要在前面所描述的方法的步骤结束时，辅助存储器模块6未被使用并且其信息内容是不相关的。

如之前针对两个主存储器模块4a、4b的情况所说明的那样，针对所有“n”个主存储器模块4a-4n执行管理方法的步骤22-26。

图3更详细地示出了图1的非易失性存储器设备1的一部分，其包括主存储器模块4a、辅助存储器模块6、控制器8和存储器阵列接口16。具体地，非易失性存储器设备1还包括多个多路复用器，该多个多路复用器被设计成为非易失性存储器设备1的用户提供第一数据集A和第二数据集B的透明管理。

控制器8还被配置成生成第一控制信号BUSY、第二控制信号BUSY_SP和第三控制信号SCOMM，以用于控制下文中更全面描述的多个多路复用器。

控制器8还被配置成经由输入信号SDATA_IN接收包含在主存储器模块4a和辅助存储器模块6中的数据。具体地，信号SDATA_IN是经由由第一控制信号BUSY控制的多路复用器32所选择的信号SMAIN_O(其承载包含在主存储器模块4a中的数据)和SSPARE_O(其承载包含在辅助存储器模块6中的数据)中的一个。为此目的，多路复用器32被耦合到主存储器模块4a和辅助存储器模块6，以用于分别接收信号SMAIN_O和信号SSPARE_O。例如，在辅助存储器模块6中写入的操作之后读取信号SSPARE_O，以便验证写入操作已经被正确地执行。否则，根据已知的程序，执行相同数据的后续写入操作，直到数据已经正确地被写入。

具体地，多路复用器32经由插入第一缓冲器33而被耦合到辅助存储器模块6，以便减少与辅助存储器模块6相关联的传播时间。

控制器8还被配置成向主存储器模块4a发送输出信号SDATA_OUT’(其承载在主存储器模块4a中可以存储的数据)，并且向辅助存储器模块6发送输出信号SDATA_OUT”(其承载在辅助存储器模块6中可以存储的数据)。

控制器8还被配置成生成信号SA’，其包含主存储器模块4a的存储器单元中的一个存储器单元的地址。信号SA’被提供给由第一控制信号BUSY控制的多路复用器34的输入。多路复用器34还从存储器阵列接口16接收信号SINT_O，其包含用于对主存储器模块4a的存储器单元中的一个存储器单元执行读取或写入操作的地址。第一控制信号BUSY使得能够选择输入信号SA’、SINT_O中的一个输入信号，以便生成到多路复用器34的输出信号SADDR’。

信号SADDR’被提供给主存储器模块4a，以用于寻址主存储器模块4a的存储器单元中的一个存储器单元。

根据本实用新型的一方面，地址管理块44被布置在多路复用器34和主存储器模块4a之间。控制器8还被配置成生成控制信号SWAP，控制信号SWAP被设计成控制地址管理块44。因此，地址管理块44在输入处接收信号SADDR’和控制信号SWAP。具体地，如果控制信号SWAP具有逻辑值“0”，则信号SADDR’被直接提供给主存储器模块4a。否则，如果控制信号SWAP具有逻辑值“1”，则修改信号SADDR’，以便寻址与最初寻址的存储器单元互补的存储器单元。通常，在差分存储器中，存储器单元的地址以及其互补的地址由等于存储器单元的大小的固定偏移分离。在该情况下，在控制信号SWAP具有逻辑值“1”的情况下，地址管理块44被配置成将偏移添加到由信号SADDR’指示的地址。

因此，如果控制信号SWAP具有逻辑值“0”，则在主存储器模块4a的输出处的信号SMAIN_O包含与主存储器模块4a的由信号SADDR’寻址的存储器单元中所包含的数据相对应的数据，或者备选地，如果控制信号SWAP具有逻辑值“1”，则在主存储器模块4a的输出处的信号SMAIN_O包含与互补存储器单元中所包含的数据相对应的数据。以该方式，在管理方法的步骤28期间，可以访问与数据集A相关联的信息内容和与数据集B相关联的信息内容两者。此外，可以参考相同的存储器地址区域(即，即使数据集B物理上驻留在不同的存储器地址区域中，控制软件中的每个控制软件也已经针对其进行了编译和链接的存储器地址区域)来执行与数据集A和与数据集B相对应的控制软件中的每个控制软件。

上述信号SMAIN_O还被提供给由第三控制信号SCOMM控制的多路复用器36。多路复用器36还经由插入第一缓冲器33在输入处接收来自辅助存储器模块6的信号SSPARE_O。多路复用器36选择信号SMAIN_O、SSPARE_O中的一个信号，以便生成在到存储器阵列接口16的输入处的信号SINT_I。信号SINT_I因此包含响应于来自用户的读取请求而发送的数据。这些数据来自主存储器模块4a或辅助存储器模块6。

控制器8还被配置成生成信号SA”，信号SA”包含辅助存储器模块6的存储器单元中的一个存储器单元的地址。信号SA”被提供给由第二控制信号BUSY_SP控制的多路复用器38的输入。多路复用器38还经由插入第二缓冲器39在输入处接收信号SADDR’，以便减少与辅助存储器模块6相关联的传播时间。第二控制信号BUSY_SP使得能够选择输入信号SA”、SADDR’中的一个输入信号，以用于在来自多路复用器38的输出处生成信号SADDR”。具体地，在将主存储器模块4a的数据复制到辅助存储器模块6中(图2的管理方法的步骤22)期间，输出信号SADDR”对应于输入信号SA”，并且在在主存储器模块4a中写入数据B1n(图2的管理方法的步骤24)期间，在用户请求读取存储器单元4a的信息内容的情况下，输出信号SADDR”对应于输入信号SADDR’＝SINT_O。

以本身已知的方式，控制器8和主存储器模块4a在输入处接收由未在图3中示出的时钟生成器生成的相应的时钟信号。此外，可以在主存储器模块4a和前述时钟生成器之间布置多路复用器(也未在图中示出)，以用于将主存储器模块4a同步到控制器8。

显然，第二主存储器模块4b在结构上等同于图3的第一主存储器模块4a，并且经由相应的多路复用器可操作地被耦合到控制器8、辅助存储器模块6和存储器阵列接口16。

此外，第二主存储器模块4b可以与相应的时钟信号相关联，例如该相应的时钟信号与第一主存储器模块4a的时钟信号不同。

为了更详细地描述图2的管理方法的一些步骤，图4A-图4E中的每个附图示出了在方法的不同步骤期间的图3的非易失性存储器设备1的一部分。在图4A-图4E中的每个附图中，使用粗线突出显示与在方法的对应的步骤中活跃的信号相对应的通信线路，其中“活跃的信号”指的是在该步骤期间承载数据的信号以及承载数据的地址的信号。

具体地，图4A和图4B涉及方法的步骤22，其中第一数据A1被写入在辅助存储器模块6中。

更详细地，图4A涉及步骤22的第一子步骤，其中控制器8从主存储器模块4a读取数据A1。在图4A的子步骤的过程中，控制器8生成第一控制信号BUSY，以便选择信号SMAIN_O和SA’，信号SMAIN_O和SA’由相应的多路复用器32、34分别经由信号SDATA_IN和SADDR’在输出处提供。以该方式，控制器8在输入处接收对应于数据A1的信号SDATA_IN，其被包含在由信号SA’寻址的存储器单元中并且被包含在主存储器模块4a中。

在图4A的子步骤的过程中，控制信号SWAP具有逻辑值“0”，以便主存储器模块4a将接收未改变的信号SADDR’，其因此对应于信号SA’。

图4B涉及方法的步骤22的第二子步骤，在图4A的第一子步骤之后，其中控制器8将在图4A的子步骤的过程中读取的数据A1写入在辅助存储器模块6中。

在图4B的子步骤的过程中，控制器8生成第二控制信号BUSY_SP，以便选择信号SA”，然后信号SA”由多路复用器38经由信号SADDR”在输出处提供。此外，控制器8向辅助存储器模块6发送输出信号SDATA_OUT”，其包含要被写入由信号SADDR”＝SA”寻址的辅助存储器模块6的存储器单元中的数据A1。在图4B的子步骤的过程中由控制器8提供的信号SA”包含与在图4A的子步骤的过程中由控制器8提供的信号SA’中所包含的地址的相同的地址。

因此，在图4B的子步骤结束时，数据A1被存储在辅助存储器模块6中与数据A1相关联的数据在主存储器模块4a中的地址相同的地址处。

显然，从第二主存储器模块4b读取第二数据A2并将其写入辅助存储器模块6中，如已经参考第一数据A1和第一主存储器模块4a所描述的并且在图4A和图4B所图示的那样。

图4C和图4D涉及方法的步骤24，其中数据B1n被写入在第一主存储器模块4a中，并且用户读取数据A1的请求被重新寻址到辅助存储器模块6。

具体地，图4C图示了由用户读取主存储器模块4a的信息内容的操作，其被重新寻址到辅助存储器模块6。

在步骤24期间，控制器8生成第二控制信号BUSY_SP，以便选择信号SINT_O、SADDR’，信号SINT_O、SADDR’因此由相应的多路复用器34、38在输出处提供。此外，控制器8生成第三控制信号BUSY_SP，以便选择信号SSPARE_O，信号SSPARE_O由多路复用器36在输出处提供。以该方式，在步骤24期间无论用户何时要求读取数据A1(与由信号SINT_O寻址的主存储器模块4a的存储器单元相关联)，都读取包含在由信号SADDR”＝SADDR’＝SINT_O寻址的辅助存储器模块6的存储器单元中的数据。然后经由信号SINT_I将该数据(由辅助存储器模块6经由信号SSPARE_O在输出处提供)发送到存储器阵列接口16。

图4D图示了在图4C的子步骤之后，在步骤24期间执行的在主存储器模块4a的第二子模块4a”中写入数据B1n的子步骤。

例如，通过图1的控制器接口14将数据B1n提供给控制器8。

在图4D的子步骤期间，控制器8生成第一控制信号BUSY，以便选择信号SA’，然后由多路复用器34在输出处提供信号SA’，以便指示写入数据B1n的地址。例如，数据B1n的写入地址可以指向第一主存储器模块4a的第二子模块4a”。在该情况下，控制信号SWAP的逻辑值是“0”。备选地，数据B1n的写入地址可以指向第一主存储器模块4a的第一子模块4a’。在该情况下，控制信号SWAP的逻辑值是“1”，并且因此，在来自地址管理块44的输出处将固定偏移施加到信号SADDR’之后，数据B1n在任何情况下都被写入在第二子模块4a”中。

显然，以类似于参考数据B1n、数据A1和第一主存储器模块4a已经在图4C和图4D中说明的方式执行方法的步骤26，其中数据B2n被写入在第二主存储器模块4b中并且用户读取数据A2的请求被重新寻址到辅助存储器模块6。

图4E涉及管理方法的步骤28，其中用户可以访问数据集A(例如，第一交通工具控制软件)或者备选地可以访问数据集B(在该示例中，第二交通工具控制软件)。具体地，图4E图示了由用户读取第一主存储器模块4a的信息内容的操作。

在步骤28期间，控制器8控制多路复用器34和36，以便分别选择并且在输出处提供信号SINT_O和SMAIN_O。以该方式，在步骤28期间，用户请求读取与由信号SINT_O寻址的存储器单元相关联的主存储器模块4a的信息内容的情况下，如果控制信号SWAP具有逻辑值“0”，则读取数据A1，并且如果控制信号SWAP具有逻辑值“1”，则读取数据B1n。因此，在用户必须使用第一控制软件的情况下，控制信号SWAP具有逻辑值“0”。否则，控制信号SWAP具有逻辑值“1”。在任何情况下，经由信号SINT_I将读取的数据(由第一主存储器模块4a经由信号SMAIN_O在输出处提供)发送到存储器阵列接口16。

图5图示了根据本实用新型的一个实施例的电子系统50的一部分。电子系统50可以用在电子设备中，诸如：交通工具的电子控制单元、PDA(个人数字助理)、可能具有无线数据传送能力的便携式或固定式计算机、移动电话、平板计算机、智能电话、数字音频播放器、照相机或摄像机，或者能够处理、存储、发射和接收信息的其他设备。

详细地，电子系统50包括控制器51(例如，设置有微处理器、DSP或微控制器)和之前所描述的非易失性存储器设备1。可选地，电子系统50包括用于输入和显示数据的输入\/输出设备52(例如，设置有键盘和显示器)、无线接口54(例如用于通过射频无线通信网络发射和接收数据的天线)和RAM 55中的一个或多个，其全部通过总线56耦合。电池57可以用作电子系统50中的电源，电子系统50可以进一步设置有照相机或摄像机58。

根据另一实施例(未在图中图示)，非易失性存储器设备1可以被嵌入在控制器51中。

在任何情况下，本实用新型都可应用于其中由第一控制软件控制电子系统50，并且在不中断第一控制软件的执行的情况下将第二控制软件写入在非易失性存储器装置1中的操作状况中。

例如，使用空中方法学(methodology)执行第二控制软件的写入。

通过检查本文中所描述和说明的本实用新型的特征，其提供的优点是显而易见的。

具体地，在写入数据集B期间，用户在读取时对数据集A的信息内容具有不被中断的访问权，并且此外，在写入数据集B的结束处，可以备选地访问数据集A或数据集B，而无需提供专用于存储数据集B的附加的存储器模块。因此，与常规类型的差分存储器相比，可以存储两倍的数据量，并且具有相同数目的主存储器模块。

此外，可以执行经编译和链接的对应于数据集B的软件，好像数据集B物理地驻留在由数据集A占据的存储器区域中一样。以该方式，不需要在数据集B中所包含的软件的图像(image)中指定其在存储器中的物理位置。具体地，在测试软件的多个版本的上下文中，通常软件版本的更新序列是不可预见的，因此导致不可能在存储器中指定相应的图像的物理位置。

最后，显而易见的是，可以在不脱离如所附权利要求中所限定的本实用新型的范围的情况下，对本文中所描述和说明的本公开内容进行修改和变化。

例如，非易失性存储器设备1的管理方法设想刷新包含在存储器阵列2中的数据的操作，例如在步骤26和步骤28之间和\/或在步骤20和步骤22之间和\/或根据需要在任何其他时刻。在该情况下，由控制器8实施的方法保证了在刷新期间在读取时对与数据相关联的信息内容的访问权，该方法设想以下步骤：将要被刷新的数据复制在辅助存储器模块6中；执行对存储器阵列2中的数据的上述刷新；以及在刷新步骤期间，从辅助存储器模块6读取信息内容，否则从存储器阵列2读取信息内容。

因此，以对用户透明的方式执行刷新，该用户在进行读取和写入时对整个非易失性存储器设备的信息内容具有不被中断的访问权，使得能够将其用于实时应用。

设计图

差分存储器论文和设计

差分存储器论文和设计-F·E·C·迪塞格尼

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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