[发明专利]一种半导体存储器、半导体存储器系统及其对应编程方法

说明书

技术领域

本发明涉及存储器领域，尤其涉及一种存储资料数据的半导体存储器、半导体存储器系统及其对应编程方法。

背景技术

半导体存储器(memory)在存储用户资料数据时，通常需要给存储器内的存储单元(memory cell)进行充电，从而将用户数据写入存储单元中。一次写入数据对应的存储单元越多，需要给存储单元充电的个数越多，存储器的功耗则越大。假设一次需同时对8个存储单元进行用户数据读写，写入10100000到存储器中。存储器的初始状态为11111111，写“0”的存储单元需要充电，写“1”的存储单元不需要充电。其中，存储器的存储状态，及写“1”或“0”对存储单元进行充电，由存储器的本身属性或用户设置决定。10100000中有2个“1”和6个“0”，因而写入10100000时，需要对6个存储单元充电，另2个存储单元不需充电，功耗较大。

位反转技术可以较好的解决上述同时写入多个“0”所造成的功耗。如写入10100000时，先对10100000进行反转得到01011111，01010000中仅含两个“0”，此时仅需对2个存储单元进行充电，大大节省功耗。在读取上述写入的10100000时，需要对01011111再次反转得到原始的写入用户数据10100000。由此可见，位反转技术需要在写入用户数据和读取存储中的数据时分别进行位反转，从而节省功耗。若开始写入的为01011111，仅需对两个存储单元充电，则不需要进行位反转，直接写入即可。虽然位反转技术可以有效的节省功耗，可对存储器进行用户数据读写时，如何区分哪些存储单元需要或已被反转，哪些存储单元不需要或未被反转，仍是一个技术难题。

如图1所示，传统的存储器系统(memory system)1设有控制器(controller)2和快闪存储器(flash memory)3，控制器2和快闪存储器3之间设有传输线及标志位线(flag bit line)，快闪存储器内置大量存储单元。当控制器2对快闪存储器3进行用户数据读写时，传输线用于传输指令或数据。假设控制器2欲将用户数据10100000中的8个位元写入快闪存储器3中的8个存储单元，控制器2判断该笔资料10100000中“0”与“1”的个数，得出“0”的个数大于“1”的个数，则将标志位(flag bit)设为高电平“1”，对10100000反转后的01011111存储于快闪存储器3中，同时将标志位“1”通过标志位线一并存储于快闪存储器3中；若写入用户数据为01011111，控制器2判断“0”的个数小于“1”的个数，则设置标志位为低电平“0”，直接将01011111存储于快闪存储器3中，同时将标志位“0”通过标志位线一并存储于快闪存储器3中。读取资料时，控制器2依据存储的标志位“1”或“0”，判断需要反转或直接输出用户数据。

传统的位反转技术是在控制器和快闪存储器之间增加标志位线，通过控制器判断写入资料是否需要反转，并利用标志位线写入反转标记到存储器中来标示写入资料是否已反转，能有效降低需要充电的存储单元个数，达到降低功耗的效果。但控制器需要判断每笔写入资料是否需要反转，增加了控制器的处理负担、降低控制器的读写速度；且在控制器和快闪存储器之间额外增加一根标志位线，极大增加了半导体存储器系统的制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低存储器功耗的半导体存储器、半导体存储器系统及其对应编程方法。

本发明提供一种半导体存储器，该半导体存储器用于存储用户资料数据，具有存储阵列及与存储阵列相连的位反转装置，存储阵列具有大量的存储单元。当写入用户数据到存储器存储时，位反转装置能将该用户数据进行位反转处理后输出到存储阵列中的存储位元存储。

进一步的，上述位反转装置具有判断单元及与判断单元相连的反转单元。其中，判断单元用于判断写入用户数据是否需要反转，并输出判断结果的反转标记；反转单元用于依据反转标记将写入用户数据进行位反转处理后输出到存储单元。

更进一步的，当上述反转标记为高电平时，反转单元用于将写入用户数据进行位反转后输出到存储单元；当上述反转标记为低电平时，反转单元用于直接将写入用户数据输出到存储单元。

本发明的半导体存储器，通过位反转装置选择性的对写入用户数据进行位反转，减少需充电的存储单元的个数，有效的降低存储器的功耗。

本发明提供一种半导体存储器系统，它包含控制器及与控制器相连接的存储器，存储器具有存储阵列及与存储阵列相连接的位反转装置。位反转装置用于将用户用户数据进行位反转处理后输出到存储阵列内的存储单元。