[发明专利]混合非易失性存储器结构及其方法

权利要求书

1.一种混合存储器装置，包括：

具有多个静态随机存取存储器SRAM块单元的静态随机存取存储器SRAM阵列；和具有多个非易失性存储器NVM块单元的非易失性存储器NVM阵列，其中所述NVM阵列的一部分被配置为映射到多个SRAM缓冲器，并且所述SRAM缓冲器能被配置共享为系统SRAM，

其中每个SRAM缓冲器被配置为具有多缓冲器机制，包括含有前缓冲器和影子缓冲器的双重缓冲机制，当响应跨缓冲窗边界的数据存取操作时，来自第一NVM块的数据被预取到所述前缓冲器，来自第二NVM块的数据被预取到所述影子缓冲器，然后切换前缓冲器和影子缓冲器，最后将影子缓冲器的内容恢复到NVM中之前被预取的地址。

2.根据权利要求1所述的混合存储器装置，其中，所述混合存储器装置的存取队列被配置为当数据存取在缓冲窗内时，不发送预取命令；而当一数据存取操作跨缓冲窗边界时发送用于下一个窗口的预取命令。

3.根据权利要求1所述的混合存储器装置，当缓冲器使能信号有效时，存储在被配置为SRAM缓冲器的NVM块中的数据被直接备份到相应的SRAM块，或者存储在所述SRAM块中的数据被直接存储回NVM块。

4.根据权利要求1所述的混合存储器装置，当缓冲器使能信号无效时，数据被直接存储到所述SRAM，并且所有地址位用于解码。

5.根据权利要求1所述的混合存储器装置，其中较高地址位用于字线解码，并且较低地址位用于列解码。

6.根据权利要求5所述的混合存储器装置，其中所述SRAM缓冲器被配置为非专用缓冲器。

7.根据权利要求1所述的混合存储器装置，其中NVM块的大小是SRAM块的大小的倍数。

8.根据权利要求1所述的混合存储器装置，其中所述NVM存储器包括浮栅存储器装置、SONOS存储器装置、阻性RAM RRAM装置、相变存储器、铁电存储器、磁基存储器MRAM、DRAM装置、一次可编程存储器OTP或多次可编程存储器MTP。

9.一种混合存储器装置，包括：

包括至少第一易失性存储器NVM块和第二易失性存储器NVM块的非易失性存储器NVM，所述第二NVM块包括一个或多个页；和

包括至少第一静态随机存取存储器SRAM块和第二静态随机存取存储器SRAM块的静态随机存取存储器SRAM，其中，

所述第一NVM块被直接映射到第一SRAM块，并且

所述第二SRAM块被动态映射到所述第二NVM块的所述页之一。

10.根据权利要求9所述的HNVM装置，其中NVM数据在上电时或者在一个或多个时钟周期中的软件重新加载时被加载到所述SRAM中。

11.根据权利要求9所述的HNVM装置，其中所述第一SRAM块的大小等于所述第一NVM块的大小，并且所述第二SRAM块的大小等于所述第二NVM块的页大小的N倍，其中N大于等于1。

12.根据权利要求9所述的HNVM装置，其中通过软件存储或硬件存储将所存储的数据备份到所述第一NVM块，使得甚至在断电时也存储所述数据。

13.根据权利要求9所述的HNVM装置，其中所述第二SRAM块被配置为写缓冲器，所述写缓冲器被映射到所述第二NVM块的所述页之一，使得页数据通过程序指令被写入所述第二SRAM块并且被备份到所述第二NVM块中。

14.根据权利要求9所述的HNVM装置，其中所述第二SRAM块被配置为缓冲器，所述缓冲器被映射到所述第二NVM块中的所述页之一，以用于读操作和写操作，从而使得页数据通过软件重新加载被重新加载到所述第二SRAM块。