刷新控制电路及存储器的制作方法

本发明实施例涉及半导体领域，特别涉及一种刷新控制电路及存储器。

背景技术：

随着半导体存储装置的密度不断增加，存储器单元呈现物理体积缩小、存储电荷减少以及抗噪声容限降低的特点，存储器单元之间的电磁相互作用对存储器单元的影响增大，存储器单元数据丢失的可能性增加。

具体地，当存储器单元中某一单行地址对应的字线被频繁开启时，可能引发相邻地址(一般称为“行锤地址”)的电容器的漏电速率高于自然漏电速率，进而导致相邻地址的电容器在刷新信号到来之前因丢失过多电荷而发生数据丢失，这种情况一般称之为“行锤效应”；为抑制行锤效应，需要对行锤地址进行及时的刷新命令，以重新补充电荷，避免存储数据发生错误。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种刷新控制电路及存储器，有利于提高刷新效率。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种刷新控制电路，包括：随机抓取模块，用于顺序接收n个单行地址，以及随机输出所述n个单行地址中的m个所述单行地址，其中n>m>1；行锤地址生成模块，连接所述随机抓取模块的输出端，用于分析m个所述单行地址中出现频次最多的所述单行地址，以及用于输出出现频次最多的所述单行地址对应的行锤地址；信号选择器，用于接收常规刷新地址和所述行锤地址，并输出地址信息，所述地址信息为所述行锤地址和所述常规刷新地址，或者，所述地址信息为所述行锤地址，所述地址信息作为刷新命令对应的刷新对象。

另外，所述随机抓取模块包括：控制单元，用于在m个随机时间点生成并输出触发信号；行地址锁存单元，用于逐一接收所述n个单行地址中每一个所述单行地址，以及逐一接收所述控制单元输出的每一所述触发信号，以输出m个所述触发信号对应的m个所述单行地址；若接收到所述触发信号，则输出所述触发信号到来之前最后接收到的所述单行地址。

另外，所述控制单元包括：随机数生成单元，用于生成并输出随机正整数；第一计数单元，用于逐一接收n个行激活命令，并对接收到的所述行激活命令的个数进行计数，以输出第一计数值；其中，每一所述行激活命令对应一所述单行地址，所述n个行激活命令对应所述n个单行地址；数值比较单元，与所述行地址锁存单元的输入端连接，用于接收所述随机正整数和所述第一计数值，若所述第一计数值等于所述随机正整数，则输出所述触发信号，并重置所述随机数生成单元和所述第一计数单元，以使所述随机数生成单元生成并输出新的所述随机正整数，以及使所述第一计数单元从零开始重新进行计数。

另外，所述随机正整数小于等于20。

另外，所述行锤地址生成模块包括：频次比较单元，与所述随机抓取模块的输出端连接，至少用于分析并输出m个所述单行地址中出现频次最多的所述单行地址；行锤地址生成单元，用于接收出现频次最多的所述单行地址，以及输出出现频次最多的所述单行地址对应的行锤地址。

另外，所述频次比较单元用于分析并输出m个所述单行地址中出现频次排名前i的单行地址，其中i>1。

另外，所述单行地址为x，x为正整数；所述单行地址对应的行锤地址包括：第一单行地址，所述第一单行地址为x-1；第二单行地址，所述第二单行地址为x 1。

另外，所述信号选择器还用于接收选择信号，在接收到所述选择信号之前，依次接收并输出每一所述常规刷新地址，在接收到所述选择信号之后，中止输出所述常规刷新地址，接收并输出所述行锤地址；其中，所述选择信号表征所述信号选择器已接收到j-2个所述常规刷新地址，j为每一所述刷新命令对应的刷新行数，j>2。

另外，刷新控制电路还包括：第二计数单元，用于对所述信号选择器接收到的所述常规刷新地址的个数进行计数，获取第二计数值，若所述第二计数值等于j-2，输出所述选择信号。

另外，所述信号选择器在输出完所述常规刷新地址和所述行锤地址之后，重置所述第二计数单元，以中止输出所述选择信号并控制所述第二计数单元从零开始重新计数。

另外，所述第二计数单元还用于写入并更新所述j-2的值，若所述第二计数值等于更新后的所述j-2，输出所述选择信号。

另外，刷新控制电路还包括：常规刷新地址生成单元，用于生成并输出至少一个所述常规刷新地址，所述常规刷新地址生成单元的输出端分别与所述信号选择器的输入端和所述第二计数单元的输入端连接，所述第二计数单元用于接收所述常规刷新地址生成单元输出的至少一个所述常规刷新地址。

另外，在接收到所述行锤地址之前，所述信号选择器接收并输出每一所述常规刷新地址；若接收到所述行锤地址，所述信号选择器中止输出所述常规刷新地址，并输出接收到的每一所述行锤地址；在输出完所述行锤地址后，继续接收并输出每一所述常规刷新地址。

相应地，本发明实施例还提供一种存储器，包含上述任一项所述的刷新控制电路。

与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：

上述技术方案中，从顺序接收的n个单行地址中随机输出m个单行地址，并基于m个单行地址分析得到出现频次最多的单行地址，由于n>m，因此随机输出操作能够减少用于分析的地址样本的数量，从而提高分析效率；在接收行锤地址和常规刷新地址的情况下，至少输出行锤地址，无需根据默认的常规刷新地址的刷新顺序进行依次刷新，实现行锤地址的优先刷新，避免行锤地址对应的电容器在刷新信号到来之前因丢失过多电荷而发生数据丢失，有利于保证数据存储的准确性。

另外，随机正整数小于等于20，有利于保证随机输出的m个单行地址具有一定的样本数量，避免样本数量过少而对输出结果的代表性造成影响，使得输出结果中不同单行地址的比例关系与n个单行地址中不同单行地址的比例关系相近，有利于准确获取并刷新行锤地址。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明实施例提供的刷新控制电路的功能结构示意图；

图2为本发明实施例提供的刷新控制电路的运行原理示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

参考图1，刷新控制电路包括：随机抓取模块10，用于顺序接收n个单行地址10a，以及随机输出n个单行地址10a中的m个单行地址10a，其中n>m>1；行锤地址生成模块20，连接随机抓取模块10的输出端，用于分析m个单行地址10a中出现频次最多的单行地址10a，以及输出出现频次最多的单行地址10a对应的行锤地址20a；信号选择器30，用于接收常规刷新地址40a和行锤地址20a，并输出地址信息30a，地址信息30a为行锤地址20a和常规刷新地址40a，或者，地址信息30a为行锤地址20a，地址信息30a作为刷新命令对应的刷新对象。

随机抓取模块10进行随机输出操作的目的为了减少地址样本的数量，即将地址样本从n个单行地址10a降到m个单行地址10a，当行锤地址生成模块20基于地址样本分析出现频次最高的单行地址10a时，地址样本包含的单行地址10a的数量较少，有利于提高行锤地址生成模块20的分析速率，减少行锤地址生成模块20在分析过程中对计算资源的占用。

此外，相对于等差输出等规律性输出方式，采用随机输出方式输出地址样本，有利于避免规律性输出方式对n个单行地址10a中具有规律性的重复单行地址10a造成较大影响，从而使得输出结果更具有代表性，即使得输出结果中不同单行地址10a的出现频次的比值更接近原始样本中不同单行地址10a的出现频次的比值，进而实现行锤地址20a的及时刷新和准确刷新。

举例来说，在包含n个单行地址10a的原始样本中，可存在规律性重复的特定单行地址，例如每隔s个单行地址10a就会出现一次的特定单行地址，该特定单行地址属于出现频次最多的单行地址10a。此时，若采用等差输出方式进行输出，即每隔k个单行地址10a输出一个单行地址10a，则当k等于s，且初始输出的单行地址10a不为上述特定单行地址时，就会永远无法输出上述特定单行地址，进而无法对特定单行地址对应的行锤地址20a进行及时刷新；相对的，采用随机输出方式进行输出则不会出现这一问题。

以上仅以“每隔s个单行地址就会出现一特定单行地址，s为固定值”作为规律性的示例，实际上规律性的示例还有很多，例如s可以为循环变化的数值，以例如13571357…的顺序进行循环。

需要说明的是，单行地址的规律性与输出动作的规律性相同即便不常见，但依旧可能出现；此外，当存储器遭受病毒程序等恶意程序攻击时，如果恶意程序可复制输出动作的规律性，进而以相同的规律性访问特定单行地址，只要恶意程序的初始访问地址与规律性输出的初始输出地址不同，就可以永久规避规律性输出，躲避了对行锤地址的刷新，造成存储器存储的数据发生大面积错误。

由于恶意程序需要复制输出方式的规律性，且初始访问的单行地址10a与初始输出的单行地址10a不同，才能避开规律性输出，使得输出结果不具备代表性，即无法输出恶意程序实际频繁访问的特定单行地址，因此，可采用无法复制的随机输出方式进行单行地址10a的选择性输出，以提高输出结果的代表性，使得存储器在遭受恶意程序攻击时，刷新命令能够及时有效地刷新可能出现数据错误的行锤地址20a。

此外，在接收行锤地址20a和常规刷新地址40a的情况下，至少输出行锤地址20a，无需根据默认的常规刷新地址40a的刷新顺序进行依次刷新，实现行锤地址20a的优先刷新，避免行锤地址20a对应的电容器在刷新命令到来之前因丢失过多电荷而发生数据丢失，有利于保证数据存储的准确性。

本实施例中，随机抓取模块10包括：控制单元11，用于在m个随机时间点生成并输出触发信号11a；行地址锁存单元12，用于逐一接收n个单行地址10a中每一单行地址10a，以及逐一接收控制单元11输出的每一触发信号11a，以输出m个触发信号11a对应的m个单行地址10a；若接收到触发信号11a，则输出触发信号11a到来之前最后接收到的单行地址10a。

行地址锁存单元12在接收到一单行地址10a之后，保留该单行地址10a；若行地址锁存单元12在接收到下一单行地址10a之前接收到触发信号11a，则锁存并输出该单行地址10a；若行地址锁存单元12先接收到下一单行地址10a，则舍弃已保留的单行地址10a，并保留下一单行地址10a。

本实施例中，控制单元11包括：随机数生成单元13，用于生成并输出随机正整数13a；第一计数单元14，用于逐一接收n个行激活命令10b，并对接收到的行激活命令10b的个数进行计数，以输出第一计数值14a；其中，每一行激活命令10b对应一单行地址10a，n个行激活命令10b对应n个单行地址10a；数值比较单元15，与行地址锁存单元12的输入端连接，用于接收随机正整数13a和第一计数值14a，若第一计数值14a等于随机正整数13a，则输出触发信号11a，并重置随机数生成单元13和第一计数单元14，以使随机数生成单元13生成并输出新的随机正整数13a，以及使第一计数单元14从零开始重新进行计数。

其中，n个行激活命令10b指的是相邻刷新命令之间存储器接收到的行激活命令10b，n个单行地址10a指的是n个行激活命令10b对应的字线的地址，n个行激活命令10b中可包括重复的行激活命令10b，n个单行地址10a中可包括重复的单行地址10a。

本实施例中，随机正整数13a小于等于20。如此，有利于保证随机输出的m个单行地址10a具有一定的样本数量，避免因样本数量过少而对随机抓取模块10输出结果的代表性造成影响，有利于准确刷新行锤地址20a。

本实施例中，行锤地址生成模块20包括：频次比较单元21，与随机抓取模块10的输出端连接，至少用于分析并输出m个单行地址10a中出现频次最多的单行地址10a；行锤地址生成单元22，用于接收出现频次最多的单行地址10a，以及输出出现频次最多的单行地址10a对应的行锤地址20a。

具体地，频次比较单元21在刷新命令到来之前输出出现频次最多的单行地址10a，当m个单行地址10a中每一单行地址10a是独一无二，即都没有重复出现时，频次比较单元21随机输出一单行地址10a；当m个单行地址10a中出现频次最多的单行地址10a包括至少两个并列的单行地址10a时，从至少两个并列的单行地址10a中随机输出一单行地址10a。

在其他实施例中，频次比较单元用于分析并输出m个单行地址中出现频次排名前i的单行地址，其中i>1。如此，有利于抑制随机输出造成的误差，保证输出的单行地址中包括n个单行地址中出现频次最多的单行地址，从而实现行锤地址的准确刷新。若排名前i的单行地址因存在并列而导致实际个数大于i个，从排名前i的单行地址中随机输出i个单行地址，或者，先输出排名靠前的没有重复的单行地址，再从排名靠后且并列排名的多个单行地址中随机输出剩余个数的单行地址，或者，输出排名前i的所有单行地址。

需要说明的是，i的取值除了可以是固定值以外，还可以是变化值，具体地，排名前i的单行地址指的是出现频次大于预设频次的单行地址，i的取值等于出现频次大于预设频次的单行地址的个数，当单行地址的出现频次大于预设频次时，可能造成相邻单行地址指向的字线的数据存储错误。如此，频次比较单元输出所有可能出现数据存储错误的行锤地址，进而尽可能避免数据存储错误。

以下以具体示例对随机抓取模块10和行锤地址生成模块20的运行原理进行详细说明。参考图1和图2：

图2中，相邻刷新命令ref之间具有多个行激活命令10b(act1～act16)，每一行激活命令10b对应一单行地址10a(以adx示意，x指的是排序序号)，具体地，act2对应ad2，act5对应ad5，act6对应ad6，act9对应ad9，act14对应ad14。

假设第一计数单元14的初始第一计数值14a为0，即从零开始计数，若随机数生成单元13生成的第一个随机正整数13a为2，则第一计数单元14在接收到第二个行激活命令10b时，输出与第一个随机正整数13a相等的第一计数值14a，此时，数值比较单元15输出触发信号11a，并重置随机数生成单元13和第一计数单元14，以使随机数生成单元13生成第二个随机正整数13a，以及使第一计数单元14从零开始重新计数，即第一计数值14a归零；在第一计数单元14接收到第二个行激活命令10b时，行地址锁存单元12同时接收并保留第二个单行地址10a，即ad2，当数值比较单元15输出触发信号11a时，行地址锁存单元12锁存并输出第二个单行地址10a；

假设随机数生成单元13生成的第二个随机正整数13a为3，则在第一计数单元14重新接收到三个行激活命令10b，即接收到第五个行激活命令10b时，第一计数值14a与第二个随机正整数13a再次相等，数值比较单元15输出第二个触发信号11a，且随机数生成单元13和第一计数单元14被第二次重置；当第一计数单元14接收到第五个行激活命令10b时，行地址锁存单元12接收第5个单行地址10a，即ad5，当数值比较单元15输出第二个触发信号11a时，行地址锁存单元12锁存并输出第五个单行地址10a；

如此循环，假设随机数生成单元13生成的第三个随机正整数13a为1，则在第一计数单元14接收到第六个行激活命令10b时，数值比较单元15输出第三个触发信号11a，行地址锁存单元12锁存并输出第六个单行地址10a，即ad6；假设第四个随机正整数13a为3，则行地址锁存单元12锁存并输出第九个单行地址10a，即ad9；假设第五个随机正整数13a为5，则行地址锁存单元12锁存并输出第十四个单行地址10a，即ad14。

需要说明的是，当随机数生成单元13生成的随机正整数13a大于刷新命令ref到来之前剩余的行激活命令10b的个数时，第一计数单元14最后输出的第一计数值14a保持到刷新命令ref之后。具体来说，若刷新命令ref到来之前剩余的行激活命令10b的个数为2，即剩余act15和act16时，且第六个随机正整数13a为4，则在执行刷新命令ref时，第一计数单元14输出的第一计数值14a为2，该第一计数值14a保留至执行完刷新命令ref之后，即在执行刷新命令ref之后，第一计数单元14从2开始计数。

本实施例中，行锤地址20a为频次比较单元21输出的单行地址10a的相邻地址，具体来说，若单行地址10a为x，x为正整数，则行锤地址20a包括第一单行地址和第二单行地址，第一单行地址为x-1，第二单行地址为x 1。需要说明的是，行锤地址20a是相邻地址的统称，单位为“组”，一组行锤地址20a可包括一个单行地址10a的一个或多个相邻地址，在一些实施例中，行锤地址仅包括x 1或x-1，或者，还包括x 2或x-2中的至少一者。

本文主要讨论的是信号选择器30在接收到行锤地址20a之后的功能，即输出的地址信息至少包括行锤地址20a，以实现行锤地址20a的优先刷新；关于刷新控制电路在接收到行锤地址20a之前的功能，即按照默认的常规刷新地址的刷新顺序进行刷新，属于本领域技术人员已经知晓的内容，本文仅做简单描述。

本实施例中，以信号选择器30在刷新命令ref到来之前，仅接收一组行锤地址20a，一组行锤地址20a中包括两个相邻地址，信号选择器30先输出j-2个常规刷新地址40a再输出2个相邻地址作为实际输出方式作为示例进行详细说明。

在其他实施例中，信号选择器接收一组或多组行锤地址，每组行锤地址中包含一个或多个相邻地址；信号选择器的实际输出方式为：在接收到行锤地址之前，接收并输出每一常规刷新地址；若接收到行锤地址，中止输出常规刷新地址，并输出接收到的每一组行锤地址；在输出完行锤地址之后，继续接收并输出每一常规刷新地址。

本实施例中，信号选择器30还用于接收选择信号50a，在接收到选择信号50a之前，依次接收并输出每一常规刷新地址40a，在接收到选择信号50a之后，中止输出常规刷新地址40a，依次接收并输出每一行锤地址20a；其中，选择信号50a表征信号选择器30已接收到j-2个常规刷新地址40a，j为每一刷新命令对应的刷新行数，j>2。

在其他实施例中，选择信号表征信号选择器已接收到j-q个常规刷新地址，j>q，q由信号选择器输出的行锤地址的组数乘以每一组行锤地址包含的相邻地址的个数得到。

本实施例中，刷新控制电路还包括：第二计数单元50，用于对信号选择器30接收到的常规刷新地址40a的个数进行计数，获取第二计数值，若第二计数值等于j-2，输出选择信号50a。

可以知晓的是，选择信号50a为第二计数单元50输出的标识信号，用于切换信号选择器30接收行锤地址20a和常规刷新地址40a的开关，使得信号选择器30与常规刷新地址生成单元40之间的通路关闭，信号选择器30与行锤地址生成单元22之间的通路打开，从而接收并输出行锤地址20a；此外，该标识信号可以是第二计数值这一数值本身。

本实施例中，信号选择器30在输出完常规刷新地址40a和行锤地址20a之后，准确来说，是在输出完j-2个常规刷新地址40a和一组行锤地址20a之后，重置第二计数单元50，以中止输出选择信号50a并控制第二计数单元50从零开始重新计数，以等待下一个刷新命令ref到来，从而重复执行上述输出步骤，即先输出j-2个常规刷新地址40a，再输出一组行锤地址20a。

本实施例中，第二计数单元50还用于写入并更新j-2的值；在更新j-2的值以后，若第二计数值等于更新后的j-2，则输出选择信号50a。如此，有利于根据信号选择器30输出行锤地址20a的策略及时更新j-2的值，保证能够在刷新命令对应的刷新行数内完成行锤地址20a的刷新，或者，将刷新命令对应的刷新行数全部用于行锤地址20a的刷新。

本实施例中，刷新控制电路还包括：常规刷新地址生成单元40，用于生成并输出至少一个常规刷新地址40a，常规刷新地址生成单元40的输出端分别与信号选择器30的输入端和第二计数单元50的输入端连接，第二计数单元50用于接收常规刷新地址生成单元40输出的至少一个常规刷新地址40a。

本实施例中，在接收行锤地址和常规刷新地址的情况下，至少输出行锤地址，无需根据默认的常规刷新地址的刷新顺序进行依次刷新，实现行锤地址的优先刷新，避免行锤地址对应的电容器在刷新信号到来之前因丢失过多电荷而发生数据丢失，保证数据存储的准确性；此外，采用随机输出方式缩小单行地址的分析样本，可避免恶意程序复制输出方式以规避对行锤地址的刷新，有利于提高刷新效率以及保证及时刷新行锤地址。

相应地，本发明实施例还提供一种存储器，包含上述任一项的刷新控制电路。存储器可通过优先刷新行锤地址，避免行锤地址对应的电容器在刷新信号到来之前因丢失过多电荷而发生数据丢失，提高存储器的数据存储准确性；同时，采用随机输出方式缩小单行地址的分析样本，可避免病毒程序复制输出方式以规避对行锤地址的刷新，有利于提高刷新效率以及保证及时刷新行锤地址。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。