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一种高速只读存储器拓扑结构的设计制造技术

技术编号:14509612 阅读:93 留言:0更新日期:2017-02-01 02:12
一种高速只读存储器拓扑结构,广泛应用于亚微米和深亚微米工艺领域,显著地减小了只读存储器读写时位线电容对灵敏放大器工作的影响,极大地提高了只读存储器的读取速度,并且该拓扑结构也避免了位线上其他负载单元漏电流对数据读写的影响,提高了数据读取时候的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到存储器领域,用于亚微米工艺和深亚微米工艺下对存储速度和功耗要求很严格的各种不同存储器,包括SRAM,DRAM,ROM,EPROM,FLASH和FRAM等。技术背景存储器中数据“1”和“0”的存储在不同存储器种有不同方法。在只读存储器里,一般采用反熔丝结构,通过对反熔丝在高压下选择性的烧录,可以改变基本单元的电阻,实现数据“1”,“0”的存储。只读存储器芯片一次编程完以后,将不能再进行编程,以后就只能进行对数据的读取。特征尺寸的减小,栅氧击穿电压和PN结反向击穿电压的降低,导致烧录时设计的困难,使反熔丝的击穿过后的电阻值的均匀性明显降低。理想的反熔丝击穿电阻在几百欧,在深亚微米工艺的反熔丝的击穿后的电阻可能在几百欧到几百千欧的阻值范围内。大的击穿电阻范围导致在极端情况下读取数据时选通的基本单元支路的放电电流明显降低,位线电容电位变化缓慢,进而导致读取速度变缓慢。另一方面,存储器密度的增大使得存储器位线上的寄生电容增大,也使得灵敏放大器的读取周期加长,制约着存储器读出速度。本专利技术提出了一种新的拓扑结构,此结构在数据读取时能有效避免位线大电容,极大地提高存储器的读取速度。
技术实现思路
本专利技术提出了一种高速只读存储器拓扑结构的设计,基于该设计能有效避免位线大电容,极大地提高存储器的读取速度。该设计的主要内容为:(1)本文提出的高速只读存储器结构能有效减小大寄生电容的影响。(2)设计上比常规只读存储器拓扑结构有所不同,这种只读存储器结构中,灵敏放大器仍然通过检查结点SAM的电压来读取存储单元的数据,但此时节点SAM的位置发生变化,从存储单元上端转移到靠近地的一端。本专利技术的整个系统在同等的极端情况下,高速只读存储器读写拓扑结构能使工作速度比改进前增加一倍。另一方面,所提出的拓扑结构在消除漏电流影响方面也比原结构有了改进。改进前的系统结构中位线上连接大量存储单元,并且这些单元只通过少量开关控制管连接到地。如果存储单元被编程但是不被选中时存在到地的漏电流,那么正常读取过程就会受到大漏电流的影响。而改进后的系统将每列存储单元的读取通路用译码控制完全隔开,使得除期望读取的单元以外的其他单元无到地通路,也就避免了大电流引起的读取。附图说明图1为高速只读存储器拓扑结构图图2为高速只读存储器基本单元读取时间仿真具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。图1所示是高速只读存储器的拓扑结构图。这种只读存储器结构中,灵敏放大器仍然通过检查结点SAM的电压来读取存储单元的数据,但此时节点SAM的位置发生变化,从存储单元上端转移到靠近地的一端。读取过程中地址变化产生的地址检测脉冲同样会产生一系列控制信号。预放电信号将SAM点的电位拉为低电平,地址译码选通存储单元,地址检测信号产生灵敏放大器使能脉冲,随后SAM电压被采样最终输出。因为选通管在工作时都进入线性区,结点1和结点SAM电位变化一致。结点SAM的电位变化只受这一点的寄生电容和通路上的列译码选通管的寄生电容的影响,同样假设其寄生电容总和为CS。由于读取点的转变,读取过程无需等待节点1的充放电过程。所以尽管节点1仍然带有很大的寄生电容CBL,电位变化仍然比较缓慢,但此时它的电位变化已不再成为制约读取速度的因素。仍然采用电阻电容等效模型,可得出VSAM=3.3(1-e-RCt)]]>代入常规只读存储器拓扑结构读出时间计算公式VSAMRΔt=ΔVCt]]>可以得到T=-(-LambertW10e11+1011)RCt≈0.046RCt=0.046RCS]]>在与改进前同样的假设条件下算得灵敏放大器只需工作0.5ns左右,整个读取周期只需10.5ns数据就能被采样输出。因此整个系统在同等的极端情况下,高速只读存储器读写拓扑结构能工作在95MHz左右,速度比改进前增加了一倍。图2为应用本专利技术提出的高速拓扑结构后存储单元读取过程仿真结果:VREF为电压灵敏放大器的300mV的基准电压,SAM为电压灵敏放大器对基本单元采样结点的电压变化曲线,OUT为灵敏放大器的输出。从仿真结果显示,输出数据在23.6ns稳定,可知灵敏放大器在极端情况下只需工作3.6ns,数据就能正确读出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速只读存储器拓扑结构的设计,其特征在于:(1)应用于亚微米或者深亚微米工艺领域的高速只读存储器拓扑结构,显著地减小了只读存储器读写时位线电容对灵敏放大器工作的影响,极大地提高了只读存储器的读取速度。(2)该拓扑结构也避免了位线上其他负载单元漏电流对数据读写的影响,提高了数据读取时候的稳定性。

【技术特征摘要】
1.一种高速只读存储器拓扑结构的设计,其特征在于:(1)应用于亚微米或者深亚微米工艺领域的高速只读存储器拓扑结构,显著地减小了只读存储器读写时位线电容对灵敏放大器工作的影响,极大地提高了只读存储器的读取速度。(2)该拓扑结构也避免了位线上其他负载单元漏电流对数据读写的影响,提高了数据读取时候的稳定性。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱宏才
申请(专利权)人:朱宏才
类型:发明
国别省市:四川;51

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