【技术实现步骤摘要】
一种STT-MRAM的双端自检写电路及数据写入方法
本专利技术属于存储器STT-MRAM电路设计领域,更具体地,涉及一种STT-MRAM的双端自检写电路及数据写入方法。
技术介绍
当前主流的计算机存储体系结构如图1所示,从底层到顶层,存储器的容量依次递减,读写速度和制造成本则是依次递增。根据数据的重要性、访问频率、保留时间、容量、性能等指标,不同的数据被存储在不同性能的存储器上。不经常访问的数据被转移到存储层次中较低的层次,释放出较高成本的存储空间给更频繁访问的数据。分级存储方式一定程度上可以加快整个存储系统的性能。但是随着半导体工艺特征尺寸的不断缩小,基于传统工艺的存储器遭遇了性能的瓶颈。解决这些问题的有效途径之一就是将非易失性(Nonvolatile)存储器与存储计算结合起来,构建非易失性的通用存储器代替现有的缓存和主存。非易失性存储器掉电后数据不丢失,使系统可工作于断电模式而不丢失数据,从而消除漏电流和静态功耗,而且非易失性存储器可通过后道工艺直接集成于CMOS电路之上,减小了互连延时。STT-MRAM(SpinTransferTorque-MagneticRandomAccessMemory,自旋转移力矩磁阻性随机存取存储器)具有非易失性、高性能(读写速度和DRAM相当,接近SRAM的读写速度)、高密度(与DRAM和Flash的密度相当)、高擦写次数(擦写次数>3*1016)及与CMOS工艺兼容等优良特性。STT-MRAM与当前主流存储器的关键性能对比如表1所示,表中数据表明,STT-MRAM在 ...
【技术保护点】
1.一种STT-MRAM的双端自检写电路,其特征在于,包括:写操作执行电路和自检控制电路;/n所述写操作执行电路的输入端用于接收写操作类型控制信号IN,所述写操作执行电路的控制端连接至所述自检控制电路的输出端,所述写操作执行电路的第一输出端与所述STT-MRAM存储单元的BL端相连,所述写操作执行电路的第二输出端与所述STT-MRAM存储单元的SL端相连;所述写操作执行电路用于根据所述自检控制电路输出的控制信号开启或关闭向所述STT-MRAM存储单元写入数据的写操作通路,并在所述写操作通路开启后根据所述写操作类型控制信号IN的值给所述STT-MRAM存储单元提供写电流,以实现数据“1”或数据“0”的写入;/n所述自检控制电路的第一输入端用于接收所述写操作类型控制信号IN,所述自检控制电路的第二输入端用于接收信号
【技术特征摘要】
1.一种STT-MRAM的双端自检写电路,其特征在于,包括:写操作执行电路和自检控制电路;
所述写操作执行电路的输入端用于接收写操作类型控制信号IN,所述写操作执行电路的控制端连接至所述自检控制电路的输出端,所述写操作执行电路的第一输出端与所述STT-MRAM存储单元的BL端相连,所述写操作执行电路的第二输出端与所述STT-MRAM存储单元的SL端相连;所述写操作执行电路用于根据所述自检控制电路输出的控制信号开启或关闭向所述STT-MRAM存储单元写入数据的写操作通路,并在所述写操作通路开启后根据所述写操作类型控制信号IN的值给所述STT-MRAM存储单元提供写电流,以实现数据“1”或数据“0”的写入;
所述自检控制电路的第一输入端用于接收所述写操作类型控制信号IN,所述自检控制电路的第二输入端用于接收信号所述自检控制电路的第三输入端用于接收写使能信号WR_en,所述自检控制电路的第四输入端用于接收启动信号PRE_en,所述自检控制电路的第五输入端连接至所述STT-MRAM存储单元的BL端,所述自检控制电路的第六输入端连接至STT-MRAM存储单元的SL端;所述自检控制电路用于在写操作启动阶段产生相应的控制信号,使得所述写操作执行电路开启写操作通路,在写操作执行阶段根据写操作类型控制信号IN的值检测所述STT-MRAM存储单元的BL端或SL端的电压,以实时检测所述STT-MRAM存储单元的状态,并在所述STT-MRAM存储单元的状态与预期状态相同时产生相应的控制信号,使得所述写操作执行电路关闭写操作通路;
其中,所述写操作类型控制信号IN用于指示待写入的类型,所述写使能信号WR_en用于指示写操作是否进行,所述启动信号PRE_en用于启动写操作,所述信号为所述写操作类型控制信号IN取反后的信号。
2.如权利要求1所述的STT-MRAM的双端自检写电路,其特征在于,所述自检控制电路包括:启动模块、选择模块、电压检测模块以及控制信号产生模块;
所述启动模块的第一输入端用于接收所述启动信号PRE_en,所述启动模块的第二输入端用于接收所述写使能信号WR_en;所述启动模块用于在写操作启动阶段传递所述写使能信号WR_en,并且所述启动模块在写操作执行阶段不工作;
所述选择模块的第一输入端用于接收所述写操作类型控制信号IN,所述选择模块的第二输入端用于接收所述启动信号PRE_en,所述选择模块的第三输入端用于接收所述信号所述选择模块用于根据输入信号产生相应的选择信号,以使得所述电压检测模块在写操作启动阶段不工作,并在写操作执行阶段检测所述STT-MRAM存储单元的BL端或SL端的电压;
所述电压检测模块的第一输入端用于接收所述写使能信号WR_en,所述电压检测模块的第二端输入段连接至所述STT-MRAM存储单元的BL端,所述电压检测模块的第三输入端连接至所述STT-MRAM存储单元的SL端,所述电压检测模块的第四输入端连接至所述选择模块的输出端;所述电压检测模块用于在写操作执行阶段检测所述STT-MRAM存储单元的BL端或SL端的电压,并产生用于反映电路状态的信号SW;
所述启动模块的输出端与所述电压检测模块的输出端相连,形成连接端cnt;
所述控制信号产生模块的第一输入端用于接收所述写操作类型控制信号IN,所述控制信号产生模块的第二输入端用于接收所述信号所述控制信号产生模块的第三输入端用于接收所述写使能信号WR_en,所述控制信号产生模块的第四输入端连接至所述连接端cnt,所述控制信号产生模块的输出端作为所述自检控制电路的输出端;所述控制信号产生模块用于根据输入信号产生相应的控制信号,使得所述写操作执行电路开启或关闭写操作通路。
3.如权利要求2所述的STT-MRAM的双端自检写电路,其特征在于,所述电压检测模块包括:BL端电压检测单元和SL端电压检测单元;
所述BL端电压检测单元的第一输入端和所述SL端电压检测单元的第一输入端共同作为所述端电压检测模块的第四输入端,与所述选择模块的输出端相连;根据所述选择模块的输出的选择信号,在写操作启动阶段,所述BL端电压检测单元和所述SL端电压检测单元均不工作,在写操作执行阶段,所述BL端电压检测单元和所述SL端电压检测单元只有一个工作;
所述BL端电压检测单元的第二输入端连接至所述STT-MRAM存储单元的BL端,所述BL端电压检测单元的第三输入端用于接收所述写使能信号WR_en;所述BL端电压检测单元用于检测所述STT-MRAM存储单元的BL端的电压,并产生用于反映电路状态的信号;
所述SL端电压检测单元的第二输入端连接至所述STT-MRAM存储单元的SL端,所述SL端电压检测单元的第三输入端用于接收所述写使能信号WR_en;所述SL端电压检测单元用于检测所述STT-MRAM存储单元的SL端的电压,并产生用于反映电路状态的信号;
所述BL端电压检测单元的输出端和所述SL端电压检测单元的输出端相连后,形成的连接端作为所述端电压检测模块的输出端。
4.如权利要求3所述的STT-MRAM的双端自检写电路,其特征在于,所述BL端电压检测单元包括:反相器INV1、反相器INV3、与门A1以及N型MOS管NM3;
所述反相器INV1的输入端连接至...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘冬生,陆家昊,李豪,严进,刘波,金子睿,喻红梅,鄢奉赜,
申请(专利权)人:华中科技大学,浙江驰拓科技有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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