【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路，特别涉及一种适用于非易失存储单元的自加载存储结构。
技术介绍
1、随着我国通信和医疗领域的发展，对高可靠的可编程逻辑器件(programmablelogic device，pld)的需求越为突出。如何发展下一代高性能、高可靠、低功耗非易失fpga核心配置单元，已成为集成电路领域的热门研究课题之一。
2、fpga有两种类型：一种是基于sram、需要用外接非易失性存储器的易失性fpga，一种是将配置保存在内存中、不需要外接非易失性存储器的非易失性fpga。
3、基于sram工艺的fpga是易失性fpga，通过内部的sram单元来配置存储信息，能够无限次的进行配置和擦除，是目前主流的fpga配置技术，但是配置完成后掉电重启配置信息会全部丢失，需要外接非易失性存储器来存储配置信息，如flash或eeprom等，而外部存储器的配置信息很有可能被窃取，导致其安全性降低，并且外部存储器的抗辐照性能也需要进行考虑。
4、基于非易失存储单元工艺的fpga不需要外部非易失存储器，配置信息保存在内部fpga配置存储单元开关中，断电重启后，配置信息不会丢失。flash型fpga是一种典型的非易失fpga，具备sram型fpga可重复编程的特点，并且flash开关结构使得flash fpga晶体管数量大大减少，静态功耗也降低。但是，flash型fpga存在一定的局限性，flash型fpga的存储单元擦写次数是有限的，只有几百次左右；其次，与sram型fpga相比，flash型fpga的工艺较为落
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种适用于非易失存储单元的自加载存储结构，以解决
技术介绍
中的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于非易失存储单元的自加载存储结构，包括：编程结构、加载结构、复位结构、读出结构；
3、所述编程结构用于将配置数据通过编程通路存储到非易失存储单元中；
4、所述加载结构用于加载编程结构中存储的数据；
5、所述复位结构用于加载前对加载结构进行复位；
6、所述读出结构用于读出加载结构中的数据。
7、在一种实施方式中，所述编程结构包括左侧非易失存储单元和右侧非易失存储单元、第一编程管和第二编程管；左侧非易失存储单元的第一端与第一编程管的漏极连接形成第一传输节点，左侧非易失存储单元的第二端连接电源电压vdd；右侧非易失存储单元的第一端与第二编程管的漏极连接形成第二传输节点，右侧非易失存储单元的第二端连接电源电压vdd；第一编程管的栅极与第一输入节点连接，源极连接第三输入节点，漏极连接第一传输节点；第二编程管的栅极与第二输入节点连接，源极连接第四输入节点，漏极连接第二传输节点。
8、在一种实施方式中，所述加载结构包括第一隔离管和第二隔离管、第一导闭管和第二导闭管；第一导闭管和第二导闭管构成双稳态电路，形成第一存储节点和第二存储节点；第一导闭管的栅极与第一存储节点相连，源极接地，漏极连接第二存储节点；第二导闭管的栅极与第二存储节点相连，源极接地，漏极连接第一存储节点；第一隔离管的栅极与第五输入节点相连，源极连接第一传输节点，漏极连接第二存储节点；第二隔离管的栅极与第五输入节点相连，源极连接第二传输节点，漏极连接第一存储节点。
9、在一种实施方式中，所述复位结构包括第一复位管和第二复位管；其中第一复位管的栅极与第六输入节点相连，源极接地，漏极连接第二存储节点；第二复位管的栅极与第六输入节点相连，源极接地，漏极连接第一存储节点。
10、在一种实施方式中，所述读出结构包括第一反相器和第二反相器；其中第一反相器的输入端与第一存储节点相连，输出端与第一输出节点相连；第二反相器的输入端与第二存储节点相连，输出端与第二输出节点相连。
11、在一种实施方式中，所述自加载存储结构包括编程时序和加载时序；其中编程时序是通过编程通路对左侧非易失存储单元和右侧非易失存储单元进行编程，将数据存储在左侧非易失存储单元和右侧非易失存储单元中；加载时序是将存储到非易失存储单元中的数据加载到加载结构中的第一存储节点和第二存储节点中；所述编程通路包括左侧非易失存储单元编程通路和右侧非易失存储单元编程通路；其中第一输入节点、第一编程管、第三输入节点、左侧非易失存储单元构成左侧非易失存储单元编程通路；第二输入节点、第二编程管、第四输入节点、右侧非易失存储单元构成右侧非易失存储单元编程通路。
12、在一种实施方式中，所述编程时序包括上电、编“1”、保持、编“0”共计4个状态；
13、上电时，第一输入节点和第二输入节点均为低电平，第五输入节点为高电平，电源电压vdd抬升至编程电压；
14、编“1”时，第三输入节点＝“0”，第四输入节点＝“1”，第一输入节点和第二输入节点拉高，打开两个编程管，左侧非易失存储单元两端压差高于左侧非易失存储单元阈值电压时，左侧非易失存储单元由高阻态变为低阻态；同时，由于第四输入节点＝“1”，右侧非易失存储单元两端压差小于右侧非易失存储单元阈值电压，右侧非易失存储单元保持高阻态；
15、保持时，电源电压vdd保持在编程电压状态，第三输入节点和第四输入节点变为低电平，第一输入节点和第二输入节点也变为低电平，关闭两个编程管，断开编程通路；
16、编“0”时，第三输入节点＝“1”，第四输入节点＝“0”，第一输入节点和第二输入节点拉高，打开两个编程管，右侧非易失存储单元两端压差高于右侧非易失存储单元阈值电压时，右侧非易失存储单元由高阻态变为低阻态；同时，由于第三输入节点＝“1”，左侧非易失存储单元两端压差小于左侧非易失存储单元阈值电压，左侧非易失存储单元保持高阻态。
17、在一种实施方式中，所述加载时序包括上电、复位、加载三个状态；
18、上电时，第一输入节点、第二输入节点和第六输入节点均为低电平，第五输入节点为高电平，电源电压为正常工作电压；
19、复位时，第一输入节点和第二输入节点低电平保持不变，第五输入节点保持为高电平，此时第六输入节点变为高电平，使第一存储节点和第二存储节点复位为低电平；
20、加载时，先使第六输入节点变为低电平，取消复位状态，然后使第五输入节点变为低电平，打开数据加载通路，此时由于左侧非易失存储单元和右侧非易失存储单元的阻值不同，阻值较低一侧的非易失存储单元的分压小，该侧存储节点电压高于另一侧的存储节点电压，同时由于第一导闭管和第二导闭管构成的双稳态结构，电压较高一侧的存储节点被上拉至高电平，电压较低一侧的存储节点被下拉为低电平，非易失存储单元中的数据会加载到加载结构的存储节点中，同时读出结构中的第一反相器、第二反相器将存储节点的信号反向输出到输出节点，完成数据加载过程。
21、本专利技术提供的一种适用于非易失存储单元的自加载存储结构，具有以下有益效果：
22、(本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，包括：编程结构、加载结构、复位结构、读出结构；
2.如权利要求1所述的适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，所述编程结构包括左侧非易失存储单元和右侧非易失存储单元、第一编程管和第二编程管；左侧非易失存储单元的第一端与第一编程管的漏极连接形成第一传输节点，左侧非易失存储单元的第二端连接电源电压VDD；右侧非易失存储单元的第一端与第二编程管的漏极连接形成第二传输节点，右侧非易失存储单元的第二端连接电源电压VDD；第一编程管的栅极与第一输入节点连接，源极连接第三输入节点，漏极连接第一传输节点；第二编程管的栅极与第二输入节点连接，源极连接第四输入节点，漏极连接第二传输节点。
3.如权利要求2所述的适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，所述加载结构包括第一隔离管和第二隔离管、第一导闭管和第二导闭管；第一导闭管和第二导闭管构成双稳态电路，形成第一存储节点和第二存储节点；第一导闭管的栅极与第一存储节点相连，源极接地，漏极连接第二存储节点；第二导闭管的栅极与第二存储节点相连，源极接地，漏极连
4.如权利要求3所述的适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，所述复位结构包括第一复位管和第二复位管；其中第一复位管的栅极与第六输入节点相连，源极接地，漏极连接第二存储节点；第二复位管的栅极与第六输入节点相连，源极接地，漏极连接第一存储节点。
5.如权利要求4所述的适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，所述读出结构包括第一反相器和第二反相器；其中第一反相器的输入端与第一存储节点相连，输出端与第一输出节点相连；第二反相器的输入端与第二存储节点相连，输出端与第二输出节点相连。
6.如权利要求5所述的适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，所述自加载存储结构包括编程时序和加载时序；其中编程时序是通过编程通路对左侧非易失存储单元和右侧非易失存储单元进行编程，将数据存储在左侧非易失存储单元和右侧非易失存储单元中；加载时序是将存储到非易失存储单元中的数据加载到加载结构中的第一存储节点和第二存储节点中；所述编程通路包括左侧非易失存储单元编程通路和右侧非易失存储单元编程通路；其中第一输入节点、第一编程管、第三输入节点、左侧非易失存储单元构成左侧非易失存储单元编程通路；第二输入节点、第二编程管、第四输入节点、右侧非易失存储单元构成右侧非易失存储单元编程通路。
7.如权利要求6所述的适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，所述编程时序包括上电、编“1”、保持、编“0”共计4个状态；
8.如权利要求6所述的适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，所述加载时序包括上电、复位、加载三个状态；
...【技术特征摘要】
1.一种适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，包括：编程结构、加载结构、复位结构、读出结构；
2.如权利要求1所述的适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，所述编程结构包括左侧非易失存储单元和右侧非易失存储单元、第一编程管和第二编程管；左侧非易失存储单元的第一端与第一编程管的漏极连接形成第一传输节点，左侧非易失存储单元的第二端连接电源电压vdd；右侧非易失存储单元的第一端与第二编程管的漏极连接形成第二传输节点，右侧非易失存储单元的第二端连接电源电压vdd；第一编程管的栅极与第一输入节点连接，源极连接第三输入节点，漏极连接第一传输节点；第二编程管的栅极与第二输入节点连接，源极连接第四输入节点，漏极连接第二传输节点。
3.如权利要求2所述的适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，所述加载结构包括第一隔离管和第二隔离管、第一导闭管和第二导闭管；第一导闭管和第二导闭管构成双稳态电路，形成第一存储节点和第二存储节点；第一导闭管的栅极与第一存储节点相连，源极接地，漏极连接第二存储节点；第二导闭管的栅极与第二存储节点相连，源极接地，漏极连接第一存储节点；第一隔离管的栅极与第五输入节点相连，源极连接第一传输节点，漏极连接第二存储节点；第二隔离管的栅极与第五输入节点相连，源极连接第二传输节点，漏极连接第一存储节点。
4.如权利要求3所述的适用于非易失存储单元的自加载存储结构，其特征在于，所述复位结构包括第一复位管和第...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋昊，曹靓，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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