CN103578556B - 一种快闪存储器及其参考单元的切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快闪存储器及其参考单元的切换方法，克服参考单元不稳定导致存储器无法操作等缺陷。存储单元的漏极连接电流感应放大器，各参考单元的漏极连接切换电路，切换电路将一对参考单元上引出的两路参考电流分别输入给电流感应放大器及验证电路；存储单元上引出的操作电流与两路参考电流中的一路接入到电流感应放大器，电流感应放大器产生第一逻辑信号；操作电流与两路参考电流中的另一路接入到验证电路产生第二逻辑信号，两路逻辑信号不一致时产生切换信号；切换电路根据切换信号将另外一对参考单元上引出的两路参考电流分别输入给电流感应放大器及验证电路。本发明避免了一个参考单元产生性能漂移存储单元就无法进行正常操作的问题。

Description

一种快闪存储器及其参考单元的切换方法

技术领域

本发明涉及存储设备，尤其涉及一种快闪存储器以及其中的参考单元的切换方法。

背景技术

随着消费电子产品市场的发展，快闪存储器在移动终端如手机、数码相机等产品中得到了广泛应用。快闪存储器在不加电的情况下能够长期保持所存储的信息，其读取操作如同图1所示。

存储单元(Array Cell)和参考单元(Ref Cell)在电流-电压关系上类似于n沟道的MOS管。在存储单元(Array Cell)和参考单元(Ref Cell)的栅极上各加一定的电压，分别从存储单元和参考单元的漏极引出操作电流I_cell和参考电流I_ref，对两者进行比较，如果I_cell＞I_ref，则电流感应放大器(Sense Amp，简写为SA)输出逻辑1；如果I_cell＜I_ref，则SA输出逻辑0，从而达到读出存储数据的目的。

快闪存储器需要稳定的参考单元及其电流来确定存储单元所处的状态。然而，参考单元可能会受到各种因素的影响，例如，电源的扰动可能会造成加在参考单元上的电压的变化，从而引起参考单元电流产生变化，无法保证正确地进行读取操作。

更为严重的是，由于参考单元本身可能在多次操作之后，性能发生变化，所设计的参考电流发生漂移，导致存储器无法正常工作，大大降低了存储器的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服快闪存储器中的参考单元不稳定导致无法正常进行读取操作以及参考单元性能变化缩短快闪存储器使用寿命的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种快闪存储器，包含存储单元和电流感应放大器，还包括验证电路、切换电路以及用来确定所述存储单元状态的至少两对参考单元，其中：

所述存储单元的漏极连接所述电流感应放大器的输入端，各参考单元的漏极均连接所述切换电路，所述切换电路将其中一对参考单元漏极上引出的两路参考电流分别输入给所述电流感应放大器及验证电路；

从所述存储单元的漏极上引出的操作电流与所述两路参考电流中的其中一路接入到所述电流感应放大器的两个输入端，所述电流感应放大器产生第一逻辑信号；

所述操作电流与所述两路参考电流中的另一路接入到所述验证电路中，所述验证电路根据所述操作电流与所述另一路的参考电流产生第二逻辑信号，在所述第二逻辑信号与第一逻辑信号不一致时产生切换信号发送给所述切换电路；

所述切换电路根据所述切换信号将所有参考单元中另外一对参考单元漏极上引出的两路参考电流分别输入给所述电流感应放大器及验证电路。

优选地，所述验证电路包括异或门和切换放大器，其中：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相同，所述切换放大器与所述电流感应放大器的输出信号接入到所述异或门，所述异或门输出所述切换信号。

优选地，所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相同，包括：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的同相输入端以及所述切换放大器的同相输入端，或者接入所述电流感应放大器的反相输入端以及所述切换放大器的反相输入端。

优选地，所述验证电路包括同或门和切换放大器，其中：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相反，所述切换放大器与所述电流感应放大器的输出信号接入到所述同或门，所述同或门输出所述切换信号。

优选地，所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相反，包括：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的同相输入端以及所述切换放大器的反相输入端，或者接入所述电流感应放大器的反相输入端以及所述切换放大器的同相输入端。

优选地，所述验证电路间断性地输出所述切换信号。

本发明还提供了一种快闪存储器中参考单元的切换方法，该快闪存储器包含存储单元和电流感应放大器，还包括验证电路、切换电路以及用来确定所述存储单元状态的至少两对参考单元；所述存储单元的漏极连接所述电流感应放大器的输入端，各参考单元的漏极均连接所述切换电路；其中，该方法包括：

所述切换电路将其中一对参考单元漏极上引出的两路参考电流分别输入给所述电流感应放大器及验证电路；

从所述存储单元的漏极上引出的操作电流与所述两路参考电流中的其中一路接入到所述电流感应放大器的两个输入端，所述电流感应放大器产生第一逻辑信号；

所述操作电流与所述两路参考电流中的另一路接入到所述验证电路中，所述验证电路根据所述操作电流与所述另一路的参考电流产生第二逻辑信号，在所述第二逻辑信号与第一逻辑信号不一致时产生切换信号发送给所述切换电路；

所述切换电路根据所述切换信号将所有参考单元中另外一对参考单元漏极上引出的两路参考电流分别输入给所述电流感应放大器及验证电路。

优选地，所述验证电路包括异或门和切换放大器，其中：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相同，所述切换放大器与所述电流感应放大器的输出信号接入到所述异或门，所述异或门输出所述切换信号。

优选地，所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相同，包括：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的同相输入端以及所述切换放大器的同相输入端，或者接入所述电流感应放大器的反相输入端以及所述切换放大器的反相输入端。

优选地，所述验证电路包括同或门和切换放大器，其中：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相反，所述切换放大器与所述电流感应放大器的输出信号接入到所述同或门，所述同或门输出所述切换信号。

优选地，所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相反，包括：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的同相输入端以及所述切换放大器的反相输入端，或者接入所述电流感应放大器的反相输入端以及所述切换放大器的同相输入端。

优选地，所述验证电路间断性地输出所述切换信号。

与现有技术相比，本发明的实施例通过为存储单元设置多个参考单元，通过备用的参考单元来替换性能出现漂移的参考单元，从而避免了一个参考单元产生性能漂移存储单元就无法进行正常操作的问题，增加了整个快闪存储器的可靠性，有效延长了快闪存储器的寿命。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为目前快闪存储器的读取操作示意图。

图2为本发明实施例的快闪存储器的组成示意图。

图3为本发明实施例快闪存储器中验证电路的构造示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征在不相冲突前提下的相互结合，均在本发明的保护范围之内。

如图2所示，本发明实施例的快闪存储器，包含存储单元(Array Cell)和电流感应放大器(SA)30，还包括验证电路10和切换电路20，以及用来确定该存储单元状态的至少两对参考单元。

图2示出的实施例中，用于确定一个存储单元状态的参考单元有m个(m为大于等于2的偶数)，分别以第一参考单元(Ref Cell_1)、第二参考单元(Ref Cell_2)、...、第m参考单元(Ref Cell_m)示出。

存储单元的漏极连接电流感应放大器30的输入端，各参考单元的漏极均连接切换电路20，切换电路20从其中选择一对(两个)参考单元，这一对参考单元分别为第i参考单元和第j参考单元，并从这两个参考单元的漏极上分别引出第i参考电流I_refi和第j参考电流I_refj，其中1≤i≤m，1≤j≤m，且i和j为不相等的整数。

切换电路20将引出的两路参考电流，分别输入给电流感应放大器(SA)30和验证电路10中。图2示出的实施例中，是将第i参考电流I_refi输入给电流感应放大器(SA)30，将第j参考电流I_refj输入给切换电路20。

从存储单元上引出的操作电流I_cell，分别输入给电流感应放大器30以及验证电路10。

操作电流I_cell与第i参考电流I_refi一起接入到电流感应放大器30的两个输入端。图2所示的实施例中，第i参考电流I_refi接入电流感应放大器30的反相输入端，操作电流I_cell接入电流感应放大器30的同相输入端。电流感应放大器30产生第一逻辑信号V_Out，并输出给验证电路10。

从参考单元的漏极上引出的操作电流I_cell与第j参考电流I_refj一起接入到验证电路10中，验证电路10根据操作电流I_cell与第j参考电流I_refj产生第二逻辑信号，并将该第二逻辑信号与第一逻辑信号进行比较，在该第二逻辑信号与第一逻辑信号不一致时，产生切换信号发送给切换电路20。

切换电路20根据验证电路10发送的切换信号，从所有参考单元中另选一对参考单元(除开第i参考单元和第j参考单元之外)来确定该存储单元的状态，将新选通的这两个参考单元漏极上的电流分别接入到验证电路10和电流感应放大器30中，如此可以继续对存储单元进行操作，保证操作的正确性，延长了快闪存储器的使用寿命。

图3示出了本发明实施例快闪存储器中验证电路10的一种实现方式。如图3所示，验证电路10主要包括异或门11和切换放大器12，切换放大器12接入操作电流I_cell和两路参考信号中的一路。本发明的实施例中，切换放大器12也是一个电流感应放大器。切换放大器12与电流感应放大器30的输出信号接入到异或门11，异或门11的输出信号即为前述的切换信号。

结合和2所示的实施例，如图3所示，切换放大器12接入的一路参考信号是第j参考电流I_refj。其中，操作电流I_cell接入电流感应放大器30的接入方式，与接入切换放大器12的接入方式相同，或者接入电流感应放大器30的同相输入端以及切换放大器12的同相输入端，或者接入流感应放大器30的反相输入端以及切换放大器12的反相输入端。

在本发明的另一些实施例中，验证电路10也可以包括同或门和切换放大器。在这种实现方式中，操作电流I_cell接入电流感应放大器30的接入方式，与接入切换放大器12的接入方式相反，也即操作电流接入电流感应放大器30的同相输入端以及切换放大器12的反相输入端，或者接入流感应放大器30的反相输入端以及切换放大器12的同相输入端。与此相适应地，切换放大器与电流感应放大器30的输出信号接入到同或门，同或门的输出信号即为前述的切换信号。

如图3所示的验证电路10在使用时，比如对存储单元进行读操作，从存储单元产生的操作电流I_cell与两路参考电流进行比较，从而得到两个读的结果(图3所示电流感应放大器30的输出V_Outi以及切换放大器12的输出V_Outj)。

在正常情况下(两个参考单元均未产生能导致存储单元错误状态的性能漂移)，由于两个参考单元给出的参考电流大体相同，所以两个放大器(电流感应放大器30以及切换放大器12)输出的两个读的结果应当相同，此时异或门的输出结果应该为0。随着参考单元被多次操作，性能逐渐发生漂移，直到其中一个参考单元的读结果发生错误。

由于两个参考单元在同一时间刚好同时发生错误的概率非常小，所以电流感应放大器30以及切换放大器12中总是有一个放大器的输出结果先发生错误。此时，两个放大器输出的读的结果不同，经过异或门以后，输出为1(前述的切换信号)，表明其中一个参考单元的读结果发生了错误。这样，验证电路就能够及时发现错误并及时想切换电路输出切换信号。

本发明的实施例能够在参考单元的性能发生漂移且导致存储单元的读取结果发生错误时，及时地发现并切换到备用的参考单元继续使用，如此大大延长了快闪存储器的使用寿命。

本发明的其他一些实施例中，验证电路可以间断性地工作并输出所述切换信号，比如每隔一段时间工作一次或者多次或者一定时长，或者每隔多少次存储单元的读操作工作一次或者多次或者一定时长。这样，可以避免存储单元每次读操作，都有两个放大器同时工作所带来的较大的功耗，并且能够延长验证电路的使用寿命。

本发明实施例的快闪存储器中参考单元的切换方法中，该快闪存储器包含存储单元和电流感应放大器，还包括验证电路、切换电路以及用来确定存储单元状态的至少两对参考单元；存储单元的漏极连接电流感应放大器的输入端，各参考单元的漏极均连接切换电路。

本发明实施例的快闪存储器中参考单元的切换方法，请参考前述快闪存储器的实施例进行理解。

本发明实施例的快闪存储器中参考单元的切换方法，主要包括：

切换电路将其中一对参考单元漏极上引出的两路参考电流分别输入给电流感应放大器及验证电路。

从存储单元的漏极上引出的操作电流与两路参考电流中的其中一路接入到电流感应放大器的两个输入端，电流感应放大器产生第一逻辑信号。

操作电流与两路参考电流中的另一路接入到验证电路中，验证电路根据操作电流与另一路的参考电流产生第二逻辑信号，在第二逻辑信号与第一逻辑信号不一致时产生切换信号发送给切换电路。

切换电路根据切换信号将所有参考单元中另外一对参考单元漏极上引出的两路参考电流分别输入给电流感应放大器及验证电路。

本发明实施例的快闪存储器中参考单元的切换方法中，验证电路包括异或门和切换放大器，操作电流接入电流感应放大器的接入方式与接入切换放大器的接入方式相同，切换放大器与电流感应放大器的输出信号接入到异或门，异或门输出切换信号。

上述操作电流接入电流感应放大器的接入方式与接入切换放大器的接入方式相同，包括：操作电流接入电流感应放大器的同相输入端以及切换放大器的同相输入端，或者接入电流感应放大器的反相输入端以及切换放大器的反相输入端。

本发明实施例的快闪存储器中参考单元的切换方法中，验证电路包括同或门和切换放大器，操作电流接入电流感应放大器的接入方式与接入切换放大器的接入方式相反，切换放大器与电流感应放大器的输出信号接入到同或门，同或门输出切换信号。

上述操作电流接入电流感应放大器的接入方式与接入切换放大器的接入方式相反，包括：操作电流接入电流感应放大器的同相输入端以及切换放大器的反相输入端，或者接入电流感应放大器的反相输入端以及切换放大器的同相输入端。

本发明实施例的快闪存储器中参考单元的切换方法中，验证电路可以间断性地工作并输出切换信号。

本发明的实施例能够在一个参考单元发生影响存储单元状态的准确性时，切换到备用的参考单元。备用的参考单元由于没有受到干扰，能够给出准确的所需要的参考电流，从而杜绝了单一参考单元多次操作后参考电流发生漂移的问题，增加了快闪存储器的可靠性，延长了快闪存储器的使用寿命。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种快闪存储器，包含存储单元和电流感应放大器，还包括验证电路、切换电路以及用来确定所述存储单元状态的至少两对参考单元，其中：

所述存储单元的漏极连接所述电流感应放大器的输入端，各参考单元的漏极均连接所述切换电路，所述切换电路将其中一对参考单元漏极上引出的两路参考电流分别输入给所述电流感应放大器及验证电路；

从所述存储单元的漏极上引出的操作电流与所述两路参考电流中的其中一路接入到所述电流感应放大器的两个输入端，所述电流感应放大器产生第一逻辑信号；

所述操作电流与所述两路参考电流中的另一路接入到所述验证电路中，所述验证电路根据所述操作电流与所述另一路的参考电流产生第二逻辑信号，在所述第二逻辑信号与第一逻辑信号不一致时产生切换信号发送给所述切换电路；

所述切换电路根据所述切换信号将所有参考单元中另外一对参考单元漏极上引出的两路参考电流分别输入给所述电流感应放大器及验证电路；

所述验证电路包括异或门。

2.根据权利要求1所述的快闪存储器，其中，所述验证电路还包括切换放大器，其中：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相同，所述切换放大器与所述电流感应放大器的输出信号接入到所述异或门，所述异或门输出所述切换信号；

其中，所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相同，包括：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的同相输入端以及所述切换放大器的同相输入端，或者接入所述电流感应放大器的反相输入端以及所述切换放大器的反相输入端。

3.根据权利要求1所述的快闪存储器，其中：

所述验证电路间断性地输出所述切换信号。

4.一种快闪存储器中参考单元的切换方法，该快闪存储器包含存储单元和电流感应放大器，还包括验证电路、切换电路以及用来确定所述存储单元状态的至少两对参考单元；所述存储单元的漏极连接所述电流感应放大器的输入端，各参考单元的漏极均连接所述切换电路；其中，该方法包括：

所述切换电路将其中一对参考单元漏极上引出的两路参考电流分别输入给所述电流感应放大器及验证电路；

从所述存储单元的漏极上引出的操作电流与所述两路参考电流中的其中一路接入到所述电流感应放大器的两个输入端，所述电流感应放大器产生第一逻辑信号；

所述操作电流与所述两路参考电流中的另一路接入到所述验证电路中，所述验证电路根据所述操作电流与所述另一路的参考电流产生第二逻辑信号，在所述第二逻辑信号与第一逻辑信号不一致时产生切换信号发送给所述切换电路；

所述切换电路根据所述切换信号将所有参考单元中另外一对参考单元漏极上引出的两路参考电流分别输入给所述电流感应放大器及验证电路；

所述验证电路包括异或门。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述验证电路还包括切换放大器，其中：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相同，所述切换放大器与所述电流感应放大器的输出信号接入到所述异或门，所述异或门输出所述切换信号；

其中，所述操作电流接入所述电流感应放大器的接入方式与接入所述切换放大器的接入方式相同，包括：

所述操作电流接入所述电流感应放大器的同相输入端以及所述切换放大器的同相输入端，或者接入所述电流感应放大器的反相输入端以及所述切换放大器的反相输入端。

6.根据权利要求4所述的方法，其中：

所述验证电路间断性地输出所述切换信号。