DE102012107503B4

DE102012107503B4 - Magnetischer RAM-Speicher

Info

Publication number: DE102012107503B4
Application number: DE102012107503.4A
Authority: DE
Inventors: Uwe Hildebrand; Josef Hausner; Matthias Obermeier; Daniel Bergmann
Original assignee: Intel Deutschland GmbH
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2032-08-17
Also published as: BR102012020524A2; US20130044541A1; DE102012107503A1; US8570799B2; BR102012020524A8; CN105118527B; US20130346681A1; CN102956259B; CN105118527A; US8848437B2; CN102956259A

Abstract

Magnetischer RAM-Speicher (MRAM), wobei: der MRAM als ein Schreib-/Lese-Speicher konfiguriert ist, und mindestens ein erster Abschnitt des MRAM konfiguriert ist, um unter Verwendung einer Umwandlungsschaltung, die eine mit einer Schreibleitung elektrisch verbundene Sicherung umfasst, wobei die elektrische Sicherung eine elektrische Schmelzsicherung umfasst, in einer nicht umkehrbaren Weise in einen ROM umgewandelt werden zu können.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen RAM-Speicher (MRAM), oder auf einen magnetischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, eine MRAM-Einrichtung, ein Verfahren zur Konfiguration eines MRAM und ein Datenverarbeitungssystem.
HINTERGRUND
Im Gebiet der eingebetteten Systeme und batteriebetriebenen Geräte werden sehr häufig Prozessor-Chips verwendet, die chipinterne Speicherstrukturen umfassen. Im Falle von beispielsweise Mobiltelefonen enthalten solche Geräte gewöhnlich einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller sowie einen Digitalsignal-Prozessor (DSP), wobei beide ihre eigenen Speicherstrukturen umfassen können. Solche chipinternen Speicherstrukturen umfassen normalerweise ROM-Strukturen sowie RAM-Strukturen in bestimmten SRAM-Strukturen. Der chipinterne ROM wird für chipinterne Anwendungen, wie das Speichern von Daten oder Code, der beispielsweise aus Sicherheitsgründen nicht mehr veränderbar sein darf, ausgewählt. Dies trifft auf den Boot-ROM zu, der sichere Boot-Merkmale unterstützt. Die chipinternen ROM-Strukturen könnten auch für wohldefinierte Signalverarbeitungskernalgorithmen verwendet werden, die stabil sind und nicht geändert oder aktualisiert werden müssen. Auf der anderen Seite werden SRAM-Strukturen auf dem Chip beispielsweise ausgewählt, um als ein Arbeitsspeicher für das Lesen und Schreiben von Daten oder für andere Daten oder anderen Code zu fungieren, die potenziell geändert oder aktualisiert werden müssen. Ein wichtiger Aspekt ist, dass in diesen chipinternen Speichern eine wohldefinierte Aufteilung in chipinternen SRAM oder ROM bereitgestellt wird, sodass bestimmte Bereiche als SRAM-Bereiche und ROM-Bereiche vordefiniert sind.
Diese vordefinierte Aufteilung und die Größen des SRAM- und ROM-Speichers können später nicht ohne Überarbeitungsprozess des Halbleiterchips geändert werden. Auf der anderen Seite können Situationen auftreten, in denen es wünschenswert erscheint, die Möglichkeit zu haben, den SRAM- und/oder ROM-Speicher flexibel zu erweitern oder auszutauschen.
Die Druckschrift US 2003/0 214 834 A1 beschreibt eine Vorrichtung, die es ermöglicht, einen nicht-volatilen Speicher selektiv als RAM oder ROM zu nutzen.
Die Druckschrift US 5 576 987 A beschreibt eine Halbleiterspeicher-Vorrichtung mit einem Schreibschutzelement zum Speichern von geschützten oder zugelassenen Schreibinformationen sowie einem Schreibschutzdetektionselement.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die begleitenden Zeichnungen sind eingeschlossen, um ein weiteres Verstehen von Ausführungsformen bereitzustellen. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und sie dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, Prinzipien von Ausführungsformen zu erklären. Andere Ausführungsformen und viele der beabsichtigten Vorteile von Ausführungsformen werden leichter verstanden, während man sich auf die folgende ausführliche Beschreibung bezieht. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht zwangsläufig zueinander maßstäblich. Gleiche Bezugsnummern bezeichnen entsprechende gleiche Teile.
1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform.
Die 2a, 2b und 2c zeigen jeweils schematische Blockdarstellungen eines MRAM gemäß einer Ausführungsform.
3 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform.
4 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform.
5 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform.
6 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Datenverarbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform.
7 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Datenverarbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Aspekte und Ausführungsformen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugsnummern generell verwendet werden, um sich durchgehend auf gleiche Elemente zu beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zum Zweck der Erklärung zahlreiche spezifische Details erläutert, um ein gründliches Verstehen von einem oder mehreren Aspekten von Ausführungsformen zu bieten. Jedoch kann es für einen Fachmann offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte der Ausführungsformen mit einem geringeren Grad dieser spezifischen Details praktiziert werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form gezeigt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten der Ausführungsformen zu erleichtern. Es ist selbstverständlich, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können und andere strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es sollte weiter beachtet werden, dass die Zeichnungen nicht maßstäblich oder nicht zwangsläufig maßstäblich sind.
Weiter sind die Begriffe „einschließen”, „aufweisen”, „mit” oder andere Varianten davon, die entweder in der ausführlichen Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, dazu beabsichtigt, ähnlich dem Begriff „umfassen” einschließend zu sein. Die Begriffe „gekoppelt” und „verbunden” und deren Ableitungen können verwendet werden. Es ist anzumerken, dass diese Begriffe gebraucht werden können, um anzuzeigen, dass zwei Elemente miteinander arbeiten oder miteinander interagieren, ungeachtet dessen, ob sie in direktem physischen oder elektrischen Kontakt miteinander stehen oder nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Außerdem ist der Begriff „exemplarisch” lediglich als ein Beispiel gemeint und nicht als das Beste oder Optimale. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb in keiner Weise einschränkend zu sehen, und der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. Die Begriffe MRAM-Gerät und MRAM-Einrichtung sind zueinander synonym.
Ein magnetischer RAM-Speicher (MRAM) ist ein Speicherbaustein, der ein Ferromagnetikum umfasst und verwendet, um Informationen zu speichern. Der MRAM kann beispielsweise als ein Speicherbaustein fungieren, um Informationen zu lesen und zu schreiben, die auf der Bildung mehrschichtiger ferromagnetischer Dünnschichten und dem Abfühlen von Stromänderungen beruhen, die von der Magnetisierungsrichtung der entsprechenden Dünnschichten abhängen. Die Datenspeicherung in einem MRAM kann beispielsweise erreicht werden, indem das riesenmagnetoresistive (GMR) Phänomen verwendet wird. Eine GMR-Einrichtung beruht auf der Widerstandsänderung, die auftritt, wenn Spinrichtungen für zwei Magnetschichten, die eine unmagnetische Schicht dazwischen aufweisen, unterschiedlich sind. Gemäß einem anderen Beispiel kann die Datenspeicherung in einem MRAM auch durch spinpolarisierte Magnetübertragung (SPMT) erreicht werden, bei der der Spin die Elektronentransmission beeinflusst. Die SPMT-Technik verwendet das Phänomen, dass größere Ströme übertragen werden, wenn Spinrichtungen in zwei Magnetschichten, die eine Isolierschicht dazwischen aufweisen, identisch sind.
Ein SRAM-Speicher ist typischerweise dadurch gekennzeichnet, dass er nicht in regelmäßigen Abständen aufgefrischt werden muss. Er verwendet bistabile Latchschaltkreise, um jedes Bit zu speichern. Typischerweise wird jedes Bit in einem SRAM auf vier Transistoren gespeichert, die zwei kreuzgekoppelte Inverter bilden.
Ein Read Only Memory-(ROM)-Speicher ist typischerweise durch einen nichtflüchtigen Speicher charakterisiert, der beispielsweise durch ein Masken-ROM bereitgestellt wird, dessen Inhalte vom Hersteller der integrierten Schaltung programmiert werden, wobei Regionen des Chips während des Prozesses der Fotolithografie abgedeckt werden. Die Funktionen des ROM sind beispielsweise die Speicherung von Programmcode und anderen nicht-flüchtigen Daten. In ROM gespeicherte Daten können nicht oder nur langsam oder mit Schwierigkeit modifiziert werden, sodass sie größtenteils verwendet werden, um Firmware, d. h. Software, die sehr eng mit spezifischer Hardware verbunden ist, zu verbreiten.
Mit Bezug auf 1 wird eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Der MRAM 10 von 1 ist als ein Schreib-/Lese-Speicher konfiguriert, und mindestens ein erster Abschnitt 11 des MRAM 10 ist in einen ROM umwandelbar.
Gemäß einer Ausführungsform des MRAM 10 von 1, wie gezeigt in 1, umfasst der MRAM 10 auch einen zweiten Abschnitt 12, der nicht in einen ROM umwandelbar ist. Tatsächlich kann jedoch der zweite Abschnitt 12 praktisch Null sein, was bedeutet, dass der MRAM 10 nur aus dem ersten Abschnitt 11 besteht, sodass tatsächlich der ganze MRAM 10 in einen ROM umwandelbar ist. Auf der anderen Seite ist es für einen MRAM 10, so wie er hergestellt und an einen Kunden geliefert wurde, auch möglich, dass der MRAM 10 einen ersten Abschnitt 11 umfasst, der in einen ROM umwandelbar ist, und einen zweiten Abschnitt 12, der sich bereits im Zustand eines ROM befindet, auf dem Daten vom Hersteller löschbar oder nicht löschbar gespeichert sind. Als eine weitere Ausführungsform davon ist es auch möglich, dass der MRAM 10 einen dritten Abschnitt umfasst, der nicht in einen ROM umwandelbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform des MRAM 10 von 1, ist der erste Abschnitt 11 in eine Vielzahl von Unterabschnitten unterteilt, die individuell in einen ROM umwandelbar sind. Die Unterabschnitte können ein vorbestimmtes Speichervolumen umfassen, das in Einheiten von Bits oder Bytes gemessen wird.
Gemäß einer Ausführungsform des MRAM 10 von 1 ist der erste Abschnitt 11 oder seine Unterabschnitte in einer umkehrbaren Weise in einen ROM umwandelbar, was bedeutet, dass diese Unterabschnitte, die in einen ROM umgewandelt wurden, zu jeder gewünschten Zeit zurück in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden können. Gemäß einer Ausführungsform des MRAM 10 von 1 sind die Unterabschnitte in einer irreversiblen Weise in einen ROM umwandelbar, sodass die Unterabschnitte nicht in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform des MRAM 10 von 1 sind der erste Abschnitt 11 oder die Unterabschnitte davon mittels einer Umwandlungsschaltung umwandelbar. Beispiele solch einer Umwandlungsschaltung werden weiter unter beschrieben. Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Abschnitt 11 oder die Unterabschnitte davon mit der Umwandlungsschaltung verbunden.
Mit Bezug auf die 2a, 2b und 2c werden jeweils schematische Blockdarstellungen von Ausführungsformen eines MRAM gezeigt. Die Ausführungsformen in den 2a, 2b und 2c zeigen jeweils einen MRAM entweder in einem Zustand, in dem der MRAM hergestellt und einem Kunden geliefert wurde, oder in einem Zustand, in dem der MRAM genommen wurde, nachdem der Kunde eine oder mehrere Rekonfigurationen des MRAM durchgeführt hat. Alle Ausführungsformen der 2a, 2b und 2c zeigen einen MRAM, der jeweils einen ersten Speicherabschnitt und einen zweiten Speicherabschnitt aufweist, wobei der erste Speicherabschnitt aus einem Schreib-/Lese-Speicher besteht und der zweite Speicherabschnitt aus einem ROM.
Gemäß einer Ausführungsform des MRAM der 2a, 2b und 2c ist der erste Speicherabschnitt oder mindestens ein Teil davon in einen ROM umwandelbar. Gemäß einer Ausführungsform davon ist die Umwandlung entweder umkehrbar oder nicht umkehrbar, was bedeutet, dass ein Teil, der in einen ROM umwandelt wurde, entweder in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt oder nicht in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform des MRAM der 2a, 2b und 2c umfasst der MRAM weiter eine Umwandlungsschaltung, die konfiguriert ist, um mindestens einen Unterabschnitt des ersten Speicherabschnitts in einen ROM umzuwandeln. Gemäß einer Ausführungsform davon kann die Umwandlungsschaltung so ausgeführt sein, dass die Umwandlung entweder umkehrbar oder nicht umkehrbar ist. Beispiele der Umwandlungsschaltung werden weiter unter beschrieben.
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der 2a, 2b und 2c noch mit weiteren Details erklärt. Es sollte angegeben werden, dass bei allen Ausführungsformen die Charakterisierung eines Speicherabschnitts als RAM- oder ROM-Verwendung bedeutet, dass der entsprechende Speicherabschnitt augenblicklich als ein RAM- oder ein ROM-Speicher verwendet wird, aber ein RAM kann in einen ROM umgewandelt werden und umgekehrt.
Mit Bezug auf 2a wird eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Der MRAM 20 umfasst einen ersten Speicherabschnitt 21 konfiguriert als ein Schreib-/Lese-Speicher (RW-MRAM), wobei der erste Speicherabschnitt 21 ein erstes Speicherabschnittvolumen umfasst. Der MRAM 20 umfasst weiter einen zweiten Speicherabschnitt 22 konfiguriert als ROM (RO-MRAM), wobei der zweite Speicherabschnitt 22 ein zweites Speicherabschnittvolumen umfasst. Die ersten und zweiten Speicherabschnittvolumina sind derart variabel, dass Teile des ersten Speicherabschnitts 21 in einen ROM umwandelbar sind, sodass diese Teile, die in einen ROM umgewandelt wurden, Teil des zweiten Speicherabschnitts 22 werden. Es gibt eine strikte Trennlinie zwischen dem ersten Speicherabschnitt 21 und dem zweiten Speicherabschnitt 22, wie gezeigt durch die fett gedruckte Linie. Wie weiter durch den Pfeil gezeigt wird, der bei dieser Linie beginnt und in den ersten Speicherabschnitt 21 zeigt, ist die Umwandlung von Teilen des ersten Speicherabschnitts 21 in einen ROM nicht umkehrbar, was bedeutet, dass diese Teile, die in einen ROM umgewandelt wurden, nicht zurück in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden können. Dieses Konzept ist für Anwendungen beabsichtigt, die sichere (d. h., nicht umkehrbare) schreibgeschützte Abschnitte erfordern, die im MRAM 20 zu implementieren sind. Da der MRAM 20 normalerweise diese Eigenschaft nicht besitzt, müssen zusätzliche oder erweiterte Funktionen bereitgestellt werden. Der Standard-Betriebsmodus des wie hergestellten oder gelieferten MRAM ist der Lese-/Schreib-Betriebsmodus. Der MRAM kann dann schrittweise in eine schreibgeschützte Betriebsweise geändert werden. Sobald ein Teil auf solche Art und Weise geändert wurde, kann er in der Ausführungsform von 2a nicht zurück in einen Lese-/Schreib-Modus umgekehrt werden. Der MRAM kann allmählich, wie erforderlich, vergrößert werden, und das kann zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgen, indem die gleiche Version eines Chips verwendet wird.
Mit Bezug auf 2b wird eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Der MRAM 30 von 2b umfasst einen ersten Speicherabschnitt 31 konfiguriert als ein Schreib-/Lese-Speicher (RW-MRAM), wobei der erste Speicherabschnitt 31 ein erstes Speicherabschnittvolumen umfasst. Der MRAM 30 umfasst weiter einen zweiten Speicherabschnitt 32 konfiguriert als ROM, wobei der zweite Speicherabschnitt 32 ein zweites Speicherabschnittvolumen umfasst. Die ersten und zweiten Speicherabschnittvolumina sind derart variabel, dass Teile des ersten Speicherabschnitts 31 in einen ROM umwandelbar sind, sodass diese Teile Teil des zweiten Speicherabschnitts 32 werden. Es gibt auch eine Trennlinie zwischen dem ersten und zweiten Speicherabschnitt 31 und 32. Jedoch gemäß dieser Ausführungsform, und angezeigt durch den Doppelpfeil, ist die Umwandlung von Teilen des ersten Speicherabschnitts 31 in einen ROM umkehrbar, sodass auch Teile des zweiten Speicherabschnitts 32 zurück in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden können. Der zweite Speicherabschnitt 32 kann in einem anfänglichen oder wie hergestellten MRAM 30 praktisch Null sein. Dieses Konzept ist für Anwendungen beabsichtigt, die keine sicheren (d. h., keine streng nicht wiederbeschreibbaren) Abschnitte verlangen, die in der MRAM-Struktur zu implementieren sind, sondern eher auf eine vollständig flexible Partitionierung zwischen RAM- und ROM-Bereichen abzielen. Der Inhalt des zweiten Speicherabschnitts 32 kann immer noch in jedem gewünschten Moment geändert werden. Kein zusätzlicher Mechanismus ist für Code-Patches erforderlich, was in einem geringeren Entwicklungsaufwand für Reparaturen und Einsparungen an Patch-Speicher resultiert.
Mit Bezug auf 2c wird eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Der MRAM 40 von 2c umfasst einen ersten Speicherabschnitt 41 konfiguriert als ein Schreib-/Lese-Speicher, wobei der erste Speicherabschnitt 41 ein erstes Speicherabschnittvolumen umfasst. Der MRAM 40 umfasst weiter einen zweiten Speicherabschnitt 42, wobei der zweite Speicherabschnitt 42 ein zweites Speicherabschnittvolumen umfasst. Die ersten und zweiten Speicherabschnittvolumina sind derart variabel, dass der zweite Speicherabschnitt einen ersten Unterabschnitt 42.1 und einen zweiten Unterabschnitt 42.2 umfasst. Der zweite Unterabschnitt 42.2 und der erste Speicherabschnitt 41 sind derart variabel, dass Teile des ersten Speicherabschnitts 41 in einer umkehrbaren Weise in einen ROM umwandelbar sind, was bedeutet, dass diese Teile des ersten Speicherabschnitts 41 zurück in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden können. Jedoch nur der zweite Unterabschnitt 42.2 des zweiten Speicherabschnitts 42 kann in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden, was bedeutet, dass der erste Unterabschnitt 42.1 des zweiten Speicherabschnitts 42 nicht in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden kann. Der zweite Unterabschnitt 42.2 kann in einem anfänglichen oder wie hergestellten MRAM 40 praktisch Null sein.
Mit Bezug auf 3 wird eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Die MRAM-Einrichtung 50 oder das MRAM-Gerät 50 von 3 umfasst einen MRAM 51 und eine Umwandlungsschaltung 52, die konfiguriert ist, um mindestens einen Teil des MRAM 51 in einen ROM umzuwandeln.
Gemäß einer Ausführungsform des MRAM-Geräts 50 ist die Umwandlungsschaltung 52 konfiguriert, um den mindestens einen Teil in einer umkehrbaren Weise umzuwandeln, sodass der mindestens eine Teil immer zurück in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden kann. Gemäß einer Ausführungsform des MRAM-Geräts 50 ist die Umwandlungsschaltung 52 konfiguriert, um den mindestens einen Teil in einer umkehrbaren Weise umzuwandeln, sodass der mindestens eine Teil nicht zurück in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform des MRAM-Geräts 50 umfasst das MRAM-Gerät 50 mindestens eine Schreibleitung, und die Umwandlungsschaltung 52 umfasst eine Sicherung, die elektrisch mit oder innerhalb der Schreibleitung verbunden ist. Insbesondere ist ein erster Abschnitt der Schreibleitung mit einem Eingang der Sicherung verbunden und ein zweiter Abschnitt der Schreibleitung ist mit einem Ausgang der Sicherung und mit einem Eingang des MRAM 51 verbunden, sodass die Sicherung innerhalb der Schreibleitung integriert ist, und das Durchbrennen der Sicherung bedeutet das Unterbrechen der Schreibleitung, sodass die Schreibleitung keine elektrischen Signale mehr an den MRAM 51 übertragen kann. Solch eine Ausführungsform wäre ein Beispiel für eine nicht umkehrbare Umwandlung in einen ROM.
Gemäß einer Ausführungsform des MRAM-Gerätes 50 umfasst die Umwandlungsschaltung 52 ein Speichermedium, wobei auf dem Speichermedium Informationen gespeichert sind, ob auf einen bestimmten Teil des MRAM 51 geschrieben werden kann oder nicht. Gemäß einer Ausführungsform davon umfasst das Speichermedium der Umwandlungsschaltung 52 eine Vielzahl von Bitpositionen, wobei jede der Bitpositionen mit einem Teil des MRAM 51 verbunden ist. Insbesondere ein binärer Wert, der an einer Bitposition gespeichert ist, bestimmt, ob auf den zugehörigen Teil des MRAM 51 geschrieben werden kann oder nicht.
In der Praxis könnte die entsprechende Bitposition ausgelesen und einer Logikschaltung zugeführt werden, die auch mit der Schreibleitung verbunden ist. Solch eine Ausführungsform wäre ein Beispiel für eine umkehrbare Umwandlung in einen ROM.
Gemäß einer Ausführungsform des MRAM-Geräts 50 umfasst der MRAM 51 einen ersten und zweiten Speicherabschnitt, wobei die Speichervolumina des ersten und zweiten Speicherabschnitts variabel sind und insbesondere in Bezug aufeinander variabel sind. Gemäß einer Ausführungsform umfasst der erste Speicherabschnitt ein erstes Speicherabschnittvolumen und der zweite Speicherabschnitt umfasst ein zweites Speicherabschnittvolumen, und die ersten und zweiten Speicherabschnittvolumina sind in einer umgekehrten Weise variabel, was bedeutet, dass ein Anstieg des ersten Speicherabschnittvolumens durch eine Verminderung des zweiten Speicherabschnittvolumens begleitet wird, wobei insbesondere der Umfang des Anstiegs des ersten Speicherabschnittvolumens dem Umfang der Verminderung des zweiten Speicherabschnittvolumens gleicht. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Summe der ersten und zweiten Speicherabschnittvolumina unveränderlich, wobei insbesondere ein Gesamtspeichervolumen des MRAM 51 der Summe des ersten und zweiten Speicherabschnittvolumens entspricht.
Mit Bezug auf 4 wird eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Der MRAM 60 von 4 umfasst einen ersten Speicherabschnitt 61 umwandelbar in einen ROM und einen zweiten Speicherabschnitt 62 nicht umwandelbar in einen ROM. Der erste Speicherabschnitt 61 ist in eine Anzahl von schreibschutzfähigen Abschnitten 61.1 unterteilt. Der erste Speicherabschnitt 61 ist in eine Vielzahl von schreibschutzfähigen Abschnitten 61.1 unterteilt. Der MRAM 60 ist mit einer Schreibsignalleitung 64 verbunden, wobei die Schreibsignalleitung 64 direkt mit dem zweiten Speicherabschnitt 62 verbunden ist und die Schreibsignalleitung 64 bei einer Ausführungsform eine Vielzahl von Leitungen umfasst, die mit den schreibschutzfähigen Abschnitten 61.1 des ersten Speicherabschnittes 61 über dazwischenliegende Schreibdeaktivierungselemente 63 verbunden sind.
Insbesondere ist die Schreibsignalleitung 64 mit einem Eingang von einem der Schreibdeaktivierungselemente 63 verbunden, und ein Ausgang des Schreibdeaktivierungselements 63 ist mit einem Eingang eines schreibschutzfähigen Abschnitts 61.1 des ersten Speicherabschnitts 61 verbunden. Die Schreibdeaktivierungselemente 63 können beispielsweise durch Sicherungen realisiert werden. Jede der Sicherungen kann individuell adressiert und durchgebrannt werden, indem sie mit einem Strom versorgt wird, der einen bestimmten Schwellwert überschreitet. Wenn eine Sicherung durchgebrannt ist, wird die Schreibsignalleitung 64 unabänderlich in Bezug auf diesen Abschnitt 61.1 unterbrochen, sodass der entsprechende verbundene schreibschutzfähige Abschnitt 61.1 unabänderlich in einen ROM umgewandelt wird, da jedes Schreibsignal, das auf der Schreibleitung 64 übertragen wird, effektiv durch die unterbrochene Schreibleitung blockiert oder gesperrt wird.
Mit Bezug auf 5 wird eine schematische Blockdarstellung eines MRAM gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Der MRAM 70 von 5 umfasst einen Speicherabschnitt 71, der als ein Schreib-/Lese-Speicher konfiguriert ist, und eine Umwandlungsschaltung 72, die konfiguriert ist, um mindestens einen Teil des Speicherabschnitts 71 in einen ROM umzuwandeln. Der Speicherabschnitt 71 ist in eine Vielzahl von Unterabschnitten 71.1 unterteilt. Die Umwandlungsschaltung 72 umfasst ein Speichermedium 72.1, wobei das Speichermedium 72.1 eine Vielzahl von Bitpositionen umfasst und jede der Bitpositionen mit einem Unterabschnitt 71.1 des Speicherabschnitts 71 verbunden ist. Das Speichermedium 72.1 und seine individuellen Bitpositionen sind mit einer Leseleitung 72.2 verbunden, die mit einem ersten Eingang einer Logikbaugruppe 72.3 verbunden ist. Eine Schreibsignalleitung 74 ist mit einem zweiten Eingang der Logikbaugruppe 72.3 verbunden. Ein Ausgang der Logikbaugruppe 72.3 ist mit den individuellen Unterabschnitten 71.1 des MRAM-Geräts 70 verbunden. Die Logikbaugruppe 72.3 funktioniert auf solche Art und Weise, dass das Anlegen eines ersten binären Werts, wie z. B. „1”, am ersten Eingang der Logikbaugruppe 72.3 die Auswirkung hat, dass jedes am zweiten Eingang angelegte Signal zum Ausgang der Logikbaugruppe 72.3 durchgegeben wird, und das Anlegen eines zweiten binären Werts, wie z. B. „0”, am ersten Eingang hat die Auswirkung, dass jedes am zweiten Eingang angelegte Signal blockiert wird, sodass kein Signal am Ausgang der Logikbaugruppe 72.3 vorhanden ist. Wenn ein willkürlicher Unterabschnitt 71.1 des ersten Speicherabschnitts 71 in einen ROM umzuwandeln ist, wird die zugehörige Bitposition des Speichermediums 72.1 auf „0” gesetzt. Unter der Annahme, dass ein an diesen bestimmten Unterabschnitt adressiertes Schreibsignal den zweiten Eingang der Logikbaugruppe 72.3 erreicht, wird das Lese-Bit „0” der Bitposition, die mit diesem bestimmten Unterabschnitt verbunden ist, am ersten Eingang der Logikbaugruppe 72.3 angelegt. Demzufolge wird aufgrund der Funktion der Logikbaugruppe 72.3 das Signal, das auf der Schreibsignalleitung 74 zugeführt wird, effektiv blockiert. Wenn andererseits eine „1„ auf einer Bitposition des Speichermediums 72.1 verbunden mit einem anderen Unterabschnitt 71.1 des ersten Speicherabschnitts 71 gespeichert wird, dann wird ein Signal, das auf der Schreibsignalleitung 74 zugeführt wird, effektiv durch die Logikbaugruppe 72.3 zum entsprechenden Unterabschnitt 71.1 durchgelassen, sodass die Daten, die auf der Schreibsignalleitung 74 zugeführt werden, auf den entsprechenden Unterabschnitt 71.1 geschrieben werden können. Demzufolge wird, solange eine „1” im Speichermedium 72.1 gespeichert ist, der entsprechende Unterabschnitt 71.1 als ein Schreib-/Lese-Speicher fungieren, und wenn die Bitposition auf „0” geändert wird, dann wird der entsprechende Unterabschnitt in einer umkehrbaren Weise in einen ROM umgewandelt. Die Logikbaugruppe 72.3 kann beispielsweise durch einen Transistor realisiert werden.
Die Ausführungsform, wie oben beschrieben und dargestellt in 5, zeigt somit ein Beispiel einer umkehrbaren Umwandlung eines Abschnitts des MRAM in einen ROM. Wenn aus irgendeinem Grund entschieden wird, dass ein Unterabschnitt 71.1 zurück in einen Schreib-/Lese-Speicher umgewandelt werden sollte, ist die entsprechende zugehörige Bitposition des Speichermediums 72.1 auf „1” zu ändern. Natürlich ist es erforderlich, entsprechende Steuermittel zu veranlassen, um die Werte der Bitpositionen des Speichermediums 72.1 zu ändern, die hier aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt sind und die leicht von jedem Fachmann implementiert werden können.
Mit Bezug auf 6 wird eine schematische Blockdarstellung eines Datenverarbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Das Datenverarbeitungssystem 100 umfasst einen Prozessor (PU) 110, einen statischen RAM-Speicher (SRAM) 120, einen MRAM (MRAM) 130 und ein Bussystem 140, das den Prozessor 110, den SRAM 120 und den MRAM 130 miteinander verbindet. Der SRAM 120 kann auch weggelassen werden oder durch einen ROM-Speicher, wie einen konventionellen ROM-Speicher, ausgetauscht werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Datenverarbeitungssystems 100 von 6 ist der MRAM 130 als ein Schreib-/Lese-Speicher konfiguriert, und mindestens ein erster Abschnitt des MRAM 130 ist in einen ROM umwandelbar. Weitere Ausführungsformen können mit irgendeinem der Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsformen eines MRAM gebildet werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Datenverarbeitungssystems 100 von 6 umfasst das System weiter eine Umwandlungsschaltung, die konfiguriert ist, um mindestens einen ersten Unterabschnitt des ersten Abschnitts in einen ROM umzuwandeln. Weitere Ausführungsformen können mit irgendeinem der Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsformen eines MRAM gebildet werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Datenverarbeitungssystems 100 von 6 ist der Prozessor 110 ein Digitalsignal-Prozessor, was insbesondere der Fall ist, wenn das Datenverarbeitungssystem innerhalb einer Kommunikationseinheit, wie beispielsweise einer Mobilkommunikationseinheit, integriert und Teil davon ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform davon ist der SRAM 120 als ein Arbeitsspeicher für Daten implementiert, die gelesen/geschrieben werden müssen. Der MRAM 130 könnte organisiert und konfiguriert sein, sodass ein erster Abschnitt als ein Schreib-/Lese-Speicher, insbesondere auch als ein Arbeitsspeicher, fungiert, und ein zweiter Abschnitt fungiert als ein ROM, der aus Speicherabschnitten besteht, die von vorherigen Schreib-/Lese-Speicher-Teilen in Teile des ROM umgewandelt wurden, und die Daten oder Code speichern, der für eine vorbestimmte Zeitspanne aufrechterhalten werden soll, aber zwischen diesen vorbestimmten Zeitspannen geändert oder aktualisiert werden muss. Beispielsweise in einer Mobilkommunikationseinheit können das Daten oder Code sein, die während eines Telefonats oder anderer Kommunikationsverbindungen aufrechterhalten werden sollen, aber nach Beendigung der Verbindung geändert werden können.
Gemäß einer Ausführungsform des Datenverarbeitungssystems 100 von 6 sind der Prozessor 110, der SRAM 120 und der MRAM 130 auf ein und demselben Halbleiterchip integriert.
Gemäß einer Ausführungsform des Verarbeitungssystems 100 von 6 ist der Prozessor 110 ein Mikroprozessor oder ein Mikrocontroller. Gemäß einer Ausführungsform davon kann der MRAM 130 einen ersten als ein Schreib-/Lese-Speicher konfigurierten Abschnitt umfassen, und einen zweiten Abschnitt, der als ein ROM konfiguriert ist, wobei im zweiten Abschnitt kundenspezifische Daten oder Code gespeichert sind. Ein Vorteil dieser Herangehensweise ist insbesondere, dass nur die kundenspezifischen, für das individuelle Zielsystem zutreffenden Teile implementiert werden müssen. Eine tatsächliche ROM-Struktur-basierte Implementierung würde erfordern, dass kundenspezifische Implementierungen aller berücksichtigten Kunden bereits während des Chipdesigns berücksichtigt werden müssen.
Gemäß einer Ausführungsform des Datenverarbeitungssystems 100 von 6 ist das Bussystem 140 bidirektional, sodass die Verarbeitungseinheit 110, der SRAM 120 und der MRAM 130 frei Daten untereinander austauschen können.
Mit Bezug auf 7 wird eine schematische Blockdarstellung eines Datenverarbeitungssystems gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Das Datenverarbeitungssystem 200 von 7 umfasst einen Prozessor 210, einen SRAM 220, einen MRAM 230 und ein Bussystem 240, das den Prozessor 210, den SRAM 220 und den MRAM 230 miteinander verbindet. Der SRAM 220 kann auch ausgelassen werden oder durch einen ROM-Speicher, wie einen konventionellen ROM-Speicher, ausgetauscht werden.
Das Datenverarbeitungssystem 200 von 7 repräsentiert eine weitere Ausführungsform des Datenverarbeitungssystems 100 von 6. Insbesondere ist der MRAM 230 durch eine flexible RAM-/ROM-Partitionierung charakterisiert, wie sie in vorherigen Ausführungsformen verbunden mit MRAM-Strukturen beschrieben ist. Die flexible RAM-/ROM-Partitionierung wird durch eine Trennlinie symbolisiert, die einen ersten Speicherabschnitt 231 von einem zweiten Speicherabschnitt 232 des MRAM 230 trennt. Der erste Speicherabschnitt 231 ist als ein Schreib-/Lese-Speicher konfiguriert und der zweite Speicherabschnitt 232 ist als ein ROM konfiguriert. Der eingezeichnete Doppelpfeil, der die Trennlinie zwischen dem ersten Speicherabschnitt 231 und dem zweiten Speicherabschnitt 232 kreuzt, symbolisiert die Möglichkeit, die Trennlinie zu verschieben, sodass die Speichervolumina des ersten Speicherabschnitts 231 und des zweiten Speicherabschnitts 232 in Bezug aufeinander variabel sind, das heißt, variabel auf eine Weise, sodass die Summe von beiden Speichervolumina konstant gehalten wird. Der MRAM 230 kann jedes weitere Merkmal, das zuvor im Zusammenhang mit Ausführungsformen, die mit MRAM-Strukturen verbunden sind, beschrieben wurde, umfassen. Insbesondere kann der MRAM 230 eine Umwandlungsschaltung umfassen, um Teile des ersten Speicherabschnitts 231 in ROM-Abschnitte umzuwandeln.
In einem Verfahren, um einen MRAM neu zu konfigurieren, ist der MRAM als ein Schreib-/Lese-Speicher konfiguriert, und das Verfahren umfasst die Umwandlung mindestens eines ersten Abschnitts des MRAM in einen ROM.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens werden kundenspezifische Daten oder Code in einem solchen Teil des ROM gespeichert. Gemäß einer anderen Ausführungsform werden mathematische Algorithmen in einem solchen ROM-Abschnitt gespeichert.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Umwandlung in einer umkehrbaren oder einer nicht umkehrbaren Weise durchgeführt.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Umwandlung mittels einer Umwandlungsschaltung durchgeführt.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens können mit Merkmalen gebildet werden, wie sie im Zusammenhang mit den oben genannten Ausführungsformen von MRAM-Strukturen beschrieben sind.

Claims

Magnetischer RAM-Speicher (MRAM), wobei: der MRAM als ein Schreib-/Lese-Speicher konfiguriert ist, und mindestens ein erster Abschnitt des MRAM konfiguriert ist, um unter Verwendung einer Umwandlungsschaltung, die eine mit einer Schreibleitung elektrisch verbundene Sicherung umfasst, wobei die elektrische Sicherung eine elektrische Schmelzsicherung umfasst, in einer nicht umkehrbaren Weise in einen ROM umgewandelt werden zu können.
MRAM nach Anspruch 1, wobei die Konfiguration zur nicht umkehrbare Umwandlung in einen ROM eine elektrischen Schmelzsicherung umfasst.
MRAM nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens erste Abschnitt in eine Vielzahl von Unterabschnitte unterteilt ist, und wobei jeder der Unterabschnitte konfiguriert ist, um unabhängig in einer nicht umkehrbaren Weise in einen ROM umgewandelt zu werden.
MRAM nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl von Unterabschnitten gleiche Volumina umfasst.
MRAM nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein ganzer Inhalt des MRAM konfiguriert ist, in einer nicht umkehrbaren Weise in einen ROM umgewandelt werden zu können.
MRAM nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein zweiter Abschnitt konfiguriert ist, um in einer umkehrbaren Weise in einen ROM umgewandelt werden zu können.
MRAM-Einrichtung, umfassend: ein MRAM, der als ein Schreib-/Lese-Speicher konfiguriert ist, eine Umwandlungsschaltung, die konfiguriert ist, um mindestens einen ersten Abschnitt des MRAM in einer nicht umkehrbaren Weise in einen ROM umzuwandeln, und mindestens eine Schreibleitung, wobei die Umwandlungsschaltung eine mit der Schreibleitung elektrisch verbundene Sicherung umfasst, wobei die elektrische Sicherung eine elektrische Schmelzsicherung umfasst.
MRAM-Einrichtung nach Anspruch 7, wobei die Umwandlungsschaltung konfiguriert ist, um mindestens einen zweiten Abschnitt des MRAM in einer umkehrbaren Weise in einen ROM umzuwandeln.
MRAM-Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei die Umwandlungsschaltung ein Speichermedium umfasst, das konfiguriert ist, eine Information zu speichern, die anzeigt, ob auf einen Abschnitt des ersten Abschnitts geschrieben werden kann oder nicht.
MRAM-Einrichtung nach Anspruch 9, wobei das Speichermedium eine Vielzahl von Bitpositionen umfasst, und wobei jede der Bitpositionen mit einem Abschnitt des MRAM verbunden ist.
Datenverarbeitungssystem, umfassend: einen Prozessor, einen magnetischen RAM-Speicher (MRAM), der als Schreib-/Lesegerät-Speicher konfiguriert ist, einen statischen RAM-Speicher, ein Bussystem, das den Prozessor, den statischen RAM-Speicher und den MRAM miteinander verbindet, und eine Umwandlungsschaltung, die konfiguriert ist, um mindestens einen ersten Abschnitt des MRAM in einer nicht umkehrbaren Weise in einen ROM umzuwandeln, wobei die Umwandlungsschaltung eine mit einer Schreibleitung elektrisch verbundene Sicherung umfasst, wobei die elektrische Sicherung eine elektrische Schmelzsicherung umfasst.
Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 11, wobei die Umwandlungsschaltung konfiguriert ist, um mindestens einen zweiten Abschnitt des MRAM in einer umkehrbaren Weise in einen ROM umzuwandeln.
Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 12, wobei der Prozessor ein Digitalsignal-Prozessor ist.
Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei mathematische Algorithmen in einem Abschnitt des MRAM gespeichert sind, der in einen ROM umgewandelt werden kann.
Datenverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Prozessor ein Mikroprozessor oder ein Mikrocontroller ist.
Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 15, wobei kundenspezifische Daten in einem Abschnitt des MRAM, der in einen ROM umgewandelt werden kann, gespeichert sind.
Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 15, wobei sichere Boot-Merkmale in einem Abschnitt des MRAM gespeichert sind, der in einen ROM umgewandelt werden kann.
Ein Verfahren, um einen magnetischen RAM-Speicher (MRAM) neu zu konfigurieren, umfassend: das Konfigurieren des MRAM als einen Schreib-/Lese-Speicher, und das Umwandeln mindestens eines ersten Abschnitts des MRAM in einer nicht umkehrbaren Weise in einen ROM unter Verwendung einer Umwandlungsschaltung, die eine mit einer Schreibleitung elektrisch verbundene Sicherung umfasst, wobei die elektrische Sicherung eine elektrische Schmelzsicherung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, weiter umfassend: das Umwandeln eines mindestens zweiten Abschnitts in einer umkehrbaren Weise in einen ROM.