KR102291651B1 - Readout circuit for ternary signal and operating method for reading ternary data using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터너리 읽기 회로 및 이를 이용하여 터너리 데이터를 디지털적으로 읽는 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는 프리 앰프 및 비교기를 포함하는 터너리 읽기 회로 및 이를 이용하여 터너리 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 읽는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ternary read circuit and a method for digitally reading ternary data using the same, and more particularly, a ternary read circuit including a preamplifier and a comparator, and a ternary read circuit using the same to convert ternary data into digital data It is about how to convert and read.
공정 기술의 발전으로 ㎚ 단위의 작은 칩에 더 많은 정보를 저장할 수 있는 저장 장치들이 개발되어 왔다. 하지만 소자 크기를 줄여 저장 용량을 높이는 방법은 원자 크기 이하로는 소자를 작게 만들 수 없다는 물리적 한계를 가지고 있으며 이 한계를 극복하기 위해서는 다른 기술이 필요하다. 그 중 하나의 방법이 디지털(Digital) 방식을 터너리(Ternary) 방식으로 바꾸는 것이다.With the development of process technology, storage devices capable of storing more information in a small chip in the nanometer unit have been developed. However, the method of increasing the storage capacity by reducing the device size has a physical limitation that the device cannot be made smaller than the atomic size, and other technologies are needed to overcome this limitation. One of the methods is to change the digital method to the ternary method.
기존의 디지털 방식의 SRAM 셀 하나의 경우 0과 1로 정보를 저장하는 방면 터너리 셀(T-SRAM)의 경우 정보를 0, 1, 2(또는 0, 1/2, 1)로 트릿(trit) 정보를 하나의 SRAM 셀에 저장할 수 있어 같은 크기 대비 1.5배의 저장 능력을 구현할 수 있다. 즉, 터너리 소자를 이용할 경우 소자의 크기를 줄이지 않고도 더 많은 저장공간을 가지는 SRAM 저장매체를 만들 수 있다. In the case of one conventional digital SRAM cell, information is stored as 0 and 1. In the case of a ternary cell (T-SRAM), information is tritted to 0, 1, 2 (or 0, 1/2, 1). ) information can be stored in one SRAM cell, so 1.5 times the storage capacity of the same size can be realized. That is, when a ternary device is used, an SRAM storage medium having more storage space can be made without reducing the size of the device.
T-SRAM에 저장된 트릿(trit) 정보를 읽어 내기 위해서는 기존의 디지털 회로 기반의 SRAM 읽기 회로는 2진 데이터만을 다루기 때문에 별도의 회로가 필요하다. 인버터를 터너리 소자로 단순 대체하는 경우에는 터너리 데이터의 미들 전압(가령 VDD/2)을 읽어낼 수 있으나 선충전(pre-charging) 전압에 따라 정확한 정보를 읽어내지 못할 수 있다.In order to read the trit information stored in the T-SRAM, a separate circuit is required because the existing digital circuit-based SRAM read circuit handles only binary data. When the inverter is simply replaced with a ternary element, the middle voltage (eg, VDD/2) of the ternary data may be read, but accurate information may not be read according to the pre-charging voltage.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 3진법 SRAM(Ternary SRAM; T-SRAM) 어레이에 있어서, 2진법 소자를 사용하여 T-SRAM에 저장된 3진 데이터를 왜곡 없이 읽을 수 있는 터너리 읽기 회로 및 이의 동작 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, in a ternary SRAM (T-SRAM) array, a ternary read by using a binary element to read ternary data stored in the T-SRAM without distortion An object of the present invention is to provide a circuit and a method of operating the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 읽기 회로는, 트릿 라인을 통해 인가되는 신호를 이용하여 SRAM 셀에 저장된 터너리 데이터를 읽기 위한 터너리 읽기 회로에 있어서, 상기 SRAM 셀이 상기 트릿 라인과 연결되었을 때의 상기 SRAM 셀의 변경 전압을 미리 설정된 변화율만큼 증폭하여 증폭 전압을 생성하는 프리 앰프; 및 상기 증폭 전압과 기준 전압 간의 대소를 비교하여 2진 데이터를 출력하여 상기 터너리 데이터를 읽는 비교기를 포함한다.A ternary read circuit according to an embodiment of the present invention is a ternary read circuit for reading ternary data stored in an SRAM cell using a signal applied through a treat line, wherein the SRAM cell is connected to the treat line a preamplifier configured to amplify the change voltage of the SRAM cell by a preset change rate to generate an amplified voltage; and a comparator for reading the ternary data by outputting binary data by comparing the magnitude between the amplified voltage and the reference voltage.
상기 프리 앰프는 상기 트릿 라인을 제1 충전 전압으로 선충전(pre-charing)할 수 있다.The preamplifier may pre-charging the treat line to a first charging voltage.
상기 터너리 읽기 회로는, 제1 비교기 및 제2 비교기를 포함하는 복수 개의 비교기를 포함하고, 상기 기준 전압은 제1 기준 전압 및 상기 제1 기준 전압보다 낮은 값의 제2 기준 전압을 포함하고, 상기 제1 비교기는 상기 증폭 전압과 상기 제1 기준 전압을 비교하여 제1 하이 전압 데이터 또는 제1 로우 전압 데이터를 출력하고, 상기 제2 비교기는 상기 증폭 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하여 제2 하이 전압 데이터 또는 제2 로우 전압 데이터를 출력할 수 있다.the ternary read circuit includes a plurality of comparators including a first comparator and a second comparator, wherein the reference voltage includes a first reference voltage and a second reference voltage having a lower value than the first reference voltage; The first comparator compares the amplified voltage with the first reference voltage to output first high voltage data or first low voltage data, and the second comparator compares the amplified voltage with the second reference voltage to obtain a second comparator. 2 high voltage data or second low voltage data may be output.
상기 SRAM 셀에 하이 전압 데이터 또는 로우 전압 데이터가 저장된 경우, 상기 제1 비교기 및 상기 제2 비교기는 모두 하이 전압 데이터를 출력하거나, 모두 로우 전압 데이터를 출력할 수 있다.When high voltage data or low voltage data is stored in the SRAM cell, both the first comparator and the second comparator may output high voltage data, or both of the first comparator may output low voltage data.
상기 SRAM 셀에 미들 전압 데이터가 저장된 경우, 상기 제1 비교기가 상기 제1 하이 전압 데이터를 출력하고, 상기 제2 비교기는 상기 제2 로우 전압 데이터를 출력하거나, 상기 제1 비교기가 상기 제1 로우 전압 데이터를 출력하고, 상기 제2 비교기는 상기 제2 하이 전압 데이터를 출력할 수 있다.When middle voltage data is stored in the SRAM cell, the first comparator outputs the first high voltage data, the second comparator outputs the second low voltage data, or the first comparator outputs the first low voltage data. The voltage data may be output, and the second comparator may output the second high voltage data.
상기 터너리 읽기 회로는, 상기 비교기의 출력값에 따라 상기 트릿 라인의 상기 출력값에 해당하는 기존 데이터를 복원하는 재기입부;를 더 포함할 수 있다.The ternary read circuit may further include a rewrite unit configured to restore existing data corresponding to the output value of the treatment line according to an output value of the comparator.
본 발명의 일 실시예에 따른 트릿 라인을 통해 인가되는 신호를 이용하여 SRAM 셀에 저장된 터너리 데이터를 읽는 방법에 있어서, 상기 SRAM 셀에 하이 전압 데이터, 로우 전압 데이터 및 미들 전압 데이터 중에 선택된 어느 하나의 데이터를 저장하는 단계; 상기 트릿 라인이 상기 SRAM 셀과 연결되었을 때의 상기 트릿 라인의 변경 전압을 미리 설정된 변화율만큼 증폭하여 증폭 전압을 생성하는 단계; 및 상기 증폭 전압과 기준 전압 간의 대소를 비교하여 2진 데이터를 출력하여 상기 터너리 데이터를 읽는 단계를 포함한다In the method of reading ternary data stored in an SRAM cell using a signal applied through a treat line according to an embodiment of the present invention, any one selected from high voltage data, low voltage data, and middle voltage data in the SRAM cell storing the data of generating an amplified voltage by amplifying a change voltage of the treatment line when the treatment line is connected to the SRAM cell by a preset change rate; and reading the ternary data by outputting binary data by comparing the magnitude between the amplified voltage and the reference voltage.
상기 증폭 전압을 생성하는 단계 이전에, 상기 트릿 라인을 제1 충전 전압으로 선충전(pre-charing)하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include, before generating the amplified voltage, pre-charging the treatment line with a first charging voltage.
상기 기준 전압은 제1 기준 전압 및 상기 제1 기준 전압보다 낮은 값의 제2 기준 전압을 포함하고, 상기 비교하여 2진 데이터를 출력하는 단계는, 기 증폭 전압과 상기 제1 기준 전압을 비교하여 제1 하이 전압 데이터 또는 제1 로우 전압 데이터를 출력하는 제1 비교 단계; 및 상기 증폭 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하여 제2 하이 전압 데이터 또는 제2 로우 전압 데이터를 출력하는 제2 비교 단계;를 포함할 수 있다.The reference voltage includes a first reference voltage and a second reference voltage having a lower value than the first reference voltage, and the comparing and outputting binary data may include comparing the amplified voltage with the first reference voltage. a first comparison step of outputting first high voltage data or first low voltage data; and a second comparison step of outputting second high voltage data or second low voltage data by comparing the amplified voltage with the second reference voltage.
상기 비교하여 2진 데이터를 출력하는 단계는, 상기 SRAM 셀에 상기 하이 전압 데이터 또는 상기 로우 전압 데이터를 저장한 경우, 상기 제1 비교 단계 및 상기 제2 비교 단계에서 모두 하이 전압 데이터를 출력하거나, 모두 로우 전압 데이터를 출력하는 것을 특징으로 할 수 있다.The comparing and outputting binary data may include outputting high voltage data in both the first comparing step and the second comparing step when the high voltage data or the low voltage data is stored in the SRAM cell; All of them may be characterized in that they output low voltage data.
상기 비교하여 2진 데이터를 출력하는 단계는, 상기 SRAM 셀에 상기 미들 전압 데이터를 저장한 경우, 상기 제1 비교 단계에서 상기 제1 하이 전압 데이터를 출력하고, 상기 제2 비교 단계에서 상기 제2 로우 전압 데이터를 출력하거나, 상기 제1 비교 단계에서 상기 제1 로우 전압 데이터를 출력하고, 상기 제2 비교 단계에서 상기 제2 하이 전압 데이터를 출력할 수 있다.The comparing and outputting binary data may include outputting the first high voltage data in the first comparing step and outputting the second high voltage data in the second comparing step when the middle voltage data is stored in the SRAM cell. Low voltage data may be output, or the first low voltage data may be output in the first comparison step, and the second high voltage data may be output in the second comparison step.
상기 3진 데이터를 읽는 방법은, 상기 제1 비교 단계 및 상기 제2 비교 단계의 출력값에 따라 상기 트릿 라인의 상기 출력값에 해당하는 기존 데이터를 복원하여 재기입하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of reading the ternary data may further include restoring and rewriting existing data corresponding to the output value of the treatment line according to the output values of the first comparison step and the second comparison step.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터를 이용하여 전술한 터너리 데이터를 읽는 방법을 실행하기 위하여 매체에 저장될 수 있다.The computer program according to an embodiment of the present invention may be stored in a medium in order to execute the above-described method of reading ternary data using a computer.
본 발명의 실시예들에 따르면, 프리 앰프 및 비교기의 설계를 통한 기존의 2진 소자의 배치를 이용하여 3진 데이터를 2진 데이터화함으로써 터너리 데이터를 왜곡 없이 읽을 수 있다.According to embodiments of the present invention, ternary data can be read without distortion by converting ternary data into binary data using the arrangement of existing binary elements through design of a preamplifier and a comparator.
또한, 재기입(rewrite) 로직을 통해 3진 데이터를 읽은 후에 데이터가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent data from being distorted after reading the ternary data through a rewrite logic.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 SRAM 어레이를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3진 소자의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 SRAM 및 이에 연결된 터너리 읽기 회로의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 읽기 회로의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 읽기 회로의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 읽기 회로의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 앰프의 구성의 일 예를 도시한 구조도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비교기 중 일부를 도시한 구조도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 재기입부를 설명하기 위한 개략적인 구조도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 재기입부의 동작 방법을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a diagram schematically illustrating a ternary SRAM array according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph illustrating input/output characteristics of a ternary device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a ternary SRAM and a ternary read circuit connected thereto according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a method of operating a ternary read circuit according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining another operation of a ternary read circuit according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining another operation of a ternary read circuit according to an embodiment of the present invention.
7 is a structural diagram illustrating an example of the configuration of a preamplifier according to an embodiment of the present invention.
8 is a structural diagram illustrating a part of a comparator according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic structural diagram for explaining a rewrite unit according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph for explaining a method of operating a rewrite unit according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. .
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the following embodiments, terms such as first, second, etc. are used for the purpose of distinguishing one component from another, not in a limiting sense. In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and the possibility of adding one or more other features or components is not excluded in advance. In the drawings, the size of the components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and shape of each configuration shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.
이하, 도 1 및 도 2를 사용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 3진(ternary) 소자 어레이에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 SRAM 어레이를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3진 소자의 입출력 특성을 나타내는 그래프이다.Hereinafter, a ternary element array according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 . 1 is a diagram schematically illustrating a ternary SRAM array according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing input/output characteristics of a ternary device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 SRAM 어레이는 터너리 읽기 회로부(1000), 워드 라인 제어부(2000), 터너리 읽기 회로부(1000)와 워드 라인 제어부(2000)에 연결되어 있는 복수의 신호선들(TL, TLB, WL), 및 복수의 신호선들(TL, TLB, WL)에 연결되어 있는 복수의 SRAM 셀(300)을 포함할 수 있다. 이하, 터너리 읽기 회로부(1000)는 읽기 회로부(1000)로 간단히 명명하여 설명할 수 있다.A ternary SRAM array according to an embodiment of the present invention includes a plurality of signal lines connected to the ternary
복수의 신호선들(TL, TLB, WL)은 읽기 회로부(1000)와 연결되어 있는 n쌍의 트릿(trit) 라인(TL1, …, TLn; TL, n은 자연수)과 트릿 바 라인(TLB1, …, TLBn; TLB, n은 자연수), 워드 라인 제어부(2000)에 연결되어 있는 워드 라인(W1, W2, …, Wm; WL, m은 자연수)을 포함할 수 있다.The plurality of signal lines TL, TLB, and WL include n pairs of trit lines TL1, ..., TLn; TL, n are natural numbers) and trit bar lines TLB1, ... connected to the
트릿 라인(TL)과 트릿 바 라인(TLB)은 제1 방향(D1)으로 교대로 배열되어, 제i 트릿 라인(TLi)과 제i 트릿 바 라인(TLBi)(1≤i≤n)이 한 쌍을 이룰 수 있다. 이하, 제i 트릿 라인(TLi)과 제i 트릿 바 라인(TLBi)을 묶어 '트릿 라인 쌍(TLi, TLBi)'으로 명명하여 설명할 수 있다.The treatment line TL and the treatment bar line TLB are alternately arranged in the first direction D1, so that the ith treatment line TLi and the ith treatment bar line TLBi (1≤i≤n) are one can be paired Hereinafter, the ith treatment line TLi and the ith treatment bar line TLBi may be bundled and named as a 'treat line pair TLi, TLBi'.
워드 라인(WL)은 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 배열될 수 있다. 제j 워드 라인(Wj)(1≤j≤m)은 제1 방향(D1)을 가로질러 트릿 라인(TL)과 트릿 바 라인(TLB)에 연결되어 온/오프에 따라 트릿 라인(TL) 또는 트릿 바 라인(TLB)과 해당하는 라인들(TL, TLB)에 연결된 셀(300)을 연결하는 역할을 할 수 있다.The word lines WL may be arranged in a second direction D2 crossing the first direction D1 . The j-th word line Wj (1≤j≤m) is connected to the treatment line TL and the treatment bar line TLB across the first direction D1 to be turned on or off according to the treatment line TL or It may serve to connect the treatment bar line TLB and the
SRAM 셀(300)은 복수의 신호선들(TL, TLB, WL)에 연결되어 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2) 각각으로 나열되는 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수 있다. SRAM 셀(300)은 트릿 라인 쌍(TLi, TLBi)에 의해 공급되는 신호에 따라 0, 1, 2(또는 0, 1/2, 1)의 상태를 포함하는 3진 데이터를 저장하는 메모리일 수 있다. 본 명세서에서, 3진 데이터는 로우 전압(VL), 하이 전압(VH) 및 미들 전압(VM) 중 어느 하나의 전압을 가지는 데이터일 수 있다.The
일 예로, SRAM 셀(300)은 6개의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 하나의 SRAM 셀(300)은 제1 트릿 라인(TL1)과 연결된 제1 트랜지스터(T1), 제1 트릿 바 라인(TLB1)과 연결된 제2 트랜지스터(T2), 2개의 트랜지스터(미도시)를 포함하는 CMOS로 구성된 제1 인버터(TI1) 및 나머지 2개의 트랜지스터(미도시)를 포함하는 CMOS로 구성된 제2 인버터(TI2)를 포함할 수 있다. For example, the
여기서, 도 2를 함께 사용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 SRAM 셀(300)을 더 구체적으로 설명한다. SRAM 셀(300)의 인버터들(TI1, TI2)은 3진(Ternary) 데이터를 처리할 수 있는 3진 소자를 포함할 수 있다. Here, the
도 2를 참조하면, 반도체 소자의 두 가지 경우의 입출력 프로파일(G1, G2)이 도시되어 있다. 2진(Binary) 소자의 경우 프로파일 G1과 같이 0 또는 1의 2진 데이터를 쓰고 읽는 입출력 특성을 나타낸다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3진 소자는, 프로파일 G2와 같이 0(P1), 1/2(P2), 1(P3)의 3진 데이터를 쓰고 읽는 입출력 특성을 나타낼 수 있다. 다시 말해, 터너리 인버터(TI1, TI2)의 경우 SRAM 셀(300) 하나 당 0, 1, 2의 트릿(trit) 정보를 저장할 수 있어, 같은 크기의 바이너리 소자 대비 1.5배의 저장 공간을 가지는 이점이 있다.Referring to FIG. 2 , input/output profiles G1 and G2 of two cases of a semiconductor device are shown. In the case of a binary device, as in profile G1, it shows input/output characteristics of writing and reading binary data of 0 or 1. On the other hand, the ternary device according to an embodiment of the present invention may exhibit input/output characteristics of writing and reading ternary data of 0(P1), 1/2(P2), and 1(P3) like the profile G2. In other words, in the case of the ternary inverters TI1 and TI2, it is possible to store trit information of 0, 1, and 2 per one
SRAM 셀(300)에 데이터를 기입하는 동작 중 일 예를 들어 설명한다. 가령, 워드 라인(W1)을 온(on) 시키면 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)가 온 될 수 있다. 여기서 제1 트릿 라인(TL1)에는 0, 1, 2 중 하나의 데이터가 저장되어 있다고 가정한다. 만약, 제1 트릿 라인(TL1)의 저장 값이 하이 전압(2 또는 VDD)일 경우 제1 인버터(TI1)의 NMOS가 온 되고, 제1 트릿 바 라인(TLB1)의 저장 값은 로우 전압(0 또는 GND)일 것이므로 제2 인버터(TI2)의 PMOS가 온 될 수 있다. 이후, 워드 라인(W1)을 오프(off) 시키면 제1 인버터(TI1)의 출력단에는 하이 전압이 저장되고, 제2 인버터(TI2)의 출력단에는 로우 전압이 저장될 수 있다. An example of an operation of writing data into the
일반적인 디지털 SRAM 어레이에서는 센스 앰프(sense amplifier)라 불리는 비교기를 사용하여 비트 라인과 비트 바 라인의 차이를 감지하고 증폭하여 바이너리 데이터를 읽어낼 수 있다. 센스 앰프 내의 바이너리 소자를 단순히 터너리 소자로 대체하여 터너리 센스 앰프를 설계할 경우 미들 전압(VDD/2) 데이터도 읽을 수 있을 것이다. 그러나 미들 전압으로 선충전(pre-charging) 하는 경우 SRAM 셀(300)에 하이 전압 또는 로우 전압이 저장되어 있다면 라인들(TL, TLB)이 각각 미들 전압에서 약간 높고 낮은 전압이 될 것이다. 이러한 전압 입력에 대해 터너리 센스 앰프는 트릿 라인 쌍(TLi, TLBi)의 전압을 미들 전압으로 수렴시키게 되어 정보를 제대로 읽어내지 못할 뿐 아니라 셀(300)의 저장 데이터 또한 미들 전압으로 변경시킬 수 있다. 선충전 전압을 변경하더라도 트릿 라인(TL)과 트릿 바 라인(TLB)의 기생 캐패시터(Cp1, Cp2)가 SRAM 셀(300) 내의 캐패시터(Cj1, Cj2)에 비해 훨씬 크다면 미들 전압으로 수렴하거나 선충전 전압과 관계없이 하이 전압으로 발산하여 데이터 리딩에 오류가 생길 수 있다.In a typical digital SRAM array, a comparator called a sense amplifier may be used to detect and amplify a difference between a bit line and a bit bar line to read binary data. If the ternary sense amplifier is designed by simply replacing the binary element in the sense amplifier with a ternary element, the middle voltage (VDD/2) data can also be read. However, in the case of pre-charging with the middle voltage, if a high voltage or a low voltage is stored in the
이에, 본 발명에서는 T-SRAM(300)에 저장된 터너리 데이터를 왜곡 없이 읽을 수 있도록 기존의 2진 소자로 설계된 프리 앰프와 비교기를 포함하는 터너리 읽기 회로 및 이를 통하여 3진 데이터를 읽는 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, in the present invention, a ternary read circuit including a preamplifier and a comparator designed as a conventional binary element to read the ternary data stored in the T-
읽기 회로부(1000)는 트릿 라인 쌍(TLi, TLBi)마다 구비된 복수 개의 읽기 회로(100-1, 100-2, …, 100-n; 100)를 포함할 수 있다. 복수 개의 읽기 회로(100)는 독립적 및/또는 인가 되는 클럭 신호에 따라 상호적으로 동작할 수 있다. 읽기 회로(100)에 관하여는 후술하는 도 3을 통하여 더 상세히 설명한다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 SRAM(300) 및 이에 연결된 터너리 읽기 회로(100)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하, 전술한 내용과 동일한 내용에 대한 설명은 생략하거나 간략히 할 수 있다.3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a
SRAM 셀(300)은 기생 용량인 셀 기생 캐패시터(Cj1, Cj2; Cj)을 가지고, 트릿 라인(TL) 또는 트릿 바 라인(TLB)은 라인 기생 캐패시터(Cp1, Cp2; Cp)을 가질 수 있다. 라인 기생 캐패시터(Cp)은 셀 기생 캐패시터(Cj)에 비해 월등히 큰 값을 가질 수 있다.The
워드 라인(WL)이 켜짐에 따라 트릿 라인(TL)과 SRAM 셀(300)이 연결될 경우, 셀 기생 캐패시터(Cj)과 라인 기생 캐패시터(Cp) 간의 용량 차이로 인하여 트릿 라인(TL)에 저장된 전압의 변화량은 매우 미세하므로, 상기 전압의 변화량을 증폭해야 빠르고 정확하게 트릿 라인(TL)의 데이터를 읽을 수 있다.When the treat line TL and the
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 읽기 회로(100)를 통하여 상기 해결 과제를 달성하고자 한다.Accordingly, an object of the present invention is to be achieved through the
읽기 회로(100)는 프리 앰프(10), 비교부(20) 및 재기입부(30)를 포함할 수 있다. The
프리 앰프(10)는 셀(300)의 전압 변화량을 증폭할 수 있다. 프리 앰프(10)는 제1 노드(N1)를 통해 트릿 라인(TL)과 연결되고, 트릿 바 라인(TLB)은 제2 노드(N2)를 통해 연결될 수 있다. 제1 및 제2 노드(N1, N2)는 프리 앰프(10)의 입력단(N1, N2)으로 설명할 수 있다.The
프리 앰프(10) 내부에 표시된 부호 표시는 증폭의 방향성을 나타낸다. 가령, 트릿 라인(TL)의 초기 전압이 트릿 바 라인(TLB)의 초기 전압보다 낮을 경우, 프리 앰프(10)는 트릿 라인(TL)의 초기 전압을 감소시키고 트릿 바 라인(TLB)의 초기 전압을 증가시킬 수 있다. 반대로, 트릿 라인(TL)의 초기 전압이 트릿 바 라인(TLB)의 초기 전압보다 높을 경우, 프리 앰프(10)는 트릿 라인(TL)의 초기 전압을 증가시키고 트릿 바 라인(TLB)의 초기 전압을 감소시킬 수 있다.A sign displayed inside the
프리 앰프(10)는 출력단(O1, O2)을 통해 증폭 전압(VA)을 출력할 수 있고, 증폭 전압(VA)은 기준 전압(Vr)과 함께 후술하는 비교부(20)의 입력으로 인가될 수 있다. 프리 앰프(10)의 동작 및 구체적인 구조에 관하여는 후술하는 도 4 내지 도 6을 사용하여 상세히 설명한다.The
비교부(20)는 증폭 전압(VA)을 기준 전압(Vr)과 비교하여 2진 데이터를 출력할 수 있다. 비교부(20)에는 전술한 증폭 전압(VA)과 함께 기준 전압(Vr)이 입력될 수 있다. The
비교부(20)는 복수의 비교기 쌍(20a, 20b)을 포함할 수 있다. 제1 비교기 쌍(20a)에는 트릿 라인(TL)의 증폭 전압(VA1, VA3)이 입력 되고, 제2 비교기 쌍(20b)에는 트릿 바 라인(TLB)의 증폭 전압(VA2, VA4)이 입력될 수 있다. The
구체적으로, 제1 비교기 쌍(20a) 중 하나의 비교기의 일 입력단에는 트릿 라인(TL)이 연결되고, 타 입력단에는 제1 기준 전압(Vr1)이 인가되고, 제1 비교기 쌍(20a) 중 다른 하나의 비교기의 일 입력단에는 트릿 라인(TL)이 연결되고, 타 입력단에는 제2 기준 전압(Vr2)이 인가될 수 있다. 마찬가지로, 제2 비교기 쌍(20b) 중 하나의 비교기의 일 입력단에는 트릿 바 라인(TLB)이 연결되고, 타 입력단에는 제1 기준 전압(Vr1)이 인가되고, 제2 비교기 쌍(20b) 중 다른 하나의 비교기의 일 입력단에는 트릿 바 라인(TLB)이 연결되고, 타 입력단에는 제2 기준 전압(Vr2)이 인가될 수 있다.Specifically, the treat line TL is connected to one input terminal of one comparator of the
제1 비교기 쌍(20a)은 출력값(Y1, Y2)을 출력하고, 제2 비교기 쌍(20b)은 출력값(Y3, Y4)을 출력할 수 있고, 상기 출력값들(Y1, Y2, Y3, Y4; Y)은 후술하는 재기입부(30)에 입력될 수 있다. 상기 출력값들(Y)은 2진 데이터로 구성될 수 있다. 가령, 출력값들(Y) 각각은 00, 01, 10, 11 등의 2진 데이터의 두 자리 수 조합으로 표현될 수 있다. The
비교부(20)의 동작 및 구체적인 구조에 관하여는 후술하는 도 7 및 도 8을 사용하여 설명한다.The operation and specific structure of the
재기입부(Rewrite Logic)(30)는 입력되는 출력값들(Y)의 조합에 따라 복수의 트랜지스터들이 선택적으로 동작하여 트릿 라인 쌍(TL, TLB)의 초기 전압을 복구하여 트릿 라인 쌍(TL, TLB)으로 재기입할 수 있다. 이를 통해 3진 데이터를 읽는 과정에서 왜곡된 데이터를 다시 원 데이터로 복귀하여 데이터의 손상을 방지할 수 있다.The rewrite unit (Rewrite Logic) 30 recovers the initial voltage of the treatment line pair (TL, TLB) by selectively operating a plurality of transistors according to the combination of the input output values (Y) to the treatment line pair (TL, TLB) TLB) can be rewritten. Through this, it is possible to prevent data corruption by returning the distorted data back to the original data in the process of reading the ternary data.
이하, 도 4 및 도 5를 사용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 읽기 회로(1000) 중에서 특히 프리 앰프(10)의 동작을 위주로 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 읽기 회로의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 읽기 회로의 다른 동작을 설명하기 위한 도면이다.Hereinafter, the operation of the
도 4를 참조하면, 읽기 회로(1000)의 회로 동작 단계(D1, D2, D3)에 따른 SRAM 셀(300)에 저장된 전압의 변화 프로파일이 도시되어 있다. 가로축은 읽기 회로(1000)의 회로 동작 단계(D1, D2, D3)를 나타내고, 세로축은 전압의 크기를 나타낸다. 세로축에 대표로 표시한 전압값들은 로우 전압(VL), 미들 전압(VM) 및 하이 전압(VH)으로, 일 예로 로우 전압(VL)은 접지 전압(GND), 하이 전압(VH)은 구동 전압(VDD), 그리고 미들 전압(VM)은 하프 구동 전압(VDD/2)일 수 있다. 본 명세서에서, 로우 전압(VL)은 2진 데이터의 '0'으로, 하이 전압(VH)은 2진 데이터의 '1'로 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 4 , a change profile of a voltage stored in the
D1 단계는, 트릿 라인(TL)에 미리 설정된 충전 전압을 선충전하는 '선충전(Pre-charge) 단계'이다. 라인 프로파일(L1)은 특정 충전 전압으로 선충전된 트릿 라인(TL) 또는 이에 기생하는 라인 기생 캐패시터(Cp1; 도 3 참고)의 전압 프로파일을 나타낸다. 상기 특정 충전 전압은 일 예로, 미들 전압(VM)일 수 있다. Step D1 is a 'pre-charge step' of pre-charging a preset charging voltage to the treatment line TL. The line profile L1 represents a voltage profile of the treatment line TL precharged with a specific charging voltage or a line parasitic capacitor Cp1 (refer to FIG. 3 ) parasitic thereto. The specific charging voltage may be, for example, a middle voltage VM.
한편, SRAM 셀(300)에 특정 전압을 가지는 데이터가 저장되어 있을 수 있다. 제1 셀 프로파일(S1)은 셀(300)의 저장 데이터가 0일 때, 셀(300) 또는 이에 기생하는 제1 셀 기생 캐패시터(Cj1; 도 3 참고)의 전압 프로파일을 나타낸다. 제1 셀 기생 캐패시터(Cj1)은 셀(300)의 제1 셀노드(NC1)에 연결된 기생 용량이다. 이때 셀(300)의 초기 전압은 로우 전압(VL)으로 설명할 수 있다. 제2 셀 프로파일(S2)은 셀(300)의 저장 데이터가 0일 때의 셀(300) 또는 이에 기생하는 제2 셀 기생 캐패시터(Cj2; 도 3 참고)의 전압 프로파일을 나타낸다. 제2 셀 기생 캐패시터(Cj2)은 셀(300)의 제2 셀노드(NC2)에 연결된 기생 용량이다. 이때 셀(300)의 초기 전압은 하이 전압(HL)으로 설명할 수 있다.Meanwhile, data having a specific voltage may be stored in the
D2 단계는 도 4의 우측의 A 부분의 확대도를 함께 참고하여 설명한다. D2 단계는, 워드 라인(WL)이 온 되어 셀(300)과 트릿 라인(TL)이 연결되어 셀(300)의 변경된 전압을 증폭시키는, '증폭 단계'이다. 좌측 그래프의 프로파일 CM은 전술한 셀(300)과 트릿 라인(TL)이 '연결'되는 트리거 동작을 나타낸다. Step D2 will be described with reference to an enlarged view of part A on the right side of FIG. 4 . Step D2 is an 'amplification step' in which the word line WL is turned on and the
구체적으로, 셀(300)의 저장 전압이 0일 경우, 제1 셀 프로파일(S1)은 셀(300)이 미들 전압(VM)으로 선충전된 트릿 라인(TL)과 연결되면, 미들 전압(VM) 대비 제1 변화량(dh1)만큼 낮은 제1 변경 전압(Vd1)을 가지도록 변동될 수 있다. 이후, 프리 앰프(10)는 제1 변화량(dh1)을 인지하고 미리 설정된 기준에 따라 제1 변경 전압(Vd1) 대비 제1-1 변화율(h1-1)만큼 감소시켜 제1 증폭 전압(VA1)을 생성할 수 있다.Specifically, when the storage voltage of the
마찬가지로, 셀(300)의 저장 전압이 0일 경우, 제2 셀 프로파일(S2)은 셀(300)이 미들 전압(VM)으로 선충전된 트릿 라인(TL)과 연결되면, 미들 전압(VM) 대비 제1 변화량(dh1)만큼 높은 제2 변경 전압(Vd2)으로 변동될 수 있다. 이후, 프리 앰프(10)는 제1 변화량(dh1)을 인지하고 미리 설정된 기준에 따라 제2 변경 전압(Vd2) 대비 제1-2 변화율(h1-2)만큼 증가시켜 제2 증폭 전압(VA2)을 생성할 수 있다.Similarly, when the storage voltage of the
이때, 제1-1 변화율(h1-1) 및 제1-2 변화율(h1-2)을 통틀어 제1 변화율(h1)이라 명명할 수 있고, 두 변화율(h1-1, h1-2)은 서로 동일할 수 있다.In this case, the 1-1 rate of change h1-1 and the 1-2 rate of change h1-2 may be collectively referred to as a first rate of change h1, and the two rates of change h1-1 and h1-2 are mutually exclusive. may be the same.
프리 앰프(10)는 미리 설정된 로직에 의해, 변화량(dh1)이 일정 수준 이상이 되면 제1 변화율(h1)만큼 감소 또는 증가 증폭시켜 증폭 전압(VA)을 생성할 수 있다.The
반대로, 셀(300)의 저장 데이터가 1인 경우(미도시), 제1 및 제2 셀 프로파일(S1, S2)이 서로 바뀌어 동일한 동작 원리가 적용될 수 있다.Conversely, when the stored data of the
간략히 설명하면, 셀(300)의 저장 전압이 1인 경우 전술한 케이스와 반대로, 전술한 제1 셀 프로파일(S1)이 제2 셀 노드(N2)에 연결된 트릿 바 라인(TLB)에 대한 전압 프로파일을 나타내고, 제2 셀 프로파일(S2)이 제1 셀 노드(N1)에 연결된 트릿 라인(TL)에 대한 전압 프로파일을 나타내는 것으로 적용될 수 있다.In brief, when the storage voltage of the
이후, D3 단계는 증폭 전압(VA)이 다시 충전 전압인 미들 전압(VM)으로 수렴하는 '수렴' 단계이다. 셀(300)의 저장 전압이 0 또는 1인 경우, D2 단계에서 셀(300) 저장 데이터를 읽은 후, 미들 전압(VM)으로 수렴하는 경우 데이터의 왜곡이 일어날 수 있다. 이를 방지하기 위해, 후술하는 재기입부(30)를 통해 미들 전압(VM)으로 왜곡된 데이터를 다시 로우 전압(VL) 또는 하이 전압(VH)으로 복귀시켜 셀(300)에 재기입할 수 있다.Thereafter, step D3 is a 'convergence' step in which the amplified voltage VA converges back to the middle voltage VM, which is the charging voltage. When the storage voltage of the
종합하면, 셀(300)의 초기 저장 전압이 0일 경우, 제1 셀 프로파일(S1)은 로우 전압(VL) 값을 가지다가, D2 단계에서 제1 변경 전압(Vd1)으로 변경되고, 이후 프리 앰프(10)에 의해 제1-1 변화율(h1-1)만큼 증폭되어 제1 증폭 전압(VA1)을 가질 수 있다. 이후, D3 단계에서 다시 초기 충전값(미들 전압(VM))으로 수렴할 수 있다. 반대로, 제2 셀 프로파일(S2)은 하이 전압(VH) 값을 가지다가, D2 단계에서 제2 변경 전압(Vd2)으로 변경되고, 이후 프리 앰프(10)에 의해 제1-2 변화율(h1-2)만큼 증폭되어 제2 증폭 전압(VA2)을 가질 수 있다. 이후, D3 단계에서 다시 초기 충전값(미들 전압(VM))으로 수렴할 수 있다.In summary, when the initial storage voltage of the
다음 도 5를 참조하면, 트릿 라인(TL) 또는 이에 기생하는 라인 기생 캐패시터(Cp1; 도 3 참고)은 도 4와 마찬가지로 라인 프로파일(L1)과 같이 특정 충전 전압(도 5에서는 미들 전압(VM))으로 선충전 되어있을 수 있다. Next, referring to FIG. 5 , the treatment line TL or a parasitic line capacitor Cp1 parasitic thereto (see FIG. 3 ) is a specific charging voltage (middle voltage VM in FIG. 5 ) like the line profile L1 as in FIG. 4 . ) may be pre-charged.
한편 도 5에서는 도 4와 달리 셀(300)의 저장 데이터가 0, 1이 아닌 1/2인 경우를 나타낸다. 이 경우, 제1 셀 프로파일(S1) 및 제2 셀 프로파일(S2) 모두 D1 단계에서 트릿 라인(VL)의 충전 전압과 같은 미들 전압(VM) 값을 가질 수 있다. Meanwhile, in FIG. 5 , unlike FIG. 4 , the storage data of the
D2 단계는 도 5의 우측의 A' 부분의 확대도를 함께 참고하여 설명한다. Step D2 will be described with reference to an enlarged view of portion A' on the right side of FIG. 5 .
트리거 CM 동작에 의해 셀(300)과 트릿 라인(TL)이 연결되면, 제1 셀 프로파일(S1)은 미들 전압(VM) 대비 제2 변화량(dh2)만큼 낮은 제3 변경 전압(Vd3)을 가지도록 변동될 수 있다. 이후, 프리 앰프(10)는 제2 변화량(dh2)을 인지하고 미리 설정된 기준에 따라 제3 변경 전압(Vd3) 대비 제2-1 변화율(h2-1)만큼 감소시켜 제3 증폭 전압(VA3)을 생성할 수 있다.When the
마찬가지로, 제2 셀 프로파일(S2)도 미들 전압(VM) 대비 제2 변화량(dh2)만큼 높은 제4 변경 전압(Vd4)을 가지도록 변동될 수 있다. 이후, 프리 앰프(10)는 제2 변화량(dh2)을 인지하고 미리 설정된 기준에 따라 제4 변경 전압(Vd4) 대비 제2-2 변화율(h2-2)만큼 증가시켜 제4 증폭 전압(VA4)을 생성할 수 있다.Similarly, the second cell profile S2 may be changed to have the fourth change voltage Vd4 as high as the second change amount dh2 compared to the middle voltage VM. Thereafter, the
이때, 제2-1 변화율(h2-1) 및 제2-2 변화율(h2-2)을 통틀어 제2 변화율(h2)이라 명명할 수 있고, 두 변화율(h2-1, h2-2)은 서로 동일할 수 있다. 또한, 제1 변화율(h1)과 제2 변화율(h2)은 각각 제1 변화량(dh1)과 제2 변화량(dh2)에 비례하므로 제2 변화율(h2)은 전술한 제1 변화율(h1)보다 작을 수 있다. 즉, 셀(300)의 저장 데이터가 1/2인 경우가 0 또는 1인 경우보다 변경 전압(Vd)의 증폭의 정도가 작을 수 있다.In this case, the 2-1 change rate h2-1 and the 2-2 change rate h2-2 may be collectively referred to as a second rate of change h2, and the two rates of change h2-1 and h2-2 are mutually exclusive. may be the same. In addition, since the first rate of change h1 and the second rate of change h2 are proportional to the first rate of change dh1 and the second rate of change dh2, respectively, the second rate of change h2 may be smaller than the above-described first rate of change h1. can That is, when the stored data of the
이후, D3 단계에서는 D2 단계에서 셀(300) 저장 데이터를 읽은 후, 두 셀 프로파일(S1, S2) 모두 미들 전압(VM)으로 수렴하고, 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이는 터너리 소자를 포함하므로, 원래 데이터의 값으로 수렴하는 미들 전압(VM), 즉 1/2은 재기입 없이도 데이터의 왜곡 없이 읽을 수 있다.Thereafter, in step D3, after reading the data stored in the
종합하면, 셀(300)의 초기 저장 전압이 1/2일 경우, 제1 및 제2 셀 프로파일(S1, S2)은 D1 단계에서 미들 전압(VM) 값을 가지다가, D2 단계에서 EH 4의 실시예보다 적은 폭으로 변경 전압(Vd3, Vd4)으로 변경되고, 이후 프리 앰프(10)에 의해 제2 변화율(h2)만큼 증폭되어 증폭 전압(VA3, VA4)을 가질 수 있다. 이후, D3 단계에서 다시 초기 충전값(미들 전압(VM))으로 수렴할 수 있다.In summary, when the initial storage voltage of the
이하, 도 6을 사용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 읽기 회로의 동작을 비교부(20)의 기능을 추가하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 읽기 회로의 다른 동작을 설명하기 위한 도면으로, 가로축의 시간에 따른 전압 프로파일들을 도시한 그래프이다. 이하, 도 3을 함께 참고하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the read circuit according to an embodiment of the present invention will be described with the addition of a function of the
도 6을 참조하면, 프리 앰프(10)에 의해 생성된 증폭 전압(VA) 및 기준 전압(Vr1, Vr2; Vr)이 도시되어 있다. 제1 기준 전압(Vr1)은 제1 충전 전압(VM)보다 미리 설정된 폭만큼 높고, 제2 기준 전압(Vr2)은 제1 충전 전압(VM)보다 상기 폭만큼 낮을 수 있다. 일 예로, 기준 전압(Vr)은 트릿 라인(TL)의 초기 충전 전압(도 6에서는 미들 전압(VM))을 기준으로 일정 전압(Vx)만큼 이격된 값일 수 있다. Referring to FIG. 6 , the amplified voltage VA and reference voltages Vr1 and Vr2; Vr generated by the
비교부(20)는 복수의 비교기를 포함할 수 있고, 각 비교기의 일 입력단에는 증폭 전압(VA) 중 어느 하나가 입력되고 타 입력단에는 기준 전압(Vr) 중 어느 하나가 입력되어, 양 전압을 비교할 수 있다.The
가령, 셀(300)의 저장 데이터가 0인 경우(VA1, VA2)에 관하여 먼저 설명한다. 제1 비교기 쌍(20a) 중 일 비교기에는 제1 증폭 전압(VA1)과 제1 기준 전압(Vr1)이 입력되고, 타 비교기에는 제1 증폭 전압(VA1)과 제2 기준 전압(Vr2)이 입력되어, 제1 비교기 쌍(20a)을 통해 제1 증폭 전압(VA1)의 각 기준 전압(Vr1, Vr2)에 대한 대소 관계를 나타내는 제1 및 제2 출력값(Y1, Y2)이 출력될 수 있다.For example, a case in which the stored data of the
마찬가지로, 제2 비교기 쌍(20b) 중 일 비교기에는 제2 증폭 전압(VA2)과 제1 기준 전압(Vr1)이 입력되고, 타 비교기에는 제2 증폭 전압(VA2)과 제2 기준 전압(Vr2)이 입력되어, 제2 비교기 쌍(20b)을 통해 제2 증폭 전압(VA2)의 각 기준 전압(Vr1, Vr2)에 대한 대소 관계를 나타내는 제3 및 제4 출력값(Y3, Y4)이 출력될 수 있다.Similarly, the second amplified voltage VA2 and the first reference voltage Vr1 are input to one of the second comparator pairs 20b, and the second amplified voltage VA2 and the second reference voltage Vr2 are input to the other comparator. This is input, and the third and fourth output values Y3 and Y4 indicating the magnitude relationship of the second amplified voltage VA2 with respect to the respective reference voltages Vr1 and Vr2 may be output through the
이때, 제1 증폭 전압(VA1)은 초기 충전 전압(VM) 대비 제1-1 게인(g1-1)만큼 감소 증폭 되고, 제2 증폭 전압(VA2)은 초기 충전 전압(VM) 대비 제1-2 게인(g1-2)만큼 증가 증폭된 전압일 수 있다. 제1 게인(g1-1, g1-2; g1)은 도 3에서 상술한 제1 변화량(dh1)에 제1 변화율(h1)를 곱한 값으로 정의한다. At this time, the first amplified voltage VA1 is reduced and amplified by a 1-1 gain g1-1 compared to the initial charging voltage VM, and the second amplified voltage VA2 is a 1-th amplified voltage compared to the initial charging voltage VM. It may be a voltage amplified by an increase of 2 gains (g1-2). The first gains g1-1, g1-2; g1 are defined as a value obtained by multiplying the first change amount dh1 described above with reference to FIG. 3 by the first change rate h1.
마찬가지로, 셀(300)의 저장 데이터가 1/2인 경우(VA3, VA4)에 관하여 설명한다. 제1 비교기 쌍(20a) 중 일 비교기에는 제3 증폭 전압(VA3)과 제1 기준 전압(Vr1)이 입력되고, 타 비교기에는 제3 증폭 전압(VA3)과 제2 기준 전압(Vr2)이 입력되어, 제1 비교기 쌍(20a)을 통해 제3 증폭 전압(VA3)의 각 기준 전압(Vr1, Vr2)에 대한 대소 관계를 나타내는 제1 및 제2 출력값(Y1, Y2)이 출력될 수 있다.Similarly, the case where the stored data of the
제2 비교기 쌍(20b) 중 일 비교기에는 제4 증폭 전압(VA4)과 제1 기준 전압(Vr1)이 입력되고, 타 비교기에는 제4 증폭 전압(VA4)과 제2 기준 전압(Vr2)이 입력되어, 제2 비교기 쌍(20b)을 통해 제4 증폭 전압(VA4)의 각 기준 전압(Vr1, Vr2)에 대한 대소 관계를 나타내는 제3 및 제4 출력값(Y3, Y4)이 출력될 수 있다.Of the
이때, 제3 증폭 전압(VA3)은 초기 충전 전압(VM) 대비 제2-1 게인(g2-1)만큼 감소 증폭 되고, 제4 증폭 전압(VA4)은 초기 충전 전압(VM) 대비 제2-2 게인(g2-2)만큼 증가 증폭된 전압일 수 있다. 제2 게인(g2-1, g2-2; g2)은 도 4에서 상술한 제2 변화량(dh2)에 제2 변화율(h2)를 곱한 값으로 정의한다.At this time, the third amplified voltage VA3 is reduced and amplified by the 2-1 gain g2-1 compared to the initial charging voltage VM, and the fourth amplified voltage VA4 is the second-second amplified voltage compared to the initial charging voltage VM. It may be a voltage amplified by increasing the gain by 2 (g2-2). The second gain g2-1, g2-2; g2 is defined as a value obtained by multiplying the second change amount dh2 described above with reference to FIG. 4 by the second change rate h2.
아래 [표 1]을 함께 참고하면, 실시예 1은 셀(300)의 저장 데이터가 0인 경우(도 4), 실시예 2는 1/2인 경우(도 5), 실시예 3은 1인 경우(도 4의 반대 경우)를 나타낸다.[Table 1] below together, in Example 1, when the stored data of the
실시예 1의 경우, 제1 및 제2 증폭 전압(VA1, VA2)이 도 6과 같이 나타난다. 제1 증폭 전압(VA1)은 두 기준 전압(Vr1, Vr2)에 대비하여 모두 낮은 값을 가지므로 제1 및 제2 출력값(Y1, Y2)은 모두 VL이 출력된다. 반면, 제2 증폭 전압(VA2)은 두 기준 전압(Vr1, Vr2)에 대비하여 모두 높은 값을 가지므로 제3 및 제4 출력값(Y3, Y4)은 모두 VH가 출력된다. In the case of Example 1, the first and second amplified voltages VA1 and VA2 are shown as shown in FIG. 6 . Since both of the first amplified voltages VA1 have lower values compared to the two reference voltages Vr1 and Vr2, VLs are outputted from both the first and second output values Y1 and Y2. On the other hand, since the second amplified voltage VA2 has a higher value compared to the two reference voltages Vr1 and Vr2, VH is outputted to all of the third and fourth output values Y3 and Y4.
실시예 2의 경우, 제3 및 제4 증폭 전압(VA3, VA4)이 도 6과 같이 나타난다. 제3 증폭 전압(VA3)은 제1 기준 전압(Vr1) 대비 낮은 값을 가지므로 제1 출력값(Y1)은 VL, 제2 기준 전압(Vr2) 대비 높은 값을 가지므로 제2 출력값(Y2)은 VH이 출력될 수 있다. 마찬가지로, 제4 증폭 전압(VA4)도 제1 기준 전압(Vr1) 대비 낮은 값을 가지므로 제3 출력값(Y3)은 VL, 제2 기준 전압(Vr2) 대비 높은 값을 가지므로 제4 출력값(Y4)은 VH이 출력될 수 있다. 실시예 2는 이와 반대로, 제1 및 제3 출력값(Y1, Y3)이 VH, 제2 및 제4 출력값(Y2, Y4)이 VL이 출력되어 제1 출력값(Y1)과 제2 출력값(Y2), 그리고 제3 출력값(Y3)과 제4 출력값(Y4)이 교대로 출력되는 경우도 포함할 수 있다.In the case of Example 2, the third and fourth amplified voltages VA3 and VA4 are shown as shown in FIG. 6 . Since the third amplified voltage VA3 has a lower value than the first reference voltage Vr1, the first output value Y1 has a higher value than VL and the second reference voltage Vr2, so the second output value Y2 is VH may be output. Similarly, since the fourth amplified voltage VA4 also has a lower value than the first reference voltage Vr1, the third output value Y3 has a higher value than VL and the second reference voltage Vr2, so the fourth output value Y4 ), VH may be output. In Example 2, on the contrary, the first and third output values Y1 and Y3 are VH, and the second and fourth output values Y2 and Y4 are VL output, so that the first output value Y1 and the second output value Y2 are outputted. , and a case in which the third output value Y3 and the fourth output value Y4 are alternately output may be included.
실시예 3은 실시예 1과 반대로, 제1 및 제2 증폭 전압(VA1, VA2)이 도 6의 반대로 나타난다. 그러면, 제1 증폭 전압(VA1)은 두 기준 전압(Vr1, Vr2)에 대비하여 모두 높은 값을 가질 것이므로 제1 및 제2 출력값(Y1, Y2)은 모두 VH이 출력된다. 반면, 제2 증폭 전압(VA2)은 두 기준 전압(Vr1, Vr2)에 대비하여 모두 낮은 값을 가질 것이므로 제3 및 제4 출력값(Y3, Y4)은 모두 VL이 출력된다.Example 3 is opposite to Example 1, and the first and second amplification voltages VA1 and VA2 are opposite to those of FIG. 6 . Then, since the first amplified voltage VA1 will have a higher value compared to the two reference voltages Vr1 and Vr2, VH is outputted to both the first and second output values Y1 and Y2. On the other hand, since both of the second amplified voltages VA2 will have lower values compared to the two reference voltages Vr1 and Vr2, VLs are outputted from all of the third and fourth output values Y3 and Y4.
정리하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 읽기 회로(1000)는 트릿 라인(TL) 및 트릿 바 라인(TLB)을 모두 특정 전압(일 예로, VM)으로 선충전하고, 셀(300)이 상기 라인들(TL, TLB)과 연결될 때 변경되는 변경 전압(Vd)을 증폭시키고, 증폭 전압(VA)을 기준 전압(Vr)과 이진법적으로 비교하여, 터너리 데이터를 읽을 수 있다.In summary, the
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 읽기 회로(1000)에 의하면 프리 앰프 및 비교기의 설계를 통한 기존의 2진 소자의 배치를 이용하여 3진 데이터를 2진 데이터화함으로써 터너리 데이터를 읽을 수 있고, 이에 따라 저전력, 고용량 3진 반도체 소자로의 대체가 용이해질 수 있다.As described above, according to the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 앰프(10)의 구성의 일 예를 도시한 구조도이다. 7 is a structural diagram illustrating an example of the configuration of the
프리 앰프(10)는 도 7(a)와 같은 제1 스테이지(Gain stage)(ST1) 및 도 7(b)와 같은 제2 스테이지(Reset stage)(ST2)의 두 스테이지로 동작할 수 있다. 먼저, 제2 스테이지(ST2)의 양 단에 존재하는 스위치는 프리 앰프(10)의 입력단(N1, N2)과 출력단(O1, O2)을 연결하여 입력단(N1, N2)뿐만 아니라 출력단(O1, O2)을 모두 미들 전압(VM)으로 선충전(pre-charging)하는 역할을 할 수 있다. 이때 입력단(N1)은 트릿 라인(TL)이 연결된 노드이고, 입력단(N2)은 트릿 바 라인(TLB)이 연결된 노드일 수 있다. 출력단(O1, O2)이 서로 다른 전압으로 충전된 상태에서 제1 스테이지(ST1)가 동작할 경우, 제1 스테이지(ST1)를 통해 증폭된 증폭 전압(VA)과 기준 전압(Vr)을 비교할 때 오차가 생기는 문제점을 방지하기 위해, 프리 앰프(10)의 출력단(O1, O2)도 동일하게 미들 전압(VM)으로 충전할 수 있다. The
이와 같이 제2 스테이지(ST2)는 라인들(TL, TLB)의 전압을 미들 전압(VM)으로 구동 및/또는 선충전하는 역할을 하며, 인가되는 클럭 신호(clk)에 따라 스위치가 비활성화(disable) 되면 후술하는 제1 스테이지(ST1)가 활성화되어 동작할 수 있다.As described above, the second stage ST2 drives and/or precharges the voltages of the lines TL and TLB to the middle voltage VM, and the switch is disabled according to the applied clock signal clk. Then, the first stage ST1 to be described later may be activated and operated.
상기 클럭 신호(clk)에 따라 워드 라인(WL)이 선택 동작하여 SRAM 셀(300)이 선택된다. 그러면 제1 스테이지(ST1)에서는, 입력단(N1, N2)으로 인가된 선충전된 전압이 셀(300)과 연결되어 변경된 변경 전압(Vd)의 변화량(dh1, dh2)을 감지하고, 출력단(O1, O2)을 통해 선충전된 미들 전압(VM)에서 상하로 분기되는 증폭 전압(VA)을 출력할 수 있다.The word line WL is selected according to the clock signal clk to select the
이때, 제1 스테이지(ST1)의 조절 트랜지스터(BT1, BT2)에 관하여 도 6을 함께 참고하여 설명한다. 조절 트랜지스터(BT1, BT2)는 각각에 인가되는 바이어스들(bias1, bias2)을 통해 제1 증폭 전압(VA1)을 미들 전압(VM)에서 감소 증폭시킬 때의 게인(g2-1)과 제2 증폭 전압(VA2)을 미들 전압(VM)에서 증가 증폭시킬 때의 게인(g2-2)을 동일하게 조절할 수 있다. 가령, 두 게인(g2-1, g2-2)이 서로 달라 제1 증폭 전압(VA1)의 하강폭이 제2 증폭 전압(VA2)의 상승폭보다 상대적으로 더 크다면, 비교부(20)의 출력값(Y)을 통해 읽는 데이터의 결정에 문제가 생길 수 있기 때문이다.At this time, the control transistors BT1 and BT2 of the first stage ST1 will be described with reference to FIG. 6 together. The control transistors BT1 and BT2 have a gain g2-1 and a second amplification when the first amplified voltage VA1 is reduced and amplified from the middle voltage VM through the biases bias1 and bias2 applied to each. The gain g2-2 when the voltage VA2 is increased and amplified from the middle voltage VM may be adjusted in the same manner. For example, if the two gains g2-1 and g2-2 are different so that the fall width of the first amplified voltage VA1 is relatively larger than the rise width of the second amplified voltage VA2, the output value of the
본 발명의 일 실시예에 따른 프리 앰프(10)의 회로 구조는 도 7에 도시된 바에 한정되지 않으며, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기능을 수행할 수 있는 다양한 구조가 적용될 수 있다.The circuit structure of the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비교부 중 일부를 도시한 구조도이다.8 is a structural diagram illustrating a part of a comparator according to an embodiment of the present invention.
도 8의 단일 비교기는 인가되는 클럭 신호(clk)에 따라 동작할 수 있고, 두 입력단(NN1, NN2)을 통해 프리 앰프(10)의 증폭 전압(VA) 및 기준 전압(Vr)을 인가 받을 수 있다. 입력단(NN1)을 통해 트릿 라인(TL)의 증폭 전압(VA)이 인가 되고 입력단(NN2)을 통해 기준 전압(Vr)이 인가 되어, 표시된 Y 노드를 통하여 양 전압(VA1, Vr1)의 대소 관계가 비교된 출력값(Y)이 출력될 수 있다.The single comparator of FIG. 8 may operate according to the applied clock signal clk, and may receive the amplified voltage VA and the reference voltage Vr of the
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터너리 읽기 회로(100)는 셀(300)에 저장된 터너리 데이터를, 비교부(20)를 통하여 출력되는 바이너리 데이터를 이용하여 읽을 수 있다. 이에 따라 디지털 도메인의 외부 장치와 통신할 수 있는 터너리 투 바이너리 컨버터(Ternary to Binary Converter; TBC)의 기능을 수반할 수 있다.As described above, the
일 예로 비교기(20)는 필요할 때만 선택적으로 동작하는 동적 래치 비교기(Dynamic Latch Comparator)일 수 있으나, 비교기의 구조는 도 8에 도시된 바에 한정되지 않는다.For example, the
이하, 도 9 및 도 10을 사용하여 일 실시예에 따른 재기입부(30)의 동작에 관하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 재기입부(30)를 설명하기 위한 개략적인 구조도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 재기입부의 동작 방법을 설명하기 위한 그래프이다.Hereinafter, an operation of the
도 9를 도 3과 함께 참고하면, 재기입부(30)는 비교부(20)로부터 출력값들(Y)을 입력 받을 수 있다. 출력값들(Y)의 조합에 의해 셀(300)에 저장된 터너리 데이터를 읽을 수 있는데, 도 4의 수렴 단계(D3)에서 살펴본 바와 같이 셀(300) 저장 데이터가 0 또는 1인 경우 읽기 회로(100)가 읽은 데이터가 1/2로 잘못 수렴되어 데이터가 왜곡될 수 있다. 이를 방지하기 위해 재기입부(30) 및 이에 연결된 트랜지스터들(M1, M2, M3, M4)을 통해 변경된 데이터를 복원시켜 라인들(TL, TLB)에 다시 기입할 수 있다. M1, M2의 출력단은 트릿 라인(TL), M3, M4의 출력단은 트릿 바 라인(TLB)에 연결되어 각 라인(TL, TLB)에 복원된 데이터를 재기입할 수 있다.Referring to FIG. 9 together with FIG. 3 , the
이하, 도 6에서 설명한 [표 1]을 함께 참고하여 설명한다. 제1 및 제2 증폭 전압(VA1, VA2)이 도 10(a)와 같이 나타나는 경우(실시예 1), M1, M4가 켜지고, 제1 및 제2 증폭 전압(VA1, VA2)이 도 10(a)의 반대로 나타나는 경우(실시예 3), M2, M3이 켜질 수 있다. 실시예 1 및 실시예 3의 경우 증폭 전압(VA)이 증폭된 게인(g1, g2)이 하이 전압(VH) 또는 로우 전압(VL)으로 발산할 만큼 크지 않으므로 D3 단계에서 미들 전압(VM)으로 수렴할 수 있다. 따라서, 재기입부(30)가 상기 설명과 같이 동작함으로써 트릿 라인(TL)과 트릿 바 라인(TLB)의 데이터를 원본 데이터(0 또는 1)와 같게 함으로써 원본 데이터를 복구할 수 있다.Hereinafter, with reference to [Table 1] described with reference to FIG. 6 will be described. When the first and second amplified voltages VA1 and VA2 appear as shown in FIG. 10(a) (Example 1), M1 and M4 are turned on, and the first and second amplified voltages VA1 and VA2 are shown in FIG. 10 ( In the case of the opposite of a) (Example 3), M2 and M3 may be turned on. In the case of Examples 1 and 3, since the amplified voltage VA is not large enough to diverge to the high voltage VH or the low voltage VL, the amplified gains g1 and g2 are converted to the middle voltage VM in step D3. can converge. Accordingly, the
한편, 제3 및 제4 증폭 전압(VA3, VA4)이 도 10(b)와 같이 나타나는 경우(실시예 2)(Y1, Y2의 출력값이 반대, Y3, Y4의 출력값이 반대로 출력되는 경우), M1, M2, M3, M4가 모두 오프되어 재기입부(30)가 동작하지 않을 수 있다. 셀(300) 저장 데이터가 1/2인 경우에는 데이터 왜곡이 일어나지 않으므로 트릿 라인(TL)과 트릿 바 라인(TLB)을 조정하지 않아도 미들 전압(VM)으로 유지하기 때문에 셀(300) 저장 데이터가 변하지 않을 수 있다. On the other hand, when the third and fourth amplified voltages VA3 and VA4 appear as shown in Fig. 10(b) (Example 2) (the output values of Y1 and Y2 are opposite, the output values of Y3 and Y4 are output oppositely), Since M1, M2, M3, and M4 are all turned off, the
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims In addition, various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
따라서, 본 발명의 사상은 앞에서 설명된 실시예들에 국한하여 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위가 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and not only the claims described below, but also all scopes equivalent to or changed from the claims described below are the scope of the spirit of the present invention. would be said to belong to the category.
1000: 터너리 읽기 회로부
2000: 워드 라인 제어부
100: 터너리 읽기 회로
300: SRAM 셀
10: 프리 앰프
20: 비교부
30: 재기입부
TL: 트릿 라인
TLB: 트릿 바 라인
WL: 워드 라인
Cj1, Cj2: 셀 기생 캐패시터
Cp1, Cp2: 라인 기생 캐패시터
S1: 제1 셀 프로파일
S2: 제2 셀 프로파일
L1: 라인 프로파일
VA: 증폭 전압
Vd: 변경 전압
Vr: 기준 전압1000: ternary read circuit unit
2000: word line control
100: ternary read circuit
300: SRAM cell
10: Preamplifier
20: comparison unit
30: rewrite part
TL: treatment line
TLB: Treat Bar Line
WL: word line
Cj1, Cj2: cell parasitic capacitors
Cp1, Cp2: line parasitic capacitors
S1: first cell profile
S2: second cell profile
L1: line profile
VA: amplified voltage
Vd: change voltage
Vr: reference voltage
Claims (12)
상기 SRAM 셀이 상기 트릿 라인과 연결되었을 때의 상기 SRAM 셀의 변경 전압을 미리 설정된 변화율만큼 증폭하여 증폭 전압을 생성하는 프리 앰프; 및
상기 증폭 전압과 기준 전압 간의 대소를 비교하여 2진 데이터를 출력하여 상기 터너리 데이터를 읽는 비교기;
를 포함하는, 터너리 읽기 회로.A ternary read circuit for reading ternary data stored in an SRAM cell using a signal applied through a treat line, the ternary read circuit comprising:
a preamplifier configured to amplify a change voltage of the SRAM cell by a preset change rate when the SRAM cell is connected to the treat line to generate an amplified voltage; and
a comparator for reading the ternary data by outputting binary data by comparing the magnitude between the amplified voltage and the reference voltage;
Including, ternary read circuit.
상기 프리 앰프는 상기 트릿 라인을 제1 충전 전압으로 선충전(pre-charing)하는, 터너리 읽기 회로.According to claim 1,
The pre-amplifier pre-charging the treat line to a first charging voltage, a ternary read circuit.
상기 터너리 읽기 회로는, 제1 비교기 및 제2 비교기를 포함하는 복수 개의 비교기를 포함하고,
상기 기준 전압은 제1 기준 전압 및 상기 제1 기준 전압보다 낮은 값의 제2 기준 전압을 포함하고,
상기 제1 비교기는 상기 증폭 전압과 상기 제1 기준 전압을 비교하여 제1 하이 전압 데이터 또는 제1 로우 전압 데이터를 출력하고,
상기 제2 비교기는 상기 증폭 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하여 제2 하이 전압 데이터 또는 제2 로우 전압 데이터를 출력하는, 터너리 읽기 회로.3. The method of claim 2,
The ternary read circuit includes a plurality of comparators including a first comparator and a second comparator,
the reference voltage includes a first reference voltage and a second reference voltage having a lower value than the first reference voltage;
the first comparator compares the amplified voltage with the first reference voltage to output first high voltage data or first low voltage data;
and the second comparator compares the amplified voltage with the second reference voltage to output second high voltage data or second low voltage data.
상기 SRAM 셀에 하이 전압 데이터 또는 로우 전압 데이터가 저장된 경우,
상기 제1 비교기 및 상기 제2 비교기는 모두 하이 전압 데이터를 출력하거나, 모두 로우 전압 데이터를 출력하는, 터너리 읽기 회로.4. The method of claim 3,
When high voltage data or low voltage data is stored in the SRAM cell,
The first comparator and the second comparator both output high voltage data or both output low voltage data.
상기 SRAM 셀에 미들 전압 데이터가 저장된 경우,
상기 제1 비교기가 상기 제1 하이 전압 데이터를 출력하고, 상기 제2 비교기는 상기 제2 로우 전압 데이터를 출력하거나,
상기 제1 비교기가 상기 제1 로우 전압 데이터를 출력하고, 상기 제2 비교기는 상기 제2 하이 전압 데이터를 출력하는, 터너리 읽기 회로.4. The method of claim 3,
When middle voltage data is stored in the SRAM cell,
the first comparator outputs the first high voltage data and the second comparator outputs the second low voltage data;
The first comparator outputs the first low voltage data, and the second comparator outputs the second high voltage data.
상기 터너리 읽기 회로는,
상기 비교기의 출력값에 따라 상기 트릿 라인의 상기 출력값에 해당하는 기존 데이터를 복원하는 재기입부;를 더 포함하는, 터너리 읽기 회로.4. The method of claim 3,
The ternary read circuit is
The ternary read circuit further comprising a rewrite unit for restoring the existing data corresponding to the output value of the treatment line according to the output value of the comparator.
상기 SRAM 셀에 하이 전압 데이터, 로우 전압 데이터 및 미들 전압 데이터 중에 선택된 어느 하나의 데이터를 저장하는 단계;
상기 트릿 라인이 상기 SRAM 셀과 연결되었을 때의 상기 트릿 라인의 변경 전압을 미리 설정된 변화율만큼 증폭하여 증폭 전압을 생성하는 단계; 및
상기 증폭 전압과 기준 전압 간의 대소를 비교하여 2진 데이터를 출력하여 상기 터너리 데이터를 읽는 단계;
를 포함하는, 3진 데이터를 읽는 방법.A method of reading ternary data stored in an SRAM cell using a signal applied through a treat line, the method comprising:
storing any one data selected from high voltage data, low voltage data, and middle voltage data in the SRAM cell;
generating an amplified voltage by amplifying a change voltage of the treatment line when the treatment line is connected to the SRAM cell by a preset change rate; and
reading the ternary data by outputting binary data by comparing the magnitude between the amplified voltage and the reference voltage;
A method of reading ternary data, including
상기 증폭 전압을 생성하는 단계 이전에,
상기 트릿 라인을 제1 충전 전압으로 선충전(pre-charing)하는 단계;를 더 포함하는, 3진 데이터를 읽는 방법.8. The method of claim 7,
Before generating the amplified voltage,
Pre-charging the treatment line to a first charging voltage; further comprising, a method of reading ternary data.
상기 기준 전압은 제1 기준 전압 및 상기 제1 기준 전압보다 낮은 값의 제2 기준 전압을 포함하고,
상기 비교하여 2진 데이터를 출력하는 단계는,
상기 증폭 전압과 상기 제1 기준 전압을 비교하여 제1 하이 전압 데이터 또는 제1 로우 전압 데이터를 출력하는 제1 비교 단계; 및
상기 증폭 전압과 상기 제2 기준 전압을 비교하여 제2 하이 전압 데이터 또는 제2 로우 전압 데이터를 출력하는 제2 비교 단계;를 포함하는, 3진 데이터를 읽는 방법.9. The method of claim 8,
the reference voltage includes a first reference voltage and a second reference voltage having a lower value than the first reference voltage;
The step of comparing and outputting binary data comprises:
a first comparison step of comparing the amplified voltage with the first reference voltage and outputting first high voltage data or first low voltage data; and
and a second comparison step of outputting second high voltage data or second low voltage data by comparing the amplified voltage with the second reference voltage.
상기 비교하여 2진 데이터를 출력하는 단계는,
상기 SRAM 셀에 상기 하이 전압 데이터 또는 상기 로우 전압 데이터를 저장한 경우,
상기 제1 비교 단계 및 상기 제2 비교 단계에서 모두 하이 전압 데이터를 출력하거나, 모두 로우 전압 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는, 3진 데이터를 읽는 방법.10. The method of claim 9,
The step of comparing and outputting binary data comprises:
When the high voltage data or the low voltage data is stored in the SRAM cell,
A method of reading ternary data, characterized in that both high voltage data or low voltage data are output in both of the first comparison step and the second comparison step.
상기 비교하여 2진 데이터를 출력하는 단계는,
상기 SRAM 셀에 상기 미들 전압 데이터를 저장한 경우,
상기 제1 비교 단계에서 상기 제1 하이 전압 데이터를 출력하고, 상기 제2 비교 단계에서 상기 제2 로우 전압 데이터를 출력하거나,
상기 제1 비교 단계에서 상기 제1 로우 전압 데이터를 출력하고, 상기 제2 비교 단계에서 상기 제2 하이 전압 데이터를 출력하는, 3진 데이터를 읽는 방법.10. The method of claim 9,
The step of comparing and outputting binary data comprises:
When the middle voltage data is stored in the SRAM cell,
outputting the first high voltage data in the first comparing step and outputting the second low voltage data in the second comparing step;
and outputting the first low voltage data in the first comparison step and outputting the second high voltage data in the second comparison step.
상기 3진 데이터를 읽는 방법은,
상기 제1 비교 단계 및 상기 제2 비교 단계의 출력값에 따라 상기 트릿 라인의 상기 출력값에 해당하는 기존 데이터를 복원하여 재기입하는 단계;를 더 포함하는, 3진 데이터를 읽는 방법.10. The method of claim 9,
How to read the ternary data,
Restoring and rewriting the existing data corresponding to the output value of the treatment line according to the output values of the first comparison step and the second comparison step;
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Ebrahim Abiri et al.,'A novel design of low power and high read stability T-SRAM, memory based on the m-GDI method in nanotechnology',Microelectronics Journal, Vol.58, Pages 44~59, 2016. * |
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