KR102483906B1 - Nas memory cell combined with nand flash memory and static random access memory and nas memory array using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 칩 내에 NAND 플래시 메모리와 SRAM이 융합된 NAS 메모리 셀 및 이를 이용한 NAS 메모리 어레이에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a NAS memory cell in which a NAND flash memory and an SRAM are fused in a single chip and a NAS memory array using the same.
NAS 메모리 셀이란 반도체 메모리 어레이의 단위로 NAND 플래시 메모리와 SRAM(Static Random Acess Memory)이 하나의 칩 내에서 융합 집적된 것을 말하고, NAND의 'NA'와 SRAM의 'S'를 따서 만든 이름이다.A NAS memory cell is a unit of a semiconductor memory array, which means that NAND flash memory and SRAM (Static Random Access Memory) are fused and integrated within a single chip, and the name is derived from 'NA' in NAND and 'S' in SRAM.
현대의 컴퓨터는 프로세싱 유닛과 메모리 유닛이 구분된 폰 노이만 구조를 기반으로 설계되어 있다. 프로세싱 유닛은 로직 연산, 명령어 전송 등의 역할을 수행하며, 메모리 유닛은 데이터 저장 등의 역할을 수행한다. 컴퓨터 동작은 이 두 유닛이 상호 유기적으로 데이터를 주고받으며 이루어진다. 이 때문에 시스템 전체의 성능 향상을 위해서는 어느 한쪽 유닛만이 아닌 양쪽 유닛 모두의 성능 향상이 필요하다. 현재 컴퓨터 시스템에서는 메모리 유닛의 동작 속도가 프로세싱 유닛의 동작 속도에 비해 느려 전체 시스템의 성능이 제한되는 병목(bottleneck) 현상이 부각되고 있다. 이를 개선하기 위해서 메모리 시스템의 전반적인 성능 향상이 필요하다.Modern computers are designed based on the von Neumann structure in which a processing unit and a memory unit are separated. The processing unit performs a role such as logic operation and command transmission, and the memory unit performs a role such as data storage. Computer operation is achieved by exchanging data between these two units organically. For this reason, in order to improve the performance of the entire system, it is necessary to improve the performance of both units, not just one of the units. In a current computer system, a bottleneck phenomenon in which the performance of the entire system is limited because the operating speed of a memory unit is slow compared to the operating speed of a processing unit is emerging. To improve this, it is necessary to improve the overall performance of the memory system.
메모리 시스템의 성능을 향상시키는 방법의 하나로 메모리 시스템 내에 있는 여러 메모리 간의 데이터 전송 속도를 높이는 방법이 있다. 메모리 시스템 내에는 다양한 종류의 메모리가 있으며 각각 특성과 용도가 다르다. 예를 들어 NAND Flash는 집적도 면에서 뛰어난 비휘발성 메모리로 SSD(Solid State Drive) 등으로 사용한다. 반면 SRAM은 휘발성 메모리로 읽고 쓰는 속도가 빨라 CPU 캐시메모리, 버퍼 등으로 사용한다. 메모리 시스템은 상황에 따라 데이터를 메모리에서 메모리로 옮겨가며 효율적으로 시스템을 운용한다. 데이터의 장기간 저장이 필요할 때는 NAND Flash와 같은 비휘발성 메모리에 저장해놓았다가, CPU와 지속적으로 데이터를 주고받아야 할 때는 SRAM, DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등과 같이 데이터 접근 속도가 빠른 메모리에 데이터를 옮겨 사용하는 식이다. 이러한 데이터 전송은 실제 메모리 유닛 동작 시 매우 활발하게 일어나며, 데이터 전송 속도를 높이면 전체 시스템의 동작 속도를 효과적으로 높일 수 있다.As one of the methods for improving the performance of the memory system, there is a method of increasing data transmission speed between several memories in the memory system. Within a memory system, there are various types of memory, each with different characteristics and uses. For example, NAND Flash is a non-volatile memory with excellent density and is used as a solid state drive (SSD). On the other hand, SRAM is a volatile memory and is used as a CPU cache memory and buffer because of its high reading and writing speed. The memory system efficiently operates the system by moving data from memory to memory according to the situation. When data needs to be stored for a long time, it is stored in non-volatile memory such as NAND Flash, and when data needs to be continuously exchanged with the CPU, it is moved to memory with fast data access speed, such as SRAM or DRAM (Dynamic Random Access Memory). is the expression used Such data transmission occurs very actively during actual memory unit operation, and the operation speed of the entire system can be effectively increased by increasing the data transmission speed.
일반적인 메모리 시스템에서는 NAND Flash와 SRAM이 각각 독립된 칩의 형태로 존재하며, 버스를 통하여 데이터 전송이 이루어진다. 이러한 구조에서 데이터 전송 시 데이터는 각 칩의 I/O 버퍼를 거쳐야 하므로 지연시간(latency) 및 추가 전력 소모가 발생하고, 데이터 버스를 통하는 전송 시스템 특성상 시스템의 대역폭(bandwidth)에 따라 데이터 전송 속도에 제한을 받는다. 특히 다량의 데이터를 전송할 경우, 각 메모리는 데이터를 일정단위로 끊어서 전송하게 되는데 이는 앞서 언급한 속도 및 전력 면에서의 비효율을 가중한다. 도 1은 종래 일반적인 메모리 시스템에서 SRAM 어레이의 m번째 행에서 n번째 행까지 저장된 데이터를 NAND Flash로 전송할 때의 데이터 전송 흐름을 보여준다. 먼저, SRAM 어레이 m번째 행의 데이터를 읽어서 I/O 버퍼에 저장한다(①). 다음으로, 데이터 버스를 통하여 NAND flash I/O 버퍼에 저장하고(②), 마지막으로, NAND Flash에 데이터를 저장한다(③). 각 메모리에서 데이터를 읽거나 쓰는 동작은 WL 단위로만 수행할 수 있으므로 위의 과정은 m번째 행부터 n번째 행까지의 모든 행에 대해 계속해서 반복되어야 한다.In a general memory system, NAND Flash and SRAM exist in the form of independent chips, and data transmission is performed through a bus. In this structure, when data is transmitted, data must pass through the I/O buffer of each chip, resulting in latency and additional power consumption. be limited In particular, when a large amount of data is transmitted, each memory cuts the data in a certain unit and transmits the data, which adds to the aforementioned inefficiency in terms of speed and power. 1 shows a data transfer flow when data stored from the m-th row to the n-th row of an SRAM array is transferred to a NAND Flash in a conventional general memory system. First, the data of the mth row of the SRAM array is read and stored in the I/O buffer (①). Next, it is stored in the NAND flash I/O buffer through the data bus (②), and finally, the data is stored in the NAND flash (③). Reading or writing data from each memory can only be performed in WL units, so the above process must be repeated continuously for all rows from the mth row to the nth row.
또한, SRAM은 휘발성 메모리이어서 정전 등으로 전원 연결이 끊어질 경우 데이터를 잃어 버리게 되므로, 이를 방지하기 위해 저장 유닛의 일측이나 양측에 비휘발성 메모리 소자를 연결하는 기술이 미국특허 제6,414,873호 및 제8,018,768호가 개시되어 있다. 전자는 SRAM의 저장 유닛 양측에 비휘발성 메모리 소자 2개를 연결하는 것이고, 후자는 SRAM의 저장 유닛 일측에 비휘발성 메모리 소자 1개, 반대측에는 인버터를 통해 연결되도록 한 것이다. 이 두 기술 모두 SRAM에 전원 연결이 끊어질 때 데이터의 저장(storage)과 회복(recall)를 위한 것이어서, 비휘발성 메모리를 복수 개 연결하여 NAND Flash로 동작하기 어려운 구조이다. 따라서, NAND Flash는 별도 칩을 통해 구성해야 되고, 이렇게 되면 위에서 살펴본 바와 같이, 버스를 통해 SRAM에 데이터 전송이 이루어질 수밖에 없는 문제가 있다. In addition, since SRAM is a volatile memory, data is lost when the power supply is disconnected due to a power outage, etc. To prevent this, a technology for connecting a non-volatile memory device to one or both sides of the storage unit is disclosed in U.S. Patent Nos. 6,414,873 and 8,018,768. call is disclosed. The former connects two non-volatile memory devices to both sides of the SRAM storage unit, and the latter connects one non-volatile memory device to one side of the SRAM storage unit and an inverter to the other side. Since both of these technologies are for storage and recall of data when power is disconnected from SRAM, it is difficult to operate as NAND Flash by connecting a plurality of non-volatile memories. Therefore, the NAND Flash must be configured through a separate chip, and in this case, as described above, there is a problem in that data transmission is inevitable to the SRAM through the bus.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 버스를 통하지 않고 하나의 칩 내에서 데이터 전송이 가능하도록 NAND 플래시 메모리와 SRAM이 융합된 NAS 메모리 셀 및 이를 이용한 NAS 메모리 어레이, 그리고 이와 관련된 동작방법을 제공하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art, the present invention provides a NAS memory cell in which NAND flash memory and SRAM are fused to enable data transmission within a single chip without going through a bus, a NAS memory array using the same, and an operating method related thereto. want to provide
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 NAS 메모리 셀은 상측 선택 트랜지스터, 복수 개의 비활성 메모리 소자 및 하측 선택 트랜지스터가 직렬로 연결된 NAND Flash 스트링; 상기 하측 선택 트랜지스터의 하단에 연결된 제 1 데이터 노드와 상기 제 1 데이터 노드의 전기적 신호가 반전되는 제 2 데이터 노드를 갖는 휘발성 저장 유닛을 갖는 SRAM 셀; 및 상기 제 1 데이터 노드와 전송 제어 라인(NSE)에 연결되어 상기 NAND Flash 스트링에서 상기 SRAM 셀로 데이터를 전송하는 NST 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a NAS memory cell according to the present invention includes a NAND flash string in which an upper select transistor, a plurality of inactive memory elements, and a lower select transistor are connected in series; an SRAM cell having a volatile storage unit having a first data node connected to a lower end of the lower select transistor and a second data node in which an electrical signal of the first data node is inverted; and an NST unit connected to the first data node and a transmission control line (NSE) to transmit data from the NAND Flash string to the SRAM cell.
상기 휘발성 저장 유닛은 두 개의 인버터로 구성되되, 어느 하나의 인버터의 출력은 다른 인버터의 입력과 연결되고, 어느 하나의 인버터의 입력은 다른 인버터의 출력과 연결된 것을 본 발명에 의한 NAS 메모리 셀의 다른 특징으로 한다.The volatile storage unit is composed of two inverters, the output of one inverter is connected to the input of the other inverter, the input of one inverter is connected to the output of the other inverter, the other of the NAS memory cell according to the present invention to be characterized
상기 휘발성 저장 유닛은 두 개의 저장용 트랜지스터와 두 개의 저항으로 구성되되, 상기 제 1 데이터 노드와 접지 사이에는 제 1 저장용 트랜지스터가, 상기 제 1 데이터 노드와 공급전압단 사이에는 제 1 저항이 각각 연결되고, 상기 제 2 데이터 노드와 접지 사이에는 제 2 저장용 트랜지스터가, 상기 제 2 데이터 노드와 상기 공급전압단 사이에는 제 2 저항이 각각 연결되고, 상기 제 1 저장용 트랜지스터의 게이트는 상기 제 2 데이터 노드에 연결되고, 상기 제 2 저장용 트랜지스터의 게이트는 상기 제 1 데이터 노드에 연결된 것을 본 발명에 의한 NAS 메모리 셀의 다른 특징으로 한다.The volatile storage unit is composed of two storage transistors and two resistors, a first storage transistor between the first data node and the ground, and a first resistor between the first data node and a supply voltage, respectively. A second storage transistor is connected between the second data node and the ground, and a second resistor is connected between the second data node and the supply voltage terminal, and a gate of the first storage transistor is connected to the first storage transistor. Another feature of the NAS memory cell according to the present invention is that it is connected to two data nodes, and the gate of the second storage transistor is connected to the first data node.
상기 NST 유닛은 상기 제 1 데이터 노드에 직렬로 연결된 제 1 및 제 2 트랜지스터로 구성되고, 상기 제 1 트랜지스터의 게이트는 상기 전송 제어 라인에 연결되고, 상기 제 2 트랜지스터의 게이트는 상기 NAND Flash 스트링의 마지막 비활성 메모리 소자와 상기 하측 선택 트랜지스터 사이의 출력 노드에 연결되고, 상기 SRAM 셀은 상기 제 1 데이터 노드와 SRAM 비트 라인 사이에 연결된 제 1 액세스 트랜지스터 및 상기 제 2 데이터 노드와 SRAM 반전 비트 라인 사이에 연결된 제 2 액세스 트랜지스터를 더 포함하여 구성되고, 상기 제 1 액세스 트랜지스터의 게이트와 상기 제 2 액세스 트랜지스터의 게이트는 SRAM 워드 라인에 연결되고, 상기 상측 선택 트랜지스터의 상단은 Flash 비트 라인, 상기 상측 선택 트랜지스터의 게이트는 상측 제어 라인(SSL), 상기 복수 개의 비활성 메모리 소자의 각 게이트는 복수 개의 워드 라인, 상기 하측 선택 트랜지스터의 게이트는 하측 제어 라인(GSL)에 각각 연결된 것을 본 발명에 의한 NAS 메모리 셀의 다른 특징으로 한다.The NST unit is composed of first and second transistors connected in series to the first data node, a gate of the first transistor is connected to the transfer control line, and a gate of the second transistor is connected to the NAND Flash string. a first access transistor coupled between the last inactive memory element and the low select transistor, the SRAM cell having a first access transistor coupled between the first data node and the SRAM bit line and between the second data node and the SRAM inverting bit line It further includes a connected second access transistor, wherein the gate of the first access transistor and the gate of the second access transistor are connected to an SRAM word line, an upper end of the upper select transistor is a Flash bit line, and the upper select transistor The gate of the NAS memory cell according to the present invention is connected to an upper control line (SSL), each gate of the plurality of inactive memory elements is connected to a plurality of word lines, and the gate of the lower selection transistor is connected to a lower control line (GSL), respectively. with different characteristics.
본 발명에 의한 NAS 메모리 어레이는 상술한 NAS 메모리 셀을 M개의 행과 N개의 열로 매트릭스 형태(M x N)로 배치하여 구성된 것을 특징으로 한다.The NAS memory array according to the present invention is characterized by being configured by arranging the above-described NAS memory cells in a matrix form (M x N) with M rows and N columns.
상기 M개 행으로 배치된 NAS 메모리 셀들은 각 행마다 상기 상측 제어 라인(SSL), 상기 복수 개의 워드 라인, 상기 전송 제어 라인(NSE), 상기 하측 제어 라인(GSL) 및 상기 SRAM 워드 라인을 서로 공유하고, 상기 N개 열로 배치된 NAS 메모리 셀들은 각 열마다 상기 Flash 비트 라인, 상기 SRAM 비트 라인 및 상기 SRAM 반전 비트 라인을 서로 공유하는 것을 본 발명에 의한 NAS 메모리 어레이의 다른 특징으로 한다.The NAS memory cells arranged in M rows connect the upper control line SSL, the plurality of word lines, the transmission control line NSE, the lower control line GSL, and the SRAM word line to each other in each row. Another feature of the NAS memory array according to the present invention is that the NAS memory cells arranged in N columns share the flash bit line, the SRAM bit line, and the SRAM inversion bit line for each column.
상기 M개 행으로 배치된 NAS 메모리 셀들은 NAND Flash 워드 라인 디코더와 SRAM 워드 라인 디코더로 각 행마다 독립적으로 제어되어 둘 이상의 행 데이터를 동시에 전송할 수 있게 구비된 것을 본 발명에 의한 NAS 메모리 어레이의 다른 특징으로 한다.The NAS memory cells arranged in the M rows are independently controlled for each row by a NAND Flash word line decoder and an SRAM word line decoder so that data of two or more rows can be simultaneously transmitted. to be characterized
본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 동작방법은 상기 전송 제어 라인(NSE)에 V SS를 인가하여 상기 NAS 메모리 셀을 NAND Flash 메모리로 사용하는 것을 특징으로 한다.A method of operating a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention is characterized in that the NAS memory cell is used as a NAND flash memory by applying V SS to the transmission control line (NSE).
본 발명의 다른 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 동작방법은 상기 전송 제어 라인(NSE)과 상기 하측 제어 라인(GSL)에 각각 V SS를 인가하여 상기 NAS 메모리 셀을 SRAM 셀로 사용하는 것을 특징으로 한다.A method of operating a NAS memory cell according to another embodiment of the present invention is characterized in that the NAS memory cell is used as an SRAM cell by applying V SS to the transmission control line (NSE) and the lower control line (GSL), respectively. .
본 발명의 다른 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 동작방법은 상기 제 1 데이터 노드를 V SS로 만드는 제 1 단계; 상기 출력 노드를 V SS로 만드는 제 2 단계; 상기 제 1 데이터 노드를 V DD1로 만드는 제 3 단계; 및 상기 전송 제어 라인(NSE)으로 상기 제 1 트랜지스터를 턴온(turn on)시키는 제 4 단계를 포함하여 상기 NAND Flash 스트링에 저장된 데이터를 상기 SRAM 셀로 전송하는 것을 특징으로 한다.A method of operating a NAS memory cell according to another embodiment of the present invention includes a first step of making the first data node V SS ; a second step of making the output node V SS ; a third step of making the first data node equal to V DD1 ; and a fourth step of turning on the first transistor through the transfer control line NSE to transmit the data stored in the NAND Flash string to the SRAM cell.
본 발명의 다른 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 동작방법은 상기 전송 제어 라인(NSE)과 상기 상측 제어 라인(SSL)으로 상기 제 1 트랜지스터와 상기 상측 선택 트랜지스터를 각각 턴오프(turn off)시키고, 상기 하측 제어 라인(GSL)으로 상기 하측 선택 트랜지스터를 턴온(turn on)시킨 후 상기 복수 개의 비활성 메모리 소자의 쓰기 동작으로 상기 SRAM 셀의 상기 제 1 데이터 노드의 데이터를 상기 NAND Flash 스트링으로 전송하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a method of operating a NAS memory cell turns off the first transistor and the upper select transistor with the transfer control line NSE and the upper control line SSL, respectively, Transmitting data of the first data node of the SRAM cell to the NAND flash string by a write operation of the plurality of inactive memory devices after turning on the lower selection transistor through the lower control line (GSL). to be characterized
본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 어레이의 동작방법은 상기 NAND Flash 워드 라인 디코더에서 상기 M개 행 중에서 1개 이상의 행이 선택되고, 상기 1개 이상의 행으로 선택된 각 행에 배치된 NAS 메모리 셀들은 각각 상기 제 1 데이터 노드를 V SS로 만드는 제 1 단계; 상기 출력 노드를 V SS로 만드는 제 2 단계; 상기 제 1 데이터 노드를 V DD1로 만드는 제 3 단계; 및 상기 전송 제어 라인(NSE)으로 상기 제 1 트랜지스터를 턴온(turn on)시키는 제 4 단계를 포함하는 동작으로 상기 선택된 각 행에 배치된 NAS 메모리 셀들의 NAND Flash 스트링에 저장된 데이터를 SRAM 셀로 한 번에 전송하는 것을 특징으로 한다.In the method of operating a NAS memory array according to an embodiment of the present invention, one or more rows are selected from among the M rows in the NAND Flash word line decoder, and NAS memory cells are arranged in each row selected as the one or more rows. A first step of making the first data node V SS , respectively; a second step of making the output node V SS ; a third step of making the first data node equal to V DD1 ; and a fourth step of turning on the first transistor through the transfer control line (NSE) to transfer the data stored in the NAND Flash string of the NAS memory cells disposed in each selected row to the SRAM cell once. It is characterized by transmission to.
본 발명의 다른 실시예에 의한 NAS 메모리 어레이의 동작방법은 상기 NAND Flash 워드 라인 디코더에서 상기 M개 행 중에서 1개 이상의 행이 선택되고, 상기 1개 이상의 행으로 선택된 각 행에 배치된 NAS 메모리 셀들의 각 행의 제어 신호는, 상기 전송 제어 라인(NSE)과 상기 상측 제어 라인(SSL)으로 상기 제 1 트랜지스터와 상기 상측 선택 트랜지스터를 각각 턴오프(turn off)시키고, 상기 하측 제어 라인(GSL)으로 상기 하측 선택 트랜지스터를 턴온(turn on)시킨 후 상기 복수 개의 비활성 메모리 소자의 쓰기 동작으로 상기 각 행에 배치된 NAS 메모리 셀들의 SRAM 셀의 제 1 데이터 노드에 저장된 데이터를 NAND Flash 스트링으로 한 번에 전송하는 것을 특징으로 한다.In the method of operating a NAS memory array according to another embodiment of the present invention, one or more rows are selected from among the M rows in the NAND Flash word line decoder, and NAS memory cells are disposed in each row selected as the one or more rows. The control signal of each row of s turns off the first transistor and the upper selection transistor through the transfer control line NSE and the upper control line SSL, respectively, and the lower control line GSL After turning on the lower selection transistor, data stored in the first data node of the SRAM cell of the NAS memory cells arranged in each row is converted to a NAND Flash string by a write operation of the plurality of inactive memory elements. It is characterized by transmission to.
본 발명은 SRAM 셀의 제 1 데이터 노드에 NAND Flash 스트링과 함께 NST 유닛이 연결되어, 도 2와 같이, I/O 버퍼를 비롯한 어떤 중간과정도 거치지 않고, 선택된 모든 행에 대하여 한 번에 NAND Flash 스트링에서 SRAM 셀로 또는 그 반대로 데이터를 전송(①)할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, the NST unit is connected to the first data node of the SRAM cell along with the NAND Flash string, and as shown in FIG. There is an effect that data can be transferred (①) from the string to the SRAM cell or vice versa.
도 1은 종래 메모리 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 구성을 보여주는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 SRAM 모드 쓰기 동작 타이밍 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 SRAM 모드 읽기 동작 타이밍 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 NAND Flash 모드 쓰기 동작 타이밍 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 NAND Flash 모드 읽기 동작 타이밍 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 SNT 모드 동작 타이밍 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 NST 모드 동작 타이밍 다이어그램이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 어레이 및 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 어레이의 SRAM 모드 읽기 동작 타이밍 다이어그램이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 어레이의 SNT 모드 동작 타이밍 다이어그램이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 어레이의 NST 모드 동작 타이밍 다이어그램이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 SNT 모드 동작 시뮬레이션 결과도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 NST 모드 동작 시뮬레이션 결과도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예로, VDD 형 NST 유닛을 가지는 NAS 메모리 셀의 구성을 보여주는 회로도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예로, 상단이 게이트와 함께 전송 제어 라인(NSE)에 연결된 NST 유닛을 가지는 NAS 메모리 셀의 구성을 보여주는 회로도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예로, 4T SRAM 셀을 가지는 NAS 메모리 셀의 구성을 보여주는 회로도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional memory system.
2 is a block diagram showing the configuration of a NAS memory system according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram showing the configuration of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a timing diagram of an SRAM mode write operation of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention.
5 is a timing diagram of an SRAM mode read operation of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention.
6 is a timing diagram of a NAND Flash mode write operation of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention.
7 is a timing diagram of a NAND Flash mode read operation of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention.
8 is a SNT mode operation timing diagram of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention.
9 is an NST mode operation timing diagram of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram showing the configuration of a NAS memory array and system according to an embodiment of the present invention.
11 is a timing diagram of an SRAM mode read operation of a NAS memory array according to an embodiment of the present invention.
12 is a SNT mode operation timing diagram of a NAS memory array according to an embodiment of the present invention.
13 is an NST mode operation timing diagram of a NAS memory array according to an embodiment of the present invention.
14 is a simulation result diagram of an SNT mode operation of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram showing a simulation result of an NST mode operation of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention.
16 is a circuit diagram showing the configuration of a NAS memory cell having a V DD type NST unit according to another embodiment of the present invention.
17 is a circuit diagram showing the configuration of a NAS memory cell having an NST unit connected to a transfer control line (NSE) along with a gate in another embodiment of the present invention.
18 is a circuit diagram showing the configuration of a NAS memory cell having a 4T SRAM cell according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀은, 도 3에 예시된 바와 같이, 상측 선택 트랜지스터(N5), 복수 개의 비활성 메모리 소자(NV1, NV2, ..., NVn) 및 하측 선택 트랜지스터(N6)가 직렬로 연결된 NAND Flash 스트링(10); 상기 하측 선택 트랜지스터(N6)의 하단에 연결된 제 1 데이터 노드(Q)와 상기 제 1 데이터 노드의 전기적 신호가 반전되는 제 2 데이터 노드()를 갖는 휘발성 저장 유닛을 갖는 SRAM 셀(20); 및 상기 제 1 데이터 노드(Q)와 전송 제어 라인(NSE)에 연결되어 상기 NAND Flash 스트링(10)에서 상기 SRAM 셀(20)로 데이터를 전송하는 NST 유닛(30)을 포함한다.As illustrated in FIG. 3 , a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention includes an upper selection transistor N5, a plurality of inactive memory elements NV1, NV2, ..., NVn, and a lower selection transistor N6. ) is serially connected NAND Flash string (10); A first data node Q connected to the lower end of the lower selection transistor N6 and a second data node in which an electrical signal of the first data node is inverted ( )
여기서, 본 발명의 NAS 메모리 셀이란 NAND의 'NA'와 SRAM의 'S'를 따서 만든 이름이므로, NAND 플래시 메모리와 SRAM(Static Random Acess Memory)이 하나의 칩 내에서 융합 집적되어 메모리 어레이의 단위로 사용되는 것이라면 이에 해당되는 것으로 보아야 한다. Here, since the NAS memory cell of the present invention is named after 'NA' of NAND and 'S' of SRAM, NAND flash memory and SRAM (Static Random Access Memory) are fused and integrated in a single chip as a unit of a memory array. If it is used, it should be regarded as corresponding to this.
상기 NAS 메모리 셀은 구체적인 실시예에 따라, 도 3의 NAND Flash 스트링(10)에서 복수 개의 비활성 메모리 소자(NV1, NV2, ..., NVn)는 1개에서 128개, 혹은 그 이상까지 자유롭게 구성할 수 있다. 여기서, 상기 비활성 메모리 소자는 비활성 메모리로 기능하는 것이면 충분하므로, flash memory device로 단순히 floating-gate MOSFET, charge trap flash (CTF) 뿐만 아니라, 여러 트랜지스터로 구성된 single-poly embedded flash, tunnel FET (TFET), Ferroelectric FET (FeFET), 기타 상용되거나 연구되는 메모리 디바이스일 수 있다.According to a specific embodiment of the NAS memory cell, in the
상기 SRAM 셀(20)의 휘발성 저장 유닛은 제 1 데이터 노드(Q)와 제 2 데이터 노드() 사이에 구비되어 전원 인가시 앞의 두 노드의 전기적 신호가 반전된 상태로 데이터를 저장할 수 있게 하는 것이면 모두 이에 해당된다. 일 실시예로, 도 3과 같이, 두 개의 인버터(P1과 N1, P2과 N2)로 구성되되, 어느 하나의 인버터(P1과 N1)의 출력은 다른 인버터(P2과 N2)의 입력과 연결되고, 어느 하나의 인버터(P1과 N1)의 입력은 다른 인버터(P2과 N2)의 출력과 연결될 수 있다.The volatile storage unit of the
상기 휘발성 저장 유닛의 다른 실시예로, 도 18과 같이, 두 개의 저장용 트랜지스터(N1과 N2)와 두 개의 저항(R1과 R2)으로 구성되되, 상기 제 1 데이터 노드(Q)와 접지 사이에는 제 1 저장용 트랜지스터(N1)가, 상기 제 1 데이터 노드(Q)와 공급전압단(VDD2) 사이에는 제 1 저항(R1)이 각각 연결되고, 상기 제 2 데이터 노드()와 접지 사이에는 제 2 저장용 트랜지스터(N2)가, 상기 제 2 데이터 노드()와 상기 공급전압단(VDD2) 사이에는 제 2 저항(R2)이 각각 연결되고, 상기 제 1 저장용 트랜지스터(N1)의 게이트는 상기 제 2 데이터 노드()에 연결되고, 상기 제 2 저장용 트랜지스터(N2)의 게이트는 상기 제 1 데이터 노드(Q)에 연결될 수 있다.As another embodiment of the volatile storage unit, as shown in FIG. 18, it is composed of two storage transistors (N1 and N2) and two resistors (R1 and R2), between the first data node (Q) and the ground A first storage transistor (N1), a first resistor (R1) is connected between the first data node (Q) and the supply voltage terminal (V DD2 ), respectively, the second data node ( ) And a second storage transistor N2 between the ground, the second data node ( ) and the supply voltage terminal (V DD2 ), a second resistor (R2) is connected, respectively, and the gate of the first storage transistor (N1) is connected to the second data node ( ), and a gate of the second storage transistor N2 may be connected to the first data node Q.
상기 NST 유닛(30)은 NAND Flash to SRAM Transfer Unit을 줄여서 이름한 것으로, 제 1 데이터 노드(Q)와 전송 제어 라인(NSE)에 연결되어, NAND Flash 스트링(10)에서 SRAM 셀(20)로 데이터를 전송할 수 있게 구비된 것이면 이에 해당한다.The
도 3을 참조하면, 상기 NST 유닛(30)은 기본적으로 상기 제 1 데이터 노드(Q)에 직렬로 연결된 제 1 및 제 2 트랜지스터(N7, N8)로 구성되고, 상기 제 1 트랜지스터(N7)의 게이트는 상기 전송 제어 라인(NSE)에 연결되고, 상기 제 2 트랜지스터(N8)의 게이트는 상기 NAND Flash 스트링(10)의 하단에 있는 마지막 비활성 메모리 소자(NVn)와 상기 하측 선택 트랜지스터(N6) 사이의 출력 노드(G)에 연결된 것으로 구비될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
여기서, 상기 제 2 트랜지스터(N8)의 하단은 상기 제 1 데이터 노드(Q)에 연결되되, 상기 제 1 트랜지스터(N7)의 상단 연결에 따라, NST 유닛(30)의 실시예를 달리할 수 있다. Here, the lower end of the second transistor N8 is connected to the first data node Q, and the embodiment of the
먼저, 도 3과 같이, 상기 제 1 트랜지스터(N7)의 상단은 접지될 수 있다(GND형 NST 유닛). 다른 실시예로, 도 16과 같이, 상기 제 1 트랜지스터(N7)의 상단은 공급전압단(VDD2)에 연결되거나(V DD형 NST 유닛), 도 17과 같이, 상기 전송 제어 라인(NSE)에 연결될 수도 있다(Diode형 NST 유닛). First, as shown in FIG. 3 , an upper end of the first transistor N7 may be grounded (GND type NST unit). In another embodiment, as shown in FIG. 16, the upper end of the first transistor N7 is connected to the supply voltage terminal V DD2 ( V DD type NST unit), or as shown in FIG. 17, the transfer control line NSE (Diode-type NST unit).
V DD형 NST 유닛은 NST(NAND Flash to SRAM Transfer) 동작 시 초기에 제 1 데이터 노드(Q)의 전압을 V SS로 설정하고 다시 V DD2 로 바꿀 필요가 없어 동작이 단순해지는 장점이 있다. 하지만 GND형 NST 유닛에 비해 제 1 데이터 노드(Q)를 V SS에서 V DD2로 바꿔주는 힘이 약해서 latency가 발생하고, 제 2 트랜지스터(N8)의 channel width를 크게 설정해줘야 하는 단점이 있다. The V DD type NST unit has the advantage of simplifying operation since there is no need to initially set the voltage of the first data node (Q) to V SS and then change it back to V DD2 during a NAND Flash to SRAM Transfer (NST) operation. However, compared to the GND-type NST unit, the power to change the first data node (Q) from V SS to V DD2 is weak, resulting in latency and the need to set the channel width of the second transistor (N8) large.
한편, Diode형 NST 유닛은 전송 제어 라인(NSE)에 V DD2 보다 큰 전압을 가해줄 경우 V DD2형 NST 유닛에 비해 제 1 데이터 노드(Q) 전압을 더 잘 바꿔줄 수 있다.Meanwhile, the diode-type NST unit can better change the first data node (Q) voltage compared to the V DD2 -type NST unit when a voltage greater than V DD2 is applied to the transmission control line (NSE).
도 3을 참조하면, 상기 SRAM 셀(20)은 상기 제 1 데이터 노드(Q)와 SRAM 비트 라인(BLSRAM, 42) 사이에 연결된 제 1 액세스 트랜지스터(N3) 및 상기 제 2 데이터 노드()와 SRAM 반전 비트 라인(, 46) 사이에 연결된 제 2 액세스 트랜지스터(N4)를 더 포함하여 구성되고, 상기 제 1 액세스 트랜지스터(N3)의 게이트와 상기 제 2 액세스 트랜지스터(N4)의 게이트는 SRAM 워드 라인(WLSRAM, 60)에 연결된다.Referring to FIG. 3 , the
또한, 상기 상측 선택 트랜지스터(N5)의 상단은 Flash 비트 라인(BLFlash, 44), 상기 상측 선택 트랜지스터(N5)의 게이트는 상측 제어 라인(SSL, 52), 상기 복수 개의 비활성 메모리 소자(NV1, NV2, ..., NVn)의 각 게이트는 복수 개의 워드 라인(WLFlash,0, WLFlash,1, ..., WLFlash,n-1; 54), 상기 하측 선택 트랜지스터(N6)의 게이트는 하측 제어 라인(GSL, 56)에 각각 연결된다In addition, the upper end of the upper select transistor N5 is a flash bit line (BL Flash , 44), the gate of the upper select transistor (N5) is an upper control line (SSL, 52), and the plurality of inactive memory elements (NV1, Each gate of NV2, ..., NVn is a plurality of word lines (WL Flash,0 , WL Flash,1 , ..., WL Flash,n-1 ; 54), the gate of the lower selection transistor N6 are respectively connected to the lower control line (GSL, 56)
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 어레이(100)는 상술한 NAS 메모리 셀을 하나의 단위(110)로 하여 M개의 행과 N개의 열로 매트릭스 형태(M x N)로 배치하여 구성하게 된다. 여기서, M과 N은 1 또는 1보다 큰 자연수이다(단, 동시에 1이 되지 않음).Referring to FIG. 10, the
도 3과 도 10을 함께 참조하면, 상기 M개 행으로 배치된 NAS 메모리 셀들은 각 행마다 상기 상측 제어 라인(SSL, 52), 상기 복수 개의 워드 라인(WLFlash,0, WLFlash,1, ..., WLFlash,n-1; 54), 상기 전송 제어 라인(NSE, 70), 상기 하측 제어 라인(GSL, 56) 및 상기 SRAM 워드 라인(WLSRAM, 60)을 서로 공유할 수 있다. 한편, 상기 N개 열로 배치된 NAS 메모리 셀들은 각 열마다 상기 Flash 비트 라인(BLFlash, 44), 상기 SRAM 비트 라인(BLSRAM, 42) 및 상기 SRAM 반전 비트 라인(, 46)을 서로 공유할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 10 together, the NAS memory cells arranged in M rows have the upper control line (SSL, 52) and the plurality of word lines (WL Flash,0 , WL Flash,1 , ..., WL Flash,n−1 ; 54), the transmission control line (NSE, 70), the lower control line (GSL, 56), and the SRAM word line (WL SRAM , 60) may be shared with each other. . Meanwhile, in the NAS memory cells arranged in N columns, the Flash bit line (BL Flash , 44), the SRAM bit line (BL SRAM , 42) and the SRAM inverted bit line ( , 46) can be shared with each other.
상기 M개 행으로 배치된 NAS 메모리 셀들은 NAND Flash 워드 라인 디코더(210)와 SRAM 워드 라인 디코더(310)로 각 행마다 독립적으로 제어되어 둘 이상의 행 데이터를 동시에 전송할 수 있게 구비될 수 있다.The NAS memory cells arranged in the M rows may be independently controlled for each row by the NAND Flash
상기 NAS 메모리 어레이(100)는, 도 10과 같이, 동작을 위해 주변으로 NAND Peripheral Circuits(200)과 SRAM Peripheral Circuits(300)가 구비된다.As shown in FIG. 10, the
상기 NAND Peripheral Circuits(200)은 좌측면에 구비된 NAND Flash 워드 라인 디코더(210)와 함께 NAS 메모리 어레이(100)의 상단에는 NAND Flash 열 디코더(220)와 NAND Flash Page Buffer(230)가 구비되어 각 BLFlash에 가해지는 전압을 컨트롤하고, NAND flash 모드 읽기 동작 등을 수행할 때 관여한다.The NAND
상기 SRAM Peripheral Circuits(300)은 우측면에 구비된 SRAM 워드 라인 디코더(310)와 함께 NAS 메모리 어레이(100)의 하단에는 SRAM 셀(20) 구동을 위한 Precharge Circuit(320), Columm Mux(330), Write Circuit(340) 및 Sense Amplifier(350)가 구비되어 각 BLSRAM과 의 전압을 조절하고, SRAM 셀(20)에 저장된 정보를 읽기 동작 등을 수행할 때 관여한다.The SRAM
도 10을 참조하면, 외부에서 데이터가 들어오면 상단의 NAND Flash I/O Buffers(400)이나 하단의 SRAM I/O Buffers(500)에 잠시 저장되었다가 명령어는 Command Rregister(410)로, address는 Address Register/Counter(430)로, NAS 메모리 어레이(100)에 저장할 데이터는 NAND Peripheral Circuits(200)나 SRAM Peripheral Circuits(300)으로 전달된다. Command Rregister(410)에 들어간 명령어는 Command Interface Logic 회로(420)에 전달되며, Command Interface Logic 회로(420)에서는 해당 명령을 구현하는 데 필요한 위치에 명령어를 보낸다. Address Register/Counter(430)로 입력된 address data는 각 디코더로 전달되며, 디코더에서는 전달받은 data를 바탕으로 어레이(100) 내에서 데이터를 읽거나 쓸 메모리 셀의 위치를 선택한다. 따라서, 어레이(100)에 저장하기 위해 입력한 데이터는 외부에서 I/O 버퍼(400, 500)로 전달되며, I/O 버스를 통하여 어레이(100)로 전달된다. 반대로 읽기 동작을 통해 읽은 어레이(100)의 데이터는 I/O 버스를 통해 I/O 버퍼(400, 500)로 전달된 후 외부로 출력된다.Referring to FIG. 10, when data comes in from the outside, it is temporarily stored in the upper NAND Flash I/O Buffers (400) or the lower SRAM I/O Buffers (500), then the command is Command Register (410) and the address is With the Address Register/
다음은, 도 4 내지 도 9를 참조하며, 본 발명의 NAS 메모리 셀의 동작방법에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIGS. 4 to 9, the operating method of the NAS memory cell of the present invention will be described.
<SRAM 모드><SRAM mode>
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 SRAM 모드 쓰기 동작 타이밍 다이어그램이다. 먼저, GSL(56)과 NSE(70)에 각각 V SS (예컨대, 0V)를 가하여 NAND Flash 스트링(10)과 SRAM 셀(20) 사이, 그리고 NST 유닛(30)과 SRAM 셀(20) 사이의 전기적인 연결을 끊어준다. 이후 동작은 일반적인 SRAM 셀(20)의 쓰기 동작과 같다.4 is a timing diagram of an SRAM mode write operation of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention. First, by applying V SS (eg, 0V) to the
SRAM 셀(20)의 쓰기 동작은 BL PairSRAM(42, 46)를 V DD2(예컨대, 약 1V. 그러나 적용하는 시스템이나 응용 분야 등의 상황에 따라 다양하게 바뀔 수 있음)로 precharge 해준 상태에서 WLSRAM(60)의 전압을 V DD2로 올려 BLSRAM(42)과 (46) 을 각각 제 1 데이터 노드(Q) 및 제 2 데이터 노드()에 연결되게 해준다. 동시에 저장하고자 하는 정보에 따라 BLSRAM(42)과 (46) 중 하나의 전압을 V DD2에서 V SS로 내린다. 마지막으로 WLSRAM(60)의 전압을 V SS로 내려 제 1 액세스 트랜지스터(N3)와 제 2 액세스 트랜지스터(N4)를 꺼주면 SRAM 셀(20)에 정보가 저장된다. 이후 다음 동작을 수행할 수 있도록 BL PairSRAM(42, 46)를 다시 V DD2로 precharge 해놓는다.The write operation of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 SRAM 모드 읽기 동작 타이밍 다이어그램이다. SRAM 모드 쓰기 동작과 마찬가지로, 먼저 GSL(56)과 NSE(70)에 모두 V SS를 가해 전체 NAS 메모리 셀이 단일 SRAM 셀(20)처럼 동작하도록 만들어준다. 이후 동작은 일반적인 SRAM 셀(20)의 읽기 동작과 같다.5 is a timing diagram of an SRAM mode read operation of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention. Similar to the SRAM mode write operation, V SS is first applied to both
SRAM 셀(20)의 읽기 동작은 BL PairSRAM(42, 46)를 V DD2로 precharge 해준 상태에서 WLSRAM(60)의 전압을 V DD로 올려 BLSRAM(42)과 (46)을 각각 제 1 데이터 노드(Q) 및 제 2 데이터 노드()에 연결되게 해준다. 이때 제 1 데이터 노드(Q)와 제 2 데이터 노드()는 이미 정보를 저장하고 있는 상태로 한쪽 노드는 V DD2, 다른 한쪽 노드에는 V SS의 전압을 형성하고 있다. 연결이 되면 제 1 데이터 노드(Q)와 제 2 데이터 노드() 중 V SS의 전압을 저장하고 있는 노드와 연결된 BLSRAM의 전압이 V DD2에서 V SS로 내려가게 되는데, sense amplifier에서 이 전압 변화를 감지하여 SRAM 셀(20)에 저장된 정보를 읽는다.The read operation of the SRAM
<NAND Flash 모드><NAND Flash mode>
NAND flash 모드의 쓰기 동작은 복수 개의 비활성 메모리 소자(flash memory 소자) 중 하나의 소자에서만 이루어지는 것이 아닌 selected WLFlash과 연결된 모든 flash memory 소자에서 동시에 이루어진다. 여기서 프로그래밍할 flash memory 소자의 BLFlash에는 V SS를 인가하며, 프로그래밍하지 않을 flash memory 소자의 BLFlash에는 self-boosting을 위해 V DD1(예컨대, 약 3V)을 인가한다.A write operation in NAND flash mode is performed simultaneously in all flash memory devices connected to the selected WL Flash , not in one device among a plurality of non-volatile memory devices (flash memory devices). Here, V SS is applied to the BL Flash of the flash memory device to be programmed, and V DD1 (eg, about 3V) is applied to the BL Flash of the flash memory device not to be programmed for self-boosting.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 NAND Flash 모드 쓰기 동작 타이밍 다이어그램이다. 먼저, GSL(56)에 V SS(예컨대, 약 0V)를 가하여 NAND Flash 스트링(10)과 SRAM 셀(20) 사이의 연결을 끊어준다. 이후 동작은 일반적인 NAND Flash의 쓰기 동작과 같다.6 is a timing diagram of a NAND Flash mode write operation of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention. First, the connection between the
NAND Flash 스트링(10)의 쓰기 동작은 BLFlash에 V SS 또는 V DD1로 가하는 동시에 SSL(52)의 전압을 V DD1으로 올려 BLFlash와 flash memory 소자들을 연결해준다. 이후, WLFlash의 전압을 모두 V pass,p(예컨대, 약 6V)로 올리고, selected WLFlash의 전압만 V pp(예컨대, 약 20V)까지 추가적으로 올린다. BLFlash에 V SS를 가한 flash memory 소자들에는 selected WLFlash와 연결된 flash memory 소자의 gate와 channel 사이에 V pp의 전압이 인가되어 FN 방식의 program이 일어난다. 반면 BLFlash에 V DD1을 가한 flash memory 소자들에는 self boosting이 일어나 channel 전압이 올라가게 되고, 이에 따라 selected WLFlash와 연결된 flash memory 소자의 gate와 channel 사이의 전압이 줄어들어 program이 일어나지 않게 된다.The write operation of the
NAND flash 모드의 읽기 동작은 precharge 해놓은 BLFlash 전압의 변화를 page buffer에서 감지하여 수행된다. BLFlash 전압은 selected WLFlash와 연결된 flash memory 소자의 V th 값에 따라 원래 상태를 유지하거나 V SS로 내려간다.Read operation in NAND flash mode is performed by detecting changes in the precharged BL flash voltage in the page buffer. The BL Flash voltage maintains its original state or goes down to V SS according to the V th value of the flash memory device connected to the selected WL Flash .
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 NAND Flash 모드 읽기 동작 타이밍 다이어그램이다. 먼저, SRAM 셀(20)의 쓰기 동작을 수행하여 제 1 데이터 노드(Q)의 전압을 V SS로 만든다. 일반적인 NAND Flash에서는 NAND Flash 스트링의 하단(GSL과 연결된 하측 선택 트랜지스터의 source 부분)이 Common Source Line(CSL)과 연결되어 있고, 읽기 동작을 수행할 때 CSL에 V SS를 가해준다. 하지만 본 발명의 NAS 메모리 셀에서는 NAND Flash 스트링(10)의 하단이 제 1 데이터 노드(Q)를 통해 SRAM 셀(20)과 연결되어 있어, 바로 V SS를 가해줄 수 없다. 대신 동작 초기에 제 1 데이터 노드(Q)를 V SS로 만들면 CSL에 V SS를 가하는 것과 같은 효과를 낼 수 있다. 이후 동작은 일반적인 NAND Flash 메모리의 읽기 동작과 같다.7 is a timing diagram of a NAND Flash mode read operation of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention. First, a write operation of the
NAND Flash 스트링(10)의 읽기 동작은 BLFlash를 V BL,r(예컨대, 약 2V)로 precharge 하고, 동시에 SSL(52)과 GSL(56)에는 각각 V DD 전압을, selected WLFlash에는 V read(예컨대, 약 2V) 전압을, unselected WLFlash에는 V pass,r(예컨대, 약 6V) 전압을 가한다. 이렇게 전압을 가하면 selected WLFlash와 연결된 flash memory 소자의 V th가 V read보다 큰 경우에는 BLFlash와 제 1 데이터 노드(Q) 사이의 연결이 끊어져 BLFlash는 원래 전압을 유지하고, V th가 V read보다 작은 경우에는 BLFlash와 제 1 데이터 노드(Q)가 연결돼 BLFlash가 V SS로 떨어지게 된다.The read operation of the
<SNT 모드><SNT mode>
SNT는 SRAM-to-NAND Data Transfer의 약자로, SNT 모드는 SRAM 셀(20)에 저장된 정보를 NAND flash 스트링(10)으로 전송할 때 사용한다. SNT 모드의 동작 방법은 NAND flash 모드의 쓰기 동작과 비슷한데, 이는 양쪽 모드 모두 flash memory 소자를 program 해주는 동작이기 때문이다. 다만, NAND flash 모드 쓰기 동작은 BLFlash의 전압으로 각 flash memory 소자의 program을 컨트롤했다면, SNT 모드는 SRAM 셀(20)에 저장된 정보에 따라, 다시 말해 제 1 데이터 노드(Q) 전압에 따라 각 NAND flash 소자에서의 program 여부가 결정된다.SNT stands for SRAM-to-NAND Data Transfer, and SNT mode is used to transfer information stored in the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 SNT 모드 동작 타이밍 다이어그램이다. 먼저, GSL(56)을 V DD1(예컨대, 약 1V)으로 올려 flash memory 소자와 제 1 데이터 노드(Q)를 연결해준다. 이후 WLFlash 전압을 모두 V pass,p (예컨대, 약 6V)로 올려주고, selected WLFlash는 V pp(예컨대, 약 20V)까지 올린다. 제 1 데이터 노드(Q)의 전압이 V SS일 경우, 선택된 flash memory 소자의 gate와 channel 사이에 V pp의 전압이 걸려 해당 소자가 program 되고, 제 1 데이터 노드(Q)의 전압이 V DD2 일 경우, self-boosting이 일어나 해당 소자가 program 되지 않는다.8 is a SNT mode operation timing diagram of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention. First, the
<NST 모드><NST mode>
NST는 NAND-to-SRAM Data Transfer의 약자로, NST 모드는 NAND flash 스트링(10)에 저장된 정보를 SRAM 셀(20)로 전송할 때 사용한다. 선택된 flash memory 소자의 V th에 따라 제 1 데이터 노드(Q)에 V SS 혹은 V DD2를 저장한다.NST stands for NAND-to-SRAM Data Transfer, and NST mode is used to transfer information stored in the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 셀의 NST 모드 동작 타이밍 다이어그램이다. 먼저, SRAM 셀(20)의 쓰기 동작을 수행하여 초기 제 1 데이터 노드(Q)의 전압을 V SS로 설정한다. 이후 selected WLFlash는 V read, unselected WLFlash는 V pass,r로 전압을 올린다. 동시에 GSL(56)의 전압을 V DD1으로 올려 출력 노드(G)와 제 1 데이터 노드(Q)를 연결해주고, 출력 노드(G)의 전압을 V SS로 설정해준다. 이렇게 출력 노드(G)의 초기 전압을 잡아줘야 self-boosting으로 인한 오작동을 방지할 수 있다. 출력 노드(G)의 초기 전압 설정이 끝났으면 GSL(56)을 V SS로 낮춰 출력 노드(G)와 제 1 데이터 노드(Q)를 분리시킨다. 이후 제 1 데이터 노드(Q)의 전압을 V DD2 로 만들어준다. 다음으로 BLFlash(44)와 SSL(52)의 전압을 각각 V DD1으로 올리고, NSE(70)의 전압을 V DD2으로 올려 NST 유닛을 활성화한다. 선택한 flash memory 소자의 V th가 클 경우, BLFlash(44)와 출력 노드(G) 사이의 전기적 연결이 끊겨 출력 노드(G)는 V SS를 유지한다. 이 경우 제 1 데이터 노드(Q)에는 초기 전압인 V DD2가 유지된다. 반대로 선택한 소자의 V th가 작을 경우, 출력 노드(G)가 BLFlash(44)와 전기적으로 연결되어 출력 노드(G)의 전압이 올라간다. 이 경우 제 1 데이터 노드(Q)가 NST unit의 접지(GND)와 연결되어 제 1 데이터 노드(Q)에 V SS를 저장한다.9 is an NST mode operation timing diagram of a NAS memory cell according to an embodiment of the present invention. First, a write operation of the
다음은, 도 10 내지 도 13을 참조하며, 본 발명의 NAS 메모리 어레이의 동작방법에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIGS. 10 to 13, the operating method of the NAS memory array of the present invention will be described.
<SRAM 모드 및 NAND Flash 모드><SRAM mode and NAND Flash mode>
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 NAS 메모리 어레이 및 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다. NAS 메모리 어레이(100)에서의 SRAM 모드, NAND flash 모드 동작은 위에서 설명한 NAS 메모리 셀(110)의 SRAM 모드, NAND flash 모드 동작과 동일한 동작이 어레이의 행 단위로 이루어진다. 다시 말해 여러 행에서 동시에 SRAM 모드 및 NAND flash 모드 동작을 수행할 수는 없다. 이는 SRAM 모드 및 NAND flash 모드 동작 시 데이터가 BL을 통하여 이동하는데, 어레이 구조상 각 행들이 BL을 서로 공유하고 있어 한 행에서 BL을 사용하고 있으면 다른 행에서는 BL을 사용할 수 없다. 이에 따라 다량의 데이터를 읽고 쓸 경우, 동작은 행 단위로 순차적으로 이루어진다.10 is a block diagram showing the configuration of a NAS memory array and system according to an embodiment of the present invention. In the SRAM mode and NAND flash mode operations of the
도 11은 본 발명의 NAS 메모리 어레이(100)에서 n번째 행과 n+1번째 행의 SRAM 셀에 저장된 데이터, 즉 두 행에 저장된 데이터를 읽는 상황에서의 타이밍 다이어그램이다. 먼저, BLSRAM과 들을 모두 precharge 한 후, WLSRAM,n을 켜 n번째 행에 저장된 데이터를 읽는다. 다음으로 BLSRAM과 들을 다시 precharge 한 후, WLSRAM,n+1을 켜 n+1번째 행에 저장된 데이터를 읽는다. 이와 같이 여러 행에 저장된 데이터를 읽을 경우 행 단위로 끊어 순차적으로 읽기 동작을 수행한다. 이러한 동작은 SRAM 읽기 동작 뿐만이 아닌, SRAM 쓰기 동작, flash 읽기 동작, 그리고 flash 쓰기 동작까지 동일하게 적용된다.11 is a timing diagram in a situation in which data stored in SRAM cells of the n-th row and the n+1-th row in the
<SNT 모드><SNT mode>
도 12는 본 발명의 NAS 메모리 어레이(100)에서 SNT 모드 동작을 수행할 때의 타이밍 다이어그램이다. SNT 동작을 수행할 행들의 GSL 즉, GSLsel을 켜고 해당 행들의 WL 즉, WLFlash,sel 전압을 SNT 동작에 맞게 조절해준다. 여기서 선택한 행이란 하나의 행을 의미하는 것이 아니라 SNT 동작을 수행하고 싶은 모든 행을 말한다. SNT 동작을 수행하지 않을 나머지 WLFlash,Unsel.과 GSLUnsel.에는 V SS를 가해주고, SNT 동작 시 필요하지 않은 나머지 line에도 V SS를 가해준다. 이렇게 하면 원하는 행 모두에서 동시에 SNT 동작이 가능하다.12 is a timing diagram when performing an SNT mode operation in the
<NST 모드><NST mode>
도 13은 본 발명의 NAS 메모리 어레이(100)에서 NST 모드 동작을 수행할 때의 타이밍 다이어그램이다. 동작을 수행할 행의 line들, 즉 SSLSel., WLFlash,Sel., GSLSel., NSESel., WLSRAM,Sel. 전압을 NST 동작에 맞게 조절해준다. NST 동작을 수행하지 않을 나머지 행의 line들, 즉 SSLUnsel., WLFlash,Unsel., GSLUnsel., NSEUnsel., WLSRAM,Unsel.에는 V SS를 가해준다. 마지막으로 BL PairSRAM 및 BLFlash는 NST 동작에 맞게 조절해주면 원하는 모든 행에서 동시에 NST 동작이 가능하다.13 is a timing diagram when NST mode operation is performed in the
다음은, 도 14 및 도 15를 참조하며, 도 3의 NAS 메모리 셀에 대한 시뮬레이션 결과에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIGS. 14 and 15, simulation results for the NAS memory cell of FIG. 3 will be described.
도 3의 NAS 메모리 셀에 대해서 Cadence Virtuoso® 회로 시뮬레이션 툴을 사용하여 아래 표 1과 표 2의 SNT 모드와 NST 모드로 시뮬레이션을 진행하였다. NAND 스트링의 Flash memory 소자 개수는 64개로 설정하여 진행하였다.The NAS memory cell of FIG. 3 was simulated in the SNT mode and NST mode of Tables 1 and 2 below using the Cadence Virtuoso ® circuit simulation tool. The number of flash memory elements of the NAND string was set to 64.
도 14를 참조하면, 제 1 데이터 노드(Q) 상태(state)가 V SS 일 때, T2에서 메모리 노드(K)의 전압이 일정부분 올라갔다가 내려오는 것을 확인할 수 있다. 이는 WLFlash의 전압이 일제히 올라가면서 Capacitance coupling으로 인해 Flash memory 소자의 Channel 전압이 함께 올라가기 때문이다. 하지만 메모리 노드(K)와 연결되어 있는 제 1 데이터 노드(Q)에 V SS가 저장되어 있기 때문에 시간이 지남에 따라 올라갔던 전압이 다시 V SS로 내려가는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 14 , when the state of the first data node Q is V SS , it can be seen that the voltage of the memory node K rises to some extent and then falls at T 2 . This is because the voltage of the WL flash increases simultaneously and the channel voltage of the flash memory device also increases due to capacitance coupling. However, since V SS is stored in the first data node Q connected to the memory node K, it can be confirmed that the voltage that has risen over time is reduced to V SS again.
도 15를 참조하면, T2에서 출력 노드(G)의 전압이 일시적으로 올라가는데 SNT 모드에서와 마찬가지로 이는 WLFlash의 전압이 일제히 올라가면서 Capacitance coupling으로 인해 Flash memory 소자의 Channel 전압이 함께 올라가기 때문이다. 제 1 데이터 노드(Q)를 V SS로 설정하고 GSL을 켜 제 1 데이터 노드(Q)와 메모리 노드(K)를 연결해주면 올라갔던 전압이 곧 다시 내려오는 것을 확인할 수 있다. 두 모드 모두에서 예상과 일치하는 결과를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 15, the voltage of the output node (G) temporarily rises at T2. As in the SNT mode, this is because the voltage of the WL Flash simultaneously rises and the channel voltage of the flash memory device also rises due to capacitance coupling. . When the first data node (Q) is set to V SS and the GSL is turned on to connect the first data node (Q) and the memory node (K), it can be confirmed that the voltage that went up immediately goes down again. In both modes, you can see the results match your expectations.
본 발명의 NAS memory의 가장 큰 장점 중 하나는 NAND flash 와 SRAM 사이의 데이터 전송 시, 데이터를 데이터의 크기와 상관없이 한 번에 보낼 수 있다는 데에 있다. 일반적인 메모리 시스템에서는, 도 1과 같이, 데이터를 일정 단위로 끊어서 전송하기 때문에 데이터의 크기와 비례하여 데이터 전송 시간이 증가한다. 일반적인 메모리 시스템에서의 데이터 전송 과정은 다음과 같다. 1)먼저, SRAM의 n번째 행의 데이터를 읽는다. 2)다음으로 읽은 데이터를 NAND Flash의 I/O buffer로 전송한다. 동시에 다음 행인 n+1번째 행의 데이터를 읽는다. 3)다음은 NAND Flash의 I/O buffer에 저장된 SRAM의 n번째 행의 데이터를 NAND Flash에 저장한다. 동시에 SRAM의 n+1번째 행에서 읽은 데이터를 NAND Flash의 I/O buffer로 보내고 SRAM의 n+2번째 행을 읽는다. 위 과정을 반복하여 SRAM의 m번째 행 데이터까지 전송을 완료한다. 이러한 특성으로 인해 데이터의 크기와 비례하여 데이터 전송 시간이 증가한다. 그러나, 본 발명에 의한 NAS memory에서는, 도 2와 같이, 데이터의 크기와 상관없이 원하는 복수 개의 행들에 대해서 SNT 동작 혹은 NST 동작을 수행하면 데이터를 한 번에 전송할 수 있다. 이러한 특성 때문에 속도, 전력 측면에서 종래 일반적인 메모리 시스템보다 효율적이다.One of the biggest advantages of the NAS memory of the present invention is that data can be sent at once regardless of the size of the data when transferring data between NAND flash and SRAM. In a general memory system, as shown in FIG. 1 , data transmission time increases in proportion to the size of data because data is divided and transmitted in predetermined units. A data transmission process in a general memory system is as follows. 1) First, read data in the nth row of SRAM. 2) Next, the read data is transferred to the I/O buffer of NAND Flash. At the same time, the data of the n+1th row, which is the next row, is read. 3) Next, the data of the nth row of SRAM stored in the I/O buffer of NAND Flash is stored in NAND Flash. At the same time, data read from the n+1 row of SRAM is sent to the I/O buffer of NAND Flash, and the n+2 row of SRAM is read. By repeating the above process, the transfer of up to the mth row data of the SRAM is completed. Due to this characteristic, data transmission time increases in proportion to the size of the data. However, in the NAS memory according to the present invention, as shown in FIG. 2, data can be transmitted at once by performing an SNT operation or an NST operation on a desired plurality of rows regardless of the size of data. Because of these characteristics, it is more efficient than conventional general memory systems in terms of speed and power.
Claims (13)
상기 하측 선택 트랜지스터의 하단에 연결된 제 1 데이터 노드와 상기 제 1 데이터 노드의 전기적 신호가 반전되는 제 2 데이터 노드를 갖는 휘발성 저장 유닛을 갖는 SRAM 셀; 및
상기 제 1 데이터 노드와 전송 제어 라인(NSE)에 연결되어 상기 NAND Flash 스트링에서 상기 SRAM 셀로 데이터를 전송하는 NST 유닛을 포함하되,
상기 NST 유닛은 상기 제 1 데이터 노드에 직렬로 연결된 제 1 및 제 2 트랜지스터로 구성되고, 상기 제 1 트랜지스터의 게이트는 상기 전송 제어 라인에 연결되고, 상기 제 2 트랜지스터의 게이트는 상기 NAND Flash 스트링의 마지막 비활성 메모리 소자와 상기 하측 선택 트랜지스터 사이의 출력 노드에 연결된 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 셀.
a NAND Flash string in which an upper selection transistor, a plurality of inactive memory elements, and a lower selection transistor are connected in series;
an SRAM cell having a volatile storage unit having a first data node connected to a lower end of the lower select transistor and a second data node in which an electrical signal of the first data node is inverted; and
An NST unit connected to the first data node and a transmission control line (NSE) to transmit data from the NAND Flash string to the SRAM cell,
The NST unit is composed of first and second transistors connected in series to the first data node, a gate of the first transistor is connected to the transfer control line, and a gate of the second transistor is connected to the NAND Flash string. A NAS memory cell, characterized in that connected to an output node between the last inactive memory element and the low side select transistor.
상기 휘발성 저장 유닛은 두 개의 인버터로 구성되되, 어느 하나의 인버터의 출력은 다른 인버터의 입력과 연결되고, 어느 하나의 인버터의 입력은 다른 인버터의 출력과 연결된 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 셀.
According to claim 1,
The volatile storage unit is composed of two inverters, wherein the output of one inverter is connected to the input of another inverter, and the input of one inverter is connected to the output of the other inverter.
상기 휘발성 저장 유닛은 두 개의 저장용 트랜지스터와 두 개의 저항으로 구성되되, 상기 제 1 데이터 노드와 접지 사이에는 제 1 저장용 트랜지스터가, 상기 제 1 데이터 노드와 공급전압단 사이에는 제 1 저항이 각각 연결되고, 상기 제 2 데이터 노드와 접지 사이에는 제 2 저장용 트랜지스터가, 상기 제 2 데이터 노드와 상기 공급전압단 사이에는 제 2 저항이 각각 연결되고, 상기 제 1 저장용 트랜지스터의 게이트는 상기 제 2 데이터 노드에 연결되고, 상기 제 2 저장용 트랜지스터의 게이트는 상기 제 1 데이터 노드에 연결된 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 셀.
According to claim 1,
The volatile storage unit is composed of two storage transistors and two resistors, a first storage transistor between the first data node and the ground, and a first resistor between the first data node and a supply voltage, respectively. A second storage transistor is connected between the second data node and the ground, and a second resistor is connected between the second data node and the supply voltage terminal, and a gate of the first storage transistor is connected to the first storage transistor. 2 data nodes, wherein the gate of the second storage transistor is connected to the first data node.
상기 SRAM 셀은 상기 제 1 데이터 노드와 SRAM 비트 라인 사이에 연결된 제 1 액세스 트랜지스터 및 상기 제 2 데이터 노드와 SRAM 반전 비트 라인 사이에 연결된 제 2 액세스 트랜지스터를 더 포함하여 구성되고, 상기 제 1 액세스 트랜지스터의 게이트와 상기 제 2 액세스 트랜지스터의 게이트는 SRAM 워드 라인에 연결되고,
상기 상측 선택 트랜지스터의 상단은 Flash 비트 라인, 상기 상측 선택 트랜지스터의 게이트는 상측 제어 라인(SSL), 상기 복수 개의 비활성 메모리 소자의 각 게이트는 복수 개의 워드 라인, 상기 하측 선택 트랜지스터의 게이트는 하측 제어 라인(GSL)에 각각 연결된 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 셀.
According to any one of claims 1 to 3,
The SRAM cell further comprises a first access transistor connected between the first data node and an SRAM bit line and a second access transistor connected between the second data node and an SRAM inverted bit line, wherein the first access transistor A gate of and a gate of the second access transistor are connected to an SRAM word line;
The upper end of the upper select transistor is a flash bit line, the gate of the upper select transistor is an upper control line (SSL), each gate of the plurality of inactive memory elements is a plurality of word lines, and the gate of the lower select transistor is a lower control line NAS memory cells, characterized in that each connected to (GSL).
A NAS memory array characterized in that it is configured by arranging the NAS memory cells of claim 4 in a matrix form (M x N) with M rows and N columns.
상기 M개 행으로 배치된 NAS 메모리 셀들은 각 행마다 상기 상측 제어 라인(SSL), 상기 복수 개의 워드 라인, 상기 전송 제어 라인(NSE), 상기 하측 제어 라인(GSL) 및 상기 SRAM 워드 라인을 서로 공유하고,
상기 N개 열로 배치된 NAS 메모리 셀들은 각 열마다 상기 Flash 비트 라인, 상기 SRAM 비트 라인 및 상기 SRAM 반전 비트 라인을 서로 공유하는 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 어레이.
According to claim 5,
The NAS memory cells arranged in M rows connect the upper control line SSL, the plurality of word lines, the transmission control line NSE, the lower control line GSL, and the SRAM word line to each other in each row. share,
The NAS memory array, characterized in that the NAS memory cells arranged in N columns share the Flash bit line, the SRAM bit line, and the SRAM inversion bit line for each column.
상기 M개 행으로 배치된 NAS 메모리 셀들은 NAND Flash 워드 라인 디코더와 SRAM 워드 라인 디코더로 각 행마다 독립적으로 제어되어 둘 이상의 행 데이터를 동시에 전송할 수 있게 구비된 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 어레이.
According to claim 6,
The NAS memory array, characterized in that the NAS memory cells arranged in the M rows are independently controlled for each row by a NAND Flash word line decoder and an SRAM word line decoder so that data of two or more rows can be transmitted simultaneously.
상기 전송 제어 라인(NSE)에 V SS를 인가하여 상기 NAS 메모리 셀을 NAND Flash 메모리로 사용하는 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 셀의 동작방법.
A method of operating the NAS memory cell of claim 4,
The method of operating a NAS memory cell, characterized in that by applying V SS to the transmission control line (NSE) to use the NAS memory cell as a NAND flash memory.
상기 전송 제어 라인(NSE)과 상기 하측 제어 라인(GSL)에 각각 V SS를 인가하여 상기 NAS 메모리 셀을 SRAM 셀로 사용하는 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 셀의 동작방법.
A method of operating the NAS memory cell of claim 4,
The method of operating a NAS memory cell, characterized in that by applying V SS to each of the transmission control line (NSE) and the lower control line (GSL) to use the NAS memory cell as an SRAM cell.
상기 제 1 데이터 노드를 V SS로 만드는 제 1 단계;
상기 출력 노드를 V SS로 만드는 제 2 단계;
상기 제 1 데이터 노드를 V DD1로 만드는 제 3 단계; 및
상기 전송 제어 라인(NSE)으로 상기 제 1 트랜지스터를 턴온(turn on)시키는 제 4 단계를 포함하여 상기 NAND Flash 스트링에 저장된 데이터를 상기 SRAM 셀로 전송하는 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 셀의 동작방법.
A method of operating the NAS memory cell of claim 4,
a first step of making the first data node V SS ;
a second step of making the output node V SS ;
a third step of making the first data node equal to V DD1 ; and
A method of operating a NAS memory cell, comprising a fourth step of turning on the first transistor through the transfer control line (NSE) to transmit data stored in the NAND Flash string to the SRAM cell.
상기 전송 제어 라인(NSE)과 상기 상측 제어 라인(SSL)으로 상기 제 1 트랜지스터와 상기 상측 선택 트랜지스터를 각각 턴오프(turn off)시키고, 상기 하측 제어 라인(GSL)으로 상기 하측 선택 트랜지스터를 턴온(turn on)시킨 후 상기 복수 개의 비활성 메모리 소자의 쓰기 동작으로 상기 SRAM 셀의 상기 제 1 데이터 노드의 데이터를 상기 NAND Flash 스트링으로 전송하는 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 셀의 동작방법.
A method of operating the NAS memory cell of claim 4,
The first transistor and the upper selection transistor are turned off through the transfer control line NSE and the upper control line SSL, respectively, and the lower selection transistor is turned on through the lower control line GSL. After turning on), data of the first data node of the SRAM cell is transmitted to the NAND Flash string by a write operation of the plurality of inactive memory devices.
상기 NAND Flash 워드 라인 디코더에서 상기 M개 행 중에서 1개 이상의 행이 선택되고, 상기 1개 이상의 행으로 선택된 각 행에 배치된 NAS 메모리 셀들은 각각
상기 제 1 데이터 노드를 V SS로 만드는 제 1 단계;
상기 출력 노드를 V SS로 만드는 제 2 단계;
상기 제 1 데이터 노드를 V DD1로 만드는 제 3 단계; 및
상기 전송 제어 라인(NSE)으로 상기 제 1 트랜지스터를 턴온(turn on)시키는 제 4 단계를 포함하는 동작으로 상기 선택된 각 행에 배치된 NAS 메모리 셀들의 NAND Flash 스트링에 저장된 데이터를 SRAM 셀로 한 번에 전송하는 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 어레이의 동작방법.
In the method of operating the NAS memory array of claim 7,
In the NAND Flash word line decoder, one or more rows are selected from among the M rows, and NAS memory cells disposed in each row selected as the one or more rows are respectively
a first step of making the first data node V SS ;
a second step of making the output node V SS ;
a third step of making the first data node equal to V DD1 ; and
In an operation including a fourth step of turning on the first transistor through the transfer control line (NSE), the data stored in the NAND Flash string of the NAS memory cells disposed in each selected row is transferred to the SRAM cell at once. A method of operating a NAS memory array, characterized in that for transmitting.
상기 NAND Flash 워드 라인 디코더에서 상기 M개 행 중에서 1개 이상의 행이 선택되고, 상기 1개 이상의 행으로 선택된 각 행에 배치된 NAS 메모리 셀들의 각 행의 제어 신호는, 상기 전송 제어 라인(NSE)과 상기 상측 제어 라인(SSL)으로 상기 제 1 트랜지스터와 상기 상측 선택 트랜지스터를 각각 턴오프(turn off)시키고, 상기 하측 제어 라인(GSL)으로 상기 하측 선택 트랜지스터를 턴온(turn on)시킨 후 상기 복수 개의 비활성 메모리 소자의 쓰기 동작으로 상기 각 행에 배치된 NAS 메모리 셀들의 SRAM 셀의 제 1 데이터 노드에 저장된 데이터를 NAND Flash 스트링으로 한 번에 전송하는 것을 특징으로 하는 NAS 메모리 어레이의 동작방법.In the method of operating the NAS memory array of claim 7,
In the NAND Flash word line decoder, one or more rows are selected from among the M rows, and a control signal of each row of NAS memory cells arranged in each row selected as the one or more rows is transmitted through the transmission control line (NSE) After turning off the first transistor and the upper selection transistor through the upper control line SSL and turning on the lower selection transistor through the lower control line GSL, the plurality of A method of operating a NAS memory array, characterized in that transferring data stored in a first data node of an SRAM cell of the NAS memory cells disposed in each row to a NAND flash string at once by a write operation of the number of inactive memory elements.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |