TW382132B - Data buffer for multi-state programmable memory - Google Patents

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Description

'邵 il A1 而 ii 消 <ΐ 竹 印 Α7 Β7五、發明説明（1) 發UJi 本發明偽關於將在一多狀態可規劃記億體中的輸入/ 輸出缓衝器與在其中的感测放大器介接的一種資料緩衝器 ,且更特別地關於用於適以將在一多狀態記億體晶胞内的 資料連接至輪入/输出端子的一多狀態可規_記億髏之一 種資料緩衝器。 縣明背署 一般上，如一大量儲存快閃記憶體的可規副記億體裝 置貝有少於8 ( 1位元組）個輸入/輸出捅腳，並内部具有 很多感测放大器。 輸入/輸出插腳雜由被同步化於其之時鐘率為數十奈 秒的一時鐘信號而傳輸資料，且連續地輸入/輸出緩衝器 以如此速度傳輸預定數董的資料，而感测放大器諛取快閃 記億體晶胞之資料的--時間為數十奈秒，且該威測放大器 寫入其之資料的一時間為數百奈秒至數十微秒，兩者皆較 輸入/輸出插腳之資料處理速度為慢；據此，在處理時需 要一資料緩衝器以缓衝資料傳輸速度和資料數量上的差異。 ι 資料緩衝器之容量應相同於資料插脚連纊接收的資料 之最小數量（..-般上，在一記億體之一列上的資料），且 其之一取用時間應比輸入/輸出緩衝器之一資料傳輸時間 要快；结果，資料緩衝器供用作設在可規劃記億體中的一 埋入記憶體並主要使用對於其的-·閂鎖陣列或一 CMOS SRAM 陣列等等。 第-·圃傜用於一多狀態可規到記億髅的一習用資料緩 -4- 本紙張尺度適州屮國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (誚先閱讀背而之注意事項再填，^本頁) ,-----昏衣—
-、1T A7 B7 ίΐ Τ 消 jV Λ- 五、發明説明 衝器之一電路圖。 如在其中所示的，用於多狀態可規_記憶體的一習用 資料緩衝器被設有具多行的一晶胞陣列1、 被分別連接於 晶胞陣列1之對應一行的多個戚測放大器2、各具有其中輸 入和輸出被彼此連接並分別閂鎖威測放大器2 .之=對應者 的一對反柑器I N V 3 - U與I N V 3 - 1 B之多腱資科暫存器3、 及 連接於資料暫存器3之各輸出的一輸入/輸出緩衝器4。 V畠感測放大器之構造為簡單並因此可規Μ記憶體之各 行可被連接至@測放大器2之一對應者時，各感_放大器2 被連接於一閂鎖，亦即資料魈存器3之一對應者，以因而 供用作資料緩衝器。 然而，如果各傾戚測放大器之尺寸很大使得各行無法 被連接於感测放大器，則很難設,閂鎖。 同時，用於多狀態可規剃記億體的資料緩衝器應處理 來自威測放大器的至少2位元之資料，然而習用資料魈存 器則有處理在一多狀態可規剷記憶H中、的資料之問題。 '-1' r 本發1之.1要 據此，本發明之一目的偽提供不管資料之處理速度和 數而能夠有效¥地處理在·多狀態可規_記憶體中的資 料之一資料緩衝器。 本發明之額外特擞和利益將在随後的描逑中被設下， 0部分將從描述而清楚，或可藉賞施本發明而認知；本發 明之目的和其它利益將因特別在書寫的描述和其之申請專 利範圍以及所附_式中所指出的結構而被瞭解和犓得。 -----—-------------:-5-: 本紙張尺度適州屮國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐） -----------:1I-- (誚先Μ讀背面之注意事項再楨-ϊν本頁) 、1Τ .9. ii 部 屮 I';. 11 .T 消 合 η 卬 A7 B7 _____ 五、發明说明（3 ) 為了達成這些和其它利益與根據本發明之目的，如被 ‘貪施和廣泛描述的，用於一多狀態可規_記億體的一資料 緩衝器包括有：形成在多行内以暫時儲存資料的一 ®測放 大器；被紐成為多數輸入/輸出緩衝器插腳的一資料皙存 器陣列，各陣列具有對應於要被各感測放大器處理的晶胞 數目的列；連接在該資料暫存器陣列' 和輸入/輸出緩衝器 間的多偏上方讀取/寫入電路；連接在該資料暫存器陣列 和感測放大器間的多β下方讀取/寫入電路；用於分別連 接該資料暫存器陣列至該等上方讀取/寫入電路和至該等 下方謅取/寫入電路的一上方和一下方切換霄路；及具有 多鮰輸出以選取資料暫存器陣列之多條字元線的一解碼器
請瞭解到，上面一般描述和下面詳細描述係例示的和 説明的並意圖提供如申請專利範圍的本發明之進一步解説 1L直之盟Jl.iM 被包括以提供本發明之一進一步瞭解並被合併在和組 構本説明書之一部分的伴隨圖式説明本發明之賞施例並與 描述一起用來解説本發明之原理。 在圖式中： -第一圖傜用於一多狀態可規_記憶體的一習用資料緩 衝器之·電路圖； ..第二、圖愾根據本發明用於一多狀態可規制記億髏的一 資料緩衝器之一電路圖； ' 第三画偽在第二画中的一資料暫存器陣列之..一詳細電 路腫I ; 本紙张尺度適用十國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (諳先間讀背面之注意事項再楨寫本頁) ------------1T------0--------I. 五、發明説明（ A7 B7 * »ϊ ；?·' 部 >' ,τ 消 於ii 卬 t 、第四圖偽根據本發明之另一賞施例用於一多狀態可規 剌記愴體p—資.料緵衝器之一堪輅圔；及 ，第五函偽在第四圖中一讀取/寫入的.一圖。 志-.發_默之.篮.細.龙..述 現.& s¥細參考於本發明之較佳實施例，其之例子在伴 隨_式中被說明。 第二驟偽根據本發明用於—多狀態可規剷記億體的一 資料緩衝器之--電路丨圖。 如在其中所示的，用於多狀態可規副記億體的資料緩 衡器設有一暫存器陣列1 〇 ,用於儲存要被輸入/輸出緩衝 器和®測放大器、分別連接至輸入/輸出緩衝器和戲測放 大器用以讁取和寫入資料的多鏑上方和多傾下方讀取/寫 入電路20-1與2 G-2、用於將暫存器陣列10分別連接至上方 和下方讀取/寫入電路20-1與20-2的一上方和一下方切換 1路30-1與30-2、用於驅勤暫存器陣列1〇之字元線的―解 碼器4 0 .、用於驅動解碼器4 0的一計數器5 0、及將計數器5 0 連接至各種時鐘以適當速度接收和傳輸資料並用於選擇地 驅動上方和下方讀取/寫入電路20-1與20-2的一控制器60 處理的資料。 ¢:此如在第三圏中所示的，暫存器陣列10包括多値矩 陣式資料暫存器晶胞（L " Γ),其之各個（1 (3 - 1)設有分別具 有連接至一字元線的一閘極和連接至一位元線的一汲極的 Ν Μ ϋ S電晶體W Μ 11、Ν Μ 1 2及具有彼此連接的輸入和輸出與在 NM0S1I晶體ΝΜ1Κ Μ12之源極間連接的反相器INV11、ΙΜ ----------二-?~二. 本紙張尺度過州中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (誚先間讀背面之注意事項再"寫本頁) —7-丨111¾衣. 訂 .9. π 屮 k il 消 IV A η ί\ 印 r. Α7 Β7 ___ . ____________ _________________________· 1 ...... ' '— -------------- 五、發明说明（5 ) 12,, 現在，用於根據本發明的多狀態可規_記億體的資料 緩衝器之操作將被描逑。 V控制器6 0依據對於輸入/輸出縷衝器的一資料傳輸模 式及對於感測放大器的一資料傳輸模式而將具有一不间時 鐘頻率的時鐘信號供應至計數器50,並以各模式選取切換 器，用以因而驅動上方和下方讀取/寫入電路20-1、20-2 ;各威湖放大器被連接至讀取/寫入電路20- 1、20-2之一 储丨別者，且各威測放大器之輸入/輸出僳依據絨測放大器 之操作週期；連接至輸入/輸出緩衝器的謅取/寫入電路 2 0 - 1偽分別以一位元與各操作時鐘信號和連續輸入/輸出 資料問步化。 資料暫存器陣列10以三個步驟謓取在一記億體晶睢中 v 的資料，其中首先下方讀取/寫入電路20-2依據感測放大 器之一感測速度而將資料寫入被下方切換電路3G-2選取的 暫存器陣列1 0之第一頁，其次在第一步驟中寫入的資料從 被上方切換霜路30- 1選取的第一頁以與輸人/輸出緩衝器 之一時鐘信號同步化地傳輸至輸入/輸出緵衝器，且同時 地下方_取/寫入電路2 0 - 2依據感測放大器之感測速度而 將資料寫至暫存器陣列10之第二頁，及第三在第二步驟中 寫入的資料被上方切換電路3 0 - 1選取的第二頁以與輸入/ 輸出緩衝器之一時鐘信號同步化地_輸至輸入/輸出緩衝 器；在此，在第二和第三步驟中將資料傳輸至輸入/輸出 緩衝器被連續操作。 一-______ . _. ____Γ -—_ --- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (誚先閱讀背面之注意事項再硪寫本頁) 、可
Q A7 B7 五、發明説明（6 ) -有了這三値步驟，記憶體之一列的資訊可被讀取，且 在記一體中的資訊可藉由上述步驟而都被讀取；因此，不 管資料之數量和處理速度，在多狀態可規剿記億體中的資 料可被有效率地讀取。 亦即一程式規劃模式的一寫入模式以盤存器陣列1 0之 讀收模式的一相反方向操作；第四圖偽根據本發明之另一 實施例用於一多狀態可規_記憶體的一資料緩衝器之一電 路圖。 如在其中所示的，用於該多狀態可規劃記憶體的資料 緩衝器包括有：多値資料暫存器陣列100 ,各値具有用於 暫時儲存資料的多條行和要被各®測放大器處理的列，包 含有輸人/輸出緩衝器之多數插腳；連接在資料暫存器陣 列100和輸入/輸出緩衝器間的讀取/寫入電路200-1 ;連 接在資料暫存器陣列1 G 0和感测放大器間的讀取/寫入電 路200-2 ;用於將資料暫存器陣列100分別連接至讀取/寫 入電路2 0 0 - 1、200-2的一上方和一下方切換電路3 0 0 - 1、 300-2：;用於驅動資料暫存器陣列100之字元線的解碼器40 0-1、4G0-2;用於分別驅動解碼器400-1、4 0 0 -2的計數器 5 0 0 - 1、5 0 0 - 2 ;及用於藉由選取時鐘信號中的兩値並選擇 地將資料暫存器陣列100連接至讀取/寫入電路200- 1、20 0-2而驅_解碼器4 0 0- 1、4 00- 2的一控制電路600。 、如在第五圖中所示的，各讀取/寫入電路200- 1、200 -2包括有：用於反相一輸入資料信號DIH的一反相器INV301 ;切換NM0S電晶體NM30 1、NM302 ,其中閘極被共同連接， ____________~ 9 ~____ 本紙张尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X 297公釐j A7 B7 五、發明説明 部 t it 消 Π 汲極彼分別連接至一 4面電壓VSS， 且源極被分別連接至 反相器INV301和輸入資料信號DIN ;暫存器NMOS電晶體ΝΜ3 03、NM304, 其之各値具有共同連接的源極和閘極旦用於 接收外部電壓的-汲極；一第二和-·-第一 PMOS電晶體PM302 、P Μ 3 0 1,其中源極分別接收一外部電壓V C C且閘極被共同 地彼此連接，而第一 PM0S電晶體ΡΜ30 1之汲極被連接至其 之共同閘極；鏡面Ν Μ 0 S電晶體Ν Μ 3 0 5、Ν Μ 3 G 6 ,使汲極分別 連接至第一和第二PM0S電晶體ΡΜ301、ΡΗ302之汲極，並使 閘極分別連接至暫存器NM0S電晶體M 3 0 3、MM304之源極， 並使源極彼此連接；及一偏壓Ν Μ 0 S電晶體Ν Μ 3 0 ?, 使其汲 極連接至鏡面NMGS電晶體ΝΜ 3 05、ΝΜ306之共同源極，並使 源極連接至地面電壓VSS與用於接收一偏壓電廳Vbias的閘 極。 根據本發明之上逑實施例而組構的緩衡器間時將資料 镬輸至輸入/輸出緩衝器和戲測放大器之兩側並從其φ接 收資料；因為資料暫存器陣/列被分為被分開字元線控制的 兩頁，一頁將資料傳輸至輸入/輸出衝器而另一頁將資 料傳輸至感測放大器。 因此，根據本發明的資料緩衝器可使在多狀態可規副 記億體中的輸入/輸出緩衝器與在其中的感測放大器介接 ,緩衝資料之處理速度和數量的差異a自動地讀取和寫入 在資料魈存器陣列中的資料，及致能在輸入/輸出緩衝器 和資料緩衝器間與在感測放大器和資料緩衝器間的同時資 料傳輸。 _______—-___ ik張尺度適州屮國國家標準（CNS)A4規格（210x297公整） (誚先閱讀背面之注意事項再禎寫本頁) j—------'— ^------訂—^—C3------- A7 B7 _ _ I - — — —· ··_. —1··-—^·-··,·, — - “ ·*.· ~ _ I , __________________________ 五、發明説明（8 ) ϋ於那g :熟知該技S者將是清楚的，可在用於本發明 之多狀態可規劃記憶體的資料緩衝器中做各種修正和變化 而不偏離本發明之精神或範麟；因此，本發明意圖涵蓋此 發明之修正和變化只要它們在所附申請專利範圍和它們的 相等者的範_内。 生 1晶胞陣列 3 0 - 1、3 0 0 - 1上方切換電路 2威測放大器 30-2、300- 2下方切換電路 3資料暫存器 40、400- 1、400-2解碼器 4輸入/輸出緩衝器 50、500- 1、500-2計數器 10暫存器陣列 60、600控制器 20-1上方讀取/寫入電路 100資料暫存器陣列 20-2下方讀取/寫入電路 200-1、2 0 0 - 2讀取/寫入電路 本紙張尺度適圯中國國家標率（CNS〉Α4規格U10X297公釐 1--·-----: — ©^·------1Τ〇~ (#先W3讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁)

Claims (1)

  1. 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印装 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種資料緩衝器，用於一多狀態可規劃記憶體，包含 有： 一感測放大器，以多行形成，用以暫時儲存資料； 一資料暫存器陣列，被組構成為多數輸入/輸出 緩衝器插腳，各陣列具有對應於要被各感測放大器處 理的晶胞數g的列； 多個上方讀取/寫入電路，被連接在該資料暫存 器陣列和該等輸入/輸出緩衝器間； 多傾下方讀取/寫入電路，被連接在該資料鏨存 器陣列和該感測放大器間； 一上方和一下方切換電路，用於分別連接該資料 暫存器陣列至該等上方讀取/寫入電路和至該等下方 讀取/寫入電路；及 一解碼器，其具有多脑輸出以選取該資料暫存器 陣列之多條字組線。 它.依據申請專利範圍第1項之緩衝器，其中該資料暫存 器陣列包含多個矩陣式資料暫存器晶胞，其各包含分 別具有連接至一字組線的一閘極和連接至一位元線的 —汲極的第--和第二NMOS電晶體、及具有彼此連接的 输入和輸出且連接在該等NMOS電晶體之源極間的第一 和第二反相器。 3 .依據申請專利範圍第1項之緩衝器，其中各個讀取/ 寫入電路包含有： 一反相备，用於將一輸入資料信號反相； -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公釐） (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) --•裝. 、1T 經濟部中夬操準局員工消費合作杜印裂 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 一對切換NMOS電晶體，分別具有共同連接的閘極 、分別連接至一地面電壓的汲極、以及連接至該反相 器和該輸入資料信號的源極； 一對魈存器NMOS電晶體，其各具有共同連接的源 極和閘極及用於接收一外部電壓的一汲極； 一第一和一第二PMOS電晶體，其中源極分別接收 一外部電壓且閘極被共同 '地彼此連接，而該第一 PMO S 電晶體之一汲極被連接至其之共同閘極； 鏡面NMOS電晶體，其汲極分別連接至該等切換PM 0S電晶體之汲極，而其閘極分別連接至該等暫存器NM 〇S電晶體之源極，且其源極彼此連接；及 —偏壓NM0S電晶體，其汲極連接至該等鏡面NM0S 電晶體之共同源極，並有連接至該地面電壓之一源極 、及用於接收一偏壓電壓的閘極。 .一種使用一資料暫存器讀取一多狀態可規割記億體的 方法，該方法包含有： 一第一步驟，其中一下方讀取/寫入電路依據一 感測放大器之一感測速度而將資料寫入被一下方切換 電路選取的一暫存器陣列之一第一頁； 一第二步驟，其中在該第一步驟中被暫時儲存的 資料被與輸入/輸出緩衝器之一時鐘信號同步化地傳 輸至該輸入/輸出緩衝器，且同時地該下方讀取/寫 入電路侬據該感測放大器之感測速度而將資料寫至該 暫存器陣列之一第二頁；及 _______ -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) ^--©裝. -、言 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一第三步驟，其中在該第二步驟中寫入的資料被 與該輸人/輸出緩衝器之一時鐘信號同步化地自該上 方切換電路選取的該第二頁傳輸至該輸入/輸出緩衝 器。 請 閱 ύ 背 1¾ 之 注 意 寫. 本 頁 經濟印中央標隼局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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