一种可编程芯片的编程控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及智能芯片领域，具体涉及一种可编程芯片的编程控制电路，包括若干个数据组单元，编程识别单元和切换单元，各个数据组单元包括一个标志位子单元和多个编程数据位子单元，用于识别编程次数的所述编程识别单元，分别与各个数据组单元中的标志位子单元相连接，识别所述标志位子单元的标志位信号，并控制所述切换单元，所述切换单元连接所述各数据组单元的编程数据位子单元，并在所述编程识别单元的控制下，接通对应的编程数据位子单元，输出对应的编程数据位信号。本实用新型无需特殊工艺，即可实现能多次编程的效果，以节省芯片生产时的光刻步骤，降低了成本，而且可根据需要增减数据组单元的个数，来实现多次编程目的。
【专利说明】一种可编程芯片的编程控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能芯片领域，具体涉及一种可编程芯片的编程控制电路。
【背景技术】
[0002]现有技术中，一般的具有可编程功能的芯片，都需要特殊工艺才能对芯片进行多次编程，例如一些芯片的编程入口具有若干浮栅晶体管，在编程时需要通过额外的光刻步骤修改浮栅上的电荷，进而改变所述浮栅晶体管导通的阈值电压，使对应的编程入口始终维持一个特定的高电平或低电平状态，即获得二进制数据，从而实现编程目的。这种浮栅工艺由于采用光刻步骤，无疑在编程过程中增加了成本，而在有些应用中，需要多次对芯片进行编程，然而对浮栅晶体管进行光刻和擦除的次数有限，使得芯片的可编程次数较少。
实用新型内容
[0003]本实用新型克服了上述缺点，提供了一种无需额外工艺步骤，成本低廉，可实现多次编程的可编程芯片的编程控制电路。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:一种可编程芯片的编程控制电路，包括若干个数据组单元，编程识别单元和切换单元，各个数据组单元包括一个标志位子单元和多个编程数据位子单元，用于识别编程次数的所述编程识别单元，分别与各个数据组单元中的标志位子单元相连接，识别所述标志位子单元的标志位信号，并控制所述切换单元，所述切换单元连接所述各数据组单元的编程数据位子单元，并在所述编程识别单元的控制下，接通对应的编程数据位子单元，输出对应的编程数据位信号。
[0005]所述数据组单元可为m个，所述切换单元可包括m+1个开关组，其中包括与m个所述数据组单元一一对应连接的m个编程开关组和一个缺省状态开关组，每个开关组为多个联动开关，所述缺省状态开关组各联动开关的输入端，分别对应连接在缺省数据端，所述编程开关组的各联动开关的输入端，分别对应连接数据组单元的编程数据位子单元，所述各开关组的控制端与所述编程识别单元相连，在所述编程识别单元的控制下，接通相应的联动开关。
[0006]当各所述数据组单元的标志位子单元未输出有效的标志位信号时，所述编程识别单元可控制所述缺省状态开关组的联动开关导通，将所述缺省数据端信号输出到所述缺省状态开关组的联动开关的输出端；当一个所述数据组单元的标志位子单元输出有效的标志位信号时，所述编程识别单元可控制对应的编程开关组的联动开关导通，将当前数据组单元的编程数据位子单元的编程数据位信号输出到当前编程开关组的联动开关的输出端。
[0007]当所述数据组单元可为两个，分别为第一数据组单元和第二数据组单元时，所述切换单元包括三个开关组，分别为与所述第一数据组单元、第二数据组单元一一对应连接的第一开关组、第二开关组以及缺省状态开关组；所述编程识别单元包括两个反相器和两个逻辑与门，所述第一数据组单元的标志位子单元经第一反相器连接到所述缺省状态开关组的控制端，并同时连接到第一逻辑与门的一个输入端和第二逻辑与门的一个输入端，所述第二数据组单元的标志位子单元连接到第一逻辑与门的另一个输入端，并经过第二反相器连接到第二逻辑与门的另一个输入端，所述第一逻辑与门的输出端连接到第一编程开关组的控制端，所述第二逻辑与门的输出端连接到第二编程开关组的控制端。
[0008]所述标志位子单元或/和各编程数据位子单元可由编程入口电路构成，所述编程入口电路包括编程开关、MOS晶体管、电流源和反相器，所述MOS晶体管采用电容连接方式，即漏极和源极共同接地，栅极连接所述电流源的输出端，所述编程开关的输入端为高压信号端，输出端与所述MOS晶体管的栅极相连接，控制端即为编程控制端，所述反相器的输入端与所述MOS晶体管的栅极相连，输出端即为标志位子单元或/和编程数据位子单元的输出端。
[0009]本实用新型在所述数据组单元中设置标志位和编程数据位，所述编程识别单元通过所述标志位来识别编程的次数，并控制所述切换单元接通对应的编程数据位信号，作为编程输出端的信号输出，无需特殊工艺，即可实现能多次编程的效果，以节省芯片生产时的光刻步骤，降低了成本，而且可根据需要增减数据组单元的个数，来实现多次编程目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的原理框图；
[0011]图2为本实用新型的优选实施例中的部分电路图；
[0012]图3为本实用新型的优选实施例中编程入口单元的电路原理图。
【具体实施方式】
[0013]如图1中所示，为本实用新型的原理框图，包括若干个数据组单元，分别为数据组单元DA、数据组单元DB……数据组单元DM(其中，M是指代根据实际需要选取的数据组单元的个数，而并不指代按字母排序获得的特定数位)，还包括编程识别单元和切换单元，每个所述数据组单元包括一个标志位子单元和多个编程数据位子单元(图中未标示)。用于识别编程次数的所述编程识别单元，分别与各个数据组单元DA、DB……DM中的标志位子单元相连，即所述编程识别单元通过标志位端A端连接所述数据组单元DA的标志位子单元，通过标志位端B端连接所述数据组单元DB的标志位子单元......通过标志位端M端连接所述数据组单元DM的标志位子单元，所述编程识别单元识别所述标志位子单元的标志位信号，并控制所述切换单元。所述切换单元分别连接所述各数据组单元DA、DB……DM中的编程数据位子单元，即所述切换单元通过编程数据端DAO，DAl……DAN连接数据组单元DA中的各个编程数据位子单元，通过编程数据端DBO，DBl……DBN连接数据组单元DB中的各个编程数据位子单元……通过编程数据端DMO，DMl……DMN连接数据组单元DM中的各个编程数据位子单元，所述切换单元在所述编程识别单元的控制下，接通对应的编程数据位子单元，输出对应的编程数据位信号到编程输出端DO，Dl……DN。
[0014]图2为本实用新型的优选实施例中的部分电路图，该实施例中，所述数据组单元的个数为两个，分别为数据组单元DA和数据组单元DB，即可以实现两次编程，所述切换单元包括三个开关组，其中包括与两个所述数据组单元一一对应连接的两个编程开关组K2、K3和一个缺省状态开关组Kl。所述编程识别单元包括两个反相器invl、inv2和两个逻辑与门andl、and2，所述数据组单元DA的标志位子单元，由标志位端A端经反相器invl连接到所述缺省状态开关组Kl的控制端，并同时连接到逻辑与门andl的一个输入端和逻辑与门and2的一个输入端，所述数据组单元DB的标志位子单元，由标志位端B端连接到逻辑与门andl的另一个输入端，并经过反相器inv2连接到逻辑与门and2的另一个输入端，所述逻辑与门andl的输出端连接到编程开关组K2的控制端，所述逻辑与门and2的输出端连接到编程开关组K3的控制端。所述各个开关组K1、K2、K3为N+1个联动开关，其中，所述缺省状态开关组Kl的N+1个联动开关SO1、Sll……SNl的输入端，分别对应连接在缺省数据端RO,RU.'RN ;所述编程开关组K2的N+1个联动开关S02、S12……SN2的输入端，分别连接在对应的数据组单元DA的编程数据位端DAO、DAl……DAN，所述编程开关组K3的N+1个联动开关S03、S13……SN3的输入端，分别连接在对应的数据组单元DB的编程数据位端DBO, DBl......DBN0
[0015]所述标志位子单元以及各编程数据位子单元都各自具有一个编程入口电路，本实施例中，每一个标志位子单元以及每一个编程数据位子单元都由相同的编程入口电路构成，所述编程入口电路如图3中所示，包括编程开关SW、M0S晶体管丽2、电流源Il和反相器inv3，所述MOS晶体管丽2采用电容连接方式，即漏极和源极共同接地，栅极连接所述电流源Il的输出端，所述编程开关SW的输入端为高压信号端HV，输出端与所述MOS晶体管丽2的栅极相连接，控制端即为编程控制端PR0G，所述反相器inv3的输入端与所述MOS晶体管丽2的栅极相连，输出端OUT即为相应的标志位子单元或是编程数据位子单元的输出端。
[0016]基于上述优选实施例的电路结构，其具体的工作过程如下:将与所述MOS晶体管MN2的栅极相连的节点定义为TC节点，当未编程时，MOS晶体管MN2的栅极无漏电，TC节点被电流源Il上拉至电源VCC，反相器inv3输出信号端OUT为低电平；当编程控制端PROG输入的信号为高电平时，编程开关SW导通，将高压信号端HV的电压连接至TC节点，将所述MOS晶体换MN2的电容栅极击穿，永久性破坏其栅极氧化层，导致其相对地漏电，漏电电流大于电流源Il的电流值，导致TC节点变为低电平，经过反相器inv3反相后的输出信号端OUT为高电平。因此，在未编程时，当编程控制端PROG无信号输入时，输出信号端OUT能够始终保持在低电平状态，而在编程时，当编程控制端PROG输入高电平信号后，输出信号端OUT能够始终保持在高电平状态。
[0017]对应于图2中各数据组单元，例如对应于标志位子单元时，输出信号端OUT将连接至标志位端A ;对应于数据组单元DA的第一个编程数据位子单元时，输出信号端OUT将连接至编程数据位端DAO。
[0018]在本优选实施例中，由于具有两个数据组单元DA、DB，可提供两次编程，并且存在3种状态:未编程状态、经过I次编程状态、经过2次编程状态。假设未编程时所有数据位(包括标志位和编程数据位)都为逻辑0，即低电平，在缺省数据端R0、R1、…、RN表示的缺省数据值也为逻辑0，即低电平。
[0019]当未编程时，各数据组单元的标志位子单元未输出有效的标志位信号，标志位端均为低电平，标志位端A为低电平，经过反相器invl后的输出到缺省状态开关组Kl控制端的信号为高电平，联动开关SOUSll……SNl都导通且其他联动开关都断开，则所述缺省数据端信号RO，Rl……RN输出到所述缺省状态开关组的联动开关SO1、S11……SNl的输出端，即编程输出端DO的信号等于缺省数据端RO的信号，同理，编程输出端Dl信号等于缺省数据端Rl的信号……编程输出端DN的信号等于缺省数据端RN的信号，即编程输出端DO?DN等于缺省数据端RO?RN的缺省值。
[0020]当进行第一次编程时，对第一数据组单元DA进行编程，通过各编程控制端将对应的编程数据位端DAO?DAN编程配置成所需的数据，同时将标志位端A编程为逻辑1，即高电平，输出有效的标志位信号，且保持第二数据组单元DB为未编程状态，标志位端B维持低电平。此时，由于标志位端A为高电平，且标志位端B为低电平，缺省状态开关组Kl的控制端为低电平，编程开关组K2的控制端变为高电平，编程开关组K3的控制端为低电平，导致联动开关S02、S12……SN2导通且其他联动开关都断开，所述编程数据位端DAO?DAN的信号输出到所述联动开关S02、S12……SN2的输出端，即编程输出端DO的信号等于数据组单元DA的第一位编程数据位端DAO的信号，同理，编程输出端Dl的信号等于数据组单元DA的第二位编程数据位端DAl的信号……编程输出端DN的信号等于数据组单元DA的第二位编程数据位端DAN的信号。
[0021]当进行第二次编程时后，对第二数据组单元DB进行编程，通过各编程控制端将对应的编程数据位端DBO?DBO编程成所需的数据，同时将标志位端B编程为逻辑1，即高电平。此时标志位端A为高电平，且标志位端B为高电平，编程开关组K3变为高电平，缺省状态开关组K1、编程开关组K2为低电平，导致联动开关S03、S13……SN3导通且其他联动开关断开，编程输出端DO的信号等于数据组单元DB的第一位编程数据位端DBO的信号，同理，编程输出端Dl的信号等于数据组单元DB的第二位编程数据位端DBl的信号……编程输出端DN的信号等于数据组单元DB的第二位编程数据位端DBN的信号。
[0022]根据本实用新型的原理，也可以实现3次及以上的编程功能。对于需要M次编程功能，需要设置M组数据组单元。只需在每个数据组单元中分别设置标志位子单元和编程数据位子单元，通过标志位来标识芯片处于第几次编程状态，并控制所述切换单元接通对应的编程数据位信号，作为编程输出端的信号输出，因此无需特殊工艺，即可实现能多次编程的效果，以节省芯片生产时的光刻步骤，降低了成本，又可根据需要增减数据组单元的个数，来实现多次编程目的。
[0023]以上对本实用新型所提供的可编程芯片的编程控制电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【权利要求】
1.一种可编程芯片的编程控制电路，其特征在于:包括若干个数据组单元，编程识别单元和切换单元，各个数据组单元包括一个标志位子单元和多个编程数据位子单元，用于识别编程次数的所述编程识别单元，分别与各个数据组单元中的标志位子单元相连接，识别所述标志位子单元的标志位信号，并控制所述切换单元，所述切换单元连接所述各数据组单元的编程数据位子单元，并在所述编程识别单元的控制下，接通对应的编程数据位子单元，输出对应的编程数据位信号。
2.根据权利要求1所述的可编程芯片的编程控制电路，其特征在于:当所述数据组单元为m个时，所述切换单元包括m+1个开关组，其中包括与m个所述数据组单元--对应连接的m个编程开关组和一个缺省状态开关组，每个开关组为多个联动开关，所述缺省状态开关组各联动开关的输入端，分别对应连接在缺省数据端，所述编程开关组的各联动开关的输入端，分别对应连接各数据组单元的编程数据位子单元，所述各开关组的控制端与所述编程识别单元相连，在所述编程识别单元的控制下，接通相应的联动开关。
3.根据权利要求2所述的可编程芯片的编程控制电路，其特征在于:当各所述数据组单元的标志位子单元未输出有效的标志位信号时，所述编程识别单元控制所述缺省状态开关组的联动开关导通，将所述缺省数据端信号输出到所述缺省状态开关组的联动开关的输出端；当一个所述数据组单元的标志位子单元输出有效的标志位信号时，所述编程识别单元控制对应的编程开关组的联动开关导通，将当前数据组单元的编程数据位子单元的编程数据位信号输出到当前编程开关组的联动开关的输出端。
4.根据权利要求2所述的可编程芯片的编程控制电路，其特征在于:当所述数据组单元为两个，分别为第一数据组单元和第二数据组单元时，所述切换单元包括三个开关组，分别为与所述第一数据组单元、第二数据组单元一一对应连接的第一开关组、第二开关组以及缺省状态开关组；所述编程识别单元包括两个反相器和两个逻辑与门，所述第一数据组单元的标志位子单元经第一反相器连接到所述缺省状态开关组的控制端，并同时连接到第一逻辑与门的一个输入端和第二逻辑与门的一个输入端，所述第二数据组单元的标志位子单元连接到第一逻辑与门的另一个输入端，并经过第二反相器连接到第二逻辑与门的另一个输入端，所述第一逻辑与门的输出端连接到第一编程开关组的控制端，所述第二逻辑与门的输出端连接到第二编程开关组的控制端。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的可编程芯片的编程控制电路，其特征在于:所述标志位子单元或/和各编程数据位子单元由编程入口电路构成，所述编程入口电路包括编程开关、MOS晶体管、电流源和反相器，所述MOS晶体管采用电容连接方式，即漏极和源极共同接地，栅极连接所述电流源的输出端，所述编程开关的输入端为高压信号端，输出端与所述MOS晶体管的栅极相连接，控制端即为编程控制端，所述反相器的输入端与所述MOS晶体管的栅极相连，输出端即为标志位子单元或/和编程数据位子单元的输出端。
【文档编号】G05B19/04GK204229143SQ201420734012
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】王钊 申请人:无锡中星微电子有限公司