专利名称：用于存储装置的与温度相关的自刷新模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于存储装置的自刷新模块。
背景技术：
为了适应系统应用的需要，存储速度和存储容量都在持续增加。一些系统应用包括具有有限空间和有限电力资源的移动电子系统。在移动应用中，例如在蜂窝电话和个人数字助理(PDA)中，存储单元密度和功耗对于未来的改进型来说是个难题。
为了解决这些难题，工业上为移动应用开发了随机存取存储器(RAM)。其中一种类型的RAM，被称为CellularRAM，是高性能和低功率的存储器，其是为了适应未来设计的存储密度和带宽需要的增长而设计的。CellularRAM是一种伪静态RAM(PSRAM)，它比典型的解决方案提供每比特率更低的成本。CellularRAM也提供静态随机存取存储器(SRAM)引脚和功能兼容性，外部无刷新操作以及低功率设计。CellularRAM设备是目前在移动应用中使用的大部分异步低功率SRAM的插入(drop-in)替代，例如蜂窝电话。
在DRAM中的每一个存储单元包括一个晶体管和一个电容器。电容器被充电和放电以表示逻辑“0”或者逻辑“1”。在读操作期间，存储在电容器中的数据位值被读出。在写操作期间，数据位值被写入到电容器中。在存储单元上的读操作是破坏性的。在每一个读操作后，对于刚被读出的数据值，电容器被重新充电或者放电。此外，即使没有读操作，电容器上的电荷随着时间的过去而放电。
为了保持存储的数据位值，存储单元通过读和/或写到存储单元来周期性地刷新。在DRAM内的所有存储单元周期性地刷新来保持它们的值。在自刷新过程中，存储单元的刷新率典型地由包括自刷新振荡器和微调电路的自刷新模块来限定。自刷新振荡器和微调电路典型地提供自刷新脉冲来初始化存储单元的自刷新。自刷新振荡器的基频促使备用电源消耗。因此，通过降低自刷新振荡器的振荡器基频，备用电源消耗能被减少。
发明内容
本发明的一个实施例提供了一种用于存储装置的自刷新模块。该自刷新模块包括配置成提供具有第一频率的第一信号的振荡器，配置成微调第一信号来提供具有第二频率的第二信号的微调分频器，以及配置成感测存储装置的温度和提供温度信号的温度传感器。自刷新模块包括配置成接收温度信号和基于温度信号提供第三信号的温度查询表，以及配置成基于第二信号和第三信号提供自刷新脉冲信号的温度分频器。
本发明的实施例通过参考下面的附图能够被更好地理解。附图的元件彼此之间不必要按照比例绘制。相似的参考数字代表相应的类似部分。
图1是说明用于存储装置的自刷新模块的一个实施例的框图。
图2是示出自刷新振荡器提供的与时间相对的自刷新时钟信号的一个实施例的图。
图3是示出由分频电路提供的第一分割的自刷新时钟信号的一个实施例的图。
图4是示出由微调分频器提供的第二分割的自刷新时钟信号的一个实施例的图。
图5是示出基于感测的温度的来自温度传感器的温度输出信号的逻辑电平的一个实施例的表格。
图6是说明查询表的一个实施例的图。
图7是说明温度分频器的一个实施例的图。
图8是说明用于存储装置的自刷新模块的另一实施例的框图。
图9是说明高温调压器的一个实施例的图。
图10是说明高温调压器的功能的一个实施例的表格的一部分。
具体实施例方式
图1是说明自刷新模块100的一个实施例的框图。自刷新模块100是包括在存储装置例如DRAM或者伪SRAM中的几个模块中的一个。自刷新模块100包括自刷新振荡器102，分频器104，微调分频器106，温度传感器108，查询表110，以及温度分频器112。
自刷新振荡器102在模拟振荡器微调信号路径126上接收模拟振荡器微调信号。自刷新振荡器102通过自刷新时钟(SRF_CLK)信号路径114电耦接于分频器104。分频器104在与温度无关的定时信号路径128上提供与温度无关的定时信号。分频器104通过第一自刷新时钟分割(SRF_CLKD1)信号路径116电耦接于微调分频器106。微调分频器106在DIG_TRIM<5:0>信号路径130上接收数字微调(DIG_TRIM<5:0>)信号。微调分频器106通过第二自刷新时钟分割(SRF_CLKD2)信号路径118电耦接于温度分频器112。温度分频器112在SRFPULSE信号路径124上提供自刷新脉冲(SRFPULSE)信号。温度分频器112通过分频器(DIV<5:0>)信号路径122电耦接于查询表110。查询表110通过温度(TEMPS)信号路径120电耦接于温度传感器108。
DRAM装置和伪SRAM装置的存储单元周期性地刷新，因此存储在存储单元中的数据或信息不会丢失或破坏。自刷新模块100是一个能为存储装置提供受温度变化影响的刷新功能的装置。存储装置例如DRAM和伪SRAM的刷新频率受存储装置外部或内部(由于功耗而产生的自加热)温度的影响。在较低的温度下，DRAM或者伪SRAM能以较低的频率刷新，这减少了电流和功耗，因为DRAM装置或者伪SRAM装置中的电容器失去电荷的速率是与装置温度成比例的。相反地，在较高的温度下，使用更高的刷新频率来防止信息丢失，因此增加了功耗。自刷新模块100产生和提供SRFPULSE信号，该信号基于温度传感器108感测到的温度而被修改。
自刷新振荡器102基于信号路径126上的模拟振荡器微调信号来在SRF_CLK信号路径114上提供SRF_CLK信号。自刷新振荡器102接收模拟振荡器微调信号，其根据自刷新模块100的需要切换自刷新振荡器102内的电容器的开和关来调整振荡器频率。增加电容提供具有较低频率的SRF_CLK信号。相反，减少电容提供具有较高频率的SRF_CLK信号。
图2是包括具有周期t1的一系列脉冲的SRF_CLK信号的一个实施例的图解说明。周期t1由模拟振荡器微调信号和自刷新振荡器102来限定和控制。在自刷新振荡器102内的相对大的电容产生具有相应低频率的SRF_CLK信号。相反，在自刷新振荡器102内的相对小的电容产生具有相应高频率的SRF_CLK信号。在一个实施例中，周期t1在大约250-750毫微秒的范围内，例如500毫微秒。
SRF_CLK信号通过SRF_CLK信号路径114提供给分频器104。分频器104分割输入的SRF_CLK信号来提供SRF_CLKD1信号。在一个实施例中，分频器104不包括在自刷新模块100之内。在一个实施例中，分频器104基于SRF_CLK信号在信号路径128上提供与温度无关的定时信号。依赖于电路配置，与温度无关的定时信号可以被存储装置的其他模块或者自刷新模块100内的其他部件所使用。例如，与温度无关的定时信号能电耦接于温度传感器108，因此温度传感器108周期性地打开来检查存储装置的温度，因为温度变化不是瞬间发生的。在一个实施例中，分频器104基于DRAM上是否存在附加噪声的信息(例如除正常刷新周期之外的有效周期，被称为“主动保持”)来调节输出信号SRF_CLKD1和因此最后的刷新率，这通常需要增加的刷新频率。如果这种附加噪声不存在(“被动保持”)，则SRF_CLKD1的频率可能被降低，这提供了功耗方面的额外节省。
图3是包括具有周期T2的一系列脉冲的SRF_CLKD1信号的一个实施例的图解说明。周期T2由分频器104基于SRF_CLK信号来限定和控制。在一个实施例中，分频器104分割SRF_CLK信号来提供具有在大约500毫微秒到8微秒范围内的周期T2的SRF_CLKD1信号。
微调分频器106是基于DIG_TRIM<5:0>信号微调输入的SRF_CLKD1信号来提供SRF_CLKD2信号的数字分频器。在一个实施例中，DIG_TRIM<5:0>信号包括六位。基于DIG_TRIM<5:0>信号，微调分频器106借助高达64个值中的一个来微调SRF_CLKD1信号。例如，000000表示数字值0，111111表示数字值63，以及100000表示数字值32。值63产生SRF_CLKD2信号的最低频率。相反地，值0产生SRF_CLKD2信号的最快频率。
在一个实施例中，初始地将微调分频器106设置在或接近中间值，如011111，其表示值31。因此，SRF_CLKD1信号的微调可以以精细的步骤来调整，例如从011111(值31)至100000(值32)。因此，微调SRF_CLKD1信号以提供SRF_CLKD2信号可以以大约三十二分之一(1/32)的增量或大约基于初始值的百分之三(3％)的微调间隔尺寸来实现。相反地，如果微调分频器106初始设置为表示值2的000010，并且微调出现于从000010至表示值3的000011之间，将获得百分之五十(50％)的微调间隔尺寸。因此，在范围的较低端，微调更加粗糙。SRF_CLKD2信号是与温度无关的，并且对于特定存储单元保持时间通过DIG_TRIM<5:0>信号来设置SRF_CLKD2信号。
图4是包含具有周期T3的一系列脉冲的SRF_CLKD2信号的一个实施例的图解说明。周期T3通过DIG_TRIM<5:0>信号和微调分频器106被限定和控制。在一个实施例中，周期T3在大约500毫微秒到128微秒的范围内。
温度分频器112基于由温度传感器108感测的存储装置的温度来微调SRF_CLK2信号，以提供SRFPULSE信号。在一个实施例中，温度分频器112被设计成通过DIV<5:0>信号的六位，借助高达64个不同值中的一个来微调SRF_CLKD2信号。
温度传感器108被配置成感测结合自刷新模块100的存储装置的温度。温度传感器108在TEMPS信号路径120上提供温度感测信号(TEMPS)，其代表了由温度传感器108感测的温度。在一个实施例中，温度传感器108可感测范围为-30℃至130℃的温度。
图5是示出由温度传感器108输出的TEMPS信号的逻辑电平的一个实施例的表格109。表格109包含了低于-5℃，高于105℃，在-5℃和15℃、15℃和40℃、40℃和55℃、55℃和70℃、70℃和90℃、以及90℃和105℃之间的温度范围。表格109也包含了处于每个温度范围内的TEMPS信号的逻辑电平。TEMPS信号包含TEMP125，TEMP105，TEMP90，TEMP70，TEMP55，TEMP40，TEMP15，和TEMP-5信号。在每个温度范围内，TEMPS信号中的一个是逻辑高，剩下的TEMPS信号是逻辑低。例如，如果温度位于90℃和105℃之间，则TEMP105信号是逻辑高，并且TEMP125，TEMP90，TEMP70，TEMP55，TEMP40，TEMP15，和TEMP-5信号是逻辑低。
图6是说明查询表110的一个实施例的图。查询表110被配置成接收来自温度传感器108的TEMPS信号，并向温度分频器112提供DIV<5:0>信号。查询表110包含用于基于TEMPS信号设置DIV<5:0>信号的八个部分。TEMP125信号路径120a通过如203指示的金属选择，电耦接至TEMP125i<0>信号路径202。其他TEMP125i<1>至TEMP125i<5>信号路径202通过如204指示的金属选择，电耦接至接地250。因此，在该实施例中，如果温度大于105℃，如所指示的，DIV<5:0>信号被设置成等于000001。
TEMP105信号路径120b通过如207指示的金属选择，电耦接至TEMP105i<0>信号路径206。其他TEMP105i<1>至TEMP105i<5>信号路径206通过如208指示的金属选择，电耦接至接地250。因此，在该实施例中，如果温度位于90℃和105℃之间，如所指示的，DIV<5:0>信号被设置成等于000001。
TEMP90信号路径120c通过如211指示的金属选择，电耦接至TEMP90i<0>信号路径210。其他TEMP90i<1>至TEMP90i<5>信号路径210通过如212指示的金属选择，电耦接至接地250。因此，在该实施例中，如果温度位于70℃和90℃之间，如所指示的，DIV<5:0>信号被设置成等于000001。
TEMP70信号路径120d通过如215指示的金属选择，电耦接至TEMP70i<1>信号路径214。其他TEMP70i<0>和TEMP70i<2>至TEMP70i<5>的信号路径214通过如216指示的金属选择，电耦接至接地250。因此，在该实施例中，如果温度位于55℃和70℃之间，如所指示的，DIV<5:0>信号设置成等于000010。
TEMP55信号路径120e通过如219指示的金属选择，电耦接至TEMP50i<1>信号路径218。其他TEMP55i<0>和TEMP55i<2>至TEMP55i<5>信号路径218通过如220指示的金属选择，电耦接至接地250。因此，在该实施例中，如果温度位于40℃和55℃之间，如所指示的，DIV<5:0>信号被设置成等于000010。
TEMP40信号路径120f通过如223指示的金属选择，电耦接至TEMP40i<2>信号路径222。其他TEMP40i<0>，TEMP40i<1>和TEMP40i<3>至TEMP40i<5>信号路径222通过如224指示的金属选择，电耦接至接地250。因此，在该实施例中，如果温度位于15℃和40℃之间，如所指示的，DIV<5:0>信号被设置成等于000100。
TEMP15信号路径120g通过如227指示的金属选择，电耦接至TEMP15i<2>信号路径226。其他TEMP15i<0>，TEMP15i<1>和TEMP15i<3>至TEMP15i<5>信号路径226通过如228指示的金属选择，电耦接至接地250。因此，在该实施例中，如果温度位于-5℃和15℃之间，如所指示的，DIV<5:0>信号被设置成等于000100。
TEMP-5信号路径120h通过如231指示的金属选择，电耦接至TEMP-5i<2>信号路径230。其他TEMP-5i<0>，TEMP-5i<1>和TEMP-5i<3>至TEMP-5i<5>信号路径230通过如232指示的金属选择，电耦接至接地250。因此，在该实施例中，如果温度小于-5℃，如所指示的，DIV<5:0>信号被设置成等于000100。
查询表110也包含NOR门240和244，以及NAND门248。TEMP125i<5:0>信号路径202电耦接至NOR门240<5:0>的第一输入。TEMP105i<5:0>信号路径206电耦接至NOR门240<5:0>的第二输入。TEMP90i<5:0>信号路径210电耦接至NOR门240<5:0>的第三输入。TEMP70i<5:0>信号路径214电耦接至NOR门240<5:0>的第四输入。NOR门240<5:0>的输出通过信号路径242电耦接至NAND门248<5:0>的第一输入。TEMP55i<5:0>信号路径218电耦接至NOR门244<5:0>的第一输入。TEMP40i<5:0>信号路径222电耦接至NOR门244<5:0>的第二输入。TEMP15i<5:0>信号路径226电耦接至NOR门244<5:0>的第三输入。TEMP-5i<5:0>信号路径230电耦接至NOR门244<5:0>的第四输入。NOR门244<5:0>的输出通过信号路径246电耦接至NAND门248<5:0>的第二输入。NAND门248<5:0>的输出在DIV<5:0>信号路径122上提供DIV<5:0>信号。
NOR门240<5:0>和244<5:0>以及NAND门248<5:0>传递从感测的温度范围的查询表中选择的值至DIV<5:0>信号路径122。基于在查询表110中的金属选择和TEMPS信号，设置DIV<5:0>信号。查询表110使得基于金属选择为每一个温度范围选择任意64位值。
图7是说明温度分频器112的一个实施例的图。温度分频器112包含传输门308，反相器304，312，314，318，和324，计数器322，延迟(DEL)328，和AND门334。DIV<5:0>信号路径122电耦接至传输门308的数据输入。传输门308的数据输出通过信号路径310电耦接至反相器314的输入与反相器312的输出。反相器304的输入和传输门308的逻辑低启动输入在bRST信号路径302上接收反相复位(bRST)信号。反相器304的输出通过信号路径306电耦接至传输门308的逻辑高启动输入。反相器314的输出通过信号路径316电耦接至反相器312的输入和反相器318的输入。反相器318的输出在DIVi<5:0>信号路径320上提供DIVi<5:0>信号。
计数器322的时钟(CLK)输入在SFR_CLKD2信号路径118上接收SFR_CLKD2信号。计数器322的输入(IN<5:0>)在DIVi<5:0>信号路径320上接收DIVi<5:0>信号。计数器322的输出提供SRFPULSE信号，以及通过SRFPULSE信号路径124电耦接至反相器324的输入。反相器324的输出通过反相的SRFPULSE(bSRFPULSE)信号路径326电耦接至延迟328的输入(IN)。延迟328的输出通过延迟的bSRFPULSE(bSRFPULSE_DEL)信号路径330电耦接至AND门334的第一输入。AND门334的第二输入在SRFON信号路径332上接收自刷新开(SRFON)信号。AND门334的输出通过bRST信号路径302电耦接至计数器322的bRESET输入。
反相器304在bRST信号路径302上反相bRST信号，以在信号路径306上提供该信号。响应于逻辑低bRST信号，传输门308打开以将DIV<5:0>信号路径122上的DIV<5:0>信号传递至信号路径310。响应于逻辑高bRST信号，传输门308关闭以阻止传递DIV<5:0>信号至信号路径310。反相器314和312用作锁存器以锁存信号路径310上的信号。反相器318反相信号路径316上的信号，以在DIVi<5:0>信号路径320上提供DIVi<5:0>信号。
计数器322借助SRF_CLKD2信号记时并计数直到DIVi<5:0>信号值。一旦计数器计数到DIVi<5:0>信号值，计数器322就在SRFPULSE信号路径124上提供逻辑高SRFPULSE信号。反相器324在SRFPULSE信号路径124上反相SRFPULSE信号，以在bSRFPULSE信号路径326上提供bSRFPULSE信号。延迟328在bSRFPULSE信号路径326上接收该bSRFPULSE信号，并迟延该信号，以在bSRFPULSE_DEL信号路径330上提供bSRFPULSE_DEL信号。
AND门334在bSRFPULSE_DEL信号路径330上接收bSRFPULSE_DEL信号以及在SRFON信号路径332上接收SRFON信号，以在bRST信号路径302上提供bRST信号。响应于逻辑高bSRFPULSE_DEL信号和逻辑高SRFON信号，AND门334提供逻辑高bRST信号。响应于逻辑低bSRFPULSE_DEL信号或逻辑低SRFON信号，AND门334提供逻辑低bRST信号。响应于逻辑低bRST信号，计数器322复位计数器。响应于逻辑高bRST信号，计数器322开始并连续计数直到DIVi<5:0>信号值。
在操作中，当计数器322复位时，传输门308被启动以传递DIV<5:0>信号至由反相器314和312形成的锁存器。因此当计数器322计数时，DIVi<5:0>信号不改变。温度改变在计数器322复位时被识别，因此计数器322的先前的计数不受影响。计数器322微调SRF_CLKD2信号，以基于DIVi<5:0>信号值提供SRFPULSE信号。选择延迟328以在SRFPULSE信号路径124上将逻辑高SRFPULSE信号保持一段充足的时间，以便初始化存储装置的存储单元的自刷新。
图8是说明自刷新模块150的另一实施例的框图。自刷新模块150在多个方面与自刷新模块100相似。然而，自刷新模块150进一步包含了高温调压器152和DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156上的数字微调输出(DIG_TRIM_OUT<5:0>)信号。此外，DIG_TRIM<5:0>信号也被提供给高温调压器152，而不是图1中所示的自刷新模块100的微调分频器106。
当由温度传感器108感测到高温例如大于90℃的温度时，使用高温调压器152。在低至适度温度时，例如小于90℃，刷新频率可以由图1的自刷新模块100来控制，以在改变温度时最小化功耗。然而，在例如大于90℃的高温时，功能性比功耗更为重要。因此，在例如大于90℃的高温时，确保存储装置正确地操作是更为重要的。
高温调压器152被配置成如果感测的温度大于90℃时将SRF_CLKD2信号的频率增加大约2-5倍。在一个实施例中，高温调压器152将SRF_CLKD2信号的频率增加了大约4倍。
图9是说明高温调压器152的一个实施例的图。高温调压器152包含反相器402，410、和414，NOR门406，以及传输门418，422、和426。反相器402的输入和NOR门406的第一输入接收TEMP105信号路径120b上的TEMP105信号。反相器402的输出在bTEMP105信号路径404上提供反相的TEMP105(bTEMP105)信号。NOR门406的第二输入和反相器414的输入在TEMP125信号路径120a上接收TEMP125信号。反相器414的输出在bTEMP125信号路径416上提供反相的TEMP125(bTEMP125)信号。NOR门406的输出通过NORMAL信号路径408电耦接至反相器410的输入。反相器410的输出在bNORMAL信号路径412上提供反相的NORMAL(bNORMAL)信号。
传输门418在DIG_TRIM<5:0>信号路径130上接收DIG_TRIM<5:0>信号，以及在DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156上提供DIG_TRIM_OUT<5:0>信号。逻辑低使得传输门418的输入能够接收bNORMAL信号路径412上的bNORMAL信号，以及逻辑高使得传输门418的输入能够接收NORMAL信号路径408上的NORMAL信号。
传输门422接收信号路径420上的接地信号和DIG_TRIM<5:1>信号，以及在DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156上提供DIG_TRIM_OUT<5:0>信号。对于所选的金属选择，逻辑低使得传输门422的输入能够电耦接至Vint 428，以及逻辑高使得传输门422的输入能够电耦接至接地250。对于传输门422的其他未被选择的金属选择，逻辑低使得传输门422的输入能够接收bTEMP105信号路径404上的bTEMP105信号，以及逻辑高使得传输门422的输入能够接收TEMP105信号路径120b上的TEMP105信号。
传输门426接收信号路径424上的两个接地信号和DIG_TRIM<5:2>信号，以在DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156上提供DIG_TRIM_OUT<5:0>信号。对于所选的金属选择，逻辑低使得传输门436的输入能够接收NORMAL信号路径408上的NORMAL信号，以及逻辑高使得传输门426的输入能够接收bNORMAL信号路径412上的bNORMAL信号。对于传输门426的其他未被选择的金属选择，逻辑低使得传输门426的输入能够接收bTEMP125信号路径416上的bTEMP125信号，以及逻辑高使得传输门426的输入能够接收TEMP125信号路径120a上的TEMP125信号。
反相器402反相TEMP105信号路径120b上的TEMP105信号，以在bTEMP105信号路径404上提供bTEMP105信号。反相器414反相TEMP125信号路径120a上的TEMP125信号，以在bTEMP125信号路径416上提供bTEMP125信号。响应于TEMP105信号路径120b上的逻辑低TEMP105信号和TEMP125信号路径120a上的逻辑低TEMP125信号，NOR门406在NORMAL信号路径408上输出逻辑高NORMAL信号。响应于逻辑高TEMP105信号或逻辑高TEMP125信号，NOR门406输出逻辑低NORMAL信号。反相器410在NORMAL信号路径408上反相NORMAL信号，以在bNORMAL信号路径412上提供bNORMAL信号。
响应于逻辑低bNORMAL信号和逻辑高NORMAL信号，传输门418打开以传递信号路径130上的DIG_TRIM<5:0>信号至DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156。响应于逻辑高bNORMAL信号和逻辑低NORMAL信号，传输门418关闭以阻止传递信号路径130上的DIG_TRIM<5:0>信号至DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156。
对于所选的金属选择，响应于Vint 428和接地250，传输门422关闭。对于其他未被选择的金属选择，响应于逻辑低bTEMP105信号和逻辑高TEMP105信号，传输门422打开以传递信号路径420上的接地信号和DIG_TRIM<5:1>信号至DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156。响应于逻辑高bTEMP105信号和逻辑低TEMP105信号，传输门422关闭以阻止信号路径420上的接地信号和DIG_TRIM<5:1>信号传递至DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156。当打开时，传输门422将DIG_TRIM<5:0>信号向右移动一位(去掉最低有效位)，并用零替换最高有效位以提供DIG_TRIM_OUT<5:0>信号。
对于所选的金属选择，响应于逻辑低NORMAL信号和逻辑高bNORMAL信号，传输门426打开以传递信号路径424上的两个接地信号和DIG_TRIM<5:2>信号至DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156。响应于逻辑高NORMAL信号和逻辑低bNORMAL信号，传输门426关闭以阻止信号路径424上的两个接地信号和DIG_TRIM<5:2>信号传递至DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156。对于其他未被选择的金属选择，响应于逻辑低bTEMP125信号和逻辑高TEMP125信号，传输门426打开以传递信号路径424上的两个接地信号和DIG_TRIM<5:2>信号至DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156。响应于逻辑高bTEMP125信号和逻辑低TEMP125信号，传输门426关闭以阻止信号路径424上的两个接地信号和DIG_TRIM<5:2>信号传递至DIG_TRIM_OUT<5:0>信号路径156。当打开时，传输门426将DIG_TRIM<5:0>信号向右移动两位(去掉两个最低有效位)，以及用零替换两个最高有效位以提供DIG_TRIM_OUT<5:0>信号。
在操作中，对于所选的金属选择，响应于逻辑高TEMP105信号或逻辑高TEMP125信号，DIG_TRIM<5:0>位向右移动两位，以及用零替换两个最高有效位。对于未被选择的金属选择，响应于逻辑高TEMP125信号，DIG_TRIM<5:0>位向右移动两位，以及用零替换两个最高有效位。响应于逻辑高TEMP105信号，DIG_TRIM<5:0>位向右移动一位，以及用零替换最高有效位。
图10是说明对于所选的金属选择高温调压器152的功能的一个实施例的表格的一部分。高温调压器152通过使用微调分频器106的6位分频器提升SRF_CLKD2信号。高温调压器152去掉DIG_TRIM<5:0>信号的最低有效位和第二最低有效位。剩下的四位向右移动两个位置。然后将最高有效位和第二最高有效位固定为00。例如，如图10的第三行中所示，等于数值16的比特数010000被变换成000100，其为数值4。通过用数值16除数值4，SRF_CLKD2信号的频率增加了4倍。
同样地，如图10的第7行所示，等于数值52的数字值110100被变换为等于数值13的001101。通过用数值52除数值13，SRF_CLKD2信号的频率增加了4倍。因此，在温度大于90℃时，刷新频率提高了百分之400。自刷新模块150在温度大于90℃时刷新存储单元比在温度低于90℃时快四倍。提高刷新频率的同时也增加了功耗，存储装置的完整性被保持，以确保正确的数据存储以及防止在所有温度时的数据丢失或破坏，包括温度大于90℃时。
在一个实施例中，在温度大于90℃时提供的DIV<5:0>信号保持与较低温度时相同。更确切地说，高温调压器152提供温度补偿。在该实施例中，温度分频器112不修改SRF_CLKD2信号，以及SRFPULSE信号等于SRF_CLKD2信号。
本发明的实施例提供了用于提供与温度无关的定时的自刷新模块和基于存储装置的温度的自刷新脉冲。通过基于温度数字调整自刷新脉冲的频率，节约了电力。此外，高温调压器用于在高温时提高刷新频率，以防止数据丢失或破坏。
权利要求
1.一种用于存储装置的自刷新模块，该自刷新模块包括-配置成提供具有第一频率的第一信号的振荡器；-配置成微调第一信号来提供具有第二频率的第二信号的微调分频器；-配置成感测存储装置的温度和提供温度信号的温度传感器；-配置成接收温度信号和基于该温度信号提供第三信号的温度查询表；和-配置成基于第二信号和第三信号提供自刷新脉冲信号的温度分频器。
2.根据权利要求1所述的自刷新模块，其中第三信号包含用于基于最高微调值以六十四分之一(1/64)的增量微调第二信号的6位分频器值。
3.根据权利要求1所述的自刷新模块，其中微调分频器进一步接收用于基于最高微调值以六十四分之一(1/64)的增量微调第二信号的6位微调分频器值。
4.根据权利要求1所述的自刷新模块，进一步包括电耦接于振荡器和微调分频器之间的分频器，该分频器被配置为分割第一信号以提供分割的第一信号至微调分频器，该分频器进一步提供由存储装置的至少一个模块使用的与温度无关的定时。
5.根据权利要求1所述的自刷新模块，进一步包括配置成接收温度信号以及在感测的温度大于90℃的情况下将第二信号的第二频率增加大约2-5倍的高温调压器。
6.根据权利要求1所述的自刷新模块，其中温度查询表包含用于基于温度信号设置第三信号的金属选择。
7.一种用于存储装置的自刷新模块，该自刷新模块包括-配置成提供具有第一频率的第一信号的振荡器；-配置成微调第一信号来提供具有第二频率的第二信号的微调分频器；-配置成感测存储装置的温度和提供温度信号的温度传感器；-配置成基于第二信号和温度信号提供自刷新脉冲信号的温度分频器；和-配置成接收温度信号以及在感测的温度大于90℃的情况下将第二信号的第二频率提高大约2-5倍的高温调压器。
8.根据权利要求7所述的自刷新模块，其中高温调压器被配置成通过去掉六位微调器分频器值的最低有效位和第二最低有效位，右移剩下的四位，以及将最高有效位和第二最高有效位设置为零(0)，来提高第二信号的第二频率。
9.根据权利要求7所述的自刷新模块，其中高温调压器被配置成通过去掉六位微调器分频器值的最低有效位，右移剩下的五位，并将最高有效位设置为零(0)，来提高第二信号的第二频率。
10.根据权利要求7所述的自刷新模块，进一步包括电耦接于振荡器和微调分频器之间的分频器，该分频器被配置为分割第一信号以提供分割的第一信号至微调分频器，该分频器进一步提供由存储装置的至少一个模块使用的与温度无关的定时。
11.根据权利要求7所述的自刷新模块，其中温度分频器被配置成在基于温度信号的变化调整自刷新脉冲信号之前完成自刷新脉冲信号的循环。
12.一种用于存储装置的自刷新模块，该自刷新模块包括-配置成提供具有第一频率的第一信号的振荡器；-分频器，其被配置为分割第一信号以提供具有第二频率的第二信号，以及提供能够由存储装置的至少一个模块使用的与温度无关的定时；-配置成微调第二信号来提供具有第三频率的第三信号的微调分频器；-配置成感测存储装置的温度以提供温度信号的温度传感器；-配置成接收温度信号和基于该温度信号提供第四信号的温度查询表；-配置成基于第三信号和第四信号提供自刷新脉冲信号的温度分频器；和-配置成接收温度信号以及在感测的温度大于90℃的情况下将第三信号的第三频率增加大约2-5倍的高温调压器。
13.根据权利要求12所述的自刷新模块，其中存储装置包含伪SRAM。
14.根据权利要求12所述的自刷新模块，其中第一信号的周期在大约250-750毫微秒范围内。
15.根据权利要求12所述的自刷新模块，其中第二信号的周期在大约500毫微秒至8微秒的范围内。
16.根据权利要求12所述的自刷新模块，其中温度传感器能够感测大约-30℃至130℃范围内的存储装置的温度。
17.根据权利要求12所述的自刷新模块，其中温度分频器被配置成提供自刷新脉冲信号的粗糙和精细的微调。
18.一种选择存储装置的自刷新频率的方法，该方法包括-分割从振荡器输出的具有第一频率的第一信号，以便提供具有第二频率的第二信号；-基于第一信号提供能够由存储装置的至少一个模块使用的与温度无关的定时；-微调第二信号，以便提供具有第三频率的第三信号；-感测存储装置的温度；-提供代表感测的温度的温度信号；-微调第三信号，以基于温度信号提供自刷新脉冲信号；以及-在感测的温度大于90℃的情况下将第三信号的第三频率提高大约2-5倍。
19.根据权利要求18所述的方法，其中微调第二信号进一步包含基于最高微调值以六十四分之一(1/64)的增量微调第二信号。
20.根据权利要求18所述的方法，其中微调第三信号以提供自刷新脉冲信号包含基于最高微调值以六十四分之一(1/64)的增量微调第三信号。
21.根据权利要求18所述的方法，其中提高第三信号的第三频率包含-去掉六位微调分频器值的最低有效位和第二最低有效位；-将剩下的四位中的每一个向右移动两个位置；以及-将最高有效位和第二最高有效位设置为零(0)。
22.根据权利要求18所述的方法，其中提高第三信号的第三频率包含-去掉六位微调分频器值的最低有效位；-将剩下的五位中的每一个向右移动一个位置；以及-将最高有效位设置为零(0)。
23.根据权利要求18所述的方法，其中微调第三信号以提供自刷新脉冲信号包含在基于温度信号的变化调整自刷新脉冲信号之前完成自刷新脉冲信号的循环。
24.一种选择存储装置的自刷新频率的方法，该方法包括-微调从振荡器输出的具有第一频率的第一信号，以便产生具有第二频率的第二信号；-感测存储装置的温度；-基于感测的温度确定可接受的自刷新频率；以及-微调第二信号，以在感测的温度下提供具有等于可接受的自刷新频率的频率的自刷新脉冲信号。
25.根据权利要求24所述的方法，其中确定可接受的自刷新频率包含-用提供温度信号的温度传感器感测存储装置温度；-相应于查询表中感测的温度确定与温度相关的信号；以及-基于与温度相关的信号确定可接受的自刷新频率。
26.根据权利要求24所述的方法，进一步包括在感测的温度大于90℃的情况下将第二信号的第二频率提高大约2-5倍。
27.根据权利要求24所述的方法，进一步包括在感测的温度为大约90℃至105℃的情况下将第二信号的第二频率提高大约两倍，以及在感测的温度大于105℃的情况下将第二信号的第二频率提高大约四倍。
28.一种用于存储装置的自刷新模块，该自刷新模块包括-用于分割从振荡器输出的具有第一频率的第一信号以便提供具有第二频率的第二信号的装置；-用于基于第一信号提供能够由存储装置的至少一个模块使用的与温度无关的定时的装置；-用于微调第二信号以便提供具有第三频率的第三信号的装置；-用于感测存储装置的温度的装置；-用于提供代表感测的温度的温度信号的装置；-用于根据温度信号改变第三信号的第三频率以产生与温度相关的自刷新脉冲信号的装置；以及-用于在感测的温度大于90℃的情况下将第三信号的第三频率提高大约2-5倍的装置。
全文摘要
一种自刷新模块包括被配置成提供具有第一频率的第一信号的振荡器，被配置成微调第一信号来提供具有第二频率的第二信号的微调分频器，以及被配置成感测存储装置的温度和提供温度信号的温度传感器。该自刷新模块包括被配置成接收温度信号和基于该温度信号提供第三信号的温度查询表，以及被配置成基于第二信号和第三信号提供自刷新脉冲信号的温度分频器。
文档编号G11C11/401GK1945736SQ20061011088
公开日2007年4月11日 申请日期2006年7月6日 优先权日2005年7月6日
发明者P·思怀特, W·霍肯迈尔 申请人:奇梦达股份公司