EEPROM存储电路、EEPROM存储芯片、耗材容器以及成像设备的制作方法

本发明涉及存储芯片技术领域，具体的，涉及一种eeprom存储电路，还涉及应用该电路的eeprom存储芯片、耗材容器以及成像设备。

背景技术：

本发明所说的成像设备是指将文字、图案等电信号转换为在纸张等介质上形成可视图像的设备，例如喷墨类或激光类的打印机、复印机、传真机及多功能一体机。常用的两种打印机是喷墨打印机和激光打印机，喷墨打印机使用容纳有墨水的墨盒作为耗材容器向打印机提供打印用的墨水，以在纸张上形成需要打印的文字或图案；激光打印机则使用容纳有碳粉的碳粉盒作为耗材容器向打印机提供打印用的碳粉，以在介质上形成需要打印的文字或图案，复印机、传真机及多功能一体机的成像原理、使用耗材容器等与打印机基本相同。

成像设备的成像信息除了存储在成像设备本身外，还存储在存储芯片中。其中存储芯片安装在成像设备成像所需耗材容器上，作用一是提供耗材容器与成像设备匹配之数据，二是记录成像材料消耗的数据并提供给成像设备查询，防止因材料用完后成像设备继续工作而损坏设备。一般存储芯片包括控制单元、存储单元、接口单元，其中存储单元里存储有厂商储存盒型号、制造日期、颜色、所装材料数量等初始信息，以及存储有以后成像设备在成像过程中消耗材料数量及日期等信息。成像设备中一般存储有与之匹配的耗材容器型号、颜色等初始信息。

存储芯片内部设置有保存数据的存储单元，如eeprom存储单元，而eeprom存储单元为浮栅结构，如图1所示，eeprom存储单元包括位线端bl、字线端wl、控制端cg和接地端ag。存储数据为“0”时，浮栅管导通，但存在一定的导通电阻，存储数据位“1”时，浮栅管截止，导通电阻无穷大。读出数据位线端bl必须有上拉电阻或提供电流源，因此读出数据“1”时，位线端电压是高电平，读出数据“0”时则为低电平。在读eeprom存储芯片存储的数据时，位线端bl一般会接一个电流源、或一个较大上拉电阻，位线端bl接一个反相器作为读eeprom数据输出，因为浮栅管存储数据“0”时存在一定的导通电阻，该导通电阻随温度升高而增大，当芯片工作在80℃以上时，浮栅管等效导通电阻增大到使得位线端电压高于输出门的翻转电压，导致读出数据出现错误，误读为“1”，因此限制了芯片工作温度的范围。

另外eeprom存储芯片随着存储时间的延长，浮栅上电荷会出现丢失，如果存储的数据是“0”，则浮栅等效导通电阻会随存储时间越长而增大，在芯片读取存储器数据时，有可能将将“0”误读为“1”，因此，eeprom存储器会随着数据存储时间的延长造成数据读取误差。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种可提高在高温环境下数据存储性能的eeprom存储电路。

本发明的第二目的是提供一种可提高在高温环境下数据存储性能的eeprom存储芯片。

本发明的第三目的是提供一种可提高在高温环境下数据存储性能的耗材容器。

本发明的第四目的是提供一种可提高在高温环境下数据存储性能的成像设备。

为了实现上述第一目的，本发明的eeprom存储电路包括地址译码电路、数据输入电路、读写控制电路、eeprom存储阵列以及数据输出电路，地址译码电路、数据输入电路、读写控制电路以及数据输出电路分别与eeprom存储单元电连接，eeprom存储阵列包括多个存储单元组，每一个存储单元组包括第一存储单元和第二存储单元，第一存储单元和第二存储单元分别与数据输入电路电连接，数据输入电路向第一存储单元发送输入数据的同相数据并向第二存储单元发送输入数据的反相数据；数据输出电路包括比较器，第一存储单元的位线端与比较器的正相输入端电连接，第二存储单元的位线端与比较器的反相输入端电连接。

由上述方案可见，本发明的eeprom存储电路通过设置第一存储单元和第二存储单元，用以存储输入数据的同相数据和反相数据，并在数据输出电路设置比较器，在读取数据时，同时读取同相数据和反相数据进行比较，从而保证读取数据时，不管环境温度如何变化，第一存储单元和第二存储单元的浮栅等效导通电阻不会相等，比较器的两个输入端存在电位差，使得比较器输出的数据与输入数据相同，从而提高在高温环境下的数据存储性能。此外，由于运算放大器的运算速度较快，所以，数据输出电路利用比较器进行数据的读取，可提升eeprom存储电路的读取速度。

进一步的方案中，数据输入电路包括第一锁存器，第一锁存器的正相输出端与第一存储单元的控制端电连接，第一锁存器的反相输出端与第二存储单元的控制端电连接。

由此可见，数据输入电路通过设置第一锁存器，可将同时输入数据转换成与输入数据同相的同相数据以及转换成与输入数据反相的反相数据，可简化电路的设置。

进一步的方案中，数据输出电路还包括第二锁存器，第二锁存器的输入端与比较器的输出端电连接。

由此可见，在比较器的输出端设置第二锁存器，可对读取的数据进行存储，若后续对同一数据进行读取时则不需要再对存储单元阵列进行读取，提高读取速度。

进一步的方案中，数据输出电路还包括缓存器，缓存器的输入端与第二锁存器的输出端电连接。

由此可见，设置缓存器，可与后续接续的电路实现数据传送的同步。

为了实现上述第二目的，本发明的eeprom存储芯片设置有eeprom存储电路，eeprom存储电路包括地址译码电路、数据输入电路、读写控制电路、eeprom存储阵列以及数据输出电路，地址译码电路、数据输入电路、读写控制电路以及数据输出电路分别与eeprom存储单元电连接，eeprom存储阵列包括多个存储单元组，每一个存储单元组包括第一存储单元和第二存储单元，第一存储单元和第二存储单元分别与数据输入电路电连接，所述数据输入电路向所述第一存储单元发送输入数据的同相数据并向所述第二存储单元发送所述输入数据的反相数据；数据输出电路包括比较器，第一存储单元的位线端与比较器的正相输入端电连接，第二存储单元的位线端与比较器的反相输入端电连接。

由上述方案可知，本发明的eeprom存储电路通过设置第一存储单元和第二存储单元，用以存储输入数据的同相数据和反相数据，并在数据输出电路设置比较器，在读取数据时，同时读取同相数据和反相数据进行比较，从而保证读取数据时，不管环境温度如何变化，第一存储单元和第二存储单元的浮栅等效导通电阻不会相等，比较器的两个输入端存在电位差，使得比较器输出的数据与输入数据相同，从而提高在高温环境下的数据存储性能。

为了实现上述第三目的，本发明的耗材容器安装有eeprom存储芯片，eeprom存储芯片应用上述的eeprom存储电路。

为了实现上述第四目的，成像设备包括耗材容器，耗材容器安装有eeprom存储芯片，eeprom存储芯片应用上述的eeprom存储电路。

附图说明

图1是现有eeprom浮栅结构的原理图。

图2是本发明eeprom存储电路实施例的电路结构框图。

图3是本发明eeprom存储电路实施例中数据输入电路的电路原理图。

图4是本发明eeprom存储电路实施例中eeprom存储阵列的电路原理图。

图5是本发明eeprom存储电路实施例中数据输出电路的电路原理图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

eeprom存储电路实施例：

如图2所示，本实施例中，eeprom存储电路包括地址译码电路1、数据输入电路2、读写控制电路3、eeprom存储阵列4以及数据输出电路5，地址译码电路1、数据输入电路2、读写控制电路3以及数据输出电路5分别与eeprom存储单元4电连接。地址译码电路1用于接收地址信号并对其进行译码，选择与此地址相对应的存储单元，以便对该单元进行读/写操作。地址译码电路1采用已知的地址译码器，在此不再赘述。读写控制电路3产生并提供片选和读/写控制逻辑信号，用来完成对被选中存储单元中各数据位的读/写操作。读写控制电路3采用已知的地址译码电路，在此不再赘述。

参见图3，数据输入电路2包括第一锁存器u1，第一锁存器u1的输入端d获取输入数据，第一锁存器u1的正相输出端q和反相输出端qn分别与eeprom存储阵列4电连接。本实施例中，第一锁存器u1为d锁存器。参见图4，eeprom存储阵列4包括多个存储单元组41，每一个存储单元组41包括第一存储单元411和第二存储单元412，第一存储单元411和第二存储单元412分别与数据输入电路2电连接，数据输入电路2向第一存储单元411发送输入数据的同相数据并向第二存储单元412发送输入数据的反相数据。本实施例中，第一锁存器u1的正相输出端q与第一存储单元411的控制端电连接，第一锁存器u1的反相输出端qn与第二存储单元412的控制端电连接。当然，也可以是第一锁存器u1的正相输出端q与第二存储单元412的控制端电连接，第一锁存器u1的反相输出端qn与第一存储单元411的控制端电连接，只需后续电路中对输出数据设置对应的判断逻辑即可。

参见图5，数据输出电路5包括比较器u2、第二锁存器u3和反相器u4，第一存储单元411的位线端与比较器u2的正相输入端电连接，第二存储单元422的位线端与比较器u2的反相输入端电连接，第二锁存器的输入端u3与比较器u2的输出端电连接，缓存器u4的输入端与第二锁存器u3的输出端电连接。本实施例中，第二锁存器u3为d锁存器。

本发明的eeprom存储电路在进行数据写入操作时，数据输入电路2的第一锁存器u1对输入数据进行锁存，并向eeprom存储阵列4输出输入数据的同相数据和反相数据，输入数据的同相数据和反相数据分别存储在同一存储单元组41的第一存储单元411和第二存储单元412中。本实施例中，输入数据为“0”时，输出端q输出“0”，输出端qn输出“1”，第一存储单元411存储数据“0”，第二存储单元412存储数据“1”；输入数据为“1”时，则第一存储单元411存储数据“1”，第二存储单元412存储数据“0”。

在读取数据时，比较器u2的正相输入端从第一存储单元411的位线端获取存储数据，比较器u2的反相输入端从第二存储单元422的位线端获取存储数据，比较器u2对正相输入端和反相输入端的数据进行比较并向第二锁存器u3输出输出数据，第二锁存器u3对输出数据进行锁存后向反相器u4发送，最终由反相器u4的输出端dout输出。

由于每一比特数据存储都是成对(一个同相，一个反相)出现的，因此读取数据时，不管环境温度如何变化或升高，同一个比特数据对应两个存储单元的浮栅等效导通电阻不会相等，因此，同一个比特数据对应两个存储单元的位线端电压也永远不会相等的。

例如，某一存储单元组41存储数据为“0”，读取数据时，第一存储单元411存储的是“0”，则第一存储单元411的位线端电压等于浮栅等效导通电阻乘以电流源电流，由于浮栅等效导通电阻随温度升高而增大，因此，第一存储单元411的位线端电压也随之升高，但不会达到电源工作电压；第二存储单元412存储的是“1”，则第二存储单元412的位线等效电阻为无穷大，因此，第二存储单元412的位线端电压等于电源工作电压；第一存储单元411的位线端电压和第二存储单元412的位线端电压分别输入到比较器u2正相输入端和反相输入端后，就算第一存储单元411的位线端电压升到可以判为高电平以上的电压，但放大器输出电压仍为低电平。存储单元组41存储数据为“1”时同理。因此，eeprom存储电路可降低由于温度升高造成误读的影响。

eeprom存储芯片：

eeprom存储芯片设置有eeprom存储电路，eeprom存储电路应用上述实施例中eeprom存储电路。

碳粉盒实施例：

碳粉盒包括壳体，该壳体围成容纳碳粉的腔体，壳体的外壁上安装有eeprom存储芯片，eeprom存储芯片设置有eeprom存储电路，eeprom存储电路应用上述实施例中eeprom存储电路。

作为本发明碳粉盒实施例的一种变换，可以是安装有上述eeprom存储芯片的墨盒，该墨盒结构与上述碳粉盒结构相似，其壳体外壁上安装有如上实施例的eeprom存储芯片。

打印机实施例：

激光打印机包括成像单元和碳粉盒，该碳粉盒上安装有如上的eeprom存储芯片，eeprom存储芯片设置有eeprom存储电路，eeprom存储电路应用上述实施例中eeprom存储电路。

作为本发明打印机实施例的一种变换，可以是喷墨打印机，其结构与上述实施例相似，喷墨打印机包括成像单元和墨盒，墨盒上安装有如上的eeprom存储芯片。

作为本发明打印机实施例的另一种变换，还可以是复印机或传真机或多功能一体机等其他成像设备，上述变换同样可以实现本发明的目的。

由上述可知，本发明的eeprom存储电路通过设置第一存储单元和第二存储单元，用以存储输入数据的同相数据和反相数据，并在数据输出电路设置比较器，在读取数据时，同时读取同相数据和反相数据进行比较，从而保证读取数据时，不管环境温度如何变化，第一存储单元和第二存储单元的浮栅等效导通电阻不会相等，比较器的两个输入端存在电位差，使得比较器输出的数据与输入数据相同，从而提高在高温环境下的数据存储性能。此外，由于运算放大器的运算速度较快，所以，数据输出电路利用比较器进行数据的读取，可提升eeprom存储电路的读取速度。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。