Mram字线功率控制方案的制作方法_2

文档序号:8287974阅读:来源:国知局
命令致使该用于提供不同功率电平的步骤向该字线提供第一功率电平,而读命令致使该用于提供不同功率电平的步骤向该字线提供第二功率电平。第一功率电平可高于第二功率电平。
[0024]在本发明的进一步实施例中,该用于存储数据的步骤可通过在MRAM中存储数据来实现,该用于生成功率的步骤可通过经由低压差(LDO)调节器生成功率来实现,并且该用于提供不同功率电平的步骤可被实现为用于选择第一功率电平的步骤和用于选择第二功率电平的步骤。该用于选择第一功率电平的步骤和用于选择第二功率电平的步骤可通过提供复用器来实现,其中该复用器响应于写命令而选择第一功率电平,并且其中该复用器响应于读命令而选择第二功率电平。
[0025]各实施例可集成在至少一个半导体管芯中。
[0026]各实施例的介质可包括各实施例可集成到其中的设备,该设备选自包括以下各项的组:机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元和计算机。
[0027]附图简述
[0028]给出附图以帮助对本发明实施例进行描述,且提供附图仅用于解说实施例而非对其进行限定。
[0029]图1是已知MRAM字线功率控制方案的简化示意图。
[0030]图2是解说图1的功率控制方案的时序图。
[0031]图3是所公开实施例的MRAM字线功率控制方案的简化示意图。
[0032]图4是示出图3的实施例的更详细示例的简化示意图。
[0033]图5是解说图3和4的功率控制方案的时序图。
[0034]详细描述
[0035]本发明的各方面在以下针对本发明具体实施例的描述和有关附图中被公开。可以设计替换实施例而不会脱离本发明的范围。另外,本发明中众所周知的元素将不被详细描述或将被省去以免煙没本发明的相关细节。
[0036]措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。同样,术语“本发明的各实施例”并不要求本发明的所有实施例都包括所讨论的特征、优点、或工作模式。
[0037]本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的,而并不旨在限定本发明的实施例。如本文所使用的,单数形式的“一”、“某”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另有明确指示。还将理解,术语“包括”、“具有”、“包含”和/或“含有”在本文中使用时指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其群组的存在或添加。
[0038]此外,许多实施例是根据将由例如计算设备的元件执行的动作序列来描述的。将认识到,本文中所描述的各种动作能由专用电路(例如,专用集成电路(ASIC))、由正被一个或多个处理器执行的程序指令、或由这两者的组合来执行。另外,本文描述的这些动作序列可被认为是完全体现在任何形式的计算机可读存储介质内,其内存储有一经执行就将使相关联的处理器执行本文所描述的功能性的相应计算机指令集。因此,本发明的各种方面可以用数种不同形式来体现,所有这些形式都已被构想落在所要求保护的主题内容的范围内。另外,对于本文描述的每个实施例,任何此类实施例的对应形式可在本文中被描述为例如“被配置成执行所描述的动作的逻辑”。
[0039]本文描述的集成电路(IC)可实现在各种应用中,包括移动电话、手持式个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元(诸如个人数据助理)、启用GPS的设备、导航设备、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、固定位置数据单元(诸如读表装备)、或存储或检索数据或计算机指令的任何其它设备,或者其任何组合。尽管图3-5解说了根据本公开的教导的1C,但本公开并不限于这些所解说的示例性单元。本公开的各实施例可适于用在包括有源集成电路系统(包括存储器和用于测试和表征的片上电路系统)的任何设备中。
[0040]上述公开的设备和方法通常被设计并被配置在存储在计算机可读介质上的GDSII和GERBER计算机文件中。这些文件进而被提供给制造处理者,这些制造处理者基于这些文件来制造器件。结果得到的产品是半导体晶片,其随后被切割为半导体管芯并被封装成半导体芯片。这些芯片随后在本文描述的设备中采用。
[0041]本公开使用术语MRAM来描述所公开的实施例的存储器单元。通用术语MRAM意在包括能够使用所公开的字线功率方案的任何类型的MRAM,包括但不限于常规MRAM、自旋转移力矩磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)、自旋转移力矩RAM(STT-RAM)、自旋力矩转移磁化切换RAM(Spin-RAM)、和自旋动量转移(SMT-RAM)。
[0042]本公开的各实施例包括集成电路(IC)功率生成模块,其可实现为低压差(LDO)电压调节器。所公开实施例的IC还包括MRAM宏。然而,所公开实施例的特征和操作等同地适用于具有内部功率生成器的自立MRAM设备。相应地,本文中对所公开的MRAM宏的操作的所有描述等同地适用于其中MRAM宏改为自立MRAM设备的实现。类似地,本文中对所公开的功率生成模块和LDO的操作的所有描述等同地适用于其中功率生成模块为内部功率生成器的实现。
[0043]现在转到对相关操作环境的概览,所公开的实施例用作具有各种片上块(包括存储器宏)的常规IC的一部分。常规存储器由成对以创建存储器单元的各种电子组件(例如,晶体管和电容器)构成,存储器单元表示一位数据(O或I)。存储器单元在列和行中对准,列和行的交点是存储信息的虚拟单元地址。读取和写入信息通过测量或改变特定存储器单元地址处的电子值而发生。
[0044]如果IC存储器宏包括MRAM,则功率必须被提供给所选MRAM单元的字线晶体管以从所选MRAM单元读取数据或向所选MRAM单元写入数据。然而,由于读操作和写操作都是通过使电流传递通过MRAM的MTJ来执行的,因此存在读操作扰乱MTJ中存储的数据的潜在可能性。例如,如果读电流在幅度上类似于或大于写电流阈值,则读操作可能有很大机会将扰乱MTJ的逻辑状态,由此使存储器的完好性降级。先前描述的美国专利N0.7,742,329 (’ 329专利)通过提供针对写操作将第一电压供应给字线晶体管、以及在读操作期间将小于第一电压的第二电压供应给字线晶体管的MRAM电路系统和控件来解决了此问题。更具体地,’ 329专利提供了图4A、4B、7和8中所示的字线驱动器电路系统432。’ 329专利的图7中所示的WL驱动器432包括选择逻辑710、连同受控开关器件720、730,该受控开关器件720、730被配置成响应于写启用信号wr_en而选择第一电压Vpp以用于执行写操作,并且响应于读启用信号rd_en而选择第二电压Vdd以用于执行读操作。
[0045]本公开的各实施例包括向MRAM宏的字线提供不同功率电平且同时还优化MRAM单元的大小和成本的电路、系统和方法。外部读/写命令控制并指示现有IC功率生成模块在读操作期间将第一功率电平提供给字线,并且在写操作期间将不同于第一功率电平的第二功率电平提供给字线。所公开实施例的现有功率生成模块可被实现为IC的低压差(LDO)电压调节器。由于常规LDO通常包括允许其输出功率电平根据调整码而变化的特征,因此所公开实施例的LDO可通过将LDO配置成根据外部读/写命令而改变其字线功率电平来经济地实现。使用本公开中所描述的参数,相关领域普通技术人员可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在其任何组合中实现本文中所描述的LDO配置。在常规IC技术中,LDO为片上块(诸如数字、模拟、和RF)提供稳定的电压参考。理想的LDO从电压源输入未经调节的电压,并提供基本上无噪声或毛刺的恒定输出电压。LDO的一个品质因数是压差电压。压差电压是将输出电压维持在正确电平所需的跨调节器的最小电压。较低压差电压需要较少供电电压并导致调节器内部耗散的功率较少。
[0046]由此,在所公开的实施例下,使用现有的外部命令信号和现有的功率生成模块完成了读/写操作所需的不同字线功率电平,藉此消除了经由MRAM宏上的开关电路系统来供应不同字线功率电平所需的成本和管芯大小。已知的基于开关的字线功率控制方案的示例在以下结合图1和2来描述。
[0047]图1是具有已知MRAM字线功率控制方案的IC的简化示意图。图2是解说图1的功率控制方案的操作的时序图。如图1中所示,集成电路(IC) 10包括低压差(LDO) 20和磁阻随机存取存储器(MRAM) 30。
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