多端口非易失性存储器设备及其存取方法
【专利说明】多端口非易失性存储器设备及其存取方法
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本发明是分案申请。该分案的母案是申请日为2011年3月22日、申请号为201180014924.1、发明名称为“包含电阻性存储器元件的多端口非易失性存储器”的发明专利申请案。
技术领域
[0003]本发明大体上涉及多端口存储器。
【背景技术】
[0004]技术上的进步已产生体积更小且能力更强的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式个人计算装置，包含无线计算装置，例如无线电话、个人数字助理(PDA)和寻呼装置，所述装置体积小、重量轻且易于由用户携带。更具体来说，无线电话(例如蜂窝式电话和因特网协议(IP)电话)可经由无线网络传送语音和数据包。此外，许多此类无线电话包含并入于其中的其它类型的装置。举例来说，无线电话还可包含数字静态相机、数字视频相机、数字记录器和音频文件播放器。而且，此类无线电话可处理可执行指令，包含软件应用程序，例如可用以接入因特网的网页浏览器应用程序。因而，这些无线电话可包含显著的计算能力。
[0005]可经由在随机存取存储器(RAM)单元中使用多个端口来增加处理器的计算能力。多个端口使多个代理能够通过将多个读取和写入存取机制提供到存储器来同时进行读取和写入。举例来说，在中央处理单元(CPU)系统中，多个代理可尝试在同一处理器时钟循环中存取寄存器堆中的位。在多个端口的情况下，在第一代理能够进行读取操作之前，第一代理无需等待第二代理完成读取操作。使两个代理能够经由不同端口来存取存储器使多端口RAM能够提供更快的存取时间且减小存储器等待时间。
[0006]将多个端口添加到RAM装置的每一存储器单元会增加装置的大小和复杂性。由添加额外端口引起的大小增加可取决于存储器装置的类型。举例来说，将额外写入端口添加到单端口静态随机存取存储器(SRAM)单元以形成双端口 SRAM单元通常涉及额外电路。较大存储器单元的操作消耗额外功率且产生额外热。在许多电子装置中，额外功率是不利的。
【发明内容】
[0007]在一特定实施例中，揭示一种多端口磁阻式随机存取存储器(MRAM)装置，其具有比标准多端口 SRAM装置小的大小。除多端口单元的大小有所减小的优点以外，多端口 MRAM装置还包含非易失性存储器，其使得能够使用瞬间接通架构。
[0008]在一特定实施例中，揭示一种多端口非易失性存储器装置，其包含电阻性存储器单元和耦合到所述电阻性存储器单元的多个端口。
[0009]在另一特定实施例中，揭示一种方法，其包含:对第一存储器单元执行第一存储器操作，同时对第二存储器单元执行第二存储器操作。第一存储器操作是经由第一端口且第二存储器操作是经由第二端口。第一存储器单元包含第一电阻性存储器结构且第二存储器单元包含第二电阻性存储器结构。第一存储器单元和第二存储器单元各自可经由第一端口和第二端口来存取。
[0010]在另一特定实施例中，揭示一种多端口非易失性存储器，其包含存储器阵列，所述存储器阵列包含多个存储器单元。所述多端口非易失性存储器还包含耦合到所述存储器阵列的多个端口。所述多个存储器单元中的至少一者包含电阻性存储器元件。所述多个端口中的每一者可操作以存取所述存储器单元中的任一者。所述多个端口中的至少两者可同时用以执行存储器操作。
[0011]在另一特定实施例中，所述多端口非易失性存储器包含存储器阵列，所述存储器阵列包含多个存储器单元。所述多端口非易失性存储器还包含耦合到所述存储器阵列的多个端口。所述多个端口中的每一者可操作以存取所述存储器单元中的任一者。所述多个端口中的至少两者可同时用以执行存储器操作。所述端口中的至少一者是写入端口。
[0012]由所揭示的实施例中的至少一者提供的一个特定优点是大小有所减小的多端口单元，其使得能够使用瞬间接通架构。在审阅完整的申请案之后，本发明的其它方面、优点和特征将变得显而易见，完整的申请案包含以下章节:【附图说明】、【具体实施方式】和权利要求书。
【附图说明】
[0013]图1为一系统的特定说明性实施例的方框图，所述系统包含具有存储器单元的存储器装置，所述存储器单元包含可通过多个端口存取的电阻性存储器元件；
[0014]图2为一系统的说明性实施例的图，所述系统具有存储器单元，所述存储器单元包含可通过多个端口存取的电阻性存储器元件；
[0015]图3为一种操作存储器单元的方法的特定说明性实施例的流程图，所述存储器单元包含可通过多个端口存取的电阻性存储器元件；
[0016]图4为无线通信装置的特定实施例的方框图，所述无线通信装置包含具有可通过多个端口存取的电阻性存储器元件的存储器单元；以及
[0017]图5为说明与装置一起使用的制造过程的数据流程图，所述装置包含具有可通过多个端口存取的电阻性存储器元件的存储器单元。
【具体实施方式】
[0018]图1为一系统的第一实施例的图且将其大体上标示为100，所述系统包含具有存储器单元的存储器装置，所述存储器单元包含可通过多个端口存取的电阻性存储器元件。系统100包含存储器装置101和端口数据选择器130，端口数据选择器130经由第一端口116和第二端口 118而耦合到多个存储器单元104。在一特定实施例中，存储器装置101可为存储器阵列。多个存储器单元104包含第一存储器单元106和第二存储器单元112。第一存储器单元106包含第一电阻性存储器元件110且第二存储器单元112包含第二电阻性存储器元件114。
[0019]在一特定实施例中，端口数据选择器130经配置以经由第一端口 116和第二端口118对存储器装置101的存储器单元106、112执行存储器操作。举例来说，端口数据选择器130可经配置以经由第一端口 116对第一存储器单元106执行第一存储器操作119。作为另一实例，端口数据选择器130可经配置以经由第二端口 118对第二存储器单元112执行第二存储器操作120。在一特定实施例中，多个端口 116、118中的至少一者是读取端口。多个端口 116、118中的至少一者可为写入端口。
[0020]在一特定实施例中，多个存储器单元104响应于经由第一端口 116和第二端口 118所执行的操作。举例来说，多个存储器单元104可执行数据写入操作和数据读取操作。每一端口 116、118可同时用以执行所述操作。在一特定实施例中，多个端口 116、118中的至少两者能够同时用以执行存储器操作。举例来说，第一存储器单元106可经由第一端口 116执行第一存储器操作119，同时第二存储器单元112经由第二端口 118执行第二存储器操作120。在一特定实施例中，多个存储器单元104中的至少一个单元106、112经配置以经由第一端口 116和第二端口 118而被同时存取。或者，每一存储器单元106、112可经配置以启用一次对仅一个端口 116、118的存取。可经由控制信号来确定端口控制存取。举例来说，响应于第一控制信号160，第一存储器单兀106可启用经由第一端口 116对第一电阻性存储器元件110的存取且停用经由第二端口 118对第一电阻性存储器元件110的存取。作为另一实例，响应于第二控制信号161，第二存储器单元112可启用经由第二端口 118对第二电阻性存储器元件114的存取且停用经由第一端口 116对第二电阻性存储器元件114的存取。
[0021]在一特定实施例中，多个存储器单元104可同时用以执行不同操作。举例来说，第一存储器单元106可执行数据写入操作，同时第二存储器单元112执行数据读取操作。多个存储器单元104还可用以执行相同类型的操作。举例来说，第一存储器单元106可执行数据读取操作，同时第二存储器单元112执行数据读取操作。作为另一实例，第一存储器单元106与第二存储器单元112两者可执行数据写入操作。可阻止对同一存储器单元执行多个操作。举例来说，在第一存储器单元106处的第一数据写入操作期间，可阻止在第一存储器单元106处的第二数据写入操作。
[0022]作为数据写入操作的一部分，多个存储器单元104可经配置以存储从端口数据选择器130接收的数据。举例来说，第一存储器单元106可通过将第一电阻性存储器元件110的第一电阻值设定为对应于逻辑“O”或逻辑“I”值来存储第一数据，且第二存储器单元112可通过设定第二电阻性存储器元件114的第二电阻值来存储第二数据。
[0023]在一特定实施例中，第一存储器单元106响应于数据读取操作而产生输出数据122。输出数据122可对应于多个存储器单元104的特定电阻性元件110、114。举例来说，输出数据122可基于第一电阻性存储器元件110的第一电阻值。作为另一实例，输出数据122可基于第二电阻性存储器元件114的第二电阻值。
[0024]在一特定实施例中，存储器装置101为经配置以使用自旋力矩转移来写入数据的磁阻式随机存取存储器(STT-MRAM)。存储器装置101可为单一寄存器堆，且第一存储器单元106和第二存储器单元112可各自对应于所述单一寄存器堆内的一位。举例来说，第一存储器单元108可经配置以存储第一状态信息且第二存储器单元112可经配置以存储第二状态信息。
[0025]在操作期间，多个存储器单元104响应于读取操作和写入操作。举例来说，第一存储器单元106可从端口数据选择器130接收待存储于第一电阻性存储器元件110处的第一数据。响应于接收第一数据，第一存储器单元106可通过设定第一电阻性存储器元件110的第一电阻值来存储第一数据。在第一存储器单元106的数据读取操作期间，第一存储器单元106可基于第一电阻性存储器元件110的第一电阻值而产生输出数据122。
[0026]在一特定实施例中，第二存储器单元112从端口数据选择器130接收待存储于第二存储器单元112处的第二数据。响应于接收第二数据，第二存储器单元112可将第二数据存储为第二电阻性存储器元件114的第二电阻值。在第二存储器单元112的读取操作期间，第二存储器单元112可基于第二电阻性存储器元件114的第二电阻值而产生输出数据122。
[0027]在一特定实施例中，利用存储器装置101作为用于处理器的RAM。将状态信息存储于存储器装置101的电阻性存储器元件110、114中使处理器能够实施瞬间接通架构。在瞬