[發明專利]多功能串行輸入/輸出電路

有效

• 申請號: 02105136.4
• 申請日: 2002-02-21
• 公開（公告）號: CN1383154A
• 公開（公告）日: 2002-12-04
• 發明（設計）人: F·A·佩爾納
• 申請（專利權）人: 惠普公司
• 主分類號: G11C11/15
• 分類號: G11C11/15;G11C7/10;G11C7/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊凱,王忠忠

技術領域

本發明涉及輸入/輸出(I/O)電路，更具體地說，涉及多功能串行輸入/輸出電路。

技術背景

磁隨機存取存儲器(“MRAM”)是一種為長期數據存儲而考慮的非易失性存儲器。從MRAM中存取數據可比常規的長期存儲裝置、如硬磁盤機快得多。另外，MRAM裝置比硬磁盤機和其他常規長期存儲裝置更緊湊并且耗電更少。

某些MRAM裝置執行破壞性讀操作，即讀取、更改然后再恢復比特值。破壞性讀操作增加了讀取值的可靠性。但是，破壞性讀操作需要執行諸如回寫之類的功能的附加電路。

設置單獨的用于執行回寫的電路是不可取的。

發明內容

根據本發明的一個方面，輸入/輸出電路包括具有第一輸入端和第一輸出端的第一寄存器；具有第二輸入端的第二寄存器；以及具有第三輸入端的第三寄存器。所述第一輸出端與所述第二輸入端和所述第三輸入端耦合。第三寄存器可以存儲用于回寫的數據。

根據以下結合附圖、以舉例方式說明本發明原理的詳細描述，本發明的其他方面和優點會變得顯而易見。

附圖說明

圖1是對包括多個多功能I/O電路的隨機存取存儲器的圖解說明。

圖2是對多功能串行I/O電路的圖解說明。

圖3是對破壞性讀操作的控制信號的圖解說明。

具體實施方式

如用于圖解說明的各圖中所示，本發明是在包括多個多功能輸入/輸出(I/O)電路的MRAM裝置中體現的。每個I/O電路可執行或支持如下功能：串行輸入/輸出、內部自檢(BIST)、回寫、寫核驗和數據平衡。由于所述多功能I/O電路不比僅僅執行串行輸入/輸出的電路大很多，所以對于執行破壞性讀操作的隨機存取存儲器特別有用。

參考圖1，圖中說明包括存儲單元12的陣列10的MRAM裝置8。起到字線作用的各軌跡14沿著存儲單元12的各行延伸，而起到位線作用的軌跡16沿著存儲單元12的各列延伸。各個存儲單元12位于字線14和位線16的交叉點上。為了簡化對裝置8的說明，僅示出相對較少數目的存儲單元12。實際上，陣列10可以是任意大小的。

裝置8包括行驅動器18，該行驅動器在讀操作期間把適當的電位加至所選字線14，并且在寫操作期間為所選字線14提供寫電流。裝置8還包括列驅動器20，用于在寫操作期間為所選位線16提供寫電流，并且在讀操作期間把所選位線16連接到讀出放大器(SA)。(所選存儲單元12位于所選字線14和所選位線16的交叉點處)。讀出放大器22讀取所選單元12的阻態(resistance?states)，從而確定存儲在所選存儲單元12中的邏輯值。

讀出放大器22執行破壞性讀操作。例如，三次取樣破壞性讀操作包括檢測所選存儲單元12的阻態，將邏輯‘1’寫入所選的存儲單元12并且檢測該阻態，將邏輯‘0’寫入所選的存儲單元12并且檢測該阻態，比較這三個讀出的阻態，從而確定初始阻態是對應于邏輯‘1’還是邏輯‘0’。然后，執行第三次寫入一回寫，恢復所選存儲單元12的初始阻態。如果確定是邏輯‘1’，則將邏輯‘1’回寫到所選的存儲單元12；如果確定是邏輯‘0’，則把邏輯‘0’回寫到所選的存儲單元12。三次取樣破壞性讀操作的實例可在受讓人的美國專利第6188615號中找到。

可以同時檢測m個存儲單元12的阻態。例如，將第一列片段的k個相鄰位線16多路復用到第一讀出放大器22，將第二列片段的k個相鄰位線16多路復用到第二讀出放大器22，等等，直到將第M列片段的k個位線多路復用到第M個讀出放大器22(圖1中僅示出三個列片段)。通過同時操作所有M個讀出放大器22，可以并行地讀出總共M位。

裝置8還包括對應于各個列片段的多功能I/O電路24。各個I/O電路24具有第一輸入端(Sin)、第二輸入端(Dout)、第一輸出端(Sout)以及第二輸出端(Din)。各個第二輸入端(Dout)與相應的讀出放大器22的輸出端連接，并且各個第二輸出端(Din)與相應的列驅動器20的輸入端連接。I/O電路24的第一輸入端(Sin)和第一輸出端(Sout)以串聯方式連接而構成掃描鏈。掃描鏈中的第一I/O電路24的第一輸入端與一組掃描鏈端口28連接，并且掃描鏈中的最后一個I/O電路24的第一輸出端(Sout)與該組掃描鏈端口28連接。每組掃描端口28包括輸入掃描鏈端口和輸出掃描鏈端口。

圖1中僅示出單個掃描鏈。但是，裝置8可以具有多個并行工作的掃描鏈來增加I/O數據帶寬。例如，具有四條掃描鏈的裝置8會有四組掃描端口28。