[發明專利]一種非易失性觸發器陣列及工作方法

有效

• 申請號: 201210413808.3
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102881327A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 景蔚亮;陳邦明
• 申請（專利權）人: 上海新儲集成電路有限公司
• 主分類號: G11C16/06
• 分類號: G11C16/06;G11C11/56
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

1.一種非易失性觸發器陣列，其特征在于，包括：

易失性觸發器陣列(1)，其包括多個鎖存器單元(11)，用于在上電的情況下鎖存觸發器的值；

非易失性相變存儲器陣列(2)，其包括由相變存儲器單元(21)組成的陣列，實現保存所述鎖存器單元(11)中的數據；

控制端組(3)，其包括多個控制端(31)，實現控制調節所述非易失性相變存儲器陣列(2)保存或恢復所述易失性觸發器陣列(1)的數據；

所述非易失性相變存儲器陣列(2)中的每一列所述相變存儲器單元(21)均與所述易失性觸發器陣列(1)中的一個鎖存器單元(11)連接；

所述非易失性相變存儲器陣列(2)中的每一行所述相變存儲器單元(2?1)均與所述控制端組(3)中的一個控制端(31)連接。

2.如權利要求1所述的非易失性觸發器陣列，其特征在于，所述相變存儲器單元(21)包括第一電阻(211)、第二電阻(212)、第一晶體管(213)、第二晶體管(214)、位線(215)與反位線(216)；

所述第一電阻(211)的一端與所述鎖存器單元(11)的一端連接；所述第一電阻(211)的另一端與所述第一晶體管(213)的源極連接；所述第一晶體管(213)的柵極與所述控制端(31)連接；所述第一晶體管(213)的漏極與所述位線(215)連接；

所述第二電阻(212)的一端與所述鎖存器單元(11)的另一端連接；所述第二電阻(212)的另一端與所述第二晶體管(214)的源極連接；所述第二晶體管(214)的柵極與所述控制端(31)連接；所述第二晶體管(214)的漏極與所述反位線(216)連接。

3.如權利要求1所述的非易失性觸發器陣列，其特征在于，所述相變存儲器單元(21)的相變材料包括鍺銻碲、硅銻碲、鋁銻碲。

4.如權利要求3所述的非易失性觸發器陣列，其特征在于，通過增加所述相變存儲器單元(21)的相變材料中碲的含量，或是降低所述相變存儲器單元(21)的相變材料中鍺的含量，提高所述相變存儲器單元(21)的編程速度。

5.一種非易失性觸發器陣列的工作方法，其特征在于，包括入棧操作與出棧操作。

6.如權利要求5所述的非易失性觸發器陣列的工作方法，其特征在于，所述入棧操作包括：

步驟A1：將所述控制端組(3)中的一個所述控制端(31)調節至高電平；

步驟A2：將與所述控制端(31)連接的所述相變存儲器單元(21)的位線(215)與反位線(216)均接地，調節所述控制端(31)的電壓大小，所在行的所述相變存儲器單元(21)的第一電阻(211)或第二電阻(212)中形成編程電流，所述第一電阻(211)或第二電阻(212)被置為低阻態或高阻態；

步驟A3：將所述位線(215)與反位線(216)置為高電平，調節所述控制端(31)的電壓大小，所在行的所述相變存儲器單元(21)的所述第一電阻(211)或第二電阻(212)中形成編程電流，所述第一電阻(211)或第二電阻(212)被置為高阻態或低阻態；與所述相變存儲器單元(21)連接的所述易失性觸發器陣列(1)中的所述鎖存器單元(11)的兩個相反值的數據被分別保存至所述第一電阻(211)和第二電阻(212)中；

步驟A4：將所述控制端(31)置為低電平。

7.如權利要求5所述的非易失性觸發器陣列的工作方法，其特征在于，所述出棧操作包括：步驟B1：當處理完中斷后，對所述相變存儲器單元(21)的所述位線(215)與反位線(216)預充電，將與所述相變存儲器單元(21)相連的控制端(31)置為高電平；

步驟B2：電流分別經過所述第一電阻(211)與第二電阻(212)流向所述鎖存器單元(11)的兩端，所述鎖存器單元(11)的兩端的數據依據所述第一電阻(211)與第二電阻(212)的低阻態或高阻態被分別恢復為高電平數據“1”或者低電平數據“0”；

步驟B3：將所述控制端(31)置為低電平。

8.如權利要求5所述的非易失性觸發器陣列的工作方法，其特征在于，進一步包括數據恢復判斷操作。

9.如權利要求8所述的非易失性觸發器陣列的工作方法，其特征在于，所述數據恢復判斷操作包括：

步驟C1：當發生中斷時，系統執行所述入棧操作，將所述易失性觸發器陣列(1)的鎖存器(11)的數據保存在所述非易失性相變存儲器陣列(2)的所述相變存儲器單元(21)中；

步驟C2：分別記錄處理中斷前后的系統時間，計算得到中斷處理時間；

步驟C3：若當所述中斷處理時間大于所述相變存儲器單元(21)的數據保持時間，則所述相變存儲器單元(21)中的數據丟失，系統使所述中斷前保存的數據無效化；若當所述中斷處理時間小于所述相變存儲器單元(21)的數據保持時間，則系統執行所述出棧操作，將所述相變存儲器單元(21)中的數據恢復至所述鎖存器(11)中。