[發明專利]拆分用于電阻式存儲器高速緩存的寫操作的方法和裝置

有效

• 申請號: 201480057735.6
• 申請日: 2014-10-01
• 公開（公告）號: CN105765660B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: X·董;X·朱;J·徐
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: G11C7/10
• 分類號: G11C7/10;G06F12/0855;G11C11/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李小芳

一種從/向電阻式存儲器高速緩存讀取和寫入的方法包括接收寫命令并將該寫命令劃分成多個寫子命令。該方法還包括接收讀命令并在執行下一寫子命令之前執行該讀命令。

技術領域

本公開一般涉及電阻式存儲器，諸如磁性隨機存取存儲器(MRAM)設備或電阻式隨機存取存儲器(RRAM)設備。更具體地，本公開涉及通過拆分寫操作來改善電阻式存儲器高速緩存性能。

背景

與常規的隨機存取存儲器(RAM)芯片技術不同，在磁性RAM(MRAM)中，數據不是作為電荷來存儲的，而是取而代之通過存儲元件的磁極化來存儲。這些存儲元件是從由隧道層分開的兩個鐵磁層形成的。兩個鐵磁層中的一個(被稱為固定層或者釘扎層)具有固定在特定方向上的磁化。其他鐵磁磁化層(被稱為自由層)具有能更改至兩種不同狀態的磁化方向。自由層的這些不同狀態用于在自由層磁化與固定層磁化反向平行時表示邏輯“1”或在自由層磁化與固定層磁化平行時表示邏輯“0”，或者反之。具有固定層、隧道層和自由層的一種此類器件是磁性隧道結(MTJ)。MTJ的電阻取決于自由層磁化和固定層磁化是彼此平行還是彼此反向平行。存儲器設備(諸如MRAM)是從可個體尋址的MTJ的陣列構造的。

為了將數據寫入常規MRAM，通過MTJ來施加超過臨界切換電流的寫電流。超過臨界切換電流的寫電流足以改變自由層的磁化方向。當寫電流在第一方向上流動時，MTJ可被置于或者保持在第一狀態，其中其自由層磁化方向和固定層磁化方向在平行取向上對齊。當寫電流在與第一方向相反的第二方向上流動時，MTJ可被置于或者保持在第二狀態，其中其自由層磁化和固定層磁化呈反向平行取向。

為了讀取常規MRAM中的數據，讀電流可經由用于將數據寫入MTJ的相同電流路徑來流經該MTJ。如果MTJ的自由層和固定層的磁化彼此平行地取向，則MTJ所呈現的電阻不同于在自由層和固定層的磁化呈反向平行取向的情況下該MTJ將呈現的電阻。在常規MRAM中，由MRAM的位單元中的MTJ的兩個不同電阻定義兩種相異的狀態。這兩個不同的電阻表示由該MTJ存儲的邏輯0值和邏輯1值。

為了確定常規MRAM中的數據表示邏輯1還是邏輯0，將位單元中的MTJ的電阻與參考電阻進行比較。常規MRAM電路系統中的參考電阻是具有平行磁性取向的MTJ的電阻與具有反平行磁性取向的MTJ的電阻之間的中點電阻。生成中點參考電阻的一種方式是將已知具有平行磁性取向的MTJ與已知具有反向平行磁性取向的MTJ彼此并聯地耦合。

概述

在本公開的一個方面，公開了一種從/向電阻式存儲器高速緩存讀取和寫入的方法。該方法包括接收寫命令。該方法還包括將該寫命令劃分成一組寫子命令。該方法進一步包括接收讀命令。該方法還包括在執行下一寫子命令之前執行該讀命令。

在另一方面，公開了一種電阻式存儲器高速緩存。該電阻式存儲器高速緩存包括復用器，其包括至少一個輸入端口和至少一個輸出端口。該電阻式存儲器高速緩存還包括耦合至該復用器的該(諸)輸出端口的存儲器。該電阻式存儲器高速緩存進一步包括耦合至該復用器的該(諸)輸入端口的寫緩沖器。該寫緩沖器還具有包括數據、地址以及寫命令脈沖計數器的至少一個寫緩沖器條目。

另一方面公開了一種電阻式存儲器高速緩存。該電阻式存儲器高速緩存包括具有至少一個輸入端口和至少一個輸出端口的復用器。該電阻式存儲器高速緩存還包括耦合至該復用器的該(諸)輸出端口的用于存儲數據的裝置。該電阻式存儲器高速緩存進一步包括耦合至該復用器的該(諸)輸入端口的用于緩沖寫命令的裝置。該用于緩沖寫命令的裝置還具有包括數據、地址以及寫命令脈沖計數器的至少一個寫緩沖器條目。