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具有每比特位2个存储单元的、具有公共字线的快速存取DRAM架构

阅读:188发布:2020-05-11

专利汇可以提供具有每比特位2个存储单元的、具有公共字线的快速存取DRAM架构专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且在系统中,1T DRAM 解码器 驱动字线,每个字线驱动原码DRAM存储单元和补码DRAM存储单元的使能晶体管;原码DRAM存储单元联接至原码位线,而补码DRAM存储单元联接至补码位线。差分感测 放大器 各自接收原码位线和补码位线。在写入和读取DRAM的方法中,提供具有公共字线的DRAM,公共字线向附接至原码位线和补码位线的原码存储单元和补码存储单元馈送 信号 。写入DRAM包括:将数据施加到原码位线及将补码数据施加到补码位线上;随后向所选择的字线供应脉冲以将数据写入到原码存储单元和补码存储单元中。读取需要向预充电线供应脉冲来重置原码位线和补码位线;选择单个字线以将原码存储单元和补码存储单元读取到原码位线和补码位线上;以及感测原码位线与补码位线之间的差异。,下面是具有每比特位2个存储单元的、具有公共字线的快速存取DRAM架构专利的具体信息内容。

1.具有单晶体管存储单元的动态随机存取存储器DRAM,所述DRAM包括:
解码器-驱动器,配置为驱动多个公共字线,所述多个公共字线中的每个公共字线联接至原码单晶体管DRAM存储单元和补码单晶体管DRAM存储单元的使能晶体管;
所述原码单晶体管DRAM存储单元各自联接到多个原码位线中原码位线;
所述补偿单晶体管DRAM存储单元各自联接到多个补码位线中的补码位线;
多个差分感测放大器,每个联接为接收所述多个原码位线中的原码位线并接收所述多个补码位线中的补码位线,所述原码位线和所述补码位线形成所述原码位线和所述补码位线的一对位线。
2.如权利要求1所述的DRAM,其中,每对位线的所述原码位线和所述补码位线配置为用与输入到所述DRAM的数据的单个比特位对应的原码数据和补码数据写入。
3.写入和读取动态随机存取存储器DRAM的方法,包括:
提供具有公共字线的DRAM,每个公共字线向附接至原码位线和补码位线的原码存储单元和补码存储单元馈送信号
通过将数据施加到原码位线并将补码数据施加到补码位线来写入所述DRAM;
向所述公共字线中所选择的单个字线供应脉冲以将数据写入到联接至该字线的原码存储单元和补码存储单元中;
通过向预充电线供应脉冲以重置原码位线和补码位线来读取所述DRAM;
拉升所述公共字线中所选择的单个字线,以将所述原码存储单元和所述补码存储单元的存储单元电容器的电荷共享到所述原码位线和所述补码位线上;以及启用差分感测放大器以感测原码位线与补码位线之间的差异。

说明书全文

具有每比特位2个存储单元的、具有公共字线的快速存取DRAM

架构

技术领域

[0001] 本申请涉及动态随机存取存储器(DRAM)以及写入和读取动态随机存取存储器的方法。

背景技术

[0002] 动态随机存取存储器(RAM)(DRAM)通常比静态RAM(SRAM)每个比特位占用少得多的区域,然而单晶体管(1-T)存储单元DRAM通常提供足够弱的读取信号,即1-T DRAM比SRAM读取慢得多。发明内容
[0003] 在实施方式中,具有单晶体管存储单元的动态随机存取存储器(DRAM)具有被配置为驱动字线的解码器-驱动器,每个字线驱动原码单晶体管DRAM存储单元(true one-transistor DRAM cell)和补码单晶体管DRAM存储单元(complement one-transistor DRAM cell)的使能晶体管;原码DRAM存储单元联接到原码位线,而补码单晶体管DRAM联接到补码位线。差分感测放大器各自接收原码位线和补码位线二者。
[0004] 在另一实施方式中,写入和读取DRAM的方法包括:提供具有公共字线的DRAM,每个公共字线向附接至原码位线和补码位线的原码存储单元和补码存储单元馈送信号;通过将数据施加到原码位线及将补码数据施加到补码位线来写入DRAM;以及向公共字线中所选择的单个字线供应脉冲以将数据写入联接到该字线的原码存储单元和补码存储单元中。随后通过向预充电线供应脉冲以重置原码位线和补码位线来进行读取;拉升公共字线中所选择的单个字线,以将原码存储单元和补码存储单元的存储单元电容器的电荷共享到原码位线和补码位线上;以及启用差分感测放大器以感测原码位线与补码位线之间的差异。附图说明
[0005] 图1示出了1-T DRAM系统的读取通道。
[0006] 图2示出了图1的1-T DRAM系统的读取通道的时序。
[0007] 图2A示出了当以每比特位两个存储单元操作以向感测放大器提供更强信号时图1的1-T DRAM系统的读取通道的时序。
[0008] 图3示出了适用于1-T DRAM的感测放大器。
[0009] 图4示出了双存储单元单个字线DRAM。
[0010] 图5是示出高速存储器访问的方法的流程图

具体实施方式

[0011] 图1中示出了1-T DRAM的读取通道100。还参考图2,预充电线Pch在预充电间隔202期间从参考电压Vdd1提供处于逻辑1值和逻辑0值之间的中性值以对位线B0-B5进行预充电,然后将Pch线归零。在传统的1-T DRAM中,选择的单个选择线204(例如,Sel1)由行解码器130拉升,以使得来自电容器104的电荷能够穿过所选择的存储单元108中的选择晶体管106到达阵列的所选择的半部120的位线B0-B2上,而由第二行解码器132驱动的其余位线B3-B5保持静态,并且没有电荷穿过未选择的存储单元134中的选择晶体管。来自电容器104的电荷共享到阵列的所选择的半部的位线B0-B2上,引起电压变化210,然后在比较使能信号206期间,差分感测放大器110将这些位线与阵列的未选择的半部的位线B3-B5进行比较。
[0012] 图3中示出了示例性自刷新差分感测放大器300。在该示例中,两个位线Ba、Bb联接到阵列的位线,第一逆变器302和第二逆变器304交叉联接以形成通过使能晶体管306、308提供功率的存器,在比较使能206期间使能晶体管导通。位线Ba、Bb之间的任何差异导致放大器300的不平衡,使得当在比较使能206及其反比较使能X期间放大器被供电时,位线Ba、Bb上的数据被解析为固定的一个电平或零电平,并且可以被其它电路选择。
[0013] 在典型的DRAM中,阵列的半部120、122包含不同的数据。
[0014] 在第一实施方式中,为了向差分感测放大器110提供更强的差分信号并由此减少在差分感测放大器110处解析信号所花费的时间并增加电容器104上的电荷存储时间,将原码数据存储在阵列的半部120中,并且将补码数据存储在阵列的另一半部122中。在该实施方式中,代替保持阵列的未选择的半部的选择线静态,阵列半部120的所选择的选择(Sel1-Sel2)线和阵列半部122的所选择的选择线(Sel3-Sel4)对于每个读取周期都是有效的。当读取时,数据和数据补码不共享到附接至每个感测放大器的一个位线上,而是共享到感测放大器的两个位线250上,沿相反方向驱动它们并在感测放大器处提供双倍强度信号,如图2A中所示。
[0015] 在DRAM的读取通道400的第二实施方式中,阵列以单个组织,其中字线402、404由单个字选择线地址解码器406以如参考图2和图2A所讨论的时序驱动。位线Bn1、Bn1x、Bn2、Bn2x成对,每个差分感测放大器407、408分配一对;在具体实施方式中,差分感测放大器是先前参考图3所讨论的类型。每个字线402、404联接到每对位线的原码数据存储单元412和补码数据存储单元414的选择晶体管410,如针对字线402的Bn1和Bn1x所示出的。在一些系统中,图4的实施方式与具有用于原码和补码的分开的字线的实施方式(如图1的DRAM的原码和补码变型)相比保留了芯区域。
[0016] 在图5的流程图中示出了高速RAM写入和读取的方法500。该方法开始于提供具有公共字线的DRAM(步骤502),该公共字线向附接至原码位线和补码位线的原码存储单元和补码存储单元馈送信号。然后在向公共字线供应脉冲以将数据写入到联接至该字线的原码存储单元和补码存储单元中(步骤506)之前或期间,通过将数据施加到原码位线及将补码数据施加到补码位线而将数据写入到DRAM(步骤504),以及将字线归零(步骤508)。
[0017] 然后通过向预充电线供应脉冲以通过将中性电压传递到位线和位补码线上以重置位线来读取DRAM(步骤510);然后拉升一个字线以将存储单元电容器的电荷共享到位线和位补码线上(步骤512)。接下来,启用差分感测放大器以感测原码位线与补码位线之间的差异(步骤514),并随后可以从位线读取数据。
[0018] 特征的组合
[0019] 在标记为A的实施方式中,具有单晶体管存储单元的动态随机存取存储器(DRAM)具有配置成驱动字线的解码器-驱动器,每个字线驱动原码单晶体管DRAM存储单元和补码单晶体管DRAM存储单元二者的使能晶体管;原码DRAM存储单元联接到原码位线,补码单晶体管DRAM联接到补码位线。差分感测放大器各自接收原码位线和补码位线二者。
[0020] 在标记为AA的实施方式中,该实施方式包括标记为A的实施方式,每对位线的原码位线和补码位线被配置为用与输入到DRAM的数据的单个比特位对应的原码数据和补码数据写入。
[0021] 在标记为B的另一个实施方式中,写入和读取DRAM的方法包括:提供具有公共字线的DRAM,每个公共字线向附接至原码位线和补码位线的原码存储单元和补码存储单元馈送信号;通过将数据施加到原码位线以及将补码数据施加到补码位线来写入DRAM;以及向公共字线中所选择的单个字线供应脉冲以将数据写入到联接至该字线的原码存储单元和补码存储单元中。然后通过向预充电线供应脉冲以重置原码位线和补码位线来进行读取;拉升公共字线中所选择的单个字线,以将原码存储单元和补码存储单元的存储单元电容器电荷共享到原码位线和补码位线上;以及启用差分感测放大器以感测原码位线和补码位线之间的差异。
[0022] 在不脱离上述方法和系统的范围的情况下,可以在上述方法和系统中进行改变。因此应当注意,包含在以上描述中或在附图中示出的内容应当被解释为说明性的而非限制含义。所附权利要求旨在涵盖本文中描述的所有一般特征和特定特征,以及本方法和系统的范围的所有陈述,在语言方面,可以说这些特征和陈述落在所附权利要求中。
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