具有实时触发器状态保存功能的触发器电路制造技术

本发明专利技术提供一种具有实时触发器状态保存功能的触发器电路。该触发器电路至少包括：触发器电路本体；连接在所述触发器电路本体输出端的写控制电路，用于基于写信号来传输所述触发器电路本体的状态；包含由相变材料构成的存储单元的存储电路，连接所述写控制电路，用于存储所述触发器电路本体的状态，并基于读信号输出所存储的状态；以及状态恢复电路，连接所述存储电路，用于使所述触发器电路本体的状态恢复至所述存储电路所存储的状态。本发明专利技术的电路能随时把触发器的状态保存在存储电路中，也可以在某一特殊指令的控制下保存一个特殊的状态，例如掉电时对触发器状态的保存；上电时，可把保存在存储电路中中的数据读出，使触发器恢复到掉电时的状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及触发器领域，特别是涉及一种具有实时触发器状态保存功能的触发器电路。
技术介绍
数据实时保存广泛使用于集成电路的系统中，为便于记录的查找，常常需要在系统工作时把系统中关键触发器的输出数据或触发器的状态予以保存。数据实时保存是控制系统、保密系统等保证数据安全的必要措施。目前系统状态的实时保存常用于掉电数据保存，掉电数据保存一般有两种方法：一种是在掉电时使用备用电源防止数据丢失；另一种是在电源电压降低到一定程度之前，发出掉电信号，通知控制器把数据安全转移到非挥发存储器中。第一种方法如果在集成电路内部实现掉电数据保护时，若采用大电容，则保存的时间很短，一般为毫秒级；若采用用备用电池或用不间断电源，则成本过高。第二种方法通常都采用非挥发存储器，一般是EEPROM或flash存储器。这两种非挥发存储器都可以在集成电路内部实现，但与CMOS工艺兼容的工艺比较复杂，而且在快速掉电的情况下，例如小于一个微秒的掉电速度的情况下，数据还是会来不及保存。为了解决快速掉电数据保存的问题，目前在一些特殊的场合使用铁电存储器。相变存储器利用相变材料的晶态和非晶态的特性来实现数据的存储。这种相变材料，如Ge-Sb-Tb(GST)，是硫系化物的非晶半导体。使用电流加热相变单元，可以使相变材料从非晶态转化为结晶态，也就是相变材料从高阻状态变为低阻状态，这种操作称之为set操作；使相变材料从结晶态转换为非结晶态，也就是相变材料从低阻状态变为高阻状态，这种操作称之为reset操作。结晶态和非结晶态这两种状态可以分别表示高低电平“1”和“0”。当给相变材料注入一个高速、短时间的大电流脉冲时，相变材料就转化为高阻的非结晶态，这个高阻的非结晶状态认为是reset状态，对应存储的数据是“0”。当给相变材料充入一个比reset电流小，脉冲宽度更宽的电流脉冲时，相变材料就转化为低阻的结晶态，这个低阻的结晶状态认为是set状态，对应存储的数据为“1”。由于相变单元的制作工艺与CMOS工艺兼容，成本比EEPROM、Flash存储器的成本都低，而且速度比EEPROM、flash存储器要快几个数量级，是一种新兴的存储器。如图1所示，其为一个使相变器件发生相变的等效电路图。其中，相变单元PCM等效为一个可变电阻R。相变单元PCM的一端接字线WL控制的开关，另一端接位线BL。在字线WL选通后，驱动电流通过位线BL注入到相变单元PCM，使相变单元PCM发生相变。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具有实时触发器状态保存功能的触发器电路。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种具有实时触发器状态保存功能的触发器电路，其至少包括：触发器电路本体；连接在所述触发器电路本体输出端的写控制电路，用于基于写信号来传输所述触发器电路本体的状态；包含由相变材料构成的存储单元的存储电路，连接所述写控制电路，用于存储所述触发器电路本体的状态，并基于读信号输出所存储的状态；状态恢复电路，连接所述存储电路，用于使所述触发器电路本体的状态恢复至所述存储电路所存储的状态。优选地，所述具有实时触发器状态保存功能的触发器电路还包括：连接所述存储电路的电源检测电路，用于检测电源以输出电源状态信号；输出控制电路，用于基于所述电源状态信号及外部控制信号来输出读信号。优选地，所述状态恢复电路包括连接所述存储电路的读出灵敏放大器及连接读出灵敏放大器的受控输出开关；更为优选地，所述受控输出开关与所述输出控制电路相连接。优选地，所述存储单元包括非挥发相变随机存储器。优选地，所述存储电路还包括电流源。优选地，所述写控制电路由与非门、或非门、反相器及MOS管构成。优选地，所述触发器电路本体包括具有复位端及置位端的D触发器。如上所述，本专利技术的具有实时触发器状态保存功能的触发器电路，具有以下有益效果：在系统工作时可以随时把触发器的状态保存在存储电路中，也可以在某一特殊指令的控制下保存一个特殊的状态，例如掉电时对触发器状态的保存；上电时，可把保存在存储电路中的数据读出，使触发器恢复到掉电时的状态。附图说明图1显示为使相变材料发生相变的一个等效单元电路示意图。图2显示为本专利技术的具有实时触发器状态保存功能的触发器电路示意图。图3显示为本专利技术的触发器电路本体的一种优选电路示意图。图4显示为本专利技术的存储电路及状态恢复电路的一种优选电路示意图。图5显示为本专利技术的电源检测电路输出的电源状态信号示意图。元件标号说明1     触发器电路11    触发器电路本体12    写控制电路13    存储电路131   电流源子单元132   信号提供子单元14    状态恢复电路15    电源检测电路16    输出控制电路具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图2至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。如图所示，本专利技术提供一种具有实时触发器状态保存功能的触发器电路。该触发器电路1至少包括：触发器电路本体11、写控制电路12、存储电路13、及状态恢复电路14。所述触发器电路本体11可以采用任何一种触发器电路，优选地，包括但不限于：具有复位端及置位端的D触发器。例如，如图3所示，其为一种优选D触发器电路示意图。该D触发器由传输门及与非门构成，具有数据接入端Data、复位端RN、及置位端SN。所述写控制电路12连接在所述触发器电路本体11输出端，用于基于写信号来传输所述触发器电路本体11的状态。如图2所示，该写控制电路由2个与非门、2个或非门、6个反相器及PMOS管MP1、MP2、NMOS管MN1、MN2构成，各元件的连接方式如图2所示，在此不再予以详述。当写信号write=“本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有实时触发器状态保存功能的触发器电路，其特征在于，所述具有实时触发器状态保存功能的触发器电路至少包括：触发器电路本体；连接在所述触发器电路本体输出端的写控制电路，用于基于写信号来传输所述触发器电路本体的状态；包含由相变材料构成的存储单元的存储电路，连接所述写控制电路，用于存储所述触发器电路本体的状态，并基于读信号输出所存储的状态；状态恢复电路，连接所述存储电路，用于使所述触发器电路本体的状态恢复至所述存储电路所存储的状态。

【技术特征摘要】
1.一种具有实时触发器状态保存功能的触发器电路，其特征在于，所述具有实时触发器状态
保存功能的触发器电路至少包括：
触发器电路本体；
连接在所述触发器电路本体输出端的写控制电路，用于基于写信号来传输所述触发
器电路本体的状态；
包含由相变材料构成的存储单元的存储电路，连接所述写控制电路，用于存储所述
触发器电路本体的状态，并基于读信号输出所存储的状态；
状态恢复电路，连接所述存储电路，用于使所述触发器电路本体的状态恢复至所述
存储电路所存储的状态。
2.根据权利要求1所述的具有实时触发器状态保存功能的触发器电路，其特征在于还包括：
连接所述存储电路的电源检测电路，用于检测电源以输出电源状态信号；
输出控制电路，用于基于所述电源状态信号及外部控制信号来输出读信号。
3.根据权利要求2所述的具有实时触发器状态保存功能的触发器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈后鹏，张怡云，王倩，范茜，许伟义，金荣，胡佳俊，李喜，蔡道林，宋志棠，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31