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存储器单元的低功率瞬态电压崩溃装置和方法制造方法及图纸

技术编号:12995662 阅读:94 留言:0更新日期:2016-03-10 05:03
描述了用于存储器写帮助的装置,其在写帮助操作期间消耗低功率。该装置包括:供电节点;可操作来调整在供电节点上的电压的器件;以及耦合到供电节点的反馈单元,反馈单元响应于在供电节点上的电压的电压电平而控制器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在按比例缩放技术中,在存储器单元中的最小尺寸的器件上的集成水平和工艺变化的增加使同时维持存储器单元稳定性和写裕度有挑战性。可通过在写操作期间使到存储器单元的供电崩溃来增强写裕度。在这样的方法中,耦合到存储器单元的供电电压减小以减弱被写的存储器单元的p型晶体管的强度来增强写裕度。然而,在沿着被写到的存储器单元的列的部分地选择的单元中,存储器单元的状态在供电崩溃操作期间被维持。这些部分地选择的存储器单元的保持特性对供电崩溃的持续时间和深度设置约束,且是难以在技术发展期间在设计时间处预测的技术敏感度量。当前,供电崩溃的已知方法显著增加了Vcc-Vss跨接电流(从电源到地的电流),这是低功率设计的阻碍。在崩溃电压可能需要停留在被抑制的电平处延长的时间的低频率情况下,这个跨接电流可在SRAM(静态随机存取存储器)中将总写功率消耗增加一直到2X。附图说明从下面给出的详细描述和从本公开的各种实施例的附图将更充分理解本公开的实施例,然而,实施例不应被理解为将本公开限制到特定的实施例,而是仅用于解释和理解。图1是根据本公开的一个实施例的在写操作期间调整对(多个)存储器单元的供电的高级体系结构。图2是根据本公开的一个实施例的用于在写操作期间调整对(多个)存储器单元的供电的基于磁滞的体系结构的电路实现。图3是根据本公开的一个实施例的用于实现图2的电路的磁滞的可编程施密特触发器。图4A是根据本公开的一个实施例的从图1的电路接收可调整供电的6T(六晶体管)SRAM单元。图4B是根据本公开的一个实施例的具有存储器单元的列的存储器阵列,其中所述列中的一个被选择用于写操作并从图1的电路接收经调整的供电。图5A-B是根据一个实施例的示出在供电崩溃操作期间有可忽略的(或零)跨接电流功率消耗的图1-2的电路的操作的曲线图。图6是根据本公开的一个实施例的用于在写操作期间调整对(多个)存储器单元的供电的基于电容器的体系结构的电路实现。图7是根据本公开的一个实施例的包括图1的低功率写操作供电调整电路的智能器件或计算机系统或SoC(芯片上系统)。具体实施方式实施例公开了供电崩溃电路以帮助在(多个)存储器单元中的写操作,使得由供电崩溃电路引起的跨接电流消耗减少,同时提供可调谐供电崩溃电压电平。实施例的一个技术效应是,跨接电流消耗在传统电压崩溃电路上减小了(例如40%)。在一个实施例中,当崩溃供电到达它的期望电压电平时,反馈机制用于控制下拉器件。在这样的实施例中,当崩溃供电到达它的期望电压电平时,供电节点被允许浮动。实施例提供自终止崩溃或自定时机制来终止供电线路的放电。在一个实施例中,自定时机制保证电压崩溃供电节点着陆到预先确定的地板。在下面的描述中,讨论了很多细节以提供对本公开的实施例的更彻底的解释。然而对本领域中的技术人员将明显的是,本公开的实施例可在没有这些特定细节的情况下被实践。在其它实例中,在方框图形式中而不是详细地示出公知的结构和器件,以便避免使本公开的实施例难理解。注意,在实施例的相应附图中,使用线表示信号。一些线可以更粗以指示更多的组成信号路径,和/或有在一个或多个端部处的箭头以指示主信息流方向。这样的指示并不意在为限制性的。更确切地,结合一个或多个示例性实施例来使用线以便于对电路或逻辑单元的更容易理解。如由设计需要或偏好所指示的任何所表示的信号可实际上包括可在任一方向上行进并可使用任何适当类型的信号方案来实现的一个或多个信号。遍及说明书且在权利要求中,术语“连接”意指在被连接的事物之间的直接电连接而没有任何中间器件。术语“耦合”意指在被连接的事物之间的直接电连接或通过一个或多个无源或有源中间器件进行的间接连接。术语“电路”意指布置成彼此协作以提供期望功能的一个或多个无源和/或有源部件。术语“信号”意指至少一个电流信号、电压信号或数据/时钟信号。“一个”、“一”和“该”的含义包括复数参考。“在…中”的含义包括“在…中”和“在…上”。术语“按比例缩放”通常指的是将设计(示意图和布局)从一种工艺技术转换到另一工艺技术。术语“按比例缩放”通常也指的是缩小在同一技术节点内的布局和器件的尺寸。术语“基本上”、“接近”、“近似”、“几乎”、“大约”等通常指的是在目标值的+/-20%内。除非另有规定,用于描述普通物体的序数形容词“第一”、“第二”和“第三”等的使用仅指示相似物体的不同实例被提及,且并不意在暗示这样描述的物体必须在时间上、空间上、在等级上或以任何其它方式在给定顺序中。为了实施例的目的,晶体管是包括漏极、源极、栅极和体端子的金属氧化物半导体(MOS)晶体管。晶体管还包括三栅极和鳍式场效应晶体管(FinFet)晶体管。源极和漏极端子可以是相同的端子并在本文可互换地被使用。本领域中的技术人员将认识到,可使用其它晶体管例如双极结晶体管——BJTPNP/NPN、BiCMOS、CMOS、eFET等而不偏离本公开的范围。术语“MN”指示n型晶体管(例如NMOS、NPNBJT等),以及术语“MP”指示p型晶体管(例如PMOS、NPNBJT等)。图1是根据本公开的一个实施例的在写操作期间调整对(多个)存储器单元的供电的高级体系结构100。在一个实施例中,体系结构100包括:器件101、反馈单元102、逻辑103和(多个)存储器单元104。在一个实施例中,器件101可操作来调整在供电节点上的电压。在一个实施例中,器件101包括耦合到供电节点和供电局部节点的晶体管。在一个实施例中,器件101的晶体管是p型晶体管或n型晶体管中的至少一个。例如,当器件101的晶体管是n型晶体管时,它用于在写操作期间下拉在供电节点上的电压电平。在一个实施例中,反馈单元102耦合到供电节点和器件101。在一个实施例中,反馈单元102包括具有磁滞的电路。参考图2-5描述了电路的一个这样的实施例。在一个实施例中,具有磁滞的电路是施密特触发器,其包括可操作来调整施密特触发器的跳闸点的器件。回来参考图1,在一个实施例中,反馈单元102包括电容器或导线。参考图6-7描述了一个这样的实施例。在一个实施例中,电容器是金属电容器、器件电容器或包括金属电容器和器件电容器的混合电容器中的至少一个。在一个实施例中,逻辑103用于根据写帮助信号使用器件控制信号来使能或禁用器件101。在一个实施例中,逻辑103产生用于控制反馈单元102的行为的Fb(反馈)控制信号。例如,逻辑103可使用Fb控制信号调整磁滞电路的跳闸点。在一个实施例中,(多个)存储器单元104包括SRAM单元。在一个实施例中,SRAM单元是6T单元。在一个实施例中,SRAM单元被实现为4T、5T或8T等。在一个实施例中,在写操作期间,在供电节点上的供电(也被称为SRAMVcc)通过电路100从Vcc电平崩溃到在地和Vcc之间的电平以帮助写操作,同时消耗基本上零跨接电流。在这样的实施例中,在写操作结束之后,SRAMVcc上升回到其正常电平(例如Vcc)。图2是根据本公开的一个实施例的用于在写操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置包括:供电节点;可操作来调整在所述供电节点上的电压的器件;以及耦合到所述供电节点的反馈单元,所述反馈单元响应于在所述供电节点上的所述电压的电压电平而控制所述器件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置包括:
供电节点;
可操作来调整在所述供电节点上的电压的器件;以及
耦合到所述供电节点的反馈单元,所述反馈单元响应于在所述供电节点上的所述电压的电压电平而控制所述器件。
2.如权利要求1所述的装置,其中所述器件耦合到所述供电节点和另一节点。
3.如权利要求2所述的装置,其中所述另一节点是下列项中的至少一个:
地节点;
电容负载;或
具有低于供电电压的电压电位的节点。
4.如权利要求2所述的装置,其中所述器件是下列项中的至少一个:
p型器件;或
n型器件。
5.如权利要求1所述的装置,其中所述反馈单元包括具有磁滞的电路。
6.如权利要求5所述的装置,其中具有磁滞的所述电路包括施密特触发器,所述施密特触发器包括可操作来调整所述施密特触发器的跳闸点的器件。
7.如权利要求1所述的装置,其中所述反馈单元包括下列项中的至少一个:
电容器;或
导线。
8.如权利要求7所述的装置,其中所述电容器是下列项中的至少一个:
金属电容器;
器件电容器;或
包括金属电容器和器件电容器的混合电容器。
9.如权利要求7所述的装置,其中所述电容器的一个端子耦合到所述供电节点,且其中所述电容器的另一端子可操作来耦合到参考电压或浮动节点。
10.如权利要求9所述的装置,还包括参考发生器以提供所述参考电压。
11.如权利要求10所述的装置,其中所述参考发生器可操作来调整所述参考电压的电压电平。
12.如权利要求1所述的装置,还包括耦合到所述供电节点的存储器单元。
13.如权利要求12所述的装置,其中所述存储器单元是SRAM单元。
14.一种装置,包括:
供电节点;
可操作来下拉所述供电节点上的电压的下拉器件;以及
耦合到所述供电节点的施密特触发器,所述施密特触发器响应于在所述供电节点上的电压的电压电平来控制所述下拉器件。
15.如权利要求14所述的装置,还包括:
耦合到所述施密特触发器的输出的逻辑门,所述逻辑门具有用于控制所述下拉器件的输出,其中所述逻辑门接收另一输入以使能或禁用所述逻辑门。
16.如权利要求14所述的装置,其中所述施密特触发器可操作来调整它的跳闸点。
17.如权利要求14所述的装置,还包括耦合到所述供电节点的存储器单元。
18.如权利要求17所述的装置,其中所述存储器单元是SRAM单元。
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【专利技术属性】
技术研发人员:E·A·卡尔YG·吴C·德雷
申请(专利权)人:英特尔公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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