非易失性数据保持电路和数据保持系统技术方案

提供了一种非易失性数据保持电路和数据保持系统，所述非易失性数据保持电路被构造为存储外部锁存器的互补的易失性电荷状态，非易失性数据保持电路包括：耦合的巨自旋霍尔锁存器，被构造为响应于从外部锁存器接收电荷电流产生并存储与外部锁存器的互补的易失性电荷状态对应的非易失性自旋状态，并且被构造为响应于施加读取电压产生与互补的非易失性自旋状态对应的差分电荷电流信号；写入开关，结合到耦合的巨自旋霍尔锁存器，并且被构造为响应于睡眠信号选择性地使电荷电流能够从外部锁存器流动至耦合的巨自旋霍尔锁存器；读取开关，结合至耦合的巨自旋霍尔锁存器，并且选择性地使读取电压能够施加至耦合的巨自旋霍尔锁存器。

【技术实现步骤摘要】
非易失性数据保持电路和数据保持系统本申请要求于2016年1月8日提交的第62/276,690号美国临时专利申请和第15/265,825号美国非临时专利申请的权益和优先权，该申请的全部内容通过引用包含于此。
本专利技术的方面涉及在存储系统内的数据保持的领域。
技术介绍
通常，即使当装置空闲和微型处理器处于睡眠或休眠模式下时，电子装置的微型处理器也持续消耗功率，因此，峰值电流流过微型处理器的晶体管。由于基于易失性(数据)电荷的处理器中的锁存器/触发器和SRAM的存在，在睡眠模式下，至晶体管的功率不能够被完全切断。虽然功率泄露通常是不期望的，但是在空闲时间可能会长并且电池寿命至关重要的移动装置中，功率泄露甚至更重要。由于用供电电压来度量漏电，所以可以通过将供电电压降低为数据保持所需要的最小化电压(公知为Vccmin)来减少在空闲阶段期间的功率泄露。然而，由于Vccmin为非零，并且在某些技术中可以为大约0.4V至大约0.5V，所以存在电流泄露。用于减轻这种泄露问题的其它方法可以包括使用低泄露装置构造的易失性影子锁存器/电路(volatileshadowlatch/circuit)来降低泄露本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非易失性数据保持电路，所述非易失性数据保持电路被构造为存储外部锁存器的互补的易失性电荷状态，所述非易失性数据保持电路包括：耦合的巨自旋霍尔锁存器，被构造为响应于从外部锁存器接收电荷电流产生并存储与外部锁存器的互补的易失性电荷状态对应的互补的非易失性自旋状态，并且响应于施加的读取电压产生与互补的非易失性自旋状态对应的差分电荷电流信号；写入开关，结合到耦合的巨自旋霍尔锁存器，并且被构造为响应于睡眠信号选择性地使电荷电流能够从外部锁存器流动至耦合的巨自旋霍尔锁存器；以及读取开关，结合到耦合的巨自旋霍尔锁存器，并且选择性地使读取电压能够施加至耦合的巨自旋霍尔锁存器。

【技术特征摘要】
2016.01.08 US 62/276,690;2016.09.14 US 15/265,8251.一种非易失性数据保持电路，所述非易失性数据保持电路被构造为存储外部锁存器的互补的易失性电荷状态，所述非易失性数据保持电路包括：耦合的巨自旋霍尔锁存器，被构造为响应于从外部锁存器接收电荷电流产生并存储与外部锁存器的互补的易失性电荷状态对应的互补的非易失性自旋状态，并且响应于施加的读取电压产生与互补的非易失性自旋状态对应的差分电荷电流信号；写入开关，结合到耦合的巨自旋霍尔锁存器，并且被构造为响应于睡眠信号选择性地使电荷电流能够从外部锁存器流动至耦合的巨自旋霍尔锁存器；以及读取开关，结合到耦合的巨自旋霍尔锁存器，并且选择性地使读取电压能够施加至耦合的巨自旋霍尔锁存器。2.根据权利要求1所述的非易失性数据保持电路，其中，来自外部锁存器的电荷电流与外部锁存器的互补的易失性电荷状态对应。3.根据权利要求1所述的非易失性数据保持电路，其中，耦合的巨自旋霍尔锁存器包括：巨自旋霍尔金属，结合到写入开关和读取开关，并且被构造为传递外部锁存器的电荷电流；第一自旋转移力矩堆叠件，在巨自旋霍尔金属的第一侧处；以及第二自旋转移力矩堆叠件，在巨自旋霍尔金属的与第一侧相对的第二侧处，其中，第一自旋转移力矩堆叠件和第二自旋转移力矩堆叠件沿与巨自旋霍尔金属的延伸方向正交的方向延伸，并且被构造为产生并存储互补的非易失性自旋状态。4.根据权利要求3所述的非易失性数据保持电路，其中，写入开关包括结合到巨自旋霍尔金属的相对的两端并结合到外部锁存器的第一输出和第二输出的第一写入开关和第二写入开关。5.根据权利要求3所述的非易失性数据保持电路，其中，巨自旋霍尔金属包括β钽、铂和/或铜铋。6.根据权利要求3所述的非易失性数据保持电路，其中，响应于流过巨自旋霍尔金属的电荷电流，第一自旋转移力矩堆叠件被构造为呈现具有平行构造的磁矩，第二自旋转移力矩堆叠件被构造为呈现具有反平行构造的磁矩，其中，即使当没有功率提供到非易失性数据保持电路时，第一自旋转移力矩堆叠件和第二自旋转移力矩堆叠件也被构造为保持它们的平行构造和反平行构造。7.根据权利要求6所述的非易失性数据保持电路，其中，第一自旋转移力矩堆叠件的平行构造和第二自旋转移力矩堆叠件的反平行构造与存储在第一自旋转移力矩堆叠件和第二自旋转移力矩堆叠件处的互补的非易失性自旋状态对应。8.根据权利要求3所述的非易失性数据保持电路，其中，第一自旋转移力矩堆叠件和第二自旋转移力矩堆叠件中的每个包括：自由层，包括磁性材料，并且被构造为基于巨自旋霍尔效应响应于与流过巨自旋霍尔金属的电荷电流对应的自旋电流，并且被构造为呈现与产生的自旋电流在方向上基本正交的自由磁矩；固定层，包括磁性材料，并且呈现未受由流过巨自旋霍尔金属的电荷电流造成的漏磁场的影响的固定磁矩；非磁性层，在自由层与固定层之间，并且被构造为将自由层的自由磁矩与固定层的固定磁矩磁性地隔离，并且被构造为保持在自由磁矩与固定磁矩的方向性上的任何存在的差异。9.根据权利要求8所述的非易失性数据保持电路，其中，第一自旋转移力矩堆叠件的自由磁矩与第二自旋转移力矩堆叠件的固定磁矩平行。10.根据权利要求8所述的非易失性数据保持电路，其中，响应于流过巨自旋霍尔金属的电荷电流，第一自旋转移...

【专利技术属性】
技术研发人员：帝泰什·拉克西特，博尔纳·J·奥布拉多维奇，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR