本申请涉及用于实现读取操作的温度跟踪动态保持器。静态随机存取存储器SRAM系统包含：多个SRAM存储单元，所述多个SRAM存储单元中的每一个耦合到相应读取位线；以及动态保持器，其耦合到所述读取位线。动态保持器包含支持第一温度范围的读取操作的第一保持器和支持第二温度范围的读取操作的第二保持器，以及基于温度选择第一保持器或第二保持器的温度敏感控制电路。敏感控制电路。敏感控制电路。
【技术实现步骤摘要】
实现读取操作的温度跟踪动态保持器实施方式
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2019年12月24日提交的第201911053697号印度申请的权益，并通过引用并入其全部内容。
[0003]本公开涉及静态随机存取存储器(SRAM)，并且更具体地说，涉及用于提供温度跟踪动态保持器实施方式的系统和方法，以实现SRAM在低电压和/或高温下的读取/写入操作。
技术介绍
[0004]典型的六晶体管(6T)SRAM在低电压下可能会由于各种设计参数的退化而经历操作故障，诸如静态噪声容限(SNM)、不良的读取和写入容限以及对过程、电压和温度(PVT)波动的指数增加的灵敏度。最先进的超低压SRAM设计技术通过使用八晶体管(8T)SRAM单元来规避传统6T SRAM的这些限制，该单元具有用于去耦读取操作和写入操作的独立读取端口。然而，8T SRAM单元通过其读取端口遭受数据相关的读取位线(RBL)泄漏，这在电压和时间窗口方面恶化了读取感测容限，所述泄漏是由超低电压下的导通和截止状态(ION/IOFF)的小电流比引起的。
[0005]这个问题的典型解决方案包含使用固定强度保持器或更大的位单元(10T单元)。固定强度保持器在低电压/低温或高电压/高温下引入问题。使用更大的位单元增加了面积，并且因此不是实用的解决方案。
技术实现思路
[0006]静态随机存取存储器(SRAM)系统，其包含多个SRAM存储单元和耦合到读取位线的动态保持器。动态保持器包含支持第一温度范围的读取操作的第一保持器和支持第二温度范围的读取操作的第二保持器，以及基于温度选择第一保持器或第二保持器的温度敏感控制电路。
[0007]提供动态保持器以保持静态随机存取存储器(SRAM)读取位线中的信号的方法包含将动态保持器耦合到读取位线，动态保持器包含第一保持器和第二保持器。方法进一步包含基于温度从温度敏感控制电路接收信号，以选择第一温度范围的第一保持器或第二温度范围的第二保持器。动态保持器设计用于为读取位线提供支持。
附图说明
[0008]从下面给出的详细描述和本公开的实施例的附图中，将更全面地理解本公开。附图用于提供对本公开的实施例的知识和理解，并且不将本公开的范围限制于这些特定实施例。进一步地，附图不一定按比例绘制。
[0009]图1是8T SRAM的示意图，带有去耦合的读取端口。
[0010]图2是带有固定强度保持器的8T SRAM的示意图。
[0011]图3是具有动态保持器实施方式的SRAM的一个实施例的框图。
[0012]图4是使用动态保持器的一个实施例的流程图。
[0013]图5是动态保持器实施方式的一个实施例的电路图。
[0014]图6是温度敏感延迟电路的一个实施例的电路图。
[0015]图7是示出了图5的动态保持器实施方式中的信号时序的信号图。
[0016]图8是动态保持器实施方式的另一实施例的电路图。
[0017]图9是动态保持器实施方式的另一实施例的电路图。
[0018]图10描绘了本公开的实施例可以在其中操作的示例性计算机系统的抽象图。
具体实施方式
[0019]本公开的方面涉及温度跟踪动态保持器实施方式，以实现SRAM的超低电压读取操作。超低电压是技术术语，例如可以指0.6V至0.4V范围内的电压。在这个设计实施方式中，保持器的强度基于当前的设计要求动态改变。基于8T静态随机存取存储器(SRAM)的高密度1R/1W SRAM宏支持低至0.5v的低电压读取1/读取0操作。在次10nm FinFET技术的
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40℃至150℃之间的一个实施例中，动态强度保持器设计支持在大的温度范围内的可靠读取操作。自调节动态强度保持器具有基于温度调节的驱动强度。通过这种方式，高温下的读取1干扰和冷温度下的读取0干扰都得到缓解，从而在宽的温度范围内扩展了可靠读取操作，并增加了存储器的访问时间和循环时间的性能增益。
[0020]图1示出了典型的8T SRAM组织。每行单元110A/110C和110B/110D具有附接到读取端口的读取字线(RWL)120A/120B和附接到6T(6晶体管)SRAM单元110A
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110D的写入端口的写入字线(WWL)130A/130B。每列具有一对互补的用于写入单元110A
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110D的写入位线(WBL和WBLB)125A、125B和135A、135B，以及用于从单元110A
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110D读取的读取位线(RBL)140、145。8T SRAM的写入操作与6T SRAM器的写入操作相同，它们的读取操作通过读取端口执行。通过晶体管M0和M1提供去耦合的读取端口从单元110A读取数据。
[0021]在待机期间，通过使用预充电正金属氧化物半导体(PMOS)装置150A/150B，所有RBL被预充电到VDD。当读取循环激活时，预充电PMOS 150A/150B关闭，使读取位线(RBL)浮动。如果被访问的单元110A存储“0”，则RBL 140放电到地，否则保持在VDD。
[0022]如图1中所示，有四个电流与读取位线相关联：Icell1、Icell0、Ileak1和Ileak0，其中Icell1和Icell0是被访问单元110A分别存储“1”和“0”时吸收的相应读取电流，Ileak1和Ileak0是流经分别存储“1”和“0”的其它未被访问单元110B的泄漏电流。注意，当单元110A存储“1”(即，QB＝“1”)时，其互补位(即，QB＝“0”)被施加到读取端口中的下拉负金属氧化物半导体(NMOS)M0的栅极。但是当写入字线130A对于相同行导通时，QB的电压上升到相对小的电压(100
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200mV)，并且弱导通图1中所示的下拉“M0”NMOS。Icell1是弱亚阈值电流，并且比Icell0小。泄漏电流Ileak0和Ileak1不可忽略，并且在低电压(低VDD)、高温和/或每个读取位线有大量单元的情况下变得更加显著。未被选择的单元的泄漏电流Ileak0和Ileak1可以使读取位线放电。被访问单元吸收的读取电流Icell1+未被访问单元的泄漏电流Ileak的组合可以使RBL放电。
[0023]解决这个问题的一种方法是在SRAM中插入保持器。保持器配置为在读取操作期间
保持读取位线上的电压电平。保持器电路或保持器的使用是8T SRAM单个位线读取架构的常见技术。保持器是反馈电路，该反馈电路帮助读取位线保持在全轨，以补偿读取
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1操作期间未被选择的位单元的泄漏电流。然而，保持器过度补偿有风险。在读取1操作中(从SRAM单元110A
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110D读取值“1”)，读取位线不得在反相器的跳变点以下放电。如果读取位线上的电流由于泄漏路径而降低，则反相器跳闸，并且在输出端捕获错误数据。读取1故障发生在较高的温度下，因为较高的温度会导致较高的泄漏。为了防止读取1失败，保持器必须能够保持本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种静态随机存取存储器SRAM系统，所述静态随机存取存储器系统包括：多个SRAM存储单元，所述多个SRAM存储单元中的每一个耦合到相应读取位线；动态保持器，所述动态保持器耦合到所述读取位线，所述动态保持器包括第一保持器和第二保持器，所述第一保持器用于在第一温度范围的读取操作期间支持所述读取位线，所述第二保持器用于在第二温度范围的所述读取操作期间支持所述读取位线；以及温度敏感控制电路，所述温度敏感控制电路用于基于温度选择所述第一保持器或所述第二保持器。2.根据权利要求1所述的SRAM系统，其中所述温度敏感控制电路包括温度敏感延迟电路，以基于所述温度延迟输出。3.根据权利要求2所述的SRAM系统，其中所述温度敏感延迟电路包括：N型金属氧化物半导体NMOS和P型金属氧化物半导体PMOS晶体管的二极管配置，所述二极管配置用于在所述温度敏感延迟电路的所述输出中生成温度敏感延迟。4.根据权利要求3所述的SRAM系统，其中对于所述第一温度范围，所述温度敏感延迟电路具有长延迟，使得能够在超低电压下进行读取0操作，并且对于所述第二温度范围，所述第二温度范围高于所述第一温度范围，所述温度敏感延迟电路具有短延迟，使得所述动态保持器能够支持读取1操作。5.根据权利要求2所述的SRAM系统，其中所述第一保持器包括：PMOS开关，所述PMOS开关由所述温度敏感延迟电路输出的反相Tkeep信号控制；以及弱的NMOS保持器，所述弱的NMOS保持器用于支持所述第一温度范围的读取0操作。6.根据权利要求1所述的SRAM系统，其中所述第二保持器包括：多个较大的PMOS，所述多个较大的PMOS由Tkeep信号控制。7.根据权利要求1所述的SRAM系统，其中所述第一保持器包括第一系列的PMOS元件，所述第一系列的PMOS元件由所述温度敏感控制电路输出的反相Tkeep信号激活；以及所述第二保持器包括第二系列的PMOS元件，所述第二系列的PMOS元件由所述温度敏感控制电路输出的Tkeep信号激活。8.根据权利要求7所述的SRAM系统，其中所述第一系列的PMOS元件小于所述第二系列的PMOS元件。9.根据权利要求7所述的SRAM系统，其中所述第一系列的PMOS元件是所述第二系列的PMOS元件的子集。10.根据权利要求1所述的SRAM系统，其中所述动态保持器包括：PMOS开关；PMOS元件的全集，所述PMOS元件的全集包括所述第二保持器；以及所述PMOS元件的集合的子集，所述PMOS元件的集合的子集包括所述第一保持器，其中所述开关确定是选择了所述全集还是所述子...
【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：新思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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