在存储设备中防止功率噪声的级联唤醒电路制造技术

一种存储设备的唤醒电路采用级联链结构，其中将位线划分成多个块，如果根据块中反馈的位线电压确定一个块的位线已经经历了唤醒操作，则对后续块执行唤醒操作。因此，可以改变唤醒延迟，控制峰值电流，从而减少整个系统的功率噪声。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及存储设备，更特别地，涉及用于在存储设备中将休眠模式转换为活动模式的唤醒方法和唤醒电路。
技术介绍
在半导体存储设备中，防止由电源中的噪声产生的故障是很重要的。当半导体存储设备工作时，有几种噪声源。当对电路的已放电部分同时预充电时，如果有噪声，所产生的峰值电流是通常的来源。特别是在存储单元阵列中，当读位单元的数据时，有很大的可能在位线对中将产生大的峰值电流。关于普遍用于便携电话系统中的存储器类型的主要考虑之一是漏电流导致的损耗量。为此，提出了几种架构，广泛使用的一种架构是通过将存储设备置于使电源电压对存储设备的施加失效的休眠模式来减少漏电流。然而，在存储设备从休眠模式转变到活动模式的唤醒操作期间，产生大量峰值电流。峰值电流由于电源线的阻抗导致IR压降(IR drop)，从而供应到存储单元电源电压也下降。在最坏的情况下，电源电压可能降到存储单元的保持电压以下，从而可能导致存储单元的数据丢失。图1和图2是现有SRAM(静态随机存取存储器)存储设备的唤醒电路的电路图。在用于实现低漏电流SRAM的电源电压断开(power-off)结构中，在唤醒操作期间，当将SRAM从休眠模式切换到准备模式时，使用唤醒操作将所有位线从地电压预充电到电源电压。在该操作期间，产生峰值电流，反过来导致电压下降。在如图1所示的唤醒电路中，在唤醒操作期间，包含在一列中的所有预充电电路10同时工作。然而，当如图1所示施加控制信号SC时，如果连接到控制信号线12的所有预充电电路10同时开始工作，则所有分别连接到预充电电路10的位线对同时被预充电到电源电压，从而供应到存储器的电源电压下降。即，由于电源电压降低发生的IR压降威胁到SRAM位单元的数据。图2所示的唤醒电路分布峰值电流来解决图1所示的唤醒电路中可能发生的问题。参照图2，将连接到存储单元的多个位线对划分为多个块2_1、2_m、...、2_n。此外，多个所划分的块中的每个包括多个用于分布峰值电流的倒相器链(inverter chain)26、28...。控制信号SC通过唤醒控制线24输入，并且对包含在第一块2_1中的位线对预充电。特别地，控制信号SC输入到包含在第一块2_1中的预充电电路20来将连接到预充电电路20的位线预充电到电源电压VDD。施加到第一块2_1的控制信号SC由倒相器链26延迟，经延迟的控制信号SC1由倒相器链26输出，并输入到包含在第二块2_2中的预充电电路22来将连接到预充电电路22的位线预充电到电源电压VDD。然后由倒相器链28对经延迟的控制信号SC1延迟，由倒相器链28输出的第二经延迟的控制信号SC2对后续块的位线对预充电。倒相器链26、28允许唤醒操作在后续块中开始，而不必确定在前面块中唤醒操作是否已经完成。因此，可能没有适当地分布峰值电流。此外，当增加倒相器链26、28的延时来保护存储单元的数据时，可能由于增加的唤醒定时容限导致定时损失。图3是图2所示的唤醒电路的控制信号SC、SC1和SC2的时序图。控制信号SC从控制信号输出单元(未示出)输出，而在输出控制信号SC1后，从倒相器链26输出的控制信号SC1延迟了延时d。如图3所示，不管相关的位线是否唤醒，每个倒相器链都将输入控制信号延迟延时d。图4是图解当图2所示的唤醒电路处于唤醒模式时所生成的电源电压的图。参照图4，当使用具有图2所示的固定的延时d的倒相器链26、28时，由于后续块的位线在前面块的位线充分唤醒前就开始唤醒，因此出现IR压降，并且如图4所示，电源电压(VDD)下降到低电压。或者，当通过增加倒相器的数量来增加倒相器链中的延时的时候，增加了唤醒操作所需的总时间。
技术实现思路
本专利技术提供了一种可以顺序唤醒多个块的级联唤醒电路。本专利技术还提供了一种具有比现有倒相器链更小的电路尺寸的唤醒电路。本专利技术又提供了一种影响存储设备的唤醒操作但不影响其他操作的速度的唤醒电路。在一个方面中，本专利技术指导一种存储设备的唤醒电路，在该存储设备中通过延迟链结构来预充电连接到多个存储单元的位线对。唤醒电路包括对应于多个存储块的多个位线对；唤醒控制信号输出单元，用于输出控制信号来预充电位线对，以便将存储设备从休眠模式唤醒到活动模式；和多个预充电延迟单元，用于当之前存储块中的控制信号和位线对经历唤醒操作时，将控制信号发送到与之后存储块相关的位线对。在一个实施例中，从唤醒控制信号输出单元输出的控制信号随后通过预充电延迟单元输出到多个存储块的位线对。在另一个实施例中，唤醒电路还包括连接单元，用于将控制信号发送到位线；和预充电电路，用于分别预充电位线对。每个连接单元包括NAND(与非)门，用于对控制信号和预充电信号执行NAND操作；和连接延迟单元，用于延迟NAND门的输出以及将经延迟的输出输出到位线对。在再一个实施例中，连接延迟单元包括多个倒相器。在再一个实施例中，从连接延迟单元输出的控制信号被输入到预充电开关单元来提供电源电压到位线对。在再一个实施例中，预充电延迟单元包括第一开关，用于响应于预充电延迟单元的输出信号，将信号从位线对传送到第一节点；NAND门，用于对从前面块接收的控制信号和从第一节点接收的信号执行NAND操作，并且将结果输出到第二节点；第二开关，用于响应于从第二节点接收的信号，将电源电压传送到第一节点；和倒相器，用于反转从第二节点接收的信号，并且将控制信号作为预充电延迟单元的输出信号发送到后续块。在再一个实施例中，第一和第二开关是PMOS晶体管。在再一个实施例中，存储设备是SRAM设备。在另一个方面中，本专利技术指导一种存储设备，包括包括多个存储单元；多个连接到多个存储单元并且被划分成多个存储块的位线对；唤醒控制信号输出单元，用于输出控制信号来预充电位线对以便将存储设备从休眠模式唤醒到活动模式；和多个预充电延迟单元，用于当确定之前存储块中的输出控制信号和位线对已经执行唤醒操作时，将控制信号发送到与之后存储块相关联的位线对。在一个实施例中，该存储设备还包括连接单元，用于将控制信号发送到位线；和预充电电路，用于分别预充电位线对。每个连接单元包括NAND门，用于对控制信号和预充电信号执行与非操作；和连接延迟单元，用于延迟NAND门的输出以及将经延迟的输出输出到位线对。在另一个实施例中，连接延迟单元包括多个倒相器。在再一个实施例中，从连接延迟单元输出的控制信号被输入到预充电开关单元来传送电源电压到位线对。在再一个实施例中，预充电延迟单元包括第一开关，用于响应于预充电延迟单元的输出信号，将信号从位线对提供到第一节点；NAND门，用于对从前面块接收的控制信号和从第一节点接收的信号执行与非操作，并且将结果输出到第二节点；第二开关，用于响应于从第二节点接收的信号，将电源电压提供到第一节点；和倒相器，用于反转从第二节点接收的信号，并且将控制信号作为预充电延迟单元的输出信号发送到后续块。在再一个实施例中，第一和第二开关是PMOS晶体管。在再一个实施例中，存储设备是SRAM设备。在另一个方面中，本专利技术指导一种存储设备的唤醒方法，在该存储设备中连接到单字线的、划分成多个存储块的、多个存储单元的位线对从休眠模式转变到活动模式。该方法包括输入唤醒控制信号；预充电对应于一个存储块的位线对；确定在该块中的位线是否已经经历了唤醒操作；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储设备的唤醒电路，在该存储设备中通过延迟链结构来预充电连接到多个存储单元的位线对，该唤醒电路包括：对应于多个存储块的多个位线对；唤醒控制信号输出单元，用于输出控制信号来预充电位线对，以便将存储设备从休眠模式唤醒到活动模 式；和多个预充电延迟单元，用于当之前存储块中的控制信号和位线对经历唤醒操作时，将控制信号发送到与之后存储块相关的位线对。

【技术特征摘要】
KR 2004-6-25 48041/041.一种存储设备的唤醒电路，在该存储设备中通过延迟链结构来预充电连接到多个存储单元的位线对，该唤醒电路包括对应于多个存储块的多个位线对；唤醒控制信号输出单元，用于输出控制信号来预充电位线对，以便将存储设备从休眠模式唤醒到活动模式；和多个预充电延迟单元，用于当之前存储块中的控制信号和位线对经历唤醒操作时，将控制信号发送到与之后存储块相关的位线对。2.如权利要求1所述的唤醒电路，其中，从唤醒控制信号输出单元输出的控制信号随后通过预充电延迟单元输出到多个存储块的位线对。3.如权利要求1所述的唤醒电路，还包括连接单元，用于将控制信号发送到位线；和预充电电路，用于分别预充电位线对，其中每个连接单元包括NAND门，用于对控制信号和预充电信号执行与非操作；和连接延迟单元，用于延迟NAND门的输出以及将经延迟的输出输出到位线对。4.如权利要求3所述的唤醒电路，其中连接延迟单元包括多个倒相器。5.如权利要求4所述的唤醒电路，其中，从连接延迟单元输出的控制信号被输入到预充电开关单元来提供电源电压到位线对。6.如权利要求1所述的唤醒电路，其中预充电延迟单元包括第一开关，用于响应于预充电延迟单元的输出信号，将信号从位线对传送到第一节点；NAND门，用于对从前面块接收的控制信号和从第一节点接收的信号执行与非操作，并且将结果输出到第二节点；第二开关，用于响应于从第二节点接收的信号，将电源电压传送到第一节点；和倒相器，用于反转从第二节点接收的信号，并且将控制信号作为预充电延迟单元的输出信号发送到后续块。7.如权利要求6所述的唤醒电路，其中第一和第二开关是PMOS晶体管。8.如权利要求1所述的唤醒电路，其中存储设备是SRAM设备。9.一种存储设备，包括多个存储单元；多个连接到多个存储单元并且被划分成多个存储块的位线对；唤醒控制信号输出单元，用于输出控制信号来预充电位线对以便将存储设备从休眠模式唤醒到活动模式；和多个预充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔贤洙，金炅来，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]