一种Anti-Fuse的电路结构及芯片系统技术方案

本发明专利技术公开了一种Anti

【技术实现步骤摘要】
一种Anti
‑
Fuse的电路结构及芯片系统


[0001]本专利技术涉及OTP一次性可编程存储器
，具体涉及一种Anti
‑
Fuse的电路结构及芯片系统。

技术介绍

[0002]OTP(One Time Programmable)是一次性可编程存储器，通常用来存储芯片的信息：如芯片可使用电源电压，芯片的版本号，生产日期等。也可以用于修复SRAM坏点数据。OTP目前的设计方法主要采用以下三种方案:E
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Fuse/Anti
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Fuse/I
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Fuse。Anti
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Fuse由于能完美的兼容标准CMOS工艺，使其具有巨大的发展潜力。且随着工艺特征尺寸的缩小，低编程电压下完成编程变得越来越容易。
[0003]目前主流的Anti
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Fuse设计主要包含：存储阵列、读取电路、控制逻辑、电荷泵、带隙基准和线性稳压器等。在这种设计中，存储阵列通常只占到整个Anti
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Fuse的四分之一不到的面积，其他大部分面积被模拟模块如带隙基准、电荷泵和线性稳压器占用，这就导致使用这种架构的Anti
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Fuse的话会造成很大的面积冗余，对于成本的削减非常不利。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种Anti
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Fuse的电路结构及芯片系统，本专利技术的Anti
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Fuse设计方案只包含：存储阵列、读取电路、控制逻辑和电源控制模块，所需的带隙基准和芯片系统的带隙基准共用。一方面，基于此Anti
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Fuse的电路结构在芯片设计时可根据需要灵活选择，比如芯片需要消减面积时，电荷泵和线性稳压器的输出电压便可由芯片外部从IO口提供；而如果芯片使用场景不适合从外部额外供压时，可快速还原为电荷泵和线性稳压器供电的模式，此时Anti
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Fuse的电路结构不需要任何修改就可完成设计。另一方面，本专利技术Anti
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Fuse的电路结构由于不包含电荷泵和线性稳压器，因此电路因供电模块故障造成不能工作的风险会大大降低。当出现故障时，也大概率是由于核心电路部分的原因，方便故障的调试。因此本专利技术方案首先能够大大减小Anti
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Fuse的面积，进而减少芯片生产成本；其次本专利技术方案可很好的适配芯片使用环境而做出快速设计；最后因为简化了电路使得电路出故障的风险降低。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种Anti
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Fuse的电路结构，该电路结构包括：
[0007]逻辑控制模块，用于接收外部控制信号和地址信号，并生成控制信号；通过控制信号控制列选择模块、行选择模块、数据处理模块和电源控制模块的动作；
[0008]电源控制模块，编程电压VCP和读取电压VLDO由芯片外部通过IO接口连接到电源控制模块，并对整个电路结构进行供电；电源控制模块，用于由逻辑控制模块根据读或写模式的需要生成的一个电源控制信号，控制在需要编程或读取时，该电源控制信号进行切换并对电源进行选择，将所选择的电压提供给行选择模块，并控制行选择模块对选中的存储单元释放相应电压；
[0009]行选择模块，用于根据在接收到逻辑控制模块给的行选择信号之后，执行从存储阵列中选中一行；
[0010]列选择模块，用于根据在接收到逻辑控制模块给的列选择信号之后，执行从存储阵列中选择一列；当行列同时被选中时，该存储单元将会被进行读或写操作；
[0011]比较器阵列，用于在读取动作时，接收被行、列选择模块选中的存储阵列中的数据，并将所述数据和基准数据进行比较，之后将所述数据输出至数据处理模块；
[0012]数据处理模块，用于根据需要将所述数据进行处理，并输出到该电路结构外部。
[0013]进一步地，行选择模块，还用于在编程动作时，将编程电压VCP释放给所选择的存储单元进行编程动作；用于在读取动作时，将读取电压VLDO释放给所选择的存储单元。
[0014]进一步地，电源控制模块包括电源控制信号单元和控制开关选择单元；电源控制模块在编程或读取时，根据逻辑控制模块给出的电源控制信号对电源开关进行控制，并将所选择的电压提供给行选择模块用于对存储单元的读写操作。
[0015]电源控制信号单元，用于控制电源控制模块选择编程电压和读取电压中最大的电位，并将最大的电位提供给控制信号增幅电路，通过控制信号增幅电路将低压控制信号转换为0～Max(VCP，VLDO)的高压控制信号；其中，VCP为编程电压，VLDO为读取电压；
[0016]控制开关选择单元，用于利用所述高压控制信号，选择编程电压或读取电压，并将选择的电压输出至行选择模块。
[0017]进一步地，电源控制信号单元包括第一衬底电位控制电路、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第二衬底电位控制电路、控制信号增幅电路和反向器INV；
[0018]第一衬底电位控制电路的S端连接第一MOS管M1的源极，第一衬底电位控制电路的D端连接第一MOS管M1的漏极，第一衬底电位控制电路的B端连接第一MOS管M1的衬底；第一MOS管M1的源极还连接编程电压VCP，第一MOS管M1的漏极还连接控制信号增幅电路、反向器INV的电源端，第一MOS管M1的栅极连接第二MOS管M2的源极；第二MOS管M2的栅极连接第一MOS管M1的源极，第二MOS管M2的源极连接第二衬底电位控制电路的S端，第二MOS管M2的漏极连接第一MOS管M1的漏极；第二MOS管M2的栅极连接第一MOS管M1的源极还连接读取电压VLDO；第二衬底电位控制电路的D端连接第二MOS管M2的漏极，第二衬底电位控制电路的B端连接第二MOS管M2的衬底；
[0019]控制信号增幅电路的输入端输入低压控制信号，控制信号增幅电路的输出端输出高压控制信号，控制信号增幅电路的输出端连接反向器INV的输入端，反向器INV的输出端连接控制开关选择单元。
[0020]进一步地，控制开关选择单元包括第三衬底电位控制电路、第三MOS管M3、第四MOS管M4和第四衬底电位控制电路；
[0021]第三衬底电位控制电路的S端连接第三MOS管M3的源极，第三衬底电位控制电路的D端连接第三MOS管M3的漏极，第三衬底电位控制电路的B端连接第三MOS管M3的衬底；第三MOS管M3的源极还连接编程电压VCP，第三MOS管M3的漏极还连接行选择模块，第三MOS管M3的栅极连接反向器INV的输入端；
[0022]第四MOS管M4的栅极连接反向器INV的输出端，第四MOS管M4的源极连接第四衬底电位控制电路的S端，第四MOS管M4的漏极连接第四衬底电位控制电路的D端；第四衬底电位控制电路的B端连接第四MOS管M4的衬底；第四MOS管M4的源极还连接读取电压VLDO，第四
MOS管M4的漏极还连接行选择模块。
[0023]进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Anti
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Fuse的电路结构，其特征在于，该电路结构包括：逻辑控制模块，用于接收外部控制信号和地址信号，并生成控制信号；通过控制信号控制列选择模块、行选择模块、数据处理模块和电源控制模块的动作；电源控制模块，编程电压和读取电压由芯片外部通过IO接口连接到电源控制模块，并对整个电路结构进行供电；电源控制模块，用于由逻辑控制模块根据读或写模式的需要生成的一个电源控制信号，控制在编程或读取时，该电源控制信号进行切换并对电源进行选择，将所选择的电压提供给行选择模块，并控制行选择模块对选中的存储单元释放相应电压；行选择模块，用于根据在接收到逻辑控制模块给的行选择信号之后，执行从存储阵列中选中一行；列选择模块，用于根据在接收到逻辑控制模块给的列选择信号之后，执行从存储阵列中选择一列；比较器阵列，用于在读取动作时，接收被行、列选择模块选中的存储阵列中的数据，并将所述数据和基准数据进行比较，之后将所述数据输出至数据处理模块；数据处理模块，用于根据需要将所述数据进行处理，并输出到该电路结构外部。2.根据权利要求1所述的一种Anti
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Fuse的电路结构，其特征在于，所述行选择模块，还用于在编程动作时，将编程电压释放给所选择的存储单元进行编程动作；用于在读取动作时，将读取电压释放给所选择的存储单元。3.根据权利要求1所述的一种Anti
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Fuse的电路结构，其特征在于，所述电源控制模块包括电源控制信号单元和控制开关选择单元。所述电源控制信号单元，用于控制电源控制模块选择编程电压和读取电压中最大的电位，并将最大的电位提供给控制信号增幅电路，通过控制信号增幅电路将低压控制信号转换为0～Max(VCP，VLDO)的高压控制信号；其中，VCP为编程电压，VLDO为读取电压；所述控制开关选择单元，用于利用所述高压控制信号，选择编程电压或读取电压，并将选择的电压输出至行选择模块。4.根据权利要求3所述的一种Anti
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Fuse的电路结构，其特征在于，所述电源控制信号单元包括第一衬底电位控制电路、第一MOS管、第二MOS管、第二衬底电位控制电路、控制信号增幅电路和反向器；所述第一衬底电位控制电路的S端连接第一MOS管的源极，第一衬底电位控制电路的D端连接第一MOS管的漏极，第一衬底电位控制电路的B端连接第一MOS管的衬底；所述第一MOS管的源极还连接编程电压，第一MOS管的漏极还连接控制信号增幅电路、反向器的电源端，第一MOS管的栅极连接第二MOS管的源极；所述第二MOS管的栅极连接第一MOS管的源极，第二MOS管的源极连接第二衬底电位控制电路的S端，第二MOS管的漏极连接第一MOS管的漏极；所述第二MOS管的栅极连接第一MOS管的源极还连接读取电压；所述第二衬底电位控制电路的D端连接第二MOS管的漏极，第二衬底电位控制电路的B端连接第二MOS管的衬底；所述控制信号增幅电路的输入端输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：创视微电子成都有限公司，
类型：发明
国别省市：