【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种存储器的读取电路。
技术介绍
1、阻变随机存储器(rram；resistive random access memory)是一种以非导性材料的电阻在外加电场的作用下在高阻态和低阻态之间实现可逆转换为基础的新兴的非挥发性存储技术。它具有静态随机存储器的高速读写能力、动态随机存储器的高集成度，并且基本上可以实现无限次的数据写入。在施加不同电压条件后，rram能表现出高低两种阻态并且能在断电后永久地保留存储数据。rram当前主要应用于iot设备、神经网络和人工智能等领域。在商业化方面，rram主要有两大应用方向——存储应用和存算应用。存储应用上，目前已经有厂商将rram应用于mcu领域；存算一体化上，目前也已经有公司正在尝试基于rram通过存算一体架构实现ai大算力芯片，并将其应用在中心侧与边缘侧的应用场景中。
2、rram存储信息的读取方式是通过将其阻值信号转变为可供外围电路读取的电流或电压信号。随着工艺不断优化，目前关于rram存储器的读结构面临功耗大、速度变慢与面积过大等问题。现有的一种rram读取电路如图1所示。相同尺寸的晶体管m0、晶体管m1作为开关管，在读使能电压vread拉高的期间将读电路和阵列电阻进行连通。由相同尺寸的晶体管m2、晶体管m3和两个相同的ota(operational transconductance amplifier；运算跨导放大器)组成的ldo(low dropout regulaor；低压差线性稳压器)结构对a、b两点电压进行钳位，将rram的可变电阻的信息与参考电阻
3、此外，磁阻随机存取存储器mram(magnetic random access memory)是一种非易失性(non-volati le)的磁性随机存储器。mram拥有静态随机存储器(sram)的高速读取写入能力，以及动态随机存储器(dram)的高集成度，而且基本上可以无限次地重复写入。与传统的ram技术不同，mram不以电荷或电流存储数据，而是由磁性隧道结mtj(magnetictunnel junction)磁性存储数据。mtj是mram的基本存储单元，其核心部分是由两个铁磁金属层夹着一个隧穿势垒层构成类似于三明治结构的纳米多层膜。其中一个铁磁层被称为参考层或固定层，它的磁化沿易磁化轴方向固定不变。另一个铁磁层被称为自由层，它的磁化有两个稳定的取向，分别与参考层平行或反平行。另外，mram中的数据以一种磁性状态存储，并且通过测量电阻来感应，因此mram的读取电路与rram的读取电路的原理和结构相类似。
技术实现思路
1、虽然上述rram读取电路可以实现对rram阻值信息的读取，但是该结构存在如下缺陷。首先，随着工艺节点不断缩小，rram的高阻与低阻之间的窗口也在缩小；上述rram读取电路的方式中只是在存储单元与参考单元中产生两路比较电流之后将其转化成比较电压，其没有增大读取裕度，随着电阻窗口的减小会存在读取失败的风险。其次，存储器一般要求高于8位输出，意味着一个rram存储器至少需要8个读取电路并行输出数据，而上述rram读取电路的结构将会至少占用16个运算跨导放大器(ota)的面积，其会影响芯片的存储密度。此外，该结构的运算跨导放大器和比较器都会消耗较大功耗，并且如果要求提高精度和加快建立时间则会导致功耗更高。此外，由于mram的读取电路与rram的读取电路的原理和结构相类似，因此在现有的mram的读取电路中也存在同样的问题。
2、本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种存储器的读取电路，该存储器的读取电路包括参考电阻、开关模块、钳位模块、交叉耦合输出模块、以及预充电模块，其通过预充电步骤以及比较读出步骤，将读使能电压、钳位电压、预充电压设定为使得可利用存储器的读取电路进行读取，以将存储器的可变电阻的阻值信号转化成差值为电源电压的输出信号和反相输出信号。
3、解决技术问题的技术方案
4、为了解决上述问题，本专利技术的第一方面所涉及的存储器的读取电路中，包括：
5、参考电阻；
6、开关模块，该开关模块的一侧与所述参考电阻及所述存储器的可变电阻连接，用于对所述参考电阻及所述存储器的可变电阻与钳位模块之间的通断进行控制；
7、钳位模块，该钳位模块的一侧与所述开关模块的另一侧连接，用于在预充电步骤中对该钳位模块与所述开关模块之间的节点的电压进行钳位；
8、交叉耦合输出模块，该交叉耦合输出模块的一侧与所述钳位模块的另一侧连接，用于通过正反馈将所述预充电步骤中形成的差值电流转化成差值为电源电压的输出信号和反相输出信号；以及
9、预充电模块，该预充电模块与所述交叉耦合输出模块的其他侧连接，用于对所述存储器的读取电路进行预充电。
10、进一步地，所述存储器为rram或mram。
11、进一步地，所述存储器的读取电路在进行读取时执行如下步骤：
12、预充电步骤，该预充电步骤用于使所述存储器的读取电路的第一输出端子和第二输出端子充电至电源电压；以及
13、比较读出步骤，该比较读出步骤用于通过正反馈将所述预充电步骤中形成的差值电流转化成差值为电源电压的输出信号和反相输出信号。
14、进一步地，所述开关模块包括第一晶体管以及第十晶体管，
15、所述钳位模块包括第二晶体管以及第三晶体管，
16、所述交叉耦合输出模块包括第四晶体管、第五晶体管、第八晶体管以及第九晶体管，
17、所述预充电模块包括第六晶体管以及第七晶体管，
18、所述第十晶体管的源极与rram的可变电阻连接，所述第十晶体管的栅极与所述第一晶体管的栅极连接，所述第十晶体管的漏极与所述第二晶体管的源极连接，所述第一晶体管的源极与所述参考电阻连接，所述第一晶体管的漏极与所述第三晶体管的源极连接，
19、所述第二晶体管的栅极与所述第三晶体管的栅极连接，所述第二晶体管的漏极与所述第四晶体管的源极连接，所述第三晶体管的漏极与所述第五晶体管的源极连接，
20、所述第四晶体管的栅极与所述第八晶体管的栅极、所述第五晶体管的漏极、所述第九晶体管的漏极、所述第七晶体管的漏极、以及所述存储器的读取电路的第一输出端子连接，
21、所述第五晶体管的栅极与所述第九晶体管的栅极、所述第四晶体管的漏极、所述第八晶体管的漏极、所述第六晶体管的漏极、以及所述存储器的读取电路的第二输出端子连接，
22、所述第六晶体管的栅极与所述第七晶体管的栅极连接，所述第六晶体管的源极与所述第七晶体管的源极、所述第八晶体管的源极、所述第九晶体管的源极连接，
23、所述第九晶体管的驱动能力高于所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种存储器的读取电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的存储器的读取电路，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的存储器的读取电路，其特征在于，
4.根据权利要求1或2所述的存储器的读取电路，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的存储器的读取电路，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的存储器的读取电路，其特征在于，
7.根据权利要求1或2所述的存储器的读取电路，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的存储器的读取电路，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的存储器的读取电路，其特征在于，
10.根据权利要求4所述的存储器的读取电路，其特征在于，
11.根据权利要求4所述的存储器的读取电路，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种存储器的读取电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的存储器的读取电路，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的存储器的读取电路，其特征在于，
4.根据权利要求1或2所述的存储器的读取电路，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的存储器的读取电路，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的存储器的...
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