一种存储系统包括存储器，该存储器包括排列为一个或多个字的多个位。各个字中的各个位能够被编程为特定的逻辑状态或另一种逻辑状态。可变数据宽度控制器与存储器进行通信。可变数据宽度控制器包括加法器，该加法器用于确定要被编程到存储器中的字中的位的编程数。要被编程的各个位处于所述特定的逻辑状态。分割块在该编程数超过最大值时，将该字分割为两个或更多个子字。开关与分割块进行通信。该开关依次提供一个或多个写入脉冲。各个写入脉冲使能存储器与字和子字之一之间的独立通信路径。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及非易失性存储器编程。更加具体地讲，本专利技术涉及使得用户能够在不超出编程限制的前提下最优化写入速度的可变写入数据宽度。
技术介绍
相变存储(PCM)装置使用诸如硫族化物的相变材料来存储数据，这些相变材料能够在非晶相和晶相之间稳定变换。非晶相和晶相(或非晶态和晶态)表现出不同的电阻值，用于区分存储装置中存储器单元的不同逻辑状态。具体地说，非晶相表现出相对较高的电阻，而晶相表现出相对较低的电阻。至少一种类型的相变存储装置，PRAM (相变随机存取存储器)，使用非晶态来代表逻辑‘I’，并且使用晶态来代表逻辑‘O’。在PRAM装置中，晶态被称为“设置状态”，而非晶态被称为“复位状态”。由此，PRAM中的存储器单元通过将该存储器单元中的相变材料设置为晶态而存储逻辑‘0’，并且存储器单元通过将该相变材料设置为非晶态而存储逻辑‘I’。PRAM中的相变材料是通过将该材料加热到高于预定熔融温度的第一温度并且随后迅速对该材料进行冷却而被转换为非晶态的。该相变材料是通过以低于熔融温度但高于结晶温度的第二温度对该材料加热一个持续时间段而被转换为晶态的。由此，通过如上所述那样使用加热和冷却来将PRAM的存储器单元中的相变材料在非晶态和晶态之间进行转换，数据被编程到了 PRAM中的存储器单元中。PRAM中的相变材料通常包括含有锗(Ge)、锑(Sb)和碲(Te)的化合物，本领域中称为“GST”化合物。GST化合物非常适合用于PRAM，因为通过加热和冷却，它可以在非晶态和晶态之间迅速转换。除了 GST化合物之外或者作为GST化合物的替代品，可以在相变材料中使用各种各样的其它化合物。这些其它化合物的例子包括，但不局限于，诸如GaSb、InSb、InSe、Sb2Te3 和 GeTe 之类的 2 元素化合物，诸如 GeSbTe、GaSeTe、InSbTe、SnSb2Te4 和InSbGe 之类的 3 元素化合物，或者诸如 AglnSbTe、(GeSn) SbTe,GeSb (SeTe)和 Te81Ge15Sb2S2之类的4元素化合物。PRAM中的存储器单元称为“相变存储器单元”。相变存储器单元通常包括顶部电极、相变材料层、底部电极触点、底部电极和存取晶体管。通过测量相变材料层的电阻来对相变存储器单元进行读取操作，通过如前所述那样对相变材料层进行加热和冷却来对相变存储器单元进行编程或写入操作。图I是示出了采用MOS开关单元(或存储器单元)10的传统相变存储器单元和传统的二极管型相变存储器单元20的电路图。参照图1，存储器单元10包括相变电阻元件11和N型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管12，相变电阻元件11包括GST化合物。相变电阻元件11连接在位线(BL)和NMOS晶体管12之间，并且NMOS晶体管12连接在相变电阻元件11和地之间。此外，NMOS晶体管12的栅极与字线(WL)连接。NMOS晶体管12响应于施加到字线WL上的字线电压而被导通。在NMOS晶体管12导通的情况下，相变电阻元件11接收流经位线BL的电流。在图I中，相变电阻元件11连接在位线BL和NMOS晶体管12的漏极端子之间。再次参照图I，存储器单元20包括与位线BL连接的相变电阻元件21和连接在相变电阻元件21和字线WL之间的二极管22。相变存储器单元20是通过选择字线WL和位线BL而得到访问的。为了使相变存储器单元20正常工作，在选择了字线WL时，字线WL必须具有比位线BL低的电压电平，以便使得电流能够流过相变电阻元件21。二极管22得到正向偏置，从而如果字线WL的电压高于位线BL，则没有电流流过相变电阻元件21。为确保字线WL的电压电平低于位线BL，字线WL在被选中的时候通常接地。 在图I中，相变电阻元件11和21另外也可以被广义地称为“存储器元件”并且NMOS晶体管12和二极管22另外也可以被广义地称为“选择元件”。下文参照图2介绍相变存储器单元10和20的操作。具体地说，图2是示出存储器单元10和20的编程操作期间相变电阻元件11和21的温度特性的曲线图。在图2中，附图标记I表示相变电阻元件11和12在变换到非晶态期间的温度特性，附图标记2表示相变电阻元件11和21在变换到晶态期间的温度特性。参照图2，在到非晶态的变换中，在持续时间Tl内，向相变电阻元件11和21中的GST化合物持续施加电流，以将该GST化合物的温度升高到熔融温度Tm以上。在持续时间Tl之后，迅速降低该GST化合物的温度，或者对该GST化合物进行〃淬火〃，从而GST化合物呈现非晶态。另一方面，在到晶态的变换中，在时间段T2 (Τ2ΧΓ1)内，向相变电阻元件11和21中的GST化合物持续施加电流，以将该GST化合物的温度升高到结晶温度Tx以上。在T2处，该GST化合物被缓慢地冷却到结晶温度以下，从而使其呈现晶态。相变存储装置通常包括排列成存储器单元阵列的多个相变存储器单元。在存储器单元阵列内，每个存储器单元通常与相应的位线和相应的字线连接。例如，存储器单元阵列可以包括以列排列的位线和以行排列的字线，其中相变存储器单元位于列与行之间的各个交点附近。一般情况下，通过向特定字线施加适当的电压电平，可以选中与该特定字线连接的一行相变存储器单元。例如，要选择一行与图I左侧所示的相变存储器单元10类似的相变存储器单元，就要向相应的字线WL施加相对较高的电压电平，以使NMOS晶体管12导通。按照另外一种可选方案，要选择一行与图I右侧所示的相变存储器单元20类似的相变存储器单元，就要向相应的字线WL施加相对较低的电压电平，从而使得电流能够流过二极管22。只可惜，传统的PRAM装置能够同时接收多位输入，但是却不能将这些位同时编程到相应的存储器单元中。例如，PRAM可以通过多个引脚接收16个输入，但是PRAM却不能同时访问16个相变存储器单元。这一缺点的一个原因是，如果编程一个相变存储器单元需要ImA的电流，那么同时编程16个相变存储器单元就会需要16mA的电流。而且，如果提供该电流的驱动电路的效率是10%，那么同时编程这16个存储器单元就会需要160mA的电流。然而，传统的PRAM装置通常不具有提供如此高幅度电流的能力。韩国华山(Hwasung)的三星(Samsung)公司发表的论文(“A O. I μ ml. 8V 256Mb66MHz Synchronous Burst PRAM”，2006IEEE InternationalSolid-State CircuitsConference 1-4244-0079-1/06)展示了一种写入模式选择器,这种选择器能够依据操作环境确定从X2到X16的写入数据宽度。如果写入性能比较重要并且系统电源能够支持16mA,则会选择X16模式。在其它情况下，较小的写入数据宽度会有助于减小总峰值功率和平均运行功率。三星还提出了另一种解决复位(RESET)编程的高电流需求的方法(“A9Onm I. 8V 512Mb Diode-Switch PRAM With 266MB/s ReadThroughput”，IEEE Journal OfSolid-State Circuits,第43卷,第I期,2008年I月),甚至利用了外部引脚驱动方法。不过，这种方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.12 US 61/323202;2011.01.18 US 13/0085221.一种对存储器进行编程的方法，包括 确定要被编程到存储器中的字中位的编程数，其中要被编程的各个位处于特定的逻辑状态； 当该编程数超过最大值时，将所述字分割为两个或更多个子字；和 将各个子字依次写入到存储器中。2.根据权利要求I所述的方法，其中对所述字进行分割进一步包括将所述字划分为二的倍数个子字，各个子字包括彼此相同的位数。3.根据权利要求I所述的方法，其中所述特定的逻辑状态是复位状态。4.一种可变数据宽度系统，包括 加法器，确定要被编程到存储器中的字中位的编程数，其中要被编程的各个位处于特定的逻辑状态； 分割块，当编程数超过最大值时将所述字分为两个或更多个子字，各个子字包括彼此相同的位数；和 与分割块通信的开关，该开关依次提供一个或多个写入脉冲，各个写入脉冲使能存储器与字和子字之一之间的独立通信路径。5.根据权利要求4所述的系统，其中加法器包括多个异步加法器。6.根据权利要求4所述的系统，还包括寄存器，该寄存器保持所述编程数直到随后的写入操作完成为止。7.根据权利要求4所述的系统，还包括与分割块进行通信的寄存器，并且该寄存器适合于在其中存储所述最大值。8.根据权利要求7所述的系统，还包括与所述寄存器进行通信的写入驱动器使能器，该写入驱动器使能器响应于所述最大值选择驱动器强度。9.根据权利要求7所述的系统，还包括与所述寄存器进行通信的写入驱动器使能器，该写入驱动器使能器响应于所述最大值选择一个或多个驱动器，所有的所述一个或多个驱动器具有公共的充电泵输入端和公共的驱动器输出端。10.根据权利要求4所述的系统，其中分割块包括在编程数不大于所述最大值时使能全宽度信号的多个组合逻辑门。11.根据权利要求4所述的系统，其中分割块包括在编程数大于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘弘柏，
申请(专利权)人：莫塞德技术公司，
类型：
国别省市：
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