一種非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，該記憶體具有操作模式、資料備份模式及資料回復(fù)模式，該記憶體包括記憶細(xì)胞及節(jié)能模組，記憶細(xì)胞包括鎖存器、鎖存開關(guān)單元、備份記憶單元、備份設(shè)定單元、備份啟動單元及驅(qū)動訊號傳輸單元，節(jié)能模組則包括控制開關(guān)單元、備份判斷單元及回復(fù)開關(guān)單元，在資料備份模式下，當(dāng)備份記憶單元儲存的備份資料與鎖存器儲存的資料不相同時(shí)，備份記憶單元會產(chǎn)生一個(gè)備份驅(qū)動訊號，并輸出至備份判斷單元，備份判斷單元依據(jù)驅(qū)動訊號導(dǎo)通備份設(shè)定單元，以改變備份記憶單元的備份資料，令備份記憶單元正確備份。
【專利說明】
一種非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，尤其是一種僅只在備份記憶單元所儲存的備份資料與鎖存器資料不相同時(shí)時(shí)，才會進(jìn)行資料備份的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今由于能源意識的抬頭，低功率消耗與小面積設(shè)計(jì)已是手持式、穿載式、無線感測網(wǎng)路等之電子產(chǎn)品不可或缺的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。然而當(dāng)記憶體的系統(tǒng)端偵測到電源供應(yīng)不穩(wěn)定或系統(tǒng)即將進(jìn)入休眠模式并關(guān)閉電源前，每筆記憶體資料都必須備份并儲存至記憶單元的備份記憶單元內(nèi)，然而備份儲存必須消耗相當(dāng)多的電能，倘若備份記憶單元已經(jīng)正確儲存對應(yīng)的備份資料，卻仍然覆寫相同資料，造成不必要的電能消耗。
[0003]而且，當(dāng)電源供應(yīng)不穩(wěn)定或是外部電源突然斷電時(shí)，便只能依靠預(yù)先儲存在電容的電能供系統(tǒng)運(yùn)作，若是備份記憶單元已經(jīng)正確儲存卻仍進(jìn)行相同資料的覆寫動作，造成僅剩的電能浪費(fèi)，很可能使得在資料來不及完全備份前就用完所有剩余的電能，將使得記憶體所存的資料出現(xiàn)錯(cuò)誤。
[0004]因此，如何提供一種在備份記憶單元進(jìn)行資料的備份前，先行判斷是否需要進(jìn)行資料備份的機(jī)制，以降低記憶體虛耗不必要的備份電能，以維持足夠的電能確保記憶體能夠完整且正確的儲存所有資料，這都會是本案所要重視的問題與焦點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明之一目的在提供一種可在資料備份前先判斷備份記憶單元是否已儲存正確的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體。
[0006]本發(fā)明之另一目的在提供一種可降低不必要的電能虛耗的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體。
[0007]本發(fā)明之又一目的在提供一種可確保記憶體完整且正確儲存所有資料的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體。
[0008]本發(fā)明之一實(shí)施例提出一種非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，且非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體具有操作模式、資料備份模式及資料回復(fù)模式，其中非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體包括記憶細(xì)胞及節(jié)能模組，而記憶細(xì)胞是導(dǎo)接至字線、位線、互補(bǔ)位線、備份訊號線、備份訊號傳輸線及備份設(shè)定線，且記憶細(xì)胞包括鎖存器、鎖存開關(guān)單元、備份記憶單元、備份設(shè)定單元、備份啟動單元及驅(qū)動訊號傳輸單元，鎖存開關(guān)單元是在操作模式且鎖存開關(guān)單元受該字線傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，令位線及互補(bǔ)位線導(dǎo)接至鎖存器，供鎖存器接收位線或互補(bǔ)位線寫入資料并儲存;備份記憶單元具有一節(jié)點(diǎn)電壓，且備份記憶單元是導(dǎo)接備份訊號傳輸線，且備份記憶單元是供儲存?zhèn)浞葙Y料，當(dāng)備份資料與鎖存器儲存的資料不相同時(shí)，由備份記憶單元于該節(jié)點(diǎn)電壓產(chǎn)生備份驅(qū)動訊號，并由備份訊號傳輸線輸出節(jié)點(diǎn)電壓(Tag)的備份驅(qū)動訊號；備份設(shè)定單元是在資料備份模式及資料回復(fù)模式且備份啟動單元被驅(qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)接備份訊號線及備份記憶單元;備份啟動單元系在資料備份模式及資料回復(fù)模式時(shí)開啟，并當(dāng)備份啟動單元受該備份訊號線傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)接備份記憶單元及鎖存器，備份記憶單元依據(jù)位線的電位與鎖存器的該資料改變儲存的備份資料;及驅(qū)動訊號傳輸單元是設(shè)置在備份訊號傳輸線及備份記憶單元之間，并在資料備份模式及資料回復(fù)模式且驅(qū)動訊號傳輸單元被驅(qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通備份訊號傳輸線；而節(jié)能模組是由備份訊號傳輸線導(dǎo)接至備份記憶單元，在驅(qū)動訊號傳輸單元呈導(dǎo)通時(shí)，接收備份驅(qū)動訊號，其中節(jié)能模組包括控制開關(guān)單元、備份判斷單元及回復(fù)開關(guān)單元，而控制開關(guān)單元是在操作模式時(shí)，受字線傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通，并導(dǎo)接備份訊號傳輸線至參考電位，在資料備份模式及資料回復(fù)模式時(shí)，控制開關(guān)單元停止被導(dǎo)通，使備份驅(qū)動訊號從備份訊號傳輸線輸出；備份判斷單元是接收從備份訊號傳輸線傳輸?shù)膫浞蒡?qū)動訊號，并依據(jù)驅(qū)動訊號驅(qū)動備份設(shè)定單元呈導(dǎo)通；回復(fù)開關(guān)單元是在資料回復(fù)模式時(shí)，驅(qū)動備份設(shè)定單元呈導(dǎo)通。
[0009]本發(fā)明是提出的一種非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，具有可判斷備份記憶單元所儲存的備份資料是否正確，且僅只在不正確時(shí)才會進(jìn)行資料的備份，可避免當(dāng)備份資料是正確卻仍進(jìn)行相同資料的覆寫，如此一來，可降低不必要的電能虛耗，進(jìn)一步地，更可令記憶體維持足夠的電能提供記憶體進(jìn)行完整且正確的資料備份。
【附圖說明】
[0010]為讓本發(fā)明的敘述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下:
[0011]圖1A是根據(jù)本案一實(shí)施例之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體的電路圖；
[0012]圖1B是圖1A之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體包含有節(jié)能模組之電路架構(gòu)的電路圖；
[0013]圖2是圖1A、B之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈一般操作模式儲存資料的電路導(dǎo)通示意圖；
[0014]圖3是圖1A、B之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈一般操作模式時(shí)儲存另一資料型態(tài)的電路導(dǎo)通不意圖；
[0015]圖4是圖1A、B之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈資料備份模式前，進(jìn)行備份資料是否需備份之判定的電路導(dǎo)通示意圖；
[0016]圖5是圖4之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈資料備份模式且判定需備份，使備份記憶單元的第一電阻記憶組件做儲存的電路導(dǎo)通示意圖；
[0017]圖6是圖4之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈資料備份模式并使備份記憶單元的第二電阻記憶組件做儲存的電路導(dǎo)通示意圖；
[0018]圖7是圖4之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈資料備份模式并判定不需備份時(shí)的電路導(dǎo)通不意圖；
[0019]圖8是圖1A、B之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈資料回復(fù)模式的電路導(dǎo)通示意圖；
[0020]圖9是圖1A、B之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈成型模式前的電路導(dǎo)通示意圖；
[0021]圖10是圖9之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈成型模式對第一電阻記憶組件做成型的電路導(dǎo)通示意圖；
[0022]圖11是圖9之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈成型模式對第二電阻記憶組件做成型的電路導(dǎo)通示意圖；
[0023]圖12是圖1A、B之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈進(jìn)行初始化模式的電路導(dǎo)通示意圖；及
[0024]圖13是根據(jù)本案另一實(shí)施例之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的車輛數(shù)據(jù)整合之方法其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0026]圖1A是繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，本案之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體具有操作模式、資料備份模式(Store)及資料回復(fù)模式(Restore)，且本案之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體包括有記憶細(xì)胞I及節(jié)能模組2，其中記憶細(xì)胞I是導(dǎo)接至字線WL、位線BL、互補(bǔ)位線BLB、備份訊號線SWL、備份訊號傳輸線3及備份設(shè)定線4，記憶細(xì)胞I包括有鎖存開關(guān)單元11、鎖存器(LatchHO、備份啟動單元12、備份記憶單元15、備份設(shè)定單元13及驅(qū)動訊號傳輸單元16。
[0027]其中，鎖存開關(guān)單元11是在操作模式、且鎖存開關(guān)單元11受字線WL傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，令該位線BL及互補(bǔ)位線BLB導(dǎo)接至鎖存器10，供鎖存器10接收位線BL或互補(bǔ)位線BLB寫入的一資料并儲存，備份記憶單元15是導(dǎo)接備份訊號傳輸線3，且供儲存一組備份資料，當(dāng)備份資料與鎖存器10儲存的資料不相同時(shí)，備份記憶單元15將產(chǎn)生一備份驅(qū)動訊號，并由備份訊號傳輸線3輸出，在本例中，備份記憶單元15包括一個(gè)第一電阻記憶組件Rl及一個(gè)第二電阻記憶組件R2，備份驅(qū)動訊號是第一記憶組件Rl及第二記憶組件R2之間的節(jié)點(diǎn)電壓Tag，其中，第一電阻記憶組件Rl及第二電阻記憶組件R2皆具有可轉(zhuǎn)態(tài)的高阻態(tài)及低阻態(tài)，當(dāng)電阻記憶組件R1、R2的設(shè)置端TE接收該資料時(shí)呈低阻態(tài)，當(dāng)重置端BE接收資料時(shí)呈尚阻態(tài)。
[0028]當(dāng)備份啟動單元12在資料備份模式及資料回復(fù)模式呈導(dǎo)通、且備份啟動單元12受備份訊號線SWL傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)接備份記憶單元15，以供位線BL寫入的資料傳輸至備份記憶單元15及鎖存器10，且備份記憶單元15可依據(jù)該位線BL的電位與鎖存器的資料改變所儲存的備份資料，驅(qū)動訊號傳輸單元16是設(shè)置在備份訊號傳輸線3及備份記憶單元15之間，在資料備份模式及資料回復(fù)模式、且驅(qū)動訊號傳輸單元16被驅(qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通備份訊號傳輸線3。
[0029]節(jié)能模組2是在驅(qū)動訊號傳輸單元16呈導(dǎo)通時(shí)，該備份訊號傳輸線3導(dǎo)接至備份記憶單元15，接收備份驅(qū)動訊號，其中節(jié)能模組2包括控制開關(guān)單元21、備份判斷單元22及回復(fù)開關(guān)單元23，控制開關(guān)單元21是在操作模式時(shí)，受字線WL傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通，并導(dǎo)接備份訊號傳輸線3至參考電位VSS，使備份驅(qū)動訊號被放電至參考電位VSS，在資料備份模式及資料回復(fù)模式時(shí)，控制開關(guān)單元21停止被導(dǎo)通，使備份驅(qū)動訊號從備份訊號傳輸線3輸出至備份判斷單元22，備份判斷單元22是接收從備份訊號傳輸線3傳輸?shù)膫浞蒡?qū)動訊號，并依據(jù)該備份驅(qū)動訊號驅(qū)動備份設(shè)定單元13呈導(dǎo)通或不導(dǎo)通?；貜?fù)開關(guān)單元23，是在資料回復(fù)模式時(shí)，驅(qū)動備份設(shè)定單元13呈導(dǎo)通。
[0030]在本例中，鎖存開關(guān)單元11包括一個(gè)第一控制電晶體Ml及一個(gè)第二控制電晶體M2，備份啟動單元12包括一個(gè)第三控制電晶體M3及一個(gè)第四控制電晶體M4，驅(qū)動訊號傳輸單元16包括一個(gè)第五控制電晶體M5，備份設(shè)定單元13包括一個(gè)第六控制電晶體M6，且鎖存開關(guān)單元11、備份啟動單元12、驅(qū)動訊號傳輸單元16及備份設(shè)定單元13的每一個(gè)電晶體皆具有一第一源/汲極、一第二源/汲極與一閘極，而鎖存器10包括有一個(gè)第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q及一個(gè)第二傳輸節(jié)點(diǎn)QB，而第一電阻記憶組件Rl及第二電阻記憶組件R2皆具有一個(gè)設(shè)置端TE及一個(gè)重置端BE。
[0031]其中第一控制電晶體Ml及第二控制電晶體M2的各閘極M13、M23是電性耦接字線WL，第一控制電晶體Ml的第一源/汲極Ml i是電性耦接位線BL，第二源/汲極Ml 2是電性耦接第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q，第二控制電晶體M2的第一源/汲極M2i是電性耦接第二傳輸節(jié)點(diǎn)QB，第二源/汲極M22是電性耦接互補(bǔ)位線BLB。
[0032]第三控制電晶體M3、第四控制電晶體M4及第五控制電晶體M5的各閘極M33、M43、M53是電性耦接備份訊號線SWL，第三控制電晶體M3的第一源/汲極1131是電性耦接第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q，第二源/汲極M32是電性耦接第一電阻記憶組件Rl的重置端BE，第四控制電晶體M4的第一源/汲極Mt是電性耦接第二傳輸節(jié)點(diǎn)QB，第二源/汲極M42是電性耦接第二電阻記憶組件R2的重置端BE，第五控制電晶體M5的第一源/汲極1151是電性耦接第二電阻記憶組件R2的設(shè)置端TE，第二源/汲極M52是電性耦接備份訊號傳輸線3，第六控制電晶體M6的閘極M63是透過備份設(shè)定線4電性耦接節(jié)能模組2的備份判斷單元22及回復(fù)開關(guān)單元23，第一源/汲極1161是電性耦接位線BL，第二源/汲極M62是電性耦接第一電阻記憶組件Rl的設(shè)置端TE，第一電阻記憶組件Rl及第二電阻記憶組件R2的各設(shè)置端TE是相互電性耦接。
[0033]一并參考圖1B所示，其中控制開關(guān)單元21則包括一個(gè)第一節(jié)能電晶體Dl，備份判斷單元22則包括一個(gè)第二節(jié)能電晶體D2、一個(gè)第三節(jié)能電晶體D3、一個(gè)第四節(jié)能電晶體D4、一個(gè)第五節(jié)能電晶體D5、一個(gè)第六節(jié)能電晶體D6、一個(gè)第七節(jié)能電晶體D7、一個(gè)第八節(jié)能電晶體D8、一個(gè)第九節(jié)能電晶體D9、一個(gè)第十節(jié)能電晶體DlO及一個(gè)第十一節(jié)能電晶體Dll，回復(fù)開關(guān)單元23則包括一個(gè)第十二節(jié)能電晶體D12，而控制開關(guān)單元21、備份判斷單元22及該回復(fù)開關(guān)單元23的每一個(gè)電晶體皆具有一第一源/汲極、一第二源/汲極與一閘極，且第二、四、六、八、^ 及十二節(jié)能電晶體為P型，第一、三、五、七、九及十節(jié)能電晶體為N型。
[0034]其中第一、三、五、七及九節(jié)能電晶體01、03、05、07、09的各該第二源/汲極012、032、D52、D72、D92是電性耦接至參考電位VSS，第二及四節(jié)能電晶體D2、D4的各第一源/汲極D2!、0如是電性耦接至一個(gè)第一電壓源VDD1，第六及八節(jié)能電晶體D6、D8的各第一源/汲極D61、08!是電性耦接至一個(gè)第二電壓源VDD2，第十及十二節(jié)能電晶體D10、D12的各閘極D103、D123是電性耦接至第二電壓源VDD2，第十一節(jié)能電晶體Dll的閘極Dll3是電性耦接至反相第二電壓源VDD2_bar，第二及三節(jié)能電晶體D2、D3的各閘極D23、D33是電性耦接至備份訊號傳輸線3，第二節(jié)能電晶體D2的第二源/汲極D22與第三節(jié)能電晶體D3的第一源/汲極03!是電性耦接至第四及五節(jié)能電晶體D4、D5的各閘極D43、D53，第四節(jié)能電晶體D4的第二源/汲極D42與第五節(jié)能電晶體D5的第一源/汲極D5i是電性耦接至第七電晶體D7的閘極D73，第六電晶體D6的閘極D63是電性親接至一預(yù)充電訊號(Pre charge) PV，第六節(jié)能電晶體D6的第二源/汲極D62與第七節(jié)能電晶體D7的第一源/汲極D7i是電性耦接至第八及九節(jié)能電晶體D8、D9的各閘極D83、D93，第八節(jié)能電晶體D8的第二源/汲極D82與第九節(jié)能電晶體D9的第一源/汲極0七是電性耦接至第十及i^一節(jié)能電晶體D10、D11的各第一源/汲極DlOhDll1，第十及^^一節(jié)能電晶體D1、D11的各第二源/汲極D12、D112是電性耦接至備份設(shè)定單元13的第六控制電晶體M6的閘極M63，第十二節(jié)能電晶體D12的第一源/汲極DW1是電性耦接至一第三電壓源VDD3，第二源/汲極D122是電性耦接至備份設(shè)定單元13的第六控制電晶體M6的閘極M63。
[0035]如圖2所示，為本案非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體在操作摸式的電路導(dǎo)通示意圖，在一般操作摸式中，第一控制電晶體Ml、第二控制電晶體M2及第一節(jié)能電晶體Dl受字線WL傳輸?shù)挠嵦柋或?qū)動呈導(dǎo)通，并關(guān)閉第三控制電晶體M3及第四控制電晶體M4，在寫入資料前，先將位線BL及互補(bǔ)位線預(yù)充電，再藉由寫入路徑選擇位線BL或互補(bǔ)位線BLB放電，以將資料寫入至鎖存器10內(nèi)，另外，讀取時(shí)也需將位線BL與互補(bǔ)位線BLB預(yù)充電，再藉由儲存至鎖存器10的資料決定放電路徑，以供相關(guān)感測放大器(圖未示)讀取資料，且圖2所示的寫入資料，是以寫入I為例，因此鎖存器10之第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q為I，第二傳輸節(jié)點(diǎn)QB為0，若寫入的資料為O，則如圖3所示，鎖存器10之第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q為O，第二傳輸節(jié)點(diǎn)QB為I。
[0036]欲進(jìn)行資料備份模式前，如圖4所式，預(yù)充電訊號PV提供OV電壓訊號，令P型的第六節(jié)能電晶體D6被驅(qū)動呈導(dǎo)通，并使第六節(jié)能電晶體D6及第七節(jié)能電晶體D7之間的節(jié)點(diǎn)NI被預(yù)先受第二電壓源VDD2充電一個(gè)充電電壓(3.3V)，在進(jìn)行資料備份模式時(shí)，如圖5所示，第一節(jié)能電晶體Dl停止被驅(qū)動，以解除備份訊號傳輸線3與參考電位VSS之間的導(dǎo)通，令第一電阻記憶組件Rl及第二電阻記憶組件R2之間的節(jié)點(diǎn)電壓Tag被傳輸至備份判斷單元22，由備份判斷單元22判定是否需進(jìn)行資料的備份，其中節(jié)點(diǎn)電壓Tag具有一高準(zhǔn)位及一低準(zhǔn)位，當(dāng)寫入鎖存器10的資料與備份記憶單元15儲存的備資料不同時(shí)，節(jié)點(diǎn)電壓Tag呈高準(zhǔn)位，相同時(shí)則呈低準(zhǔn)位，并以此供判斷單元22可依據(jù)高準(zhǔn)位驅(qū)動備份設(shè)定單元13的第六控制電晶體M6，以及依據(jù)低準(zhǔn)位停止驅(qū)動。
[0037]如圖5所示，本例之節(jié)點(diǎn)電壓Tag高準(zhǔn)位為2.17V，因此，第三節(jié)能電晶體D3及第四節(jié)能電晶體D4可受到驅(qū)動而呈導(dǎo)通，并使得第七節(jié)能電晶體D7受到第一電壓源VDD1(2.5V)驅(qū)動呈導(dǎo)通，此時(shí)，原預(yù)充電訊號PV為3.3V，因P型的第六節(jié)能電晶體D6被驅(qū)動呈截止導(dǎo)通，而節(jié)點(diǎn)NI的充電電壓受第七節(jié)能電晶體D7放電至參考電位VSS而降為0V，由于NI節(jié)點(diǎn)分壓放電控制，是受節(jié)點(diǎn)電壓Tag的高、低準(zhǔn)位決定，若NI節(jié)點(diǎn)被放電，則表示寫入的資料與備份資料不同，因此要進(jìn)行資料備份，此時(shí)第三控制電晶體M3、第四控制電晶體M4與備份啟動單元的第六控制電晶體M6被驅(qū)動呈導(dǎo)通，使得第一電阻記憶組件Rl的設(shè)置端TE接收該位線BL寫入的資料(2.5V)，再由重置端BE輸出至第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q，使得第一電阻記憶組件Rl阻態(tài)被設(shè)置(Set)，接著如圖6所示，位線(BL)將輸入電壓降為0V，即可令第二傳輸節(jié)點(diǎn)QB傳輸資料至第二電阻記憶組件R2的重置端BE，再由設(shè)置端TE輸出至位線BL，使得第二電阻記憶組件R2阻態(tài)被重設(shè)(Reset)，
[0038]若節(jié)點(diǎn)電壓Tag呈低準(zhǔn)位，表示不需進(jìn)行備份動作，如圖7所示，第二及五節(jié)能電晶體D2、D5被驅(qū)動呈導(dǎo)通，并停止第七節(jié)能電晶體D7的驅(qū)動，使第七節(jié)能電晶體D7截止導(dǎo)通，令節(jié)點(diǎn)NI的充電電壓不被放電，使得節(jié)點(diǎn)NI的充電電壓可驅(qū)動第八節(jié)能電晶體D8呈停止導(dǎo)通，驅(qū)動第九節(jié)能電晶體D9呈導(dǎo)通，并使第二電壓源VDD2停止被輸出至第六控制電晶體M6，令第六控制電晶體M6停止導(dǎo)通，使第一電阻記憶組件Rl及第二電阻記憶組件R2皆維持原狀
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[0039]在資料備份模式結(jié)束后，非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體將切換至休眠狀態(tài)，此時(shí)所有開關(guān)單元皆不受驅(qū)動，直到非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體將解除休眠呈資料回復(fù)模式，如圖8所示，第十二節(jié)能電晶體D12受第三電壓源VDD3驅(qū)動呈導(dǎo)通，令第三電壓源VDD3至第六控制電晶體M6，使第六控制電晶體M6被驅(qū)動呈導(dǎo)通。
[0040]本案之非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體以電阻式記憶體為例，為使記憶體能夠正常運(yùn)作，因此，非揮發(fā)性電阻式靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體在呈操作模式前，更需進(jìn)行一個(gè)成型模式(Forming)及一個(gè)初始化模式，參考圖9所示，在成型模式時(shí)，第一控制電晶體Ml及第二控制電晶體M2受字線WL傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通，第六控制電晶體M6受回復(fù)開關(guān)單元23傳輸?shù)尿?qū)動訊號呈導(dǎo)通，鎖存器10從第二傳輸節(jié)點(diǎn)QB接收互補(bǔ)位線BLB寫入的該資料，并由該第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q將該資料從該位線BL輸出，接著，如圖10所示，再停止導(dǎo)通第一控制電晶體Ml及第二控制電晶體M2，由備份訊號線SWL傳輸訊號并驅(qū)動第三、四及五控制電晶體M3、M4、M5，并藉由呈導(dǎo)通的第六控制電晶體M6傳輸位線BL寫入的資料，再由第一電阻記憶組件Rl的設(shè)置端TE接收資料，并再由重置端BE輸出該資料，且藉由呈導(dǎo)通的第三控制電晶體M3傳輸至鎖存器10的第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q，則完成對第一電阻記憶組件Rl的成型。再如圖9之反例，將第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q寫入為2.5V，第二傳輸節(jié)點(diǎn)QB寫入為0V，貝Ij圖11所示，由第二電阻記憶組件R2的設(shè)置端TE接收位線BL寫入的資料，再由重置端BE輸出該資料，并藉由呈導(dǎo)通的第四控制電晶體M4傳輸至該鎖存器10的第二傳輸節(jié)點(diǎn)QB并寫入至第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q，即完成對第二電阻記憶組件R2的成型，使第一電阻記憶組件Rl與第二電阻記憶組件R2皆呈低阻值狀態(tài)。
[0041 ] 接下來進(jìn)行初始化模式，如圖12所示，當(dāng)?shù)谝浑娮栌洃浗M件Rl及第二電阻記憶組件R2的各設(shè)置端TE皆接收資料并呈低阻態(tài)后，位線BL給予輸入電位降為0V，使寫入至鎖存器10的第一傳輸節(jié)點(diǎn)Q的資料藉由呈導(dǎo)通的該第三電晶體M3傳輸至第一電阻記憶組件Rl的重置端BE，再由設(shè)置端TE輸出資料，并藉由呈導(dǎo)通的第六電晶體M6傳輸至位線BL使其放電，令第一電阻記憶組件Rl轉(zhuǎn)態(tài)呈高阻態(tài)，而第二電阻記憶組件R2仍呈低阻態(tài)，如此，第一電阻記憶組件Rl與第二電阻記憶組件R2為互補(bǔ)式阻值后，即可令本案之記憶體正常操作。
[0042]如圖13是繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其中備份判斷單元22更包括一回授反向器220，回授反向器220具有一個(gè)輸入端22(h及一個(gè)輸出端2202，其中輸入端220!是電性耦接至第九節(jié)能電晶體D9的第一源/汲極D9!，輸出端2202則是電性耦接至第六節(jié)能電晶體D6的第二源/汲極D62，因此，當(dāng)備份判斷單元22依據(jù)節(jié)點(diǎn)電壓Tag判斷為不需執(zhí)行備份動作，回授反向器220可以鎖存住第六節(jié)能電晶體D6的第二源/汲極D62的電荷，其中回授反向器220的驅(qū)動能力弱于第八節(jié)能電晶體D8及第九節(jié)能電晶體D9，因此不會影響第六節(jié)能電晶體D6的第二源/汲極D62正常放電。
[0043]綜上所述，本發(fā)明提出一種非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，在進(jìn)行資料備份時(shí)，先由備份判斷單元判斷備份記憶單元所儲存的備份資料是否正確，若正確則不需進(jìn)行備份，若不正確才會進(jìn)行資料的備份，因此，可避免當(dāng)備份資料是正確卻仍進(jìn)行相同資料的覆寫，可降低不必要的的電能虛耗，令記憶體保持足夠電能，以供記憶體進(jìn)行完整且正確的資料備份。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，該非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體具有一操作模式、一資料備份模式及一資料回復(fù)模式，其中該非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體的特征是包括: 一記憶細(xì)胞，該記憶細(xì)胞是導(dǎo)接至一字線、一位線、一互補(bǔ)位線、一備份訊號線、一備份訊號傳輸線及一備份設(shè)定線，且該記憶細(xì)胞包括: 一鎖存器； 一組鎖存開關(guān)單元，是在該操作模式且該鎖存開關(guān)單元受該字線傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，令該位線及該互補(bǔ)位線導(dǎo)接至該鎖存器，供該鎖存器接收該位線或該互補(bǔ)位線寫入一資料并儲存； 一組備份記憶單元，具有一節(jié)點(diǎn)電壓，該備份記憶單元是導(dǎo)接該備份訊號傳輸線，且該備份記憶單元是供儲存一備份資料，當(dāng)該備份資料與該鎖存器儲存的該資料不相同時(shí)，該備份記憶單元于節(jié)點(diǎn)電壓產(chǎn)生一備份驅(qū)動訊號，并由該備份訊號傳輸線輸出該節(jié)點(diǎn)電壓的備份驅(qū)動訊號； 一組備份啟動單元，是在該資料備份模式及該資料回復(fù)模式且該備份啟動單元受該備份訊號線傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)接該備份記憶單元及該鎖存器，該備份記憶單元依據(jù)該位線的電位與鎖存器的資料寫入該資料改變儲存的該備份資料； 一組備份設(shè)定單元，是在該資料備份模式及該資料回復(fù)模式且該備份啟動單元被驅(qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)接該位線及該備份記憶單元;及 一驅(qū)動訊號傳輸單元，是設(shè)置在該備份訊號傳輸線及該備份記憶單元之間，并在該資料備份模式及該資料回復(fù)模式且驅(qū)動訊號傳輸單元被驅(qū)動呈導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通該備份訊號傳輸線;及 一節(jié)能模組，是由該備份訊號傳輸線導(dǎo)接至該備份記憶單元，在該驅(qū)動訊號傳輸單元呈導(dǎo)通時(shí)，接收該備份驅(qū)動訊號，其中該節(jié)能模組包括: 一控制開關(guān)單元，是在操作模式時(shí)，受該字線傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通，并導(dǎo)接該備份訊號傳輸線至一參考電位，在該資料備份模式及該資料回復(fù)模式時(shí)，該控制開關(guān)單元停止被導(dǎo)通，使該備份驅(qū)動訊號從該備份訊號傳輸線輸出； 一備份判斷單元，是接收從該備份訊號傳輸線傳輸?shù)脑搨浞蒡?qū)動訊號，并依據(jù)該備份驅(qū)動訊號驅(qū)動該備份設(shè)定單元呈導(dǎo)通;及 一回復(fù)開關(guān)單元，是在資料回復(fù)模式時(shí)，驅(qū)動該備份設(shè)定單元呈導(dǎo)通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該備份記憶單元包括一第一電阻記憶組件及一第二電阻記憶組件，該備份驅(qū)動訊號是該第一記憶組件及該第二記憶組件之間的該節(jié)點(diǎn)電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該鎖存開關(guān)單元包括一第一控制電晶體及一第二控制電晶體，該備份啟動單元包括一第三控制電晶體及一第四控制電晶體，該驅(qū)動訊號傳輸單元包括一第五控制電晶體，該備份設(shè)定單元包括一第六控制電晶體，該鎖存開關(guān)單元、該備份啟動單元、該驅(qū)動訊號傳輸單元及該備份設(shè)定單元的每一個(gè)電晶體皆具有一第一源/汲極、一第二源/汲極與一閘極，該鎖存器包括一第一傳輸節(jié)點(diǎn)及一第二傳輸節(jié)點(diǎn)，該第一電阻記憶組件及該第二電阻記憶組件皆具有一設(shè)置端及一重置端； 其中該第一控制電晶體及該第二控制電晶體的各該閘極是電性耦接該字線，該第一控制電晶體的該第一源/汲極是電性耦接該位線，該第二源/汲極是電性耦接該第一傳輸節(jié)點(diǎn)，該第二控制電晶體的該第一源/汲極是電性耦接該第二傳輸節(jié)點(diǎn)，該第二源/汲極是電性耦接該互補(bǔ)位線； 其中該第三控制電晶體、該第四控制電晶體及該第五控制電晶體的各該閘極是電性耦接該備份訊號線，該第三控制電晶體的該第一源/汲極是電性耦接該第一傳輸節(jié)點(diǎn)，該第二源/汲極是電性耦接該第一電阻記憶組件的該重置端，該第四控制電晶體的該第一源/汲極是電性耦接該第二傳輸節(jié)點(diǎn)，該第二源/汲極是電性耦接該第二電阻記憶組件的該重置端，該第五控制電晶體的該第一源/汲極是電性耦接該第二電阻記憶組件的該設(shè)置端，該第二源/汲極是電性耦接該備份訊號傳輸線； 其中該第六控制電晶體的該閘極是電性耦接該節(jié)能模組的備份判斷單元及該回復(fù)開關(guān)單元，該第一源/汲極是電性耦接該位線，該第二源/汲極是電性耦接該第一電阻記憶組件的該設(shè)置端； 其中該第一電阻記憶組件及該第二電阻記憶組件的各該設(shè)置端是相互電性耦接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該鎖存器儲存的該資料與該備份記憶單元儲存的該備份資料相反時(shí)，該備份啟動單元的該第三控制電晶體及該第四控制電晶體與該備份設(shè)定單元的該第六控制電晶體被驅(qū)動呈導(dǎo)通，該第一電阻記憶組件的該設(shè)置端接收該位線寫入的該資料，由該第一電阻記憶組件的該重置端輸出至該鎖存器的該第一傳輸節(jié)點(diǎn)，且當(dāng)該第二傳輸節(jié)點(diǎn)傳輸該資料至該第二電阻記憶組件的該重置端時(shí)，該位線給予輸入電位為0V，使該第二電阻記憶組件從該重置端接收的該資料由該設(shè)置端輸出至該位線。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體在呈該操作模式前，更具有一成型模式，當(dāng)該非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體呈該成型模式時(shí)，該第一控制電晶體及該第二控制電晶體受該字線傳輸?shù)挠嵦栻?qū)動呈導(dǎo)通，該第六控制電晶體受該回復(fù)開關(guān)單元傳輸?shù)尿?qū)動訊號呈導(dǎo)通，該鎖存器從該第二傳輸節(jié)點(diǎn)接收該互補(bǔ)位線寫入的該資料，并由該第一傳輸節(jié)點(diǎn)將該資料從該位線輸出，再停止導(dǎo)通該第一控制電晶體及該第二控制電晶體，由該備份訊號線傳輸訊號并驅(qū)動該第三、四及五控制電晶體，并藉由呈導(dǎo)通的該第六控制電晶體傳輸該位線寫入的該資料，再由該第一電阻記憶組件的該設(shè)置端接收該資料，再由該重置端輸出該資料，并藉由呈導(dǎo)通的該第三控制電晶體傳輸至該鎖存器的該第一傳輸節(jié)點(diǎn)，反之，當(dāng)鎖存器內(nèi)儲存的該資料在該第一傳輸節(jié)點(diǎn)時(shí)，該位線所寫入的該資料，由該第二電阻記憶組件的該設(shè)置端接收，再由該重置端輸出該資料，并藉由呈導(dǎo)通的該第四控制電晶體傳輸至該鎖存器的該第二傳輸節(jié)點(diǎn)，使該第一電阻記憶組件與該第二電阻記憶組件皆呈低阻值狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該第一電阻記憶組件及該第二電阻記憶組件皆具有可轉(zhuǎn)態(tài)的一高阻態(tài)及一低阻態(tài)，每一該電阻記憶組件的該設(shè)置端接收該資料時(shí)，該電阻記憶組件呈低阻態(tài)，該重置端接收該資料時(shí)，該電阻記憶組件呈尚阻態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該第一電阻記憶組件與該第二電阻記憶組件在該成型模式皆呈低阻態(tài)。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體在呈該成型模式后及在該操作模式前，更具有一初始化模式，當(dāng)成型操作后該第一電阻記憶組件及該第二電阻記憶組件的各該設(shè)置端皆接收該資料并呈低阻態(tài)時(shí)，該位線停止寫入該資料，使該鎖存器的該第一傳輸節(jié)點(diǎn)的資料藉由呈導(dǎo)通的該第三控制電晶體傳輸至該第一電阻記憶組件的該重置端，再由該設(shè)置端輸出該資料，并藉由呈導(dǎo)通的該第六控制電晶體傳輸至該位線，令該第一電阻記憶組件轉(zhuǎn)態(tài)呈高阻態(tài)。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該控制開關(guān)單元包括一第一節(jié)能電晶體，該備份判斷單元包括一第二節(jié)能電晶體、一第三節(jié)能電晶體、一第四節(jié)能電晶體、一第五節(jié)能電晶體、一第六節(jié)能電晶體、一第七節(jié)能電晶體、一第八節(jié)能電晶體、一第九節(jié)能電晶體、一第十節(jié)能電晶體及一第十一節(jié)能電晶體，該回復(fù)開關(guān)單元包括一第十二節(jié)能電晶體，該控制開關(guān)單元、備份判斷單元及該回復(fù)開關(guān)單元的每一個(gè)電晶體皆具有一第一源/汲極、一第二源/汲極與一閘極，且該第二、四、六、八、十一及十二節(jié)能電晶體為P型，該第一、三、五、七、九及十節(jié)能電晶體為N型； 其中該第一、三、五、七及九節(jié)能電晶體的各該第二源/汲極是電性耦接至該參考電位，該第二及四節(jié)能電晶體的各該第一源/汲極是電性耦接至一第一電壓源，該第六及八節(jié)能電晶體的各該第一源/汲極是電性耦接至一第二電壓源，該第十及十二節(jié)能電晶體的各該閘極是電性耦接至該第二電壓源，該第十一節(jié)能電晶體的該閘極是電性耦接至反相的該第二電壓源，該第二及三節(jié)能電晶體的各該閘極是電性耦接至該備份訊號傳輸線，該第二節(jié)能電晶體的該第二源/汲極與該第三節(jié)能電晶體的該第一源/汲極是電性耦接至該第四及五節(jié)能電晶體的各該閘極，該第四節(jié)能電晶體的該第二源/汲極與該第五節(jié)能電晶體的該第一源/汲極是電性耦接至該第七電晶體的該閘極，該第六電晶體的閘極是電性耦接至一預(yù)充電訊號，該第六節(jié)能電晶體的該第二源/汲極與該第七節(jié)能電晶體的該第一源/汲極是電性耦接至該第八及九節(jié)能電晶體的各該閘極，該第八節(jié)能電晶體的該第二源/汲極與該第九節(jié)能電晶體的該第一源/汲極是電性耦接至該第十及十一節(jié)能電晶體的各該第一源/汲極，該第十及十一節(jié)能電晶體的各該第二源/汲極是電性耦接至該備份設(shè)定單元，該第十二節(jié)能電晶體的該第一源/汲極是電性耦接至一第三電壓源，該第二源/汲極是電性耦接至該備份設(shè)定單元。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該節(jié)點(diǎn)電壓具有一高準(zhǔn)位及一低準(zhǔn)位，該備份判斷單元是依據(jù)該高準(zhǔn)位驅(qū)動該備份設(shè)定單元，以及依據(jù)該低準(zhǔn)位停止驅(qū)動該備份設(shè)定單元。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該備份判斷單元的該第六節(jié)能電晶體在資料備份模式時(shí)接收該預(yù)充電訊號，使該第六節(jié)能電晶體的第二源/汲極及第七節(jié)能電晶體的第一源/汲極節(jié)點(diǎn)被預(yù)先受第二電壓源充電一充電電壓，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)電壓呈高準(zhǔn)位且該第三、四、七、八、十及十一節(jié)能電晶體被驅(qū)動呈導(dǎo)通、該充電電壓受該第七節(jié)能電晶體放電至該參考電位時(shí)，使該第二電壓源輸出至該備份設(shè)定單元，令該備份設(shè)定單元受該第二電壓源驅(qū)動呈導(dǎo)通；當(dāng)該節(jié)點(diǎn)電壓呈低準(zhǔn)位且該第二、五、十及十一節(jié)能電晶體被驅(qū)動呈導(dǎo)通、該第九節(jié)能電晶體受該充電電壓呈導(dǎo)通時(shí)，停止該第二電壓源被輸出至該備份設(shè)定單元，令該備份設(shè)定單元停止被導(dǎo)通。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該備份判斷單元更包括一回授反向器，該回授反向器具有一個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端，該備份判斷單元的該輸入端是電性耦接至該第九節(jié)能電晶體的該第一源/汲極，備份判斷單元的該輸出端是電性耦接至該第六節(jié)能電晶體的該第二源/汲極。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該回復(fù)開關(guān)單元的該第十二電晶體在資料回復(fù)模式時(shí)，受該第二電壓源驅(qū)動呈導(dǎo)通，并使該第三電壓源輸出至該備份設(shè)定單元，使該備份設(shè)定單元受該第三電壓源驅(qū)動呈導(dǎo)通。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該第一電壓源、該第二電壓源、該第三電壓源，可依據(jù)選用的制程技術(shù)改變以上電壓源的電位。15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該第一與第二電阻記憶組件可用任何非揮發(fā)性記憶組件做取代。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非揮發(fā)性靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體，其特征是，該節(jié)能模組為該記憶細(xì)胞所使用，其依據(jù)該備份訊號傳輸線所傳輸?shù)挠嵦栕雠袛嗍欠駛浞?，以及透過該備份設(shè)定線設(shè)定備份，該節(jié)能模組依此原理涵蓋任何電路架構(gòu)所呈現(xiàn)。
【文檔編號】G11C16/10GK106021015SQ201610167595
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】邱瀝毅, 簡才淦, 鄒亦淞
【申請人】邱瀝毅