本發(fā)明的實(shí)施例一般地涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及雙軌存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器宏以及混合供電方法。

背景技術(shù)：

存儲(chǔ)器件經(jīng)受熟知的泄露功率(leakagepower)現(xiàn)象。通常，每當(dāng)存儲(chǔ)器上電時(shí)，周邊存儲(chǔ)器陣列和核心存儲(chǔ)器陣列中的邏輯器件會(huì)耗散泄露功率。隨著技術(shù)不斷地將器件尺寸縮小至亞納米幾何尺寸以下，存儲(chǔ)器件中的泄露功率耗散增加。該泄露功率正在成為存儲(chǔ)器中的總功耗的顯著因素。

一種降低泄露功率的方式是減小存儲(chǔ)器件的電源電壓。然而，存儲(chǔ)器中的位單元的電壓電平需要維持在用于保持的最小電壓規(guī)格，而存儲(chǔ)器件的周邊部分可以在低于特定電壓的情況下操作。結(jié)果，雙軌存儲(chǔ)器供電電源得到發(fā)展，其中存儲(chǔ)器的周邊部分和核心部分在具有不同電壓的不同電源的情況下工作，企圖減少泄露功率。具有雙軌存儲(chǔ)器供電電源的存儲(chǔ)器使用電平轉(zhuǎn)換器以將用于一組電路的高電壓域(如，vddm)與用于另一組電路的低電壓域(如，vdd)隔離，并且通過(guò)電平轉(zhuǎn)換器將信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)挠颉?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種雙軌存儲(chǔ)器，所述雙軌存儲(chǔ)器在第一電壓和第二電壓下工作，所述雙軌存儲(chǔ)器包括：存儲(chǔ)器陣列，在所述第一電壓下工作；字線驅(qū)動(dòng)器電路，配置為將所述存儲(chǔ)器陣列的字線驅(qū)動(dòng)至所述第一電壓；數(shù)據(jù)路徑，配置為傳輸輸入數(shù)據(jù)信號(hào)或輸出數(shù)據(jù)信號(hào)；以及控制電路，配置為生成到達(dá)所述存儲(chǔ)器陣列、所述字線驅(qū)動(dòng)器電路和所述數(shù)據(jù)路徑的控制信號(hào)，其中，所述數(shù)據(jù)路徑和所述控制電路配置為在所述第一電壓和所述第二電壓這兩種電壓下工作。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種存儲(chǔ)器宏，包括：多個(gè)存儲(chǔ)器陣列，配置為在第一電壓下工作；讀路徑，配置為在第二電壓下工作；寫路徑，配置為在所述第一電壓和所述第二電壓這兩種電壓下工作；字線驅(qū)動(dòng)器電路，配置為將與所述多個(gè)存儲(chǔ)器陣列對(duì)應(yīng)的多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)至第三電壓；以及控制電路，配置為生成到達(dá)所述存儲(chǔ)器陣列、所述讀路徑、所述寫路徑和所述字線驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)，其中，所述讀路徑配置為在所述第二電壓下工作，所述寫路徑和所述控制電路配置為在所述第一電壓和所述第二電壓這兩種電壓下工作。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種混合供電方法，用于將雙軌存儲(chǔ)器配置為在第一電壓和第二電壓下工作，其中，所述雙軌存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器陣列在所述第一電壓下工作，所述方法包括：將所述存儲(chǔ)器陣列的字線驅(qū)動(dòng)至所述第一電壓；以及通過(guò)在所述第二電壓下工作的讀電路來(lái)讀取存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器陣列中的輸出數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以最佳地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。應(yīng)該注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有被按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。

圖1是以概念的方式示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于存儲(chǔ)器宏的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的框圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖1的存儲(chǔ)器宏的更詳細(xì)的示意圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的控制電路的一部分的示意圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的寫驅(qū)動(dòng)器的示意圖；

圖5是示出讀操作期間的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案和現(xiàn)有的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的波形的時(shí)序圖；

圖6是以概念的方式示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于存儲(chǔ)器宏的具有抑制字線電壓的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的框圖；

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的字線抑制電路的示意圖；

圖8是示出讀操作期間的具有抑制字線電壓的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的波形的時(shí)序圖；以及

圖9是示出關(guān)于速度和功耗性能方面，通過(guò)第二電壓的不同配置測(cè)得的混合供電電源方案和現(xiàn)有的供電電源方案的曲線的示圖。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗詫?shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征。以下將描述組件和布置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實(shí)例并且不意欲限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括附加部件形成在第一部件和第二部件之間，使得第一部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。而且，本發(fā)明在各個(gè)實(shí)例中可以重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)僅是為了簡(jiǎn)明和清楚，其自身并不表示所論述的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

此外，為了便于描述，本文中可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等的空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)，以描述如圖中所示的一個(gè)元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意欲包括器件在使用或操作過(guò)程中的不同方位。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空間關(guān)系描述符可以同樣地作相應(yīng)地解釋。

盡管提出本發(fā)明寬泛范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是在特定實(shí)例中提出的數(shù)值被盡可能精確地報(bào)告。然而，任何數(shù)值，固有地包含某些誤差，由各自的測(cè)試測(cè)量結(jié)果中發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差產(chǎn)生該誤差。同樣，正如此處使用的術(shù)語(yǔ)“約”通常表示在給定值或給定范圍的10％、5％、1％或0.5％內(nèi)?；蛘撸g(shù)語(yǔ)“約”表示在本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員可以考慮到的可接受的平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差內(nèi)。除了操作/工作的實(shí)例中之外，或除非另有明確規(guī)定，所有的數(shù)值范圍、總額、值和百分比(例如用于材料數(shù)量、持續(xù)時(shí)間、溫度、操作條件、數(shù)額以及本發(fā)明此處公開的其他型似物)應(yīng)該被理解為在所有情況下被術(shù)語(yǔ)“約”改變。因此，除非有相反規(guī)定，否則本發(fā)明和所附權(quán)利要求所記載的數(shù)值參數(shù)設(shè)定是可以根據(jù)要求改變的近似值。至少，每個(gè)數(shù)值參數(shù)應(yīng)該至少被解釋為根據(jù)被報(bào)告的有效數(shù)字的數(shù)目，并應(yīng)用普通的四舍五入技術(shù)。此處范圍可以表示為從一個(gè)端點(diǎn)到另一個(gè)端點(diǎn)或介于兩個(gè)端點(diǎn)之間。除非另有說(shuō)明，否則本文中所公開的所有范圍均包括端點(diǎn)。

本文將在用于存儲(chǔ)器的示例性混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的背景下描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于本文中說(shuō)明性地示出和描述的具體電路和系統(tǒng)。而且，本發(fā)明的實(shí)施例廣泛地涉及用于有益地將混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的部件集成在高密度存儲(chǔ)器中的技術(shù)，而不管存儲(chǔ)器是嵌入式的還是獨(dú)立的。以這種方式，本發(fā)明的實(shí)施例提供了混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案，其可以有益地用于各種存儲(chǔ)器布置和存儲(chǔ)器類型，諸如，例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)、只讀存儲(chǔ)器(rom)、內(nèi)容可尋址存儲(chǔ)器(cam)、閃速存儲(chǔ)器、寄存器堆(registerfile)等。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本文中給出的對(duì)所示出的實(shí)施例做出諸多更改的技術(shù)教導(dǎo)在本發(fā)明的范圍內(nèi)的。也就是說(shuō)，關(guān)于本文描述的具體的實(shí)施例的非限制性是預(yù)期的或者是可推理的。

圖1是以概念的方式示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于存儲(chǔ)器宏100的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的框圖。存儲(chǔ)器宏100可以是靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)，并且可以適用于計(jì)算機(jī)或其他的電子系統(tǒng)。參考圖1，存儲(chǔ)器宏100包括存儲(chǔ)器位單元的通常為二維的多個(gè)存儲(chǔ)器陣列150，該存儲(chǔ)器位單元被配置為存儲(chǔ)相應(yīng)的邏輯狀態(tài)(即，邏輯高(邏輯“1”)或邏輯低(邏輯“0”))。存儲(chǔ)器位單元通常布置為一列或多個(gè)平行的列130(每一個(gè)均為一維子陣列130)。

在示例性實(shí)施例中，存儲(chǔ)器宏100具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)。例如，存儲(chǔ)器宏100的左側(cè)具有與存儲(chǔ)器宏100的右側(cè)類似的元件。圖1中示出了設(shè)置在存儲(chǔ)器宏100的左側(cè)和右側(cè)的多個(gè)存儲(chǔ)器子陣列130。兩個(gè)數(shù)據(jù)路徑110也以對(duì)稱的方式進(jìn)行部署，即一個(gè)位于左側(cè)，一個(gè)位于右側(cè)。

數(shù)據(jù)路徑110包括在對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器子陣列130與存儲(chǔ)器宏100的外部的電路之間傳輸數(shù)據(jù)的電路。例如，在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)路徑110包括執(zhí)行寫掩碼(mask)操作的電路、控制列冗余的電路、對(duì)誤差校正碼(ecc，又稱糾錯(cuò)碼)進(jìn)行編碼和解碼的電路、用于全局位線的感測(cè)放大器電路、用于全局位線的寫驅(qū)動(dòng)器電路等。然而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限定。

字線驅(qū)動(dòng)器電路140位于兩個(gè)對(duì)稱的存儲(chǔ)器陣列150之間，并且用于將存儲(chǔ)器陣列150的字線驅(qū)動(dòng)至具有特定電壓電平的字線驅(qū)動(dòng)電壓。控制電路(crtl)120為多個(gè)子陣列130以及存儲(chǔ)器陣列150的左側(cè)和右側(cè)的數(shù)據(jù)路徑110提供控制信號(hào)。在一些實(shí)施例中，控制電路120生成用于感測(cè)放大器的控制和時(shí)序信號(hào)，該感測(cè)放大器用于感測(cè)存儲(chǔ)器陣列150中的位單元?？刂齐娐?20還包括選擇存儲(chǔ)器單元的組的電路、對(duì)字線和字線驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行解碼的電路等。

在該實(shí)施例中，采用具有第一電壓vddm的第一供電電源，并且采用具有第二電壓vdd的第二供電電源，其中，第二電壓vdd低于第一電壓vddm。圖1示出了第一電壓vddm和第二電壓vdd的電壓域分配(powerdomainassignation)。構(gòu)建存儲(chǔ)器宏100，使得存儲(chǔ)器陣列150和字線驅(qū)動(dòng)器電路140基本上在第一電壓vddm下工作，而數(shù)據(jù)路徑110和控制電路120配置為在第一電壓vddm和第二電壓vdd這兩種電壓下工作。具體地，數(shù)據(jù)路徑110的一部分和控制電路120的一部分配置為在第一電壓vddm下工作；并且數(shù)據(jù)路徑110的剩余部分和控制電路120的剩余部分配置為在更低的第二電壓vdd下工作。

尤其與現(xiàn)有的接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器和真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案相比，圖1的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案具有具有如下優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)速度和功耗這兩者的均衡性能。當(dāng)整個(gè)存儲(chǔ)器宏都在比存儲(chǔ)器宏外部的第二電壓域更高的供電電源的第一電壓域下工作時(shí)，雙軌存儲(chǔ)器宏稱為接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器，其中，電平轉(zhuǎn)換器設(shè)置在存儲(chǔ)器宏的引腳邊界處。對(duì)于真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案，只有存儲(chǔ)器陣列和存儲(chǔ)器宏的字線驅(qū)動(dòng)器的一部分在第一電壓下工作，而存儲(chǔ)器宏的剩余的電路在第二電壓的另一域下工作，其中，第二電壓低于第一電壓。

為了簡(jiǎn)明，在框圖中未示出數(shù)據(jù)路徑110、控制電路120、存儲(chǔ)器陣列150和字線驅(qū)動(dòng)器電路140中的每一種的各個(gè)電路。在下圖中提供了關(guān)于各個(gè)電路的具體細(xì)節(jié)并且在以下段落中進(jìn)行描述。鑒于本文中的技術(shù)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)該理解對(duì)所示出的實(shí)施例做出的諸多更改均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖1的存儲(chǔ)器宏100的更詳細(xì)的示意圖。為了易于理解，圖2中類似元件被標(biāo)記有與圖1相同的參考標(biāo)號(hào)。在圖2的右上側(cè)，存儲(chǔ)器陣列150包括多個(gè)位單元1502-1508，其中僅為了說(shuō)明的目的進(jìn)行描述。如以上所述，整個(gè)存儲(chǔ)器陣列150都在比第二電壓vdd更高的第一電壓vddm下工作，以在讀/寫操作期間減少誤差的發(fā)生。另外，存儲(chǔ)器陣列150的供電電源電壓的降低可以導(dǎo)致存儲(chǔ)器陣列150更易于受軟錯(cuò)誤率的影響。軟錯(cuò)誤率是每一個(gè)位單元在諸如阿爾法(α)粒子的噪聲環(huán)境下維持?jǐn)?shù)據(jù)狀態(tài)的能力的度量。阿爾法粒子是環(huán)境中常見(jiàn)的輻射能量的形式。阿爾法粒子是能夠輕易地穿透環(huán)境中的許多物體的高能粒子。

在圖2的左下側(cè)，控制電路120包括地址鎖存器1202、字線列解碼器1204、脈沖生成器1206、讀/寫控制器1208和跟蹤路徑1210。例如，控制電路120的控制輸入可以包括地址、讀/寫使能和芯片選擇使能。地址鎖存器1202、字線列解碼器1204、讀/寫控制器1208和脈沖生成器1206在第一電壓vddm下工作。跟蹤路徑1210在第一電壓vddm和第二電壓vdd這兩種電壓下工作。輸入電平轉(zhuǎn)換器(未在圖2中示出)位于鎖存控制輸入的地址鎖存器1202的前部，并且將來(lái)自存儲(chǔ)器宏100外部的周邊電壓(如，第二電壓vdd)的控制輸入轉(zhuǎn)換為第一電壓vddm。這樣，存儲(chǔ)器陣列150的訪問(wèn)時(shí)間不受影響。通過(guò)比較，在現(xiàn)有的接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案中，字線電平轉(zhuǎn)換器位于地址鎖存器之后，由于電平轉(zhuǎn)換器延時(shí)，所以對(duì)存儲(chǔ)器訪問(wèn)時(shí)間產(chǎn)生不利影響。

字線列解碼器1204用作存儲(chǔ)器陣列150的特定列的接口。脈沖生成器1206生成具有脈沖寬度的脈沖。選擇脈沖的寬度，使得存儲(chǔ)器陣列150中的指定位單元的電壓電平在足以將數(shù)據(jù)值寫入該位單元的時(shí)間段內(nèi)減小，同時(shí)該時(shí)間段足夠短以避免列中的其他位單元變得不穩(wěn)定。

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的控制電路120的一部分的示意圖。如圖3所示，跟蹤路徑1210包括跟蹤陣列1212、p溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(下文中稱為“pmos”器件)1214和nmos器件1216。通過(guò)使用在第一電壓vddm下工作的反相器1218，跟蹤路徑1210的反相輸出耦合至存儲(chǔ)器陣列150的位單元，以允許響應(yīng)于脈沖生成器1206的輸出寬度而減小指定位單元的電壓電平。這樣，類似于存儲(chǔ)器陣列150，脈沖生成器1206、跟蹤陣列1212和pmos器件1214配置為在第一電壓vddm下工作。nmos1216用作耦合在跟蹤陣列1212與存儲(chǔ)器陣列150的位單元之間的傳輸門。nmos1216的柵極耦合至第二電壓vdd。盡管第二電壓vdd低于第一電壓vddm，但是nmos仍可以導(dǎo)通以允許信號(hào)傳輸。

再次參考圖2，在左上側(cè)，字線驅(qū)動(dòng)器電路140包括兩個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器1402和1404。在圖2的右下側(cè)，數(shù)據(jù)路徑110包括成對(duì)數(shù)據(jù)路徑。左側(cè)數(shù)據(jù)路徑包括耦合至寫數(shù)據(jù)路徑和讀數(shù)據(jù)路徑的位線預(yù)充電器1102。左側(cè)數(shù)據(jù)路徑的寫數(shù)據(jù)路徑包括寫列多路選擇器1106、寫驅(qū)動(dòng)器1108和數(shù)據(jù)鎖存器1110。左側(cè)數(shù)據(jù)路徑的讀數(shù)據(jù)路徑包括讀列多路選擇器1112、感測(cè)放大器1114和輸出驅(qū)動(dòng)器1116。類似地，右側(cè)數(shù)據(jù)路徑包括耦合至寫數(shù)據(jù)路徑和讀數(shù)據(jù)路徑的位線預(yù)充電器1104。右側(cè)數(shù)據(jù)路徑的寫數(shù)據(jù)路徑包括寫列多路選擇器1118、寫驅(qū)動(dòng)器1120和數(shù)據(jù)鎖存器1122。右側(cè)數(shù)據(jù)路徑的讀數(shù)據(jù)路徑包括讀列多路選擇器1124、感測(cè)放大器1126和輸出驅(qū)動(dòng)器1128。

在寫操作期間，寫驅(qū)動(dòng)器1108用于在寫操作期間驅(qū)動(dòng)從cpu或另一處理器接收的通過(guò)數(shù)據(jù)鎖存器1110鎖存的輸入數(shù)據(jù)，其中輸入數(shù)據(jù)可以是互補(bǔ)數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)需要被寫入由控制電路120識(shí)別的存儲(chǔ)器陣列150的特定位單元中。響應(yīng)于控制電路120的字線列解碼器1204的解碼結(jié)果，寫驅(qū)動(dòng)器1108的輸出信號(hào)選擇性地通過(guò)對(duì)應(yīng)的寫列多路選擇器1106。通過(guò)位線預(yù)充電器1102對(duì)寫驅(qū)動(dòng)器1108的輸出信號(hào)進(jìn)行預(yù)充電。

位線預(yù)充電器1102和數(shù)據(jù)鎖存器1110配置為在第二電壓vdd下工作，而寫驅(qū)動(dòng)器1108配置為在第一電壓vddm和第二電壓vdd這兩種電壓下工作。請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的寫驅(qū)動(dòng)器1108的示意圖。寫驅(qū)動(dòng)器1108包括寫驅(qū)動(dòng)器前級(jí)1130和寫驅(qū)動(dòng)器后級(jí)1132。寫驅(qū)動(dòng)器前級(jí)1130包括都配置為在第一電壓vddm下工作的反相器1134和1136。寫驅(qū)動(dòng)器前級(jí)1130通過(guò)電平轉(zhuǎn)換器(未在圖4中示出)接收來(lái)自數(shù)據(jù)鎖存器1110的寫入數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)鎖存器1110和寫驅(qū)動(dòng)器前級(jí)1130在不同的電壓域中工作，所以電平轉(zhuǎn)換器將來(lái)自第二電壓vdd域的寫數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為第一電壓vddm域。

寫驅(qū)動(dòng)器后級(jí)1132包括交叉耦合的pmos器件1138至1144和nmos器件1146和1148。根據(jù)混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案，寫驅(qū)動(dòng)器后級(jí)1132配置為在第二電壓vdd下工作以去除引入的任何dc電流。

再次參考圖2，左側(cè)數(shù)據(jù)路徑的讀數(shù)據(jù)路徑包括讀列多路選擇器1112、感測(cè)放大器1114和輸出驅(qū)動(dòng)器1116。在讀操作期間，電壓差值出現(xiàn)在對(duì)應(yīng)的位線上并且通過(guò)對(duì)應(yīng)的讀列多路選擇器1112傳輸至感測(cè)放大器1114。當(dāng)獲得足夠的差分電壓時(shí)，感測(cè)放大器1114導(dǎo)通。讀列多路選擇器1112、感測(cè)放大器1114和輸出驅(qū)動(dòng)器1116配置為在第二電壓vdd下工作，從而使得可以在讀數(shù)據(jù)路徑的接口處省略電平轉(zhuǎn)換器。數(shù)據(jù)路徑110的右側(cè)數(shù)據(jù)路徑與左側(cè)數(shù)據(jù)路徑基本相同，并且為了簡(jiǎn)潔省略其具體細(xì)節(jié)。

圖5是示出讀操作期間的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案和現(xiàn)有的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的波形的時(shí)序圖。如圖5所示，關(guān)于三個(gè)不同的方案，即，本發(fā)明的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案、接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案和真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案，示出了讀操作期間的信號(hào)以有助于時(shí)序序列的比較。最頂部的時(shí)鐘信號(hào)ck用作三個(gè)不同的供電電源方案的參考時(shí)序指標(biāo)。每一個(gè)供電電源方案都具有字線信號(hào)wl、位線信號(hào)bl和其互補(bǔ)信號(hào)blb、以及感測(cè)放大器感測(cè)的信號(hào)q。

如以上所述，完全采用接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的存儲(chǔ)器宏具有在與存儲(chǔ)器陣列電壓域相同的電壓域(如，第一電壓vddm)下工作的控制電路和讀數(shù)據(jù)路徑；而采用真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的存儲(chǔ)器宏具有在比存儲(chǔ)器陣列工作的電壓域(如，第一電壓vddm)更低的電壓域(如，第二電壓vdd)下工作的控制電路和讀數(shù)據(jù)路徑。對(duì)于本發(fā)明的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案，控制電路120在第一電壓vddm和第二電壓vdd這兩種電壓下工作，并且讀數(shù)據(jù)路徑在第二電壓vdd下工作。

如從圖5中可以看出的，在時(shí)鐘信號(hào)ck在時(shí)間t1處有效之后，接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案在時(shí)間t2處具有字線信號(hào)wl的最快的上升時(shí)序。由于控制電路部分地在第二電壓vdd下工作的事實(shí)，這或多或少地會(huì)影響字線信號(hào)wl的上升速度，所以混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的字線信號(hào)wl的上升時(shí)序在接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案稍后的時(shí)間t3處。接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案和混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的字線信號(hào)wl都被在第一電壓vddm下工作的字線驅(qū)動(dòng)器上拉至第一電壓vddm；而在真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案中，字線信號(hào)wl上升，直到獲得第二電壓vdd，這是因?yàn)樽志€驅(qū)動(dòng)器配置為在第二電壓vdd下工作。結(jié)果，如時(shí)序圖所示，真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的字線信號(hào)wl在時(shí)間t4處的上升時(shí)序遠(yuǎn)在接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案和混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案之后。字線信號(hào)wl的寬度也遠(yuǎn)比其他兩個(gè)供電電源方案的寬度長(zhǎng)，以保留用于位線信號(hào)bl或其互補(bǔ)信號(hào)blb放電的更長(zhǎng)時(shí)間。

對(duì)于接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案，位線信號(hào)bl和其互補(bǔ)信號(hào)blb首先預(yù)充電至第一電壓vddm；而在混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案和真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案中，位線信號(hào)bl和其互補(bǔ)信號(hào)blb首先預(yù)充電至第二電壓vdd。當(dāng)在讀操作開始之后字線wl上升時(shí)，位線信號(hào)bl和其互補(bǔ)信號(hào)blb中的一個(gè)稍微放電并且可以從時(shí)序圖中看出，位線信號(hào)bl和其互補(bǔ)信號(hào)blb上的電壓開始分開。差分位線電壓出現(xiàn)在位線信號(hào)bl與其互補(bǔ)信號(hào)blb之間；然后，如先前段落所述，可以通過(guò)耦合至該對(duì)位線的感測(cè)放大器感測(cè)并且放大該差分電壓，并且然后，從存儲(chǔ)器陣列輸出來(lái)自感測(cè)放大器的讀數(shù)據(jù)。

在接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案中，在時(shí)間t5處，感測(cè)放大器成功地感測(cè)差分位線電壓?；旌想p軌存儲(chǔ)器供電電源方案的感測(cè)在時(shí)間t6處完成，并且稍滯后于接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案；而真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的感測(cè)在時(shí)間t7處完成，這遠(yuǎn)慢于接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案和混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的感測(cè)速度。如從時(shí)序圖中看出的，混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的感測(cè)速度近似介于接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的感測(cè)速度和真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的感測(cè)速度之間。具體地，混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的感測(cè)速度性能相對(duì)地更接近接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案。

當(dāng)周邊電壓(即，第二電壓vdd)保持為斷開時(shí)，加寬了存儲(chǔ)器陣列(即，第一電壓vddm)與周邊電壓之間的差異。在讀操作期間，這種差異會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的功能，諸如讀/寫干擾。鑒于該問(wèn)題，發(fā)展了各種輔助機(jī)制，以在那些單元上執(zhí)行寫和讀操作時(shí)輔助單獨(dú)的存儲(chǔ)器單元正確工作。在一些實(shí)施例中，用于實(shí)施抑制字線電壓的技術(shù)可以包括在存儲(chǔ)器宏100中。圖6是以概念的方式示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于存儲(chǔ)器宏600的具有抑制字線電壓的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的框圖。除了字線驅(qū)動(dòng)器電路640之外，存儲(chǔ)器宏600與存儲(chǔ)器宏100相同。在字線驅(qū)動(dòng)器電路640中，字線抑制控制電路6406、字線抑制電路6408和字線抑制電路6410用于調(diào)節(jié)字線電壓，該字線電壓被字線驅(qū)動(dòng)器1402和1404從第一電壓vddm驅(qū)動(dòng)至比第一電壓vddm低的抑制的電壓電平。在一些實(shí)施例中，抑制的電壓電平低于第一電壓vddm并且高于第二電壓vdd。

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的字線抑制電路的示意圖。如從圖7中看出的，字線抑制電路6408是pmos器件，該器件具有耦合至字線抑制控制電路6406的柵極端子和耦合至字線的源極端子。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)nmos器件來(lái)實(shí)施字線抑制電路6408。圖8是示出讀操作期間的具有抑制字線電壓的混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的波形的時(shí)序圖。

圖9是示出通過(guò)第二電壓vdd的不同配置的混合供電電源方案和現(xiàn)有的供電電源方案測(cè)得的關(guān)于速度和功耗性能方面的曲線的示圖。參考圖9，x軸表示與接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器方案的量化比較結(jié)果；并且y軸表示第二電壓vdd。圖9的上部曲線d涉及真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的讀延時(shí)。如從圖中可以看出的，當(dāng)?shù)诙妷簐dd等于第一電壓vddm時(shí)，真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源的讀延時(shí)與接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案基本相同。然而，當(dāng)?shù)诙妷簐dd達(dá)到0.8vddm時(shí)，真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的讀延時(shí)增加至接口電平轉(zhuǎn)換器雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的讀延時(shí)的約180％。

請(qǐng)注意，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯然，由于諸如ir壓降、熱效應(yīng)或工藝變化的一些非理想因素，所以第一電壓vddm和/或第二電壓vdd中可以存在變化。實(shí)際上，第一電壓vddm和第二電壓vdd中的每一個(gè)都可以是變化范圍為例如±10％的實(shí)際電壓值。然而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限定。

在上部曲線d下面，從上至下，圖9的曲線a涉及混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的讀延時(shí)；曲線b涉及混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的備用電源；曲線c涉及混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的有功功率；曲線f涉及真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案的有功功率；以及曲線e涉及真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源的備用電源。如從測(cè)得的曲線可以看出的，與真正的雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案相比，混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案在速度和功耗方面具有更好的性能。

在一些實(shí)施例中，混合雙軌存儲(chǔ)器供電電源方案可以有益地應(yīng)用于各種存儲(chǔ)器布置和存儲(chǔ)器類型，諸如單端口sram、兩端口sram、雙端口sram和多端口sram。存儲(chǔ)器宏的存儲(chǔ)器陣列中的位單元可以是8-t(8個(gè)晶體管)位單元。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本文中給出了以下技術(shù)教導(dǎo)，對(duì)所示出的實(shí)施例作出的諸多更改在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了可在第一電壓和第二電壓下工作的雙軌存儲(chǔ)器，并且雙軌存儲(chǔ)器包括：在第一電壓下工作的存儲(chǔ)器陣列；配置為將存儲(chǔ)器陣列的字線驅(qū)動(dòng)至第一電壓的字線驅(qū)動(dòng)器；配置為傳輸輸入數(shù)據(jù)信號(hào)或輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)路徑；以及配置為生成到達(dá)存儲(chǔ)器陣列、字線驅(qū)動(dòng)器電路和數(shù)據(jù)路徑的控制信號(hào)的控制電路；其中，數(shù)據(jù)路徑和控制電路配置為在第一電壓和第二電壓這兩種電壓下工作。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一電壓高于第二電壓。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)路徑包括用于傳輸輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的寫電路、用于傳輸輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的讀電路和位線預(yù)充電器。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，寫電路包括數(shù)據(jù)鎖存器、寫驅(qū)動(dòng)器和寫列多路選擇器。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)鎖存器配置為參考第二電壓鎖存輸入數(shù)據(jù)信號(hào)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，寫驅(qū)動(dòng)器配置為驅(qū)動(dòng)鎖存的輸入數(shù)據(jù)，其中，寫驅(qū)動(dòng)器的前級(jí)配置為在第一電壓下工作，并且寫驅(qū)動(dòng)器的后級(jí)配置為在第二電壓下工作。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，位線預(yù)充電器將與存儲(chǔ)器陣列的位單元對(duì)應(yīng)的位線和互補(bǔ)位線預(yù)充電至第二電壓。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，讀電路包括讀列多路選擇器、感測(cè)放大器和輸出驅(qū)動(dòng)器。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，感測(cè)放大器配置為在第二電壓下工作。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，輸出驅(qū)動(dòng)器配置為在第二電壓下工作。

本發(fā)明的一些實(shí)施例提供存儲(chǔ)器宏，包括：配置為在第一電壓下工作的多個(gè)存儲(chǔ)器陣列；配置為在第二電壓下工作的讀路徑；配置為在第一和第二電壓這兩種電壓下工作的寫路徑；配置為將與多個(gè)存儲(chǔ)器陣列對(duì)應(yīng)的多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)至第三電壓的字線驅(qū)動(dòng)器電路；以及配置為生成到達(dá)存儲(chǔ)器陣列、讀路徑、寫路徑和字線驅(qū)動(dòng)器的控制信號(hào)的控制電路；其中，讀路徑配置為在第二電壓下工作，寫路徑和控制電路配置為在第一電壓和第二電壓下工作。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，字線驅(qū)動(dòng)器電路包括多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器和字線抑制電路。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，字線抑制電路配置為將多個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電壓電平抑制至第三電壓，并且第三電壓低于第一電壓。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第三電壓高于第二電壓。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制電路包括地址鎖存器、字線列解碼器、脈沖生成器、讀/寫控制器和跟蹤路徑。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，地址鎖存器、字線列解碼器、脈沖生成器和讀/寫控制器配置為在第一電壓下工作。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，跟蹤路徑包括跟蹤陣列和傳輸門，并且跟蹤路徑配置為在第一電壓下工作，傳輸門配置為在第二電壓下工作。

本發(fā)明的一些實(shí)施例提供混合供電電源方法，以用于將雙軌存儲(chǔ)器配置為在第一電壓和第二電壓下工作，其中，雙軌存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器陣列可在第一電壓下工作，并且方法包括：將存儲(chǔ)器陣列的字線驅(qū)動(dòng)至第一電壓；并且通過(guò)可在第二電壓下工作的讀電路讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器陣列中的輸出數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一電壓高于第二電壓。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，方法還包括：通過(guò)可在第一和第二電壓這兩種電壓下工作的寫電路將輸入數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器陣列。

以上論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或更改其他用于達(dá)到與本文所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這些等效結(jié)構(gòu)并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。