一種存儲系統包括存儲器，該存儲器包括排列為一個或多個字的多個位。各個字中的各個位能夠被編程為特定的邏輯狀態或另一種邏輯狀態。可變數據寬度控制器與存儲器進行通信。可變數據寬度控制器包括加法器，該加法器用于確定要被編程到存儲器中的字中的位的編程數。要被編程的各個位處于所述特定的邏輯狀態。分割塊在該編程數超過最大值時，將該字分割為兩個或更多個子字。開關與分割塊進行通信。該開關依次提供一個或多個寫入脈沖。各個寫入脈沖使能存儲器與字和子字之一之間的獨立通信路徑。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術總體上涉及非易失性存儲器編程。更加具體地講，本專利技術涉及使得用戶能夠在不超出編程限制的前提下最優化寫入速度的可變寫入數據寬度。
技術介紹
相變存儲(PCM)裝置使用諸如硫族化物的相變材料來存儲數據，這些相變材料能夠在非晶相和晶相之間穩定變換。非晶相和晶相(或非晶態和晶態)表現出不同的電阻值，用于區分存儲裝置中存儲器單元的不同邏輯狀態。具體地說，非晶相表現出相對較高的電阻，而晶相表現出相對較低的電阻。至少一種類型的相變存儲裝置，PRAM (相變隨機存取存儲器)，使用非晶態來代表邏輯‘I’，并且使用晶態來代表邏輯‘O’。在PRAM裝置中，晶態被稱為“設置狀態”，而非晶態被稱為“復位狀態”。由此，PRAM中的存儲器單元通過將該存儲器單元中的相變材料設置為晶態而存儲邏輯‘0’，并且存儲器單元通過將該相變材料設置為非晶態而存儲邏輯‘I’。PRAM中的相變材料是通過將該材料加熱到高于預定熔融溫度的第一溫度并且隨后迅速對該材料進行冷卻而被轉換為非晶態的。該相變材料是通過以低于熔融溫度但高于結晶溫度的第二溫度對該材料加熱一個持續時間段而被轉換為晶態的。由此，通過如上所述那樣使用加熱和冷卻來將PRAM的存儲器單元中的相變材料在非晶態和晶態之間進行轉換，數據被編程到了 PRAM中的存儲器單元中。PRAM中的相變材料通常包括含有鍺(Ge)、銻(Sb)和碲(Te)的化合物，本領域中稱為“GST”化合物。GST化合物非常適合用于PRAM，因為通過加熱和冷卻，它可以在非晶態和晶態之間迅速轉換。除了 GST化合物之外或者作為GST化合物的替代品，可以在相變材料中使用各種各樣的其它化合物。這些其它化合物的例子包括，但不局限于，諸如GaSb、InSb、InSe、Sb2Te3 和 GeTe 之類的 2 元素化合物，諸如 GeSbTe、GaSeTe、InSbTe、SnSb2Te4 和InSbGe 之類的 3 元素化合物，或者諸如 AglnSbTe、(GeSn) SbTe,GeSb (SeTe)和 Te81Ge15Sb2S2之類的4元素化合物。PRAM中的存儲器單元稱為“相變存儲器單元”。相變存儲器單元通常包括頂部電極、相變材料層、底部電極觸點、底部電極和存取晶體管。通過測量相變材料層的電阻來對相變存儲器單元進行讀取操作，通過如前所述那樣對相變材料層進行加熱和冷卻來對相變存儲器單元進行編程或寫入操作。圖I是示出了采用MOS開關單元(或存儲器單元)10的傳統相變存儲器單元和傳統的二極管型相變存儲器單元20的電路圖。參照圖1，存儲器單元10包括相變電阻元件11和N型金屬氧化物半導體(NMOS)晶體管12，相變電阻元件11包括GST化合物。相變電阻元件11連接在位線(BL)和NMOS晶體管12之間，并且NMOS晶體管12連接在相變電阻元件11和地之間。此外，NMOS晶體管12的柵極與字線(WL)連接。NMOS晶體管12響應于施加到字線WL上的字線電壓而被導通。在NMOS晶體管12導通的情況下，相變電阻元件11接收流經位線BL的電流。在圖I中，相變電阻元件11連接在位線BL和NMOS晶體管12的漏極端子之間。再次參照圖I，存儲器單元20包括與位線BL連接的相變電阻元件21和連接在相變電阻元件21和字線WL之間的二極管22。相變存儲器單元20是通過選擇字線WL和位線BL而得到訪問的。為了使相變存儲器單元20正常工作，在選擇了字線WL時，字線WL必須具有比位線BL低的電壓電平，以便使得電流能夠流過相變電阻元件21。二極管22得到正向偏置，從而如果字線WL的電壓高于位線BL，則沒有電流流過相變電阻元件21。為確保字線WL的電壓電平低于位線BL，字線WL在被選中的時候通常接地。 在圖I中，相變電阻元件11和21另外也可以被廣義地稱為“存儲器元件”并且NMOS晶體管12和二極管22另外也可以被廣義地稱為“選擇元件”。下文參照圖2介紹相變存儲器單元10和20的操作。具體地說，圖2是示出存儲器單元10和20的編程操作期間相變電阻元件11和21的溫度特性的曲線圖。在圖2中，附圖標記I表示相變電阻元件11和12在變換到非晶態期間的溫度特性，附圖標記2表示相變電阻元件11和21在變換到晶態期間的溫度特性。參照圖2，在到非晶態的變換中，在持續時間Tl內，向相變電阻元件11和21中的GST化合物持續施加電流，以將該GST化合物的溫度升高到熔融溫度Tm以上。在持續時間Tl之后，迅速降低該GST化合物的溫度，或者對該GST化合物進行〃淬火〃，從而GST化合物呈現非晶態。另一方面，在到晶態的變換中，在時間段T2 (Τ2ΧΓ1)內，向相變電阻元件11和21中的GST化合物持續施加電流，以將該GST化合物的溫度升高到結晶溫度Tx以上。在T2處，該GST化合物被緩慢地冷卻到結晶溫度以下，從而使其呈現晶態。相變存儲裝置通常包括排列成存儲器單元陣列的多個相變存儲器單元。在存儲器單元陣列內，每個存儲器單元通常與相應的位線和相應的字線連接。例如，存儲器單元陣列可以包括以列排列的位線和以行排列的字線，其中相變存儲器單元位于列與行之間的各個交點附近。一般情況下，通過向特定字線施加適當的電壓電平，可以選中與該特定字線連接的一行相變存儲器單元。例如，要選擇一行與圖I左側所示的相變存儲器單元10類似的相變存儲器單元，就要向相應的字線WL施加相對較高的電壓電平，以使NMOS晶體管12導通。按照另外一種可選方案，要選擇一行與圖I右側所示的相變存儲器單元20類似的相變存儲器單元，就要向相應的字線WL施加相對較低的電壓電平，從而使得電流能夠流過二極管22。只可惜，傳統的PRAM裝置能夠同時接收多位輸入，但是卻不能將這些位同時編程到相應的存儲器單元中。例如，PRAM可以通過多個引腳接收16個輸入，但是PRAM卻不能同時訪問16個相變存儲器單元。這一缺點的一個原因是，如果編程一個相變存儲器單元需要ImA的電流，那么同時編程16個相變存儲器單元就會需要16mA的電流。而且，如果提供該電流的驅動電路的效率是10%，那么同時編程這16個存儲器單元就會需要160mA的電流。然而，傳統的PRAM裝置通常不具有提供如此高幅度電流的能力。韓國華山(Hwasung)的三星(Samsung)公司發表的論文(“A O. I μ ml. 8V 256Mb66MHz Synchronous Burst PRAM”，2006IEEE InternationalSolid-State CircuitsConference 1-4244-0079-1/06)展示了一種寫入模式選擇器,這種選擇器能夠依據操作環境確定從X2到X16的寫入數據寬度。如果寫入性能比較重要并且系統電源能夠支持16mA,則會選擇X16模式。在其它情況下，較小的寫入數據寬度會有助于減小總峰值功率和平均運行功率。三星還提出了另一種解決復位(RESET)編程的高電流需求的方法(“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),甚至利用了外部引腳驅動方法。不過，這種方法本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.04.12 US 61/323202;2011.01.18 US 13/0085221.一種對存儲器進行編程的方法，包括 確定要被編程到存儲器中的字中位的編程數，其中要被編程的各個位處于特定的邏輯狀態； 當該編程數超過最大值時，將所述字分割為兩個或更多個子字；和 將各個子字依次寫入到存儲器中。2.根據權利要求I所述的方法，其中對所述字進行分割進一步包括將所述字劃分為二的倍數個子字，各個子字包括彼此相同的位數。3.根據權利要求I所述的方法，其中所述特定的邏輯狀態是復位狀態。4.一種可變數據寬度系統，包括 加法器，確定要被編程到存儲器中的字中位的編程數，其中要被編程的各個位處于特定的邏輯狀態； 分割塊，當編程數超過最大值時將所述字分為兩個或更多個子字，各個子字包括彼此相同的位數；和 與分割塊通信的開關，該開關依次提供一個或多個寫入脈沖，各個寫入脈沖使能存儲器與字和子字之一之間的獨立通信路徑。5.根據權利要求4所述的系統，其中加法器包括多個異步加法器。6.根據權利要求4所述的系統，還包括寄存器，該寄存器保持所述編程數直到隨后的寫入操作完成為止。7.根據權利要求4所述的系統，還包括與分割塊進行通信的寄存器，并且該寄存器適合于在其中存儲所述最大值。8.根據權利要求7所述的系統，還包括與所述寄存器進行通信的寫入驅動器使能器，該寫入驅動器使能器響應于所述最大值選擇驅動器強度。9.根據權利要求7所述的系統，還包括與所述寄存器進行通信的寫入驅動器使能器，該寫入驅動器使能器響應于所述最大值選擇一個或多個驅動器，所有的所述一個或多個驅動器具有公共的充電泵輸入端和公共的驅動器輸出端。10.根據權利要求4所述的系統，其中分割塊包括在編程數不大于所述最大值時使能全寬度信號的多個組合邏輯門。11.根據權利要求4所述的系統，其中分割塊包括在編程數大于所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：潘弘柏，
申請(專利權)人：莫塞德技術公司，
類型：
國別省市：
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