储存器阵列结构及其局部字线驱动模块和驱动方法转让专利
申请号 : CN201110077017.3
文献号 : CN102194511B
文献日 : 2012-08-29
发明人 : 俞冰 , 亚历山大
申请人 : 山东华芯半导体有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种储存器阵列结构,其特征在于,包括:
第一存储器阵列(Bank0)和第二存储器阵列(Bank1),所述第一存储器阵列(Bank0)包括第一子阵列(Bank0-0),所述第二存储器阵列(Bank1)包括第二子阵列(Bank1-1);所述第一子阵列(Bank0-0)和第二子阵列(Bank1-1)均包括耦合到局部字线和局部位线的若干存储器单元;
全局字线驱动器;所述全局字线驱动器与所述第一存储器阵列(Bank0)和第二存储器阵列(Bank1)相关联,所述全局字线驱动器耦合若干全局字线(mwl_n)和解码信号线;
局部字线驱动模块(7),设置于所述第一子阵列(Bank0-0)和第二子阵列(Bank1-1)间;所述局部字线驱动模块(7)耦合第一子阵列(Bank0-1)的第一局部字线(lwl0)、第二子阵列(Bank1-1)的第二局部字线(lwl1)和对应的全局字线(mwl_n);
驱动电路(6)连接对应的解码信号线和局部字线驱动模块(7)。
2.如权利要求1所述一种储存器阵列结构,其特征在于:所述第一局部字线(lwl0)和第二局部字线(lwl1)同行。
3.如权利要求1所述一种储存器阵列结构,其特征在于:所述解码信号线包括第一解码信号线(WLRSTe_0)和第二解码信号线(WLRSTe_1);所述第一解码信号线(WLRSTe_0)和第二解码信号线(WLRSTe_1)连接所述驱动电路(6)。
4.如权利要求3所述一种储存器阵列结构,其特征在于:所述局部字线驱动模块(7)包括两个分别由第一存储器阵列地址线(bank0_1)和第二存储器阵列地址线(bank1_2)控制的开关管(N2、N2’)。
5.如权利要求4所述一种储存器阵列结构,其特征在于:所述开关管(N2、N2’)在对应的存储器阵列地址线(bank0_1、bank1_2)发出脉冲信号时打开。
6.如权利要求4所述一种储存器阵列结构,其特征在于:所述局部字线驱动模块(7)包括对称的第一局部字线驱动器和第二局部 字线驱动器;所述第一局部字线驱动器包括PMOS管P1,NMOS管N1,NMOS管N2和一个反向器INV1;P1管的漏极接第一局部字线驱动信号线(Wldrv0),P1管源极接N1管的源极,N1管的漏极接字线的低电压;P1管和N1管的栅极接N2管的源极,N2管的漏极接全局字线(mwl_n),N2管的栅极接第一存储器阵列地址线(bank0_1);反向器INV1的输入端和第一局部字线(lwl0)、P1管的源极、N1管的源极相连,输出端与N1管的栅极、P1管的栅极以及N2管的源极相连;所述第二局部字线驱动器包括PMOS管P1’,NMOS管N1’,NMOS管N2’和一个反向器INV1’;P1’管的漏极接第二局部字线驱动信号线(Wldrv1),P1’管源极接N1’管的源极,N1’管的漏极接字线的低电压;P1’管和N1’管的栅极接N2’管的源极,N2’管的漏极接全局字线(mwl_n),N2’管的栅极接第二存储器阵列地址线(bank1_2);反向器INV1’的输入端和第二局部字线(lwl1)、P1’管的源极、N1’管的源极相连,输出端与N1’管的栅极、P1’管的栅极以及N2’管的源极相连;
或者,所述局部字线驱动模块(7)包括对称的第一局部字线驱动器和第二局部字线驱动器;所述第一局部字线驱动器包括PMOS管P1,NMOS管N1,NMOS管N2和一个反向器INV1;P1管的源极接第一局部字线驱动信号线(Wldrv0),P1管漏极接N1管的漏极,N1管的源极接字线的低电压;P1管和N1管的栅极接N2管漏极,N2管的源极接全局字线(mwl_n),N2管的栅极接第一存储器阵列地址线(bank0_1);反向器INV1的输入端和第一局部字线(lwl0)、P1管漏极、N1管漏极相连,输出端与N1管的栅极、P1管的栅极以及N2管的漏极相连;所述第二局部字线驱动器包括PMOS管P1’,NMOS管N1’,NMOS管N2’和一个反向器INV1’;P1’管的源极接第二局部字线驱动信号线(Wldrv1),P1’管漏极接N1’管的漏极,N1’管的源极接字线的低电压;P1’管和N1’管的栅极接N2’管漏极,N2’管的源极接全局字线(mwl_n),N2’管的栅极接第二存储器阵列地址线(bank1_2);反向器INV1’的输入端和第二局部字线(lwl1)、P1’ 管漏极、N1’管漏极相连,输出端与N1’管的栅极、P1’管的栅极以及N2’管的漏极相连。
7.如权利要求6所述一种储存器阵列结构,其特征在于:所述驱动电路(6)连接所述第一解码信号线(WLRSTe_0)用于产生第一局部字线驱动信号,所述第一局部字线驱动信号输入所述第一局部字线驱动信号线(Wldrv0);
所述驱动电路(6)连接所述第二解码信号线(WLRSTe_1)用于产生第二局部字线驱动信号,所述第二局部字线驱动信号输入所述第二局部字线驱动信号线(Wldrv1)。
8.如权利要求6所述一种储存器阵列结构,其特征在于:所述第一存储器阵列地址线(bank0_1)和第二存储器阵列地址线(bank1_2)连接所述局部字线驱动器。
9.一种局部字线驱动模块,其特征在于,包括:对称的第一局部字线驱动器和第二局部字线驱动器;所述第一局部字线驱动器包括PMOS管P1,NMOS管N1,NMOS管N2和一个反向器INV1;P1管的漏极接第一局部字线驱动信号线(Wldrv0),P1管源极接N1管的源极,N1管的漏极接字线的低电压;P1管和N1管的栅极接N2管的源极,N2管的漏极接全局字线(mwl_n),N2管的栅极接第一存储器阵列地址线(bank0_1);反向器INV1的输入端和第一局部字线(lwl0)、P1管的源极、N1管的源极相连,输出端与N1管的栅极、P1管的栅极以及N2管的源极相连;所述第二局部字线驱动器包括PMOS管P1’,NMOS管N1’,NMOS管N2’和一个反向器INV1’;P1’管的漏极接第二局部字线驱动信号线(Wldrv1),P1’管源极接N1’管的源极,N1’管的漏极接字线的低电压;P1’管和N1’管的栅极接N2’管的源极,N2’管的漏极接全局字线(mwl_n),N2’管的栅极接第二存储器阵列地址线(bank1_2);反向器INV1’的输入端和第二局部字线(lwl1)、P1’管的源极、N1’管的源极相连,输出端与N1’管的栅极、P1’管的栅极以及N2’管的源极相连;
或者,所述局部字线驱动模块包括对称的第一局部字线驱动器和 第二局部字线驱动器;所述第一局部字线驱动器包括PMOS管P1,NMOS管N1,NMOS管N2和一个反向器INV1;P1管的源极接第一局部字线驱动信号线(Wldrv0),P1管漏极接N1管的漏极,N1管的源极接字线的低电压;P1管和N1管的栅极接N2管漏极,N2管的源极接全局字线(mwl_n),N2管的栅极接第一存储器阵列地址线(bank0_1);反向器INV1的输入端和第一局部字线(lwl0)、P1管漏极、N1管漏极相连,输出端与N1管的栅极、P1管的栅极以及N2管的漏极相连;所述第二局部字线驱动器包括PMOS管P1’,NMOS管N1’,NMOS管N2’和一个反向器INV1’;P1’管的源极接第二局部字线驱动信号线(Wldrv1),P1’管漏极接N1’管的漏极,N1’管的源极接字线的低电压;P1’管和N1’管的栅极接N2’管漏极,N2’管的源极接全局字线(mwl_n),N2’管的栅极接第二存储器阵列地址线(bank1_2);反向器INV1’的输入端和第二局部字线(lwl1)、P1’管漏极、N1’管漏极相连,输出端与N1’管的栅极、P1’管的栅极以及N2’管的漏极相连。
10.如权利要求6所述一种储存器阵列结构的局部字线驱动方法,其特征在于,包括:
激活局部字线时,第一存储器阵列地址线(bank0_1)和第二存储器阵列地址线(bank1_2)中有一个变为脉冲型信号,将全局字线(mwl_n)的信息放入N2管,P1管,N1管和反向器INV1组成锁存器(mwl_n0)或开关管N2’管,P1’管,N1’管和反向器INV1’组成锁存器(mwl_n1)中;全局字线(mwl_n)被选中变为低电平,随后对应存储器阵列(Bank0、Bank1)的局部字线驱动信号线(wldrv0、wldrv1)变为高电平,并通过P1管或P1’管将对应的局部字线(lwl0、lwl1)打开,以减小在P1管和N1管中的穿通电流或减小在P1’管和N1’管中的穿通电流;
预充字线时,第一存储器阵列地址线(bank0_1)和第二存储器阵列地址线(bank1_2)中有一个变为脉冲型信号,将全局字线(mwl_n)的信息放入N2管,P1管,N1管和反向器INV1组成锁存 器(mwl_n0)或开关管N2’管,P1’管,N1’管和反向器INV1’组成锁存器(mwl_n1)中;对应存储器阵列(Bank0、Bank1)的局部字线驱动信号线(wldrv0、wldrv1)变为低电平,通过P1管和N2管或者P1’管和N2’管将对应的局部字线(lwl0、lwl1)向低电平驱动,然后全局字线(mwl_n)变为高电平。
说明书 :
储存器阵列结构及其局部字线驱动模块和驱动方法
【技术领域】
而且对于任何一个存储阵列的读写操作都需要另两块相邻的存储阵列提供基准位线。
图2中,考虑到存取时间和性能稳定性等的限制,存储器被分为四个存储阵列(bank),每一个都有相对应的RIB和JDC,在每个存储阵列中又分为几个横向的存储子阵列。由于采用
开路位线结构,如前所述,需要在存储阵列中加入多余的存储模块以提供基准位线,该多余的存储模块被称为边界模块,如图2中标号100所示,边界模块100中的存储单元无法被存取,浪费了芯片面积。为了减少多余存储模块的面积,如图3所示,100的两个边界模块具有相同的行地址,每一个边界模块中只有一半的位线被使用,因此两个边界模块和在一起所含有的物理存储单元是正常模块的两倍,但可以存取的单元个数和正常模块相同;将每一个边界模块中的没被使用的存储单元进行存储使用,该方法可以减少一半被浪费的芯片面积。
【发明内容】
低电压;P1管和N1管的栅极接N2管的源极,N2管的漏极接全局字线,N2管的栅极接第一
存储器阵列地址线;反向器INV1的输入端和第一局部字线、P1管的源极、N1管的源极相连,输出端与N1管的栅极、P1管的栅极以及N2管的源极相连;所述第二局部字线驱动器包括
PMOS管P1’,NMOS管N1’,NMOS管N2’和一个反向器INV1’;P1’管的漏极接第二局部字线驱动信号线,P1’管源极接N1’管的源极,N1’管的漏极接字线的低电压;P1’管和N1’管的栅极接N2’管的源极,N2’管的漏极接全局字线,N2’管的栅极接第二存储器阵列地址线;
反向器INV1’的输入端和第二局部字线、P1’管的源极、N1’管的源极相连,输出端与N1’管的栅极、P1’管的栅极以及N2’管的源极相连;
低电压;P1管和N1管的栅极接N2管漏极,N2管的源极接全局字线,N2管的栅极接第一存
储器阵列地址线;反向器INV1的输入端和第一局部字线、P1管漏极、N1管漏极相连,输出端与N1管的栅极、P1管的栅极以及N2管的漏极相连;所述第二局部字线驱动器包括PMOS
管P1’,NMOS管N1’,NMOS管N2’和一个反向器INV1’;P1’管的源极接第二局部字线驱动信号线,P1’管漏极接N1’管的漏极,N1’管的源极接字线的低电压;P1’管和N1’管的栅极接N2’管漏极,N2’管的源极接全局字线,N2’管的栅极接第二存储器阵列地址线;反向器INV1’的输入端和第二局部字线、P1’管漏极、N1’管漏极相连,输出端与N1’管的栅极、P1’管的栅极以及N2’管的漏极相连。
阵列的子阵列;这种排布结构将边界模块的面积降到最低,且相对于现有储存器阵列高度也有所降低,使其应用范围更加广泛,在性能不受影响的情况下,能够应该用于更狭小的空间。
【附图说明】
8”是来自于图3的左上部分,1’~8’是来自图3的左下部分。最后将图3中的右半部分
如前处理,得到如图10的新的芯片结构,对比图3和图10,偶数和奇数子阵列堆叠处的边界模块去除,新的芯片结构可以减少一半的多余单元(边界模块100)面积。
3中的右上存储阵列,a~g属于图3中右下存储阵列。左边的2”,4”,6”,8”和2’,4’,6’,
8’共用全局字线,1”,3”,5”,7”和1’,3’,5’,7’共用全局字线,右边的a,c,e,g和a’,c’,e’,g’共用全局字线,b,d,f,h和b’,d’,f’,h’共用全局字线。每一个小子阵列,如1”或者1’有独立的局部字线。
3中的右上存储阵列,a~g属于图3中右下存储阵列。左边的2”,4”,6”,8”和2’,4’,6’,
8’共用全局字线,1”,3”,5”,7”和1’,3’,5’,7’共用全局字线,右边的a,c,e,g和a’,c’,e’,g’共用全局字线,b,d,f,h和b’,d’,f’,h’共用全局字线。每一个小子阵列,如1”或者1’有独立的局部字线。
栅极接N2的源极或漏极,N2的漏极或源极接全局字线mwl_n,N2的栅极接第一存储器阵列地址线bank0_1;反向器INV1的输入端和P1,N1的源极或漏极相连,输出端与N1,P1的栅极以及N2的源极或漏极相连。注:N1,N2,P1的源漏可以互换。右边的第二局部字线驱动器包括PMOS管P1’,NMOS管N1’,N2’和一个反向器INV1’,P1’管的漏极或源极接第二局部字线驱动信号线Wldrv1,P1’管源极或漏极接第二局部字线lwl1和N1’的源极或漏极,N1’的漏极或源极接字线的低电压;P1’和N1’的栅极接N2’的源极或漏极,N2’的漏极或源极接全局字线mwl_n,N2’的栅极接第二存储器阵列地址线bank1_2;反向器INV1’的输入端和P1’,N1’的源极或漏极相连,输出端与N1’,P1’的栅极以及N2’的源极或漏极相连。
注:N1’,N2’,P1’的源漏可以互换。BANK信号由BANK地址解码得到;第一存储器阵列地址信号输入第一存储器阵列地址线bank0_1中,第二存储器阵列地址信号输入第二存储器阵列地址线bank1_2中;BANK地址即是块地址。
P1(P1’),N1(N1’)和INV1(INV1’)组成锁存器使mwl_n0/mwl_n1的信息不会丢失。
出端)中;全局字线mwl_n先被选中变为低电平,随后对应bank的wldrv变为高电平,并
通过P1(P1’)管将局部字线lwl0(lwl1)打开,以减小在P1(P1’)和N1(N1’)中的穿通电
流;预充字线时,Bank0_1、Bank1_2中有一个变为脉冲型信号,将全局字线mwl_n的信息放入mwl_n0/1中;对应bank的wldrv变为低电平,通过P1(P1’)和N2(N2’)管将局部字线
lwl0(lwl1)向低电平驱动,然后mwl_n变为高电平。
栅极以及N2的源极或漏极相连。右边的第二局部字线驱动器中,INV1’的输入端和反向器INV2’的输出端相连,反向器INV1’的输出端和反向器INV2’的输入端相连后与N1’,P1’的栅极以及N2’的源极或漏极相连。注:N1,N2,P1的源漏极可以互换。