[发明专利]以汉明距离方法操作的读出放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路(IC)设计，特别是，关于在汉明距离(Hamming distance)方法下运行的读出放大器(感测放大器)，用以改善效能或降低其布局面积。 

背景技术

差分放大器(differential amplifier)为产生输出以响应不同输入之间的电压差的电路模块。其一般用于IC芯片(如内存装置)，用以放大所感测的资料信号。差分放大器一般由可分组成对称两半的电子组件所组成，其每一半连接至一差分输入。对称两半的电子组件在其尺寸、材料、及结构上需匹配，以确保差分放大器的输出正确地反应出输入间的电压差。因此，差分放大器的尺寸并不容易按比例缩小，因为放大器越小，对制程变异所造成的不匹配会越敏感。 

图1示出了第一群组的差分读出放大器的第一分布曲线102及第二群组的差分读出放大器的第二分布曲线104，其中在第二群组中的读出放大器的大小为在第一群组中的一半。差分读出放大器的每一群组的偏移电压为常态地分布，其中曲线102较为集中而曲线104则较为分散。曲线102及104显示在预定的输入摆幅范围外的小放大器多于大放大器。当差分放大器尺寸下降时，这会引起可靠度的问题。 

图2示出了在布局面积202内的传统差分读出放大器。已有差分读出放大器的新设计被提出用以降低布局面积而不会牺牲其可靠度。例如Naveen Verma、Anatha P.Chandrakasan在2007年2月的IEEE国际固态电路研讨会(ISSCC)，64-65页所提出的“使用读出放大器冗余的65纳米8晶体管亚临界电压的静态随机存取内存(A 65nm 8T sub-Vt SRAM Employing Sense-AmplifierRedundancy)”。如图3所示，布局面积202分为两半302及304，其每一半被实施为一差分读出放大器。假设布局面积202中的大放大器及布局面积302及304中的放大器的偏移电压为常态地分布，且小放大器的故障可能性为0.001，其转换成标准常态分布的z值为3.09。因此，大差分读出放大器的故障可能性为0.000006，其可通过查找标准常态分布表而获得，其中当大放大器两倍于小放大器时，z值为4.369(即3.09*(2)^1/2)。虽然小放大器的故障可能性(0.001)高于大放大器(0.000006)，但两个小放大器同时故障的可能性(0.000001＝0.001*0.001)低于一个大放大器的故障可能性。换言之，就相同的可靠度等级来说，两个小放大器302及304的整体尺寸将小于一个大放大器202。 

传统的双读出放大器设计需要初始测试程序，其中所有读出放大器是依序扫描的，以从每一读出放大器对中选出具有较佳性能的读出放大器。需要额外的缓存器来储存读出放大器的状态，以支持其运作。因此，传统的双读出放大器设计可能相当复杂且浪费资源。 

因此，需要有可降低布局面积而不会降低可靠度的差分读出放大器的简单设计。 

发明内容

本发明提出一种半导体装置，包括耦合至一输入的一第一读出放大器，用以产生一第一输出；耦合至输入的一第二读出放大器，其用以供产生一第二输出；以及耦合至输入的一第三读出放大器，其用以供产生一第三输出，其中根据第一、第二、及第三输出的逻辑状态的结合，而产生放大输入的一第四输出，其中，第四输出是使用汉明距离方法而根据第一、所述第二、及第三输出的逻辑状态的所述结合所产生。

然而，本发明的结构与操作方法以及其它额外的目的及优点将可通过以下对具体实施例的描述及所附图式而更好地理解。 

附图说明

图1示出用于显示小及大的差分读出放大器的偏移电压分布的图表； 

图2示出传统的差分读出放大器实施于其中的布局面积； 

图3示出传统的双读出放大器实施于其中的布局面积； 

图4根据本发明一实施例而示出的差分读出放大器的一示意图； 

图5根据本发明一实施例而示出的在汉明距离方法下操作的多个差分读出放大器实施于其中的布局面积； 

图6根据本发明一实施例而示出的汉明运算电路的示意图；以及 

图7示出了所提出的差分读出放大器及传统差分读出放大器的偏移电压分布。 

具体实施方式