[发明专利]一种具有冗余电路的相变存储器及其实现冗余的方法

说明书

技术领域

本发明涉及相变存储器，特别涉及一种具有冗余电路的相变存储器及其实现冗余的方法。

背景技术

相变存储器是一种基于相变材料的存储器，通过在相变材料上施加一个较长时间并且强度中等的电脉冲，可使相变材料由非晶态转换为晶态，这个过程称之为置位过程。由于晶态具有低电阻值，通常将其定义为数据“1”。通过在相变材料上施加一个强度高但作用时间短促的电脉冲，可使相变材料由晶态转换为非晶态，这个过程称之为重置过程。非晶态具有高电阻值，通常将其定义为数据“0”。

考虑到相变存储器的数据保持特性，即由于非晶态可以通过长时间热活化结晶的这个自发结晶的过程转换为晶态，因此相变材料的常态为晶态(即数据“1”)，也就是存储的数据“0”在较长的时间后可能会自发的转换为数据“1”。因此需要注意数据“1”的真实性。

现有的相变存储器包含写入电路和存储阵列，在实现冗余时是将存储阵列中部分的行或列用作冗余行或冗余列，而冗余行或列是用来取代存储阵列中有缺陷的行或列；其中用来存储具体行列替换信息的冗余行称为信息行。一般的，方法是在由写入电路在信息行中存储地址，当相变存储器要进行读写操作的时候，首先要把读写的存储单元地址和信息行中存储的地址进行比较，以确定该存储单元是否需要被替换。这样导致读写时间变长，影响了存储器的存储速度。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种具有冗余电路的相变存储器及其实现冗余的方法，以提高相变存储器的读写速度。

根据上述目的的第一个方面，本发明提供了一种具有冗余电路的相变存储器，包括写入电路和存储阵列，还包括P个冗余行或Q个冗余列、多个信息存储电路、行或列开关选择电路。

所述P个冗余行或Q个冗余列与存储阵列的行或列连续排列。

所述存储阵列的每一行控制线连接有P+1个行开关或每一列控制线连接有Q+1个列开关；所述第0个行开关或列开关串联在所在行或列控制线上；第1到第P个行开关或第1到第Q个列开关的一端连接到所在行或列控制线，另一端依次连接到所在行或列的下1到P行或1到Q列控制线上。

所述每一个行开关或每一个列开关对应连接一个信息存储电路；所述行或列开关选择电路与所有信息存储电路相连；所述所有信息存储电路与写入电路相连。

当测试出存储阵列某一行或列有缺陷时，先通过行或列开关选择电路，针对有缺陷行或列及有缺陷行或列后的所有行或列，选择当前闭合的行开关或列开关对应的信息存储电路，由写入电路在选择的信息存储电路中存储行或列开关关断信息，且所述信息存储电路输出开关控制信号，关断对应的行开关或列开关；再通过行或列开关选择电路，针对有缺陷行或列及有缺陷行或列后的所有行或列，选择一个与无缺陷行或列相连的、相同序号的行开关或列开关对应的信息存储电路，由写入电路在选择的信息存储电路中存储行或列开关导通信息，且所述信息存储电路输出开关控制信号，导通对应的行开关或列开关。

根据上述目的的第二个方面，本发明提供了一种相变存储器实现冗余的方法，采用权利要求上述的相变存储器；当测试出存储阵列某一行或列有缺陷时，执行如下步骤：

A、通过行或列开关选择电路，针对有缺陷行或列及有缺陷行或列后的所有行或列，选择当前闭合的行开关或列开关对应的信息存储电路，由写入电路在选择的信息存储电路中存储行或列开关关断信息，且所述信息存储电路输出开关控制信号，关断对应的行开关或列开关；

B、通过行或列开关选择电路，针对有缺陷行或列及有缺陷行或列后的所有行或列，选择一个与无缺陷行或列相连的、相同序号的行开关或列开关对应的信息存储电路，由写入电路在选择的信息存储电路中存储行或列开关导通信息，且所述信息存储电路输出开关控制信号，导通对应的行开关或列开关。

由上述的技术方案可见，本发明的这种具有冗余电路的相变存储器及其实现冗余的方法，在测试的时候发现有缺陷的行或列时，把这些行或列的信息直接存储到相变材料里，这样在断电时还能保存这些信息。正常工作的时候通过读取相变材料里的信息来控制相应开关的通断，在电路里直接由相应的冗余行或列来替换有缺陷的行或列。这样在读写的时候就不需要每次都进行地址比较，提高了读写速度，并且省去了比较电路。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例中相变存储器的默认状态(行替换)；

图2为图1所示相变存储器有某一行需要替换时的状态；

图3为图1所示相变存储器中一个信息存储电路的结构及其与逻辑电路和写入电路的连接图；

图4a为图3所示电路的一种工作状态(对相变材料35写“0”)；