[发明专利]对专用非易失性阵列的具体功能可用性的控制

说明书

技术领域

本发明总体涉及非易失性存储器单元及其在系统中的使用，特别涉及与逻辑阵列组合，以提供非易失性逻辑模块。

背景技术

许多便携式电子设备依靠电池操作，例如手机、数码相机/摄像机、个人数字助理、膝上型电脑和视频游戏。在不活动周期期间，设备可能不执行处理操作，并且可能被置于断电模式或待机功率模式以保存电力。在低功耗待机功率模式下，提供给电子设备内一部分逻辑的电源可能被关闭。然而，在待机功率模式期间漏电流的存在代表了对设计便携式、电池操作的设备的挑战。设备内的数据保持电路(例如触发器和/或锁存器)可以被用来在设备进入待机功率模式之前存储状态信息以便以后使用。数据保持锁存器(其还可以被称为阴影锁存器或气球锁存器)通常由单独的“常开”电源供电。

用于在不活动周期期间减少漏电流的已知技术利用多阈值CMOS(MTCMOS)技术来实现阴影锁存器。在这种方法中，阴影锁存器利用厚栅氧化物晶体管和/或高阈值电压(V_t)晶体管来减少待机功率模式中的漏电流。阴影锁存器在正常操作期间(例如在有效功率模式期间)通常与电路的其余部分脱离，以维持系统性能。为了在“主从”触发器拓扑中保持数据，第三锁存器(例如阴影锁存器)可以被添加到主锁存器和从锁存器，用于数据保持。在其他情况下，从锁存器可以被配置为在低功耗操作期间作为保持锁存器操作。然而，仍然需要一些功率来保持所保存的状态。例如，参见美国专利7,639,056“Ultra Low Area Overhead Retention Flip-Flop for Power-Down Applications”，其通过引用并入到此。

片上系统(SoC)是已经存在了很长时间的概念；基本方法是将越来越多的功能集成到给定的设备。这种集成可以采取硬件或解决方案软件的形式。传统上通过增加的时钟速率和更先进的工艺节点来实现性能增益。许多SoC设计将微处理器核或多个核与各种外围设备和存储器电路配对。

能量收集(也被称为功率收集或能量采集)是从外部源得到、捕获能量并且存储用于小型无线自治设备(例如用在可佩带电子器件和无线传感器网络中的那些设备)的过程。收集的能量可以从各种源得到，例如：太阳能、热能、风能、盐度梯度和动能等。然而，典型的能量收集器为低能量的电子器件提供非常少量的功率。能量收集器的能量源作为周围背景而存在，并且可供使用。例如，温度梯度存在于内燃机的操作中，而在城区，由于无线电和电视广播等，环境中存在大量的电磁能量。

附图说明

图1是根据本发明各种实施例配置的一部分示例片上系统(SoC)的功能方框图；

图2是图1的SoC中使用的一个触发器群的更详细的方框图；

图3是示出由铁电电容器展示的极化磁滞的图；

图4-7是示出根据本发明的各种实施例配置的示例铁电非易失性位单元的原理图和时序图；

图8-9是示出根据本发明的各种实施例配置的另一个示例铁电非易失性位单元的原理图和时序图；

图10是示出图1的SoC中使用的示例NVL阵列的方框图；

图11A和图11B是图10的NVL阵列中使用的输入/输出电路的更详细的原理图；

图12A是示出根据本发明的各种实施例配置的在读取周期期间的示例偏移电压测试的时序图；

图12B是示出根据本发明的各种实施例配置的在偏移电压的示例扫描期间生成的直方图；

图13是示出图10的NVL阵列中奇偶校验生成的原理图；

图14是示出根据本发明的各种实施例配置的NVL阵列内的示例电源域的方框图；

图15是根据本发明的各种实施例配置的在NVL阵列中使用的示例电平转换器的原理图；

图16是示出根据本发明的各种实施例配置的在铁电位单元内使用感测放大器的电平移位的示例操作的时序图；

图17是根据本发明的各种实施例配置的示例功率检测布置的方框图；

图18是根据本发明的各种实施例配置的每个触发器群具有多于一个NVL阵列的示例片上系统(SoC)和触发器设计的一部分的功能方框图；

图19是示出根据本发明的各种实施例配置的处理设备运用唤醒和备份排序控制的示例操作的流程图；

图20是示出根据本发明的各种实施例配置的处理设备运用唤醒和备份排序控制的另一示例操作的流程图；