[发明专利]一种基于DICE抗单粒子双节点翻转的磁存储器读电路

说明书

本发明的一种基于DICE抗单粒子双节点翻转的磁存储器读电路，包括预充电电路模块的输入端连接预充电信号PRE；预充电电路的输出端与锁存电路模块的内部节点Q1、内部节点Q2、内部节点Q3、内部节点Q4、内部节点Q5和内部节点Q6相连接。锁存电路的输出端与读电路分离模块的输入端相连接。读电路分离模块的输出端与待读取数据信息的磁随机存储器存储单元的位线BL1、位线BL2、位线BL3、位线BL4、位线BL5和位线BL6相连接。输出电路模块的输入端与锁存电路模块的内部节点Q1、内部节点Q3和内部节点Q5相连接；输出电路模块的输出端OUT为本发明的输出端。本发明不仅可实现速度快、功耗低的数据信息读取功能，而且在数据信息读取过程中具有抗单粒子双节点翻转的能力。

技术领域

本发明涉及集成电路抗辐射加固与非易失存储交叉技术领域，具体涉及一种基于DICE抗单粒子双节点翻转的磁存储器读电路。

背景技术

磁随机访问存储器(Magnetic Random Access Memory，MRAM)因具有非易失、低功耗、快速访问、固有的抗辐照等特性，在未来航空航天领域具有巨大的应用潜力。MRAM主要由存储单元阵列和外围读写电路构成。作为MRAM的存储单元，磁隧道结(Magnetic TunnelJunction,MTJ)主要由两个铁磁层和一个夹在中间的隧穿势垒层组成的。其中一个铁磁层的磁化方向是固定的，被称作固定层；而另外一个铁磁层的磁化方向是可变的，被称作自由层。根据自由层和固定层的相对磁化方向，MTJ可呈现出两种不同的阻态：当两者的磁化方向相同时，MTJ呈现低阻态(Low Resistance,R_L)；反之，MTJ呈现高阻态(High Resistance,R_H)。由于MTJ采用磁化方向，而不是电子电荷，来存储数据信息，因此其本身具有天然抗辐射性。而MRAM的外围读写电路是基于传统半导体技术构成的，易受到高能辐射粒子的影响。在MRAM产品中，差分信号读取电路因具有高速、高可靠、低功耗等特性而被广泛使用。然而，当差分信号读取电路的敏感节点被一个能量足够大的辐射粒子撞击时，该节点的逻辑电平会发生翻转，从而导致数据信息读取错误，该现象被称作单粒子翻转。而且随着半导体工艺节点的不断微缩，高能粒子撞击甚至可能会造成两个敏感节点的逻辑电平同时翻转，严重影响差分信号读取电路读取数据信息的可靠性。因此，如何设计具有抗单粒子双节点翻转能力的差分信号读取电路是MRAM未来应用于航空航天领域面临的主要挑战之一。则本发明要解决的技术问题是如何设计具有抗单粒子双节点翻转能力的MRAM差分信号读取电路。

发明内容

针对上述提到的差分信号读取电路由于发生双节点翻转而导致数据读取不可靠的问题，现有的抗单粒子翻转的技术方案无法解决，故本发明的目的是提出一种基于DICE抗单粒子双节点翻转的磁存储器读电路，解决上述弊端，提高MRAM的抗辐射能力。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于DICE抗单粒子双节点翻转的磁存储器读电路，包括预充电电路模块、锁存电路模块、读电路分离模块和输出电路模块。

所述的预充电电路模块的输入端连接预充电信号PRE；所述的预充电电路模块的输出端与所述的锁存电路模块的内部节点Q1、内部节点Q2、内部节点Q3、内部节点Q4、内部节点Q5和内部节点Q6相连接。

所述的锁存电路模块的输出端与所述的读电路分离模块的输入端相连接。

所述的读电路分离模块的输出端与待读取数据信息的磁随机存储器存储单元的位线BL1、位线BL2、位线BL3、位线BL4、位线BL5和位线BL6相连接。

所述的输出电路模块的输入端与所述的锁存电路模块的内部节点Q1、内部节点Q3和内部节点Q5相连接；所述的输出电路模块的输出端OUT为本发明一种基于DICE抗单粒子双节点翻转的磁存储器读电路的输出端。