專利名稱：用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高密度多端口緩存器的電流式感測裝置，特別涉及一種在邏輯處理中用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法。
背景技術(shù)：
一般而言，多端口緩存器的設(shè)計(jì)中多使用單端電壓感應(yīng)器(single-ended voltagesensing scheme)，如圖1所示，一五埠緩存單元10，其中有兩埠為寫入，分別有位線WBL1、WBL2及字符線WWL1、WWL2，另外三埠為讀取，分別有位線RBL1、RBL2、RBL3及字符線RWL1、RWL2、RBL3，當(dāng)五端口緩存單元10的字符線RBL3輸入一電壓V(b1)至單端的電壓式感應(yīng)放大器12(voltage-mode sensing amplifier，VSA)后，電壓式感應(yīng)放大器12感應(yīng)輸入的電壓并將它傳送出去。
但電壓感應(yīng)器具有速度慢及動(dòng)態(tài)噪音邊限范圍太小等缺點(diǎn)，其中輸入電壓感應(yīng)器的感應(yīng)電壓必須要夠大，且在高密度的緩存器中，位線負(fù)載愈大則感應(yīng)時(shí)間愈長，其感應(yīng)時(shí)間長短如下式T(sense)＝C(b1)×V(sense)/IcellC(b1)為多端口緩存器中位線的電阻，Icell為多端口緩存器輸入電壓感應(yīng)器的電流；由于感應(yīng)電壓大，故感應(yīng)時(shí)間相對也長。此外，由于此電壓感應(yīng)器是單端輸入，故共接模式拒斥比(common mode rejection ratio，CMRR)的參數(shù)較差，造成誤差變大。
因此，本發(fā)明即針對上述缺點(diǎn)，提出一種在邏輯處理中用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法，以有效克服上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在邏輯處理中用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法，它提供一仿真單元(dummy cell)，使其發(fā)出一參考電流以與多端緩存單元的電流做比較，且比較的結(jié)果為正、負(fù)參考電流值，可縮短電流比較放大器的感應(yīng)時(shí)間。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種在邏輯處理中用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法，它利用一選擇訊號(hào)輸入多端口緩存單元，使多端口緩存單元的單元電流為零或兩倍的參考電流值。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種在邏輯處理中用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法，它利用仿真單元輸入電流至電流比較放大器，使感應(yīng)時(shí)間縮短及動(dòng)態(tài)噪音邊限變大。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種在邏輯處理中用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法，它通過一仿真單元(dummy cell)的一仿真字符線定義出一參考電流值，并由將該參考電流輸出；另外，利用一多端緩存單元(multiple-port register file cell)發(fā)出一0或1的選擇訊號(hào)，并依據(jù)該選擇訊號(hào)及該參考電流而輸出一單元電流，若選擇訊號(hào)為1則單元電流近于零，若選擇訊號(hào)為0則單元電流為參考電流的兩倍電流量；該單元電流及該參考電流二者皆傳送至一電流比較放大器(current comparator amplifier)，它感應(yīng)該單元電流及該參考電流的差值，并輸出以進(jìn)行小容量區(qū)段刻錄(session at once，SAO)。由于該差值僅有正、負(fù)參考電流值兩種可能，故可增快電流比較放大器的感應(yīng)的時(shí)間。
本發(fā)明提供的一種在邏輯處理中用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法，它使用電流模式的感應(yīng)系統(tǒng)，通過一仿真單元輸出一參考電流至一差動(dòng)電流比較放大器，由于參考電流與單元電流的差值為參考電流的正值或負(fù)值，而參考電流更是由仿真字符線所定義，且仿真單元的大小僅為多端緩存單元中閘極大小的一半，因此本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其使用電壓感應(yīng)放大器具有更短的感應(yīng)時(shí)間及更好的動(dòng)態(tài)噪音邊限。
以下通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其有益效果。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中單端電壓感應(yīng)器示意圖。
圖2為本發(fā)明架構(gòu)的示意圖。
圖3為本發(fā)明方法的流程圖。
圖4為本發(fā)明中單元電流與參考電流對電壓的曲線圖。
標(biāo)號(hào)說明10五端口緩存單元12電壓式感應(yīng)放大器14三端口緩存單元16仿真單元18電流比較放大器20選擇訊號(hào)
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種在邏輯處理中用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法，其架構(gòu)如圖2所示，一三埠緩存單元14，其中一埠為寫入埠，兩埠為讀取埠，三端口分別有一位線WBL、RBL1、RBL2及一字符線WWL、RWL1、RWL2相連，在讀取端口之前有一選擇訊號(hào)20由外部輸入，此三埠緩存單元14并輸出一單元電流Icell；一仿真單元16(dummy cell)，其中可有復(fù)數(shù)閘極，每一閘極上亦分別連接有一位線及一字符線，在圖2中的仿真單元16僅有一閘極，此閘極的大小為三埠緩存單元14中的閘極大小的一半，其仿真字符線DWL連接在仿真單元16上，并定義出一參考電流Iref；另有一電流比較放大器(current comparator amplifier)18，它是一電流模式的感應(yīng)放大器(current-mode sensing amplifier，CSA)。
本發(fā)明流程請?jiān)賲⒄請D3，如步驟S10所述，仿真字符線DWL定義出參考電流Iref的大小后，仿真單元16將參考電流Iref輸出至電流比較放大器18；接著如步驟S12到S18所述，由外部輸入的選擇訊號(hào)20可決定三端口緩存單元14所輸出的單元電流Icell為何，由于本發(fā)明定義參考電流Iref為1/2*Icell，故當(dāng)選擇訊號(hào)20為0時(shí)，單元電流Icell為兩倍的參考電流量，反之，當(dāng)選擇訊號(hào)20為1時(shí)，單元電流Icell接近于0，而不論單元電流Icell為近于0或?yàn)閮杀秴⒖茧娏髦?，三端口緩存?4中的位線RBL2皆將它輸出至電流比較放大器18。再如步驟S20及步驟S22所述，當(dāng)參考電流Iref及單元電流Icell皆流至電流比較放大器18后，此電流比較放大器18系對兩電流進(jìn)行感應(yīng)，比較其二者的差值，以輸出進(jìn)行小容量區(qū)段刻錄(session atonce，SAO)。
圖4為三端口緩存單元所提供的單元電流及仿真單元所提供的參考電流對電壓的曲線圖，由圖中可看出，當(dāng)選擇訊號(hào)為0時(shí)，兩電流的差值ΔI＝Icell(O)-Iref～2Iref-Iref＝Iref，而當(dāng)選擇訊號(hào)為1時(shí)，差值ΔI＝Icell(1)-Iref＝Iref；由于差值僅有正參考電流及負(fù)參考電流兩種情況，且參考電流的大小是由仿真字符線所定義，因此可提高電流比較放大器的感應(yīng)速度，大大縮短其感應(yīng)時(shí)間，并得到較佳的動(dòng)態(tài)噪音邊限(dynamic noise margin)。
綜上所述，本發(fā)明提供的一種在邏輯處理中用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法，它使用電流模式的感應(yīng)系統(tǒng)，通過一仿真單元輸出一參考電流至一差動(dòng)電流比較放大器，由于參考電流與單元電流的差值為參考電流的正值或負(fù)值，而參考電流更是由仿真字符線所定義，且仿真單元的大小僅為多端緩存單元中閘極大小的一半，因此本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其使用電壓感應(yīng)放大器具有更短的感應(yīng)時(shí)間及更好的動(dòng)態(tài)噪音邊限。
以上所述的實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本專利的范圍并不僅局限于上述具體實(shí)施例，即凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置，其應(yīng)用于在邏輯處理中，其特征在于包括一多端緩存單元，它接收一0或1的選擇訊號(hào)，并依據(jù)該選擇訊號(hào)輸出一單元電流；一仿真單元，它通過一仿真字符線定義出一參考電流并將的輸出；以及一電流比較放大器，它對該單元電流及該參考電流進(jìn)行感應(yīng)，比較出其二者的差值，并將其輸出以進(jìn)行小容量區(qū)段刻錄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置，其特征在于所述電流比較放大器是架構(gòu)于一差動(dòng)電路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置，其特征在于所述參考電流的數(shù)值為該單元電流的一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置，其特征在于所述仿真單元中的閘極大小為該多端緩存單元中的閘極大小的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1項(xiàng)所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置，其特征在于所述選擇訊號(hào)是通過外部輸入的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1項(xiàng)所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置，其特征在于所述選擇訊號(hào)為0時(shí)，該差值為該參考電流值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1項(xiàng)所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置，其特征在于所述選擇訊號(hào)為1時(shí)，該差值為該參考電流的負(fù)值。
8.一種用于高密度多端口緩存器的電流式感測方法，其應(yīng)用于邏輯處理中，其包括以下步驟通過一仿真單元的一仿真字符線定義出一參考電流值，并由將該參考電流輸出；由一多端緩存單元接收一0或1的選擇訊號(hào)，并依據(jù)該選擇訊號(hào)及該參考電流而輸出一單元電流；以及該單元電流及該參考電流傳送至一電流比較放大器，它感應(yīng)該單元電流及該參考電流的差值，并輸出以進(jìn)行小容量區(qū)段刻錄。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測方法，其特征在于所述參考電流的數(shù)值系為該單元電流的一半。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測方法，其特征在于所述仿真單元中的閘極大小為該多端緩存單元中的閘極大小的一半。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測方法，其特征在于所述選擇訊號(hào)是通過外部輸入的。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測方法，其特征在于所述選擇訊號(hào)為0時(shí)，該差值為該參考電流值。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于高密度多端口緩存器的電流式感測方法，其特征在于所述選擇訊號(hào)為1時(shí)，該差值為該參考電流的負(fù)值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于高密度多端口緩存器的電流式感測裝置及其方法，其應(yīng)用于邏輯處理中，它通過一仿真單元(dummy cell)的一仿真字符線定義出一參考電流值，并將該參考電流輸出，再利用一多端緩存單元(multiple－port register file cell)發(fā)出一0或1的選擇訊號(hào)，并依據(jù)該選擇訊號(hào)及該參考電流而輸出一單元電流；以及該單元電流及該參考電流傳送至一電流比較放大器(current comparator amplifier)，它感應(yīng)該單元電流及該參考電流的差值，并輸出以進(jìn)行小容量區(qū)段刻錄(session at once，SAO)。由于該差值僅有正、負(fù)參考電流兩種可能，故可加快電流比較放大器的感應(yīng)時(shí)間。
文檔編號(hào)G11C29/00GK1866390SQ200510025998
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月19日
發(fā)明者郭矩陽 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司