一種零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器讀取方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器 讀取方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 存儲(chǔ)器（Memory)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中 的信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器 中。有了存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)才有記憶功能，才能保證正常工作。
[0003] 在對(duì)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取時(shí)，為滿足讀取需求通常需要使用較高的讀 操作電壓，但是一般存儲(chǔ)器的電源電壓所提供的電壓幅度較低，無(wú)法滿足對(duì)存儲(chǔ)器的讀取 需求。因此，通常會(huì)在存儲(chǔ)器內(nèi)部設(shè)置包括多級(jí)升壓支路的電荷泵（charge pump)以將電源 電壓提供的電壓幅度升高至對(duì)存儲(chǔ)器讀取時(shí)所需要的電壓。
[0004] 針對(duì)于電荷泵在待機(jī)（standby)狀態(tài)下是否啟動(dòng)，或者說(shuō)在待機(jī)狀態(tài)下讀取操作 電壓是否已經(jīng)建立好，存儲(chǔ)器產(chǎn)品又可分為有待機(jī)功耗存儲(chǔ)器和零待機(jī)功耗存儲(chǔ)器。有待 機(jī)功耗存儲(chǔ)器在待機(jī)狀態(tài)下存在較大的待機(jī)功耗，此處，零待機(jī)功耗存儲(chǔ)器特指在待機(jī)狀 態(tài)下電荷泵不啟動(dòng)的存儲(chǔ)器，因此該種存儲(chǔ)器在待機(jī)狀態(tài)下功耗幾近為零。隨著電子產(chǎn)品 尤其是便攜式電子產(chǎn)品對(duì)于功耗愈加敏感，越來(lái)越多的應(yīng)用需求要求存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)零待機(jī)功 耗，并且，為了進(jìn)一步提高存儲(chǔ)器的處理效率，越來(lái)越多地應(yīng)用零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ) 器。
[0005] 目前的零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)中，通常針對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)陣列設(shè)置一個(gè)或若 干個(gè)控制單元，在對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀取時(shí)，直接將電荷泵的輸出電壓同時(shí)傳輸至所有控制單 元，即此時(shí)電荷泵的負(fù)載為整個(gè)存儲(chǔ)單元陣列。在零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器系統(tǒng)中，這將 造成由于負(fù)載較大導(dǎo)致首次讀取操作電壓的建立時(shí)間較長(zhǎng)。
[0006] 在零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器中，為了縮短首次讀取操作電壓的建立時(shí)間，達(dá)到 較高的讀速度指標(biāo)，目前通常是增大存儲(chǔ)器內(nèi)部電荷泵的強(qiáng)度，使其輸出的電流強(qiáng)度更高， 例如，可以增加存儲(chǔ)器芯片中電荷泵的數(shù)量、增加電荷泵中電容和二極管的尺寸和數(shù)量，但 是該種方法將占用更大的芯片面積，增加芯片的成本，并且存儲(chǔ)器的功耗較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器讀取方法和裝置，以解決為滿足較 高的讀速度要求而增大存儲(chǔ)器內(nèi)部電荷泵的強(qiáng)度導(dǎo)致占用更大的芯片面積，增加芯片的成 本，并且存儲(chǔ)器的功耗較高的問(wèn)題。
[0008] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器讀取方法，其 特征在于，所述存儲(chǔ)器包括電荷泵、m個(gè)存儲(chǔ)單元塊和m個(gè)控制單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元塊包括 多條字線，
[0009] 所述方法包括：
[0010] 步驟S1，接收讀取首地址，所述讀取首地址包括塊地址和讀取字線地址；
[0011] 步驟S2,確定所述塊地址對(duì)應(yīng)的第j個(gè)存儲(chǔ)單元塊，確定讀取操作次數(shù)η的初始值 為〇,并確定當(dāng)前讀取字線地址為所述讀取首地址中的讀取字線地址；所述j為1至m中任 一整數(shù)值；
[0012] 步驟S3,將所述電荷泵的輸出電壓傳輸?shù)綇乃龅趈個(gè)存儲(chǔ)單元塊所對(duì)應(yīng)的第j 個(gè)控制單元開(kāi)始的n+2個(gè)控制單元；其中，第m個(gè)控制單元的下一個(gè)控制單元為第1個(gè)控制 單元；
[0013] 步驟S4,令η = n+1，并判斷是否滿足η < m-Ι ;若滿足，則執(zhí)行步驟S5 ;
[0014] 步驟S5,采用所述電荷泵的輸出電壓讀取當(dāng)前讀取字線地址對(duì)應(yīng)的字線上存儲(chǔ)單 元的數(shù)據(jù)，并在讀取出預(yù)設(shè)位數(shù)的數(shù)據(jù)后開(kāi)始輸出數(shù)據(jù)；在當(dāng)前讀取字線地址對(duì)應(yīng)的字線 上存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)讀取完之后將所述當(dāng)前讀取字線地址自動(dòng)加1 ;
[0015] 步驟S6,在開(kāi)始輸出數(shù)據(jù)后檢測(cè)出到達(dá)切換時(shí)間時(shí)，返回所述步驟S3。
[0016] 優(yōu)選地，所述步驟S5包括：
[0017] 選中與所述當(dāng)前讀取字線地址對(duì)應(yīng)的控制單元；
[0018] 控制所述控制單元將所述電荷泵的輸出電壓施加到所述當(dāng)前讀取字線地址對(duì)應(yīng) 的字線上，讀取所述字線上存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟S3包括：
[0020] 將輸出至從所述第j個(gè)控制單元開(kāi)始的n+2個(gè)控制單元的選擇信號(hào)置為選通，將 輸出至剩余控制單元的選擇信號(hào)置為未選通。
[0021] 優(yōu)選地，所述切換時(shí)間為在輸出預(yù)設(shè)字節(jié)數(shù)的數(shù)據(jù)時(shí)，或者，在開(kāi)始輸出數(shù)據(jù)后的 第預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)鐘周期開(kāi)始時(shí)。
[0022] 優(yōu)選地，在所述步驟Sl之前，還包括：
[0023] 在檢測(cè)到片選信號(hào)為0時(shí)，或者，檢測(cè)到正在接收指令時(shí)，發(fā)送用于通知電荷泵啟 動(dòng)的使能信號(hào)至電荷泵，并將所述電荷泵的輸出電壓傳輸?shù)剿锌刂茊卧?br>[0024] 在接收完成所述指令后，確定所述指令是否為讀取指令；
[0025] 如果為讀取指令，則執(zhí)彳丁所述步驟Sl。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還公開(kāi)了一種零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器讀取裝置，其 特征在于，所述存儲(chǔ)器包括電荷泵、m個(gè)存儲(chǔ)單元塊和m個(gè)控制單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元塊包括 多條字線，
[0027] 所述裝置包括：
[0028] 接收模塊，用于接收讀取首地址，所述讀取首地址包括塊地址和讀取字線地址；
[0029] 確定模塊，用于確定所述塊地址對(duì)應(yīng)的第j個(gè)存儲(chǔ)單元塊，確定讀取操作次數(shù)η的 初始值為〇,并確定當(dāng)前讀取字線地址為所述讀取首地址中的讀取字線地址；所述j為1至 m中任一整數(shù)值；
[0030] 傳輸模塊，用于將所述電荷泵的輸出電壓傳輸?shù)綇乃龅趈個(gè)存儲(chǔ)單元塊所對(duì)應(yīng) 的第j個(gè)控制單元開(kāi)始的n+2個(gè)控制單元；其中，第m個(gè)控制單元的下一個(gè)控制單元為第1 個(gè)控制單元；
[0031] 判斷模塊，用于令η = n+1，并判斷是否滿足η < m-Ι ;若滿足，則調(diào)用讀取模塊；
[0032] 讀取模塊，用于采用所述電荷泵的輸出電壓讀取當(dāng)前讀取字線地址對(duì)應(yīng)的字線上 存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)，并在讀取出預(yù)設(shè)位數(shù)的數(shù)據(jù)后開(kāi)始輸出數(shù)據(jù)；在當(dāng)前讀取字線地址對(duì)應(yīng) 的字線上存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)讀取完之后將所述當(dāng)前讀取字線地址自動(dòng)加1 ;
[0033] 檢測(cè)模塊，用于在開(kāi)始輸出數(shù)據(jù)后檢測(cè)出到達(dá)切換時(shí)間時(shí)，調(diào)用所述傳輸模塊。
[0034] 優(yōu)選地，所述讀取模塊，具體用于選中與所述當(dāng)前讀取字線地址對(duì)應(yīng)的控制單元； 控制所述控制單元將所述電荷泵的輸出電壓施加到所述當(dāng)前讀取字線地址對(duì)應(yīng)的字線上， 讀取所述字線上存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)。
[0035] 優(yōu)選地，所述傳輸模塊，具體用于將輸出至從所述第j個(gè)控制單元開(kāi)始的n+2個(gè)控 制單元的選擇信號(hào)置為選通，將輸出至剩余控制單元的選擇信號(hào)置為未選通。
[0036] 優(yōu)選地，所述切換時(shí)間為在輸出預(yù)設(shè)字節(jié)數(shù)的數(shù)據(jù)時(shí)，或者，在開(kāi)始輸出數(shù)據(jù)后的 第預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的時(shí)鐘周期開(kāi)始時(shí)。
[0037] 優(yōu)選地，所述裝置還包括：
[0038] 發(fā)送模塊，用于在檢測(cè)到片選信號(hào)為0時(shí)，或者，檢測(cè)到正在接收指令時(shí)，發(fā)送用 于通知電荷泵啟動(dòng)的使能信號(hào)至電荷泵，并將所述電荷泵的輸出電壓傳輸?shù)剿锌刂茊?元；
[0039] 調(diào)用模塊，用于在接收完成所述指令后，確定所述指令是否為讀取指令；如果為讀 取指令，則調(diào)用所述接收模塊。
[0040] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括以下優(yōu)點(diǎn)：
[0041] 本發(fā)明中的存儲(chǔ)器可以包括m個(gè)存儲(chǔ)單元塊和m個(gè)控制單元，每個(gè)控制單元可以 對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)單元塊。首先可以接收讀取首地址，讀取首地址包括塊地址和讀取字線地址； 然后確定塊地址對(duì)應(yīng)的第j個(gè)存儲(chǔ)單元塊，確定讀取操作次數(shù)η的初始值為0,并確定當(dāng)前 讀取字線地址為讀取首地址中的讀取字線地址；將電荷泵的輸出電壓傳輸?shù)綇牡趈個(gè)存儲(chǔ) 單元塊所對(duì)應(yīng)的第j個(gè)控制單元開(kāi)始的n+2個(gè)控制單元；再令η = n+1，并判斷是否滿足η < m-1 ;若滿足，則采用所述電荷泵的輸出電壓讀取當(dāng)前讀取字線地址對(duì)應(yīng)的字線上存儲(chǔ) 單元的數(shù)據(jù)，并在讀取出預(yù)設(shè)位數(shù)的數(shù)據(jù)后開(kāi)始輸出數(shù)據(jù)；在當(dāng)前讀取字線地址對(duì)應(yīng)的字 線上存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)讀取完之后將所述當(dāng)前讀取字線地址自動(dòng)加1 ;最后在開(kāi)始輸出數(shù)據(jù) 后檢測(cè)出到達(dá)切換時(shí)間時(shí)，返回將電荷泵的輸出電壓傳輸?shù)綇牡趈個(gè)存儲(chǔ)單元塊所對(duì)應(yīng)的 第j個(gè)控制單元開(kāi)始的n+2個(gè)控制單元的步驟。
[0042] 因此，本發(fā)明中將電荷泵的輸出電壓逐個(gè)傳輸?shù)絤個(gè)控制單元中，因此電荷泵的 負(fù)載較小，從而可以加快首次讀取操作電壓的建立時(shí)間，可以達(dá)到較高的讀速度指標(biāo)，同時(shí) 也不影響后續(xù)讀取操作的速度和穩(wěn)定性；并且，本發(fā)明中無(wú)需增大電荷泵的強(qiáng)度，因此也避 免了占用更大的芯片面積，增加芯片的成本，存儲(chǔ)器的功耗較高的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0043] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的一種零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器讀取方法的流程圖；
[0044] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的一種零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的一種零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器讀取方法的流程圖；
[0046] 圖4是現(xiàn)有技術(shù)中SPI NOR Flash典型四口讀取指令時(shí)序與存儲(chǔ)器內(nèi)部讀操作電 壓的建立示意圖；
[0047] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的SPI NOR Flash典型四口讀取指令時(shí)序與存儲(chǔ)器內(nèi)部讀 操作電壓的建立示意圖；
[0048] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例三的一種零待機(jī)功耗串行接口存儲(chǔ)器讀取裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0050] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中為降低首次讀取