实现存储器按位修复的系统及存储器读写方法与流程

本发明涉及集成电路设计，尤其涉及一种实现存储器按位修复的系统及存储器读写方法。

背景技术：

1、在现有mram制作工艺不够成熟的条件下，阵列的制作会形成很多有问题的单元，有些处于阵列边缘的单元难以翻转，失去了mram的特征，有些单元在正常读写的过程中损坏，导致无法使用。这些有问题的单元(后续本技术中称为失效单元)严重影响阵列的良率，要想使用存在问题的阵列，必须将这些失效单元处理或者替换为能正常读写的单元。所以产生许多的修复方法，常用的方法有：使用行列的冗余单元进行修复，或者使用ecc(errorcorrecting code，纠错码)进行算法上的修复。

2、在目前的阵列结构中，采用冗余修复，每次只能替换整行或者整列，由于可能待修复的只有几个单元，但是要用一整行一千多个单元来做替换，对于修复来说有些浪费。若用1位ecc进行修复，修复能力不够，若用两位ecc进行修复，则会占用很大面积，造成成本升高等问题。

3、故需要一种电路，可以解决阵列中个别失效单元的修复问题，而且不占用过多面积，修复能力要能满足芯片需求。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种实现存储器按位修复的系统及存储器读写方法，能够实现按位修复阵列中失效单元的功能。

2、一方面，本发明提供一种实现存储器按位修复的系统，包括：

3、带冗余列的存储阵列，每行阵列单元包括第一数量的数据存储单元和第二数量的修复单元；

4、写毁操作电路，用于对所述存储阵列每行阵列单元中检测到的失效单元进行写毁操作；

5、读电路，用于读取所述存储阵列每行阵列单元各自的状态标识及其存储的数据；

6、逻辑电路，用于根据读取到的每行阵列单元的状态标识，输出控制信号和选择信号；

7、数据选择电路，用于根据所述控制信号和选择信号，选择输入或输出的数据；

8、写电路，用于将所述数据选择电路选择输入的数据写入正常的数据存储单元或者正常的修复单元。

9、可选地，所述写毁操作电路和所述写电路由复用的写毁操作/写电路来实现，所述写毁操作/写电路具体包括：

10、第一非门，输入端输入写使能信号；

11、第二非门，输入端连接至所述第一非门的输出端；

12、第一与非门，两个输入端输入写使能信号和写毁操作使能信号；

13、第二与非门，一个输入端与所述第一与非门的输出端连接，另一个输入端与所述第二非门的输出端连接；

14、第三非门，输入端与所述第二与非门的输出端连接；

15、第一nmos管，串联接入位线上，栅极连接至所述第三非门的输出端，漏极与位线上的阵列单元连接；

16、第二nmos管，串联接入源线上，栅极连接至所述第二非门的输出端，漏极与源线上的阵列单元连接；

17、第三nmos管，漏极与所述第一nmos管的漏极连接，源极接地；

18、第四nmos管，漏极与所述第二nmos管的漏极连接，源极接地，栅极与所述第三nmos管的栅极接于一点，并共同连接至所述第一非门的输出端；

19、第一pmos管，栅极与所述第一与非门的输出端连接，源极接电源，漏极与位线上的阵列单元连接。

20、可选地，所述读电路包括：

21、电流镜结构，用于输出阵列电流、阵列参考电流和状态标识参考电流，其中所述阵列电流流入待读取的阵列单元；

22、第一参考电阻，流过所述阵列参考电流；

23、第二参考电阻，流过所述状态标识参考电流；

24、第一电压型灵敏放大器，接入所述阵列电流所在支路和所述阵列参考电流所在支路；

25、第二电压型灵敏放大器，接入所述阵列电流所在支路和所述状态标识参考电流所在支路；

26、以及反相器，连接于所述第二电压型灵敏放大器输出端。

27、可选地，所述第一参考电阻的阻值介于阵列单元中磁性隧道结反平行态阻值和平行态阻值之间；

28、所述第二参考电阻的阻值介于阵列单元中磁性隧道结平行态阻值和击穿态阻值之间。

29、可选地，所述状态标识用于区分正常单元和已被击穿的失效单元，状态标识为0，表示单元为正常单元，状态标识为1，表示单元为已被击穿的失效单元。

30、可选地，若数据存储单元的状态标识为0，则所述控制信号为低电平，若数据存储单元的状态标识为1，则所述控制信号为高电平；

31、所述选择信号用于选择修复单元的位置，随着失效的数据存储单元的个数增加而顺序增加，若修复单元的状态标识为1，则所述选择信号跳过当前位置的修复单元。

32、可选地，所述数据选择电路包括输入单元和输出单元，

33、所述输入单元包括n个单输入-多输出的数据选择器，用于根据所述控制信号和选择信号，选择数据输入的通道，将输入的数据选择性地输入到所述写电路；

34、所述输出单元包括n个多输入-单输出的数据选择器，用于根据所述控制信号和选择信号，选择数据输出的通道，从所述读电路读取到的数据中选择性地输出数据；

35、其中n为存储阵列一行上数据存储单元的个数。

36、另一方面，本发明提供一种存储器写入数据的方法，所述方法包括：

37、选择存储阵列的一行；

38、在测试模式下，写毁操作电路对所述行的阵列单元中检测到的失效单元进行写毁操作；

39、读电路读取所述行的阵列单元各自的状态标识；

40、逻辑电路根据所述状态标识，输出控制信号和选择信号；

41、数据选择电路根据所述控制信号和选择信号，选择数据输入的通道，将输入的数据选择性地输入到写电路；

42、写电路将所述数据选择电路选择输入的数据写入正常的数据存储单元或者正常的修复单元。

43、另一方面，本发明提供一种存储器读取数据的方法，所述方法包括：

44、选择存储阵列的一行；

45、读电路读取所述行的阵列单元各自的状态标识及其存储的数据；

46、逻辑电路根据所述状态标识，输出控制信号和选择信号；

47、数据选择电路根据所述控制信号和选择信号，选择数据输出的通道，从所述读电路读取到的数据中选择性地输出数据。

48、可选地，所述状态标识用于区分正常单元和已被击穿的失效单元，状态标识为0，表示单元为正常单元，状态标识为1，表示单元为已被击穿的失效单元。

49、可选地，若数据存储单元的状态标识为0，则所述控制信号为低电平，若数据存储单元的状态标识为1，则所述控制信号为高电平；

50、所述选择信号用于选择修复单元的位置，随着失效的数据存储单元的个数增加而顺序增加，若修复单元的状态标识为1，则所述选择信号跳过当前位置的修复单元。

51、本发明提供的一种实现存储器按位修复的系统及存储器读写方法，可以按位修复失效的数据存储单元，大大提高修复效率。且存储阵列只需要带有几列冗余列，使用面积很小，可以达到降低芯片成本，提高芯片良率的效果。