数据写入控制电路及数据写入控制方法与流程

本发明属于数据存储，具体涉及一种数据写入控制电路及数据写入控制方法。

背景技术：

1、铁电存储器（ferroelectric ram，fram），也称为f-ram或feram，是一种读写速度快的随机存取存储器，结合了断电后数据保留的能力（如只读存储器和闪存），是个人电脑最常用的类型记忆。

2、在通过铁电存储器存储数据时，会向铁电存储器的存储单元写入数据，每一次的写入操作均会改变存储单元的极化状态。而在实际情形中，向存储单元新写入的数据可能与存储单元原来所存储的数据一致，这样会向存储单元写入重复的数据，造成存储单元不必要的磨损，从而降低存储器的使用寿命，同时也会增加数据存储的功耗和数据写入时间，导致存储器的性能降低。

3、因此，如何避免由于向存储单元写入重复数据导致存储器的使用寿命降低和性能下降，是本领域技术人员亟需研究的课题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种数据写入控制电路及数据写入控制方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种数据写入控制电路，用于铁电存储器的存储单元的数据写入控制，包括：存储单元、选择器、共源共栅极放大器、比较器和微处理器，所述存储单元包括第一存储子单元和第二存储子单元，所述第一存储子单元的位线和所述第二存储子单元的位线均与所述选择器连接，所述共源共栅极放大器连接于所述选择器与所述比较器之间，所述微处理器分别与所述选择器、所述共源共栅极放大器和所述比较器连接；

4、所述微处理器用于在向存储单元写入数据时向所述选择器发送使能信号以使所述选择器选择维持低电平的位线，以便测量被选择位线的电压冲激值，所述共源共栅极放大器用于对所述电压冲激值进行放大，所述比较器用将放大后的电压冲激值与所述微处理器输入的参考电压进行对比，所述微处理器还用于当放大后的电压冲激值小于所述参考电压时终止向所述存储单元写入数据。

5、基于上述公开的内容，本发明提供的数据写入控制电路通过设置存储单元、选择器、共源共栅极放大器、比较器和微处理器，存储单元包括第一存储子单元和第二存储子单元，第一存储子单元的位线和第二存储子单元的位线均与选择器连接，共源共栅极放大器连接于选择器与比较器之间，微处理器分别与选择器、共源共栅极放大器和比较器连接；其中，微处理器用于在向存储单元写入数据时向选择器发送使能信号以使选择器选择维持低电平的位线，以便测量被选择位线的电压冲激值，共源共栅极放大器用于对电压冲激值进行放大，比较器用将放大后的电压冲激值与微处理器输入的参考电压进行对比，微处理器还用于当放大后的电压冲激值小于参考电压时终止向存储单元写入数据。如此，可在向存储单元写入数据时，通过被选择位线的电压冲激值放大后与参考电压对比，确定出写入的数据是否与存储单元原来存储的数据一致，并在一致时终止向存储单元写入数据，从而可避免向存储单元写入重复的数据，避免由于重复写入数据造成存储单元不必要的磨损，提高存储器的使用寿命，同时可降低数据存储的功耗，节省数据写入的时间，提升存储器的性能，调高存储器产品的竞争力。

6、通过上述的设计，本发明可避免由于重复写入数据造成存储单元不必要的磨损，提高存储器的使用寿命，同时可降低数据存储的功耗，节省数据写入的时间，提升存储器的性能，调高存储器产品的竞争力，便于实际应用和推广。

7、在一个可能的设计中，共源共栅极放大器包括第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的漏极与所述选择器连接，所述第一场效应管的栅极与所述微处理器连接，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的栅极连接，所述第二场效应管的漏极与所述比较器连接。

8、在一个可能的设计中，所述第一场效应管和所述第二场效应管均为p沟道增强型场效应管。

9、在一个可能的设计中，所述第一存储子单元的板线与所述第二存储子单元的板线连接，所述第一存储子单元的字线与所述第二存储子单元的字线连接。

10、在一个可能的设计中，所述第一存储子单元包括第一电容、第二电容、第三场效应管和第四场效应管，所述第一电容的一端与所述第二电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第三场效应管的漏极连接，所述第二电容的另一端与所述第四场效应管的漏极连接，所述第三场效应管的栅极与所述第四场效应管的栅极连接。

11、在一个可能的设计中，所述第二存储子单元与所述第一存储子单元结构相同。

12、在一个可能的设计中，所述第三场效应管和所述第四场效应管均为n沟道增强型场效应管。

13、在一个可能的设计中，所述参考电压的电压值是依据所述共源共栅极放大器和铁电存储器的电路中的电路耦合电容确定出的。

14、第二方面，本发明提供了一种数据写入控制方法，应用于第一方面或第一方面任一可能设计所述的数据写入控制电路，所述方法包括：

15、在向存储单元写入数据时，通过所述微处理器向所述选择器发送使能信号以使所述选择器选择维持低电平的位线，以便测量被选择位线的电压冲激值；

16、通过所述共源共栅极放大器对所述电压冲激值进行放大；

17、通过所述比较器将放大后的电压冲激值与所述微处理器输入的参考电压进行对比；

18、当放大后的电压冲激值小于所述参考电压时，通过所述微处理器终止向所述存储单元写入数据。

19、在一个可能的设计中，所述方法还包括：

20、当放大后的电压冲激值大于所述参考电压时，向所述存储单元写入数据。

21、有益效果：

22、本发明提供的数据写入控制电路及数据写入控制方法可避免由于重复写入数据造成存储单元不必要的磨损，提高存储器的使用寿命，同时可降低数据存储的功耗，节省数据写入的时间，提升存储器的性能，调高存储器产品的竞争力，便于实际应用和推广。

技术特征：

1.一种数据写入控制电路，用于铁电存储器的存储单元的数据写入控制，其特征在于，包括：存储单元、选择器、共源共栅极放大器、比较器和微处理器，所述存储单元包括第一存储子单元和第二存储子单元，所述第一存储子单元的位线和所述第二存储子单元的位线均与所述选择器连接，所述共源共栅极放大器连接于所述选择器与所述比较器之间，所述微处理器分别与所述选择器、所述共源共栅极放大器和所述比较器连接；

2.根据权利要求1所述的数据写入控制电路，其特征在于，共源共栅极放大器包括第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的漏极与所述选择器连接，所述第一场效应管的栅极与所述微处理器连接，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的栅极连接，所述第二场效应管的漏极与所述比较器连接。

3.根据权利要求2所述的数据写入控制电路，其特征在于，所述第一场效应管和所述第二场效应管均为p沟道增强型场效应管。

4.根据权利要求1所述的数据写入控制电路，其特征在于，所述第一存储子单元的板线与所述第二存储子单元的板线连接，所述第一存储子单元的字线与所述第二存储子单元的字线连接。

5.根据权利要求4所述的数据写入控制电路，其特征在于，所述第一存储子单元包括第一电容、第二电容、第三场效应管和第四场效应管，所述第一电容的一端与所述第二电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第三场效应管的漏极连接，所述第二电容的另一端与所述第四场效应管的漏极连接，所述第三场效应管的栅极与所述第四场效应管的栅极连接。

6.根据权利要求5所述的数据写入控制电路，其特征在于，所述第二存储子单元与所述第一存储子单元结构相同。

7.根据权利要求5所述的数据写入控制电路，其特征在于，所述第三场效应管和所述第四场效应管均为n沟道增强型场效应管。

8.根据权利要求1所述的数据写入控制电路，其特征在于，所述参考电压的电压值是依据所述共源共栅极放大器和铁电存储器的电路中的电路耦合电容确定出的。

9.一种数据写入控制方法，应用于权利要求1-8任一项所述的数据写入控制电路，其特征在于，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的数据写入控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结本发明公开一种数据写入控制电路及数据写入控制方法，涉及数据存储技术领域。数据写入控制电路包括存储单元、选择器、共源共栅极放大器、比较器和微处理器，存储单元与选择器连接，共源共栅极放大器连接于选择器与比较器之间，微处理器与选择器、共源共栅极放大器和比较器连接；微处理器用于在向存储单元写入数据时发送使能信号以使选择器选择维持低电平的位线，以测量位线的电压冲激值，共源共栅极放大器用于对电压冲激值进行放大，比较器用将放大后的电压冲激值与参考电压进行对比，微处理器还用于当放大后的电压冲激值小于参考电压时终止向存储单元写入数据。本发明公开的电路及方法可提高存储器的使用寿命，提升存储器的性能。技术研发人员：张盛,林晋纬,马月,李昌荣受保护的技术使用者：晶铁半导体技术（广东）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15