一种选择读取后无回写过程的铁电存储器电路、方法及装置

本发明涉及电路设计领域，具体涉及一种选择读取后无回写过程的铁电存储器电路、方法及装置。

背景技术：

1、铁电存储器(fram)作为一种新兴非易失存储器，具有掉电后仍然能够保存数据的能力，同时拥有读写速度高、静态功耗低、寿命高的特性。fram是基于铁电晶体的存储器，其存储过程为：外部电场施加在铁电晶体上，导致晶体中心原子移动并稳定在一种状态，方向不同的电场会使中心原子停留在不同的稳定状态，从而进行数据的存储；读取时通过对存储单元施加电场，并检测其充电波形来确定存储的数据。由于fram本身器件的原因导致在对fram进行读取后，有可能会导致fram存储单元的状态发生变化，进而使存储的数据遭到破坏，因此在对fram进行读取后通常会再进行一次回写过程，以恢复存储单元的状态。但对于一些读取完该位置数据后一定会在该位置写入新数据的场景来说，回写过程是不必要的，多余的回写过程不仅会导致读取速度的下降，还会导致铁电存储器耐久性的下降。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种选择读取后无回写过程的铁电存储器电路、方法及装置，在基于fram的存储器中增加无回写控制模块，该模块会在特定情况下使能，使得读写控制器在对fram进行读取时，读取过程中将会跳过回写过程，避免回写过程带来的额外时间延迟、能量消耗以及对耐久性的损耗。

2、为了解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

3、一种选择读取后无回写过程的铁电存储器电路，包括读写控制器模块、铁电存储器模块；读写控制器模块接收外部使能信号readw_en，根据使能信号readw_en的电平高低控制对铁电存储器模块的读写操作，铁电存储器模块为铁电存储器，负责提供非易失存储；读写操作的控制具体如下：

4、外部提供使能信号readw_en，当readw_en电平为高时，读写控制器模块的写过程为：按行写入，选中对应字线，对应位线施加电压，改变铁电存储器的存储单元状态，完成写入；读过程为：一位一位读出，选中对应字线，对应位线施加读取电压，读取数据，之后对读出的数据进行回写；

5、当readw_en电平为低时，写过程为：按行写入，选中对应字线，对应位线施加电压，改变铁电存储器的存储单元状态，完成写入；读过程为：一位一位读出，选中对应字线，对应位线施加读取电压，读取数据。

6、本发明还提供一种选择读取后无回写过程的铁电存储器的方法，基于读写控制器模块与铁电存储器模块实现，读写控制器模块接收外部使能信号readw_en，根据使能信号readw_en的电平高低控制对铁电存储器模块的读写操作，铁电存储器模块为铁电存储器，负责提供非易失存储；具体方法如下：

7、若外部电路需对铁电存储器进行读写操作时，在每次读出数据后都会在原位写入新的数据，则将使能信号readw_en电平拉低，此时读写控制器模块的写过程为：写过程为：按行写入，选中对应字线，对应位线施加电压，改变铁电存储器的存储单元状态，完成写入；读过程为：一位一位读出，选中对应字线，对应位线施加读取电压，读取数据；

8、若外部电路需对铁电存储器进行读写操作时，仅读取数据，不写入新数据，则将使能信号readw_en电平拉高，此时读写控制器模块的写过程为：写过程为：按行写入，选中对应字线，对应位线施加电压，改变铁电存储器的存储单元状态，完成写入；读过程为：一位一位读出，选中对应字线，对应位线施加读取电压，读取数据，之后对读出的数据进行回写。

9、本发明还提供一种选择读取后无回写过程的铁电存储器装置，包括读写控制器模块与铁电存储器模块，可以实现如上所述的方法。

10、由于fram的读取具有破坏性，因此通用fram的读写控制器在读取完数据后还会经历一个回写阶段以恢复被破坏的数据位，这一回写阶段最多能占据整个读取时间的50%，但对于多圈编码器这一类读取后必定会在相同位置再次写入新数据的场景来说，回写阶段是不必要的，因此通过一个使能信号控制读写控制器，使其跳过回写阶段，能够极大的减少读取时间以及读取功耗，同时由于能够避免读取时附加的写入操作，可以较大的提高fram的耐久性。

11、本发明的有益效果如下：

12、1.通过使能信号控制读写控制器来决定是否跳过读取的回写阶段。

13、2.在读取fram中存储的数据时，通过跳过回写阶段来降低读取时间以及读取功耗，以提高fram的耐久性。

技术特征：

1.一种选择读取后无回写过程的铁电存储器电路，其特征在于，包括读写控制器模块、铁电存储器模块；读写控制器模块接收外部使能信号readw_en，根据使能信号readw_en的电平高低控制对铁电存储器模块的读写操作，铁电存储器模块为铁电存储器，负责提供非易失存储；读写操作的控制具体如下：

2.根据权利要求1所述的一种选择读取后无回写过程的铁电存储器电路，其特征在于，所述铁电存储器为2晶体管2电容2t2c结构。

3.一种选择读取后无回写过程的铁电存储器的方法，其特征在于，基于读写控制器模块与铁电存储器模块实现，读写控制器模块接收外部使能信号readw_en，根据使能信号readw_en的电平高低控制对铁电存储器模块的读写操作，铁电存储器模块为铁电存储器，负责提供非易失存储；具体方法如下：

4.一种选择读取后无回写过程的铁电存储器装置，其特征在于，所述装置包括读写控制器模块与铁电存储器模块，实现如权利要求3所述的方法。

技术总结一种选择读取后无回写过程的铁电存储器电路、方法及装置，涉及电路设计领域。本发明主要思想为通过消除读取后的回写过程来降低FRAM的读取功耗同时提高FRAM的寿命，虽然读取后不进行回写会导致存储的数据遭到破坏，但如果该数据只需要被读取一次，那么就不用关心其是否会被破坏的问题了。本发明利用FRAM读取后会有回写过程以保持数据的特点，针对读取后必定会在相同位置重新写入的场景，设计了一种可以选择读取后无回写过程的FRAM电路，降低了读时间、读功耗，提高了FRAM的使用寿命。技术研发人员：常亮,谢艾森,郝午阳受保护的技术使用者：电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18