可自动恢复数据的寄存器电路及其使用方法与流程

本发明涉及半导体，特别是涉及一种可自动恢复数据的寄存器电路及其使用方法。

背景技术：

1、现有的mcu或soc芯片中，通常使用大量模拟ip。为了保证芯片正常工作，需要针对模拟ip进行数据配置，来保证模拟信号被调整到所需工作状态，从而芯片满足性能要求并正常工作。

2、现有方案：

3、芯片配置信息的方法，通常采用非挥发存储器来保存。现有存储器方案可以归结为两种方式：

4、1)片外非挥发存储器；

5、片外存储器方案通常使用外部nor flash芯片存储数据，数据正确性可由外部存储器芯片保证，通过接口电路读入数据，再配置到内部。

6、2)片内非挥发存储器。

7、片内存储器方案使用eeprom、eflash等电路保存数据，芯片启动后从存储器中读出配置信息，通过专用数字电路中校验读出数据，确保读出数据正确性后，再配置到对应寄存器。

8、方案缺陷：

9、1)可靠性隐患

10、随着时间推移和温度变化，非挥发性存储器的器件会发生特性偏移，表现为可靠性下降，造成内部存储读出发生错误，造成芯片工作状态异常。这类失效很难在早期准确筛选出，因此不仅对工艺提出很高的控制要求，也需要芯片筛选中留出足够多的余量，保证有足够器件衰减窗口对抗工艺偏差，成本很高；

11、2)芯片启动时间长

12、芯片启动后需要数字电路的寄存器重置，而配置信息读出，需等待数字电路稳定后进行存储器读取。片外存储器方案需要通过芯片结构读出数据，且需要额外成本进行芯片外围设计。片内存储器的启动速度要远快于片外存储器方案。但片内存储器方案需要在模拟电路性能非最佳的情况进行，读取速度慢且有读错可能，其读取和校验过程成为芯片启动性能的主要开销。

13、为解决上述问题，需要提出一种新型的可自动恢复数据的寄存器电路及其使用方法。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可自动恢复数据的寄存器电路及其使用方法，用于解决现有技术中芯片配置信息的方法采用非挥发存储器来保存，存在可靠性隐患和芯片启动时间长的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可自动恢复数据的寄存器电路，包括：

3、偏置模块和至少一个寄存器模块电路；

4、每个寄存器模块电路包括赋值电路、存储电路和数据恢复电路，其中，

5、赋值电路用于将输入数据传入存储电路中保存；

6、存储电路具有对应存储值的正值端；以及对应取反的取反端；

7、偏置模块用于控制数据恢复电路对存储电路中的正值端和取反端产生单边电压拉偏，令存储电路中的数据恢复为所需的逻辑值。

8、优选地，所述赋值电路根据时钟或门控信号开启，并将输入数据传入存储电路中保存。

9、优选地，所述存储电路包括一对反相器，各自将输出端接到另一个反相器的输入，其中一个输出端的电位对应存储值，输出到电路外，另一个电位对应存储值取反。

10、优选地，所述数据恢复电路包括正值存储器件、反值存储器件和开关管，开关管的第一端与正值存储器件、反值存储器件的第二端连接，开关管的第二端接地，正值存储器件、反值存储器件的的第一端分别接正值端和取反端。

11、优选地，所述正直存储器件和反值存储器件均为非挥发性存储器件。

12、优选地，所述偏置模块包括第一、二偏置电压模块，第一、二偏置电压模块的输入端接en信号，第一偏置电压模块的输出端接正值存储器件、反值存储器件的栅极，第二偏置电压模块的输出端接开关管的栅极。

13、本发明提供一种上述可自动恢复数据的寄存器电路的使用方法，包括：

14、步骤一、提供偏置模块和至少一个寄存器模块电路；

15、每个寄存器模块电路包括赋值电路、存储电路和数据恢复电路，其中，

16、赋值电路用于将输入数据传入存储电路中保存；

17、存储电路具有对应存储值的正值端；以及对应取反的取反端；

18、偏置模块用于控制数据恢复电路对存储电路中的正值端和取反端产生单边电压拉偏，令存储电路中的数据恢复为所需的逻辑值；

19、步骤二、寄存器模块不接电，偏置模块接电后，设置en使能状态，控制数据恢复电路对存储电路中的正值端和取反端产生单边电压拉偏，令存储电路中的数据恢复为所需的逻辑值；

20、步骤三、完成数据恢复后，en信号设置为非使能状态。

21、优选地，步骤一中的所述赋值电路根据时钟或门控信号开启，并将输入数据传入存储电路中保存。

22、优选地，步骤一中的所述存储电路包括一对反相器，各自将输出端接到另一个反相器的输入，其中一个输出端的电位对应存储值，输出到电路外，另一个电位对应存储值取反。

23、优选地，步骤一中的所述数据恢复电路包括正值存储器件、反值存储器件和开关管，开关管的第一端与正值存储器件、反值存储器件的第二端连接，开关管的第二端接地，正值存储器件、反值存储器件的的第一端分别接正值端和取反端。

24、优选地，步骤一中的所述正直存储器件和反值存储器件均为非挥发性存储器件。

25、优选地，步骤一中的所述偏置模块包括第一、二偏置电压模块，第一、二偏置电压模块的输入端接en信号，第一偏置电压模块的输出端接正值存储器件、反值存储器件的栅极，第二偏置电压模块的输出端接开关管的栅极。

26、优选地，步骤二中当en使能时，所述开关管开启电压拉高，开关管导通；同时器件开启电压拉高，值为“0”的存储器件导通，值为“1”的存储器件关断；开关管和“0”存储器件同时导通，形成下拉电流；对寄存器模块电路上电，启动过程中该端电压拉低，而另一端的“1”存储器件关断，对应端电压不受影响，从而完成存储区域数据恢复。

27、优选地，步骤三中的所述完成数据恢复后，en设置为非使能状态，开关管开启电压和器件开启电压均置0，开关管和存储器件处于关断状态。

28、如上所述，本发明的可自动恢复数据的寄存器电路及其使用方法，具有以下有益效果：

29、本发明从电路方面：不需要额外的片上读出电路，硬件有所节约；从性能方面，复用了数字电路复位时间，不需要对存储器的读出和数据校验时间；从可靠性方面，使用偏置电压模块能够有效防止发生器件漏电对寄存器值的影响，同时调节器件开启电压调节一对差分器件，能够防止器件阈值电压漂移引起的偏差。

技术特征：

1.一种可自动恢复数据的寄存器电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的可自动恢复数据的寄存器电路，其特征在于：所述赋值电路根据时钟或门控信号开启，并将输入数据传入存储电路中保存。

3.根据权利要求1所述的可自动恢复数据的寄存器电路，其特征在于：所述存储电路包括一对反相器，各自将输出端接到另一个反相器的输入，其中一个输出端的电位对应存储值，输出到电路外，另一个电位对应存储值取反。

4.根据权利要求1所述的可自动恢复数据的寄存器电路，其特征在于：所述数据恢复电路包括正值存储器件、反值存储器件和开关管，开关管的第一端与正值存储器件、反值存储器件的第二端连接，开关管的第二端接地，正值存储器件、反值存储器件的的第一端分别接正值端和取反端。

5.根据权利要求4所述的可自动恢复数据的寄存器电路，其特征在于：所述正直存储器件和反值存储器件均为非挥发性存储器件。

6.根据权利要求4或5所述的可自动恢复数据的寄存器电路，其特征在于：所述偏置模块包括第一、二偏置电压模块，第一、二偏置电压模块的输入端接en信号，第一偏置电压模块的输出端接正值存储器件、反值存储器件的栅极，第二偏置电压模块的输出端接开关管的栅极。

7.根据权利要求1至6仍一项所述的可自动恢复数据的寄存器电路的使用方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的可自动恢复数据的寄存器电路的使用方法，其特征在于：步骤一中的所述赋值电路根据时钟或门控信号开启，并将输入数据传入存储电路中保存。

9.根据权利要求7所述的可自动恢复数据的寄存器电路的使用方法，其特征在于：步骤一中的所述存储电路包括一对反相器，各自将输出端接到另一个反相器的输入，其中一个输出端的电位对应存储值，输出到电路外，另一个电位对应存储值取反。

10.根据权利要求7所述的可自动恢复数据的寄存器电路的使用方法，其特征在于：步骤一中的所述数据恢复电路包括正值存储器件、反值存储器件和开关管，开关管的第一端与正值存储器件、反值存储器件的第二端连接，开关管的第二端接地，正值存储器件、反值存储器件的的第一端分别接正值端和取反端。

11.根据权利要求10所述的可自动恢复数据的寄存器电路的使用方法，其特征在于：步骤一中的所述正直存储器件和反值存储器件均为非挥发性存储器件。

12.根据权利要求10或11所述的可自动恢复数据的寄存器电路的使用方法，其特征在于：步骤一中的所述偏置模块包括第一、二偏置电压模块，第一、二偏置电压模块的输入端接en信号，第一偏置电压模块的输出端接正值存储器件、反值存储器件的栅极，第二偏置电压模块的输出端接开关管的栅极。

13.根据权利要求12所述的可自动恢复数据的寄存器电路的使用方法，其特征在于：步骤二中当en使能时，所述开关管开启电压拉高，开关管导通；同时器件开启电压拉高，值为“0”的存储器件导通，值为“1”的存储器件关断；开关管和“0”存储器件同时导通，形成下拉电流；对寄存器模块电路上电，启动过程中该端电压拉低，而另一端的“1”存储器件关断，对应端电压不受影响，从而完成存储区域数据恢复。

14.根据权利要求13所述的可自动恢复数据的寄存器电路的使用方法，其特征在于：步骤三中的所述完成数据恢复后，en设置为非使能状态，开关管开启电压和器件开启电压均置0，开关管和存储器件处于关断状态。

技术总结本发明提供一种可自动恢复数据的寄存器电路，包括偏置模块和至少一个寄存器模块电路；每个寄存器模块电路包括赋值电路、存储电路和数据恢复电路，其中，赋值电路用于将输入数据传入存储电路中保存；存储电路具有对应存储值的正值端；以及对应取反的取反端；偏置模块用于控制数据恢复电路对存储电路中的正值端和取反端产生单边电压拉偏，令存储电路中的数据恢复为所需的逻辑值。本发明从电路方面：不需要额外的片上读出电路，硬件有所节约；从性能方面，复用了数字电路复位时间，不需要对存储器的读出和数据校验时间；从可靠性方面，能够防止器件漏电对寄存器值的影响，调节器件开启电压调节一对差分器件，能够防止器件阈值电压漂移引起的偏差。技术研发人员：洪亮受保护的技术使用者：上海华力集成电路制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23