相变存储器及操作方法与流程

本申请涉及存储，具体涉及一种相变存储器及操作方法。

背景技术：

1、相变存储器（pcm）的工作原理是利用相变材料在焦耳热的作用下，产生电阻率的变化，也就是低阻晶态与高阻非晶态之间的可逆转换来实现的。其中，反复晶化是造成相变存储器失效得一个重要原因，会直接导致相变材料的极化疲劳而失效，因此，尽量减少对存储单元（cell）的重复写入，可以增加相变存储器的使用寿命。

2、其中，为了增加相变存储器的使用寿命，在每个存储单元的写入过程中，需要对该存储单元的待写入数据与该存储单元的已存储数据进行逐位比较，在相同的情况下不写入该单比特的待写入数据，在不同的情况下写入该单比特的待写入数据。

3、然而，这种操作虽然能够达到减少重复写入的目的，但对每个存储单元的待写入数据与已存储数据均做一次比较，会极大地延长写入时间，降低了写操作的效率。

技术实现思路

1、本申请提供一种相变存储器及操作方法，以缓解减少重复写入导致写入时间较长的技术问题。

2、第一方面，本申请提供一种相变存储器，该相变存储器包括存储阵列、外围电路、去重控制电路以及去重执行电路，存储阵列包括存储单元；外围电路用于控制存储单元的操作；去重控制电路用于根据待写入数据与存储阵列中的已存储数据的比较结果，生成去重控制信号；去重执行电路用于根据去重控制信号调整位线与存储单元之间的连接状态。

3、在其中一些实施方式中，去重控制电路包括第一缓存、第二缓存以及异或门，第一缓存用于存储待写入数据；第二缓存用于存储已存储数据；异或门用于根据待写入数据与已存储数据的异或运算结果，生成去重控制信号。

4、在其中一些实施方式中，第一缓存与外围电路、异或门连接，第二缓存与外围电路、异或门连接。

5、在其中一些实施方式中，待写入数据中的每位数据按照地址顺序依次排列，已存储数据中的每位数据按照地址顺序依次排列；异或门按照地址顺序对待写入数据与已存储数据进行异或运算，以得到异或运算结果。

6、在其中一些实施方式中，去重执行电路包括开关单元，开关单元的控制端接入去重控制信号，开关单元的一端与存储单元连接，开关单元的另一端与位线连接。

7、在其中一些实施方式中，在同一位地址上，当待写入数据的位数据与存储阵列的位数据相同时，去重控制信号控制开关单元断开；在同一位地址上，当待写入数据的位数据与存储阵列的位数据不同时，去重控制信号控制开关单元导通。

8、在其中一些实施方式中，开关单元包括晶体管，晶体管的控制极接入去重控制信号，晶体管的第一极与存储单元连接，晶体管的第二极与位线连接，晶体管为n沟道型晶体管。

9、第二方面，本申请提供一种相变存储器的写操作方法，该相变存储器包括存储阵列和外围电路，存储阵列包括存储单元，该写操作方法包括：获取待写入数据、存储阵列中的已存储数据；根据待写入数据与已存储数据的比较结果，生成去重控制信号；根据去重控制信号调整位线与存储单元之间的连接状态。

10、在其中一些实施方式中，根据待写入数据与已存储数据的比较结果，生成去重控制信号，包括：配置已存储数据中的每位数据按照地址顺序依次排列；配置待写入数据中的每位数据按照地址顺序依次排列；根据地址顺序对待写入数据与已存储数据进行异或运算，以得到异或运算结果；根据异或运算结果生成去重控制信号。

11、在其中一些实施方式中，连接状态包括导通状态和断开状态，根据去重控制信号调整位线与存储单元之间的连接状态，包括：在同一位地址上，当待写入数据的位数据与存储阵列的位数据相同时，去重控制信号控制连接状态为断开状态；在同一位地址上，当待写入数据的位数据与存储阵列的位数据不同时，去重控制信号控制连接状态为导通状态。

12、本申请提供的相变存储器及操作方法，通过根据待写入数据与存储阵列中的已存储数据的比较结果生成去重控制信号，可以以存储阵列为单位对待写入数据与已存储数据进行一次比较，并在去重控制信号的控制下通过调整位线与存储单元之间的连接状态，使得相同的数据不写入即避免重复写入，不同的数据写入，相较于每个存储单元的待写入数据与已存储数据均需进行一次比较，减少了比较次数，从而缩短了写入时间，也提高了写操作的效率。

技术特征：

1.一种相变存储器，其特征在于，所述相变存储器包括：

2.根据权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述去重控制电路包括：

3.根据权利要求2所述的相变存储器，其特征在于，所述第一缓存与所述外围电路、所述异或门连接，所述第二缓存与所述外围电路、所述异或门连接。

4.根据权利要求2所述的相变存储器，其特征在于，所述待写入数据中的每位数据按照地址顺序依次排列，所述已存储数据中的每位数据按照所述地址顺序依次排列；

5.根据权利要求1所述的相变存储器，其特征在于，所述去重执行电路包括开关单元，所述开关单元的控制端接入所述去重控制信号，所述开关单元的一端与所述存储单元连接，所述开关单元的另一端与所述位线连接。

6.根据权利要求5所述的相变存储器，其特征在于，在同一位地址上，当所述待写入数据的位数据与所述存储阵列的位数据相同时，所述去重控制信号控制所述开关单元断开；

7.根据权利要求6所述的相变存储器，其特征在于，所述开关单元包括晶体管，所述晶体管的控制极接入所述去重控制信号，所述晶体管的第一极与所述存储单元连接，所述晶体管的第二极与所述位线连接，所述晶体管为n沟道型晶体管。

8.一种相变存储器的写操作方法，其特征在于，所述相变存储器包括存储阵列和外围电路，所述存储阵列包括存储单元，所述写操作方法包括：

9.根据权利要求8所述的写操作方法，其特征在于，所述根据所述待写入数据与所述已存储数据的比较结果，生成去重控制信号，包括：

10.根据权利要求9所述的写操作方法，其特征在于，所述连接状态包括导通状态和断开状态，所述根据所述去重控制信号调整所述位线与所述存储单元之间的连接状态，包括：

技术总结本申请公开了一种相变存储器及操作方法，该相变存储器通过根据待写入数据与存储阵列中的已存储数据的比较结果生成去重控制信号，可以以存储阵列为单位对待写入数据与已存储数据进行一次比较，并在去重控制信号的控制下通过调整位线与存储单元之间的连接状态，使得相同的数据不写入即避免重复写入，不同的数据写入，相较于每个存储单元的待写入数据与已存储数据均需进行一次比较，减少了比较次数，从而缩短了写入时间，也提高了写操作的效率。技术研发人员：焦隆,刘峻受保护的技术使用者：新存科技（武汉）有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26