專利名稱：把數(shù)據(jù)位寫入存儲(chǔ)陣列的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把數(shù)據(jù)位寫入存儲(chǔ)陣列的方法和裝置。
為那些將被歸檔的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)而提供的非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置就是為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)而開發(fā)的。一般稱為歸檔數(shù)據(jù)的永久性存儲(chǔ)數(shù)據(jù)只需要寫進(jìn)存儲(chǔ)器一次，然后就可以被多次讀取。能夠提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器的實(shí)例一般稱為WORM(只寫多讀)存儲(chǔ)器?？梢蕴峁?shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器的另一個(gè)實(shí)例是可改寫存儲(chǔ)器。
遺憾的是，以前的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，例如硬盤，軟磁盤以及CD-RW等，它們的尺寸一般都大于許多現(xiàn)今非常流行的手提式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)字裝置的尺寸。
因此，為了便于許多越來越小型的計(jì)算機(jī)和數(shù)字裝置存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，人們開發(fā)了更新的、更小的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。而且，這些新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)空間必需足夠存儲(chǔ)數(shù)字圖像和數(shù)字音頻。
閃速存儲(chǔ)器就是最近開發(fā)的這樣一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。閃速存儲(chǔ)器的一種形式是與PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)兼容。閃速存儲(chǔ)器的另一種形式是與小型快擦寫存儲(chǔ)卡標(biāo)準(zhǔn)兼容。閃速存儲(chǔ)器還有另外一種形式，那就是在功能上類似于微型的軟磁盤，但存儲(chǔ)空間卻比軟磁盤大很多。一個(gè)軟磁盤的存儲(chǔ)空間為1.44MB(兆字節(jié))，而這種形式的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間范圍為8MB到128MB或者更多，這樣的存儲(chǔ)空間足夠存儲(chǔ)大多數(shù)圖像、音頻文件和/或數(shù)據(jù)歸檔。這種類型的閃速存儲(chǔ)器通常稱為SD(安全數(shù)字)插件，MMC(多媒體插件)或存儲(chǔ)條。這種閃速存儲(chǔ)器在今天的電子裝置中(例如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，打印機(jī)，MP3重放機(jī)，PDA`S等等)越來越流行。
這種閃速存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)部分被稱為陣列，或交叉點(diǎn)陣列，或交叉點(diǎn)矩陣。交叉點(diǎn)陣列或矩陣是一種信號(hào)電路配置，其中輸入總線由垂直方向的平行線表示，輸出總線由水平方面的重疊的平行線表示。交叉點(diǎn)在連接所述輸入和所述輸出的相交點(diǎn)處轉(zhuǎn)換。在交叉點(diǎn)陣列內(nèi)，有許多存儲(chǔ)單元。這些存儲(chǔ)單元的數(shù)量取決于陣列的大小，而且可以從幾百個(gè)到幾百萬個(gè)或幾十億個(gè)存儲(chǔ)單元不等。對(duì)于一個(gè)要利用存儲(chǔ)器部件中的存儲(chǔ)單元的電子裝置/系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來說，必需能把數(shù)據(jù)位寫入到存儲(chǔ)單元并從該存儲(chǔ)單元讀出。
眾所周知，可以通過把電源電壓切換到充分高的電平來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)位的寫入。當(dāng)電源電壓提高的時(shí)候，事實(shí)上，就是使數(shù)據(jù)位可以寫入，但也存在某些缺點(diǎn)。由于需要提高電源電壓才能提供數(shù)據(jù)位寫入功能，人們嘗試了許多的方法來提高電源電壓。
在其中一個(gè)實(shí)例中，補(bǔ)充一個(gè)與第一電源分離的附加電源。這種附加電源使用電子裝置內(nèi)的一部分剩余的關(guān)鍵資源(real estate)并且需要附加的功率來驅(qū)動(dòng)所述附加電源。雖然所述附加電源使得能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入，但是，由于必須考慮所述附加電源并且將其容納在所述電子裝置內(nèi)，所以，其中設(shè)置這個(gè)附加電源的電子裝置的尺寸也會(huì)增大，那樣就會(huì)提高裝置的總成本。而且，因?yàn)楦郊与娫囱b置需要附加功率來驅(qū)動(dòng)，所以這可能會(huì)給第一電源的容量帶來負(fù)面的影響。這在那些功率來自電池或可再充電電源的電子裝置里，尤其嚴(yán)重。由于需要從保留的有限能源中獲得驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電源的附加功率，所以，電池的更換或再充電就變得更加頻繁了。
在另一種嘗試中，補(bǔ)充一種大大改變單電源輸出的裝置。這是通過外加各種各樣的部件和相關(guān)的電路元件、例如放大器、晶體管、二極管等等來實(shí)現(xiàn)的。雖然使得能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)位寫入，但是，由于每個(gè)附加部件內(nèi)固有的傳播延遲，它可能是一個(gè)響應(yīng)緩慢的程序。此外，為適應(yīng)附加部件和電路而增加所需的資源(real estate)會(huì)給電子裝置的尺寸帶來負(fù)面影響。而且，在大多數(shù)情況下，附加部件和電路需要附加功率，以保證它們的正常運(yùn)作。這樣，在那些依靠電池或可再充電電源工作的電子裝置和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，這會(huì)引起電池更換或電源再充電的頻率的升高。
而且，在寫入過程中，通常把功率加到整個(gè)交叉點(diǎn)陣列。在任何一次寫入的時(shí)候，在陣列中只有一些存儲(chǔ)器元件被寫入，因此造成電源不必要的浪費(fèi)。因此，當(dāng)以這種方式寫入陣列，在電子裝置或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由電池或可再充電電源供電的場合，這種功率浪費(fèi)將會(huì)分別引起電池更換頻率和可充電電源再充電的頻率的升高。
因此，如果無需附加電源就能夠把數(shù)據(jù)位寫入存儲(chǔ)陣列中的單元，這將是非常有利的。還有，當(dāng)向存儲(chǔ)陣列寫入時(shí)，只使用現(xiàn)有的部件和電路元件也是非常有利的。如果功率只是加給陣列中那些數(shù)據(jù)位正被寫入其中的部分，在這種場合下向存儲(chǔ)陣列的單元寫入就更加有利了。
在一個(gè)方法實(shí)施例中，接收第一輸入信號(hào)。這導(dǎo)致通過讀出線把高功率加到存儲(chǔ)陣列的尋址位上并在該尋址位上進(jìn)行寫入操作。接收第二輸入信號(hào)，這導(dǎo)致通過所述讀出線把低功率加到尋址位上并在所述尋址位上進(jìn)行讀出操作。所述讀出線用于讀出和寫入尋址位。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供用來把數(shù)據(jù)位寫入存儲(chǔ)陣列的電路，所述電路包括用于向所述電路提供電壓電位和電流并連接到所述電路的電源；連接到邏輯反相器的輸入線，用于接收輸入數(shù)據(jù)位值；多個(gè)第一晶體管，它們的第一引線連接到所述輸入線；多個(gè)第二晶體管，它們的第一引線連接到所述邏輯反相器的輸出；多根讀出線，它們連接到所述多個(gè)第一晶體管和所述多個(gè)第二晶體管的另一引線并連接到存儲(chǔ)陣列；多個(gè)讀出放大器，它們連接到所述多個(gè)第一晶體管和所述多個(gè)第二晶體管的另一引線；以及多根地址線，它們連接到存儲(chǔ)陣列和讀出線，使得能夠把所述數(shù)據(jù)位寫入到所述存儲(chǔ)陣列的尋址位。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的方框示意圖，該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置配置有可插入電子裝置的接口插件。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的方框示意圖，該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置配置成可插入到電子裝置的接收槽縫中。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)陣列的說明性的透視圖。
圖4是圖3的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)陣列的一部分存儲(chǔ)器單元的說明性的方框示意圖。
圖5是圖3和圖4的存儲(chǔ)陣列的單個(gè)存儲(chǔ)器單元的說明性的方框示意圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)陣列的說明性的電路圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)陣列尋址電路的圖示說明。
圖8是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于寫入數(shù)據(jù)位的電路的說明性的方框示意圖。
圖9是用于把數(shù)據(jù)位寫入存儲(chǔ)陣列的方法的步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)說明用于把數(shù)據(jù)位寫入存儲(chǔ)陣列的方法和裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)陣列為交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列。在以下說明中，為便于說明，將列出許多具體的細(xì)節(jié)，便于徹底地理解本發(fā)明。但對(duì)于本專業(yè)的技術(shù)人員來說，很明顯可以脫離這些具體的細(xì)節(jié)來實(shí)施本發(fā)明。在其他例子中，眾所周知的結(jié)構(gòu)和裝置以方框圖的形式示出，以免和本發(fā)明混淆。
首先在把數(shù)據(jù)位寫入諸如閃速存儲(chǔ)器單元之類的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)陣列的范圍內(nèi)討論本發(fā)明，這些存儲(chǔ)器裝置可以與手提、便攜、臺(tái)式或工作站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合使用。但是，應(yīng)該指出，本發(fā)明的實(shí)施例完全適合于在其他電子裝置(如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、數(shù)字視頻攝像機(jī)、MP3重放機(jī)、便攜式CD重放機(jī)等)使用的其他類型的存儲(chǔ)陣列中實(shí)施和使用。還應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明也完全適用于其他如打印機(jī)、電子書之類的電子裝置。實(shí)際上，本發(fā)明的實(shí)施例完全適用于任何配備有一次寫入存儲(chǔ)器功能和/或可改寫存儲(chǔ)器功能的電子或計(jì)算機(jī)裝置和/或系統(tǒng)中的任何存儲(chǔ)陣列。
應(yīng)當(dāng)指出，在本公開中將一直使用縮寫PIRM，它表示永久性的價(jià)廉的牢固的存儲(chǔ)器。還應(yīng)當(dāng)指出，在縮寫PIRM中的永久性這一詞指的是存儲(chǔ)器是永久性的，直到更換為止。
還應(yīng)當(dāng)指出，在下面的公開中，“數(shù)據(jù)”這一詞可以用多種方式表達(dá)，這取決于與其相關(guān)的內(nèi)容。在一個(gè)實(shí)例中，在存儲(chǔ)單元里的數(shù)據(jù)表示電壓電平、磁狀態(tài)或電阻。在另一實(shí)例中，在傳輸過程中，數(shù)據(jù)可以表示電流或電壓信號(hào)。此外，數(shù)據(jù)可以表示最初的二進(jìn)位，而且為了方便，可以等同于零(0)和一(1)兩種狀態(tài)。但是，還應(yīng)當(dāng)指出，二進(jìn)制狀態(tài)可以表示不同的電壓、電流、電阻等等。
還應(yīng)當(dāng)指出，在本公開中的層電子線路一詞除了用來說明在PIRM層上進(jìn)行的基本交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器之外，還用來說明所有的功能。這些功能包括多路分解(尋址)、多路復(fù)用(讀出)，以及允許寫入功能。在共同未決的美國專利申請(qǐng)(申請(qǐng)人為C.Taussig及R Elder，代理人/HP記錄號(hào)為HP-10002972-1，題為《尋址交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列的制造技術(shù)》)中更詳細(xì)地說明了PIRM的制造過程及其相關(guān)的層電子，該申請(qǐng)已作為參考納入本說明。
在共同未決的美國專利申請(qǐng)(申請(qǐng)人為C.Taussig及R Elder，代理人/HP記錄號(hào)為HP-10002971-1，題為《交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列的尋址及讀出方法》)中更詳細(xì)地說明了PIRM交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列的尋址及讀出過程，該申請(qǐng)已作為參考納入本說明。
在另一個(gè)實(shí)施例中，交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列可以并行方式進(jìn)行訪問。在共同未決的美國專利申請(qǐng)(申請(qǐng)人為C.Taussig及R Elder，代理人/HP記錄號(hào)為HP-10002595-1，題為《并行訪問交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列》)中更詳細(xì)地說明了并行訪問交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列的過程，該申請(qǐng)已作為參考納入本說明。
圖1示出PIRM(永久性的價(jià)廉的牢固的存儲(chǔ)器)9的方框示意圖，那是本發(fā)明實(shí)施例實(shí)踐的對(duì)象。在本實(shí)施例中，PIRM9顯示為以可拆卸的方式連接到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口插件5。在一個(gè)實(shí)施例中，接口插件5是一個(gè)PCMCIA插件。在另一個(gè)實(shí)施例中，接口插件5是小型快速存儲(chǔ)器卡。在一個(gè)實(shí)施例中，接口插件5顯示為通過總線6以可拆卸的方式連接到裝置1。總線6提供裝置1和接口控制插件5之間的通信路徑。在一個(gè)實(shí)施例中，接口控制電路3通過內(nèi)總線7與總線6和PIRM9連接。內(nèi)總線7提供接口控制電路3和PIRM9之間的通信路徑。對(duì)于每一個(gè)PIRM9(當(dāng)它被容納在接口插件5中時(shí))，接口控制電路3包括控制、連接、檢測及糾錯(cuò)碼(EEC)的電路等。PIRM9提供用于寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的電路，包括檢測、允許寫入及尋址功能。
圖2示出另一個(gè)實(shí)施例的PIRM9，本發(fā)明的實(shí)施例在其上實(shí)行，它以可拆卸的方式通過接口連接器4連接到裝置1。在一個(gè)實(shí)施例中，PIRM9適合于按照箭頭2所示的方向插入裝置1。所述PIRM9類似于圖1的PIRM9。裝置1顯示為在里面設(shè)置有接口控制電路3，后者以通信的方式連接到裝置1并且通過總線6連接到接口連接器4。應(yīng)當(dāng)指出，接口控制電路3類似于圖1所示的接口控制電路3?？偩€6提供接口控制電路3和接口連接器4之間的通信路徑。當(dāng)PIRM9通過設(shè)置在裝置1的外部表面的槽縫或開口而被裝置1接納的時(shí)候，PIRM9適合于以可拆卸的方式連接到接口連接器4。在另一個(gè)實(shí)施例中，PIRM9可以通過接口電纜(例如，串聯(lián)電纜，IEEE1394火線，USB電纜等等)連接到裝置1。
還是參考圖2，一些更新的打印機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和手提計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置有外槽縫，這些外槽縫適合于接納諸如PIRM9(圖中以插入裝置1的形式示出)那樣的數(shù)字存儲(chǔ)裝置。因此，利用這種類型的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)，在這樣配置的裝置之間交換數(shù)據(jù)或信息是一種簡單和容易的過程。在一個(gè)實(shí)施例中，PIRM9配置成SD(安全數(shù)字)卡。在另一個(gè)實(shí)施例中，PIRM9配置成MMC(多媒體卡)。
應(yīng)當(dāng)指出，一次寫入存儲(chǔ)器表示數(shù)據(jù)可以有效地一次寫入存儲(chǔ)器，然后幾乎無法修改。例如，一次寫入存儲(chǔ)器的許多實(shí)例在最初的時(shí)候設(shè)置為第一二進(jìn)制狀態(tài)，這種第一二進(jìn)制狀態(tài)可以表示為二進(jìn)制數(shù)據(jù)值零(0)。在寫入過程中，寫入到被選擇的存儲(chǔ)器單元會(huì)使第一二進(jìn)制狀態(tài)變?yōu)榈诙M(jìn)制狀態(tài)，表示為二進(jìn)制數(shù)值一(1)。通常，一旦被選擇的存儲(chǔ)器單元從第一狀態(tài)(0)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙顟B(tài)(1)后，這種狀態(tài)就不能反向變化了。相反，如果存儲(chǔ)器單元沒有從0轉(zhuǎn)變?yōu)?，那么在下一次的時(shí)候它的狀態(tài)就可以改變。但是，因?yàn)榍耙淮螌懭敫淖兞吮贿x的存儲(chǔ)器單元，剩下的仍然處于第一二進(jìn)制狀態(tài)的存儲(chǔ)器單元就不會(huì)被任意改變。
還應(yīng)當(dāng)指出，可改寫存儲(chǔ)器表示存儲(chǔ)器可以被寫入，然后可以被多次改寫。一種和RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)不一樣的可改寫存儲(chǔ)器，即如下所述的存儲(chǔ)器在斷電的時(shí)候也不會(huì)掉失其數(shù)據(jù)。
圖3是說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PIRM9。頂層349示出與尋址電路370連接的交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列325。尋址電路370與輸入/輸出(I/O)引線360連接，引線360終止于每一層襯底的邊沿并連接到接觸元件355，從而可以有效地連接每個(gè)附加層350。每個(gè)附加層350在所述襯底上設(shè)置有交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列325、尋址電路370和I/O引線360。
還是參考圖3，圖中還示出陣列330(層349的交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列325的一部分)。陣列330將在圖4中詳細(xì)示出和說明。
應(yīng)當(dāng)指出，雖然圖3示出了5層，但是，這只是為了更加清楚地說明設(shè)置在每一層上面的元件和電路，而不應(yīng)該理解為是對(duì)那些包含交叉點(diǎn)存儲(chǔ)器的層數(shù)的限制。
圖4示出圖3的交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列325的陣列330的分解圖。陣列300包括行線300和列線301組成的矩陣，在行/列交叉點(diǎn)的地方有存儲(chǔ)元件/單元320。存儲(chǔ)元件/單元320正處于一根行線和一根列線的交叉點(diǎn)上，這在圖5中將更詳細(xì)地示出。
圖5是存儲(chǔ)元件/單元320的擴(kuò)展的圖示。圖示的存儲(chǔ)元件/單元320包括熔絲元件322，它串聯(lián)連接到存儲(chǔ)器元件/單元二極管321。熔絲元件322提供存儲(chǔ)元件320的實(shí)際數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效果。二極管321為存儲(chǔ)器元件/單元320利用行線300和列線301尋址提供方便。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器元件/單元320的操作如下。作為制造存儲(chǔ)器元件320的結(jié)果，每個(gè)存儲(chǔ)器元件320具有導(dǎo)電的熔絲元件322。熔絲元件322的導(dǎo)電狀態(tài)為表示為第一二進(jìn)制狀態(tài)，如數(shù)據(jù)值零(0)。要寫入存儲(chǔ)陣列325，需要在上面存儲(chǔ)第二二進(jìn)制狀態(tài)(例如數(shù)據(jù)值1)的每一個(gè)存儲(chǔ)器元件/單元320可以利用行線和列線尋址，而熔絲元件320因此而被熔斷，使之處于不導(dǎo)電的狀態(tài)。在大多數(shù)情況下，熔斷熔絲是一個(gè)不可逆的過程，這使存儲(chǔ)陣列325變?yōu)橐淮螌懭氲臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)器，如上所述。寫入存儲(chǔ)器元件/單元320可以通過選擇的行線300和選擇的列線301把預(yù)定的能量加到存儲(chǔ)器元件320來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)指出，加到存儲(chǔ)器元件/單元320的能量必須足以使所選的行線和列線之間的熔絲元件322熔斷。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，雖然上述說明使用制造成低電阻態(tài)并且在隨后寫入的時(shí)候被變?yōu)楦唠娮钁B(tài)的熔絲元件322，但是，同樣可以提供一種利用逆熔絲的存儲(chǔ)器元件320。逆熔絲工作時(shí)與熔絲相反。逆熔絲在制造的時(shí)候是處于高電阻狀態(tài)的，被熔斷后就處于低電阻狀態(tài)。如果存儲(chǔ)器元件320配置有逆熔絲，那么每一個(gè)存儲(chǔ)器元件320中的熔絲也是與存儲(chǔ)器元件二極管321串聯(lián)，存儲(chǔ)器元件二極管321在隨后熔斷逆熔絲中提供必要的功能。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的實(shí)施例隨時(shí)可以利用其他類型的熔絲(被配置成既可以用作熔絲，又可以用作逆熔絲)來實(shí)現(xiàn)。這種類型的熔絲可以被多次寫入，例如，從熔絲變?yōu)槟嫒劢z，然后又再按要求變回熔絲。
應(yīng)當(dāng)指出，在位值0或1的讀出過程中，讀出必須足夠輕微，以免引起位狀態(tài)的變化。還應(yīng)當(dāng)指出，在寫入數(shù)據(jù)位的時(shí)候，必須保證有足夠的電壓/功率/電流，從而保證數(shù)據(jù)位處于正確的狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，使用讀出線，例如讀出線302和303(圖6)讀出尋址位的狀態(tài)，同時(shí)在寫入尋址位的時(shí)候改變尋址位的狀態(tài)。
圖6是存儲(chǔ)器電路的說明性的示意圖，其中交叉點(diǎn)存儲(chǔ)陣列的設(shè)置如圖3所示。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，向交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列325的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元320寫入數(shù)據(jù)是在提供功率變換的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)的。
還是參考圖6，交叉點(diǎn)存儲(chǔ)陣列325由行線(電極)300和列線(電極)301所組成的矩陣構(gòu)成。在本發(fā)明實(shí)施例中，行線300和列線301從交叉點(diǎn)二極管存儲(chǔ)陣列325分別伸展到行地址線(電路圖)304、行讀出線303、列地址線(電路圖)305、列讀出線302。在一個(gè)實(shí)施例中，這樣設(shè)置列線301、使得到列線301端部的電源連接線形成一些帶(例如，每組3根線的一些組)并分別標(biāo)記為C1，C2，和C3。在一個(gè)實(shí)施例中，這樣設(shè)置行線300、使得行線端部的電源連接線形成一些帶(例如，每組3根線的一些組)并分別標(biāo)記為R1，R2，和R3。因此，對(duì)存儲(chǔ)單元寫入的時(shí)候，例如在子陣列330內(nèi)的存儲(chǔ)元件/存儲(chǔ)單元320，只有那些位于合適帶內(nèi)的行線和列線才會(huì)接收到功率。相應(yīng)地，在此實(shí)例中，對(duì)子陣列330內(nèi)的存儲(chǔ)單元320寫入的時(shí)候，只有行帶R1和列帶C1接收功率，因此只有包括存儲(chǔ)元件320的子陣列330通電。
應(yīng)當(dāng)指出，例如處在交叉點(diǎn)存儲(chǔ)陣列325的右下角的子陣列340中的另一存儲(chǔ)器元件，只有行帶R3和列帶C3接收到功率，因此只有R3和C3通電。還應(yīng)當(dāng)指出，由于僅僅激活那些含有將被寫入數(shù)據(jù)位的存儲(chǔ)元件的帶，所以可以大大減少功率的損耗。
圖7是寫入存儲(chǔ)陣列325的一部分的說明性示意圖，存儲(chǔ)器元件320是寫入存儲(chǔ)陣列325的組成部分。包括示于圖5的熔絲元件322和二極管321的存儲(chǔ)器元件320連接在行線300和列線301之間。行地址線304通過尋址解碼二極管在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)上連接到行線300，列地址線305以類似的方式連接到列線301。電阻器306插入在列線301和“高”電壓(pull-up voltsge)+V之間并和它們連接。電阻器307插入在行線301和“低”電壓(pull-down voltsge)-V之間并和它們連接。行地址線304和多個(gè)行地址二極管308連接。行地址二極管308的正極連接到行地址線304，它們的負(fù)極連接到行線300并由行地址線304的電壓來控制。列地址線305和多個(gè)列地址二極管309連接。列地址二極管309的負(fù)極連接到列地址線305，正極連接到列線301并由列地址線305的電壓控制。
還是參考圖7，列電極301只是在列地址輸入電壓CD1、CD2和CD3為高電壓(+V)的時(shí)候才變高。行電極300只有在行地址輸入電壓RD1、RD2和RD3為低電壓(-V)的時(shí)候才會(huì)變低。因此，在行地址輸入電壓RD1、RD2和RD3都把正極電壓-V加到二極管308，而且列地址輸入電壓CD1，CD2和CD3都把負(fù)極電壓+V加到二極管309的時(shí)候，才選擇存儲(chǔ)器元件320。應(yīng)當(dāng)指出，雖然圖7只是示出3個(gè)輸入的電路，但這種寫入方式是可以擴(kuò)展的，輸入的數(shù)量可以更多也可以更少。
參考圖7，應(yīng)當(dāng)指出，如果任何一個(gè)行地址二極管連接到靠近+V的電壓上，那么無論列地址二極管處于何種狀態(tài)，存儲(chǔ)器元件都不會(huì)被正向偏置。同樣道理，如果任何一個(gè)列地址二極管連接到靠近-V的電壓，那么，存儲(chǔ)器元件也不可能正向偏置。
圖8是在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中寫入電路800的說明性示意圖，所述寫入電路800可以在數(shù)據(jù)位寫入PIRM存儲(chǔ)器時(shí)實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)陣列部分325A和325B分別代表存儲(chǔ)陣列325的列部分和行部分。圖中示出包含將被寫入的數(shù)據(jù)位并連接到邏輯反相器315的輸入端的數(shù)據(jù)位輸入線345，后者通過節(jié)點(diǎn)362連接到晶體管316A并且通過節(jié)點(diǎn)363連接到晶體管316D。邏輯反相器315的輸出端連接到晶體管316B和316C。在一個(gè)實(shí)施例中，晶體管316A-D為MOS(金屬-氧化物半導(dǎo)體)晶體管。在另一個(gè)實(shí)施例中，晶體管316A-D可以是其他類型的晶體管，只要這些不同類型的晶體管提供類似于MOS晶體管的功能就行了。在本實(shí)施例中，晶體管316A-D是相同的。
還是參考圖8，圖中示出其電極連接到列讀出放大器312的輸入端的晶體管316B。圖中示出其一個(gè)電極連接到行讀出放大器313輸入端的晶體管316C。圖中示出連接成負(fù)反饋的行讀出放大器313。圖中還示出連接成負(fù)反饋的列讀出放大器313。
還是參考圖8，當(dāng)二進(jìn)制數(shù)值為一(1)的數(shù)據(jù)位通過數(shù)據(jù)位輸入線被寫入到存儲(chǔ)器元件(例如圖7的存儲(chǔ)器元件320)的時(shí)候，被輸入的二進(jìn)制數(shù)值一(1)激活晶體管316A和316D，這將使+V通過節(jié)點(diǎn)372加到列讀出線302，同時(shí)還使-V通過節(jié)點(diǎn)373加到行讀出線303。因此，晶體管316A和316D被接通(導(dǎo)電)，這樣就能夠把數(shù)據(jù)位寫入存儲(chǔ)陣列。而且，當(dāng)線345的數(shù)據(jù)位為一(1)的時(shí)候，就會(huì)迫使作為反相器的邏輯元件輸出零(0)，因?yàn)檩敵鰹榱?0)，晶體管316B和316C被斷開(不導(dǎo)電)。因此節(jié)點(diǎn)372和373分別與讀出放大器312和313隔離。
還是參考圖8，當(dāng)把具有二進(jìn)制數(shù)值零(0)的數(shù)據(jù)位通過數(shù)據(jù)位輸入線345寫入到存儲(chǔ)陣列325的時(shí)候，或當(dāng)存儲(chǔ)陣列325被讀出的時(shí)候，在節(jié)點(diǎn)362和363上的已輸入的二進(jìn)制數(shù)值零(0)使晶體管316A和316D保持在斷開或不導(dǎo)電的狀態(tài)。這樣也使節(jié)點(diǎn)372和373分別與+V和-V隔離。然后，已輸入的零值通過邏輯反相器315以數(shù)值一(1)的形式輸出，接著導(dǎo)通晶體管316B和316C，使它們處于導(dǎo)電狀態(tài)。晶體管316B和316C的導(dǎo)電使行讀出線303通過節(jié)點(diǎn)373把輸入加到行讀出放大器313。同樣還使列讀出線302通過節(jié)點(diǎn)372把輸入加到列讀出放大器312。這樣將使節(jié)點(diǎn)372和373被保持在接近地電位，從而使數(shù)據(jù)位一(1)不能寫入存儲(chǔ)陣列325。應(yīng)當(dāng)指出，通過把行讀出放大器313連接到負(fù)反饋，可以使節(jié)點(diǎn)373保持中間電壓。還應(yīng)當(dāng)指出，通過把列讀出放大器312連接成負(fù)反饋，可以使節(jié)點(diǎn)372保持中間電壓。結(jié)果，由于沒有寫入數(shù)值1，數(shù)值零(0)保持在存儲(chǔ)陣列325中。
還應(yīng)當(dāng)指出，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可以省略邏輯反相器315，并且使晶體管316B和316C與晶體管316A和316D的極性互補(bǔ)，形成位于圖8的寫入電路800中的互補(bǔ)晶體管對(duì)，例如，CMOS(互補(bǔ)金屬—氧化物半導(dǎo)體)。例如，晶體管316A和316B可以成為一對(duì)互補(bǔ)晶體管，而晶體管316C和316D也可以成為一對(duì)互補(bǔ)晶體管。在此實(shí)施例中，每一對(duì)互補(bǔ)晶體管中的一個(gè)晶體管(例如316A和316D)可以處于導(dǎo)通的狀態(tài)(導(dǎo)電)，而另一個(gè)晶體管(例如316B和316C)可以處于斷開狀態(tài)(不導(dǎo)電)，這取決于它所接收到的輸入數(shù)據(jù)位。還應(yīng)當(dāng)指出，每個(gè)極性被改變的晶體管，例如316B和316C，可以像連接到邏輯反相器315的晶體管316B和316C那樣工作，如上所述。
圖9是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行的步驟的流程圖900，用于提供對(duì)交叉點(diǎn)存儲(chǔ)陣列寫入數(shù)據(jù)位的方法。流程圖900包括本發(fā)明的過程，在一個(gè)實(shí)施例中，這些過程由處理器和電子元件在計(jì)算機(jī)可讀和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令的控制下執(zhí)行。例如，這些計(jì)算機(jī)可讀和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令駐留在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)特征中、例如計(jì)算機(jī)可用易失存儲(chǔ)器(RAM)和/或計(jì)算機(jī)可用非易失存儲(chǔ)器(ROM)中。但是，這些計(jì)算機(jī)可讀和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令也可以駐留在任何其他計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)中。雖然在流程圖900中示出了具體的步驟，但這些步驟只是例子而已。也就是說，本發(fā)明完全適合于執(zhí)行各種其他步驟或者圖9中所述步驟的改型。應(yīng)當(dāng)指出，在本發(fā)明實(shí)施例的范圍內(nèi)，可以通過軟件、通過硬件或通過硬件和軟件的組合來執(zhí)行流程圖900的各步驟。
在圖9的步驟902中，接收輸入信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該輸入信號(hào)為一(1)或零(0)。在一個(gè)實(shí)施例中，該輸入信號(hào)是通過輸入線(例如圖8的輸入線345)來接收的。
在圖9的步驟904中，在一個(gè)實(shí)施例中，第一輸入信號(hào)(數(shù)值一(1))導(dǎo)致高功率通過讀出線(例如圖6的讀出線302和303)加到存儲(chǔ)陣列的尋址位(例如，存儲(chǔ)陣列325的地址位320)。加到尋址位的高功率引起在尋址位上進(jìn)行寫入操作。讀出線用來對(duì)所述尋址位進(jìn)行寫入操作。
在圖9的步驟906中，在一個(gè)實(shí)施例中，第二輸入信號(hào)(數(shù)值零(0))導(dǎo)致低功率通過讀出線(例如圖6的讀出線302和303)加到存儲(chǔ)陣列的尋址位(例如，存儲(chǔ)陣列325的地址位320)。加到尋址位的低功率引起在尋址位上進(jìn)行讀出操作。讀出線用來對(duì)所述尋址位進(jìn)行讀出操作。
應(yīng)當(dāng)指出，第一和第二輸入信號(hào)的接收順序是隨意的，因此可以在接收第一輸入信號(hào)之前接收第二輸入信號(hào)，反之亦然。
上述對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的說明，只是作為一種說明和描述而呈現(xiàn)的。它們不應(yīng)該被認(rèn)為是詳盡無遺的或把本發(fā)明限于以上說明的形式，借助于上述的指導(dǎo)，很明顯可以進(jìn)行許多的修改和變化。選擇和描述這些實(shí)施例只是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使本專業(yè)的技術(shù)人員更好地利用本發(fā)明，可以根據(jù)預(yù)期的特定用途而采用帶有不同修改的不同實(shí)施例。本發(fā)明的范圍將由所附的權(quán)利要求書及其等效文件來定義。
權(quán)利要求
1.一種用于把數(shù)據(jù)位寫入存儲(chǔ)陣列(325)的方法，所述方法包括接收第一輸入信號(hào)，這導(dǎo)致通過讀出線(302，303)把高功率加到所述存儲(chǔ)陣列(325)的尋址位(320)并導(dǎo)致在所述尋址位(325)上進(jìn)行寫入操作，以及接收第二輸入信號(hào)，這導(dǎo)致通過所述讀出線(302，303)把低功率加到所述尋址位(320)上并導(dǎo)致在所述尋址位(320)上進(jìn)行讀出操作，使得所述讀出線(302，303)被用來對(duì)所述尋址位(320)進(jìn)行讀出和寫入操作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括通過多根地址線尋址所述尋址位(320)，其中所述多根地址線又包括多根列地址線(305)和多根行地址線(304)，假設(shè)所述多根列地址線(305)處在高電平，而所述多根行地址線(304)處在低電平。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在接收所述第一輸入信號(hào)后，把多個(gè)第二開關(guān)(316B，316C)隔離，其中所述多個(gè)第二開關(guān)(316B，316C)處于不導(dǎo)電狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在接收所述第二輸入信號(hào)后，把多個(gè)第一開關(guān)(316A，316D)隔離，其中所述多個(gè)第一開關(guān)(316A，316D)處于不導(dǎo)電狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于還包括把在連接到所述多個(gè)第一開關(guān)(316A，316D)和所述多個(gè)第二開關(guān)(316B，316C)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)(372，373)上預(yù)定的電壓保持在中間電壓電平、使得所述尋址位(320)的零狀態(tài)保持不變，所述中間電壓電平由連接到所述讀出線(302，303)的多個(gè)讀出放大器(312，313)提供。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括當(dāng)所述尋址位為逆熔絲的時(shí)候，把所述尋址位(320)的狀態(tài)從高電阻狀態(tài)變?yōu)榈碗娮锠顟B(tài)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括當(dāng)所述尋址位為熔絲的時(shí)候，把所述尋址位(320)的狀態(tài)從低電阻狀態(tài)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括使用電源分帶(power-striping)(C1，R1)，作為對(duì)所述尋址位(320)進(jìn)行所述尋址操作的一部分。
9.一種用于把數(shù)據(jù)位寫入存儲(chǔ)陣列(325)的電路(800)，它包括連接到所述電路(800)并向所述電路(800)提供電壓電位和電流的電源；用于接收輸入的數(shù)據(jù)位數(shù)值并連接到邏輯反相器(315)的輸入線(345)；其第一引線連接到所述輸入線(345)的多個(gè)第一晶體管(316A，316D)；其第一引線連接到所述邏輯反相器(315)的輸出端的多個(gè)第二晶體管(316B，316C)；連接到所述多個(gè)第一晶體管和所述多個(gè)第二晶體管(316A，316B，316C和316D)的另一引線以及存儲(chǔ)陣列(325)的多根讀出線(302，303)；連接到所述多個(gè)第一晶體管和所述第二晶體管(316A，316B，316C和316D)的另一引線的多個(gè)讀出放大器(312，313)；以及連接到所述存儲(chǔ)陣列(325)以及所述讀出線(302，303)的多根地址線(304，305)，它使得能夠把所述數(shù)據(jù)位寫入到所述存儲(chǔ)陣列(325)的尋址位(320)。
10.如權(quán)利要求9所述的電路，其特征在于所述多個(gè)第一晶體管(316A，316D)包括第一晶體管(316A)和第四晶體管(316D)，其中所述第一晶體管(316A)的第三引線連接到與所述電路(800)連接的高電位電壓(+V)，而所述第一晶體管(316A)的第二引線連接到所述多根讀出線(302)之一。
全文摘要
一種把數(shù)據(jù)位寫入存儲(chǔ)陣列(325)的方法。在一個(gè)方法實(shí)施例中，接收第一輸入信號(hào)。這導(dǎo)致把高功率通過讀出線(302，303)加到存儲(chǔ)陣列(325)中的尋址位(320)，因而引起對(duì)尋址位(320)執(zhí)行寫入操作。接收第二輸入信號(hào)。這導(dǎo)致把低功率通過讀出線(302，303)加到尋址位(320)，因而引起對(duì)該尋址位(320)執(zhí)行讀出操作。讀出線(302，303)用來對(duì)所述尋址線(325)執(zhí)行讀出和寫入操作。
文檔編號(hào)G11C7/10GK1433019SQ03102748
公開日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月18日
發(fā)明者M·C·菲舍爾 申請(qǐng)人:惠普公司