一種可編程晶片的編程控制電路的製作方法
2024-02-13 21:53:15
一種可編程晶片的編程控制電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及智能晶片領域，具體涉及一種可編程晶片的編程控制電路，包括若干個數據組單元，編程識別單元和切換單元，各個數據組單元包括一個標誌位子單元和多個編程數據位子單元，用於識別編程次數的所述編程識別單元，分別與各個數據組單元中的標誌位子單元相連接，識別所述標誌位子單元的標誌位信號，並控制所述切換單元，所述切換單元連接所述各數據組單元的編程數據位子單元，並在所述編程識別單元的控制下，接通對應的編程數據位子單元，輸出對應的編程數據位信號。本實用新型無需特殊工藝，即可實現能多次編程的效果，以節省晶片生產時的光刻步驟，降低了成本，而且可根據需要增減數據組單元的個數，來實現多次編程目的。
【專利說明】一種可編程晶片的編程控制電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及智能晶片領域，具體涉及一種可編程晶片的編程控制電路。
【背景技術】
[0002]現有技術中，一般的具有可編程功能的晶片，都需要特殊工藝才能對晶片進行多次編程，例如一些晶片的編程入口具有若干浮柵電晶體，在編程時需要通過額外的光刻步驟修改浮柵上的電荷，進而改變所述浮柵電晶體導通的閾值電壓，使對應的編程入口始終維持一個特定的高電平或低電平狀態，即獲得二進位數據，從而實現編程目的。這種浮柵工藝由於採用光刻步驟，無疑在編程過程中增加了成本，而在有些應用中，需要多次對晶片進行編程，然而對浮柵電晶體進行光刻和擦除的次數有限，使得晶片的可編程次數較少。
實用新型內容
[0003]本實用新型克服了上述缺點，提供了一種無需額外工藝步驟，成本低廉，可實現多次編程的可編程晶片的編程控制電路。
[0004]本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案是:一種可編程晶片的編程控制電路，包括若干個數據組單元，編程識別單元和切換單元，各個數據組單元包括一個標誌位子單元和多個編程數據位子單元，用於識別編程次數的所述編程識別單元，分別與各個數據組單元中的標誌位子單元相連接，識別所述標誌位子單元的標誌位信號，並控制所述切換單元，所述切換單元連接所述各數據組單元的編程數據位子單元，並在所述編程識別單元的控制下，接通對應的編程數據位子單元，輸出對應的編程數據位信號。
[0005]所述數據組單元可為m個，所述切換單元可包括m+1個開關組，其中包括與m個所述數據組單元一一對應連接的m個編程開關組和一個預設狀態開關組，每個開關組為多個聯動開關，所述預設狀態開關組各聯動開關的輸入端，分別對應連接在預設數據端，所述編程開關組的各聯動開關的輸入端，分別對應連接數據組單元的編程數據位子單元，所述各開關組的控制端與所述編程識別單元相連，在所述編程識別單元的控制下，接通相應的聯動開關。
[0006]當各所述數據組單元的標誌位子單元未輸出有效的標誌位信號時，所述編程識別單元可控制所述預設狀態開關組的聯動開關導通，將所述預設數據端信號輸出到所述預設狀態開關組的聯動開關的輸出端；當一個所述數據組單元的標誌位子單元輸出有效的標誌位信號時，所述編程識別單元可控制對應的編程開關組的聯動開關導通，將當前數據組單元的編程數據位子單元的編程數據位信號輸出到當前編程開關組的聯動開關的輸出端。
[0007]當所述數據組單元可為兩個，分別為第一數據組單元和第二數據組單元時，所述切換單元包括三個開關組，分別為與所述第一數據組單元、第二數據組單元一一對應連接的第一開關組、第二開關組以及預設狀態開關組；所述編程識別單元包括兩個反相器和兩個邏輯與門，所述第一數據組單元的標誌位子單元經第一反相器連接到所述預設狀態開關組的控制端，並同時連接到第一邏輯與門的一個輸入端和第二邏輯與門的一個輸入端，所述第二數據組單元的標誌位子單元連接到第一邏輯與門的另一個輸入端，並經過第二反相器連接到第二邏輯與門的另一個輸入端，所述第一邏輯與門的輸出端連接到第一編程開關組的控制端，所述第二邏輯與門的輸出端連接到第二編程開關組的控制端。
[0008]所述標誌位子單元或/和各編程數據位子單元可由編程入口電路構成，所述編程入口電路包括編程開關、MOS電晶體、電流源和反相器，所述MOS電晶體採用電容連接方式，即漏極和源極共同接地，柵極連接所述電流源的輸出端，所述編程開關的輸入端為高壓信號端，輸出端與所述MOS電晶體的柵極相連接，控制端即為編程控制端，所述反相器的輸入端與所述MOS電晶體的柵極相連，輸出端即為標誌位子單元或/和編程數據位子單元的輸出端。
[0009]本實用新型在所述數據組單元中設置標誌位和編程數據位，所述編程識別單元通過所述標誌位來識別編程的次數，並控制所述切換單元接通對應的編程數據位信號，作為編程輸出端的信號輸出，無需特殊工藝，即可實現能多次編程的效果，以節省晶片生產時的光刻步驟，降低了成本，而且可根據需要增減數據組單元的個數，來實現多次編程目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的原理框圖；
[0011]圖2為本實用新型的優選實施例中的部分電路圖；
[0012]圖3為本實用新型的優選實施例中編程入口單元的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1中所示，為本實用新型的原理框圖，包括若干個數據組單元，分別為數據組單元DA、數據組單元DB……數據組單元DM(其中，M是指代根據實際需要選取的數據組單元的個數，而並不指代按字母排序獲得的特定數位)，還包括編程識別單元和切換單元，每個所述數據組單元包括一個標誌位子單元和多個編程數據位子單元(圖中未標示)。用於識別編程次數的所述編程識別單元，分別與各個數據組單元DA、DB……DM中的標誌位子單元相連，即所述編程識別單元通過標誌位端A端連接所述數據組單元DA的標誌位子單元，通過標誌位端B端連接所述數據組單元DB的標誌位子單元......通過標誌位端M端連接所述數據組單元DM的標誌位子單元，所述編程識別單元識別所述標誌位子單元的標誌位信號，並控制所述切換單元。所述切換單元分別連接所述各數據組單元DA、DB……DM中的編程數據位子單元，即所述切換單元通過編程數據端DAO，DAl……DAN連接數據組單元DA中的各個編程數據位子單元，通過編程數據端DBO，DBl……DBN連接數據組單元DB中的各個編程數據位子單元……通過編程數據端DMO，DMl……DMN連接數據組單元DM中的各個編程數據位子單元，所述切換單元在所述編程識別單元的控制下，接通對應的編程數據位子單元，輸出對應的編程數據位信號到編程輸出端DO，Dl……DN。
[0014]圖2為本實用新型的優選實施例中的部分電路圖，該實施例中，所述數據組單元的個數為兩個，分別為數據組單元DA和數據組單元DB，即可以實現兩次編程，所述切換單元包括三個開關組，其中包括與兩個所述數據組單元一一對應連接的兩個編程開關組K2、K3和一個預設狀態開關組Kl。所述編程識別單元包括兩個反相器invl、inv2和兩個邏輯與門andl、and2，所述數據組單元DA的標誌位子單元，由標誌位端A端經反相器invl連接到所述預設狀態開關組Kl的控制端，並同時連接到邏輯與門andl的一個輸入端和邏輯與門and2的一個輸入端，所述數據組單元DB的標誌位子單元，由標誌位端B端連接到邏輯與門andl的另一個輸入端，並經過反相器inv2連接到邏輯與門and2的另一個輸入端，所述邏輯與門andl的輸出端連接到編程開關組K2的控制端，所述邏輯與門and2的輸出端連接到編程開關組K3的控制端。所述各個開關組K1、K2、K3為N+1個聯動開關，其中，所述預設狀態開關組Kl的N+1個聯動開關SO1、Sll……SNl的輸入端，分別對應連接在預設數據端RO,RU.'RN ;所述編程開關組K2的N+1個聯動開關S02、S12……SN2的輸入端，分別連接在對應的數據組單元DA的編程數據位端DAO、DAl……DAN，所述編程開關組K3的N+1個聯動開關S03、S13……SN3的輸入端，分別連接在對應的數據組單元DB的編程數據位端DBO, DBl......DBN0
[0015]所述標誌位子單元以及各編程數據位子單元都各自具有一個編程入口電路，本實施例中，每一個標誌位子單元以及每一個編程數據位子單元都由相同的編程入口電路構成，所述編程入口電路如圖3中所示，包括編程開關SW、M0S電晶體麗2、電流源Il和反相器inv3，所述MOS電晶體麗2採用電容連接方式，即漏極和源極共同接地，柵極連接所述電流源Il的輸出端，所述編程開關SW的輸入端為高壓信號端HV，輸出端與所述MOS電晶體麗2的柵極相連接，控制端即為編程控制端PR0G，所述反相器inv3的輸入端與所述MOS電晶體麗2的柵極相連，輸出端OUT即為相應的標誌位子單元或是編程數據位子單元的輸出端。
[0016]基於上述優選實施例的電路結構，其具體的工作過程如下:將與所述MOS電晶體MN2的柵極相連的節點定義為TC節點，當未編程時，MOS電晶體MN2的柵極無漏電，TC節點被電流源Il上拉至電源VCC，反相器inv3輸出信號端OUT為低電平；當編程控制端PROG輸入的信號為高電平時，編程開關SW導通，將高壓信號端HV的電壓連接至TC節點，將所述MOS晶體換MN2的電容柵極擊穿，永久性破壞其柵極氧化層，導致其相對地漏電，漏電電流大於電流源Il的電流值，導致TC節點變為低電平，經過反相器inv3反相後的輸出信號端OUT為高電平。因此，在未編程時，當編程控制端PROG無信號輸入時，輸出信號端OUT能夠始終保持在低電平狀態，而在編程時，當編程控制端PROG輸入高電平信號後，輸出信號端OUT能夠始終保持在高電平狀態。
[0017]對應於圖2中各數據組單元，例如對應於標誌位子單元時，輸出信號端OUT將連接至標誌位端A ;對應於數據組單元DA的第一個編程數據位子單元時，輸出信號端OUT將連接至編程數據位端DAO。
[0018]在本優選實施例中，由於具有兩個數據組單元DA、DB，可提供兩次編程，並且存在3種狀態:未編程狀態、經過I次編程狀態、經過2次編程狀態。假設未編程時所有數據位(包括標誌位和編程數據位)都為邏輯0，即低電平，在預設數據端R0、R1、…、RN表示的預設數據值也為邏輯0，即低電平。
[0019]當未編程時，各數據組單元的標誌位子單元未輸出有效的標誌位信號，標誌位端均為低電平，標誌位端A為低電平，經過反相器invl後的輸出到預設狀態開關組Kl控制端的信號為高電平，聯動開關SOUSll……SNl都導通且其他聯動開關都斷開，則所述預設數據端信號RO，Rl……RN輸出到所述預設狀態開關組的聯動開關SO1、S11……SNl的輸出端，即編程輸出端DO的信號等於預設數據端RO的信號，同理，編程輸出端Dl信號等於預設數據端Rl的信號……編程輸出端DN的信號等於預設數據端RN的信號，即編程輸出端DO?DN等於預設數據端RO?RN的預設值。
[0020]當進行第一次編程時，對第一數據組單元DA進行編程，通過各編程控制端將對應的編程數據位端DAO?DAN編程配置成所需的數據，同時將標誌位端A編程為邏輯1，即高電平，輸出有效的標誌位信號，且保持第二數據組單元DB為未編程狀態，標誌位端B維持低電平。此時，由於標誌位端A為高電平，且標誌位端B為低電平，預設狀態開關組Kl的控制端為低電平，編程開關組K2的控制端變為高電平，編程開關組K3的控制端為低電平，導致聯動開關S02、S12……SN2導通且其他聯動開關都斷開，所述編程數據位端DAO?DAN的信號輸出到所述聯動開關S02、S12……SN2的輸出端，即編程輸出端DO的信號等於數據組單元DA的第一位編程數據位端DAO的信號，同理，編程輸出端Dl的信號等於數據組單元DA的第二位編程數據位端DAl的信號……編程輸出端DN的信號等於數據組單元DA的第二位編程數據位端DAN的信號。
[0021]當進行第二次編程時後，對第二數據組單元DB進行編程，通過各編程控制端將對應的編程數據位端DBO?DBO編程成所需的數據，同時將標誌位端B編程為邏輯1，即高電平。此時標誌位端A為高電平，且標誌位端B為高電平，編程開關組K3變為高電平，預設狀態開關組K1、編程開關組K2為低電平，導致聯動開關S03、S13……SN3導通且其他聯動開關斷開，編程輸出端DO的信號等於數據組單元DB的第一位編程數據位端DBO的信號，同理，編程輸出端Dl的信號等於數據組單元DB的第二位編程數據位端DBl的信號……編程輸出端DN的信號等於數據組單元DB的第二位編程數據位端DBN的信號。
[0022]根據本實用新型的原理，也可以實現3次及以上的編程功能。對於需要M次編程功能，需要設置M組數據組單元。只需在每個數據組單元中分別設置標誌位子單元和編程數據位子單元，通過標誌位來標識晶片處於第幾次編程狀態，並控制所述切換單元接通對應的編程數據位信號，作為編程輸出端的信號輸出，因此無需特殊工藝，即可實現能多次編程的效果，以節省晶片生產時的光刻步驟，降低了成本，又可根據需要增減數據組單元的個數，來實現多次編程目的。
[0023]以上對本實用新型所提供的可編程晶片的編程控制電路進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【權利要求】
1.一種可編程晶片的編程控制電路，其特徵在於:包括若干個數據組單元，編程識別單元和切換單元，各個數據組單元包括一個標誌位子單元和多個編程數據位子單元，用於識別編程次數的所述編程識別單元，分別與各個數據組單元中的標誌位子單元相連接，識別所述標誌位子單元的標誌位信號，並控制所述切換單元，所述切換單元連接所述各數據組單元的編程數據位子單元，並在所述編程識別單元的控制下，接通對應的編程數據位子單元，輸出對應的編程數據位信號。
2.根據權利要求1所述的可編程晶片的編程控制電路，其特徵在於:當所述數據組單元為m個時，所述切換單元包括m+1個開關組，其中包括與m個所述數據組單元--對應連接的m個編程開關組和一個預設狀態開關組，每個開關組為多個聯動開關，所述預設狀態開關組各聯動開關的輸入端，分別對應連接在預設數據端，所述編程開關組的各聯動開關的輸入端，分別對應連接各數據組單元的編程數據位子單元，所述各開關組的控制端與所述編程識別單元相連，在所述編程識別單元的控制下，接通相應的聯動開關。
3.根據權利要求2所述的可編程晶片的編程控制電路，其特徵在於:當各所述數據組單元的標誌位子單元未輸出有效的標誌位信號時，所述編程識別單元控制所述預設狀態開關組的聯動開關導通，將所述預設數據端信號輸出到所述預設狀態開關組的聯動開關的輸出端；當一個所述數據組單元的標誌位子單元輸出有效的標誌位信號時，所述編程識別單元控制對應的編程開關組的聯動開關導通，將當前數據組單元的編程數據位子單元的編程數據位信號輸出到當前編程開關組的聯動開關的輸出端。
4.根據權利要求2所述的可編程晶片的編程控制電路，其特徵在於:當所述數據組單元為兩個，分別為第一數據組單元和第二數據組單元時，所述切換單元包括三個開關組，分別為與所述第一數據組單元、第二數據組單元一一對應連接的第一開關組、第二開關組以及預設狀態開關組；所述編程識別單元包括兩個反相器和兩個邏輯與門，所述第一數據組單元的標誌位子單元經第一反相器連接到所述預設狀態開關組的控制端，並同時連接到第一邏輯與門的一個輸入端和第二邏輯與門的一個輸入端，所述第二數據組單元的標誌位子單元連接到第一邏輯與門的另一個輸入端，並經過第二反相器連接到第二邏輯與門的另一個輸入端，所述第一邏輯與門的輸出端連接到第一編程開關組的控制端，所述第二邏輯與門的輸出端連接到第二編程開關組的控制端。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的可編程晶片的編程控制電路，其特徵在於:所述標誌位子單元或/和各編程數據位子單元由編程入口電路構成，所述編程入口電路包括編程開關、MOS電晶體、電流源和反相器，所述MOS電晶體採用電容連接方式，即漏極和源極共同接地，柵極連接所述電流源的輸出端，所述編程開關的輸入端為高壓信號端，輸出端與所述MOS電晶體的柵極相連接，控制端即為編程控制端，所述反相器的輸入端與所述MOS電晶體的柵極相連，輸出端即為標誌位子單元或/和編程數據位子單元的輸出端。
【文檔編號】G05B19/04GK204229143SQ201420734012
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】王釗 申請人:無錫中星微電子有限公司