存儲器的製作方法
2023-06-20 12:50:06
本實用新型涉及數據存儲技術領域，特別是涉及一種存儲器。
背景技術：
存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備，根據控制器指定的位置存入和取出信息。存儲器是計算機系統不可缺少的一部分，計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、電腦程式、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。
傳統的SRAM存儲陣列休眠模式都是需要專門的管腳去管控。存儲器的控制晶片通過專門設計的管腳發送LS(Light Sleep，輕度休眠模式)信號至連接存儲陣列的開關管，通過控制開關管的通斷調整存儲陣列與開關管連接處的點電壓，以達到保證存儲陣列正常工作或進入休眠狀態。由於需要設計單獨的管腳去管控開關管，管腳的增加必然伴隨著整個晶片系統的複雜，同時也會讓存儲器內部多了相應的管控和驅動電路，導致存儲器功耗大。
技術實現要素：
基於此，有必要針對上述問題，提供一種可降低功耗的存儲器。
一種存儲器，包括控制電路、存儲陣列和開關組件，所述控制電路包括使能端、時鐘端和內部工作信號端，所述開關組件包括控制端、輸入端和輸出端，
所述控制電路的使能端接收使能信號，所述控制電路的時鐘端接收時鐘信號，所述開關組件的控制端連接所述控制電路的內部工作信號端，所述開關組件的輸入端連接電源端，所述開關組件的輸出端連接所述存儲整列。
上述存儲器，控制電路的內部工作信號端輸出可反映存儲器工作狀態的內部工作信號至開關組件的控制端。開關組件在存儲器工作時導通，使存儲陣列處於工作狀態以保持讀寫操作；開關組件在存儲器不工作時關斷，使存儲陣列存進入休眠狀態。通過控制電路的內部工作信號控制開關組件導通或關斷，從而控制存儲陣列的狀態，在存儲器不工作時能及時控制存儲陣列進入休眠狀態，且不需要新增額外的管腳去管控開關組件，節省了系統資源，達到降低功耗的目的。
附圖說明
圖1為一實施例中存儲器的結構示意圖；
圖2為另一實施例中存儲器的結構示意圖；
圖3為一實施例中控制電路的原理示意圖；
圖4為一實施例中存儲器相關信號的波形示意圖。
具體實施方式
一種存儲器，具體可以是SRAM(Static Random Access Memory，靜態隨機存儲器)等。如圖1所示，存儲器包括控制電路Control、存儲陣列SRAM ARRAY和開關組件110，控制電路Control包括使能端、時鐘端和內部工作信號端，開關組件110包括控制端、輸入端和輸出端。
控制電路Control的使能端接收使能信號CE，控制電路Control的時鐘端接收時鐘信號CK，開關組件110的控制端連接控制電路Control的內部工作信號端，開關組件110的輸入端連接電源端VDD，開關組件110的輸出端連接存儲整列SRAM ARRAY。
具體地，開關組件110的輸出端可連接存儲整列SRAM ARRAY的電源端。控制電路Control的內部工作信號端輸出可反映存儲器工作狀態的內部工作信號至開關組件110的控制端，內部工作信號指存儲器正常讀寫工作時必需的內部信號，根據其高低電平狀態可反映存儲器工作狀態。開關組件110在存儲器工作時導通，存儲陣列SRAM ARRAY得電，處於工作狀態，開關組件110在存儲器不工作時關斷，存儲陣列SRAM ARRAY不得電，處於休眠狀態。通過控制電路Control的內部工作信號控制開關組件110導通或關斷，從而控制存儲陣列SRAM ARRAY的狀態，在存儲器不工作時能及時控制存儲陣列SRAM ARRAY進入休眠狀態，使存儲器處於低功耗模式。
本實施例中，開關組件110與控制電路Control的距離小於存儲整列SRAM ARRAY與控制電路Control的距離。把開關組件110布局在更接近控制電路Control的地方，以使開關組件110能在讀寫之前更早的導通，從而保證開關組件110的輸出端能夠在字線信號到達存儲陣列SRAM ARRAY之前達到電源電壓，以確保存儲陣列SRAM ARRAY處於工作狀態，可以進行讀寫操作。
控制電路Control的內部工作信號端的具體類型和數量並不唯一，如圖2所示，本實施例中，內部工作信號端包括字線使能端和字線使能反饋端，分別輸出字線使能信號WLE和字線使能反饋信號WLEB。
在一個實施例中，開關組件110包括第一開關管，第一開關管的控制端作為開關組件110的控制端，連接控制電路Control的字線使能端或字線使能反饋端；第一開關管的輸入端作為開關組件110的輸入端，接入外部電源，第一開關管的輸出端作為開關組件110的輸出端，具體可連接存儲整列SRAM ARRAY的電源端。
第一開關管的類型並不唯一，本實施例中，第一開關管為P溝道MOS管，P溝道MOS管的柵極401作為第一開關管的控制端，連接控制電路Control的字線使能反饋端，接收字線使能反饋信號WLEB，P溝道MOS管的源極作為第一開關管的輸入端，接入外部電源，P溝道MOS管的漏極402作為第一開關管的輸出端，作為給存儲陣列SRAM ARRAY供電的節點。當字線使能反饋信號WLEB為低電平時表示存儲器工作，此時P溝道MOS管導通，存儲整列SRAM ARRAY處於工作狀態。當字線使能反饋信號WLEB為高電平時表示存儲器不工作，此時P溝道MOS管關斷，存儲整列SRAM ARRAY處於休眠狀態。
可以理解，第一開關管也可採用N溝道MOS管，連接控制電路Control的字線使能端。在接收的字線使能信號WLE為高電平時表示存儲器工作，N溝道MOS管導通，在接收的字線使能信號WLE為低電平時表示存儲器不工作，N溝道MOS管關斷。
在另一實施例中，開關組件110也可同時連接字線使能端和字線使能反饋端，接收字線使能信號WLE和字線使能反饋信號WLEB進行邏輯處理，提早或者推遲存儲器進入低功耗模式的時間。舉例說明，開關組件110可在字線使能信號WLE為高電平且字線使能反饋信號WLEB為低電平時導通，在字線使能信號WLE為低電平且字線使能反饋信號WLEB為高電平時關斷。
上述存儲器，通過控制電路Control的內部工作信號控制開關組件110導通或關斷，從而控制存儲陣列SRAM ARRAY的狀態，在存儲器不工作時能及時控制存儲陣列SRAM ARRAY進入休眠狀態，且不需要新增額外的管腳去管控開關組件110，節省了系統資源，達到降低功耗的目的。
在一個實施例中，如圖2所示，存儲器還包括X方向解碼器XDEC，X方向解碼器XDEC連接控制電路Control的字線使能端。此外，控制電路Control還用於接收計數信號Add並輸送至X方向解碼器XDEC。
在一個實施例中，存儲器還包括輸入輸出電路IO，輸入輸出電路IO連接控制電路Control和存儲陣列SRAM ARRAY。控制電路Control控制輸入輸出電路IO的工作模式，當輸入輸出電路IO處於寫模式時，接收輸入信號DI並寫入存儲陣列SRAM ARRAY；當輸入輸出電路IO處於讀模式時，從存儲陣列SRAM ARRAY獲取輸出信號DO並輸出。
在一個實施例中，如圖3所示，控制電路Control包括控制器Logic、第一反相器301、第二反相器302、第三反相器303和第二開關管304。
控制器Logic連接控制電路Control的使能端和時鐘端，接收使能信號CE和時鐘信號CK，第二開關管304的輸入端連接電源接入端，第二開關管304的控制端接收重置信號Reset，第二開關管304的輸出端連接控制器Logic。第一反相器301的輸入端連接第二開關管304的輸出端和控制電路Control的字線使能反饋端，輸出字線使能反饋信號WLEB。第一反相器301的輸出端連接控制電路Control的字線使能端，輸出字線使能信號WLE。第二反相器302的輸入端連接第三反相器303的輸出端，第二反相器302的輸出端連接第二開關管304的輸出端，第三反相器303的輸入端連接第二開關管304的輸出端。第二開關管304的具體類型並不唯一，本實施例中，第二開關管304為P溝道MOS管，其柵極作為第二開關管304的控制端，源極作為第二開關管304的輸入端，漏極作為第二開關管304的輸出端。
具體地，第二反相器302和第三反相器303構成了一個鎖存器(Latch)。以「1」表示高電平，「0」表示低電平。初始狀態時，重置信號Reset＝1，字線使能反饋信號WLEB＝1。當存儲器開始工作時，在時鐘信號CK經過邏輯之後，會通過短暫的直流通路把字線使能反饋信號WLEB下拉到0，即字線使能反饋信號WLEB＝0。之後通過鎖存器保持住字線使能反饋信號WLEB＝0或者字線使能信號WLE＝1的狀態，直到存儲器讀寫操作完畢，重置信號Reset＝0，把字線使能反饋信號WLEB重新置成1，字線使能信號WLE重新置成0，之後再次進行讀寫操作時，重置信號Reset恢復成1，如此循環產生WLE(Word Line Enable，字線使能)信號。
如圖4所示為存儲器相關信號的波形示意圖。以通過字線使能反饋信號WLEB控制開關組件110的通斷為例，時鐘信號CK每個上升沿之間就是一個周期。當存儲器被選中時，時鐘信號CK上升沿時會啟動存儲器，此時字線使能反饋信號WLEB被下拉到0，字線使能反饋信號WLEB經過邏輯和地址的解碼後產生字線信號WL。在字線使能反饋信號WLEB為0，字線信號WL為1之前，即圖4中所示T1時間段，通過開關組件110提供存儲陣列SRAM ARRAY的虛擬供電電壓，使存儲陣列SRAM ARRAY從休眠狀態恢復至正常狀態。在讀寫完成以後直到下一個讀寫來之前，即圖4中所示T2時間段，開關組件110會被關斷，存儲陣列SRAM ARRAY進入休眠狀態。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。
以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。