感測(cè)放大器列冗余的制作方法
【專利說(shuō)明】感測(cè)放大器列冗余
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年3月15日提交的美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?3/837，874的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)援引納入于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本申請(qǐng)涉及具有列冗余的存儲(chǔ)器，尤其涉及具有密度增加的I/O移位列冗余的存儲(chǔ)器。
[0004]背景
[0005]列冗余允許存儲(chǔ)器陣列用冗余列代替壞列?？墒褂酶袦y(cè)放大器(SA)移位或I/O移位來(lái)執(zhí)行這種冗余。具有感測(cè)放大器移位的存儲(chǔ)器100示于圖1中。兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器陣列或存儲(chǔ)器組被包括在存儲(chǔ)器100中:組I陣列和組O陣列。每個(gè)存儲(chǔ)器組具有其自己的一組感測(cè)放大器101用于感測(cè)存儲(chǔ)器組的位線。每個(gè)感測(cè)放大器101從來(lái)自其相應(yīng)存儲(chǔ)器組的四條相應(yīng)位線102進(jìn)行感測(cè)。換言之，就給定存儲(chǔ)器組的每個(gè)感測(cè)放大器101而言，存在4:1位線復(fù)用。一讀線陣列104由用于存儲(chǔ)器組O和存儲(chǔ)器組I的感測(cè)放大器101所共享。位線102、組O和組I中的存儲(chǔ)器單元、以及相應(yīng)的感測(cè)放大器101和讀線104在這里被表示為“列”。換言之，列指的是任一給定存儲(chǔ)器組中驅(qū)動(dòng)感測(cè)放大器的讀線104的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)將當(dāng)然包括感測(cè)放大器101和相關(guān)聯(lián)的位線102以及耦合于那些相關(guān)聯(lián)的位線102的存儲(chǔ)器單元。
[0006]為了例示清楚起見(jiàn)，在存儲(chǔ)器100中僅單個(gè)初始列135和后續(xù)列135由虛線標(biāo)定。每個(gè)列135包括存儲(chǔ)器組O和存儲(chǔ)器組I中的四條相應(yīng)位線102。如存儲(chǔ)器領(lǐng)域中所已知的，每個(gè)感測(cè)放大器101被配置成響應(yīng)于一感測(cè)使能信號(hào)(未例示出)。如果到某一給定感測(cè)放大器101的感測(cè)使能信號(hào)有效，則該感測(cè)放大器101將位判決驅(qū)動(dòng)輸出到其讀線104上。
[0007]存儲(chǔ)器100通過(guò)從輸出級(jí)120輸出檢出字Dout來(lái)響應(yīng)于讀操作。Dout是從第一字位Dout[l]至最后字位Dout[32]的32位寬檢出字。每個(gè)字Dout根據(jù)它是從奇列還是偶列被感測(cè)出而可以是奇字或偶字。換言之，列135被分成奇(E)列和偶(O)列。偶列包括用于每個(gè)存儲(chǔ)器組的偶感測(cè)放大器。類似地，奇列包括用于每個(gè)存儲(chǔ)器的奇列。第一偶列和第一奇列對(duì)應(yīng)于Dout [I]，這取決于該字是偶還是奇。類似地，第二偶列和第二奇列對(duì)應(yīng)于Dout [2]，且以此類推使得第32偶列和第32奇列對(duì)應(yīng)于Dout [32]。給定用于每個(gè)字位的這種奇或偶值，輸出級(jí)120中的第一級(jí)2:1復(fù)用器125允許關(guān)于每個(gè)字位的8:1位線復(fù)用。
[0008]正像奇和偶列對(duì)那樣，每個(gè)復(fù)用器125對(duì)應(yīng)于字Dout中的某一位位置。例如，第一復(fù)用器125對(duì)應(yīng)于Dout [I]，第二復(fù)用器125對(duì)應(yīng)于Dout [2]，以此類推。每個(gè)復(fù)用器125可關(guān)于其SI和S2輸入在偶列和奇列之間選擇以用于其相應(yīng)的字位。例如，初始復(fù)用器125在其S2輸入接收第一偶列135的讀線104，以及在其SI輸入接收第一奇列的讀線104。每個(gè)復(fù)用器125從而可被認(rèn)為接收一奇輸入和一偶輸入。
[0009]到感測(cè)放大器101的感測(cè)使能信號(hào)區(qū)分偶列和奇列，還區(qū)分各組。用于某一給定存儲(chǔ)器組的感測(cè)使能信號(hào)可從而具有觸發(fā)從偶感測(cè)放大器感測(cè)偶位的偶狀態(tài)和觸發(fā)從奇感測(cè)放大器感測(cè)奇位的奇狀態(tài)。在默認(rèn)狀態(tài)(無(wú)列差錯(cuò))，復(fù)用器125于是被控制來(lái)根據(jù)Dout是奇字還是偶字來(lái)選擇它們的奇或偶輸入。
[0010]由于跨兩個(gè)存儲(chǔ)器組共享單條讀線104，因此某一給定列135的僅存儲(chǔ)器組I部分或僅存儲(chǔ)器組O部分中的缺陷破壞了該偶列或奇列的有效性。在感測(cè)放大器冗余方案中，這一有缺陷的列被相同奇類或偶類的后續(xù)列代替。為了執(zhí)行，這種代替需要第二級(jí)復(fù)用器130。
[0011 ] 針對(duì)每個(gè)字位有一個(gè)復(fù)用器130。從而，第一復(fù)用器130選用于Dout [I]，第二復(fù)用器130選用于Dout [2]，以此類推。由于兩級(jí)2:1復(fù)用，除了用于Dout[32]的最后復(fù)用器130之外，每個(gè)復(fù)用器130可最終從來(lái)自兩個(gè)偶和奇列對(duì)的位判決進(jìn)行選擇。來(lái)自用于某一給定字位的偶和奇列對(duì)的位判決可被稱為用于該輸出位的復(fù)用器130的未移位的位判決。例如，來(lái)自第一位偶列和奇列的位判決將是用于Dout[l]的復(fù)用器130的未移位的位判決。此外，從第一復(fù)用器130至倒數(shù)第二復(fù)用器130中的每個(gè)復(fù)用器130具有用于接收來(lái)自后續(xù)位的偶和奇列對(duì)的位判決的SI輸入。該位判決可被表示為經(jīng)移位的位判決。例如，第一復(fù)用器130可在其SI輸入選用來(lái)自第二位偶和奇列對(duì)的位判決。但是，對(duì)于第三十二位的偶和奇列來(lái)說(shuō)不存在后續(xù)列。該最終位的復(fù)用器130的SI輸入接收來(lái)自冗余列140的冗余讀線145。冗余列140包括用于從每個(gè)存儲(chǔ)器組中的冗余位線110進(jìn)行感測(cè)的冗余感測(cè)放大器105。
[0012]注意，冗余列140可以是偶列或奇列，這取決于存儲(chǔ)器100具有有缺陷的偶列還是有缺陷的奇列。換言之，冗余感測(cè)放大器105響應(yīng)于感測(cè)使能信號(hào)，而不管感測(cè)使能信號(hào)處于偶狀態(tài)還是奇狀態(tài)。如果存儲(chǔ)器100中從無(wú)任何有缺陷的列，則將不需要任何復(fù)用器130。但是在感測(cè)放大器移位方案中，有缺陷的偶或奇列被關(guān)于其偶或奇類的緊接著的后續(xù)列代替。例如，假設(shè)第一位偶列是有缺陷的。該初始偶列135的功能隨后將被第二位偶列所承擔(dān)，該第二位偶列是該有缺陷的第一位偶列的后續(xù)偶列。
[0013]為了允許對(duì)某一給定的有缺陷的偶或奇列進(jìn)行這種代替，每個(gè)復(fù)用器130可要么選用其未移位的(S2)輸入要么選用其經(jīng)移位的(SI)輸入。例如，假設(shè)某一偶列是有缺陷的，但是一奇字正從存儲(chǔ)器100被讀取。在這樣的情況下，每個(gè)復(fù)用器130被控制來(lái)選用其未移位的輸入。但是當(dāng)一偶字被感測(cè)時(shí)，復(fù)用器130被控制來(lái)選用它們的經(jīng)移位的輸入或未移位的輸入，這取決于它們的關(guān)于有缺陷的列的位位置。例如，如果缺陷位于第i偶列，其中i是指示出該列的位位置的整數(shù)。該位位置之前的復(fù)用器130不執(zhí)行移位。但是對(duì)應(yīng)于該第i位位置以及后續(xù)的復(fù)用器130被控制來(lái)選用它們的經(jīng)移位的輸入。冗余列140于是將充當(dāng)最后的(在該實(shí)施例中是第三十二)偶列。如果第i奇列是有缺陷的，則當(dāng)一奇字正從存儲(chǔ)器100中被讀取時(shí)將會(huì)對(duì)復(fù)用器130發(fā)生類似控制。但是冗余列140然后將充當(dāng)最后奇列。這種通過(guò)復(fù)用器125和130的SA移位需要相當(dāng)復(fù)雜的控制邏輯。而且，注意到每個(gè)偶和奇列具有其自己的讀線104，這使得最終的布線和布圖復(fù)雜化。
[0014]替代SA移位，可實(shí)現(xiàn)一種I/O移位冗余方案。圖2示出用于8:1位線復(fù)用(多路復(fù)用)存儲(chǔ)器200的I/O移位冗余方案。在I/O移位冗余方案中不需要第二級(jí)復(fù)用器。相反，單級(jí)2012:1復(fù)用器210可選用于字Dout。在存儲(chǔ)器200中，字Dout也是32位寬，從位Dout[I]至位Dout[32]。列202如關(guān)于存儲(chǔ)器100的偶和奇列對(duì)所討論的那樣被組織。從而，在默認(rèn)(無(wú)有缺陷的列)狀態(tài)，每個(gè)偶和奇列對(duì)對(duì)應(yīng)于Dout中的一位位置。存在對(duì)應(yīng)于Dout[l]的第一對(duì)偶和奇列、對(duì)應(yīng)于Dout[2]的第二對(duì)、以此類推，使得最終列對(duì)(在該實(shí)施例中是第三十二列對(duì))對(duì)應(yīng)于Dout [32]。
[0015]每一列202包括存儲(chǔ)器單元(未示出)和與相應(yīng)的感測(cè)放大器205相關(guān)聯(lián)的4條位線，根據(jù)列類型，該感測(cè)放大器可被分類為偶或奇感測(cè)放大器。但是不同于存儲(chǔ)器100，每條讀線206由一存儲(chǔ)器組內(nèi)每個(gè)類型的感測(cè)放大器所共享:一個(gè)奇感測(cè)放大器和一個(gè)偶感測(cè)放大器。為了區(qū)分用于一存儲(chǔ)器組中的相應(yīng)一組感測(cè)放大器的這一共享的讀線，讀線206將被表示為負(fù)載線。相反，術(shù)語(yǔ)“讀線”將被保留用于諸如存儲(chǔ)器100之類的應(yīng)用，其中讀線不被任何給定存儲(chǔ)器組內(nèi)的其他感測(cè)放大器共享。負(fù)載線206被每個(gè)列對(duì)中的偶感測(cè)放大器和奇感測(cè)放大器共享。負(fù)載線206被包括2:1復(fù)用器210的I/O塊201接收。類似于復(fù)用器130，每個(gè)復(fù)用器210可從未移位的列對(duì)或經(jīng)移位的列對(duì)進(jìn)行選擇。例如，用于Dout [I]的復(fù)用器201可在其SI輸入選用未移位的列對(duì)(第一對(duì))，而在其S2輸入選用經(jīng)移位的列對(duì)(第二對(duì))。但是沒(méi)有對(duì)應(yīng)于Dout [32]的經(jīng)移位的列。從而，用于Dout [32]的復(fù)用器210在其經(jīng)移位的輸入處選用冗余列對(duì)240的冗余負(fù)載線211。
[0016]由于每個(gè)列對(duì)共享公共的負(fù)載線206，即使其奇或偶列中僅一個(gè)列有缺陷，該列對(duì)也將是有缺陷的。I/O移位從而關(guān)于感測(cè)放大器對(duì)(或等效地，列對(duì))發(fā)生，且不敏感于具體有缺陷的列是奇還是偶。與SA移位方案相比，用于復(fù)用器210的控制邏輯從而被簡(jiǎn)化。例如，假設(shè)一給定列對(duì)是有缺陷的。在默認(rèn)情