铁电存储阵列的控制器、控制方法及相关设备与流程
未命名
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1.本技术涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种铁电存储阵列的控制器、控制方法及相关设备。
背景技术:
2.在电力电子技术领域中,控制器可以在导通铁电存储单元之后,对铁电存储单元施加读写电压使得铁电存储单元产生极化,并利用铁电存储单元的极化方向不同来存储不同的数据。然而,在数据存储的过程中,想要改变铁电存储单元的极化方向,需要给铁电存储单元施加较大的读写电压。本技术的发明人在研究和实践的过程中发现,现有技术中,铁电存储单元中的读写电压与铁电存储单元可以承受的传输电平有关,尺寸越小的铁电存储单元可以承受的传输电平越低,也就是说,一个铁电存储单元的尺寸越小,这个铁电存储单元的传输电平越小,无法提供足够大的读写电压。如果铁电存储单元的读写电压较高,所需的铁电存储单元的尺寸则较大,从而将降低数据存储的存储密度。如果铁电存储单元的读写电压较低,则会使得铁电存储单元的极化方向改变不完全,数据存储的可靠性低且稳定性差。
技术实现要素:
3.本技术提供了一种铁电存储阵列的控制器、控制方法及相关设备,可在传输电平较低时向铁电存储单元写入数据,并防止控制器向目标铁电存储单元写入数据时对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性、稳定性和存储密度。
4.第一方面,本技术提供了一种铁电存储阵列的控制器,该铁电存储阵列的控制器用于控制铁电存储阵列,铁电存储阵列包括阵列部署的多个铁电存储单元,多条字线wl、多条板线pl和多条位线bl。这里,多个铁电存储单元中位于同一行的铁电存储单元的控制端连接至多条字线wl中的同一字线wl,多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端连接至多条位线bl中的同一位线bl,多个铁电存储单元中位于同一行的铁电存储单元的第二端连接至多条板线pl中的同一板线pl。这里,多条字线wl包括第一字线wl。这里的控制器可用于在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平小于0时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。这里的控制器还可用于在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里,片选导通电平小于全选导通电平。
5.在本技术提供的实施方式中,铁电存储单元可以是铁电存储器或者其他材料制成的可以根据外加电场的方向和大小产生极化的存储元件。这里,一个铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的字线wl和位线bl的传输电平导通或者关断。可以理解,当控制
器向一个铁电存储单元连接的字线wl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平,且字线wl的传输电平与位线bl的传输电平差大于或等于这个铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)时,这个铁电存储单元会处于导通状态。同时可以理解,一个导通的铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的位线bl和板线pl的传输电平产生极化,并按照极化方向的不同存储不同的数据。例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且位线bl的传输电平与板线pl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压(这里,读写电压可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)时,控制器可以将第一数据(例如,“1”)写入这个铁电存储单元。又例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平小于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且板线pl的传输电平与位线bl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压时,控制器可以将第二数据(例如,“0”)写入这个铁电存储单元。这里,一个铁电存储单元连接的字线wl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平,一个铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。
6.在本技术中,控制器可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线plpl输入的传输电平小于0时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。这里,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于全选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,且大于或等于板线pl的传输电平加上铁电存储单元的读写电压。此时,由于板线pl的传输电平小于0,位线bl的传输电平可以在满足与板线pl的传输电平的差大于或等于铁电存储单元的读写电压的同时,不超过这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压。这里,控制器还可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里的全选导通电平是可以使得目标行中各铁电存储单元导通的电平(这里,全选导通电平小于或等于铁电存储单元的控制端能承受的最大电平),这里的片选导通电平是可以使得目标行中的部分铁电存储单元(可以是一个铁电存储单元或者多个铁电存储单元)导通且使得部分铁电存储单元关断的电平。这里,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平大于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,与目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平或板线pl的传输电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入铁电存储单元,并通过控制铁电存储单元连接的位线bl的传输电平导通目标铁电存储单元并关断非目标铁电存储单元,进而将数据(例如,第二数据)写入目标铁电存储单元,并防止控制器向目标铁电存储单元写入数据(例如,第二数据)对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性、稳定性和存储密度。
7.结合第一方面,在第一种可能的实施方式中,多条字线wl还包括除第一字线wl之外的第二字线wl。控制器可用于向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平作为位线bl的传输电平,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,关断电平小于片选导通电平,第一写入电平大于0且小于全选导通电平。这里的控制器还可向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平作为板线pl的传输电平,以将第一数据(例如,“1”)存储至目标行中各铁电存储单元。这里,第二写入电平小于0。
8.可以理解,这里的关断电平是可以使得非目标行中各铁电存储单元关断的电平(例如,0v),这里的全选导通电平是可以使得目标行中各铁电存储单元导通的电平(这里,全选导通电平小于或等于铁电存储单元的控制端能承受的最大电平),这里的第一写入电平小于或等于全选导通电平减去铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向位线bl输入第一写入电平作为位线bl的传输电平时,目标行中的各铁电存储单元导通。进一步可以理解,这里的第一写入电平大于第二写入电平,且第一写入电平与第二写入电平的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压(这里,读写电压可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)。也就是说,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平作为板线pl的传输电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平)时,可以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,第一写入电平或第二写入电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入目标行的铁电存储单元中,降低了铁电存储单元的尺寸对于传输电平的限制(例如,铁电存储单元的尺寸越小,铁电存储单元的控制端或第一端可以承受的最大电平越小),在铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平固定时,可以减小铁电存储单元的尺寸,提高数据存储的存储密度;在铁电存储单元的尺寸固定时,可以增大铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平之间的电压(例如,第一写入电平和第二写入电平之间的电压),提高数据存储的灵敏度和稳定性。
9.结合第一方面第一种可能的实施方式,在第二种可能的实施方式中,控制器还可用于向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平作为位线bl的传输电平,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,以导通目标行中的目标铁电存储单元并关断目标行中其他非目标铁电存储单元。这里,第三写入电平小于片选导通电平且大于或等于关断电平,片选导通电平小于第一写入电平。这里的控制器还可向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平作为板线pl的传输电平,以将第二数据(例如,“0”)存储至目标行中的目标铁电存储单元。这里,第四写入电平大于第一写入电平。
10.可以理解,这里的片选导通电平是可以使得目标行中的部分铁电存储单元(例如,目标铁电存储单元)导通且使得部分铁电存储单元(例如,非目标铁电存储单元)关断的电平,这里的第三写入电平小于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,这里的第一写
入电平大于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,并向目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平作为位线bl的传输电平时,目标铁电存储单元导通。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,并向非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平时,非目标铁电存储单元关断。进一步可以理解,这里的第四写入电平大于第三写入电平,且第四写入电平与第三写入电平的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压。也就是说,当目标铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),可以将第二数据写入目标铁电存储单元(也即,目标铁电存储单元的极化方向发生翻转)。同时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平,非目标铁电存储单元处于关断状态,向目标铁电存储单元写入第二数据的过程不会对非目标铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可防止控制器向目标铁电存储单元写入数据时对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性和稳定性。
11.结合第一方面第二种可能的实施方式,在第三种可能的实施方式中,铁电存储单元可包括开关管和电容。这里,铁电存储单元的开关管的控制端可作为铁电存储单元的控制端连接至铁电存储单元连接的字线wl,开关管的第一端可作为铁电存储单元的第一端连接至铁电存储单元连接的位线bl,开关管的第二端可连接铁电存储单元的电容的第一极板,电容的第二极板可作为铁电存储单元的第二端连接至铁电存储单元连接的板线pl。这里的控制器还可用于向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。这里,第五写入电平大于第三写入电平且小于或等于第一写入电平。
12.可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第三写入电平与第四写入电平的差值减小到第三写入电平与第五写入电平的差值。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第一写入电平与第四写入电平的差值减小到第一写入电平与第五写入电平的差值。进一步可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,非目标铁电存储单元截止,此时,非目标铁电存储单元中铁电存储单元的控制端(电平为片选导通电平)和铁电存储单元的第二端(电平为第四写入电平)之间的电平差主要由开关管的控制端和开关管的第二端承担,而非目标铁电存储单元中的电容只需要承担到第一写入电平与第五写入电平的差值(例如,当第五写入电平等于第一写入电平时,电容两端的电压为0v)。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
13.结合第一方面或第一方面任一种可能的实施方式,在第四种可能的实施方式中,控制器还可包括多个读取单元。这里,多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端通过同一位线bl连接至多个读取单元中的一个读取单元的第一端,多个读取单元中
各读取单元的第二端连接参考地。这里的控制器还可用于向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平,向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,第一读取电平等于第一写入电平。这里的控制器还可用于控制目标行中各铁电存储单元连接的读取单元的第一端浮空,并向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平,以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。这里,第二读取电平等于第二写入电平。
14.可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,目标行中的各铁电存储单元导通。当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷,目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元,进而可以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
15.结合第一方面第四种可能的实施方式,在第五种可能的实施方式中,控制器还可包括至少一个比较电路,比较电路可连接目标读取单元的第一端。这里的比较电路可用于获取目标读取单元的第一端的数据读取电平,在数据读取电平大于或等于电平阈值时,获得与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第一数据,在数据读取电平小于电平阈值时,获得与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第二数据。
16.可以理解,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平约等于第一读取电平,也即大于或等于电平阈值),目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平远低于第一读取电平,也即小于电平阈值),进而可以通过数据读取电平与电平阈值的大小关系确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
17.结合第一方面第四种可能的实施方式或第一方面第五种可能的实施方式,在第六种可能的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,控制器还可用于在向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电。
18.也就是说,控制器在向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时(也即,在控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平之前),可以向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁
电存储单元的电容进行预充电(也即,将目标行中各铁电存储单元的电容的第二极板的电平提升至第一读取电平),防止当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平时,电容的第二极板的电平与第一极板的电平之间的差值大于读写电压,导致铁电存储单元的极化方向发生翻转,干扰铁电存储单元中存储的数据。采用本技术提供的实施方式,可在读取数据之前对目标行中各铁电存储单元中的电容进行预充电,提高数据存储的稳定性,提升数据存储读取正确率和效率。
19.结合第一方面第四种可能的实施方式至第一方面第六种可能的实施方式中的任一种,在第七种可能的实施方式中,控制器还可用于向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,以导通目标行中存储第二数据的铁电存储单元,并关断目标行中存储第一数据的铁电存储单元。这里的控制器还可用于向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平,以将第二数据重新存储至目标行中存储第二数据的铁电存储单元。
20.可以理解,在进行了数据读取之后,目标行中存储第一数据的铁电存储单元的极化方向不会发生翻转,而存储第二数据的铁电存储单元的极化方向会发生翻转,为了维持数据的稳定性,需要将存第二数据的铁电存储单元的极化方向再次翻转回读取前的状态,以对数据进行长期储存。也就是说,当控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,存储第一数据的铁电存储单元截止。当控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,存储第二数据的铁电存储单元导通。进一步地,当目标行中存储第二数据的铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平(此时,存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),可以将第二数据重新写入目标行中存储第二数据的铁电存储单元。同时,目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平,目标行中存储第一数据的铁电存储单元处于关断状态,向目标行中存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据的过程不会对目标行中存储第一数据的铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可在进行数据读取后将数据重新写回铁电存储单元中,并防止控制器向存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据时,对存储第一数据的铁电存储单元存储的第一数据产生干扰,提高了数据存储的可靠性和稳定性。
21.结合第一方面第七种可能的实施方式,在第八种可能的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,控制器还可用于在向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
22.第二方面,本技术提供了一种铁电存储器,该铁电存储器包括第一方面或第一方面任一种可能的实施方式中的控制器,以及第一方面或第一方面任一种可能的实施方式中
的铁电存储阵列。
23.第三方面,本技术提供了一种设备,该设备包括第二方面的铁电存储器和电路板,该铁电存储器和电路板电连接。
24.第四方面,本技术提供了一种铁电存储阵列的控制方法,该方法可适用于铁电存储阵列的控制器,铁电存储阵列包括阵列部署的多个铁电存储单元,多条字线wl、多条板线pl和多条位线bl。这里,多个铁电存储单元中位于同一行的铁电存储单元的控制端连接至多条字线wl中的同一字线wl,多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端连接至多条位线bl中的同一位线bl,多个铁电存储单元中位于同一行的铁电存储单元的第二端连接至多条板线pl中的同一板线pl。这里,多条字线wl包括第一字线wl。该方法包括:当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平小于0时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里,片选导通电平小于全选导通电平。
25.在本技术提供的实施方式中,铁电存储单元可以是铁电存储器或者其他材料制成的可以根据外加电场的方向和大小产生极化的存储元件。这里,一个铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的字线wl和位线bl的传输电平导通或者关断。可以理解,当控制器向一个铁电存储单元连接的字线wl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平,且字线wl的传输电平与位线bl的传输电平差大于或等于这个铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)时,这个铁电存储单元会处于导通状态。同时可以理解,一个导通的铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的位线bl和板线pl的传输电平产生极化,并按照极化方向的不同存储不同的数据。例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且位线bl的传输电平与板线pl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压(这里,读写电压可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)时,控制器可以将第一数据(例如,“1”)写入这个铁电存储单元。又例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平小于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且板线pl的传输电平与位线bl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压时,控制器可以将第二数据(例如,“0”)写入这个铁电存储单元。这里,一个铁电存储单元连接的字线wl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平,一个铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。
26.在本技术中,控制器可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线plpl输入的传输电平小于0时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储
单元。这里,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于全选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,且大于或等于板线pl的传输电平加上铁电存储单元的读写电压。此时,由于板线pl的传输电平小于0,位线bl的传输电平可以在满足与板线pl的传输电平的差大于或等于铁电存储单元的读写电压的同时,不超过这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压。这里,控制器还可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平大于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,与目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平或板线pl的传输电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入铁电存储单元,并通过控制铁电存储单元连接的位线bl的传输电平导通目标铁电存储单元并关断非目标铁电存储单元,进而将数据(例如,第二数据)写入目标铁电存储单元,并防止控制器向目标铁电存储单元写入数据(例如,第二数据)对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性、稳定性和存储密度。
27.结合第四方面,在第一种可能的实施方式中,多条字线wl还包括除第一字线wl之外的第二字线wl。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平小于0时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,包括:控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平作为位线bl的传输电平,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,关断电平小于片选导通电平,第一写入电平大于0且小于全选导通电平。控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平作为板线pl的传输电平。这里,第二写入电平小于0。
28.可以理解,这里的关断电平是可以使得非目标行中各铁电存储单元关断的电平(例如,0v),这里的全选导通电平是可以使得目标行中各铁电存储单元导通的电平(这里,全选导通电平小于或等于铁电存储单元的控制端能承受的最大电平),这里的第一写入电平小于或等于全选导通电平减去铁电存储单元的导通电压(这里,导通电压可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向位线bl输入第一写入电平时,目标行中的各铁电存储单元导通。进一步可以理解,这里的第一写入电平大于第二写入电平,且第一写入电平与第二写入电平的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压(这里,读写电压可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)。也就是说,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平作为板线pl的传输电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平)时,可以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,第一写入电平或第二写入电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入目标行的铁电存储单元
中,降低了铁电存储单元的尺寸对于传输电平的限制(例如,铁电存储单元的尺寸越小,铁电存储单元的控制端或第一端可以承受的最大电平越小),在铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平固定时,可以减小铁电存储单元的尺寸,提高数据存储的存储密度;在铁电存储单元的尺寸固定时,可以增大铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平之间的电压(例如,第一写入电平和第二写入电平之间的电压),提高数据存储的灵敏度和稳定性。
29.结合第四方面第一种可能的实施方式,在第二种可能的实施方式中,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,包括:控制器向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平作为位线bl的传输电平,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平。这里,第三写入电平小于片选导通电平且大于或等于关断电平,片选导通电平小于第一写入电平。控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平作为板线pl的传输电平。这里,第四写入电平大于第一写入电平。
30.可以理解,这里的片选导通电平是可以使得目标行中的部分铁电存储单元(例如,目标铁电存储单元)导通且使得部分铁电存储单元(例如,非目标铁电存储单元)关断的电平,这里的第三写入电平小于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压,这里的第一写入电平大于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,并向目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平作为位线bl的传输电平时,目标铁电存储单元导通。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,并向非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平时,非目标铁电存储单元关断。进一步可以理解,这里的第四写入电平大于第三写入电平,且第四写入电平与第三写入电平的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压。也就是说,当目标铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),可以将第二数据写入目标铁电存储单元(也即,目标铁电存储单元的极化方向发生翻转)。同时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平,非目标铁电存储单元处于关断状态,向目标铁电存储单元写入第二数据的过程不会对非目标铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可防止控制器向目标铁电存储单元写入数据时对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性和稳定性。
31.结合第四方面,在第三种可能的实施方式中,铁电存储单元可包括开关管和电容。这里,铁电存储单元的开关管的控制端可作为铁电存储单元的控制端连接至铁电存储单元连接的字线wl,开关管的第一端可作为铁电存储单元的第一端连接至铁电存储单元连接的位线bl,开关管的第二端可连接铁电存储单元的电容的第一极板,电容的第二极板可作为铁电存储单元的第二端连接至铁电存储单元连接的板线pl。在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平之前,方法还包括:当控制器向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。这里,第五写入电平大于第三写入电
平且小于或等于第一写入电平。
32.可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第三写入电平与第四写入电平的差值减小到第三写入电平与第五写入电平的差值。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第一写入电平与第四写入电平的差值减小到第一写入电平与第五写入电平的差值。进一步可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,非目标铁电存储单元截止,此时,非目标铁电存储单元中铁电存储单元的控制端(电平为片选导通电平)和铁电存储单元的第二端(电平为第四写入电平)之间的电平差主要由开关管的控制端和开关管的第二端承担,而非目标铁电存储单元中的电容只需要承担到第一写入电平与第五写入电平的差值(例如,当第五写入电平等于第一写入电平时,电容两端的电压为0v)。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
33.结合第四方面或第四方面任一种可能的实施方式,在第四种可能的实施方式中,控制器还可包括多个读取单元。这里,多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端通过同一位线bl连接至多个读取单元中的一个读取单元的第一端,多个读取单元中各读取单元的第二端连接参考地。在将第二数据写入目标铁电存储单元之后,方法还包括:控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平,向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,第一读取电平等于第一写入电平。控制器控制目标行中各铁电存储单元连接的读取单元的第一端浮空,并向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平,以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。这里,第二读取电平等于第二写入电平。
34.可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,目标行中的各铁电存储单元导通。当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷,目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元,进而可以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
35.结合第四方面第四种可能的实施方式,在第五种可能的实施方式中,控制器还可包括至少一个比较电路,比较电路可连接目标读取单元的第一端。在向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平之后,方法还包括:比较电路获取目标读取单元的第一端的数据读取电平。当数据读取电平大于或等于电平阈值时,确定与目标读取单元连
接的铁电存储单元所存储的数据为第一数据。当数据读取电平小于电平阈值时,确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第二数据。
36.可以理解,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平约等于第一读取电平,也即大于或等于电平阈值),目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平远低于第一读取电平,也即小于电平阈值),进而可以通过数据读取电平与电平阈值的大小关系确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
37.结合第四方面第四种可能的实施方式或者第四方面第五种可能的实施方式,在第六种可能的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平之前,方法还包括:当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电。
38.也就是说,控制器在向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时(也即,在控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平之前),可以向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电(也即,将目标行中各铁电存储单元的电容的第二极板的电平提升至第一读取电平),防止当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平时,电容的第二极板的电平与第一极板的电平之间的差值大于读写电压,导致铁电存储单元的极化方向发生翻转,干扰铁电存储单元中存储的数据。采用本技术提供的实施方式,可在读取数据之前对目标行中各铁电存储单元中的电容进行预充电,提高数据存储的稳定性,提升数据存储读取正确率和效率。
39.结合第四方面第四种可能的实施方式至第四方面第六种可能的实施方式中的任一种,在第七种可能的实施方式中,在向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平之后,方法还包括:控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平,以导通目标行中存储第二数据的铁电存储单元并关断目标行中存储第一数据的铁电存储单元。控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平,以将第二数据重新存储至目标行中存储第二数据的铁电存储单元。
40.可以理解,在进行了数据读取之后,目标行中存储第一数据的铁电存储单元的极化方向不会发生翻转,而存储第二数据的铁电存储单元的极化方向会发生翻转,为了维持数据的稳定性,需要将存第二数据的铁电存储单元的极化方向再次翻转回读取前的状态,以对数据进行长期储存。也就是说,当控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选
导通电平时,存储第一数据的铁电存储单元截止。当控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,存储第二数据的铁电存储单元导通。进一步地,当目标行中存储第二数据的铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平(此时,存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平),可以将第二数据重新写入目标行中存储第二数据的铁电存储单元。同时,目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平,目标行中存储第一数据的铁电存储单元处于关断状态,向目标行中存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据的过程不会对目标行中存储第一数据的铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可在进行数据读取后将数据重新写回铁电存储单元中,并防止控制器向存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据时,对存储第一数据的铁电存储单元存储的第一数据产生干扰,提高了数据存储的可靠性和稳定性。
41.结合第四方面第七种可能的实施方式,在第八种可能的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平之前,方法还包括:当控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
附图说明
42.图1是本技术实施例提供的控制器的应用场景示意图;
43.图2是本技术实施例提供的铁电存储器的一结构示意图;
44.图3是本技术实施例提供的铁电存储器的另一结构示意图;
45.图4是本技术实施例提供的铁电存储单元工作原理示意图;
46.图5是本技术实施例提供的铁电存储器的控制逻辑示意图;
47.图6是本技术实施例提供的铁电存储器的另一结构示意图;
48.图7是本技术实施例提供的铁电存储器的另一结构示意图;
49.图8是本技术实施例提供的比较电路工作原理示意图;
50.图9是本技术实施例提供的铁电存储阵列的控制方法的一流程示意图;
51.图10是本技术实施例提供的铁电存储阵列的控制方法的另一流程示意图。
具体实施方式
52.本技术提供的铁电存储阵列的控制器、控制方法及相关设备可以对数据进行存储,可适用于新能源智能微网领域、输配电领域或者新能源领域(如光伏并网领域或者风力并网领域)、光储发电领域(如对家用设备(如冰箱、空调)或者电网供电),或者风储发电领域,或者大功率变换器领域(如将直流电转换为大功率的高压交流电)等多种应用领域的数据存储,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。本技术提供的铁电存储阵列的控制
器、控制方法及相关设备可适配于不同的应用场景,比如,对光储供电环境中的数据进行存储的应用场景、对风储供电环境中的数据进行存储的应用场景、对纯储能供电环境中的数据进行存储的应用场景或者其它应用场景,下面将以对纯储能供电环境中的数据进行存储的应用场景为例进行说明,以下不再赘述。本技术提供的铁电存储阵列是指由铁电材料构成的存储阵列,其中铁电材料可以在外部电场的作用下产生极化,并可以根据外部电场的方向不同产生不同方向的极化,以下不再赘述。
53.请一并参见图1,图1是本技术实施例提供的控制器的应用场景示意图。在纯储能供电应用场景下,如图1所示,铁电存储器2中包括控制器和铁电存储阵列,铁电存储阵列包括多行多列部署的多个铁电存储单元。其中,控制器可连接电源1、多行多列部署的多个铁电存储单元和负载3。在铁电存储器2中控制器对多个铁电存储单元进行传输数据的过程中,控制器可以控制多个铁电存储单元中各铁电存储单元的导通或者关断,并控制多个铁电存储单元中各铁电存储单元产生方向不同的极化,进而将数据存储至各铁电存储单元中。在一些可行的实施方式中,电源1可以通过控制器为负载3供电。本技术提供的控制器适用于电源1为在无市电或者市电差的偏远地区的基站设备供电,或者为蓄电池供电,或者为家用设备(如冰箱、空调等等)供电等多种类型的用电设备的供电的应用场景中,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。进一步可以理解,图1中的负载3可以是电网、蓄电池、建筑物的用电设备、桥路的照明设备或者其他用电装置。这里的电网可以包括传输线、电力中转站点、蓄电池、通信基站或者家用设备等用电设备或电力传输设备。在图1所示的应用场景中,铁电存储单元可以包括开关管和电容,在铁电存储单元的工作过程中,想要改变电容的极化方向,需要给铁电存储单元(例如,铁电存储单元中的电容)施加较大的读写电压,铁电存储单元的读写电压与铁电存储单元(例如,铁电存储单元中的开关管(例如,开关管控制端,这里,开关管控制端的可以是开关管的栅极,开关管的第一端和第二端可以是开关管的源级和漏极或者开关管的漏极和源级))可以承受的传输电平有关,尺寸越小的铁电存储单元(或者铁电存储单元中的开关管)可以承受的传输电平越低,也就是说,一个铁电存储单元的尺寸越小,这个铁电存储单元的传输电平越小,无法提供足够大的读写电压。采用本技术提供的实施方式,可在传输电平较低时向铁电存储单元写入数据,并防止控制器向目标铁电存储单元写入数据时对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性、稳定性和存储密度。
54.下面将结合图2至图10对本技术提供的控制器、铁电存储器及其工作原理进行示例说明。
55.请参见图2,图2是本技术实施例提供的铁电存储器的一结构示意图。如图2所示,铁电存储器包括控制器和铁电存储阵列,铁电存储阵列包括阵列部署的多个铁电存储单元,多条字线wl、多条板线pl和多条位线bl。这里,多个铁电存储单元中位于同一行的铁电存储单元的控制端连接至多条字线wl中的同一字线wl,多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端连接至多条位线bl中的同一位线bl,多个铁电存储单元中位于同一行的铁电存储单元的第二端连接至多条板线pl中的同一板线pl。这里,为了描述方便,定义多条字线wl包括第一字线wl(目标行中各铁电存储单元连接的字线wl)和第二字线wl(非目标行中各铁电存储单元连接的字线wl),以下不再赘述。这里的控制器可用于在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接
的板线pl输入的传输电平小于0时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。这里的控制器还可用于在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里,片选导通电平小于全选导通电平。
56.在本技术提供的实施方式中,铁电存储单元可以是铁电存储器或者其他材料制成的可以根据外加电场的方向和大小产生极化的存储元件。这里,一个铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的字线wl和位线bl的传输电平导通或者关断。可以理解,当控制器向一个铁电存储单元连接的字线wl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平,且字线wl的传输电平与位线bl的传输电平差大于或等于这个铁电存储单元的导通电压vth(这里,导通电压vth可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)时,这个铁电存储单元会处于导通状态。同时可以理解,一个导通的铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的位线bl和板线pl的传输电平产生极化,并按照极化方向的不同存储不同的数据。例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且位线bl的传输电平与板线pl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压vwr(这里,读写电压vwr可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)时,控制器可以将第一数据(例如,“1”)写入这个铁电存储单元。又例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平小于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且板线pl的传输电平与位线bl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压vwr时,控制器可以将第二数据(例如,“0”)写入这个铁电存储单元。这里,一个铁电存储单元连接的字线wl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平,一个铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压vth(这里,导通电压vth可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。
57.在本技术中,控制器可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平小于0时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。这里,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于全选导通电平减去铁电存储单元的导通电压vth,且大于或等于板线pl的传输电平加上铁电存储单元的读写电压vwr。此时,由于板线pl的传输电平小于0,位线bl的传输电平可以在满足与板线pl的传输电平的差大于或等于铁电存储单元的读写电压vwr的同时,不超过这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压vth。这里,控制器还可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于片选导通电平减去铁电存储单元的导通电压vth,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平大于片选导通电平减去铁电存储单元的导通
电压vth。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,与目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平或板线pl的传输电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入铁电存储单元,并通过控制铁电存储单元连接的位线bl的传输电平导通目标铁电存储单元并关断非目标铁电存储单元,进而将数据(例如,第二数据)写入目标铁电存储单元,并防止控制器向目标铁电存储单元写入数据(例如,第二数据)对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性、稳定性和存储密度。
58.请参见图3,图3是本技术实施例提供的铁电存储器的另一结构示意图。在一些可行的实施方式中,铁电存储单元可包括开关管和电容。如图3中的(a)部分所示,铁电存储单元的开关管的控制端(例如,栅极)可作为铁电存储单元的控制端连接至铁电存储单元连接的字线wl,开关管的第一端(例如,源级或者漏极)可作为铁电存储单元的第一端连接至铁电存储单元连接的位线bl,开关管的第二端(例如,漏极或者源级)可连接铁电存储单元的电容的第一极板,电容的第二极板可作为铁电存储单元的第二端连接至铁电存储单元连接的板线pl。可以理解,在本技术中,一个铁电存储单元可以包括一个开关管和一个电容,一个铁电存储单元也可以包括多个开关管或者多个电容。如图3中的(b)部分所示,铁电存储单元开关管t和开关管t'的控制端(例如,栅极)可连接至铁电存储单元连接的字线wl,开关管t和开关管t'的第一端(例如,源级或者漏极)可连接至铁电存储单元连接的位线bl和位线bl',开关管t和开关管t'的第二端(例如,漏极或者源级)可分别连接铁电存储单元的电容c和电容c'的第一极板,电容c和电容c'的第二极板可连接至铁电存储单元连接的板线pl。为了表述方便,本技术中仅以包括一个开关管和一个电容的铁电存储单元为例进行介绍,以下不再赘述。
59.具体请一并参见图4和图5,图4是本技术实施例提供的铁电存储单元工作原理示意图,图5是本技术实施例提供的铁电存储器的控制逻辑示意图。如图4和图5所示,在一些可行的实施方式中(例如,在t1时刻),控制器可用于向目标行中各铁电存储单元(例如,铁电存储单元1a和铁电存储单元1b)连接的第一字线wl输入全选导通电平von(例如,2v),并向非目标行中各铁电存储单元(例如,铁电存储单元2a和铁电存储单元2b)连接的第二字线wl输入关断电平voff(例如,0v),并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1(例如,0.8v)作为位线bl的传输电平,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,关断电平voff小于片选导通电平vsel(例如,0.5v),第一写入电平vb1大于0且小于全选导通电平von。这里的控制器还可向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平-vp1作为板线pl的传输电平(例如,-0.7v),以将第一数据(例如,“1”)存储至目标行中各铁电存储单元(如图4中(a)部分所示,此时,目标行中各铁电存储单元中电容的极化方向向上(外加电场方向向下))。这里,第二写入电平-vp1小于0。
60.可以理解,这里的关断电平voff是可以使得非目标行中各铁电存储单元关断的电平(例如,0v),这里的全选导通电平von是可以使得目标行中各铁电存储单元导通的电平(这里,全选导通电平von小于或等于铁电存储单元的控制端能承受的最大电平),这里的第一写入电平vb1小于或等于全选导通电平von减去铁电存储单元的导通电压vth(这里,导通电压vth可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von,并向位线bl输入第一写入电平vb1时,目标行中的各铁电存储单元导通。进一步可以理解,这里的第一写
入电平vb1大于第二写入电平-vp1,且第一写入电平vb1与第二写入电平-vp1的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压vwr(这里,读写电压vwr可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)。也就是说,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平-vp1作为板线pl的传输电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平vb1)时,可以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。
61.采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,第一写入电平vb1或第二写入电平-vp1)较低时,将数据(例如,第一数据)写入目标行的铁电存储单元中,降低了铁电存储单元的尺寸对于传输电平的限制(例如,铁电存储单元的尺寸越小,铁电存储单元的控制端或第一端可以承受的最大电平越小),在铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平固定时,可以减小铁电存储单元的尺寸,提高数据存储的存储密度;在铁电存储单元的尺寸固定时,可以增大铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平之间的电压(例如,第一写入电平vb1和第二写入电平-vp1之间的电压),提高数据存储的灵敏度和稳定性。
62.请再次参见图5,在一些可行的实施方式中(例如,在t2时刻),控制器还可用于向目标行中的目标铁电存储单元(例如,铁电存储单元1b)连接的位线bl输入第三写入电平vb0作为位线bl的传输电平(例如,0v),并向目标行中的非目标铁电存储单元(例如,铁电存储单元1a)连接的位线bl输入第一写入电平vb1,并向目标行中各铁电存储单元(例如,铁电存储单元1b和铁电存储单元1b)连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel,以导通目标行中的目标铁电存储单元并关断目标行中其他非目标铁电存储单元。这里,第三写入电平vb0小于片选导通电平vsel且大于或等于关断电平voff,片选导通电平vsel小于第一写入电平vb1。这里的控制器还可向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平vp0作为板线pl的传输电平(例如,1.5v),以将第二数据(例如,“0”)存储至目标行中的目标铁电存储单元。这里,第四写入电平vp0大于第一写入电平vb1。
63.可以理解,这里的片选导通电平vsel是可以使得目标行中的部分铁电存储单元(例如,铁电存储单元1b)导通且使得部分铁电存储单元(例如,铁电存储单元1a)关断的电平,这里的第三写入电平vb0小于片选导通电平vsel减去铁电存储单元的导通电压vth,这里的第一写入电平vb1大于片选导通电平vsel减去铁电存储单元的导通电压vth。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel,并向目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0时,目标铁电存储单元导通。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel,并向非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1时,非目标铁电存储单元关断。进一步可以理解,这里的第四写入电平vp0大于第三写入电平vb0,且第四写入电平vp0与第三写入电平vb0的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压vwr。也就是说,当目标铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平vp0(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平vb0),可以将第二数据写入目标铁电存储单元(如图4中(b)部分所示,此时,目标行中目标铁电存储单元中电容的极化方向向下(外加电场方向向上),也即,目标铁电存储单元中电容的极化方向发生翻转)。同时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平vb1,非目标铁电存储单元处于关断状
态,向目标铁电存储单元写入第二数据的过程不会对非目标铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰(如图4中(c)部分所示,此时,目标行中非目标铁电存储单元中电容的极化方向向上(虽然此时非目标铁电存储单元的外加电场方向向下,但外加电场产生的电压由非目标铁电存储单元中的开关管承担,不会改变电容的极化方向),也即,非目标铁电存储单元中电容的极化方向不会发生翻转)。采用本技术提供的实施方式,可防止控制器向目标铁电存储单元写入数据时对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性和稳定性。
64.在一些可行的实施方式中,控制器还可用于向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1时(例如图5中的t2时刻),向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。这里,第五写入电平大于第三写入电平vb0且小于或等于第一写入电平vb1。为表述方便,在本技术中第五写入电平等于第一写入电平vb1(例如,0.8v),但本技术中提供的所有电平值都并不局限于实施方式中列举的数值,也可以是其他可以实现本技术实施方式的数值。
65.可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平vb0),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第三写入电平vb0与第四写入电平vp0的差值减小到第三写入电平vb0与第五写入电平的差值(此处电容承担的电压是第一极板和第二极板之间电平差的绝对值,例如,由1.5v减小到0.8v)。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平vb1),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第一写入电平vb1与第四写入电平vp0的差值减小到第一写入电平vb1与第五写入电平的差值(此处电容承担的电压是第一极板和第二极板之间电平差的绝对值,例如,由0.7v减小到0v)。进一步可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel时,非目标铁电存储单元截止,此时,非目标铁电存储单元中铁电存储单元的控制端(电平为片选导通电平vsel)和铁电存储单元的第二端(电平为第四写入电平vp0)之间的电平差(例如,0.7v)主要由开关管的控制端和开关管的第二端承担,而非目标铁电存储单元中的电容只需要承担到第一写入电平vb1与第五写入电平的差值(例如,0v)。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
66.在一些可行的实施方式中,控制器还可包括多个读取单元。请参见图6,图6是本技术实施例提供的铁电存储器的另一结构示意图。如图6所示,这里,多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端通过同一位线bl连接至多个读取单元中的一个读取单元的第一端,多个读取单元中各读取单元的第二端连接参考地。
67.在一些可行的实施方式中,(例如在图5中的时刻t5)控制器还可用于向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平,向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平voff,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,第一读取电平等于第一写入电平vb1。
68.在一些可行的实施方式中,读取单元可以是电容。请一并结合图7,图7是本技术实施例提供的铁电存储器的另一结构示意图。如图7所示,在读取单元中,电容的第一极板可
以作为读取单元的第一端连接该读取单元所连接的位线,电容的第二极板可以作为读取单元的第二端连接参考地。这里的控制器还可用于控制目标行中各铁电存储单元连接的读取单元的第一端浮空(例如,控制器可通过控制开关管ta和开关管tb关断或其他方式,进而控制读取单元a和读取单元b的第一端浮空,也即,控制电容ca和电容cb的第一端浮空),并向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平,以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。这里,第二读取电平等于第二写入电平-vp1。
69.可以理解,如图5中的时刻t5-t6所示,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,目标行中的各铁电存储单元导通。当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷,目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元,进而可以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
70.在一些可行的实施方式中,控制器还可包括至少一个比较电路。请一并参见图8,图8是本技术实施例提供的比较电路工作原理示意图。如图8所示,比较电路可连接目标读取单元的第一端。这里的比较电路可用于获取目标读取单元的第一端的数据读取电平,在数据读取电平大于或等于电平阈值时,获得与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第一数据,在数据读取电平小于电平阈值时,获得与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第二数据。
71.可以理解,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平约等于第一读取电平,也即大于或等于电平阈值),目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平远低于第一读取电平,也即小于电平阈值),进而可以通过数据读取电平与电平阈值的大小关系确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
72.在一些可行的实施方式中,请再次参见图5,如图5中的t4时刻所示,当铁电存储单元包括开关管和电容时,控制器还可用于在向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电。
73.也就是说,控制器在向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时(也即,在控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von之
前),可以向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电(也即,将目标行中各铁电存储单元的电容的第二极板的电平提升至第一读取电平),防止当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von时,电容的第二极板的电平与第一极板的电平之间的差值大于读写电压vwr,导致铁电存储单元的极化方向发生翻转,干扰铁电存储单元中存储的数据。采用本技术提供的实施方式,可在读取数据之前对目标行中各铁电存储单元中的电容进行预充电,提高数据存储的稳定性,提升数据存储读取正确率和效率。
74.在一些可行的实施方式中,如图5中的t6时刻所示,控制器还可用于向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel,以导通目标行中存储第二数据的铁电存储单元,并关断目标行中存储第一数据的铁电存储单元。这里的控制器还可用于向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平vp0,以将第二数据重新存储至目标行中存储第二数据的铁电存储单元。
75.可以理解,在进行了数据读取之后,目标行中存储第一数据的铁电存储单元的极化方向不会发生翻转,而存储第二数据的铁电存储单元的极化方向会发生翻转,为了维持数据的稳定性,需要将存第二数据的铁电存储单元的极化方向再次翻转回读取前的状态,以对数据进行长期储存。也就是说,当控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel时,存储第一数据的铁电存储单元截止。当控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel时,存储第二数据的铁电存储单元导通。进一步地,当目标行中存储第二数据的铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平vp0(此时,存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平vb0),可以将第二数据重新写入目标行中存储第二数据的铁电存储单元。同时,目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平vb1,目标行中存储第一数据的铁电存储单元处于关断状态,向目标行中存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据的过程不会对目标行中存储第一数据的铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可在进行数据读取后将数据重新写回铁电存储单元中,并防止控制器向存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据时,对存储第一数据的铁电存储单元存储的第一数据产生干扰,提高了数据存储的可靠性和稳定性。
76.在一些可行的实施方式中,请再次参见图5中的t6时刻,当铁电存储单元包括开关管和电容时,控制器还可用于在向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0时,向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
77.请参见图9,图9是本技术实施例提供的铁电存储阵列的控制方法的一流程示意
图。如图9所示,该检测方法适用于如上述图1-图8中任一附图所示的控制器,该检测方法包括如下步骤:
78.s701:当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的字线输入全选导通电平且向目标行中各铁电存储单元连接的板线输入的传输电平小于0时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。
79.s702:当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的字线输入片选导通电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线和板线输入传输电平,以将第二数据写入目标铁电存储单元。
80.在本技术提供的实施方式中,铁电存储单元可以是铁电存储器或者其他材料制成的可以根据外加电场的方向和大小产生极化的存储元件。这里,一个铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的字线wl和位线bl的传输电平导通或者关断。可以理解,当控制器向一个铁电存储单元连接的字线wl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平,且字线wl的传输电平与位线bl的传输电平差大于或等于这个铁电存储单元的导通电压vth(这里,导通电压vth可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)时,这个铁电存储单元会处于导通状态。同时可以理解,一个导通的铁电存储单元可以根据这个铁电存储单元连接的位线bl和板线pl的传输电平产生极化,并按照极化方向的不同存储不同的数据。例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平大于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且位线bl的传输电平与板线pl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压vwr(这里,读写电压vwr可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)时,控制器可以将第一数据(例如,“1”)写入这个铁电存储单元。又例如,当控制器向一个铁电存储单元连接的位线bl输入的传输电平小于向这个铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平,且板线pl的传输电平与位线bl的传输电平的差大于或等于这个铁电存储单元的读写电压vwr时,控制器可以将第二数据(例如,“0”)写入这个铁电存储单元。这里,一个铁电存储单元连接的字线wl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平,一个铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压vth(这里,导通电压vth可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。
81.在本技术中,控制器可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von且向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入的传输电平小于0时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。这里,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于全选导通电平von减去铁电存储单元的导通电压vth,且大于或等于板线pl的传输电平加上铁电存储单元的读写电压vwr。此时,由于板线pl的传输电平小于0,位线bl的传输电平可以在满足与板线pl的传输电平的差大于或等于铁电存储单元的读写电压vwr的同时,不超过这个铁电存储单元能承受的最大电平减去铁电存储单元的导通电压vth。这里,控制器还可在向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel时,向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl和板线pl输入传输电平,以控制目标行中的目标铁电存储单元导通并控制目标行中其他非目标铁电存储单元关断,将第二数据写入目标铁电存储单元。这里,目标铁电
存储单元连接的位线bl的传输电平小于或等于片选导通电平vsel减去铁电存储单元的导通电压vth,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平大于片选导通电平vsel减去铁电存储单元的导通电压vth。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,与目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平或板线pl的传输电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入铁电存储单元,并通过控制铁电存储单元连接的位线bl的传输电平导通目标铁电存储单元并关断非目标铁电存储单元,进而将数据(例如,第二数据)写入目标铁电存储单元,并防止控制器向目标铁电存储单元写入数据(例如,第二数据)对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性、稳定性和存储密度。
82.在一些可行的实施方式中,请参见图10,图10是本技术实施例提供的铁电存储阵列的控制方法的另一流程示意图。如图10所示,该检测方法包括如下步骤:
83.s801:控制器向目标行中各铁电存储单元连接的字线输入全选导通电平,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线输入关断电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线输入第一写入电平作为位线的传输电平,以导通目标行中各铁电存储单元。
84.在一些可行的实施方式中,控制器可向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平voff,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1作为位线bl的传输电平,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,关断电平voff小于片选导通电平vsel,第一写入电平vb1大于0且小于全选导通电平von。控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平-vp1作为板线pl的传输电平。这里,第二写入电平-vp1小于0。
85.可以理解,这里的关断电平voff是可以使得非目标行中各铁电存储单元关断的电平(例如,0v),这里的全选导通电平von是可以使得目标行中各铁电存储单元导通的电平(这里,全选导通电平von小于或等于铁电存储单元的控制端能承受的最大电平),这里的第一写入电平vb1小于或等于全选导通电平von减去铁电存储单元的导通电压vth(这里,导通电压vth可以是铁电存储单元在导通时控制端和第一端之间的最小电压)。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von,并向位线bl输入第一写入电平vb1时,目标行中的各铁电存储单元导通。进一步可以理解,这里的第一写入电平vb1大于第二写入电平-vp1,且第一写入电平vb1与第二写入电平-vp1的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压vwr(这里,读写电压vwr可以是使得铁电存储单元按照外加电压的电场方向产生极化,并在撤去外加电压之后依旧保持极化的最小外加电压)。也就是说,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二写入电平-vp1作为板线pl的传输电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平vb1)时,可以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。采用本技术提供的实施方式,可以在传输电平(例如,第一写入电平vb1或第二写入电平-vp1)较低时,将数据(例如,第一数据)写入目标行的铁电存储单元中,降低了铁电存储单元的尺寸对于传输电平的限制(例如,铁电存储单元的尺寸越小,铁电存储单元的控制端或第一端可以承受的最大电平越小),在铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平固定时,可以减小铁电存储单元的尺寸,提高数据存储的存储密度;在铁电存储单元的尺寸固定时,可以增大铁电存储单元各端连接的传输线的传输电平之间的电压(例如,第一写入电平vb1和第二写入电平-vp1之间的电压),提高数据存储的灵敏度和稳定性。
86.s802:控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线输入第二写入电平作为板线的传输电平,以将第一数据写入目标行中各铁电存储单元。
87.s803:控制器向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线输入第三写入电平作为位线的传输电平,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线输入第一写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的字线输入片选导通电平,以导通目标行中的目标铁电存储单元并关断目标行中其他非目标铁电存储单元。
88.s804:控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线输入第四写入电平作为板线的传输电平,以将第二数据写入目标铁电存储单元。
89.在一些可行的实施方式中,控制器可向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel。这里,第三写入电平vb0小于片选导通电平vsel且大于或等于关断电平voff,片选导通电平vsel小于第一写入电平vb1。控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平vp0。这里,第四写入电平vp0大于第一写入电平vb1。
90.可以理解,这里的片选导通电平vsel是可以使得目标行中的部分铁电存储单元(例如,目标铁电存储单元)导通且使得部分铁电存储单元(例如,非目标铁电存储单元)关断的电平,这里的第三写入电平vb0小于片选导通电平vsel减去铁电存储单元的导通电压vth,这里的第一写入电平vb1大于片选导通电平vsel减去铁电存储单元的导通电压vth。也就是说,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel,并向目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0时,目标铁电存储单元导通。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel,并向非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1时,非目标铁电存储单元关断。进一步可以理解,这里的第四写入电平vp0大于第三写入电平vb0,且第四写入电平vp0与第三写入电平vb0的差值大于或等于铁电存储单元的读写电压vwr。也就是说,当目标铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平vp0(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平vb0),可以将第二数据写入目标铁电存储单元(也即,目标铁电存储单元的极化方向发生翻转)。同时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平vb1,非目标铁电存储单元处于关断状态,向目标铁电存储单元写入第二数据的过程不会对非目标铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可防止控制器向目标铁电存储单元写入数据时对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性和稳定性。
91.在一些可行的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,在执行步骤s803中向目标行中各铁电存储单元连接的字线输入片选导通电平之前,方法还包括:当控制器向目标行中的目标铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0,并向目标行中的非目标铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。这里,第五写入电平大于第三写入电平vb0且小于或等于第一写入电平vb1。
92.可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平vb0),目标铁电存储
单元中电容两端的电压由第三写入电平vb0与第四写入电平vp0的差值减小到第三写入电平vb0与第五写入电平的差值。当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平时(此时,非目标铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一写入电平vb1),目标铁电存储单元中电容两端的电压由第一写入电平vb1与第四写入电平vp0的差值减小到第一写入电平vb1与第五写入电平的差值。进一步可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel时,非目标铁电存储单元截止,此时,非目标铁电存储单元中铁电存储单元的控制端(电平为片选导通电平vsel)和铁电存储单元的第二端(电平为第四写入电平vp0)之间的电平差主要由开关管的控制端和开关管的第二端承担,而非目标铁电存储单元中的电容只需要承担到第一写入电平vb1与第五写入电平的差值(例如,当第五写入电平等于第一写入电平vb1时,电容两端的电压为0v)。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
93.s805:控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线输入第一读取电平,向目标行中各铁电存储单元连接的字线输入全选导通电平,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线输入关断电平,以导通目标行中各铁电存储单元。
94.s806:控制器控制目标行中各铁电存储单元连接的读取单元的第一端浮空,并向目标行中各铁电存储单元连接的板线输入第二读取电平,以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。
95.在一些可行的实施方式中,控制器可向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平,向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von,并向非目标行中各铁电存储单元连接的第二字线wl输入关断电平voff,以导通目标行中各铁电存储单元。这里,第一读取电平等于第一写入电平vb1。控制器控制目标行中各铁电存储单元连接的读取单元的第一端浮空,并向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平,以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。这里,第二读取电平等于第二写入电平-vp1。
96.可以理解,当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von,并向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,目标行中的各铁电存储单元导通。当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷,目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元,进而可以通过目标行中的各铁电存储单元连接的读取单元读取目标行中的各铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
97.在一些可行的实施方式中,控制器还可以包括比较电路,比较电路可获取目标读取单元的第一端的数据读取电平。当数据读取电平大于或等于电平阈值时,确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第一数据。当数据读取电平小于电平阈值时,确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为第二数据。
98.可以理解,当目标行中的各铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第二读取电平(此时,目标行中各铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第一读取电平)时,目标行中存储了第一数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向不发生翻转,几乎不释放电荷(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平约等于第一读取电平,也即大于或等于电平阈值),目标行中存储了第二数据的铁电存储单元(中的电容)的极化方向发生翻转,会释放出大量电荷到读取单元(这里,目标读取单元的第一端的数据读取电平远低于第一读取电平,也即小于电平阈值),进而可以通过数据读取电平与电平阈值的大小关系确定与目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据。采用本技术提供的实施方式,读取数据的操作简单,可提高数据存储的便捷性和适用性,提升数据存储读取效率,降低数据存储成本。
99.在一些可行的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,在执行步骤s805中向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von之前,方法还包括:当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电。
100.也就是说,控制器在向目标行中各铁电存储单元连接的位线bl输入第一读取电平时(也即,在控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von之前),可以向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第一读取电平,以对目标行中各铁电存储单元的电容进行预充电(也即,将目标行中各铁电存储单元的电容的第二极板的电平提升至第一读取电平),防止当控制器向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入全选导通电平von时,电容的第二极板的电平与第一极板的电平之间的差值大于读写电压vwr,导致铁电存储单元的极化方向发生翻转,干扰铁电存储单元中存储的数据。采用本技术提供的实施方式,可在读取数据之前对目标行中各铁电存储单元中的电容进行预充电,提高数据存储的稳定性,提升数据存储读取正确率和效率。
101.s807:控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线输入第一写入电平,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线输入第三写入电平,并向目标行中各铁电存储单元连接的字线输入片选导通电平,以导通目标行中存储第二数据的铁电存储单元并关断目标行中存储第一数据的铁电存储单元。
102.s808:控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线输入第四写入电平,以将第二数据重新存储至目标行中存储第二数据的铁电存储单元。
103.在一些可行的实施方式中,在一些可行的实施方式中,控制器可向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel,以导通目标行中存储第二数据的铁电存储单元并关断目标行中存储第一数据的铁电存储单元。控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平vp0,以将第二数据重新存储至目标行中存储第二数据的铁电存储单元。
104.可以理解,在进行了数据读取之后,目标行中存储第一数据的铁电存储单元的极化方向不会发生翻转,而存储第二数据的铁电存储单元的极化方向会发生翻转,为了维持
数据的稳定性,需要将存第二数据的铁电存储单元的极化方向再次翻转回读取前的状态,以对数据进行长期储存。也就是说,当控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel时,存储第一数据的铁电存储单元截止。当控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0,并向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel时,存储第二数据的铁电存储单元导通。进一步地,当目标行中存储第二数据的铁电存储单元处于导通状态,控制器向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的板线pl输入第四写入电平vp0(此时,存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl的传输电平为第三写入电平vb0),可以将第二数据重新写入目标行中存储第二数据的铁电存储单元。同时,目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl的电平为第一写入电平vb1,目标行中存储第一数据的铁电存储单元处于关断状态,向目标行中存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据的过程不会对目标行中存储第一数据的铁电存储单元内已经存储的第一数据产生干扰。采用本技术提供的实施方式,可在进行数据读取后将数据重新写回铁电存储单元中,并防止控制器向存储第二数据的铁电存储单元重新写入第二数据时,对存储第一数据的铁电存储单元存储的第一数据产生干扰,提高了数据存储的可靠性和稳定性。
105.在一些可行的实施方式中,当铁电存储单元包括开关管和电容时,在执行步骤s807中向目标行中各铁电存储单元连接的第一字线wl输入片选导通电平vsel之前,方法还包括:当控制器向目标行中存储第一数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第一写入电平vb1,并向目标行中存储第二数据的铁电存储单元连接的位线bl输入第三写入电平vb0时,控制器向目标行中各铁电存储单元连接的板线pl输入第五写入电平,以降低目标行中各铁电存储单元的电容的电压。采用本技术提供的实施方式,可以在铁电存储单元截止时,降低铁电存储单元中的电容两端的电压,提高了数据存储的稳定性和安全性。
106.在本技术中,可以在传输电平(例如,与目标行中各铁电存储单元连接的位线的传输电平或板线的传输电平)较低时,将数据(例如,第一数据)写入铁电存储单元,并通过控制铁电存储单元连接的位线的传输电平导通目标铁电存储单元并关断非目标铁电存储单元,进而将数据(例如,第二数据)写入目标铁电存储单元,并防止控制器向目标铁电存储单元写入数据(例如,第二数据)对非目标铁电存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的可靠性、稳定性和存储密度。
107.可以理解,本技术中所列举的各种电平的数值只是为了便于描述所提供的一种实施方式,其他满足本技术所描述的电平数值也属于本技术的保护范围内。
108.以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
技术特征:
1.一种铁电存储阵列的控制器,其特征在于,所述控制器用于控制铁电存储阵列,所述铁电存储阵列包括阵列部署的多个铁电存储单元,多条字线wl、多条板线pl和多条位线bl;所述多个铁电存储单元中位于同一行的存储单元连接至所述多条字线wl中的同一所述字线wl和所述多条板线pl中的同一所述板线pl,所述多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元连接至所述多条位线bl中的同一所述位线bl,所述多条wl包括第一wl;所述控制器用于在向目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入全选导通电平且向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入的传输电平小于0时,向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl输入传输电平,以将第一数据写入所述目标行中各所述铁电存储单元;所述控制器还用于在向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述wl输入片选导通电平时,向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl和所述pl输入传输电平,以将第二数据写入所述目标铁电存储单元,其中,所述片选导通电平小于所述全选导通电平。2.根据权利要求1所述的控制器,其特征在于,所述多条wl还包括除所述第一wl之外的第二wl;所述控制器用于向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述全选导通电平,并向非目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第二wl输入关断电平,并向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl输入第一写入电平作为所述bl的传输电平,以导通所述目标行中各所述铁电存储单元,其中,所述关断电平小于所述片选导通电平,所述第一写入电平大于0且小于所述全选导通电平;所述控制器还用于向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入第二写入电平作为所述pl的传输电平,以将所述第一数据存储至所述目标行中各所述铁电存储单元,其中,所述第二写入电平小于0。3.根据权利要求2所述的控制器,其特征在于,所述控制器还用于向所述目标行中的目标铁电存储单元连接的所述bl输入第三写入电平作为所述bl的传输电平,并向所述目标行中的非目标铁电存储单元连接的所述bl输入所述第一写入电平,并向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述片选导通电平,以导通所述目标行中的目标铁电存储单元并关断所述目标行中其他非目标铁电存储单元,其中,所述第三写入电平小于所述片选导通电平且大于或等于所述关断电平,所述片选导通电平小于所述第一写入电平;所述控制器还用于向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入第四写入电平作为所述pl的传输电平,以将所述第二数据存储至所述目标行中的目标铁电存储单元,其中,所述第四写入电平大于所述第一写入电平。4.根据权利要求3所述的控制器,其特征在于,所述铁电存储单元包括开关管和电容,所述铁电存储单元的开关管的控制端作为所述铁电存储单元的控制端连接至所述铁电存储单元连接的所述第一wl,所述开关管的第一端作为所述铁电存储单元的第一端连接至所述铁电存储单元连接的所述bl,所述开关管的第二端连接所述铁电存储单元的电容的第一极板,所述电容的第二极板作为所述铁电存储单元的第二端连接至所述铁电存储单元连接的所述pl;所述控制器还用于向所述目标行中的目标铁电存储单元连接的所述bl输入所述第三写入电平,并向所述目标行中的非目标铁电存储单元连接的所述bl输入所述第一写入电平
时,向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入第五写入电平,以降低所述目标行中各所述铁电存储单元的电容的电压,其中,所述第五写入电平大于所述第三写入电平且小于或等于所述第一写入电平。5.根据权利要求1-4任一项所述的控制器,其特征在于,所述控制器还包括多个读取单元;所述多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端通过同一所述bl连接至所述多个读取单元中的一个读取单元的第一端,所述多个读取单元中各读取单元的第二端连接参考地;所述控制器还用于向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl输入第一读取电平,向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述全选导通电平,并向非目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第二wl输入所述关断电平,以导通所述目标行中各所述铁电存储单元,其中,所述第一读取电平等于所述第一写入电平;所述控制器还用于控制目标行中各所述铁电存储单元连接的读取单元的第一端浮空,并向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入第二读取电平,以通过所述目标行中的各所述铁电存储单元连接的读取单元读取所述目标行中的各所述铁电存储单元所存储的数据,其中,所述第二读取电平等于所述第二写入电平。6.根据权利要求5所述的控制器,其特征在于,所述控制器还包括至少一个比较电路,所述比较电路连接目标读取单元的第一端;所述比较电路用于获取所述目标读取单元的第一端的数据读取电平,在所述数据读取电平大于或等于电平阈值时,获得与所述目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为所述第一数据,在所述数据读取电平小于所述电平阈值时,获得与所述目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为所述第二数据。7.根据权利要求5或6所述的控制器,其特征在于,当所述铁电存储单元包括开关管和电容时,所述控制器还用于在向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl输入所述第一读取电平时,向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入所述第一读取电平,以对所述目标行中各所述铁电存储单元的电容进行预充电。8.根据权利要求5-7任一项所述的控制器,其特征在于,所述控制器还用于向所述目标行中存储所述第一数据的铁电存储单元连接的所述bl输入所述第一写入电平,并向所述目标行中存储所述第二数据的铁电存储单元连接的所述bl输入所述第三写入电平,并向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述片选导通电平,以导通所述目标行中存储所述第二数据的铁电存储单元,并关断所述目标行中存储所述第一数据的铁电存储单元;所述控制器还用于向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入所述第四写入电平,以将所述第二数据重新存储至所述目标行中存储所述第二数据的铁电存储单元。9.根据权利要求8所述的控制器,其特征在于,当所述铁电存储单元包括开关管和电容时,所述控制器还用于在向所述目标行中存储所述第一数据的铁电存储单元连接的所述bl输入所述第一写入电平,并向所述目标行中存储所述第二数据的铁电存储单元连接的所述bl输入所述第三写入电平时,向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入所述
第五写入电平,以降低所述目标行中各所述铁电存储单元的电容的电压。10.一种铁电存储器,其特征在于,所述铁电存储器包括如权利要求1-9任一项所述的控制器和如权利要求1-9任一项所述的铁电存储阵列。11.一种设备,其特征在于,所述设备包括如权利要求10所述的铁电存储器和电路板,所述铁电存储器和所述电路板电连接。12.一种铁电存储阵列的控制方法,其特征在于,所述方法适用于铁电存储阵列的控制器,所述铁电存储阵列包括阵列部署的多个铁电存储单元,多条字线wl、多条板线pl和多条位线bl;所述多个铁电存储单元中位于同一行的存储单元连接至所述多条字线wl中的同一所述字线wl和所述多条板线pl中的同一所述板线pl,所述多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元连接至所述多条位线bl中的同一所述位线bl,所述多条wl包括第一wl,所述方法包括:当所述控制器向目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入全选导通电平且向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入的传输电平小于0时,所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl输入传输电平,以将第一数据写入所述目标行中各所述铁电存储单元;当所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入片选导通电平时,所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl和pl输入传输电平,以将第二数据写入所述目标铁电存储单元,其中,所述片选导通电平小于所述全选导通电平。13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述多条wl还包括除所述第一wl之外的第二wl,所述当所述控制器向目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入全选导通电平且向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入的传输电平小于0时,所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl输入传输电平,包括:所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述全选导通电平,并向非目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第二wl输入所述关断电平,并向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl输入第一写入电平作为所述bl的传输电平,以导通所述目标行中各所述铁电存储单元,其中,所述关断电平小于所述片选导通电平,所述第一写入电平大于0且小于所述全选导通电平;所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入第二写入电平作为所述pl的传输电平,其中,所述第二写入电平小于0。14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述当所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入片选导通电平时,所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl和pl输入传输电平,包括:所述控制器向所述目标行中的目标铁电存储单元连接的所述bl输入第三写入电平作为所述bl的传输电平,并向所述目标行中的非目标铁电存储单元连接的所述bl输入所述第一写入电平,并向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述片选导通电平,其中,所述第三写入电平小于所述片选导通电平且大于或等于所述关断电平,所述片选导通电平小于所述第一写入电平;所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入第四写入电平作
为所述pl的传输电平,其中,所述第四写入电平大于所述第一写入电平。15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述铁电存储单元包括开关管和电容,所述铁电存储单元的开关管的控制端作为所述铁电存储单元的控制端连接至所述铁电存储单元连接的所述第一wl,所述开关管的第一端作为所述铁电存储单元的第一端连接至所述铁电存储单元连接的所述bl,所述开关管的第二端连接所述铁电存储单元的电容的第一极板,所述电容的第二极板作为所述铁电存储单元的第二端连接至所述铁电存储单元连接的所述pl,在所述向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述片选导通电平之前,所述方法还包括:当所述控制器向所述目标行中的目标铁电存储单元连接的所述bl输入所述第三写入电平,并向所述目标行中的非目标铁电存储单元连接的所述bl输入所述第一写入电平时,所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入第五写入电平,以降低所述目标行中各所述铁电存储单元的电容的电压,其中,所述第五写入电平大于所述第三写入电平且小于或等于所述第一写入电平。16.根据权利要求12-15任一项所述的方法,其特征在于,所述控制器还包括多个读取单元,所述多个铁电存储单元中位于同一列的铁电存储单元的第一端通过同一所述bl连接至所述多个读取单元中的一个读取单元的第一端,所述多个读取单元中各读取单元的第二端连接参考地,在所述将第二数据写入所述目标铁电存储单元之后,所述方法还包括:所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl输入第一读取电平,向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述全选导通电平,并向非目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第二wl输入所述关断电平,以导通所述目标行中各所述铁电存储单元,其中,所述第一读取电平等于所述第一写入电平;所述控制器控制目标行中各所述铁电存储单元连接的读取单元的第一端浮空,并向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入第二读取电平,以通过所述目标行中的各所述铁电存储单元连接的读取单元读取所述目标行中的各所述铁电存储单元所存储的数据,其中,所述第二读取电平等于所述第二写入电平。17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述控制器还包括至少一个比较电路,所述比较电路连接目标读取单元的第一端,在所述向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入第二读取电平之后,所述方法还包括:所述比较电路获取所述目标读取单元的第一端的数据读取电平;当所述数据读取电平大于或等于电平阈值时,确定与所述目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为所述第一数据;当所述数据读取电平小于所述电平阈值时,确定与所述目标读取单元连接的铁电存储单元所存储的数据为所述第二数据。18.根据权利要求16或17所述的方法,其特征在于,当所述铁电存储单元包括开关管和电容时,在所述向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述全选导通电平之前,所述方法还包括:当所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述bl输入所述第一读取电平时,所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入所述第一读取电平,以对所述目标行中各所述铁电存储单元的电容进行预充电。
19.根据权利要求16-18任一项所述的方法,其特征在于,在所述向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入第二读取电平之后,所述方法还包括:所述控制器向所述目标行中存储所述第一数据的铁电存储单元连接的所述bl输入所述第一写入电平,并向所述目标行中存储所述第二数据的铁电存储单元连接的所述bl输入所述第三写入电平,并向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述片选导通电平,以导通所述目标行中存储所述第二数据的铁电存储单元并关断所述目标行中存储所述第一数据的铁电存储单元;所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入所述第四写入电平,以将所述第二数据重新存储至所述目标行中存储所述第二数据的铁电存储单元。20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,当所述铁电存储单元包括开关管和电容时,在所述向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述第一wl输入所述片选导通电平之前,所述方法还包括:当所述控制器向所述目标行中存储所述第一数据的铁电存储单元连接的所述bl输入所述第一写入电平,并向所述目标行中存储所述第二数据的铁电存储单元连接的所述bl输入所述第三写入电平时,所述控制器向所述目标行中各所述铁电存储单元连接的所述pl输入所述第五写入电平,以降低所述目标行中各所述铁电存储单元的电容的电压。
技术总结
本申请提供了一种铁电存储阵列的控制器、控制方法及相关设备,该控制器用于控制铁电存储阵列,铁电存储阵列包括阵列部署的多个铁电存储单元;控制器用于在向目标行中各所述存储单元连接的第一WL输入全选导通电平且向各所述存储单元连接的PL输入的传输电平小于0时,将第一数据写入目标行中各所述存储单元;控制器还用于在向目标行中各所述存储单元连接的WL输入片选导通电平时,向目标行中各所述存储单元连接的BL和PL输入传输电平,将第二数据写入目标存储单元。采用本申请,可在传输电平较低时向存储单元写入数据,并防止控制器向目标存储单元写入数据时对非目标存储单元存储的数据产生干扰,提高数据存储的存储密度。提高数据存储的存储密度。提高数据存储的存储密度。
技术研发人员:李昊 贾秀峰 张敏 杨喜超 张恒 吕杭炳 许俊豪
受保护的技术使用者:华为技术有限公司
技术研发日:2022.03.26
技术公布日:2023/10/11
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