[发明专利]用于相变存储器的冗余替换方法和相变存储器

说明书

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，特别涉及一种用于相变存储器的冗余替换方法和相变存储器。

背景技术

由于相变存储器件(PRAM)与目前其他动态存储器(DRAM)，闪存(Flash)相比具有体积小、驱动电压低、功耗小和读写速度快等明显优势。因此，PRAM在很短的时间取得了快速的进展，并被国际半导体联合会预测为可以最先实现商业化的存储器之一。此外，PRAM可适用于极端温度环境，抗辐射，和抗震动。因此PRAM在航空航天与国防等领域有许多不可替代的应用和重大的意义。

PRAM是一种基于相变材料的存储器，通过在相变材料上施加一个较长时间并且强度中等的电脉冲，可使相变材料由非晶态转换为晶态，这个过程称之为置位过程，由于晶态具有低电阻值，我们可将其定义为数据“1”；通过在相变材料上施加一个强度高但作用时间短促的电脉冲，可使相变材料由晶态转换为非晶态，这个过程称之为重置过程，非晶态具有高电阻值，我们可将其定义为数据“0”。考虑到相变存储器的数据保持特性，即由于非晶态可以通过长时间热活化结晶的这个自发结晶的过程转换为晶态，因此相变材料的常态为晶态(即数据“1”)，也就是存储的数据“0”在较长的时间后可能会自发的转换为数据“1”。因此在设计中需要注意数据“1”的真实性。

现有的相变存储器是将存储阵列中部分的行/列用作冗余行/列，而冗余行/列是用来取代存储阵列中有缺陷的行/列。其中，用来存储具体行列替换信息的冗余行/列被称为信息行/列，一般设计中会将替换信息存储于信息行/列中的某一个确定位置，但由于这个信息行/列本身也有可能出现错误，导致输出错误的替换信息和错误的替换操作，从而使存储器失效。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，特别是解决由于信息行/列出现错误导致存储器失效的问题。

为达到上述目的，本发明第一方面提出了一种用于相变存储器的冗余替换方法，包括以下步骤：对相变存储器进行测试以确定信息行/列，并获得所述相变存储器中出错误的行/列的信息；为所述有错误的行/列选择替换的冗余行/列，并记录替换信息；将所述替换信息保存至所述信息行/列，其中，所述替换信息在所述信息行/列中至少重复存储N次，所述N为大于1的整数；在进行读/写操作时，如果相应的读地址/写地址为所述出错误的行/列地址，则读取所述信息行/列中重复存储N次的替换信息；根据所述重复存储N次的替换信息进行多数表决以对所述替换信息进行纠错；和根据所述纠错后的替换信息选择与所述读地址/写地址相对应的冗余行/列进行读操作/写操作。

在本发明的一个实施例中，所述N为4。

在本发明的一个实施例中，所述根据重复存储4次的替换信息进行多数表决进一步包括：判断所述存储4次的替换信息中0和1的数量是否相同；如果判断所述存储4次的替换信息中0和1的数量不相同，则选择所述0和1之中数量多的一个作为纠错后的替换信息；和如果判断所述存储4次的替换信息中0和1的数量相同，则选择非晶态代表的数值作为纠错后的替换信息。

在本发明的一个实施例中，所述N次替换信息为在所述信息行/列中按比特连续重复存储。

本发明实施例第二方面还提出了一种相变存储器，包括：存储单元阵列；多个冗余行/列，所述多个冗余行/列作为所述存储单元阵列之中出错误的行/列的备份；信息行/列，所述信息行/列之中保存有记录所述有错误的行/列与所述冗余行/列之间关系的替换信息，其中，所述替换信息在所述信息行/列中至少重复存储N次，所述N为大于1的整数；和读写控制器，所述读写控制器在进行读/写操作，且相应的读地址/写地址为所述出错误的行/列地址时，则读取所述信息行/列中重复存储N次的替换信息，并根据所述重复存储N次的替换信息进行多数表决以对所述替换信息进行纠错，以及根据所述纠错后的替换信息选择与所述读地址/写地址相对应的冗余行/列进行读操作/写操作。

在本发明的一个实施例中，所述N为4。

在本发明的一个实施例中，所述读写控制器根据以下规则进行纠错：判断所述存储4次的替换信息中0和1的数量是否相同；如果判断所述存储4次的替换信息中0和1的数量不相同，则选择所述0和1之中数量多的一个作为纠错后的替换信息；和如果判断所述存储4次的替换信息中0和1的数量相同，则选择非晶态代表的数值作为纠错后的替换信息。