[发明专利]一种具有较高工作频率的MRAM

说明书

本发明公开了一种具有较高工作频率的MRAM，属于计算机存储技术领域。所述磁性随机存取存储器基于2T1MTJ单元结构，在其基础上增加读位线以及辅助电路，用于分离读/写位线以及辅助电流传送，将读取电压快速偏置到选定的位线。本发明通过在2T1MTJ单元结构的基础上增加读位线以及辅助电路，用于分离读/写位线以及辅助电流传送，将读取电压快速偏置到选定的位线，从而提高响应速度，半轴旋转架构有效地减小了位线电容，提高了MRAM的读写速度，进一步在以2T1MTJ单元组成的阵列为基础的MRAM基本架构中添加电流传送器，加快电压的偏置，从而提高响应速度，提高整个MRAM的工作频率。

技术领域

本发明涉及一种具有较高工作频率的MRAM，属于计算机存储技术领域。

背景技术

磁性随机存取存储器MRAM作为非易失性随机存取存储器，它的基本单元如图1所示，它是由一个MOS管和一个MTJ(Magnetic Tunnel Junctions)器件组成，传统的MRAM就是由此基本单元组成的阵列以及外围的译码电路、控制电路等来实现它的存储功能。阵列如图2所示。但是利用这种结构实现的容量为1Mbit MRAM的工作频率为最高可达到100MHZ。

随着电子信息技术的发展对MRAM的工作频率要求也越来越高，现有技术在MRAM的基本单元上进行了改进，由原来的一个晶体管一个MTJ单元改为两个晶体管一个MTJ单元。如图3，这种位线通用类型的2T1MTJ单元结构与静态随机存取存储器单元高度兼容，并通过单轴写入方案实现了大约1ns写入电流宽度的高速写操作。

然而，上述方案中，循环时间受到读操作的限制，因为使用了与常规MRAM中广泛使用相同的方式读出存储的数据。所以整个工作频率受到了限制，无法进一步提高。

发明内容

为了解决目前存在的MRAM整个工作频率受到了限制，无法进一步提高的问题，本发明提供了一种具有较高工作频率的MRAM。

本发明的第一个目的在于提供一种磁性随机存取存储器，所述磁性随机存取存储器基于2T1MTJ单元结构，在其基础上增加读位线以及辅助电路，用于分离读/写位线以及辅助电流传送，将读取电压快速偏置到选定的位线。

可选的，所述磁性随机存取存储器的实现方式为：将位线通用类型的磁性随机存取存储器的源线(SL)设计为写位线(WBL)，而将位线通用类型的磁性随机存取存储器的位线设计为读位线(RBL)，另外每个子阵列具有子多路复用器以分离包括一个晶体管的RBL，写位线(WBL)在每个子阵列中共用，并且写驱动器与体系结构中的列译码器连接在一起。

可选的，所述磁性随机存取存储器包括至少两个局部电流接收器(LCS)以规则的间隔并联到每个WBL以平衡电流。

可选的，所述磁性随机存取存储器的半轴旋转架构(HPS)中每个单元包含两条写位线，分别为第一写位线和第二写位线，而偶数行单元中的第一写位线与相邻奇数行单元中的第二写位线连接，偶数行单元中的第二写位线与相邻奇数行单元中的第一写位线连接。

可选的，当所述磁性随机存取存储器处于读模式时，若访问偶数行某一单元，则奇数行参考单元被选取；若访问奇数行某一单元，则偶数行参考单元被选取。

可选的，当所述磁性随机存取存储器处于写模式时，若访问偶数行某一单元，则写驱动程序通过输入数据向所选的WBLi和/WBLi提供互补电压；若访问奇数行某一单元，则互补电压被转移到/WBLi和WBLi+1。

可选的，所述磁性随机存取存储器具有高速电流传送器。

可选的，当外部CPU需要对磁性随机存取存储器进行多个数据访问时，所述磁性随机存取存储器通过将数据由串行输入/输出改为并行输入/输出有效地提高对MRAM的访问速度。

本发明的第二个目的在于提供上述磁性随机存取存储器在计算机存储技术领域内的应用。