[发明专利]实现双方向并行数据读取的非挥发存储阵列

说明书

本发明公开了一种实现双方向并行数据读取的非挥发存储阵列，包括：存储单元阵列，每列的各个存储单元间通过各个存储单元的源线和第一位线连通，每行的各个存储单元间通过各个存储单元的第一字线和第二位线连通；读取电路模块，连接至每列的第一位线以及每行的第二位线，实现数据读出。本发明提供的该实现双方向并行数据读取的非挥发存储阵列，通过采用两晶体管一阻变型存储单元的结构并添加正交位线(transpose bit‑line，TBL)，本发明不仅可以通过第一位线并行访问存储于同一条字线(水平方向)上的数据，也可以通过第二位线并行访问存储于同一条位线(垂直方向)上的数据，从而允许双方向的并行数据访问，在图像处理等应用中可以大幅度减小访存次数、提高访存效率。

技术领域

本发明涉及电路结构及存储技术领域，尤其涉及一种实现双方向并行数据读取的非挥发存储阵列。

背景技术

传统的非挥发性存储器中在进行读操作时，一般打开一条字线(word-line，WL)，处于同一位线方向(word-wise)的多位数据可以由位线(bit-line，BL)方向并行读出。然而，当需要访问位于同一位线方向(bit-wise)的多位数据时，传统方案需要进行多次读操作以逐次打开多条字线从而逐个读出多个数据。

也即，在传统的单电阻结构(one-transistor-one-resistor，1T1R)阵列读取中，处于同一行(WL方向)的存储单元可以通过一次读操作并行读出。而对于处于同一列(BL方向)的存储单元来说，则无法实现并行读出而需要进行多次读操作对不同行的存储单元依次读取。造成同一列的数据读取功耗与延迟远远高于同一行的数据读取。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种实现双方向并行数据读取的非挥发存储阵列，以至少部分解决上述技术问题。

本发明提供的该实现双方向并行数据读取的非挥发存储阵列，包括：

存储单元阵列，每列的各个存储单元间通过各个存储单元的源线和第一位线连通，每行的各个存储单元间通过各个存储单元的第一字线和第二位线连通；

读取电路模块，连接每列的第一位线和每行的第二位线，实现数据读出；

和/或，每行的各个存储单元中具有第二字线互相连通，并连接至电压，或每列的各个存储单元中具有第二字线互相连通，并连接至电压。

其中：

一些实施例中，各个存储单元包括：

第一晶体管，其源极连接至所述源线，其栅极连接至所述第一字线；

阻变单元，其一端与所述第一晶体管的漏极实现串联连接，连接点作为分压点，阻变单元的另一端连接至所述第一位线；以及

第二晶体管，其栅极连接至所述分压点，其漏极连接至所述第二位线，其源极接地；

其中，所述第一晶体管与所述阻变单元实现电阻分压。

进一步的，其中的源线接地，所述的第一字线连接至电压，所述的第一位线和第二位线分别连接至读电压。

另一些实施例中，各个存储单元还可包括：

第N晶体管，该第N晶体管与第N-1晶体管串联连接，其中，N为大于2的整数。

进一步的，该第N晶体管的源极连接至第N-1晶体管的漏极，该第N晶体管的漏极连接至所述的第二位线，该第N晶体管的栅极连接至所述的第二字线。

本发明提供的该实现双方向并行数据读取的非挥发存储阵列，具有以下有益效果：

(1)针对在传统的1T1R阵列只能实现同一行(WL方向)的存储单元的并行读出，本发明支持同一列(TBL方向)的并行读出，可实现通过BL并行访问存储于同一条WL上的数据，同时通过TBL并行访问存储于同一条BL上的数据；