[发明专利]一种SRAM存储单元及存储器

说明书

本发明公开一种SRAM存储单元及存储器，涉及电路设计技术领域，用于提高数据安全性，并降低了SRAM存储器的面积及功耗。所述SRAM存储单元包括：数据锁存电路、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路及存储电路。数据锁存电路具有第一输出端、第二输出端及转换节点。第一开关电路串接在第二输出端与转换节点之间。第二开关电路串接在第一输出端和存储电路的第一端之间。第三开关电路串接在转换节点和存储电路的第一端之间。存储电路的第二端用于与接地端电连接。所述SRAM存储器包括上述技术方案所提的SRAM存储单元。

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，尤其涉及一种SRAM存储单元及存储器。

背景技术

为了保护数据安全，安全芯片一旦检测到未授权的非法访问，会切断静态随机存储器(英文全称：Static Random-Access Memory，英文简称：SRAM)的电源以避免攻击者窃取数据。但是，静态随机存储器存在信息残留的问题，通常可以通过老化压印的方法恢复静态随机存储器在断电前存储的部分信息。

老化压印是指当某一存储单元长期存储固定数据时，对称的两个金氧半场效晶体管(英文全称：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称：MOS管)将发生不同程度的偏压温度不稳定性(英文全称：Bias Temperature Instability，英文简称：BTI)老化效应，产生永久性阈值电压失配，导致该存储单元上电后有一定概率(约10％～20％)读出与原存储数值相反的上电初值。

现有技术中，通过主从结构的SRAM存储单元，使存储数据在两个节点之间不断交换，均衡老化问题，以消除阈值失配。但是，主从结构的SRAM存储单元结构复杂，引入了较多的控制信号，增大了SRAM存储器的面积及功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SRAM存储单元及存储器，用于提高数据安全性、简化SRAM存储单元并降低了SRAM存储器的面积及功耗。

第一方面，本发明提供了一种SRAM存储单元，包括：数据锁存电路、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路及存储电路。数据锁存电路具有第一输出端、第二输出端及转换节点。第一开关电路串接在第二输出端与转换节点之间。第二开关电路串接在第一输出端和存储电路的第一端之间。第三开关电路串接在转换节点和存储电路的第一端之间。存储电路的第二端用于与接地端电连接。

当第一开关电路、第二开关电路及第三开关电路均受控于初始控制信号时，第一输出端具有第一电位，第二输出端具有第二电位，数据锁存电路向存储电路充电。当第一开关电路、第二开关电路及第三开关电路均受控于翻转控制信号时，存储电路向数据锁存器放电，第一输出端具有第二电位，第二输出端具有第一电位。

与现有技术相比，本发明提供的SRAM存储单元中，包括数据锁存电路、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路及存储电路。数据锁存电路具有第一输出端、第二输出端及转换节点。第一开关电路串接在第二输出端与转换节点之间。第二开关电路串接在第一输出端和存储电路的第一端之间。第三开关电路串接在转换节点和存储电路的第一端之间。存储电路的第二端用于与接地端电连接。在初始控制信号及翻转控制信号的控制下，第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路及存储电路的状态会发生变化，以使数据锁存电路的第一输出端的电位及第二输出端的电位进行翻转。

应理解，数据锁存电路包括两个交叉耦合的反相器，每个反相器由一个P型晶体管及一个N型晶体管组成。基于数据锁存电路的第一输出端的电位及第二输出端的电位进行翻转，可以使四个晶体管交替进行BTI老化效应。也就是说，通过数据锁存电路的第一输出端的电位及第二输出端的电位进行翻转，可以均衡四个晶体管的老化，缓解或消除晶体管老化导致的阈值失配，可以强化SRAM存储单元的数据安全性。

同时，本发明提供的SRAM存储单元，与现有技术中主从结构的SRAM存储单元相比，简化SRAM存储单元、减少了控制信号，可以降低了SRAM存储器的面积及功耗。