[发明专利]非易失性存储单元、存储器及设备

说明书

本发明提供了一种非易失性存储单元、存储器及设备，包括数据写入模块、第一节点、第二节点、上拉网络、下拉网络和暂存模块；所述数据写入模块分别与所述第一节点和所述第二节点连接，用于分别向所述第一节点和所述第二节点写入第一电平和第二电平；所述上拉网络和所述下拉网络用于保持所述第一节点和所述第二节点的电平；所述暂存模块包括第一磁性存储单元、第二磁性存储单元和加固电路，本发明可以有效避免非易失存储在数据存储和数据备份过程受到SEU干扰，从而提高非易失性存储单元的抗辐射性能及可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种非易失性存储单元、存储器及设备。

背景技术

利用电荷充/放电的静态随机存储器(Static Random Access Memory，SRAM)掉电后数据丢失，并且容易受到空间高能粒子的影响，发生单粒子翻转(Single Event Upset，SEU)现象，严重威胁飞行器正常运行。此外，SRAM存在功耗大、数据易丢失等问题，难以满足航天领域的需求。近年来，一些新型非易失性SRAM(non-volatile SRAM，NVSRAM)不断涌现。其中，协同写入磁隧道结(Magnetic Tunnel Junction，MTJ)利用自旋轨道矩效应和自旋转移矩效应共同实现数据存储，被认为是最有潜力的非易失性电子器件之一，具有非易失、低功耗、快速访问、固有的抗辐照等特性，在未来航空航天领域具有巨大的应用潜力。工作模式下，通过SRAM存储数据。在电源掉电前，把数据信息存储到协同写入的MTJ中，形成数据备份。上电后，再将MTJ中的数据存储到SRAM中，完成数据恢复，有效解决传统易失性存储单元掉电数据丢失的问题，降低静态功耗。

但是，当数据存储在SRAM时，两个首尾相连的反相器间存在敏感节点。此外，数据备份过程中，控制晶体管为关闭状态，被一个能量足够大的辐射粒子撞击时，产生的瞬态电流脉冲导致写入MTJ的数据信息错误。因此，现有的NVSRAM容易受到SEU影响，发生软错误，影响存储数据的可靠性，无法在空间辐射环境中应用。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种非易失性存储单元，可以有效避免NVSRAM存储和数据备份过程受到SEU干扰，从而提高NVSRAM的抗辐射性能及可靠性。本发明的另一个目的在于提供一种非易失性存储器。本发明的再一个目的在于提供一种计算机设备。

为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种非易失性存储单元，包括数据写入模块、第一节点、第二节点、上拉网络、下拉网络和暂存模块；

所述数据写入模块分别与所述第一节点和所述第二节点连接，用于分别向所述第一节点和所述第二节点写入第一电平和第二电平；所述上拉网络和所述下拉网络用于保持所述第一节点和所述第二节点的电平；

所述暂存模块包括第一磁性存储单元、第二磁性存储单元和加固电路，所述第一磁性存储单元的电流输入端和电流输出端分别与所述第一节点和第三节点连接，所述第二磁性存储单元的电流输入端和电流输出端分别与所述第三节点和所述第二节点连接，响应于暂存信号基于所述第一节点和所述第二节点的电势差使所述第一磁性存储单元和所述第二磁性存储单元的阻态分别与所述第一电平和所述第二电平对应，所述加固电路用于保持所述第三节点的电平。

优选的，所述数据写入模块包括第一写入开关元件和第二写入开关元件；

所述第一写入开关元件的控制端用于接收写入信号，第一端与提供第一电平的第一信号输入端连接，第二端与所述第一节点连接；

所述第二写入开关元件的控制端用于接收所述写入信号，第一端与提供第二电平的第二信号输入端连接，第二端与所述第二节点连接；

所述第一写入开关元件响应于所述写入信号导通所述第一信号输入端和所述第一节点，向所述第一节点写入所述第一电平；所述第二写入开关元件响应于所述写入信号导通所述第二信号输入端和所述第二节点，向所述第二节点写入所述第二电平。