本發明屬于鐵電傳感器控制,尤其是涉及一種基于溫度感知的讀寫驅動器電路及其控制方法。
背景技術:
1、fecap是一種特殊的電容器,它基于鐵電材料的特性,可以用于構建非易失性存儲器feram。鐵電材料的一個關鍵特征是其具有自發極化的能力,這意味著即使在去除外部電場后,材料仍能保持其極化狀態。這一特性使得fecap能夠在沒有電源的情況下保存數據,因此非常適合于構建非易失性存儲器。
2、fecap鐵電電容器的溫度特性是影響feram鐵電隨機存取存儲器可靠性和性能的重要因素之一。fecap的溫度特性主要體現:fecap中的極化值pr會隨著溫度的變化而變化。當溫度脫離最佳溫度時,隨著與最佳溫度距離的增加,極化值可能會降低,而這會影響fecap的狀態切換能力,從而容易造成鐵電存儲器的讀寫能力。
3、因此,fecap的設計需要考慮到溫度穩定性,確保在不同溫度下,fecap的性能保持一致。
4、為了解決溫度對鐵電存儲器性能影響的問題,人們進行了長期的探索,如中國專利公開了一種具有改進溫度范圍的模擬鐵電存儲器[申請號:201780052709.8],該方法通過限制溫度變化速率來避免溫度對鐵電存儲器性能的影響,如使用熱封裝體、增加熱質量、設計合適的rc時間常數、電荷歸一化等,主要是通過限制溫度變化速率來減少溫度變化對存儲數據的干擾,屬于被動達到寬溫度范圍下保持良好性能的方式,實際使用效果并不佳。
技術實現思路
1、本發明的目的是針對上述問題,提供一種基于溫度感知的讀寫驅動器電路;
2、本發明的另一目的是提出一種基于溫度感知的讀寫驅動器電路控制方法。
3、為達到上述目的,本發明采用了下列技術方案:
4、一種基于溫度感知的讀寫驅動器電路控制方法,包括:
5、獲取溫度信號;
6、對溫度信號按照所屬溫度區間進行量化和編碼得到溫度編碼信息;
7、接收測試數據并獲取測試數據的校驗編碼信息;
8、根據溫度編碼-電壓-脈沖初始對應關系確定當前溫度編碼信息對應的電壓和脈沖參數;
9、以所確定的電壓和脈沖參數向存儲器寫入測試數據;
10、根據校驗編碼信息對寫入的測試數據進行校驗檢測;
11、若檢測錯誤,則按照設定方式調整當前溫度編碼與電壓、脈沖參數的對應關系后重復寫入測試數據直至檢測準確;
12、根據最終確定的電壓和脈沖參數更新當前溫度編碼與電壓和脈沖參數的對應關系。
13、在上述的基于溫度感知的讀寫驅動器電路控制方法中,本方法還包括:
14、改變環境溫度,在不同環境溫度下執行上述方法以更新各溫度與電壓、脈沖參數的對應關系。
15、在上述的基于溫度感知的讀寫驅動器電路控制方法中,對待出廠的同批次同型號存儲器抽樣執行上述方法,且每一溫度編碼對應的溫度區間被至少一個存儲器進行至少一次完整測試,以獲取相應批次型號存儲器的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表,溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表中包含經過測試確認的所有溫度編碼對應的電壓、脈沖參數,一個溫度下,測試至檢測不再出現錯誤為一次完整測試。
16、將溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表存入相應批次型號各存儲器,當向存儲器寫入數據時:
17、獲取溫度信號;
18、根據溫度信號獲取對應的溫度編碼信息;
19、根據所述的溫度編碼信息從溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表提取相應的電壓和脈沖參數;
20、以提取的電壓和脈沖參數向存儲器寫入數據。
21、在上述的基于溫度感知的讀寫驅動器電路控制方法中,對于每一溫度編碼對應的溫度區間,選取至少兩個溫度,并分別在該至少兩個溫度環境下執行上述方法得到當前溫度區間對應的至少兩組最終確定的電壓、脈沖參數;
22、在至少兩組電壓、脈沖參數中分別取電壓平均值、脈沖幅值平均值、脈沖寬度平均值作為相應溫度編碼對應的電壓參數和脈沖參數。
23、在上述的基于溫度感知的讀寫驅動器電路控制方法中,本方法還包括:
24、對待出廠的同批次同型號存儲器抽樣進行讀寫測試,并在存儲器整個壽命周期中的不同階段分別執行上述方法;
25、得到存儲器整個壽命周期中不同階段的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表;
26、將多個溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表存入相應批次型號各存儲器,并以當前所屬階段作為相應關系表的啟用觸發條件。
27、在上述的基于溫度感知的讀寫驅動器電路控制方法中,所述設定方式為:
28、以溫度編碼-電壓-脈沖初始對應關系中的電壓v1為初始電壓,脈沖幅值vp1為初始脈沖幅值,脈沖寬度pw1為初始脈沖寬度,每次檢測錯誤時,以v2的增幅增加電壓,以vp2的增幅增加脈沖幅值,以pw2的增幅增加脈沖寬度,直至檢測準確;
29、((v3-v1)/10)-0.002v≤v2≤((v3-v1)/10)+0.002v,v3為預先設定的最大電壓值;
30、((vp3-vp1)/10)-0.02v≤vp2≤(vp3-vp1/10)+0.02v,vp3為預先設定的最大脈沖幅值;
31、((pw3-pw2)/10)-2ns≤pw2≤((pw3-pw2)/10)+2ns,pw3為預先設定的最大脈沖寬度。
32、在上述的基于溫度感知的讀寫驅動器電路控制方法中,存儲電路的工作溫度范圍被劃分為若干溫度區間,每個溫度區間被定義對應于相應溫度編碼;
33、根據溫度信號對應的溫度值確定溫度信號所屬的溫度區間以對溫度信號進行量化;
34、根據溫度信號對應的溫度區間確定溫度編碼以對溫度信號進行編碼并得到溫度編碼信息;
35、寫操作的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表通過權利要求1所述的方法確定;
36、讀操作與寫操作具有相同的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表;
37、或者,讀操作具有固定的讀電壓以及讀脈沖幅值和讀脈沖寬度;
38、或者,存儲器具有分別對應于讀操作的溫度編碼-電壓-脈沖初始對應關系和對應于寫操作的溫度編碼-電壓-脈沖初始對應關系,在讀寫測試過程中,若檢測錯誤,則分別調整讀操作的當前溫度編碼與電壓、脈沖參數的對應關系以及寫操作的當前溫度編碼與電壓、脈沖參數的對應關系后重復寫入測試數據直至檢測準確。
39、在上述的基于溫度感知的讀寫驅動器電路控制方法中,所述的溫度信號由半導體溫度傳感器獲得,半導體溫度傳感器根據不同的環境溫度輸出不同的溫度信號;
40、根據預設的溫度信號與溫度值的關系獲取溫度編碼信息;
41、使用校驗編碼器對測試數據進行編碼后得到所述的校驗編碼信息;
42、通過校驗解碼器對寫入的測試數據進行校驗檢測;
43、且所述的校驗編碼器為ecc、ldpc或者crc編碼器;所述的校驗解碼器為ecc、ldpc或者crc解碼器。
44、一種基于溫度感知的讀寫驅動器電路,包括溫度傳感器、存儲陣列和控制模塊;
45、所述的溫度傳感器用于獲取溫度信號;
46、所述的存儲陣列中具有一第一固定存儲區域,用于存儲溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表;溫度信號與溫度編碼信息的對應表也可以被存儲在該第一固定存儲區域。
47、所述的控制模塊連接于所述的存儲陣列,用于根據溫度信號確定溫度編碼信息,進而根據存儲陣列中的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表提取相應的電壓和脈沖參數,并以提取的電壓和脈沖參數向存儲器寫入數據;
48、所述的控制模塊還用于連接校驗編碼器和校驗解碼器,校驗編碼器用于對測試數據進行編碼后得到校驗編碼信息,校驗解碼器用于對寫入的測試數據進行校驗檢測,若檢測錯誤,則按照設定方式調整當前溫度編碼與電壓、脈沖參數的對應關系后重復寫入測試數據直至檢測準確,以通過各個溫度下的寫入測試為存儲器更新溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表。
49、在上述的基于溫度感知的讀寫驅動器電路中,所述的存儲陣列中存儲有多個溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表以及相應的啟用觸發條件;
50、所述的啟用觸發條件為存儲器關于壽命周期的所屬階段;
51、且所述的存儲陣列具有一第二固定存儲區域,用于存儲存儲器的當前階段信息以及不同階段與對應關系表的觸發關系;具體通過存儲器的累積讀寫次數表示壽命周期的不同階段。
52、所述的控制模塊根據當前所屬階段啟用相應的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表,在需要寫入數據時,根據當前確定的溫度編碼信息從啟用的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表中提取相應的電壓和脈沖參數,并以提取的電壓和脈沖參數向存儲器寫入數據;
53、所述的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表為寫操作的對應關系表;
54、讀操作與寫操作具有相同的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表;
55、或者,讀操作具有固定的讀電壓以及讀脈沖幅值和讀脈沖寬度;
56、或者,存儲器的第一固定存儲區域分別存儲有用于讀操作的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表和用于寫操作的溫度編碼-電壓-脈沖對應關系表;
57、所述的溫度傳感器為半導體溫度傳感器;
58、所述的半導體溫度傳感器為熱敏電阻、pn結溫度傳感器或集成溫度傳感器。
59、本發明的優點在于:
60、1、本方案通過實時監測溫度并調整讀寫參數,確保在不同溫度下存儲器的性能優良,從而提高fecap存儲器的可靠性;
61、2、本方案通過預先設定的對應關系表和測試實時調整來獲取同批次同型號fecap存儲器在不同溫度下讀寫參數,在較低電壓,脈沖幅值和脈沖寬度下確保了存儲器的讀寫性能,即在低功耗和長壽命得到保障的前提下實現了優良的讀寫性能;
62、3、本方案在同批次同型號存儲器出廠前通過抽樣測試得到對應存儲器的關系表,并將測試得到的關系表導入該同批次他同型號的所有存儲器中,他同批次同型號的存儲器通常具有接近的特性,通過這樣的方式能夠在保證效率的前提下確保每個存儲器的關系表是較為準確的,從而提高各fecap存儲器的可靠性;
63、4、本方案在用戶使用存儲器時,只需要訪問關系表即可快速提取相應的讀寫參數,并且這個關系表是事先經過測試確定的,較為準確,因此能夠在用戶端幾乎不影響響應速度的同時保證fecap存儲器在各溫度環境下性能可靠性;
64、5、本方案事先設計了由代表生命周期不同階段的讀寫次數觸發啟用的多個對應關系表,能夠適應存儲器在整個生命周期中不同階段的性能變化。