DE602004008456T2 - Integrierte ladungsleseschaltung für resistive speicher - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Speichervorrichtungen und insbesondere auf ein integriertes Ladungserfassungsverfahren für Widerstandsspeicher.
  • Digitale Speicher sind in ihrer Verwendung in Computern, Computersystemkomponenten und Computerverarbeitungssystemen weit verbreitet. Widerstandsspeicher speichern digitale Informationen in der Form von Bits beziehungsweise Binärzahlen „0" oder „1" auf der Grundlage des Widerstandes eines Speicherelements beziehungsweise einer Speicherzelle.
  • Widerstandsspeichervorrichtungen sind in Anordnungen konfiguriert, bei denen ein Widerstandselement oder eine Zelle an dem Schnittpunkt einer Zeilenleitung (Wortleitung) und einer Spaltenleitung (Zahl-Leitung oder Bit-Leitung) liegt. Zum Lesen oder Erfassen des Zustandes einer Speicherzelle ist es notwendig, zuerst die gewünschte Speicherzelle dadurch auszuwählen, dass die Spaltenleitung und die Zeilenleitung ausgewählt wird, die sich an dem gewünschten Speicherelement schneiden. Nachdem das gewünschte Speicherelement isoliert wurde, wird die ausgewählte Speicherzelle dann durch Anlegen einer Lesespannung an die Zelle gelesen.
  • GB 1379856 beschreibt eine Schaltungsanordnung für eine lineare Spannungs-Frequenz- oder Strom-Frequenz-Umwandlung. Sie beschreibt, wie eine Kapazität durch eine Konstantladungsschaltung geladen werden kann, bis ein Schwellenwert erreicht ist, wobei dann an diesem Punkt die Kapazität entladen wird und nachfolgend erneut geladen wird. Die Frequenz des resultierenden Spannungssignals ist umgekehrt proportional zur Stärke des aufgeprägten Stroms.
  • EP1152429 beschreibt eine Datenspeichervorrichtung, die ein Speicherzellenanordnung aus Widerstandskreuzungspunkten enthält, sowie Schaltungen zum Erfassen eines Widerstandszustandes von Speicherzellen in der Anordnung.
  • US2002008987 beschreibt einen nichtflüchtigen Speicher mit wahlfreiem Zugriff und einen magnetischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff unter der Verwendung eines Magnetowiderstandselements.
  • WO03067238 , die Teil des Standes der Technik unter Artikel 54(3) EPÜ bildet, beschreibt ein umschaltendes Schaltkreissystem.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine integrierte Ladungserfassungsschaltung für eine Widerstandsspeicherschaltung vorgesehen, umfassend:
    eine Bit-Leitung, die mit einem ersten Kondensator gekoppelt ist;
    einen Komparator, der mit der Bit-Leitung gekoppelt ist, zum Bestimmen, ob eine Spannung auf der Bit-Leitung einen vorbestimmten Spannungsschwellenpegel überschritten hat, wobei der Komparator einen Ausgang hat, der zwischen einem ersten Zustand, wenn die Spannung an dem ersten Kondensator den vorbestimmten Spannungsschwellenpegel überschreitet, und einem zweiten Zustand schaltet, wenn die Spannung an dem ersten Kondensator kleiner als der vorbestimmte Spannungsschwellenpegel ist;
    einen zweiten Kondensator, der basierend auf dem Ausgang des Kompensators abwechselnd mit der Bit-Leitung verbunden ist und von dieser getrennt ist, wobei der zweite Kondensator mit der Bit-Leitung verbunden ist, wenn der Ausgang des Komparators in dem ersten Zustand ist, und der zweite Kondensator von der Bit-Leitung getrennt ist, wenn der Ausgang des Kondensators in einem zweiten Zustand ist; und
    einen Zähler zum Zählen einer Anzahl von Malen, in denen der Komparator in den ersten Zustand schaltet.
  • Ein Leckstrom durch das Widerstandsspeicherelement kann verwendet werden, um einen Kondensator zu laden, der mit der Zahl- oder Bit-Leitung gekoppelt ist. Die Spannung am Kondensator, die der Spannung an der Bit-Leitung entspricht, kann an einen ersten Eingang eines getakteten Komparators angelegt werden. Wenn die Spannung auf der Bit-Leitung einen vorbestimmten Wert (der durch eine feste Spannung, die an einen zweiten Eingang des Komparators angelegt wird, und einen in den Komparator eingebauten Offset bestimmt wird) überschreitet und wenn eine vordere Flanke eines Taktsignals empfangen wird, schaltet der Komparator auf einen hohen Zustand, und die Ladung wird dann vom Kondensator abgezogen, bis die Spannung am ersten Eingang unter diejenige am zweiten Eingang fällt oder eine fallende Flanke des Taktsignals auftritt. Zu dieser Zeit schaltet der Komparator in einen niedrigen Zustand und beginnt die Spannung am Kondensator sich wieder aufzubauen. Wenn bei der nächsten vorderen Flanke des Taktsignals die Spannung am ersten Eingang wieder diejenige am zweiten Eingang übertrifft, geht der Komparator wieder in einen hohen Zustand. Wenn stattdessen die Spannung am ersten Eingang geringer als diejenige am zweiten Eingang ist, liefert der getaktete Komparator weiterhin sein niedriges Ausgangssignal. Die Anzahl von Malen, in denen der getaktete Komparator über einen festen Zeitraum in einen hohen Zustand schaltet, kann gezählt werden, um eine Anzeige des Leckstroms und daher des Widerstands des Speicherelements zu liefern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigt:
  • 1 einen Schaltplan, der die integrierte Ladungserfassungsschaltung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit einer Anordnung von Widerstandsspeicherzellen gekoppelt ist;
  • 2 ein beispielhaftes Blockdiagramm einer nicht überlagernden Takterzeugungsschaltung unter der Verwendung der vorliegenden Erfindung;
  • 3 einen Satz Zeitsteuerungsdiagramme für den Betrieb der integrierten Ladungserfassungsschaltung von 1; und
  • 4 ein beispielhaftes Computersystem, das Widerstandsspeichervorrichtungen verwendet, welche die erfindungsgemäße integrierte Ladungserfassungsschaltung aufweisen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt die integrierte Ladungserfassungsschaltung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die mit einer Anordnung von Widerstandsspeicherzellen gekoppelt ist, die an den Schnittpunkt von Spaltenleitungen (Zahl-Leitungen) und Zeilenleitungen (Wortleitungen) angeordnet sind. Zwei beispielhafte Speicherzellen 10a und 10b sind gezeigt. Die Speicherzelle 10a wird durch eine Zeilenleitung 15b und eine Bit-Leitung 20b adressiert. Die Speicherzelle 10b wird durch eine Zeilenleitung 15c und eine Bit-Leitung 20b adressiert. Die Speicherzellen 10a und 10b enthalten jeweils einen Zugriffstransistor 25 und ein programmierbares Widerstandselement 30, das mit einer Spannungsquelle von Vcc/2 gekoppelt ist. In der folgenden Erörterung wird die Schaltung der vorliegenden Erfindung anhand der beispielhaften Speicherzelle 10a beschrieben. Auch wenn die Erfindung unten mit Bezug auf eine Widerstandsspeicherzelle, z. B. das Widerstandselement 30, auf das über einen Zugriffstransistor 25 zugegriffen wird, beschrieben ist, kann die vorliegende Erfindung entsprechend angepasst werden, so dass sie auch mit anderen Techniken zum Zugreifen auf die Speicherzelle funktioniert, solange ein Strom durch das ausgewählte Speicherelement an den Kondensator 75 geliefert wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Bit-Leitungen 20a, 20b, 20c und 20d jeweils mit einer entsprechenden integrierten Ladungserfassungsschaltung 35 verbunden, so wie zum Beispiel diejenige, die gezeigt ist, die an die Bit-Leitung 20b über entsprechende Spaltenauswahltransistoren, wie zum Beispiel 20b-1, angeschlossen ist. Eine Messschaltung 35 weist eine Rückkopplungsschleife auf, die einen getakteten Komparator 40 zum Messen des durch die Speicherzelle 10a leckenden Stroms gebildet wird, der in einem Bit-Leitungs-Kondensator 75 gespeichert wird. Der Kondensator 75 ist mit einem ersten Eingang des Komparators 40 verbunden. Der Komparator 40 wird an seinem zweiten Eingang mit einer internen Offsetspannung Vos versorgt, der auch eine Referenzspannung Vcc/2 empfängt. Gemäß dem Betrieb der Schaltung der vorliegenden Erfindung nimmt der Komparator 40 jedes Mal dann, wenn das Taktsignal Φ1 (in 3 gezeigt) in einen hohen Zustand geht, einen Vergleich vor. Zu dieser Zeit stellt der Komparator 40 einen Vergleich zwischen der Spannung auf der Bit-Leitung 20b und der Referenzeingangsspannung (Vcc/2)-Vos an. Wenn die Spannung auf der Bit-Leitung 20b (Vcc/2)-VoS übersteigt, schaltet der Ausgang des getakteten Komparators 40 auf einen hohen Zustand. Das hohe Ausgangssignal des Komparators 40 schließt den Schalter 42 und veranlasst, dass die auf dem Bit-Leitungs-Kondensator 75 gespeicherte Ladung zu einem anderen Kondensator 45 abgezogen beziehungsweise übertragen wird. Das hohe Ausgangssignal des Komparators 40 öffnet auch den Schalter 60. Wenn die Spannung an der Bit-Leitung unterhalb von (Vcc/2)-Vos fällt, geht das Taktsignal Φ1 auf den niedrigen Zustand, geht das Ausgangssignal des Komparators 40 auf den niedrigen Zustand, wodurch der Schalter 42 geöffnet und der Schalter 60 geschlossen wird, um im Kondensator 45 vorhandene Ladung auf Masse zu ziehen. Jedes Mal, da das Taktsignal Φ1 in den hohen Zustand geht, wird ein weiterer Vergleich angestellt. Wenn zu der Zeit des Vergleichs die Spannung am Kondensator 75 niedriger als diejenige am zweiten Eingang des Komparators 40 ist, dann verbleibt das Ausgangssignal des Komparators 40 im niedrigen Zustand. Der Vorgang des Entladens und erneuten Ladens des Kondensators 75 wird über einen vorbestimmen Zeitraum fortgeführt. Während dieses vorbestimmten Zeitraums wird ein Zähler 65 freigegeben und zählt alle Übergänge des Komparators 40 vom niedrigen auf den hohen Zustand. Die Anzahl von Malen, die der Komparator während des vorbestimmten Zeitraums vom niedrigen in den hohen Zustand übergeht, ist repräsentativ für einen Widerstand des Speicherelements 30 beziehungsweise der Zelle 10a.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Bit-Leitungen eine parasitäre Kapazität haben und vom durch die Speicherzellen geleiteten Strom geladen werden können, weshalb demgemäß der Kondensator 75 ein diskreter Kondensator, eine parasitäre Kapazität der Bit-Leitung oder eine Kombination der beiden sein kann. Außerdem wird darauf hingewiesen, dass Vcc/2 bei der Speicherzelle und beim Komparator physikalisch zusammengebunden sind. Wie bemerkt, wird der Schalter 60 betätigt, wenn das Ausgangssignal des Komparators 40 auf den niedrigen Zustand geht, um die Ladung am Kondensator 45 auf die Masse zu ziehen, wodurch der Kondensator 45 freigegeben wird, um wiederum Ladung vom Kondensator 75 abzuziehen, wenn der Schalter 42 geschlossen wird. In einer alternativen Ausführungsform kann der Schalter 60 dadurch betätigt werden, dass ein komplementärer nicht überlagernder Takt Φ2 (in 3 gezeigt) zum Taktsignal Φ1 (in 3 gezeigt) gelesen wird.
  • Das Laden und Entladen des Kondensators 75 und das selektive Entladen des Kondensators 45 wird durch Schalter 42 und 60 bewerkstelligt, die, wie in 1 gezeigt, zusammenarbeiten, um je nach dem Ausgangszustand des Komparators 40 oder dem Zustand des nicht überlagernden Taktsignals Φ2, wenn es zum Steuern des Schalters 60 verwendet wird, den Kondensator 45 entweder mit der Bit-Leitung oder alternativ der Masse zu verbinden. Der Fachmann wird der vorliegenden Beschreibung entnehmen, dass die Schaltfunktion in zahlreichen unterschiedlichen Schaltungen, die zum Beispiel Transistoren für die Schalter 42 und 60 verwenden, implementiert werden kann und nicht auf die beiden gezeigten Schalter eingeschränkt ist.
  • Die Schaltung der vorliegenden Erfindung enthält ferner den Zähler 65, der während der Leseperiode durch das Freigabesignal „EN" gesteuert wird, der die Anzahl von Malen N zählt, die der Komparator 40 in einem vorbestimmten Zeitraum vom niedrigen in den hohen Zustand übergeht. Die Zählung N ist umgekehrt proportional zum Strom und deshalb zum Widerstand der Speicherzelle 10a.
  • Durch eine digitale Wertvergleichsvorrichtung 70 wird an dem im Zähler 65 gespeicherten Wert N ein digitaler Wertvergleich durchgeführt, um am Ende des vorbestimmten Lesezeitraumes zu bestimmen, ob der Wert N und daher auch der Widerstand der Speicherzelle 10a, über oder unter einem Schwellenwert ist, um zu bestimmen, ob der Widerstand über oder unter einem vorbestimmten Wert ist, um eine logische Eins oder eine logische Null anzuzeigen.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung könnte die digitale Wertvergleichsvorrichtung die Zählung N in der folgenden Art und Weise auswerten. Ein hoher Widerstandswert und ein niedriger Widerstandswert der Widerstandsspeicherzelle sind im groben Sinn bekannt.
  • Zum Beispiel könnte ein hoher Widerstandswert durch eine Zählung (N-Wert) von 10 und ein niedriger Widerstandswert durch eine Zählung von 20 repräsentiert werden. Demnach kann von der Vergleichsvorrichtung 10 ein Schwellenwert 15 verwendet werden, um den logischen Zustand der erfassten Speicherzelle zu bestimmen.
  • 2 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm eines nicht überlagernden Taktgenerators, der in der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen der Taktsignale Φ1 und Φ2 verwendet werden kann, bei denen es sich um komplementäre und sich nicht überlagernde Taktsignale handelt.
  • Die Oszillator-Taktausgabe 513 wird an einen Anschluss des NAND-Gatters 500 geleitet. Das Oszillator-Taktausgangssignal 513 wird auch über einen logischen Umkehrer 502 umgekehrt und an einen Anschluss des NAND-Gatters 501 geleitet. Die Ausgangssignale der NAND-Gatter 500 und 501 werden jeweils über die Umkehrer 503, 505 beziehungsweise 504, 506 doppelt umgekehrt. Die Ausgänge 511 und 512 der doppelten Umkehrer (503, 505 und 504, 506) sind jeweils mit einem entsprechenden Umkehrer 507 und 508 verbunden und werden jeweils an einen zweiten Anschluss der NAND-Gatter 501 und 500 rückgekoppelt. Die Umkehrer 507 und 508 geben jeweils (wie in 3 gezeigt) sich nicht überlagernde Signale Φ1 und Φ2 aus.
  • 3 ist ein Satz Zeitsteuerungsdiagramme zum Betrieb der integrierten Ladungserfassungsschaltung von 1. Φ1 und Φ2 (die in 3 gezeigt sind) sind die beiden komplementären, sich nicht überlagernden Taktsignale, die zum Beispiel von der in 2 gezeigten Schaltung erzeugt werden.
  • Es gibt drei verschiedene Beispiele für den Betrieb der in 3 gezeigten Schaltung. Im untersten Beispiel ist der Widerstand der Speicherzelle klein. In diesem Fall wird die Bit-Leitung 20b (dick gedruckte Linie) schnell auf Vcc/2 gezogen, weil es nur einen sehr geringen Widerstand gibt, wodurch eingeschränkt wird, mit welcher Geschwindigkeit der Bit-Leitungskondensator 75 geladen wird. Hierdurch wird verursacht, dass der Ausgang des Komparators 40 (COMP OUT) häufig nach oben geht, was dazu führt, dass der Bit-Leitungskondensator 75 die Bit-Leitung 20b nach unten (zur Masse) zieht. Der Komparatorausgang (COMP OUT) ahmt daher Φ1 nach. Wenn der Widerstand sehr klein ist, so klein, dass die Bit-Leitung 20b nie unter den Schwellenwert Vcc/2-Vos gezogen werden kann, dann geht das Ausgangssignal des Komparators 40 jedes Mal dann nach oben, wenn der Komparator getaktet wird. In diesem Fall ist der Effekt der, dass die Ladung ständig von der Bit-Leitung abgezogen wird.
  • Im mittleren Beispiel ist der Widerstand in der Speicherzelle sehr groß. In diesem Fall wird die Bit-Leitung 20b schnell nach unten unter Vcc/2-Vos gezogen. Aufgrund des hohen Widerstands wird die Bit-Leitung sehr langsam wieder auf Vcc/2 aufgeladen, was verursacht, dass das Komparatorausgangssignal (COMP OUT) die meiste Zeit über niedrig bleibt.
  • Im obersten Beispiel ist der Widerstand der Speicherzelle in einem mittleren Bereich. Der Komparator 40 wird bei der ansteigenden Flanke von Φ1 aktiviert, und es wird ein Vergleich zwischen der Bit-Leitung 20b und Vcc/2-Vos angestellt. Wenn die Spannung an der Bit-Leitung 20b größer als Vcc/2-Vos ist, dann geht der Ausgang des Komparators 40 (COMP OUT) in den hohen Zustand. Wenn die Spannung an der Bit-Leitung 20b kleiner als Vcc/2-Vos ist, bleibt das Ausgangssignal des Komparators 40 (COMP OUT) niedrig. Das Ausgangssignal des Komparators 40 speist den getakteten Zähler 65. Der Komparator 40 wird bei der ansteigenden Flanke von Φ1 ausgelöst, wie in 3 durch die gestrichelten Linien bei der ansteigenden Flanke von Φ1 gezeigt. Das bedeutet, dass bei der ansteigenden Flanke der ersten drei Impulse von Φ1 ein Vergleich durchgeführt wird und die Bit-Leitung einen Wert hat, der größer als Vcc/2-Vos ist. Bei der ansteigenden Flanke eines jeden Impulses von Φ1 wird ein weiterer Vergleich angestellt. Nach den ersten drei COMP OUT – Impulsen und während der nächsten drei Impulse von Φ1 ist die Spannung an dem ersten Eingang des Komparators 40 niedriger als die Referenzspannung Vcc/2-Vos, so dass COMP OUT während dieses Zeitraums niedrig bleibt. Schließlich ist beim siebten Impuls von Φ1 die Bit-Leitungsspannung am Kondensator 75 größer als die Referenzspannung Vcc/2-Vos und wird bei COMP OUT ein weiterer Impuls erzeugt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Fällen ein Komparatorausgang von eins/hoch es der Bit-Leitungskapazität 75 ermöglicht, sich zu entladen, was zu einem Spannungsabfall führt. Der Widerstand der Speicherzelle zieht dann die Spannung an der Bit-Leitung wieder nach oben auf Vcc/2. Beim untersten Beispiel/Verlauf wird die Spannung schnell wieder über Vcc/2-Vos heraufgezogen. Beim mittleren Beispiel/Verlauf ist der Widerstand so groß, dass es sehr lange dauert, bis die Spannung wieder über den Schwellenpegel/-wert heraufgezogen wird. In allen Beispielen zählt der Zähler 65 an der vorderen Flanke der COMP OUT – Impulse während der vorbestimmten Leseperiode, um einen Wert zu registrieren, der den Widerstand der Speicherzelle 30 repräsentiert.
  • Auch wenn 3 den Betrieb der Schaltung von 1 für drei beispielhafte Widerstandswerte zeigt, werden in den meisten digitalen Schaltungen lediglich zwei Widerstandszustände in den Speicherzellen gespeichert.
  • 4 zeigt ein beispielhaftes Verarbeitungssystem 400, das eine Widerstandsspeichervorrichtung verwendet, die eine integrierte Ladungserfassungsschaltung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst, die oben im Zusammenhang mit den 13 offenbart sind. Das Verarbeitungssystem 400 weist einen oder mehrere Prozessoren 401 auf, die an einen lokalen Bus 404 angeschlossen sind. Eine Speichersteuerung 402 und eine primäre Busbrücke 403 sind ebenfalls an den lokalen Bus 404 angeschlossen. Das Verarbeitungssystem 400 kann auch mehrere Speichersteuerungen 402 und/oder mehrere primäre Busbrücken 403 aufweisen. Die Speichersteuerung 402 und die primäre Busbrücke 403 können in eine einzige Vorrichtung 406 integriert sein.
  • Die Speichersteuerung 402 ist ebenfalls an einen oder mehrere Speicherbusse 407 angeschlossen. Jeder Speicherbus nimmt Schaltungen, wie zum Beispiel eine Widerstandsspeichervorrichtung 408, an, die mindestens eine Schaltung enthalten, welche die erfindungsgemäße integrierte Ladungserfassungsschaltung verwendet. Die Widerstandsspeichervorrichtung 408 kann in eine Speicherkarte oder ein Speichermodul und eine CPU integriert sein. Beispiele für Speichermodule sind Single Inline Memory Modules (SIMMs) und Dual Inline Memory Modules (DIMMs). Die Speichersteuerung 402 kann auch mit einem Cache-Speicher 405 gekoppelt sein. Der Cache-Speicher 405 kann der einzige Cache-Speicher im Verarbeitungssystem sein. Alternativ dazu können auch andere Vorrichtungen, wie zum Beispiel Prozessoren 401, Cache-Speicher enthalten, die mit dem Cache-Speicher 405 eine Hierarchie bilden können. Wenn das Verarbeitungssystem 400 Peripheriegeräte oder Steuerungen aufweist, die Busmaster sind, oder die einen direkten Speicherzugriff (Direct Memory Access/DMA) unterstützen, kann die Speichersteuerung 402 ein Cache-Kohärenz-Protokoll implementieren. Wenn die Speichersteuerung 402 mit mehreren Speicherbussen 407 gekoppelt ist, kann jeder Speicherbus 407 parallel betrieben werden, oder es können unterschiedliche Adressbereiche auf unterschiedliche Speicherbusse 407 abgebildet werden.
  • Die primäre Busbrücke 403 ist mit mindestens einem Peripheriebus 410 verbunden. Verschiedene Vorrichtungen, wie zum Beispiel Peripheriegeräte oder zusätzliche Busbrücken, können an den Peripheriebus 410 angeschlossen sein. Diese Vorrichtungen können eine Speichersteuerung 411, eine sonstige E/A-Vorrichtung 414, eine sekundäre Busbrücke 415, einen Multimediaprozessor 418 und eine Altgeräte-Schnittstelle 420 aufweisen. Die primäre Busbrücke 403 kann auch mit einem oder mehreren Spezial-Hochgeschwindigkeitsanschlüssen 422 verbunden sein. In einem PC kann der Spezial-Anschluss der AGP-Port (Accelerated Graphics Port) sein, der zum Anschluss einer Hochleistungsvideokarte an das Verarbeitungssystem 400 verwendet wird.
  • Die Speichersteuerung 411 schließt eine oder mehrere Speichervorrichtungen 413 über den Speicherbus 412 an den Peripheriebus 410 an. Zum Beispiel kann die Speichersteuerung 411 eine SCSI-Steuerung sein und können die Speichervorrichtungen 413 SCSI-Platten sein. Die E/A-Vorrichtung 414 kann ein beliebiges Peripheriegerät sein. Zum Beispiel kann die E/A-Vorrichtung 414 eine Schnittstelle für ein lokales Netz, wie zum Beispiel eine Ethernet-Karte, sein. Die sekundäre Busbrücke 415 kann zur Bildung einer Schnittstelle zu zusätzlichen Geräten über einen weiteren Bus zum Verarbeitungssystem bilden. Zum Beispiel kann die sekundäre Busbrücke 415 eine USB-Steuerung (Universal Serial Bus) sein, die zum Anschließen von USB-Geräten 417 an das Verarbeitungssystem 400 verwendet wird. Der Multimediaprozessor 418 kann eine Soundkarte, eine Videoaufnahmekarte oder eine beliebige andere Art einer Medienschnittstelle sein, die auch für zusätzliche Geräte, wie zum Beispiel Lautsprecher 419, einen Anschluss bieten kann. Die Altgerätschnittstelle 420 wird zum Anschließen von Altgeräten 421, wie zum Beispiel ältere Arten von Tastaturen und Mäusen, an das Verarbeitungssystem 400 verwendet.
  • Das in 4 gezeigte Verarbeitungssystem 400 ist nur ein beispielhaftes Verarbeitungssystem, mit dem die Erfindung verwendet werden kann. Während 4 eine Verarbeitungsarchitektur zeigt, die für einen Allzweckcomputer, wie zum Beispiel einen PC oder eine Workstation, besonders geeignet ist, so ist doch zu erkennen, dass wohlbekannte Modifikationen vorgenommen werden können, um das Verarbeitungssystem dahingehend zu konfigurieren, dass es für eine Vielzahl verschiedener Anwendungen geeigneter wird. Zum Beispiel können viele Elektronikgeräte, die eine Verarbeitung benötigen, unter der Verwendung einer einfacheren Architektur implementiert werden, bei der eine CPU 401 verwendet wird, die mit einem Widerstandsspeichergerät 408 und/oder mit Speicherpuffergeräten 404 gekoppelt ist.
  • Die vorliegende Erfindung wurde zwar anhand spezifischer beispielhafter Ausführungsformen beschrieben und veranschaulicht, doch versteht es sich, dass viele Modifikationen und Ersetzungen vorgenommen werden können, ohne dass dadurch vom Umfang der Erfindung abgewichen wird. Demnach soll die vorliegende Erfindung nicht durch die oben gegebene Beschreibung als eingeschränkt betrachtet werden, sondern lediglich durch den Umfang der beiliegenden Ansprüche eingeschränkt sein.

Claims (13)

  1. Integrierte Ladungserfassungsschaltung (35) für eine Widerstandsspeicherschaltung, umfassend: eine Bitleitung (20b), die mit einem ersten Kondensator (75) gekoppelt ist; einen Komparator (40), der mit der Bitleitung (20b) gekoppelt ist, zum Bestimmen, ob eine Spannung auf der Bitleitung einen vorbestimmten Spannungsschwellenpegel überschritten hat, wobei der Komparator einen Ausgang hat, der zwischen einem ersten Zustand, wenn die Spannung an dem ersten Kondensator (75) den vorbestimmten Spannungsschwellenpegel überschreitet, und einem zweiten Zustand schaltet, wenn die Spannung an dem ersten Kondensator kleiner als der vorbestimmte Spannungsschwellenpegel ist; einen zweiten Kondensator (45), der basierend auf dem Ausgang des Komparators (40) abwechselnd mit der Bitleitung (20b) verbunden und von dieser getrennt ist, wobei der zweite Kondensator mit der Bitleitung verbunden ist, wenn der Ausgang des Komparators in dem ersten Zustand ist, und der zweite Kondensator von der Bitleitung getrennt ist, wenn der Ausgang des Kondensators in dem zweiten Zustand ist; und einen Zähler (65) zum Zählen einer Anzahl von Malen, in denen der Komparator (40) in den ersten Zustand schaltet.
  2. Integrierte Ladungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, ferner mit einer digitalen Vergleichsschaltung (70) zum Vergleichen der Zählung in dem Zähler (65) mit einem vorbestimmten Wert.
  3. Integrierte Ladungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Ladungsschwellenpegel ungefähr Vcc/2-Vos ist, wobei Vcc eine Versorgungsspannung und Vos eine Offsetspannung an einem Referenzspannungseingang des Komparators (40) ist.
  4. Integrierte Ladungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen ersten Schalter (42) zum abwechselnden Verbinden und Trennen der Bitleitung (20b) von dem zweiten Kondensator (45) basierend auf dem Ausgang des Komparators (40).
  5. Integrierte Ladungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, ferner mit einem zweiten Schalter (60) zum Entladen des zweiten Kondensators (45) wenn der zweite Kondensator von der Bitleitung (20b) getrennt wird.
  6. Integrierte Ladungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der Komparator (40) getaktet ist und einen Vergleich in Reaktion auf einen Übergang in dem Taktsignal durchführt.
  7. Integrierte Ladungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste Kondensator (75) ein diskreter Kondensator ist.
  8. Integrierte Ladungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste Kondensator (75) eine parasitäre Kapazität der Bitleitung (20b) ist.
  9. Integrierte Ladungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste Kondensator (75) sowohl ein diskreter Kondensator als auch eine parasitäre Kapazität der Bitleitung (20b) ist.
  10. Integrierte Ladungserfassungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der Ausgang des Komparators (40) in Reaktion darauf, dass eine erste Eingabe zu der Zeit des Auftretens eines ersten Taktsignalübergangs größer als eine Referenzspannungseingabe ist, in dem ersten Zustand ist, und der Ausgang des Komparators (40) in Reaktion darauf, dass die erste Eingabe zur Zeit des Auftretens des ersten Taktsignalübergangs kleiner als die Referenzspannungseingabe ist, in dem zweiten Zustand ist.
  11. Integrierte Ladungserfassungsschaltung nach Anspruch 10, wobei der Ausgang des Komparators (40) in Reaktion auf einen zweiten Taktsignalübergang in dem zweiten Zustand ist.
  12. Widerstandsspeichervorrichtung, mit einer integrierten Ladungserfassungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, und einer Speicherzelle (10a), wobei eine Versorgungsspannung an die Speicherzelle (10a) angelegt wird und die Versorgungsspannung ferner an einen Referenzspannungseingang des Komparators (40) angelegt wird.
  13. Widerstandsspeichervorrichtung, mit einer integrierten Ladungserfassungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, und einer Speicherzelle (10a), die mit einem Zugriffstransistor (25) verbunden ist.
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