反熔絲PROM存儲器設(shè)計.pdf

1、一次性可編程(OTP)存儲器一旦寫入數(shù)據(jù)，存儲單元就一直是擊穿或者熔斷的狀態(tài)。這種擊穿或者熔斷的編程條件（如高電壓）在存儲器正常工作時是不存在的，從而保證了OTP存儲器較高的可靠性。OTP存儲器可以由用戶自主進(jìn)行一次編程，而且在未編程的區(qū)域，可以通過一定的數(shù)據(jù)管理算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和替換，增加了數(shù)據(jù)存儲空間使用的靈活性，且其設(shè)計簡單、成本較低，在嵌入式系統(tǒng)、航空航天以及密鑰存儲等應(yīng)用中非常適用。
　　本文設(shè)計的基于反熔絲存儲單元的

2、OTP存儲器包含存儲陣列、地址譯碼器、編程電路和讀取電路、錯誤檢測與糾正電路、電源模塊和邏輯控制模塊等。本文首先研究了反熔絲存儲單元，比較了三種反熔絲存儲單元結(jié)構(gòu)之后選擇了單晶體管反熔絲存儲單元，這種結(jié)構(gòu)在讀取速度和存儲容量上有明顯的優(yōu)勢，非常適合于大容量存儲器產(chǎn)品的應(yīng)用需求。研究了存儲單元的存儲機(jī)理、擊穿特性以及擊穿之后的電阻特性，完成了存儲陣列的設(shè)計。然后，論文對存儲器的外圍電路進(jìn)行了分析與設(shè)計。采用了多維譯碼的方式，一方面配合了存

3、儲陣列的排布，另一方面有效地減小了延時;設(shè)計了編程電路和讀取電路以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入和讀出;為了盡可能地保證存儲數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，加入了錯誤檢測與糾正和冗余功能;設(shè)計了低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)為數(shù)據(jù)的讀取提供2.4V的讀電壓，該LDO采用了單晶體管控制結(jié)構(gòu)，以改善其瞬態(tài)響應(yīng)。最后用Spectre和Nanosim對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明該反熔絲可編程只讀存儲器各項功能和性能均能滿足預(yù)期要求。
　　本文在常規(guī)商用工藝上實現(xiàn)了存