刷新电路及存储器

技术领域

本发明实施例涉及半导体领域，特别涉及一种刷新电路及存储器。

背景技术

为了保存易失性存储器中的数据，需要定期对易失性存储器进行刷新操作，刷新操作需要在数据保持时间内完成所有行的刷新。易失性存储器的数据保持时间与芯片温度有关，高温下，数据保持时间较短，低温下，数据保持时间较长。

传统技术会以满足中高温为标准，根据中高温环境下的数据保持时间，发送相应时间间隔的刷新命令，每个刷新命令下刷新固定的行数。因此，在常温或低温下，对应的较长的数据保持时间内所有行地址会提前刷完，但是刷新命令还会按照固定的时间间隔发送，此时会再从第0行开始刷新，但是在数据保持时间内，这部分就是多余的刷新，浪费了电流。

发明内容

本发明实施例提供一种刷新电路及存储器，有利于减少刷新电流的消耗。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种刷新电路，包括：刷新控制模块，用于接收刷新命令，以输出行地址刷新信号，每接收一所述刷新命令，输出预设值次数的所述行地址刷新信号；还用于接收温度信号，以调整所述预设值，所述温度信号表征的温度越高，调整后的所述预设值越大；行寻址器，用于接收所述行地址刷新信号，并输出待刷新的单行地址；阵列刷新装置，用于根据所述单行地址进行单行刷新操作，且在单行刷新结束后输出单行刷新结束信号。

另外，所述刷新控制模块包括：控制单元，用于接收所述行地址刷新信号，输出重置信号；还用于对所述行地址刷新信号进行计数，当计数值等于调整后的所述预设值时，输出所述重置信号；刷新信号生成单元，用于接收所述刷新命令、所述重置信号以及所述单行刷新结束信号，输出所述行地址刷新信号；当接收到所述刷新命令时，输出所述行地址刷新信号；在接收到所述单行刷新结束信号时，检测所述重置信号，若未接收到所述重置信号，输出所述行地址刷新信号，若接收到所述重置信号，中止输出所述行地址刷新信号。

另外，所述控制单元包括：计数子单元，用于接收所述行地址刷新信号，并对接收到的所述行地址刷新信号进行计数，输出所述计数值；调节子单元，用于接收所述温度信号和所述计数值，输出激励信号；用于根据所述温度信号调整所述预设值，当所述计数值等于调整后的所述预设值时，输出所述激励信号；自动脉冲生成器，用于接收所述激励信号并输出所述重置信号。

另外，所述计数子单元包括由多个D触发器串联组成的异步二进制加法计数器，所述调节子单元包括或门和多个与门，所述与门的至少一输入端连接所述异步二进制加法计数器的计数端，所述与门的输出端连接所述或门的输入端，所述或门的输出端作为所述调节子单元的输出端；至少一所述与门的所有输入端连接所述计数端，当所述计数端的电平表征默认数值时，至少一所述与门输出高电平；至少另一所述与门的一个输入端接收所述温度信号，且所述计数端的电平表征第一数值时，至少另一所述与门输出高电平，所述第一数值小于所述默认数值。

另外，所述异步二进制加法计数器包括作为低位的第一计数端、作为次高位的第二计数端以及作为高位的第三计数端；所述调节子单元包括第一与门、第二与门、第三与门以及第四与门；所述第一与门的第一输入端与所述第一计数端连接，第二输入端与所述第二计数端连接，第三输入端与所述第三计数端连接；所述第二与门的第一输入端用于接收第一温度信号，第二输入端与所述第二计数端连接，第三输入端与所述第三计数端连接；所述第三与门的第一输入端与所述第一计数端连接，第二输入端用于接收第二温度信号，第三输入端与所述第三计数端连接；所述第四与门的第一输入端与所述第一计数端连接，第二输入端与所述第二计数端连接，第三输入端用于接收第三温度信号；其中，所述第三温度信号表征当前温度小于等于第三温度，所述第二温度信号表征当前温度小于等于第二温度且大于所述第三温度，所述第一温度信号表征当前温度小于等于第一温度且大于所述第二温度。

另外，所述第一温度信号表征的温度区间极差与所述第二温度信号表征的温度区间极差相等。

另外，所述第一温度信号表征的温度区间极差为20℃～50℃。

另外，相邻所述温度信号对应的所述预设值不同，差值为1～3行。

另外，所述刷新信号生成单元包括：第一或非门，用于接收所述刷新命令和所述单行刷新结束信号；刷新窗口生成单元，用于接收所述刷新命令、所述单行刷新结束信号以及所述重置信号，输出刷新窗口信号；当接收到所述刷新命令时，输出所述刷新窗口信号；用于在接收到所述单行刷新结束信号时，检测所述重置信号，若未接收到所述重置信号，输出所述刷新窗口信号，若接收到所述重置信号，中止输出所述刷新窗口信号；第二或非门，用于接收所述第一或非门的输出信号和所述刷新窗口信号，输出所述行地址刷新信号。

另外，所述刷新命令为高电平有效的脉冲信号，所述单行刷新结束信号为高电平有效的脉冲信号；所述刷新窗口信号为低电平有效的窗口信号。

另外，所述重置信号为高电平有效的脉冲信号。

另外，所述刷新电路还包括：开关单元，所述开关单元导通时，所述刷新控制模块可根据所述温度信号调整所述预设值，所述开关单元断开时，所述预设值为默认数值。

另外，所述开关单元包括熔丝单元，所述刷新控制模块通过所述熔丝单元接收所述温度信号。

另外，所述刷新电路还包括：温度传感器，用于检测目标芯片的温度并输出所述温度信号。

相应地，本发明实施例还提供一种存储器，包括上述任一项所述的刷新电路。

与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：

上述技术方案中，根据温度信号调整预设值，使得高温条件下的每一刷新命令对应的刷新行数较多，低温条件下每一刷新命令对应的刷新行数较少；在相邻刷新命令的时间间隔不变的情况下，高温环境中，在较短的数据保持时间内，每个刷新命令下刷新的行数较多，有利于保证完成所有行地址的刷新；低温环境中，在较长的数据保持时间内，每个刷新命令下刷新的行数较少，有利于避免提前完成所有行的刷新而进行重复刷新，从而减少刷新电流的浪费，以及减小每一刷新命令对应的刷新电流。

另外，通过将相邻温度信号对应的刷新行数的差值限定在较小范围内，有利于更为精密地调整刷新命令在不同温度条件下对应的刷新行数，减少刷新电流的浪费。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1和图2为本发明实施例提供的刷新电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的刷新电路的信号发生时序图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

参考图1，刷新电路包括：刷新控制模块20，用于接收刷新命令11，以输出行地址刷新信号12，每接收一刷新命令11，输出预设值次数的行地址刷新信号12；还用于接收温度信号10a，以调整预设值，温度信号10a表征的温度越高，调整后的预设值越大；行寻址器30，用于接收行地址刷新信号12，并输出待刷新的单行地址13；阵列刷新装置40，用于根据单行地址13进行单行刷新操作，且在单行刷新结束后输出单行刷新结束信号14。

行寻址器30每接收到一个行地址刷新信号12，输出一个待刷新的单行地址13，单行地址13对应到阵列刷新装置40里的阵列的每一行，每接收一个行地址刷新信号12，单行地址13包含的地址信息递增1，即按照第0行、第1行、第2行的顺序进行逐次递增，直至发送完所有行地址；相应地，阵列刷新装置40根据接收到的单行地址13进行逐行刷新，当行寻址器30发送完所有行地址，阵列刷新装置40相应地完成所有行的刷新。需要说明的是，在行寻址器30发送完所有行地址之后，若继续接收到行地址刷新信号12，则重新按照第0行、第1行、第2行…的顺序发送所有行地址。

本实施例中，刷新控制模块20包括：控制单元22，用于接收行地址刷新信号12，输出重置信号15，还用于对行地址刷新信号12进行计数，当计数值等于调整后的预设值时，输出重置信号15；刷新信号生成单元21，用于接收刷新命令11、重置信号15以及单行刷新结束信号14，输出行地址刷新信号12；当接收到刷新命令11时，输出行地址刷新信号12；在接收到单行刷新结束信号14时，检测重置信号15，若未接收到重置信号15，输出行地址刷新信号12，若接收到重置信号15，中止输出行地址刷新信号12。

进一步地，控制单元22包括：计数子单元23，用于接收行地址刷新信号12，并对接收到的行地址刷新信号12进行计数，输出计数值16；调节子单元24，用于接收温度信号10a和计数值16，输出激励信号17，且用于根据温度信号10a调整预设值，当计数值16等于调整后的预设值时，输出激励信号17；自动脉冲生成器25，用于接收激励信号17并输出重置信号15。

参考图1和图2，本实施例中，计数子单元23包括由多个D触发器串联组成的异步二进制加法计数器，调节子单元24包括或门和多个与门，与门的至少一输入端连接异步二进制加法计数器的输入端，与门的输出端连接到或门的输入端，或门的输出端作为调节子单元24的输出端，至少一与门的所有输入端连接异步二进制加法计数器的计数端，当计数端的电平表征默认数值时，至少一与门输出高电平；至少另一与门的一个输入端接收温度信号10a，且计数端的电平表征第一数值时，至少另一与门输出高电平，第一数值小于默认数值。

其中，构成异步二进制加法计数器的D触发器的数量与单一刷新命令11对应的最大刷新行数有关，最大刷新行数越大，D触发器的数量越多，最大刷新行数越小，D触发器的数量越少。具体地，n个D触发器的最大计数值为2

D触发器具有数据输入端D、时钟输入端CK、第一数据输出端Q、第二数据输出端QB以及复位端RST，其中，第一数据输出端Q与第二数据输出端QB互补。以下以3个D触发器为例，详细说明异步二进制加法计数器的工作原理和连接方式：

异步二进制加法计数器(以下简称“计数器”)包括作为低位的第一D触发器231、作为次高位的第二D触发器232和作为高位的第三D触发器233，每一D触发器的第二数据输出端QB与数据输入端D连接，且与下一级D触发器的时钟输入端CK连接，每一D触发器的第一数据输出端Q作为计数端，复位端RST在接收到重置信号15之后复位电平，即表征0。其中，第一D触发器231的时钟输入端CK用于接收行地址刷新信号12，第一D触发器231具有第一计数端Q1；第二D触发器232具有第二计数端Q2；第三D触发器233具有第三计数端Q3。

当D触发器表征1时，相应的计数端呈高电平，当相对低位的D触发器记录的数据达到2时，需要向下一级相对高位的D触发器进位，此时，相对低位的D触发器复位，表征0，相对高位的D触发器进位，表征1，即构成二进制的满2进1。

具体地，当计数器未接收第一行地址刷新信号12时，处于初始状态，计数值Q3Q2Q1＝000，每接收到一个行地址刷新信号12，计数值递增一次，即计数值Q3Q2Q1按照000、001、010、011、100、101、110、111的顺序进行递增，上述计数值Q3Q2Q1换算为十进制分别代表0、1、2、3、4、5、6、7；当计数器受到重置信号之后，计数值Q3Q2Q1复位到000的初始状态。

此外，与门的数量与接收的温度信号10a的个数有关。由于不同温度信号10a表征的温度区间不同，调节子单元24根据温度信号10a调整得到的刷新行数预设值也不同，因此，n个温度信号10a对应n个调整后的预设值。本实施例中，每一调整后的预设值对应一与门，n个温度信号需要n+1个与门，与门最少为2个。

本实施例中，与门的输入端的数量小于等于计数子单元23中D触发器的数量。由于D触发器的数量决定计数子单元23的最大计数值，因此，可通过增加D触发器的数量，扩大不同温度条件下的预设值的可选范围，从而在极端温度条件下，实现所有行地址的及时刷新，以及减少刷新电流的浪费。

以下将通过具体示例举例说明调节子单元24的结构以及调节子单元24与计数子单元23的连接关系。在该具体示例中，调节子单元24用于接收第一温度信号T1、第二温度信号T2以及第三温度信号T3，第一温度信号T1表征当前温度小于等于第一温度且大于第二温度，第二温度信号T2表征当前温度小于等于第二温度且大于第三温度，第三温度信号T3表征当前温度小于等于第三温度。

相应地，在当前温度大于第一温度时，每一刷新命令11对应的刷新行数为7行，即默认数值为7；在第一温度信号T1表征的温度区间内，每一刷新命令11对应的刷新行数为6行；在第二温度信号T2表征的温度区间内，每一刷新命令11对应的刷新行数为5行；在第三温度信号T3表征的温度区间内，每一刷新命令11对应的刷新行数为3行。

为实现上述具体示例，本发明实施例提供的调节子单元24包括四个与门，与门的输入端的数量等于D触发器的数量。具体地：

调节子单元24包括第一与门241、第二与门242、第三与门243、第四与门244以及或门245，第一与门241的第一输入端241a与第一计数端Q1连接，第二输入端241b与第二计数端Q2连接，第三输入端241c与第三计数端Q3连接；第二与门242的第一输入端242a用于接收第一温度信号T1，第二输入端242b与第二计数端Q2连接，第三输入端242c与第三计数端Q3连接；第三与门243的第一输入端243a与第一计数端Q1连接，第二输入端243b用于接收第二温度信号T2，第三计数端243c与第三计数端Q3连接；第四与门244的第一输入端244a与第一计数端Q1连接，第二输入端244b与第二计数端Q2连接，第三输入端244c用于接收第三温度信号T3。

当调节子单元24没有接收到温度信号10a时，第二与门242的第一输入端242a、第三与门243的第二输入端243b以及第四与门244的第三输入端244c始终呈低电平，第二与门242、第三与门243以及第四与门244的输出端始终呈低电平，此时，只有第一计数端Q1、第二计数端Q2以及第三计数端Q3的电平都呈高电平，即计数子单元23的计数值16为7时，第一与门241的第一输入端241a、第二输入端241b以及第三输入端241c才能都接收到高电平，第一与门241才能输出高电平信号，或门245才能输出高电平信号，作为自动脉冲生成器25的激励信号17。自动脉冲生成器25在接收到激励信号17之后生成重置信号15，重置信号15一方面使得计数器恢复到初始状态，即Q3Q2Q1＝000，另一方面使得刷新信号生成单元21中止输出行地址刷新信号12。

相应地，当调节子单元24接收到第一温度信号T1时，第二与门242的第一输入端242a呈高电平，此时，当第二计数端Q2和第三计数端Q3的电平都呈高电平，即计数子单元23的计数值16为6时，第二与门242就可以输出高电平信号，以使或门245向自动脉冲生成器25发送高电平有效的激励信号17。

同理地，当第三与门243的第二输入端243b接收到第二温度信号T2，且第一计数端Q1和第三计数端Q3的电平都呈高电平，即计数子单元23的计数值16为5时，或门245就向自动脉冲生成器25发送激励信号17；当第四与门244的第三输入端244c接收到第三温度信号T3，且第一计数端Q1和第二计数端Q2的电平都呈高电平，即计数子单元23的计数值16为3时，或门245就向自动脉冲生成器25发送激励信号17。

总的来说，计数子单元23对行地址刷新信号12进行计数，当计数值达到与温度信号10a对应的预设值后，自动脉冲生成器25就产生重置信号17，以使得刷新信号生成单元21中止输出行地址刷新信号12。由于温度越低预设值越小，因此随着温度降低，每一个刷新命令11下输出的行地址刷新信号12越少，单一刷新命令11对应的刷新行数越少。如此，可减少相对较长的数据保持时间内的总刷新行数，减少刷新电流的浪费。

本实施例中，第一温度信号T1表征当前温度小于等于85℃且大于45℃，第二温度信号T2表征当前温度小于等于45℃且大于0℃，第三温度信号T3表征当前温度小于等于0℃。

本实施例中，可每隔一个固定的温度区间设置一个温度信号，即第一温度信号T1表征的温度区间极差与第二温度信号T2表征的温度区间极差相等。

其中，第一温度信号T1表征的温度区间极差可以为20℃～50℃，例如为30℃、35℃、40℃或45℃。如此，有利于保证不同温度信号对应的数据保持时间存在一定差别，达到需要对预设值进行加一或减一的程度；另外，有利于避免不同温度信号对应的数据保持时间差值过大，从而保证所有行地址都能在数据保持时间内完成刷新，以及避免浪费刷新电流。

此外，相邻温度信号对应的预设值的差值可以为1～3行，例如2行。通过将差值限定在较小范围内，有利于更为精密地调整刷新命令11在不同温度条件下对应的预设值，减少刷新电流的浪费。

关于不同功能结构之间的特定信号的有效方式，本发明并不进行特别限定，特定信号既可以是高电平有效或低电平有效，也可以是上升沿有效或下降沿有效。本实施例中，刷新命令11为高电平有效的脉冲信号，单行刷新结束信号14为高电平有效的脉冲信号，重置信号15为高电平有效的脉冲信号。

本实施例中，刷新信号生成单元21包括：第一或非门21a，用于接收刷新命令11和单行刷新结束信号14；刷新窗口生成单元21b，用于接收刷新命令11、单行刷新结束信号14以及重置信号15，输出刷新窗口信号18；当接收到刷新命令11时，输出刷新窗口信号18；用于在接收到单行刷新结束信号14时，检测重置信号15，若未接收到重置信号15，持续输出刷新窗口信号18，若接收到重置信号15，中止输出刷新窗口信号18；第二或非门21c，用于接收第一或非门21a的输出信号和刷新窗口信号18，输出行地址刷新信号12。

其中，刷新窗口信号18低电平有效的窗口信号，刷新窗口信号18的持续时长用于表征每一刷新命令11对应的可用于发送行地址刷新信号12的时长。

本实施例中，刷新电路还包括：开关单元50，开关单元50导通时，刷新控制模块20中的调节子单元24可根据温度信号10a调整预设值，开关单元50断开时，与门中接收温度信号10a的输入端处于低电平，与门输出低电平，预设值为默认数值。默认数值的大小取决于第一与门241的输入端数量、计数器包含的D触发器的数量、以及第一与门241和计数器的连接关系。

具体地，本实施例中，默认数值为7；此外，开关单元50包括熔丝单元，刷新控制模块20可通过熔丝单元接收温度信号10a。

进一步地，刷新电路还包括温度传感器10，用于检测目标芯片的温度并输出温度信号10a。也就是说，刷新电路根据目标芯片的温度调整每一刷新命令11对应的刷新行数。

以下将以调节子单元24接收到第三温度信号T3，调整后的预设值为3作为示例，结合图3提供的刷新电路的信号发生时序图说明刷新电路的运行原理。需要说明的是，图3中带有箭头的虚线指的是信号发生的因果关系，箭头起点为因，终点为果。具体地：

第一信号发生过程：接收到高电平有效的刷新命令11时，第一或非门21a输出端变为低电平，刷新窗口生成单元21b输出低电平有效的刷新窗口信号18，第二或非门21c输出端变为高电平，即刷新信号生成单元21输出高电平有效的行地址刷新信号12；

第二信号发生过程：行寻址器30和计数子单元23分别接收行地址刷新信号12，计数子单元23输出的计数值16为1，行寻址器30将第一个待刷新的单行地址13发送给阵列刷新装置40，阵列刷新装置40根据单行地址13进行刷新操作。刷新操作包括行激活窗口和预充电窗口，行激活窗口为高电平有效的窗口信号，行激活窗口信号出现代表单行刷新操作开始，行激活窗口的持续时长需要大于行寻址时间，保证行寻址可有效完成，预充电窗口为高电平有效的窗口信号，预充电窗口结束代表单行刷新结束，预充电窗口的时长需要大于预充电时间，保证预充电有效完成。

第三信号发生过程：阵列刷新装置40完成单行地址13的单行刷新操作之后，输出单行刷新结束信号14。刷新窗口生成单元21b在接收到单行刷新结束信号14之后，检测重置信号15，由于此时计数值16为1，还未到达3，因此重置信号15尚未发出，刷新窗口生成单元21b继续输出低电平有效的刷新窗口信号18；同时，由于单行刷新结束信号14为高电平有效的脉冲信号，因此第一或非门21a在接收到单行刷新结束信号14时输出低电平。如此，第二或非门21c可输出第二个行地址刷新信号12，重复第二信号发生过程，此时，计数值16由1变为2。

第四信号发生过程：在刷新信号生成单元21输出第三个行地址刷新信号12之后，计数值16由2变为3，第四与门244的三个输入端都为高电平，第四与门244输出高电平，或门245输出激励信号17；自动脉冲生成器25在激励信号17的激励作用下生成重置信号15，每一D触发器的复位端RST接收重置信号15，电平复位至低电平，表征数值0，此时，计数值16由3复位为0；同时，刷新窗口生成单元21b接收到重置信号15。

第五信号发生过程：阵列刷新装置40根据第三个行地址刷新信号12对应的单行地址13完成单行刷新动作之后，输出第三个单行刷新结束信号14；刷新窗口生成单元21b在接收到单行刷新结束信号14之后，检测重置信号15，由于此时自动脉冲生成器25已发送重置信号15，因此，刷新窗口生成单元21b的刷新窗口信号18中止，刷新窗口生成单元21b的输出端电平由低电平变为高电平，第二或非门21c输出端变为低电平，即中止输出行地址刷新信号12，从而实现每一刷新命令11对应的刷新行数为3。

需要说明的是，自动脉冲生成器25输出的重置信号15的持续时长应当大于行寻址器30的行寻址时间以及阵列刷新装置40的单行刷新时间，保证刷新窗口生成单元21b在接收到第三个单行刷新结束信号14时，重置信号15依旧持续，从而有效中止行地址刷新信号12的输出。

上述时序图仅以一个刷新命令11作为示例，当刷新窗口生成单元21b再次接收到刷新命令11时，可再次输出刷新窗口信号18，刷新电路重复上述信号发生过程。

需要补充的是，如果在刷新命令11对应的刷新期间内，调节子单元24接收到了其他温度信号10a或者不再接收到其他温度信号10a，从而导致刷新命令11对应的刷新行数的预设值增加，此时，只要自动脉冲生成器25还未生成重置信号15，刷新电路根据增加后的预设值进行行地址刷新；相反的，如果在刷新命令11对应的刷新期间内，刷新命令11对应的刷新行数的预设值减小，则看当前计数值16是否大于等于减小后的预设值，若大于等于，则中止输出行地址刷新信号12，若小于，则根据减小后的预设值进行单行地址刷新。

本实施例中，根据温度信号调整预设值，使得高温条件下的每一刷新命令对应的刷新行数较多，低温条件下每一刷新命令对应的刷新行数较少；在相邻刷新命令的时间间隔不变的情况下，高温环境中，在较短的数据保持时间内，每个刷新命令下刷新的行数较多，有利于保证完成所有行地址的刷新；低温环境中，在较长的数据保持时间内，每个刷新命令下刷新的行数较少，有利于避免提前完成所有行的刷新而进行重复刷新，从而减少刷新电流的浪费，以及减小每一刷新命令对应的刷新电流。

相应地，本发明实施例还提供一种存储器，包含上述任一项刷新电路。如此，有利于降低存储器刷新过程中的电流浪费。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。