本發(fā)明涉及存儲器，尤其涉及一種提供寫入電壓的方法及其系統(tǒng)、芯片。

背景技術(shù)：

1、磁性隨機存儲器的數(shù)據(jù)存儲在由磁電阻元件組成的存儲比特陣列中，每個磁電阻元件代表了一個比特。

2、以磁阻式隨機訪問存儲器(magnetic?random?access?memory，mram)為例，mram是一種新型的磁性隨機存儲器，具有非易失性，可進行快速隨機讀寫。mram中磁性隧道結(jié)(mtj)由磁性固定層，絕緣層和磁性自由層組成，磁性自由層和磁性固定層的磁化方向平行和反平行分別對應(yīng)低阻態(tài)(rp)和高阻態(tài)(rap)，從而記錄0或1。每個磁電阻元件包含一組mtj。

3、讀取mram的過程就是對mtj的電阻進行測量。寫入mram的過程則是利用自旋扭矩效應(yīng)，在mtj中通過自上而下的電流把記憶層磁矩翻轉(zhuǎn)成與參考層磁矩平行的方向，或者通過自下而上的電流則將其置成反平行的方向。上述mtj上的寫入電壓降則被稱作mram的寫入電壓，它是重要的技術(shù)指標，決定了mram的寫入速度、寫入正確率、使用壽命和運行功耗。

4、其中，對于使用mram的存儲芯片而言，其在寫入過程中，電流流經(jīng)絕緣層時會帶來累積性的絕緣層損傷，當絕緣層損傷積累到一定程度會導致絕緣層擊穿，mram失效。

5、而由于mtj中薄膜結(jié)構(gòu)的沉積厚度、特征尺寸(cd)和材料晶格缺陷等均會影響mtj電阻的均一性，從而影響mram中存儲單元的寫入電壓的一致性，如此將會導致在部分存儲單元施加足夠?qū)懭腚妷呵闆r下，此時的寫入電壓會高于另一部分存儲單元的對寫入電壓的需求，從而會加速另一部分存儲單元的失效。

6、因此，如何提升磁性隨機存儲器的壽命，成為亟需解決的難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本發(fā)明提供的提供寫入電壓的方法及其系統(tǒng)、芯片，通過將采用標準寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元的地址，按照對應(yīng)的可成功進行寫電壓的新寫入電壓的不同進行分組，使得存儲單元能夠在盡可能小的寫入電壓下進行寫電壓，從而提升了磁性隨機存儲器的壽命。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種提供寫入電壓的方法，該方法包括：

3、磁化步驟：將磁性隨機存儲器中的存儲單元磁化至低阻態(tài)或高阻態(tài)；

4、寫電步驟：采用預(yù)設(shè)的標準寫入電壓對所有的存儲單元進行寫電壓；

5、第一判斷步驟：判斷是否存在寫電壓失效的存儲單元，若存在則記錄寫電壓失效的存儲單元的地址；

6、循環(huán)步驟：重復(fù)執(zhí)行測試步驟，直至新寫入電壓達到最高預(yù)設(shè)寫入電壓；

7、測試步驟包括：增大新寫入電壓，采用增大后的新寫入電壓對上一步驟中寫電壓失效的存儲單元進行寫電壓，并確定當前寫電壓成功的存儲單元的地址；

8、燒錄步驟：根據(jù)每次執(zhí)行測試步驟的結(jié)果，將第一判斷步驟中所記錄的地址按照對應(yīng)的可成功進行寫電壓的新寫入電壓的不同進行分組，并將不同組的存儲單元的地址分別燒錄至存儲模塊中的不同區(qū)域，以為第一判斷步驟中所記錄的存儲單元提供對應(yīng)的新寫入電壓用于完成寫電壓。

9、可選地，該方法還包括：

10、寫入步驟：在向磁性隨機存儲器寫入數(shù)據(jù)時，判斷寫入數(shù)據(jù)的目標地址是否與存儲模塊存儲的地址一致，若是則采用目標地址所對應(yīng)的新寫入電壓進行寫電壓，若否，采用標準寫入電壓進行寫電壓。

11、可選地，該方法還包括：

12、替換步驟：在新寫入電壓vn達到最高預(yù)設(shè)寫入電壓時，采用冗余地址替換當前寫電壓失敗的地址，并將替換后的冗余地址燒錄至存儲模塊中與最高預(yù)設(shè)寫入電壓對應(yīng)的區(qū)域。

13、可選地，該方法還包括：

14、第二判斷步驟：在新寫入電壓vn達到最高預(yù)設(shè)寫入電壓時，判斷當前寫電壓失敗的存儲單元所對應(yīng)的失效比特的數(shù)量是否小于預(yù)設(shè)的修復(fù)閾值；

15、燒錄步驟還包括：在第二判斷步驟的結(jié)果為是時，將當前寫電壓失敗的存儲單元的地址燒錄至存儲模塊中與最高預(yù)設(shè)寫入電壓相對應(yīng)的區(qū)域中，在第二判斷步驟的結(jié)果為否時，采用冗余地址替換當前寫電壓失效的存儲單元的地址，并將替換后的冗余地址燒錄至存儲模塊中與最高預(yù)設(shè)寫入電壓對應(yīng)的區(qū)域。

16、可選地，測試步驟還包括：

17、增大新寫入電壓；

18、采用增大后的新寫入電壓對上一步驟中寫電壓失效的存儲單元進行寫電壓；

19、記錄當前寫電壓失效的存儲單元的地址；

20、從上一步驟中寫電壓失效的存儲單元的地址中去除當前寫電壓失效的存儲單元的地址，并將剩下的上一步驟中寫電壓失效的存儲單元的地址作為當前寫電壓成功的存儲單元的地址。

21、可選地，在磁化步驟之前，該方法還包括：

22、第三判斷步驟：判斷磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓是否小于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓；

23、磁化步驟還包括：在磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓小于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓時，將磁性隨機存儲器中的存儲單元磁化至低阻態(tài)；在磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓大于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓時，將磁性隨機存儲器中的存儲單元磁化至高阻態(tài)。

24、可選地，在磁化步驟之前，該方法還包括：

25、第四判斷步驟：判斷磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量是否小于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量；

26、磁化步驟還包括：在磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量小于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量時，將磁性隨機存儲器中的存儲單元磁化至低阻態(tài)；在磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量大于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量時，將磁性隨機存儲器中的存儲單元磁化至高阻態(tài)。

27、第二方面，本發(fā)明提供一種提供寫入電壓的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

28、磁化模塊，被配置為將磁性隨機存儲器中的存儲單元磁化至同一阻態(tài)；

29、寫電模塊，被配置為采用預(yù)設(shè)的標準寫入電壓對所有的存儲單元進行寫電壓；

30、第一判斷模塊，被配置為判斷是否存在寫電壓失效的存儲單元，若存在則記錄寫電壓失效的存儲單元的地址；

31、循環(huán)模塊，被配置重復(fù)執(zhí)行測試模塊，直至新寫入電壓達到最高預(yù)設(shè)寫入電壓；

32、測試模塊，被配置增大新寫入電壓，采用增大后的新寫入電壓對上一次執(zhí)行寫電壓的過程中寫電壓失效的存儲單元進行寫電壓，并確定當前寫電壓成功的存儲單元的地址；

33、燒錄模塊，被配置為根據(jù)執(zhí)行測試模塊的結(jié)果，將第一判斷模塊中所記錄的地址按照對應(yīng)的可成功進行寫電壓的新寫入電壓的不同進行分組，并將不同組的存儲單元的地址分別燒錄至存儲模塊中的不同區(qū)域，以為第一判斷模塊中所記錄的存儲單元提供對應(yīng)的新寫入電壓用于完成寫電壓。

34、可選地，該系統(tǒng)還包括：

35、寫入模塊，被配置為在向磁性隨機存儲器寫入數(shù)據(jù)時，判斷寫入數(shù)據(jù)的目標地址是否與存儲模塊存儲的地址一致，若是則采用目標地址所對應(yīng)的新寫入電壓進行寫電壓，若否，采用標準寫入電壓進行寫電壓。

36、可選地，該系統(tǒng)還包括：

37、替換模塊，被配置為在新寫入電壓vn達到最高預(yù)設(shè)寫入電壓時，采用冗余地址替換當前寫電壓失敗的地址；

38、燒錄模塊，還被配置為將替換后的冗余地址燒錄至存儲模塊中與最高預(yù)設(shè)寫入電壓對應(yīng)的區(qū)域。

39、可選地，該系統(tǒng)還包括：

40、第二判斷模塊，被配置為在新寫入電壓vn達到最高預(yù)設(shè)寫入電壓時，判斷當前寫電壓失敗的存儲單元所對應(yīng)的失效比特的數(shù)量是否小于預(yù)設(shè)的修復(fù)閾值；

41、燒錄模塊，還被配置為在第二判斷模塊判斷結(jié)果為是時，將當前寫電壓失敗的存儲單元的地址燒錄至存儲模塊中與最高預(yù)設(shè)寫入電壓相對應(yīng)的區(qū)域中；在第二判斷模塊判斷結(jié)果為否時，采用冗余地址替換當前寫電壓失效的存儲單元的地址，并將替換后的冗余地址燒錄至存儲模塊中與最高預(yù)設(shè)寫入電壓對應(yīng)的區(qū)域。

42、可選地，測試模塊包括：

43、增大子模塊，被配置為增大新寫入電壓；

44、寫電子模塊，被配置為采用增大后的新寫入電壓對上一次執(zhí)行寫電壓的過程中寫電壓失效的存儲單元進行寫電壓；

45、記錄子模塊，被配置為記錄當前寫電壓失效的存儲單元的地址；

46、去除模塊，被配置為從上一次執(zhí)行寫電壓的過程寫電壓失效的存儲單元的地址中去除當前寫電壓失效的存儲單元的地址，并將剩下的上一次執(zhí)行寫電壓的過程中寫電壓失效的存儲單元的地址作為當前寫電壓成功的存儲單元的地址。

47、可選地，該系統(tǒng)還包括：

48、第三判斷模塊，被配置為在執(zhí)行磁化模塊之前，判斷磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓是否小于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓；

49、磁化模塊，還被配置為在磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓小于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓時，將磁性隨機存儲器中的存儲單元磁化至低阻態(tài)；在磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓大于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下將所有存儲單元成功進行寫電壓所需的最小寫入電壓時，將磁性隨機存儲器中的存儲單元磁化至高阻態(tài)。

50、可選地，該方法還包括：

51、第四判斷模塊，被配置為在執(zhí)行磁化模塊之前，判斷磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量是否小于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量；

52、磁化模塊，還被配置為在磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量小于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量時，將磁性隨機存儲器中的存儲單元磁化至低阻態(tài)；在磁性隨機存儲器在低阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量大于磁性隨機存儲器在高阻態(tài)下采用指定寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元數(shù)量時，將磁性隨機存儲器中的存儲單元磁化至高阻態(tài)。

53、第三方面，本發(fā)明提供一種芯片，芯片包括：

54、至少一個處理器；以及

55、與至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，

56、存儲器存儲有可被至少一個處理器執(zhí)行的指令，指令被至少一個處理器執(zhí)行，以使至少一個處理器能夠執(zhí)行如上任一項中的方法。

57、可選地，處理器還包括：控制模塊、存儲模塊、地址獲取模塊和地址比較模塊；

58、控制模塊與存儲模塊通信連接，地址比較模塊分別與存儲模塊和地址獲取模塊通信連接；

59、控制模塊用于執(zhí)行燒錄步驟；

60、地址比較模塊用于在向磁性隨機存儲器寫入數(shù)據(jù)時，判斷寫入數(shù)據(jù)的目標地址是否與存儲模塊存儲的地址一致。

61、可選地，芯片還包括：譯碼模塊、電壓調(diào)整模塊和磁性隨機存儲器；

62、譯碼模塊與地址比較模塊通信連接，電壓調(diào)整模塊分別與譯碼模塊和磁性隨機存儲器通信連接；

63、譯碼模塊用于根據(jù)地址比較模塊的判斷結(jié)果的不同輸出不同的電壓信號；

64、電壓調(diào)整模塊用于根據(jù)不同的電壓信號產(chǎn)生不同的寫入電壓，以對磁性隨機存儲器中的存儲單元進行寫電壓。

65、可選地，電壓調(diào)整模塊包括多個調(diào)整單元；

66、每個調(diào)整單元分別與一條位線上所有的存儲單元通信連接，調(diào)整單元與磁性隨機存儲器中的位線一一對應(yīng)，存儲單元與調(diào)整單元串聯(lián)在供電端和接地端之間；

67、供電端用于向調(diào)整單元和磁性隨機存儲器組成的電路提供電壓，調(diào)整單元用于為存儲單元所在的電路提供電壓降，以向存儲單元提供相應(yīng)的寫入電壓進行寫電壓，寫入電壓包括：標志寫入電壓和/或新寫入電壓。

68、可選地，調(diào)整單元包括至少一條選通電路；

69、其中，在調(diào)整單元包括多條選通電路時，不同的選通電路在選通后所產(chǎn)生的電壓降不同，調(diào)整單元中的多條選通電路并聯(lián)。

70、第四方面，本發(fā)明提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其中，計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機指令，計算機指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一項中的方法。

71、本發(fā)明實施例提供的提供寫入電壓的方法及其系統(tǒng)、芯片，通過執(zhí)行磁化步驟、寫電步驟、第一判斷步驟、循環(huán)步驟和燒錄步驟，將采用標準寫入電壓進行寫電壓失效的存儲單元的地址，按照對應(yīng)的可成功進行寫電壓的新寫入電壓的不同進行分組，能夠為磁性隨機存儲器中的存儲單元提供盡可能小的寫入電壓，以進行寫電壓，從而提升了磁性隨機存儲器的壽命。