本發(fā)明的實施方式一般涉及一種用于控制磁阻式隨機存取存儲器(mram)器件的方法，并且更具體地涉及實時控制mram器件切換的方法。

背景技術(shù)：

磁阻式隨機存取存儲器(mram)是一種非易失性隨機存取存儲器技術(shù)。不同于傳統(tǒng)的ram，mram器件中的數(shù)據(jù)不被存儲為電荷或電流。相反地，數(shù)據(jù)由磁存儲元件存儲。mram器件包括具有硬磁層(即“參考”層)和軟磁層(即“自由”層)的單元或元件。通過使電流經(jīng)過形成在每個存儲器元件的兩側(cè)上的電流引線從而創(chuàng)建局部感應(yīng)磁場，而對mram執(zhí)行寫入，該局部感應(yīng)磁場設(shè)定軟層的磁化方向。在將這些器件縮放至高密度時出現(xiàn)重大問題。具體地，在布線的過程中會發(fā)生對鄰近的單元或元件的干擾，這反過來可能導(dǎo)致鄰近的單元被誤寫入。

除了電流路徑經(jīng)過每個存儲器元件的磁層以外，自旋轉(zhuǎn)移力矩(stt)mram器件與傳統(tǒng)的mram器件相似。自由層是mram器件中的一個磁層。自由層的取向由通過使電流經(jīng)過另一個磁層而產(chǎn)生的自旋極化電流轉(zhuǎn)移的角動量的作用來改變。

除了讀取和寫入路徑是獨立的以外，自旋軌道轉(zhuǎn)矩(sot)mram器件與stt-mram器件相似。因為sot-mram器件中的讀取和寫入路徑是獨立的，經(jīng)過sot-mram器件的電流密度可以明顯低于stt-mram器件，這可能會導(dǎo)致更好的器件壽命。

mram器件包含mram單元陣列。這些單元可以布置為許多不同的架構(gòu)。在一種架構(gòu)中，兩端的mram單元被布置為1t-1r形式，在這種情形下，1t指的是選擇晶體管，并且1r指的是mram器件。該陣列由一組稱為位線、源線和字線的導(dǎo)電線組成。一組mram單元的一側(cè)連接至位線。一組mram單元的另一側(cè)連接至源線。晶體管的柵極連接至字線。mram器件與晶體管的源極和漏極串聯(lián)連接。

讀取感測放大器連接至位線并在寫入驅(qū)動器關(guān)閉時測量位線上的電壓以用于讀取。寫入感測放大器用于在寫入電流導(dǎo)通時測量mram器件上的電壓或經(jīng)過mram器件的電流。在一些實施方式中，讀取放大器和寫入放大器可以使用一些相同的電路。

當(dāng)選擇晶體管導(dǎo)通時，電壓或電流被施加給mram單元。mram器件的電阻取決于mram的磁狀態(tài)。如果電壓或電流在足夠低的水平，mram單元的磁狀態(tài)將不受影響，并且電壓或電流可用于讀取mram器件的狀態(tài)，而無需對mram器件重新編程或重新寫入。如果讀取電壓或讀取電流被傳送至mram器件，則讀取電壓或讀取電流受到mram器件的電阻的影響。如果mram器件處于一種磁狀態(tài)，讀取電壓或讀取電流將具有一個值，并且會導(dǎo)致感測放大器產(chǎn)生一個電壓。如果mram器件處于第二磁狀態(tài)，它的電阻將會是第二個值，并且由感測放大器產(chǎn)生的讀取電壓將具有不同的值。感測放大器產(chǎn)生與mram器件的電阻相關(guān)的電壓。實際上，在系統(tǒng)中有噪聲，所以由感測放大器從特定mram單元產(chǎn)生的信號由于該噪聲將會波動。實際上，不可能使每個mram單元完全相同。因此，一組mram單元的電阻將會是不同的，即使它們處于同一狀態(tài)。處于不同磁狀態(tài)的該組單元的電阻也會彼此不同。但是對于特定的mram器件，該mram器件的不同狀態(tài)的電阻將會不同，并且能夠被區(qū)分。

mram器件包含使mram器件在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換的元件或單元。對于現(xiàn)有的用于將mram器件從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)的方法，由于幾種可能的機制而發(fā)生寫入失敗，該機制包括寫入電流在位集合中的分布，或者由于所使用的寫入方法的具體性質(zhì)而發(fā)生不確定的切換。在前者的情況下，寫入可能大多是成功的，但偶爾會出現(xiàn)寫入錯誤。后一種情況通常被稱為概率切換，使得寫入很大程度上取決于某些參數(shù)，例如寫入電壓/電流脈沖的寬度。盡管寫入錯誤可以通過添加錯誤校正碼(ecc)來緩解，該方法增加了存儲器芯片的制造的復(fù)雜性和成本。如果器件不在期望狀態(tài)下，ecc的使用要求測量最終狀態(tài)并重復(fù)寫入程序。因為該方法是耗時的，所以其顯著降低存儲器延遲，并且因為即使在經(jīng)過大量嘗試以后仍然存在器件最終處于錯誤狀態(tài)的非零概率，所以該方法不是最佳的。

隨著高密度非易失性存儲器器件在各種應(yīng)用中越來越流行，對于改進的mram器件存在持續(xù)的需要。因此，需要一種控制切換mram器件的改進方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開一般涉及一種用于控制磁阻式隨機存取存儲器(mram)器件的方法，并且更具體地涉及實時控制mram器件切換的方法。

在一個實施方式中，本文公開了一種用于對磁阻式隨機存取存儲器(mram)器件編程的方法。該方法包括在寫入感測電路中將編程電流或編程電壓傳遞給磁阻式隨機存取存儲器(mram)器件，其中寫入感測電路產(chǎn)生與mram器件上的電壓或流經(jīng)mram器件的電流相對應(yīng)的寫入感測信號；提供與期望磁狀態(tài)相對應(yīng)的一組標(biāo)準(zhǔn)；使用狀態(tài)估計器確定磁阻式隨機存取存儲器器件的狀態(tài)的估計值；以及如果估計的狀態(tài)已經(jīng)滿足一組標(biāo)準(zhǔn)，則停止將電流或電壓傳遞給磁阻式隨機存取存儲器器件。

在另一個實施方式中，本文公開了一種用于控制磁阻式隨機存取存儲器器件切換的方法。該方法包括將電流傳遞給磁阻式隨機存取存儲器器件，其中mram器件處于第一狀態(tài)；使用電阻檢測器實時測量磁阻式隨機存取存儲器器件上的壓降，其中壓降超過閾值電壓相當(dāng)于從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)，該第一狀態(tài)不同于該第二狀態(tài)；確定mram器件是否已經(jīng)從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)；以及停止將電流傳遞給磁阻式隨機存取存儲器器件。

在另一個實施方式中，本文公開了一種用于控制磁阻式隨機存取存儲器器件切換的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括寫入驅(qū)動器、電阻檢測器和控制器。寫入驅(qū)動器配置為將電流傳遞給mram器件。電阻檢測器與mram器件并聯(lián)。電阻檢測器實時測量mram器件上的壓降?？刂破髋渲脼閷⒂呻娮铏z測器測量的壓降與閾值比較?？刂破髋c寫入驅(qū)動器通信，以提供寫入電流直到滿足閾值。

附圖說明

通過參考實施方式可以獲得能夠詳細理解本公開的上述特征的方式、本公開的更具體的描述和對上文的簡單概括，其中一些實施方式在附圖中示出。然而，應(yīng)該注意到，附圖僅說明本公開的典型實施方式，因此不應(yīng)被視為限制其范圍，因為本公開可以允許其他同樣有效的實施方式。

圖1a-1c示出了根據(jù)一個實施方式的來自mram單元磁化的信號如何在平行(p)和反向平行(ap)狀態(tài)之間振蕩的示例。

圖2示出了根據(jù)一個實施方式的通過存取晶體管連接至字線、并連接至位線和源線的兩端磁隨機存取存儲器單元的元件。

圖3示出了根據(jù)一個實施方式的mram單元是正交自旋轉(zhuǎn)移(ost)單元的實施方式。

圖4示出了根據(jù)一個實施方式的傳統(tǒng)自旋軌道轉(zhuǎn)矩磁隨機存取存儲器(sot-mram)器件的元件。

圖5示出了根據(jù)一個實施方式的用于控制mram器件切換的系統(tǒng)。

圖6示出了根據(jù)一個實施方式的切換mram器件的改進方法。

圖7示出了根據(jù)一個實施方式的用于使用狀態(tài)估計器控制mram器件切換的系統(tǒng)。

圖8示出了根據(jù)另一個實施方式的切換mram器件的改進方法。

為了便于理解，在可能的情況下，使用相同的附圖標(biāo)記指示附圖中共用的相同元件。可以設(shè)想，在一個實施方式中公開的元件可以被有利地用在其它實施方式中而無需具體陳述。

具體實施方式

在下文中，將參考本公開的實施方式。然而，應(yīng)該理解，本公開不限于具體描述的實施方式。相反地，下面的特征和元件的任意組合無論是否涉及不同的實施方式，都被設(shè)想用來實施和實踐本公開。此外，盡管本公開的實施方式可以實現(xiàn)超越其他可能方案和/或超越現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點，但本公開不限于一個給定的實施方式是否實現(xiàn)某個特定的優(yōu)點。因此，下列方面、特征、實施方式和優(yōu)點僅僅是示例性的，除非在權(quán)利要求中明確陳述，否則不被認為是附加權(quán)利要求的元件或限制。同樣地，參考本公開不應(yīng)被視為本文公開的任何發(fā)明主題的概括，并且除非在權(quán)利要求中明確陳述，否則不應(yīng)被視為是附加權(quán)利要求的元件或限制。

本公開涉及一種用于控制磁阻式隨機存取存儲器器件切換的方法和裝置。該方法包括將電流傳遞給磁阻式隨機存取存儲器器件，其中mram器件處于第一狀態(tài)，使用電阻檢測器實時測量磁阻式隨機存取存儲器器件上的壓降，其中壓降超過閾值電壓相當(dāng)于從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)，該第一狀態(tài)不同于第二狀態(tài)，確定mram器件是否已經(jīng)從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)，以及停止將電流傳遞給磁阻式隨機存取存儲器器件。

圖1a-1c示出了當(dāng)使用例如正交自旋轉(zhuǎn)移(ost)或電壓控制磁化各向異性(vcma)的寫入機制時，來自mram單元磁化的信號如何在平行(p)和反向平行(ap)狀態(tài)之間振蕩的示例。寫入電壓或電流在與p或ap狀態(tài)同相時被關(guān)斷，從而實現(xiàn)p或ap狀態(tài)。在一些實施方式中，寫入電壓或電流在比磁化已達到p或ap狀態(tài)時更早的時間被關(guān)斷，從而適應(yīng)在發(fā)送信號以關(guān)斷寫入電壓或電流的時間與寫入電壓或電流在實際mram單元上關(guān)斷的時間之間在電路中的傳播延遲。該延遲能夠取決于mram單元在mram器件陣列中所處的位置而變化。

圖2示出了具有垂直各向異性的mram單元200，該mram單元200為mram單元陣列的一部分并且連接至位線202、字線204和源線206。該mram單元200是兩端mram單元。圖示了大大簡化的mram單元200，其由固定(或參考)層208，在兩個垂直取向之一之間旋轉(zhuǎn)的自由層210，以及將自由層210和固定層208分隔的隧道勢壘212組成。存取晶體管214可以是cmos晶體管，其在線路前端(feol)制造，并且mram單元200可以在線路后端(beol)制造。

在圖2中，自由層210被定向為與固定層208反向平行。反向平行的定向具有更高的電阻。mram單元200可以比圖中所示的更復(fù)雜，具有用于創(chuàng)建固定層208的許多層和用于創(chuàng)建自由層210的很多層，一個以上隧道勢壘212，以及用于使得自由層210和固定層208能夠生長為具有期望的微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的附加層。施加到達mram單元200的寫入電壓或者經(jīng)過mram單元200并具有適當(dāng)?shù)姆较蚝统掷m(xù)時間的電流，將使自由層210的磁化反向，并導(dǎo)致自由層210的磁化對齊為與固定層208相同的方向。平行定向具有較低的電阻。在一些類型的mram單元200中，切換機制是經(jīng)由自旋轉(zhuǎn)移力矩(stt)的，并且寫入電流是雙極性的，該寫入電流沿著使自由層210與自由層210(較高電阻)反向?qū)R的一個方向流經(jīng)mram單元200，并且沿著使自由層210的磁化與固定層208(較低電阻)平行對齊的另一個方向流經(jīng)mram單元200。

在一個實施方式中，mram單元200的切換是由在mram單元200上施加電場而引起的，這降低了垂直各向異性并且允許自由層210朝向平面定向旋轉(zhuǎn)。這是表示的電壓控制的磁各向異性(vcma)mram。通常寫入電壓是單極性的，但是寫入脈沖的寬度是變化的。這就是所謂的單極寫入。當(dāng)施加電壓時，自由層210繞著平面軸旋轉(zhuǎn)，從而在平行和反向平行狀態(tài)之間進動。下面的附圖幫助確定何時關(guān)斷寫入電流，使得自由層在用于對數(shù)據(jù)編程的期望取向上結(jié)束。在一些實施方式中，stt和vcmamram可以一起使用。

圖3示出了一個實施方式，在該實施方式的情形中mram單元是正交自旋轉(zhuǎn)移(ost)單元300。ost單元300包括附加的磁化層302，其是平面定向的。磁化層302通過間隔層304與自由層210分隔。間隔層304可以由例如銅、銀或金的非磁性材料或者例如agsn的合金形成。

圖4示出了根據(jù)本文公開的一個實施方式的sot-mram的元件400。元件400可以是三端存儲器單元。元件400包括底層402、磁性隧道結(jié)401、釕層410和釘扎層412。磁性隧道結(jié)401包括自由層404、參考層408和將自由層404與參考層408分隔開的絕緣層406。參考層408和釘扎層412具有固定的磁化。例如，參考層408層具有沿向上的z方向的固定磁化414。例如，釘扎層412具有沿向下的z方向的固定磁化416。自由層404的磁化在兩個單軸狀態(tài)之間自由切換，這兩個單軸狀態(tài)是：與參考層力矩的方向平行或反向平行的狀態(tài)。自由層404的磁化的兩個狀態(tài)可以對應(yīng)于0和1的邏輯狀態(tài)。底層402可以是例如pt、ta、w、hf、ir的重金屬，或者這些材料與cu或au的合金(例如cubi、cuir或auw)。底層402與自由層404物理接觸。

元件400進一步包括三個端子：端子1、端子2和端子3。寫入電流iwr可以通過底層402而被施加在端子2和端子3之間。讀取電流ird可以通過元件400從端子1被施加給端子3。

為了寫入元件400，寫入電流通過底層402被施加在端子2和端子3之間。通過使用相對于元件400定位的永久磁鐵420可以獲得偏置磁場。偏置磁場和寫入電流iwr都會導(dǎo)致平面內(nèi)扭矩418作用在自由層上。扭矩418作用在自由層404的初始磁化上，從而使得磁化可以例如從平行狀態(tài)變?yōu)榉聪蚱叫袪顟B(tài)。通過底層402選擇性地提供電流將會確定地使自由層404的磁化方向在第一極化狀態(tài)的第二極化狀態(tài)之間切換。通過使自由層404的極化狀態(tài)交替，信息可以被寫入到sot-mram。

由于在最終狀態(tài)結(jié)束的概率性質(zhì)，可能會發(fā)生寫入失敗。通常，對于vcma和ost寫入機制的寫入不能被確定地控制。為了使磁化從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)，施加寫入脈沖。狀態(tài)必須被測量，這需要附加的時間。如果該器件不處于期望狀態(tài)，該過程需要被重復(fù)。這構(gòu)成了兩個問題。第一，程序可能需要很長時間。第二，程序沒有時間限制。即使在經(jīng)過大量嘗試以后，仍然存在器件最終處于錯誤狀態(tài)的非零概率。因此，需要一種將器件確定地從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)的改進方法。

本文公開的方法可以被用在mram器件中的多個元件上，以提高寫入數(shù)據(jù)速度。該方法改善了位錯誤率。提高信號強度導(dǎo)致mram器件的元件具有更高的可靠性，知道何時關(guān)斷寫入電流。實時跟蹤mram器件的切換補償了由于每個相應(yīng)的單元具有不同的切換時間(由于位分布或所使用的固有寫入機制)而導(dǎo)致的單元到單元的可變性，這也補償了單元到單元的溫度變化。隨著時間推移單元老化，實時檢測補償了可能發(fā)生在切換時間中的任何變化。該方法與在狀態(tài)切換過程中具有電阻變化的任何mram單元設(shè)計都是兼容的，例如正交自旋轉(zhuǎn)移(ost)mram器件、電壓控制的磁各向異性(vcma)mram器件、垂直mram器件和平面內(nèi)mram器件等等。該方法與許多不同的mram切換機制也是兼容的，例如電壓切換機制、電流切換機制、磁性切換機制、電場切換機制等等。

圖5示出了根據(jù)一個實施方式的用于控制mram器件切換的系統(tǒng)500。系統(tǒng)500包括寫入驅(qū)動器502、mram器件504、狀態(tài)檢測器506、臨時磁狀態(tài)指示器507和控制器508。寫入驅(qū)動器502配置為將寫入電流iwr傳遞給mram器件504。寫入電流iwr被提供為使得mram器件504中的處于第一狀態(tài)的自由層將從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)。狀態(tài)檢測器506被放置為與mram器件504平行。狀態(tài)檢測器506配置為實時測量mram器件504上的壓降，并將該信息提供給控制器508。臨時磁狀態(tài)指示器根據(jù)所測量的電阻確定mram器件504的磁狀態(tài)?？刂破?08配置為將由狀態(tài)檢測器506測量的壓降與閾值比較。該閾值可以由用戶設(shè)置?？刂破?08與寫入驅(qū)動器502通信，關(guān)于閾值是否已經(jīng)被滿足。滿足閾值對應(yīng)于mram器件504中的自由層的磁化從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)。系統(tǒng)500還包括晶體管510，其可以耦合在寫入驅(qū)動器502、mram器件504和地之間。

狀態(tài)檢測器506可以使用多種技術(shù)來實時確定mram器件504上的壓降是否超過閾值量。

在一個實施方式中，狀態(tài)檢測器506使用突發(fā)模式提取技術(shù)。突發(fā)模式提取可以使用空間或時間上的過采樣。它可以包含一個或多個電壓控制振蕩器(vco)，這些電壓控制振蕩器的頻率和相位被調(diào)整，以創(chuàng)建信號，該信號的頻率和相位與自由層的磁化在平行(p)和反向平行(ap)狀態(tài)之間的進動相關(guān)聯(lián)的頻率和相位一致。時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(下文中稱為“cdr”)指的是當(dāng)接收器根據(jù)近似頻率信號產(chǎn)生信號，然后相位與p和ap狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移一致的過程。在該情況下的頻率是使電壓信號在p和ap磁化定向之間來回振蕩的頻率。自由層的磁化的頻率和相位可以從單元到單元變化并且隨著溫度變化，所以突發(fā)模式提取提供了使相位和頻率與p和ap狀態(tài)之間的振蕩一致的適應(yīng)性手段，使能可靠的方式來決定就在mram單元處于p或ap狀態(tài)時何時關(guān)斷寫入信號。突發(fā)模式提取指的是cdr的施加，在cdr的施加的情形下，傳輸被故意開始和停止(或突發(fā))，在突發(fā)之間(例如對單元寫入之間的時間期間)具有更長時間的不活動。突發(fā)模式提取電路可以在cmos中實現(xiàn)，并且可以與一個或多個mram器件的陣列共享。

在另一個實施方式中，狀態(tài)檢測器506采用均值和峰值檢測技術(shù)。均值指的是過濾信號以修改其時間波形及其噪聲，從而改善檢測狀態(tài)的能力。在均值和峰值檢測技術(shù)中，系統(tǒng)500還包括微分器(未示出)以確定信號是否達到最大值或最小值。在該情況下，當(dāng)輸出信號與最大值或最小值匹配時，這甚至對應(yīng)于磁化從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)。均值化指的是過濾信號。在實施方式的一些變化中，有兩個峰值檢測電路，一個檢測正峰值，一個檢測負峰值。用于關(guān)斷寫入電流或電壓的標(biāo)準(zhǔn)是，首先是正峰值、然后是負峰值被依次地檢測到，以指示達到一個狀態(tài)?；蛘?，如果首先是負峰值、然后是正峰值被依次地檢測到，則相反的狀態(tài)已經(jīng)實現(xiàn)并且寫入電流被關(guān)斷。

在另一個實施方式中，狀態(tài)檢測器506使用最優(yōu)濾波技術(shù)。在最優(yōu)濾波技術(shù)中，系統(tǒng)500還包括濾波器(未示出)。該濾波器可以是例如維納濾波器。濾波器與器件的進動信號匹配。該濾波器被用作存儲器單元的狀態(tài)估計器，以反饋到時序邏輯中。換句話說，通過將已知信號與未知信號相關(guān)聯(lián)來檢測在未知信號中的已知信號的存在而獲得最優(yōu)濾波器。在該情況下，已知信號將會是檢測磁化從第一狀態(tài)切換到第二狀態(tài)的期望信號。未知信號將會是從電阻檢測器測量的輸出。由電阻檢測器測量的輸出與已知信號進行比較，以確定是否發(fā)生了磁化的切換。

在另一個實施方式中，狀態(tài)檢測器506使用混頻器技術(shù)。混頻器是非線性電路，其根據(jù)施加在其上的兩個信號產(chǎn)生新的頻率。因為mram器件是非線性的，如果混合作用不會過度打擾切換過程則mram器件504可以作為混合器，或者可替代地，另一個器件可以被用作混合器。在該情況下，混頻器取得進動頻率信號，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低頻率的差分信號(f1-f2)。當(dāng)差分信號達到合適的值時，寫入信號被截斷。

在另一個實施方式中，狀態(tài)檢測器506使用時域技術(shù)。在時域技術(shù)中，器件的電流或電壓的直接時域測量提供了對器件的當(dāng)前狀態(tài)的指示。

圖6示出了使用系統(tǒng)500控制mram器件(例如圖4中的元件400)的切換的方法600。方法600開始于步驟602。在步驟602，電流被傳遞給mram器件。該電流可以是由寫入驅(qū)動器502傳遞的寫入電流iwr。

在步驟604，使用電阻檢測器實時測量mram器件上的壓降。電阻檢測器可以是狀態(tài)檢測器506。電阻檢測器可以實現(xiàn)任何上述技術(shù)，以實時測量mram器件上的壓降。

在步驟606，控制器(例如控制器508)確定由電阻檢測器測量的壓降是否超過閾值。電阻探測器與控制器通信，以傳輸mram器件上的壓降的測量值?？刂破鲗⒂呻娮铏z測器提供的測量值與閾值比較。

在步驟608，如果壓降超過閾值，控制器停止將電流傳遞給mram器件。當(dāng)控制器將由電阻檢測器提供的測量值與閾值比較時，如果測量值超過閾值，則控制器與寫入驅(qū)動器通信，從而使得寫入驅(qū)動器不再將電流傳遞給mram器件。如果測量值不超過閾值，寫入驅(qū)動器繼續(xù)將電流傳遞給mram器件，并且電阻探測器繼續(xù)實時測量mram器件上的壓降。

圖7示出了根據(jù)一個實施方式的用于控制mram器件切換的系統(tǒng)700。系統(tǒng)700包括寫入驅(qū)動器702、晶體管701、mram器件704、寫入感測放大器706、過濾器708、狀態(tài)估計器710和控制器712。寫入驅(qū)動器702配置為將電流或電壓傳遞給mram器件704。寫入驅(qū)動器702使晶體管701導(dǎo)通或關(guān)斷。當(dāng)晶體管701導(dǎo)通時，電壓或電流被施加給mram器件704。寫入感測放大器706接收來自mram器件704的信號。寫入感測放大器706配置為從位線中感測低功率信號，該位線表示在寫入過程中被存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)位(1或0)，并且將小電壓擺幅放大至可識別的邏輯水平，從而使得數(shù)據(jù)能夠被適當(dāng)?shù)貙懭?。在一個實施方式中，被饋送入寫入感測放大器706的信號被衰減，從而使得該電流不會使寫入感測放大器飽和。例如，該信號可以由進行寫入操作時的讀取過程中的一個衰減值衰減，或者由寫入操作之后的讀取過程中的不同衰減值或非衰減值衰減。濾波器708配置為從由寫入感測放大器706傳輸?shù)男盘栔幸瞥恍枰某煞?。在一個實施方式中，濾波器708可以是均衡器。在另一個實施方式中，濾波器708可以是抽頭延遲線。濾波器708向狀態(tài)估計器710輸入信號。狀態(tài)估計器710配置為估計mram器件704的狀態(tài)。例如，狀態(tài)估計器710可以估計mram器件704具有高電壓還是低電壓。狀態(tài)估計器710與控制器712通信，以確定被提供給mram器件704的電流應(yīng)該被導(dǎo)通還是關(guān)斷。例如，控制器712可以接收指令以寫入1位或0位。然后將期望的寫入的狀態(tài)與來自狀態(tài)估計器710的估計進行比較?；谠摫容^，控制器712可以將電流導(dǎo)通或關(guān)斷。

圖8示出了根據(jù)另一個實施方式的控制mram器件切換的方法800。mram器件可以是圖4中的元件400。該方法可以使用圖7中的系統(tǒng)700。該方法800開始于步驟802。在步驟802，編程電流或編程電壓被傳遞給mram器件。例如，寫入驅(qū)動器702通過使晶體管701導(dǎo)通，可以將電流或編程電壓提供給mram器件。當(dāng)晶體管701導(dǎo)通時，電壓或電流能夠被施加給mram器件。

在步驟804，提供對應(yīng)于期望磁狀態(tài)的一組標(biāo)準(zhǔn)。例如，用戶可以提供該組標(biāo)準(zhǔn)，例如將0或1寫入控制器712。

在步驟806，狀態(tài)估計器710確定mram器件的狀態(tài)的估計值。例如，狀態(tài)估計器710可以估計mram器件704具有高電阻還是低電阻。狀態(tài)估計器710與控制器712通信，以確定被提供給mram器件704的電流應(yīng)該被導(dǎo)通還是關(guān)斷。

在步驟808，如果控制器確定由狀態(tài)估計器710估計的狀態(tài)充分滿足了在步驟804中被提供給控制器712的該組標(biāo)準(zhǔn)，則停止被傳遞給mram器件704的電流或電壓。例如，如果該組標(biāo)準(zhǔn)要求1位被寫入，那么如果狀態(tài)估計器預(yù)測mram器件處于1位狀態(tài)，則控制器712應(yīng)該停止電流。

如圖所示的是一種用于實時控制mram器件切換的改進方法。實時控制mram器件的切換改善了mram器件的寫入可靠性，并且補償了mram單元之間的切換時間的差異。

盡管上文是針對本公開的實施方式，在不背離本公開的基本范圍的條件下可以設(shè)計本發(fā)明的其他和進一步的實施方式，并且其保護范圍由下面的權(quán)利要求確定。