的輸出所選擇的參考單元列上的電壓差進(jìn)行比較放大，輸出讀結(jié)果Out ;
(8)所述讀使能控制的晶體管:第四晶體管410和第五晶體管411，在讀使能有效時(shí)，分別開啟，使電流源413產(chǎn)生的讀電流能施加到存儲(chǔ)單元401、被電壓差放大電路407的輸出所選擇的第一參考單元402或者第二參考單元403上。
[0012]本發(fā)明提出第一種讀電路結(jié)構(gòu)的效果是:
當(dāng)存儲(chǔ)單元處于導(dǎo)通態(tài)時(shí)，電壓差放大電路的輸出結(jié)果會(huì)使得處于非導(dǎo)通態(tài)的參考列打開，因而使得在讀操作過程中的讀電流包括一列導(dǎo)通態(tài)和一列非導(dǎo)通態(tài)的電流；而當(dāng)存儲(chǔ)單元處于非導(dǎo)通態(tài)時(shí)，電壓差放大電路的輸出結(jié)果會(huì)使得處于導(dǎo)通態(tài)的參考列打開，因而使得在讀操作過程中的讀電流也包括一列導(dǎo)通態(tài)和一列非導(dǎo)通態(tài)的電流；因而使得讀操作過程中不管所讀取的存儲(chǔ)單元是導(dǎo)通態(tài)還是非導(dǎo)通態(tài)，即不管所讀取的是I還是0，讀操作過程中的讀電流曲線是一致的，進(jìn)而讀功耗曲線也是一致的，因而可以提高抗功耗分析攻擊的能力。
[0013]同時(shí)，本發(fā)明第一種讀電路結(jié)構(gòu)是在電壓差放大電路得到結(jié)果后，再開啟參考列進(jìn)行讀取，使得讀取過程中的功耗曲線保持較好的一致性，而非僅僅是平均功耗的一致性。而現(xiàn)有技術(shù)US5917754是在讀出存儲(chǔ)結(jié)果后，再依據(jù)結(jié)果開啟補(bǔ)償電路來補(bǔ)償功耗，其本質(zhì)上為提供了能耗的一致性，而非即時(shí)功耗曲線的一致性。因此，本發(fā)明所提第一種電路結(jié)構(gòu)更具備抗功耗分析攻擊的能力。
[0014]第二種讀電路結(jié)構(gòu)，包括:存儲(chǔ)單元501，處于非導(dǎo)通態(tài)的第一冗余單元502，處于導(dǎo)通態(tài)的第二冗余單元503，處于中間值的參考單元515，電壓差放大電路507，電流源513，靈敏放大器512 ;此外，還包括:列選擇晶體管:第一晶體管504，參考列選擇晶體管:第二晶體管516，兩個(gè)冗余單元列選擇晶體管:第三晶體管505和第四晶體管506，兩個(gè)傳輸門:第一傳輸門508、第二傳輸門509，三個(gè)讀使能控制的晶體管:第五晶體管510、第六晶體管511、第七晶體管517 ;其中:
(1)所述存儲(chǔ)單元501，可以處于導(dǎo)通態(tài)或者非導(dǎo)通態(tài)，分別表示存儲(chǔ)I或者O數(shù)據(jù)；
(2)所述處于非導(dǎo)通態(tài)的第一冗余單元502、處于導(dǎo)通態(tài)的第二冗余單元503，與存儲(chǔ)單元是相同結(jié)構(gòu)，分別預(yù)先編程為非導(dǎo)通態(tài)和導(dǎo)通態(tài)；
所述存儲(chǔ)單元501可以是阻變存儲(chǔ)器單元，其導(dǎo)通態(tài)和非導(dǎo)通態(tài)分別代表低阻和高阻。所述非導(dǎo)通態(tài)冗余單元502可以是處于高阻態(tài)的阻變存儲(chǔ)器單元。所述導(dǎo)通態(tài)冗余單元503可以是處于低阻態(tài)的阻變存儲(chǔ)器單元；
所述存儲(chǔ)單元501可以是相變存儲(chǔ)器單元，其導(dǎo)通態(tài)和非導(dǎo)通態(tài)分別代表晶態(tài)的低阻和非晶態(tài)的高阻。所述非導(dǎo)通態(tài)的第一冗余單元502可以是處于非晶態(tài)的高阻態(tài)的相變存儲(chǔ)器單元。所述導(dǎo)通態(tài)的第二冗余單元503可以是處于晶態(tài)的低阻態(tài)的相變存儲(chǔ)器單元；
所述存儲(chǔ)單元501可以是其它類型的存儲(chǔ)單元，包括EEPROM、Flash等，所述導(dǎo)通態(tài)和非導(dǎo)通態(tài)分別表示其浮柵電荷被編程和被擦除的物理狀態(tài)。相應(yīng)的，導(dǎo)通態(tài)的第二冗余單元503和非導(dǎo)通態(tài)的第一冗余單元502可以分別是浮柵電荷被編程和被擦除的狀態(tài)；
(3)所述處于中間值的參考單元515，其狀態(tài)位于導(dǎo)通態(tài)和非導(dǎo)通態(tài)的中間狀態(tài)。特別的，對(duì)于存儲(chǔ)單元是阻變存儲(chǔ)器的情況，處于中間值的參考單元515可以是阻值介于存儲(chǔ)單元的高阻和低阻中間的電阻；
(4)所述列選擇晶體管:第一晶體管504，其柵極受列選擇信號(hào)控制，當(dāng)列選擇信號(hào)有效時(shí)，該列存儲(chǔ)單元被選中；
(5)所述冗余單元列選擇晶體管:第二晶體管505和第三晶體管506，其柵極受冗余單元列選擇信號(hào)控制，當(dāng)冗余單元列選擇信號(hào)有效時(shí)，對(duì)應(yīng)的冗余單元列被選中；
(6)所述參考列選擇晶體管:第四晶體管516，其柵極受參考列選擇信號(hào)控制，當(dāng)參考列選擇信號(hào)有效時(shí)，該參考列被選中；
(7)所述第一傳輸門508、第二傳輸門509，分別用于控制非導(dǎo)通態(tài)的第一冗余單元502、導(dǎo)通態(tài)的第二冗余單元503所在列的開關(guān)；所述第一傳輸門508、第二傳輸門509，其實(shí)現(xiàn)可以是互補(bǔ)MOS電路的傳輸門，也可以是單個(gè)MOS管構(gòu)成的傳輸門；
(8)所述電壓差放大電路507，其輸入是存儲(chǔ)單元所在列的位線電壓，將存儲(chǔ)單元分別處于導(dǎo)通態(tài)、非導(dǎo)通態(tài)時(shí)的位線電壓轉(zhuǎn)換成低電平和高電平輸出，該輸出連接到第二傳輸門509的控制端。同時(shí)其輸出再經(jīng)過一個(gè)反相器514產(chǎn)生一個(gè)互補(bǔ)的電平輸出，連接到第一傳輸門508的控制端；
電壓差放大電路507的功能是，在電流源的電流施加在存儲(chǔ)單元所在列后，當(dāng)存儲(chǔ)單元處于導(dǎo)通態(tài)，存儲(chǔ)單元所在列的位線電壓為一個(gè)較低的電壓Vm，當(dāng)存儲(chǔ)單元處于非導(dǎo)通態(tài)時(shí)，存儲(chǔ)單元所在列的位線電壓為一個(gè)較高的電壓VM，但是，Vm和VM的幅度較小，難以達(dá)到直接控制傳輸門一 508、傳輸門二 509的翻轉(zhuǎn)的幅度，因而，電壓差放大電路可以將Vm轉(zhuǎn)換為低電平輸出，可將VM轉(zhuǎn)換為高電平輸出，同時(shí)電壓差放大電路507的輸出還經(jīng)過一個(gè)反相器514產(chǎn)生互補(bǔ)的信號(hào)，這一對(duì)互補(bǔ)的信號(hào)用來分別控制第二傳輸門509和第一傳輸門508的開關(guān)，以確保每次只有一列冗余列被選中。具體工作過程是，如果電壓差放大電路507的輸出是高電平，將表明存儲(chǔ)單元501處于非導(dǎo)通態(tài)，則將開啟第二傳輸門409，電流源513產(chǎn)生的電流將通過第二傳輸門509，反之，如果電壓差放大電路507的輸出是低電平，將表明存儲(chǔ)單元501處于導(dǎo)通態(tài)，則將開啟第一傳輸門508，電流源513產(chǎn)生的電流將通過第一傳輸門508 ；
所述電壓差放大電路507，可以有多種實(shí)現(xiàn)形式，可以包括各種能將兩個(gè)不同的模擬電壓進(jìn)行區(qū)分、并轉(zhuǎn)換為低電平和高電平的電路。具體的，可以包括比較器、翻轉(zhuǎn)電壓經(jīng)過調(diào)整的反相器、減法器、單管放大器等；
所述電壓差放大電路507，可以包含輸出狀態(tài)初始化電路，該初始狀態(tài)可以使得兩列參考單元列的其中一列預(yù)先處于打開狀態(tài)，其目的可以是對(duì)讀功耗進(jìn)行更早的平衡。
[0015]所述電壓差放大電路507，還可以包含控制電路，使得在讀使能無效期間，使得第一傳輸門508和第二傳輸門509都關(guān)閉，只有在讀使能有效期間，再根據(jù)電壓差放大電路507的實(shí)際輸出結(jié)果決定開啟哪個(gè)傳輸門；
(9)所述讀使能控制的第五晶體管510、第六晶體管511、第七晶體管517，在讀使能有效時(shí)，分別開啟，使得電流源513產(chǎn)生的讀電流能施加到存儲(chǔ)單元、冗余單元、參考單元所在列上；
(10)所述靈敏放大器512，將存儲(chǔ)單元列、參考單元列上的電壓差進(jìn)行比較放大，輸出讀結(jié)果Out。
[0016]本發(fā)明提出的第二種讀電路結(jié)構(gòu)的效果是:
讀操作過程中，存儲(chǔ)單元與參考單元所在列的電流產(chǎn)生的電壓差，進(jìn)行靈敏放大，得到讀出結(jié)果。與此同時(shí)，當(dāng)存儲(chǔ)單元處于導(dǎo)通態(tài)時(shí)，電壓差放大電路的輸出結(jié)果會(huì)使得處于非導(dǎo)通態(tài)的冗余列打開，因而使得在讀操作過程中的讀電流包括一列導(dǎo)通態(tài)、一列非導(dǎo)通態(tài)、一列處于中間值的參考列的電流；而當(dāng)存儲(chǔ)單元處于非導(dǎo)通態(tài)時(shí)，電壓差放大電路的輸出結(jié)果會(huì)使得處于導(dǎo)通態(tài)的冗余列打開，因而使得在讀操作過程中的讀電流也包括一列導(dǎo)通態(tài)、一列非導(dǎo)通態(tài)、一列處于中間值的參考列的電流；因而使得讀操作過程中不管所讀取的存儲(chǔ)單元是導(dǎo)通態(tài)還是非導(dǎo)通態(tài)，即不管所讀取的是I還是0，讀操作過程中的讀電流曲線是一致的，進(jìn)而讀功耗曲線也是一致的，因而可以提高抗功耗分析攻擊的能力。
[0017]同時(shí)，本發(fā)明所提第二種結(jié)構(gòu)是在讀操作過程中，并行進(jìn)行功耗的補(bǔ)償，即電壓差放大電路得到結(jié)果后，開啟冗余列，使得冗余列有電流通過，使得讀取過程中的功耗曲線保持較好的一致性，而非僅僅是平均功耗的一致性。而現(xiàn)有技術(shù)US5917754是在讀出存儲(chǔ)結(jié)果后，再依據(jù)結(jié)果開啟補(bǔ)償電路來補(bǔ)償功耗，其本質(zhì)上為提供了能耗的一致性，而非即時(shí)功耗曲線的一致性。因此，本發(fā)明更具備抗功耗分析攻擊的能力。跟本發(fā)明所提的第一種結(jié)構(gòu)相比，其讀操作和功耗平衡操作的并行性更明顯，有利于讀O和讀I的功耗平衡。
[0018]本發(fā)明提出的抗旁路攻擊的非揮發(fā)存儲(chǔ)器讀電路的第二種結(jié)構(gòu)，是在第一種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用處于中間狀態(tài)的參考單元來進(jìn)行讀操作，而將第一種結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)參考單元作為兩個(gè)冗余單元，用于平衡讀功耗，其效果可以在第一種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步平衡讀O和讀I的功耗曲線，有利于抗功耗分析類的旁路攻擊。
[0019]本發(fā)明所提的第一種和第二種結(jié)構(gòu)的功耗效果示意圖如圖6所示，讀O和讀I的功耗曲線在一開始的很短時(shí)間的建立過程之后，會(huì)在后續(xù)整個(gè)讀過程中保持一致，直到存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)讀出。