用于闪存的电荷泵仿真电路和仿真方法与流程

本发明涉及电路仿真方法，更具体地，涉及用于闪存的电荷泵仿真电路和仿真方法。

背景技术：

闪存是一种长寿命的非易失性的存储器，在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，其存储特性相当于硬盘。数据删除是以固定的区块为单位而非以单个字节为单位，区块大小一般为256kb到20mb。闪存是电子可擦除只读存储器的变种，闪存与可擦除只读存储器不同的是，可擦除只读存储器是在字节水平上进行删除和重写，而闪存的大部分芯片需要按区块擦除。因为其断电时仍能保存数据，闪存通常被用来保存设置信息，如在电脑的基本程序、个人数字助理、数码相机中保存资料等。

闪存器件实际存储操作的物理机制要求电路提供远高于电源输入电压的工作电压，其操作的物理机制主要包括两种：热电子注入以及fn隧穿效应，这两种操作一般都需要很高的电压去完成。电荷泵电路作为片内的高压产生电路是闪存系统中必不可少的组成部分。电荷泵电路是一种由电容和开关阵列组成的可以在片上集成的dc-dc转换器，可通过电容内部耦合效应产生比外部电源电压更高的电位势。

闪存设计验证过程长、仿真量大，占用大量的计算机资源。分析仿真过程发现，电荷泵电路占据大量的计算资源。而闪存电路中使用了数个电荷泵，电荷泵电路虽然结构简单，电荷泵的工作频率很高普遍在10mhz到1ghz，在对闪存的全局电路进行仿真时，一旦有电荷泵的开启，电荷泵模占用大量的计算资源使仿真速度下降，浪费大量的计算机资源。

因此，期望进一步改进用于闪存的电荷泵的仿真电路和仿真方法，以减少计算量和节省计算机资源。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种用于闪存的电荷泵仿真电路和仿真方法，用于解决现有技术中的问题，实现了对闪存的仿真。根据本发明的一方面，提供一种用于闪存的电荷泵仿真电路，包括：电平转移电路，用于根据使能信号和开关信号产生控制信号；以及传输门，用于在所述控制信号的控制下将供电电压转换成输出电压，其中，所述传输门包括依次串联连接在其输入端和输出端之间的第一开关管、电阻和第二开关管，以及连接在所述电阻和所述第二开关管的中间节点和地之间的电容，所述输入端接收所述供电电压，所述输出端提供所述输出电压，所述第一开关管和所述第二开关管的控制端接收所述控制信号。

优选地，所述电容用于模拟所述电荷泵的等效电容，所述电阻用于模拟所述电荷泵的等效电阻。

优选地，所述电荷泵提供正电压，所述第一开关管和所述第二开关管为p型mos晶体管。

优选地，所述电荷泵提供负电压，所述第一开关管和所述第二开关管为n型mos晶体管。

根据本发明的另一方面，提供一种闪存电路的仿真方法，所述闪存电路包括电荷泵以提供读写电压，所述方法包括：在闪存电路中，采用上述的电荷泵仿真电路替代实际电荷泵电路，已获得闪存仿真电路；根据实际电荷泵电路设置所述电荷泵仿真电路的电路参数；对所述闪存仿真电路进行仿真，以获得所述闪存电路所需的电路参数。

优选地，所述闪存电路包括电荷泵以提供读写电压，所述方法包括：所述电荷泵仿真电路的电路参数包括使能信号、开关信号、供电电压、输出电压的数值和电平状态，以及所述电阻和所述电容的数值。

本发明实施例提供的用于闪存的电荷泵仿真电路和仿真方法，该电荷泵仿真电路包括：电平转移电路，用于根据使能信号和开关信号产生控制信号；以及传输门，用于在所述控制信号的控制下将供电电压转换成输出电压，其中，所述传输门包括依次串联连接在其输入端和输出端之间的第一开关管、电阻和第二开关管，以及连接在所述电阻和所述第二开关管的中间节点和地之间的电容，所述输入端接收所述供电电压，所述输出端提供所述输出电压，所述第一开关管和所述第二开关管的控制端接收所述控制信号。该仿真方法包括：步骤1，在闪存电路中，采用上述的电荷泵仿真电路替代实际电荷泵电路，获得闪存仿真电路；步骤2，根据实际电荷泵电路设置所述电荷泵仿真电路的电路参数；步骤3，对所述闪存仿真电路进行仿真，以获得所述闪存电路所需的电路参数。该电荷泵仿真电路减少了开关管的数量，从而降低了电路仿真期间的系统资源占用，以及提高了仿真速度。

与现有技术的电荷泵仿真电路相比，本发明的电荷泵仿真电路利用无源元件模拟电荷泵的等效电容和等效电阻，并且减少仿真电路中的有源元件(mos晶体管)的数量。因此，该仿真电路减少了开关信号的仿真量，降低了闪存电路在仿真过程中对计算资源的占用率。

附图说明

为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显然，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1示出现有的dickson电荷泵实体电路图；

图2示出现有的电荷泵仿真电路的电路结构示意图；

图3示出根据本发明第一实施例的用于闪存的电荷泵仿真电路的电路结构示意图；

图4示出根据本发明第二实施例的闪存电路仿真方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更为清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提的所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1示出现有的dickson电荷泵实体电路图。该电荷泵的输入端接收供电电压vd，输出端提供输出电压vout。进一步地，该电荷泵包括时钟产生电路11、多个开关管m0至mn和多个电容c1至cn。所述时钟产生电路11产生非重叠的第一时钟信号clk1和第二时钟信号clk2。多个开关管m0至mn依次串联连接在输入端和输出端之间，并且其栅极与其源极连接。多个电容c1至cn分别连接在相应的开关管的漏极和所述时钟产生电路11的输出端之间。所述多个开关管m0至mn与所述多个电容c1至cn组成多个电压级，并且相邻电压级的电容交替接收第一时钟信号clk1和第二时钟信号clk2。

在工作期间，该电荷泵在一个时钟周期内，当其中一个相位的时钟信号从高电平跳变到低电平后，另一个相位的时钟信号才会从低电平跳变为高电平，从而使电荷泵泵电容上的电荷可以充分地从前一级转移到后一级，这样，在两相时钟信号的作用下，电荷不断从电源传输到输出级,使输出电压升高。

图2示出现有的电荷泵仿真电路的电路结构示意图。该电荷泵仿真电路的输入端接收电源库提供的电压vneg1、vneg2，输出端提供输出电压vneg。进一步地，该电荷泵仿真电路包括电平转移电路21和传输门22。所述电平转移电路21用于产生控制信号pen、pent。所述传输门22包括开关管m11至m13和m21至m23。

在工作期间，两个并联的mos晶体管传输门利用传输门的控制信号pen和pent控制传输门的输出vneg等于vneg1或vneg2或浮空，最终实现输出端电平的变化。

该电荷泵仿真电路使用了6个mos晶体管，电路仿真期间，存在系统资源占用量大的问题。

图3示出根据本发明第一实施例的用于闪存的电荷泵仿真电路的电路结构示意图。该电荷泵仿真电路的输入端接收原电路中的pump空载时的输出电压vpump，输出端提供输出电压vout。进一步地，该电荷泵仿真电路包括电平转移电路101和传输门102。所述电荷泵转移电路101用于根据使能信号en通过控制开关信号vsw产生控制信号。所述传输门102包括第一开关管m1、第二开关管m2、电荷泵的等效电容cpump和其等效电阻rpump。第一开关管m1、电阻rpump和第二开关管m2依次串联连接在其输入端和输出端之间，电容cpump连接在电阻rpump和第二开关管m2的中间节点和地之间。

在工作期间，电平转移电路通过使能信号en控制开关信号vsw产生控制信号，控制开关管的导通与截止，进一步实现输出端电平的变化。

优选地，所述电荷泵提供正电压，所述第一开关管和所述第二开关管为p型mos，对应的使能信号en为逻辑低电平时有效，vout输出高电压。

优选地，晶体管所述电荷泵提供负电压，所述第一开关管和所述第二开关管为n型mos晶体管。en为高电平时开关管m1、m2开启。vout表示输出电压，m2不开启时vout点处于悬浮状态。

图4示出根据本发明第二实施例的闪存电路仿真方法的流程图。该闪存电路的仿真方法包括步骤s01、s02和s03。步骤s01为电荷泵仿真电路替代实际电荷泵电路，获得闪存仿真电路。步骤s02为根据实际电荷泵电路设置所述电荷泵仿真电路的电路参数。步骤s03为对所述闪存仿真电路进行仿真，获得所述闪存电路所需的电路参数。

所述仿真电路包括电平转移电路和传输门，电平转移电路通过使能信号en控制开关信号vsw产生控制信号，控制传输门的工作状态，进一步实现输出端电平的变化。

所述电荷泵仿真电路的电路参数包括使能信号、开关信号、供电电压、输出电压的数值和电平状态，以及所述电阻和所述电容的数值。优选地，闪存存储器仿真所需要的由电荷泵提供的物理参数，从本发明的电荷泵仿真模型中获取。

最后应当说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其全部或者部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各个实施例技术方案的范围。