本申請案主張美國第18/514,043號專利申請案的優(yōu)先權(quán)(即優(yōu)先權(quán)日為“2023年11月20日”)，其內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中。本公開關(guān)于一種存儲器元件及其保護方法。特別是有關(guān)于一種包括用于保護一字元線的一保護電路的存儲器元件。

背景技術(shù)：

1、動態(tài)隨機存取存儲器(dram)將數(shù)據(jù)的每一位元存儲在一單獨的電容器中。一簡單的dram單元包含一單一晶體管和一單一電容器。如果電荷存儲在電容器中的話，則該單元稱為存儲一邏輯高電位(high)，取決于所使用的約定。然后，如果不存在電荷的話，則該單元稱為存儲一邏輯低電位(low)。由于電容器中的電荷會隨著時間的推移而消散，因此dram系統(tǒng)需要額外的更新電路來定期更新存儲在電容器中的電荷。由于電容器只能存儲非常有限的電荷，為了快速區(qū)分邏輯“1”和邏輯“0”之間的差異，通常對每個位元使用兩條位元線(bl)，其中位元線對中的第一個稱為一位元線真數(shù)(blt)，另一個則稱為位元線補數(shù)(blc)。單一晶體管的柵極由一字元線(wl)所控制。

2、列錘(raw?hammer)是一個安全問題，源自于dram的意外和不良副作用，其中存儲器單元借由泄漏電荷在彼此之間進行電性交叉，可能會更改原始存儲器存取中未定址的附近存儲器列(字元線)的內(nèi)容。列錘可以由特定的存儲器存取模式而觸發(fā)，該模式多次快速啟動相同的存儲器列(字元線)。因此，連接到相鄰字元線的存儲器單元泄漏電荷并且難以經(jīng)由隨后的周期性更新周期而保持原始內(nèi)容。一個惡意運算子可以利用列錘效應(yīng)改變附近存儲器列的內(nèi)容，導(dǎo)致元件故障。因此，需要開發(fā)一種保護存儲器(特別是其字元線)的方法來緩解所描述的問題。

3、上文的“先前技術(shù)”說明僅提供背景技術(shù)，并未承認上文的“先前技術(shù)”說明揭示本公開的標(biāo)的，不構(gòu)成本公開的先前技術(shù)，且上文的“先前技術(shù)”的任何說明均不應(yīng)作為本案的任一部分。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開的一實施例提供一種存儲器元件。該存儲器元件結(jié)構(gòu)包括多條字元線；以及一控制器，經(jīng)配置以響應(yīng)于一更新信號在一第一更新周期期間更新該多條字元線中的一第一字元線和一第一受保護字元線，其中該第一受保護字元線鄰近該第一存取字元線。該存儲器元件還包括一隨機數(shù)產(chǎn)生器，經(jīng)配置以接收該第一字元線的一地址和該第一存取字元線的一地址以產(chǎn)生一第一數(shù)；以及一計數(shù)器，電性耦接到該隨機數(shù)產(chǎn)生器。該計數(shù)器經(jīng)配置以接收該第一數(shù)作為該計數(shù)器的一初始值，并且經(jīng)配置以響應(yīng)于該更新信號而開啟。該控制器也經(jīng)配置以當(dāng)該計數(shù)器遞減計數(shù)至零時獲得正在存取的一第二存取字元線的一地址，并在一第二更新周期期間更新一第二受保護字元線，其中該第二受保護字元線鄰近該第二存取字元線。

2、本公開的另一實施例提供一種存儲器元件。該存儲器元件包括多條字元線；一控制器，經(jīng)配置以響應(yīng)于一更新信號在一第一更新周期期間更新該多條字元線中的一第一存取字元線的一第一字元線和相鄰字元線；一隨機數(shù)產(chǎn)生器，經(jīng)配置以基于該第一字元線的該地址和該第一存取字元線的該地址而產(chǎn)生一第一數(shù)；一計數(shù)器，電性耦接到該隨機數(shù)產(chǎn)生器，其中該計數(shù)器經(jīng)配置以接收該第一數(shù)作為該計數(shù)器的一初始值，并響應(yīng)于該更新信號而開始倒數(shù)；以及一地址寄存器，電性接合到該計數(shù)器，其中該地址寄存器經(jīng)配置以存儲當(dāng)該計數(shù)器倒數(shù)到零時是有效的一第二存取字元線的一地址。該控制器也經(jīng)配置以存取該地址寄存器以獲得該第二存取字元線的該地址，并在一第二更新周期期間保護該第二存取位元線的相鄰位元線。

3、本公開的另一實施例提供一種存儲器元件的保護方法，其中該半導(dǎo)體元件包括多條字元線。該保護方法響應(yīng)于一更新信號在一第一更新周期期間更新該多條字元線中的一第一字元線和一第一受保護字元線，其中該第一受保護字元線鄰近該第一存取字元線；借由一隨機數(shù)產(chǎn)生器基于該第一字元線的一地址和該第一存取字元線的一地址來產(chǎn)生一第一數(shù)；響應(yīng)于該更新信號，借由一計數(shù)器而開始從該第一數(shù)開始倒數(shù)；當(dāng)該計數(shù)器計數(shù)為零時，借由該控制器而取得正在存取的一第二存取字元線的一地址；在一第二更新周期期間保護一第二受保護字元線，其中該第二受保護字元線鄰近該第二存取字元線。

4、本公開的實施例提供了一種具有用于選擇和保護一易受攻擊的字元線的一保護電路的存儲器元件。具體地，存儲器的保護電路可以保護字元線(存儲器單元)免受列錘。為了觸發(fā)列錘，惡意運算子會快速啟動相同的存儲器列，導(dǎo)致相鄰未啟動的存儲器列上的電荷可能泄漏。本保護電路提供一隨機數(shù)產(chǎn)生器和一計數(shù)器，以隨機選擇并保護可能被攻擊的存儲器列。該計數(shù)器可以經(jīng)配置以從該隨機數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生的一隨機數(shù)開始倒數(shù)。當(dāng)該計數(shù)器達到零時，可以獲得被啟動的存儲器列的一地址。換句話說，存儲器列是從多個更新周期之間啟動的存儲器列中所選擇的。在這種情況下，選擇池包括在多個更新周期之間啟動的存儲器列。該隨機數(shù)產(chǎn)生器可以根據(jù)最后更新的字元線地址和最后存取的字元線(選擇的可能被攻擊的字元線)的地址來產(chǎn)生隨機數(shù)，以便增加了隨機數(shù)的不可預(yù)測性。另外，為了避免該隨機數(shù)產(chǎn)生器所產(chǎn)生的該隨機數(shù)超過更新周期之間的最大激活次數(shù)，數(shù)字調(diào)整器將該隨機數(shù)修改為從零到一預(yù)定數(shù)(即，更新周期之間的最大啟動數(shù))的一范圍。由于與啟動的存儲器列相鄰的存儲器列受到列錘效應(yīng)的可能性較高，因此其將在后續(xù)的更新周期中受到保護。

5、一般情況下，觸發(fā)列錘的啟動次數(shù)是無法在兩個更新周期內(nèi)完成的。舉例來說，具有8192行的一存儲器元件在多個更新周期之間可以有大約170次激活，并且在同一列中觸發(fā)列錘的激活次數(shù)可以是10000或更多。因此，保護在每個更新周期中可能遭受列錘的額外存儲器列可以消除列錘問題。此外，存儲器元件可以包括一數(shù)字調(diào)整器，以確定用于在存儲器列中選擇一個的隨機數(shù)是否超過更新周期之間的最大啟動次數(shù)(即，在這種情況下為170)，然后將隨機數(shù)減小為0到170。因此，可以改善存儲器元件的安全性和效能。

6、上文已相當(dāng)廣泛地概述本公開的技術(shù)特征及優(yōu)點，使下文的本公開詳細描述得以獲得較佳了解。構(gòu)成本公開的權(quán)利要求標(biāo)的的其它技術(shù)特征及優(yōu)點將描述于下文。本公開所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)了解，可相當(dāng)容易地利用下文揭示的概念與特定實施例可作為修改或設(shè)計其它結(jié)構(gòu)或制程而實現(xiàn)與本公開相同的目的。本公開所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者亦應(yīng)了解，這類等效建構(gòu)無法脫離后附的權(quán)利要求所界定的本公開的精神和范圍。

技術(shù)特征：

1.一種存儲器元件，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的存儲器元件，其中該第一數(shù)是一正整數(shù)。

3.如權(quán)利要求1所述的存儲器元件，其中該第一數(shù)借由多于2位元的二進位序列所表示。

4.如權(quán)利要求3所述的存儲器元件，其中該第一數(shù)借由8位元的二進位序列所表示。

5.如權(quán)利要求1所述的存儲器元件，其中該第一數(shù)小于一第一預(yù)定數(shù)，其中該第一預(yù)定數(shù)與一第一時間段和一第二時間段相關(guān)聯(lián)，該第一時間段用于存取一字元線，該第二時間段在該第一更新周期與該第二更新周期之間。

6.如權(quán)利要求5所述的存儲器元件，還包括一數(shù)字調(diào)整器，經(jīng)配置以當(dāng)該第一數(shù)大于該第一預(yù)定數(shù)時則重置該第一數(shù)的一最高有效位元。

7.如權(quán)利要求1所述的存儲器元件，其中該隨機數(shù)產(chǎn)生器包括一xor門。

8.如權(quán)利要求1所述的存儲器元件，其中該第一字元線的該地址和該第一存取字元線的該地址均借由具有4位元的十六進位序列所表示。

9.如權(quán)利要求8所述的存儲器元件，其中該隨機數(shù)產(chǎn)生器經(jīng)配置以基于該第一字元線的該地址的一第一部分和該第一存取字元線的該地址的一第一部分來產(chǎn)生該第一數(shù)。

10.如權(quán)利要求1所述的存儲器元件，還包括一地址寄存器，電性連接到該計數(shù)器，其中該地址寄存器經(jīng)配置以取得并存儲當(dāng)該計數(shù)器遞減至零時所存取的該第一存取字元線的該地址。

11.如權(quán)利要求1所述的存儲器元件，其中該控制器也經(jīng)配置以在該第二更新周期期間更新一第二字元線。

12.一種存儲器元件，包括：

13.如權(quán)利要求12所述的存儲器元件，其中該第一數(shù)是一正整數(shù)。

14.如權(quán)利要求12所述的存儲器元件，其中該第一數(shù)借由多于2位元的二進位序列所表示。

15.如權(quán)利要求14所述的存儲器元件，其中該第一數(shù)借由8位元的二進位序列所表示。

16.如權(quán)利要求12所述的存儲器元件，其中該第一數(shù)小于一第一預(yù)定數(shù)，其中該第一預(yù)定數(shù)與一第一時間段和一第二時間段相關(guān)聯(lián)，該第一時間段用于存取一字元線，該第二時間段在該第一更新周期與該第二更新周期之間。

17.如權(quán)利要求16所述的存儲器元件，還包括一數(shù)字調(diào)整器，經(jīng)配置以當(dāng)該第一數(shù)大于該第一預(yù)定數(shù)時則重置該第一數(shù)的一最高有效位元。

18.如權(quán)利要求12所述的存儲器元件，其中該隨機數(shù)產(chǎn)生器包括一xor門。

19.如權(quán)利要求12所述的存儲器元件，其中該第一字元線的該地址和該第一存取字元線的該地址均借由具有4位元的十六進位序列所表示。

20.如權(quán)利要求19所述的存儲器元件，其中該隨機數(shù)產(chǎn)生器經(jīng)配置以基于該第一字元線的該地址的一第一部分和該第一存取字元線的該地址的一第一部分來產(chǎn)生該第一數(shù)。

技術(shù)總結(jié)
本公開提供一種存儲器元件及其保護方法。該存儲器元件包括一控制器，經(jīng)配置以響應(yīng)于一更新信號在一第一更新周期期間更新一第一字元線和一第一受保護字元線；一隨機數(shù)產(chǎn)生器，經(jīng)配置以接收該第一字元線的一地址和該第一受保護字元線的一地址以產(chǎn)生一第一數(shù)；一計數(shù)器，電性耦接到該隨機數(shù)字產(chǎn)生器。該計數(shù)器經(jīng)配置以接收該第一數(shù)作為該計數(shù)器的一初始值，并且經(jīng)配置以響應(yīng)于該更新信號而開啟。該控制器經(jīng)配置以當(dāng)該計數(shù)器遞減計數(shù)至零時而獲得正被存取的一第二存取字元線的一地址，并且在一第二更新周期期間更新與該第二存取字元線相鄰的一第二受保護字元線。

技術(shù)研發(fā)人員：楊吳德
受保護的技術(shù)使用者：南亞科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19