技術領域

本發明屬于集成電路(IC)設計技術領域，涉及EEPROM(ElectricallyErasable?Programmable?Read-Only?Memory，電可擦可編程只讀存儲器)，尤其涉及低功耗實現EEPROM的擦寫(擦除/編程)操作方法和用于實現該擦寫操作方法的EEPROM擦寫控制電路，以及包括該EEPROM的RFID(射頻識別)標簽芯片。

背景技術

RFID(射頻識別)技術，特別是超高頻(UHF)RFID技術，已經被廣泛已經被廣泛應用于各個領域，例如，貨物銷售、運輸、生產、廢物管理、郵政跟蹤、航空行李管理、車輛收費管理等領域，傳統的紙帶條形碼因其存儲能力小、不能改寫等缺點，在識別領域，其已經慢慢被RFID系統所替代。

在RFID標簽芯片，特別是超高頻RFID標簽芯片的設計中，對于低功耗的設計要求極高。由于距離遠，相對于高頻(HF)RFID標簽芯片，超高頻RFID標簽芯片能夠獲得的能量更少。在對RFID標簽芯片寫入時，通常需要啟動電荷泵電路以對RFID標簽芯片中通常使用的存儲器-EEPROM-進行擦寫操作，并且持續時間很長，能量消耗極大，所以低功耗EEPROM的設計成為RFID標簽芯片低功耗設計的難點之一，特別是成為超高頻RFID標簽芯片設計中的技術難點。

如上所述，EEPROM作為目前RFID芯片所使用的最主要的存儲器形式之一，其低功耗設計成為一個主要的設計方向和難題。很多企業選擇了MTP(Multi-Time-Programmable，多次可編程)存儲器等新器件作為研發方向，避開EEPROM低功耗設計的難題。但是EEPROM工藝成熟，可靠性高，在部分大容量、高可靠性的RFID標簽芯片設計中仍然有不可替代的需求，其低功耗設計成為必須克服的難題，特別是在擦寫操作模式下的低功耗設計。

目前，EEPROM的擦寫操作方法主要為：從字線/位線向存儲單元偏置較高的高壓信號(例如15V)，持續1.5ms～2.5ms，實現一次地擦寫操作成功，擦寫操作后沒有驗證步驟。由于EEPROM中包括多個存儲單元，由于普遍存在的一致性問題，其擦寫電壓是相對分散地，在目前這種擦寫操作方法中，高壓信號的大小通常是能夠使所有存儲單元基本都能夠擦寫操作成功的電壓，從而在不驗證的情況下均基本能夠一次地實現成功擦寫操作。并且，這種高壓信號也不能過高而導致存儲器件在擦寫操作中因此而損壞。

EEPROM的擦寫操作中使用高壓信號一般地由電荷泵電路提供。圖1所示為現有技術的EEPROM擦寫控制電路模塊結構示意圖，其應用于RFID標簽芯片中。如圖1所示，EEPROM擦寫控制電路50主要地包括電荷泵電路51和穩壓二極管52，電荷泵電路51的輸出端接穩壓二極管52，以穩壓的形式提供擦寫所需的高壓信號。EEPROM擦寫控制電路50與RFID標簽芯片中的射頻前端電路20耦接，射頻前端電路20與天線10耦接，EEPROM擦寫控制電路50輸出的高壓信號可以偏置至存儲陣列60上，在存儲陣列60的某一個存儲單元被選中之后，該存儲單元被該高壓信號進行擦寫操作。

具體在EEPROM擦寫控制電路50中，利用電荷泵電路51以及穩壓二極管52產生諸如15V的高壓信號。其中，利用穩壓二極管52在反向導通電壓附近產生大電流的特性，在高壓信號尚未達到穩壓二極管52反向導通所需電壓時，電荷泵電路51產生的能量能夠持續抬高電壓信號，在高壓信號達到穩壓二極管52反向導通所需電壓時，穩壓二極管52產生較大的反向漏電，電荷泵電路51輸出的能量和穩壓二極管52的泄放電流達到平衡，從而，使高壓信號穩定在穩壓二極管52的反向導通電壓附近。

如上所述，為了使所有存儲單元都能夠基本一次擦寫操作成功且不做驗證，其用于擦寫的高壓信號必須有較大的冗余量，以保證在較差的工藝角下的存儲單元也可以被擦寫操作成功。目前的EEPROM的擦寫操作方法和擦寫控制電路主要有以下缺點：

第一，采用穩壓二極管進行穩壓，使得電荷泵的輸出能量不可能太低。這是由于，穩壓二極管的反向擊穿電壓并不是一個點，而是隨著反偏電壓的升高，反向漏電逐漸增大。如果電荷泵輸出能量較低，穩壓二極管會把輸出電壓箝位在較低電位，導致某些單元不能成功的擦寫；如果電荷泵輸出能量足夠高，則其輸出能量的大部分被穩壓二極管泄放掉，穩壓過程會造成能量的大量浪費。

第二，存儲器單元的擦寫操作方法中，擦寫信號設置了大量的冗余，包括電壓方面的冗余和操作時間的冗余，尤其不利于降低功耗。

發明內容

本發明目的之一在于，降低EEPROM擦寫操作的功耗。