好的,我将以资深专利代理师的身份,对您提供的对比文件进行创造性评估。以下是我的分析:
**开始评估**
**对比文件名称**:2014-05-21_发明公开_CN103810118A 一种新型的STT-MRAM缓存设计方法
**目标专利名称**:使用串联磁性隧道结的多位自旋转移矩磁阻随机存取存储器STT-MRAM CN107430883B
**本次调用模型名称**:DeepSeek
## 特征比对表格
| 技术特征描述及公开性判断结果 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **A. 包括:具有第一读取余裕的第一磁性隧道结(MTJ)元件** <br>《隐含公开》 | 对比文件涉及STT-MRAM缓存设计,其背景技术和发明内容部分多次提及STT-MRAM使用磁性隧道结(MTJ)存储数据(例如背景技术第[0004]段)。具体实施方式第[0026]段描述了MTJ的结构和工作原理。为构成缓存,必然包含由MTJ构成的存储单元。 | 根据目标专利说明书(如[0030]-[0031]段),读取余裕(ΔR)是MTJ元件的关键操作参数,与MTJ的尺寸(大小)直接相关。对比文件虽然没有明确使用“读取余裕”这一术语,但其公开的STT-MRAM缓存由MTJ存储单元构成,这是实现存储功能的基础。本领域技术人员能够理解,任何用于数据存储的MTJ元件必然具备一定的读取余裕特性以支持可靠的读操作。因此,对比文件隐含公开了“具有第一读取余裕的第一MTJ元件”这一技术特征。 |
| **B. 具有第二读取余裕的第二MTJ元件,所述第一读取余裕大于所述第二读取余裕的两倍** <br>《隐含公开》 | 对比文件发明内容第[0016]段:“利用如上关系,可以用小尺寸的MTJ构成的存储单元作为一级Cache,较大尺寸的MTJ构成的存储单元作为下一级Cache,即L2Cache。” 具体实施方式第[0029]步骤一:“针对物理版图中L1STT-MRAM部分,采用小尺寸的MTJ生产工艺...针对物理版图中L2STT-MRAM部分采用正常尺寸的MTJ生产工艺”。 | 目标专利中,第一MTJ元件尺寸小、读取余裕大,第二MTJ元件尺寸大、读取余裕小,且第一读取余裕大于第二读取余裕的两倍([0030]段)。对比文件明确教导了在缓存层次结构(L1和L2)中使用不同尺寸(小尺寸和较大尺寸)的MTJ。根据目标专利说明书阐明的原理,MTJ尺寸与其读取余裕存在关联(尺寸越大,读取余裕可能越小)。虽然对比文件未直接量化比较两者的读取余裕,但本领域技术人员基于对比文件公开的“小尺寸MTJ用于高速L1 Cache”和“较大尺寸MTJ用于L2 Cache”这一设计思想,结合STT-MRAM的普遍知识,可以合理推断为了实现L1 Cache更快的访问(可能对应更易区分的电阻状态,即更大的读取余裕)和L2 Cache更长的数据保持,小尺寸MTJ的读取余裕会设计得大于较大尺寸MTJ。考虑到目标专利中“两倍”的关系是一种示例性的量化设计选择,本领域技术人员在优化不同层级缓存性能时,有可能将L1 Cache MTJ的读取余裕设计为显著大于(例如达到两倍)L2 Cache MTJ的读取余裕,以实现预期的性能区分。因此,该特征被对比文件隐含公开。 |
| **C. 以及耦合在所述第一MTJ元件与所述第二MTJ元件之间的存取晶体管** <br>《未公开》 | 对比文件图1及具体实施方式第[0026]段描述了STT-MRAM存储单元为“1T1J”结构,即一个晶体管与一个MTJ串联。全文未提及将两个MTJ串联并由一个存取晶体管耦合的结构。 | 目标专利的核心架构之一是将第一MTJ和第二MTJ串联,并通过中间的一个存取晶体管进行耦合(如图1所示)。对比文件公开的每个存储单元(无论是用于L1还是L2 Cache)都是独立的“1T1J”结构,即每个MTJ都有自己的存取晶体管。对比文件完全没有公开或暗示将两个不同尺寸的MTJ串联在同一个存取晶体管两侧以形成一个复合存储单元的技术方案。因此,该特征未被对比文件公开。 |
| **D. ,其中所述存取晶体管的栅极耦合至字线,** <br>《直接公开》 | 对比文件图1明确示出晶体管的栅极连接至字线(WL)。具体实施方式第[0026]段也记载:“读取存储单元数据时,将字线置为有效...写入数据时,首先将字线置为有效”。 | 这是STT-MRAM存储单元的标准控制方式。对比文件图1和文字描述清晰地公开了存取晶体管的栅极耦合至字线(WL),用于控制单元的选通。该特征在对比文件中的作用与在目标专利中相同,都是通过字线信号控制晶体管的导通,从而实现对MTJ元件的存取。因此,该特征被对比文件直接公开。 |
| **E. 其中所述第一MTJ元件、所述第二MTJ元件和所述存取晶体管形成多位自旋转移矩磁阻随机存取存储器(STT-MRAM)存储器单元** <br>《未公开》 | 对比文件全文仅描述了作为单bit存储的“1T1J”单元(第[0026]段),未提及由两个MTJ串联构成的多位(如2位)存储单元。 | 目标专利中,第一MTJ、第二MTJ和中间的存取晶体管共同形成了一个多位(例如2位)STT-MRAM存储器单元([0033]段)。对比文件中的L1和L2 Cache是由大量独立的单bit“1T1J”单元组成的阵列,这些单元在物理和逻辑上是分离的,并非通过电气串联集成在一个单元内以存储多位数据。因此,该特征未被对比文件公开。 |
| **F. 以及被配置成将所述STT-MRAM存储器单元的感测出的值与第二值进行比较的电路系统,所述第二值基于所述感测出的值与第一值的比较,** <br>《未公开》 | 对比文件具体实施方式第[0026]段提到读取时“该电流与参考电流相比较后,可知存储单元存取的是逻辑‘0’还是逻辑‘1’”。未提及使用两个参考值并进行两次基于结果的比较。 | 该特征描述了目标专利中用于读取(特别是读取第二MTJ)的“双比较”方法(参见[0044]-[0046]段,图5B)。对比文件仅公开了标准的单次比较读取方法:将感测出的电流与一个参考电流进行比较以判断逻辑状态。对比文件没有公开任何根据第一次比较的结果来选择或确定用于第二次比较的第二值(第二参考电平)的电路系统或方法。因此,该特征未被对比文件公开。 |
| **G. 其中所述第一值是与所述第二MTJ元件相关联的第一参考电平,** <br>《未公开》 | 见特征F的引用。对比文件未区分与不同MTJ相关联的参考电平,也未提及“第一参考电平”的概念。 | 该特征是对特征F中“第一值”的进一步限定,指明其为与第二MTJ元件关联的第一参考电平。由于对比文件未公开针对同一存储单元内不同MTJ元件的、具有依赖关系的双比较读取方法,因此自然也未曾公开这种与特定MTJ(第二MTJ)相关联的“第一参考电平”。该特征未被公开。 |
| **H. 并且所述第二值是与所述第二MTJ元件相关联的第二参考电平,** <br>《未公开》 | 见特征F的引用。对比文件未提及“第二参考电平”。 | 该特征是对特征F中“第二值”的进一步限定,指明其为与第二MTJ元件关联的第二参考电平。同理,由于双比较方法未公开,作为其组成部分的“第二参考电平”也未被公开。该特征未被公开。 |
| **I. 以及其中所述第一参考电平和所述第二参考电平是从平均参考电平值推导的** <br>《未公开》 | 对比文件未提及参考电平的生成或推导方式。 | 目标专利说明书中提到参考电平值可以存储在外围,也可以从“平均参考电平值”推导,该平均值可从初始化设备确定或由其他MTJ结构确定([0047]段)。对比文件仅提及使用参考电流进行比较,但完全没有公开这些参考值是如何产生或获得的,更没有公开从“平均参考电平值”推导的具体方法。因此,该特征未被对比文件公开。 |
| **J. ,所述平均参考电平值从初始化设备确定或者由其它MTJ结构确定。** <br>《未公开》 | 对比文件未提及“初始化设备”或使用“其它MTJ结构”来确定参考值。 | 这是对特征I的进一步具体限定。对比文件完全没有公开这些获取平均参考电平值的具体来源或手段。因此,该特征未被对比文件公开。 |
| **K. 其特征在于,进一步包括,耦合至所述第一MTJ元件的位线以及耦合至所述第二MTJ元件的源线,其中所述电路系统被进一步配置成基于所述感测出的值与所述第二值的关系来确定所述第二MTJ元件的电阻状态。** <br>《未公开》 | 对比文件图1示出了位线(BL)和源线(SL)连接至“1T1J”单元的两端。但未公开如目标专利图1所示的串联结构下,位线接第一MTJ、源线接第二MTJ的具体连接方式。更未公开基于双比较确定第二MTJ电阻状态的方法。 | 该特征结合了串联MTJ的特定连接方式(位线-第一MTJ-晶体管-第二MTJ-源线)以及双比较确定状态的方法。对比文件公开的是每个独立单元的标准连接(BL-MTJ-晶体管-SL)。目标专利的串联连接方式是独特的。同时,确定电阻状态所依赖的“基于感测出的值与第二值的关系”正是前述未公开的双比较方法。因此,该特征整体未被对比文件公开。 |
| **L. 其特征在于,所述存取晶体管被配置成响应于字线信号而将所述第一MTJ元件耦合至所述第二MTJ元件。** <br>《直接公开》 | 具体实施方式第[0026]段:“晶体管控制MTJ数据的存取。...读取存储单元数据时,将字线置为有效...写入数据时,首先将字线置为有效”。 | 尽管对比文件中的晶体管是控制单个MTJ的存取,但其核心功能同样是响应字线信号而导通,从而将MTJ耦合到位线和源线之间以进行读写。在目标专利的串联架构中,晶体管响应字线信号导通后,同样起到了将串联的第一MTJ和第二MTJ耦合到读写路径中的作用。两者在“响应字线信号以耦合MTJ元件(进行数据存取)”这一基本功能和原理上是相同的。因此,该特征被对比文件直接公开。 |
| **M. 其特征在于,所述存取晶体管是n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管。** <br>《直接公开》 | 对比文件图1明确标注为“N型晶体管(NMOS)”。具体实施方式第[0026]段也描述为“N型晶体管(NMOS)”。 | 对比文件直接、明确地公开了存取晶体管是NMOS晶体管。该特征被直接公开。 |
| **N. 其特征在于,所述存取晶体管是p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。** <br>《未公开》 | 对比文件全文仅提及并图示了NMOS晶体管,未提及PMOS晶体管。 | 对比文件公开的晶体管类型是NMOS,并未公开作为替代方案的PMOS晶体管。因此,该特征未被公开。 |
| **O. 其特征在于,所述第一MTJ元件具有第一数据保持时间,并且所述第二MTJ元件具有比所述第一数据保持时间长的第二数据保持时间。** <br>《隐含公开》 | 发明内容第[0015]-[0016]段明确描述了MTJ数据保持时间与尺寸的关系:“MTJ尺寸越大,数据保持时间越长”,并据此提出“用小尺寸的MTJ...作为一级Cache...较大尺寸的MTJ...作为下一级Cache”。 | 目标专利中,第二MTJ尺寸更大,因此具有更长的数据保持时间([0036]段)。对比文件明确教导了相同的技术原理:MTJ尺寸越大,数据保持时间越长。并且其技术方案正是基于此原理,将较小尺寸的MTJ用于L1 Cache,将较大尺寸的MTJ用于L2 Cache。本领域技术人员能够毫无疑义地推断,在该方案中,用于L2 Cache的较大尺寸MTJ的数据保持时间,必然长于用于L1 Cache的较小尺寸MTJ的数据保持时间。这与目标专利的特征完全一致。因此,该特征被对比文件隐含公开。 |
| **P. 其特征在于,所述第一MTJ元件具有第一大小,并且所述第二MTJ元件具有大于所述第一大小的两倍的第二大小。** <br>《隐含公开》 | 发明内容第[0016]段及具体实施方式第[0029]步骤一:L1 Cache采用“小尺寸”MTJ,L2 Cache采用“正常尺寸”或“较大尺寸”MTJ。并以示例说明小尺寸可能为19F²,正常尺寸可能为32F²。 | 目标专利限定了第二MTJ的大小大于第一MTJ大小的两倍([0030]段)。对比文件明确公开了使用两种不同尺寸的MTJ,且第二(L2 Cache)尺寸大于第一(L1 Cache)尺寸。虽然对比文件给出的示例尺寸(19F² vs 32F²)的比例并非精确的两倍,但“正常尺寸”或“较大尺寸”是相对于“小尺寸”而言的。本领域技术人员在具体设计时,为了更显著地区分L1和L2 Cache的性能(如写入速度、保持时间),完全有可能并将第二MTJ的尺寸设计为大于第一MTJ尺寸的两倍,这是基于对比文件公开的设计思想(尺寸差异带来性能差异)的合理且常规的设计选择。因此,该特征被对比文件隐含公开。 |
| **Q. 其特征在于,所述第二MTJ元件与由所述第一值指示的第一参考电平和由所述第二值指示的第二参考电平相关联,并且其中所述第一MTJ元件与一个参考电平相关联。** <br>《未公开》 | 对比文件未公开针对同一单元内不同MTJ元件的、数量不同的参考电平设置。 | 该特征描述了在双比较读取方法框架下,第一MTJ和第二MTJ所关联的参考电平数量不同(第一MTJ一个,第二MTJ两个)。这是目标专利特定读取方法的细节。对比文件未公开任何多位单元或串联结构,更未公开针对此类结构中不同MTJ元件的差异化参考电平配置。因此,该特征未被公开。 |
| **R. 其特征在于,进一步包括其中集成有所述第一MTJ元件、所述第二MTJ元件和所述存取晶体管的装置,所述装置选自移动电话、平板设备、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航设备、通信设备、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元、以及计算机。** <br>《直接公开》 | 背景技术第[0002]段提及多核处理器(如IBM Power7, Intel酷睿系列等)。发明内容及具体实施方式均围绕“多核处理器”、“片上缓存”展开,其应用场景明确指向计算机(尤其是多核处理器)。 | 目标专利列举了多种可能的集成装置,其中包括“计算机”。对比文件全文的技术方案就是针对计算机(特别是多核处理器)的缓存设计。因此,对比文件直接公开了该集成装置为“计算机”这一具体选项,从而公开了该特征。 |
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