高速低功耗雙端口CMOS SRAM的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著1947年晶體管在Bell實(shí)驗(yàn)室的發(fā)明，微電子技術(shù)發(fā)展異常迅速，目前已進(jìn)入超大規(guī)模集成電路時代。在我國，作為信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的微電子技術(shù)，在生產(chǎn)和科研方面的速度已大大加快，已深入滲透到經(jīng)濟(jì)、生活的方方面面。從移動電話、圖像處理、語音處理合成、電腦到數(shù)碼相機(jī)等數(shù)字化產(chǎn)品，無不留有微電子技術(shù)的痕跡。靜態(tài)存儲器(SRAM)，作為數(shù)字化大家庭中的一員，近年來得到了長足的發(fā)展。它作為半導(dǎo)體存儲器中不可缺的一類產(chǎn)品，在計(jì)算機(jī)，通信等高速速據(jù)交換系統(tǒng)

2、中得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)資料顯示，目前存儲器市場要占整個半導(dǎo)體市場的35％，而靜態(tài)存儲器則占各種存儲器總額的15％左右，并且隨著技術(shù)的改進(jìn)和工藝的進(jìn)步，每年以10％的速度遞增。因此靜態(tài)隨機(jī)存儲器作為IC領(lǐng)域中極為重要的一部分，對其進(jìn)行長期不懈的研究開發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義。 雙端口靜態(tài)存儲器，它采用兩套獨(dú)立的地址、數(shù)據(jù)和控制總線，同時允許兩個獨(dú)立的實(shí)體(如兩個處理器)對其進(jìn)行存取，與單端口的存儲器相比，雙端口存儲器的存取效率提高一倍。靜

3、態(tài)存儲器的存取速度由地址輸入到數(shù)據(jù)輸出的關(guān)鍵路徑?jīng)Q定。其中包括地址緩沖、譯碼器、存儲單元、靈敏放大器和輸出緩沖電路。其中存儲單元是存儲器的核心部分，結(jié)構(gòu)相對固定，其性能往往由現(xiàn)有的工藝水平?jīng)Q定。所以在靜態(tài)存儲器的設(shè)計(jì)過程中，更多的是注重對譯碼器、靈敏放大器等外圍電路的優(yōu)化來提高存儲器的性能。 本文設(shè)計(jì)了一款1M(128K×8Bit)的雙端口存儲器，文中介紹了雙端口存儲器的結(jié)構(gòu)和工作原理，重點(diǎn)描述了雙端口存儲器的仲裁控制電路，詳細(xì)

4、討論了存儲單元，靈敏放大器，譯碼器的設(shè)計(jì)。分析了影響存儲器的速度和功耗的原因，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施，力求通過對外圍電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)而使整個存儲器的性能得到改善。在0.5um的CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝條件下，系統(tǒng)通過Hspice和Hsim進(jìn)行模擬，仿真結(jié)果顯示：在典型的工作條件下(VDD=5V，T=25℃)，數(shù)據(jù)存取時間小于15ns，存儲器的典型的動態(tài)功耗為150mA，靜態(tài)功耗為50mA，各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都到達(dá)預(yù)期的目標(biāo)。因此在同等的工藝條件下，該存