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(shí)代。在我國(guó)，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(dòng)電話、圖像處理、語(yǔ)音處理合成、電腦到數(shù)碼相機(jī)等數(shù)字化產(chǎn)品，無(wú)不留有微電子技術(shù)的痕跡。靜態(tài)存儲(chǔ)器(SRAM)，作為數(shù)字化大家庭中的一員，近年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。它作為半導(dǎo)體存儲(chǔ)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(chǔ)器市場(chǎng)要占整個(gè)半導(dǎo)體市場(chǎng)的35％，而靜態(tài)存儲(chǔ)器則占各種存儲(chǔ)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(chǔ)器作為IC領(lǐng)域中極為重要的一部分，對(duì)其進(jìn)行長(zhǎng)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(chǔ)器，它采用兩套獨(dú)立的地址、數(shù)據(jù)和控制總線，同時(shí)允許兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)體(如兩個(gè)處理器)對(duì)其進(jìn)行存取，與單端口的存儲(chǔ)器相比，雙端口存儲(chǔ)器的存取效率提高一倍。靜

3、態(tài)存儲(chǔ)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(chǔ)單元、靈敏放大器和輸出緩沖電路。其中存儲(chǔ)單元是存儲(chǔ)器的核心部分，結(jié)構(gòu)相對(duì)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(chǔ)器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，更多的是注重對(duì)譯碼器、靈敏放大器等外圍電路的優(yōu)化來(lái)提高存儲(chǔ)器的性能。 本文設(shè)計(jì)了一款1M(128K×8Bit)的雙端口存儲(chǔ)器，文中介紹了雙端口存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和工作原理，重點(diǎn)描述了雙端口存儲(chǔ)器的仲裁控制電路，詳細(xì)

4、討論了存儲(chǔ)單元，靈敏放大器，譯碼器的設(shè)計(jì)。分析了影響存儲(chǔ)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(guò)對(duì)外圍電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)而使整個(gè)存儲(chǔ)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(guò)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(shí)間小于15ns，存儲(chǔ)器的典型的動(dòng)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