本文關(guān)鍵詞：一種低功耗高穩(wěn)定的九管SRAM單元設(shè)計

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【摘要】：低功耗和高穩(wěn)定性已經(jīng)成為SRAM設(shè)計中的兩大中心主題。為降低功耗已提出多種不同的技術(shù)。其中電源電壓對于減小SRAM存儲陣列的總功耗有很大影響,這是因為動態(tài)功耗是電壓的平方函數(shù),減小電源電壓可以極大地降低動態(tài)功耗。而且也可呈指數(shù)級地減小漏電流,從而降低其靜態(tài)功耗。但隨著電壓的減小,SRAM的穩(wěn)定性將會變差。另一方面,隨著工藝尺寸的減小,SRAM存儲單元對工藝波動的靈敏度將會增加。低電壓和工藝波動共同作用導(dǎo)致存儲器失效增加。傳統(tǒng)6管單元中存在著讀穩(wěn)定性和寫能力的沖突問題,因而改善其中的一個因子將會影響到另一個。6管單元在讀操作期間,內(nèi)部存儲點是直接通過存取管被外部位線訪問的,因而內(nèi)部數(shù)據(jù)易受到外部噪聲的影響。除此之外,6管單元在讀操作時在存取管和下拉管間還存在著分壓問題,這些都導(dǎo)致了6管單元的穩(wěn)定性較差。本文首先介紹了論文的研究背景和意義,并對存儲器的分類和特點作了簡要的歸納,通過調(diào)研近年來國內(nèi)外對于低功耗和高穩(wěn)定SRAM的研究現(xiàn)狀,提出了本文的主要的研究工作。其次對SRAM的幾種傳統(tǒng)存儲單元結(jié)構(gòu)的工作原理和優(yōu)缺點作了詳細(xì)的介紹和分析,最后提出了本論文設(shè)計的新型9管SRAM存儲單元。該存儲單元采用了單位線來進行讀寫操作。所提出的9管單元通過切斷反相器對的正反饋回路來增強它的寫能力,通過使用一個單獨的讀端口來增加它的讀穩(wěn)定性。因此,該9管單元可以消除存在于傳統(tǒng)6管單元中的讀穩(wěn)定性和寫能力沖突的問題。此外,由于它使用單條位線來進行讀寫操作,這能顯著地減小讀寫功耗。在1.2V電壓下使用SMIC 65nm工藝仿真結(jié)果表明所設(shè)計的9管存儲單元相比傳統(tǒng)的6管存儲單元,讀噪聲容限是6管單元的2.31倍,寫裕度提高了41.35%,總功耗減少了33.55%�？偟膩碚f,相比傳統(tǒng)6管單元,本論文所設(shè)計的9管單元具有更好的讀穩(wěn)定性和寫能力以及較低的功耗。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP333

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本文編號：1273227