【摘要】：隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)的飛速發(fā)展,芯片集成度已跨入SoC時(shí)代。AM-OLED顯示驅(qū)動(dòng)芯片是一個(gè)數(shù)字模擬混合的SoC系統(tǒng),在芯片中內(nèi)嵌靜態(tài)存儲(chǔ)器(SRAM)用于存儲(chǔ)圖像信息,以此提高整個(gè)芯片的系統(tǒng)性能。存儲(chǔ)器的功耗與面積在整個(gè)芯片中所占比例很大,且其速度也制約著芯片的數(shù)據(jù)傳輸速度。因此,設(shè)計(jì)出一種高速低功耗小面積的SRAM對(duì)提高芯片性能至關(guān)重要。 本文首先分析SRAM存儲(chǔ)電路的結(jié)構(gòu)及功能,詳細(xì)分析了SRAM各個(gè)子電路的工作原理。使用高速低功耗設(shè)計(jì)方法,并結(jié)合AM-OLED顯示驅(qū)動(dòng)芯片的具體要求,設(shè)計(jì)優(yōu)化了SRAM存儲(chǔ)電路的總體結(jié)構(gòu)。接著從SRAM存儲(chǔ)部分和外圍控制部分兩個(gè)方面分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。 在SRAM存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)中,本論文結(jié)合單邊寫驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)出一種SRAM低功耗位線結(jié)構(gòu)電路。在寫操作時(shí),預(yù)充電路不對(duì)位線充電,先平衡位線電位,寫驅(qū)動(dòng)電路直接驅(qū)動(dòng)位線,將數(shù)據(jù)寫入單元,從而降低了電路的動(dòng)態(tài)功耗。在讀操作時(shí),預(yù)充電路繼續(xù)給位線充電,以保證電路正確地讀出數(shù)據(jù)。此外,在寫操作時(shí),通過減小字線信號(hào)的脈寬,縮短對(duì)位線的放電時(shí)間,降低位線上的電壓擺幅。使用預(yù)譯碼技術(shù)設(shè)計(jì)了多級(jí)譯碼器電路結(jié)構(gòu),并通過邏輯強(qiáng)度原理,優(yōu)化了譯碼器的關(guān)鍵邏輯路徑,以使譯碼電路的速度盡可能快而面積和功耗最小化。本論文采用時(shí)分技術(shù)實(shí)現(xiàn)單端口SRAM電路具有同時(shí)讀寫的功能。先判斷MCU讀寫請(qǐng)求信號(hào)和時(shí)序控制電路的行掃描請(qǐng)求信號(hào)的優(yōu)先權(quán),再將這兩個(gè)外部并行操作信號(hào)轉(zhuǎn)化為內(nèi)部單端口SRAM的順序執(zhí)行信號(hào),從而解決讀寫時(shí)序的沖突問題。 基于0.18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝,完成了320×240×18位的SRAM電路設(shè)計(jì),通過Hsim仿真結(jié)果表明,當(dāng)MCU訪問頻率為30MHz時(shí),其動(dòng)態(tài)功耗為18.4mW,相比于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),低功耗位線結(jié)構(gòu)的寫功耗減少了59.9%。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP333

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本文編號(hào)：2674576