第二章SRAM工作基础学习知识原理和性能指标计划
SRAM基础分析
SRAM基础分析SRAM（静态随机存取存储器）是一种常见的计算机内部存储器类型。
与动态随机存取存储器（DRAM）相比，SRAM的操作速度更快，但面积更大，并且消耗更多的功率。
在本文中，我们将深入了解SRAM的基本工作原理、结构和应用。
SRAM的基本工作原理是通过一组双稳态电路（flip-flops）来存储二进制信息。
这组双稳态电路是由晶体管组成的，每个双稳态电路由6个晶体管组成。
其中两个晶体管用于读取数据，另外四个晶体管用于写入和刷新数据。
SRAM的结构通常由一个SRAM存储体阵列、译码器、控制线路和输入输出线路组成。
SRAM存储体阵列由多个存储单元（或称为存储“单元格”）组成，每个存储单元可以存储一个比特数据。
译码器用于选择存储单元。
控制线路用于控制读取、写入和刷新操作。
输入输出线路用于将数据传输到和传输自SRAM。
SRAM具有一些重要的特性，包括快速访问速度、随机访问、不需要刷新和可编程功能等。
快速访问速度是SRAM的一大优势，读取和写入操作都可以在几个时钟周期内完成。
随机访问意味着可以直接访问任何存储单元，并且读取和写入操作的延迟是固定的。
这使得SRAM非常适合用于高性能的计算和缓存应用。
由于SRAM的存储单元不需要刷新，它提供了可靠性和稳定性。
DRAM 存储单元必须定期刷新来保持数据的正确性，而SRAM能够持久地保存数据，因此不需要刷新操作。
此外，SRAM还具有可编程功能，可以根据需要进行读取、写入和存储等操作。
SRAM广泛应用于各种计算机和电子设备中。
它常用于高速缓存、寄存器文件、图形显示缓冲区等方面。
高速缓存是计算机中用于存储近期访问的数据的一种存储器，位于CPU和主内存之间。
利用SRAM的快速访问速度和随机访问特性，高速缓存能够提高计算机系统的性能。
在计算机系统中，SRAM还可以用于存储指令和数据，并且它的速度和可靠性使它成为一种理想的内存选择。
此外，SRAM还被广泛应用于网络设备、通信设备和移动设备等领域，用于缓存和处理数据。
sram 工作原理
SRAM工作原理说明SRAM（Static Random-Access Memory，静态随机存取存储器）是一种常用的计算机存储器，其工作原理涉及到计算机存储系统的基本概念。
一、SRAM的基本结构SRAM的基本结构包括一个交叉反接晶体管（Cross-Coupled Transistor）和一个存储单元（Cell）。
交叉反接晶体管由两个P型晶体管和两个N型晶体管组成，它们之间通过交叉反接的方式连接在一起。
存储单元则由一个晶体管和两个电容组成，晶体管用于控制存储单元的读/写操作，电容用于存储数据。
二、SRAM的工作原理1.写入操作在写入操作时，首先将数据写入到存储单元的两个电容中。
具体来说，通过控制晶体管的栅极电压，将数据写入到电容中。
例如，如果要将数据“1”写入到存储单元中，可以将晶体管的栅极电压设置为高电平，这样电容中存储的电荷就会减少，表示数据“0”；如果要将数据“0”写入到存储单元中，可以将晶体管的栅极电压设置为低电平，这样电容中存储的电荷就会增加，表示数据“1”。
1.读取操作在读取操作时，首先将晶体管的栅极电压设置为中间值，这样存储单元中的电荷就会发生变化。
然后通过读取电容中的电荷变化来判断存储单元中的数据。
具体来说，如果读取到的电荷增加，说明存储单元中的数据为“1”；如果读取到的电荷减少，说明存储单元中的数据为“0”。
三、SRAM的特点1.速度快：由于SRAM的读写操作是通过晶体管和电容的电荷变化来实现的，因此读写速度非常快。
2.功耗低：由于SRAM的读写操作不需要外部电源供电，因此功耗非常低。
3.容量小：由于SRAM的每个存储单元都需要使用多个晶体管和电容，因此SRAM的容量相对较小。
4.可靠性高：由于SRAM的每个存储单元都有多个晶体管和电容进行备份，因此SRAM的可靠性非常高。
总之，SRAM是一种非常重要的计算机存储器，其工作原理涉及到计算机存储系统的基本概念。
SRAM工作原理
SRAM工作原理SRAM（Static Random Access Memory）是一种静态随机存取存储器，具有快速读写速度和简单的电路结构，广泛应用于CPU缓存、寄存器等高速存储器的设计中。
本文将详细介绍SRAM的工作原理。
SRAM的基本结构由存储单元组成，其中每个存储单元通常由6个晶体管构成。
这6个晶体管包括两个互补MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）传输门和四个MOSFET反转器。
每个存储单元都可以存储一个比特的数据。
SRAM采用静态存储方法，意味着数据在没有刷新的情况下可以永久保存。
SRAM的工作原理基于两个重要的电路结构：互锁传输门（latch circuit）和反转器（inverter）。
互锁传输门由两个互补的MOSFET传输门组成，分别被称为P传输门（PMOS）和N传输门（NMOS）。
互锁传输门可以在两种状态之间互相切换，分别为置位状态和复位状态。
当给予置位信号时，PMOS传输门打开，NMOS传输门关闭，使得数据位被读取时的电平为高电平逻辑“1”；而在给予复位信号时，PMOS传输门关闭，NMOS传输门打开，使得数据位被读取时的电平为低电平逻辑“0”。
互锁传输门的输出会通过反转器放大成一个稳定的电平，保持在存储单元中。
SRAM中的存储单元由若干个互锁传输门和反转器组成，通过交叉连接的方式进行编址存储。
存储单元通常以一个多级传输门排列在行和列的交叉点上。
每个存储单元都有一个唯一的地址，用于读取和写入数据。
根据读取和写入操作的需求，SRAM的控制电路将控制位引导到对应的存储单元上。
在SRAM中，数据的读取通过三个主要步骤完成：选择存储单元、驱动对应存储单元的地址线和数据线、以及完成数据的放大。
首先，控制电路根据读取操作的地址位，选择要读取的存储单元。
其次，驱动线路会将存储单元的地址位和数据位的值传输到相应的存储单元中。
第二章SRAM工作原理和性能指标
第二章SRAM工作原理和性能指标SRAM是一种静态随机存取存储器（Static Random Access Memory）的简称。
与动态随机存取存储器（DRAM）相比，SRAM具有更快的访问速度、更低的功耗和更高的稳定性。
在计算机系统中，SRAM广泛应用于高速缓存、寄存器和其他需要快速访问和存储数据的部件。
SRAM的工作原理可以通过其基本电路组成来解释。
每个SRAM单元由6个晶体管组成，其中两个传递门（transfer gate）和四个存储器单元（storage cell）。
传递门可以控制数据的读写操作。
存储器单元由两个交叉连接的CMOS反相器（CMOS inverters）的组合组成，存储一个比特的数据。
当写入数据时，传递门将数据写入存储器单元。
当读取数据时，传递门将存储器单元中的数据传送给读取线。
SRAM的性能指标包括访问时间、传输速率和密度。
访问时间是指从发出读取请求到成功读取数据所需的时间。
由于SRAM的工作原理简单，存储单元可以直接访问，因此SRAM的访问时间比DRAM更快。
一般情况下，SRAM的访问时间在10ns到20ns之间。
传输速率是指SRAM能够从存储器单元读取或写入数据的速率。
SRAM的传输速率通常是每秒数百兆字节到几个千兆字节。
这使得SRAM非常适用于需要大量数据传输的应用，例如高速缓存。
密度是指SRAM在单位面积内所能存储的数据量。
由于每个SRAM单元都需要多个晶体管，因此SRAM的密度通常比DRAM低。
然而，SRAM的密度仍然相对较高，因为它不需要刷新电容器，因此可以实现更高的集成度。
除了这些基本的性能指标外，SRAM还具有很多其他的优点。
例如，它没有动态存储器需要的刷新操作，因此具有更低的功耗。
此外，SRAM 非常稳定，可以在较高的温度和电压条件下正常工作，适用于各种环境。
总之，SRAM是一种快速、稳定和低功耗的存储器技术，具有访问时间快、传输速率高和密度相对较高的特点。
SRAM特点及工作原理
S R A M特点及工作原理-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANSRAM特点及工作原理中心议题：SRAM的基本简介SRAM的主要规格与特点SRAM的结构与工作原理解决方案：•CPU与主存之间的高速缓存•CPU内部的L1/L2或外部的L2高速缓存•CPU外部扩充用的COAST高速缓存SRAM是英文StaticRAM的缩写，它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据.基本简介SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。
而DRAM(DynamicRandomAccessMemory)每隔一段时间，要刷新充电一次，否则内部的数据即会消失，因此SRAM具有较高的性能，但是SRAM也有它的缺点，即它的集成度较低，相同容量的DRAM内存可2以设计为较小的体积，但是SRAM却需要很大的体积，且功耗较大。
所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积。
主要规格一种是置于CPU与主存间的高速缓存，它有两种规格：一种是固定在主板上的高速缓存(CacheMemory);另一种是插在卡槽上的COAST(CacheOnAStick)扩充用的高速缓存，另外在CMOS芯片1468l8的电路里，它的内部也有较小容量的128字节SRAM，存储我们所设置的配置数据。
还有为了加速CPU内部数据的传送，自80486CPU起，在CPU的内部也设计有高速缓存，故在PentiumCPU 就有所谓的L1Cache(一级高速缓存)和L2Cache(二级高速缓存)的名词，一般L1Cache是内建在CPU的内部，L2Cache是设计在CPU的外部，但是PentiumPro把L1和L2Cache同时设计在CPU的内部，故PentiumPro的体积较大。
最新的PentiumII又把L2Cache移至CPU内核之外的黑盒子里。
SRAM显然速度快，不需要刷新的操作，但是也有另外的缺点，就是价格高，体积大，所以在主板上还不能作为用量较大的主存。
SRAM特点及工作原理
SRAM特点及工作原理SRAM（静态随机存取存储器）是一种常见的计算机内存类型，与动态随机存取存储器（DRAM）相比，具有许多独特的特点和工作原理。
以下是SRAM的特点及工作原理的详细解释。
特点：1.高速访问：SRAM的读取和写入速度非常快，因为它使用了存储元件的稳定的电荷状态来存储信息，而不需要周期性地刷新数据。
这使得SRAM非常适用于需要快速访问数据的计算机系统。
2. 无需刷新：SRAM不需要定期刷新数据，这是因为每个存储单元都是由一个存储（latch）电路组成，该电路使用触发器来保持数据的稳定状态。
相比之下，DRAM需要定期刷新来保持数据的一致性，这可能会导致性能下降。
3.高可靠性：由于SRAM不需要刷新，它在数据写入过程中具有更高的可靠性。
此外，由于每个存储单元都具有自己的存储电路，即使一个存储单元故障，整个SRAM仍然可以正常工作。
4.较高的功耗：由于每个存储单元都需要额外的存储电路来保持数据稳定，SRAM相对于DRAM具有较高的功耗。
此外，SRAM在读取和写入数据时也需要更多的功耗来维持数据的一致性。
5.面积较大：由于每个存储单元都需要额外的存储电路，SRAM相对于DRAM来说需要更多的面积来存储相同的数据量。
这限制了SRAM的集成度和存储容量。
工作原理：SRAM的工作原理基于存储单元的稳定电荷状态。
每个存储单元都由一个门控双稳态（latch）电路组成，用于存储一个位的数据（0或1）。
读取数据：当读取数据时，首先将需读取的地址传递给SRAM中的地址译码器。
地址译码器会将地址译码，找到对应存储单元，并将其输出。
存储单元的输出被送至读取电路，经过放大和解码等处理后，输出给计算机系统使用。
写入数据：当写入数据时，首先将需写入数据的地址传递给SRAM中的地址译码器。
地址译码器会将地址译码，找到对应存储单元，并将数据写入该存储单元。
写入电路将新的数据传递给存储单元，并将其存储起来。
总结：SRAM是一种高速、可靠性高的计算机内存类型。
sram的工作原理
sram的工作原理
SRAM（静态随机存储器）的工作原理如下：
1. SRAM由一组触发器和位线组成。
每个触发器由一个存储
单元和两个稳定的双稳态电路组成，用于存储位的状态（0或1）。
2. 存储单元由一个存储电容和一个传输门组成。
存储电容用于存储位的状态信息，传输门用于读取和写入位的状态。
3. 通过控制电路，位线被激活并将数据写入或读出存储单元。
读操作时，通过传输门将存储单元的数据传递到位线上，然后传输到访问电路。
4. SRAM采用静态存储技术，即只要电源正常供应，数据就
会一直保持在存储单元中，不需要定期刷新。
因此，SRAM
的存取速度比动态随机存储器（DRAM）更快。
5. 读写操作通过读写信号进行控制，写操作将新数据加载到存储单元中，而读操作从存储单元读取数据并传递到访问电路。
总结：SRAM使用双稳态触发器来存储和读取数据，通过位
线和控制电路实现数据的写入和读取。
由于采用静态存储技术，SRAM速度快且稳定，但相比DRAM更昂贵。
第二章 SRAM工作原理和性能指标
第二章SRAM工作原理和性能指标2.1.SRAM基本结构SRAM即静态随机存储器，大多是由CMOS管组成的挥发性静态存储器。
在掉电后存储器中所存数据就会丢失。
顾名思义，随机静态存储器可以对任何地址进行读写操作，通过锁存器的原理对数据进行保存，在无操作状况下，锁存器处于稳态，保持数据稳定，不用进行周期性的电荷刷新。
SRAM由基本单元构成的阵列以及外围电路构成，其中阵列的划分和外围电路的优劣对整个SRAM的性能有很大的影响。
静态随机存取存储器（简称为静态存储器或SRAM）是随机存储器的一种，它由静态挥发性存储单元组成的存储阵列（或者叫内核，core）组成，其地址译码集成在片内。
SRAM速度很快而且不用刷新就能保存数据不丢失。
它以双稳态电路形式存储数据，结构复杂，内部需要使用更多的晶体管构成寄存器以保存数据。
SRAM由于靠连续的供电来维持所存数据的完整性，故属于易挥发性存储器。
SRAM电路结构与操作和一般的RAM类似，由存储阵列、灵敏放大器、译码器、输入输出电路和时序控制电路五大部分组成。
存储单元按行和列排列起来就组成了SRAM的阵列结构，行和列分别称为“字线”和“位线”。
每个存储单元对应于一个唯一的地址，或者说行和列的交叉就定义出了地址，而且每一个地址和某一特定的数据输入输出端口是相连的。
一个存储芯片上的阵列（或者自阵列）数目是由整个存储器的大小、数据输入输出端口数目、存储速度要求、整个芯片的版图布局和测试要求所决定的。
如图2-1所示存储阵列是由存储单元(cell)构成的矩形阵列。
每一个单元都有自己独特的地址，通过外围的译码电路选中相应的单元进行读写操作。
译码电路包括行译码电路和列译码电路，其中行译码电路用来从2k 行中选中一行，列译码是从2n 中列中选出一列。
这样通过行译码列译码的共同作用来从阵列中选出相应的单元进行读写操作。
灵敏放大器和写入电路用来对数据进行读写操作。
在数据读出过程中，由于位线过长使得从单元中读出的信号很弱，需要用灵敏放大器来放大信号，加快数据的读出过程。
第二章 SRAM工作原理和性能指标
2.2.
SRAM的存储单元是靠双稳态电路存储信息。如图2-7所示，M1、M3和M2、M4分别构成两个交叉耦合的倒相器，M5、M6为存取门管，作为读写操作的单元选择器件。WL为字线，BL和NBL是一对位线，VDD是电源，GND是地。
SRAM的工作状态包括写入、读出和数据保持三种状态。写入状态是指将数据线上的数据写入到存储位单元的存储节点中；读出状态是指将存储在内部存储节点上的数据读出到数据输出口；数据保持状态是指在读写状态都不执行时，存储在存储节点上的数值保持原来状态。
SRAM的译码器种类有行译码器和列译码器。它们分别对应存储阵列的行和列。每一组地址经过译码器，唯一确定一个存储单元。在译码过程中，首先由行译码器选中一条字线，然后由列译码器选中一个位线，由字线和位线确定唯一要访问的单元。
图2-5译码器电路
如图2-5，译码器可以用与非门实现也可以用或非门实现。它的逻辑功能相当于一个具有2n具有这么多输入的与门，所以在实际应用中译码器采用层次式与门结构。
2.1.3.
SRAM的性能有很大部分是通过借助外围电路比如译码器和灵敏放大器来提高。因此译码器的设计也很重要。数据的读出和写入的过程有很大一部分时间花在译码上，因此它也是SRAM功耗的重要组成部分。可以采取多级译码和字线脉冲的方法来降低功耗。多级译码的使用可以有效的减少字线的负载，从而降低功耗。字线脉冲的方法可以减小位线的电压摆幅，也进一步降低功耗。
SRAM电路结构与操作和一般的RAM类似，由存储阵列、灵敏放大器、译码器、输入输出电路和时序控制电路五大部分组成。存储单元按行和列排列起来就组成了SRAM的阵列结构，行和列分别称为“字线”和“位线”。每个存储单元对应于一个唯一的地址，或者说行和列的交叉就定义出了地址，而且每一个地址和某一特定的数据输入输出端口是相连的。一个存储芯片上的阵列（或者自阵列）数目是由整个存储器的大小、数据输入输出端口数目、存储速度要求、整个芯片的版图布局和测试要求所决定的。
sram 工作原理
sram 工作原理SRAM（Static Random Access Memory）是一种存储数据的集成电路，它具有快速、功耗低以及易于集成等优点。
SRAM的工作原理基于一种称为“双稳态”(bi-stable)的存储单元。
每个存储单元由一个多晶硅的存储器互补金属氧化物半导体场效应晶体管（CMOS）构成，其中包含两个互补的反相输出。
这两个反相输出通过两个输入端口写入数据并读取数据。
SRAM的核心是六个传输门（TO1~TO6），其中TO3和TO4是两个互补的传输门，负责输入数据；TO1, TO2, TO5和TO6是两个交叉反馈的传输门，负责输出数据。
SRAM的读写过程如下：1. 写操作：在写入数据之前，先将写使能信号（Write Enable）设置为高电平，以保证输入数据能够被写入。
将要写入的数据通过写数据端口输入到存储单元的传输门TO3和TO4上。
此时，TO1和TO2处于关闭状态，不传输数据。
通过传输门TO3和TO4，将输入数据写入存储单元。
写入完成后，将写使能信号设置为低电平，以防止误操作。
2. 读操作：在读取数据之前，先将读使能信号（Read Enable）设置为高电平，以使得读数据端口能够读取正确的数据。
通过读数据端口，将存储单元中的数据通过传输门TO1和TO2输出。
此时，TO3和TO4处于关闭状态，不影响输出数据。
读取完成后，将读使能信号设置为低电平。
通过以上的读写过程，SRAM能够实现高速的数据读写操作。
而且，由于SRAM采用了双稳态存储单元，不需要周期性地刷新数据，因此功耗相对较低。
此外，SRAM还可以方便地进行集成，因为存储单元不需要辅助电路，只需要相应的传输门就能够实现数据的读写。
SRAM特点及工作原理
SRＡM特点及工作原理中心议题:•SRAM得基本简介•SRＡM得主要规格与特点•SRAM得结构与工作原理解决方案:•CPU与主存之间得高速缓存•ＣPＵ内部得L1/L２或外部得L2高速缓存•CＰU外部扩充用得CＯAST高速缓存ﻫＳRAM就是英文ＳtaticRAM得缩写,它就是一种具有静止存取功能得内存,不需要刷新电路即能保存它内部存储得数据、基本简介ﻫＳＲAM不需要刷新电路即能保存它内部存储得数据、而DRＡM(ＤynamicRandomAcｃessMｅmorｙ)每隔一段时间,要刷新充电一次,否则内部得数据即会消失,因此SＲAM具有较高得性能,但就是ＳRAM也有它得缺点,即它得集成度较低,相同容量得DRAＭ内存可以设计为较小得体积,但就是SRAM却需要很大得体积,且功耗较大。
所以在主板上ＳRAM存储器要占用一部分面积。
主要规格一种就是置于CPU与主存间得高速缓存,它有两种规格:一种就是固定在主板上得高速缓存(ＣacheMｅmｏry);另一种就是插在卡槽上得COAＳＴ(ＣacheＯｎAS ｔick)扩充用得高速缓存,另外在CＭOS芯片1４68l8得电路里,它得内部也有较小容量得128字节ＳRAＭ,存储我们所设置得配置数据。
还有为了加速CPU内部数据得传送,自804８6CPU起,在CＰU得内部也设计有高速缓存,故在PenｔiｕmCPU就有所谓得Ｌ１Cacｈe(一级高速缓存)与L2Cache(二级高速缓存)得名词,一般L1Caｃｈe就是内建在ＣＰＵ得内部,Ｌ２Cａchｅ就是设计在CＰU得外部,但就是PｅntiｕmＰrｏ把Ｌ1与Ｌ2Cacｈe同时设计在CPＵ得内部,故PeｎtiumPro得体积较大。
最新得PｅnｔiumＩI又把L２Cａchｅ移至ＣPU内核之外得黑盒子里。
SRＡM显然速度快,不需要刷新得操作,但就是也有另外得缺点,就就是价格高,体积大,所以在主板上还不能作为用量较大得主存。
基本特点ﻫﻫ现将它得特点归纳如下:◎优点,速度快,不必配合内存刷新电路,可提高整体得工作效率。
SRAM特点及工作原理
SRAM特点及工作原理中心议题：SRAM的基本简介SRAM的主要规格与特点SRAM的结构与工作原理解决方案：CPU与主存之间的高速缓存CPU内部的L1/L2或外部的L2高速缓存CPU外部扩充用的COAST高速缓存SRAM是英文StaticRAM的缩写，它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据.基本简介SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。
而DRAM(DynamicRandomAccessMemory)每隔一段时间，要刷新充电一次，否则内部的数据即会消失，因此SRAM具有较高的性能，但是SRAM也有它的缺点，即它的集成度较低，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，但是SRAM却需要很大的体积，且功耗较大。
所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积。
主要规格一种是置于CPU与主存间的高速缓存，它有两种规格：一种是固定在主板上的高速缓存(CacheMemory);另一种是插在卡槽上的COAST(CacheOnAStick)扩充用的高速缓存，另外在CMOS芯片1468l8的电路里，它的内部也有较小容量的128字节SRAM，存储我们所设置的配置数据。
还有为了加速CPU内部数据的传送，自80486CPU起，在CPU的内部也设计有高速缓存，故在PentiumCPU就有所谓的L1Cache(一级高速缓存)和L2Cache(二级高速缓存)的名词，一般L1Cache是内建在CPU的内部，L2Cache 是设计在CPU的外部，但是PentiumPro把L1和L2Cache同时设计在CPU的内部，故PentiumPro的体积较大。
最新的PentiumII又把L2Cache移至CPU内核之外的黑盒子里。
SRAM显然速度快，不需要刷新的操作，但是也有另外的缺点，就是价格高，体积大，所以在主板上还不能作为用量较大的主存。
基本特点现将它的特点归纳如下：◎优点，速度快，不必配合内存刷新电路，可提高整体的工作效率。
SRAM特点及工作原理
SRAM特点及工作原理SRAM是一种静态随机存储器（Static Random Access Memory），与动态随机存储器（DRAM）相对应。
它具有以下特点及工作原理。
特点：1.速度快：SRAM具有高速读写能力，可以在几纳秒的时间内完成读写操作。
这是因为SRAM使用触发器来存储数据，而不像DRAM需要刷新电容来保持数据，因此速度更快。
2.不需要刷新：SRAM是一种非易失性存储器，即在电源关闭后仍然可以保持存储的数据。
相比之下，DRAM需要周期性刷新以保持数据的完整性。
3.缺乏容量：与DRAM相比，SRAM的存储容量相对较小。
这是因为SRAM使用更多的晶体管来存储一个比特的数据，而DRAM只需要一个电容和一个访问晶体管来存储一个位。
4.功耗高：由于使用了更多的晶体管，SRAM在工作时需要更多的功耗，从而导致更高的功耗。
5.稳定性好：由于SRAM使用触发器来存储数据，它对于外界干扰的抗干扰能力更强，更稳定。
工作原理：SRAM的工作原理是基于触发器的组合逻辑电路。
一个存储单元由6个晶体管组成，包括两个交叉连接的CMOS反向器（即两个互补MOSFET组成的反向器），两个存储节点和两个传输门。
当使能信号为高电平时，读取操作可以进行。
当传输门打开时，存储节点之间的电压将被传输，而一个存储节点的电压将传输到另一个存储节点。
写操作时，传输门关闭，不允许数据传输。
写操作会通过将需要存储的数据应用到传输门的输入端，然后在使能信号为高电平的情况下，将数据写入存储节点。
当SRAM的使能信号为低电平时，整个SRAM阵列的工作电流将降低到最小，以减少功耗。
总体来说，SRAM通过使用触发器来存储和读取数据，具有快速读写速度、非易失性和高抗干扰能力的优点，但存储容量相对较小且功耗较高。
由于其快速访问和易于操作的特性，SRAM广泛应用于高性能计算机、缓存和其他需要快速读写的应用中。
SRAM工作原理
SRAM工作原理SRAM（Static Random Access Memory）是一种常见的存储器，其工作原理相对于DRAM（Dynamic Random Access Memory）来说较为简单，且速度更快。
SRAM的单元由触发器构成，每个触发器存储一个二进制位。
它使用了两个交叉耦合的反馈回路来存储和放大数据，因此称为静态存储器。
SRAM采用了构建于CMOS技术之上的存储单元，每个存储单元由四个MOS（金属氧化物半导体）晶体管构成。
这四个晶体管被分为两组，分别是读取数组和写入数组。
读取数组由两个传输门（TG）和一个反馈晶体管构成，写入数组则使用两个传输门。
SRAM的工作原理如下：1.写入操作：当我们要向SRAM中写入数据时，首先需将地址输入到地址译码器中，译码器会将地址信号输出到每个存储单元。
此时，写入使能（WE）信号为高电平，使得写入传输门打开。
将需要写入的数据输入到写入传输门中，这两个传输门将把数据写入到存储单元中的触发器。
写入数据后，关闭写入传输门，SRAM的状态会保持不变，直到下一次写入操作。
2.读取操作：当我们要从SRAM中读取数据时，首先输入要读取的地址信号到地址译码器中。
译码器将地址信号传送到相应的存储单元中。
然后，读取使能（RE）信号为高电平，将传输门打开。
读取传输门将存储单元中的数据输出到数据总线上，供外部电路使用。
读取操作后，关闭读取传输门，SRAM的状态仍然保持不变。
总结起来，SRAM的工作原理可以归纳为以下几个步骤：1.地址传输：将要写入或读取的地址信号传输到地址译码器中。
2.写入操作：将数据输入到写入传输门中，在写入使能信号的作用下，数据被传输到存储单元的触发器中。
3.读取操作：读取要求时，读取使能信号打开读取传输门，存储单元的数据被输出到数据总线上。
SRAM具有以下几个优点：1.速度快：相比于DRAM，SRAM的访问速度更快，因为它不需要不断刷新电容。
2.不需要刷新：由于SRAM是使用稳定的触发器存储数据，不像DRAM需要定期刷新，因此功耗较低。
SRAM特点及工作原理
SRAM鐗圭偣鍙婂伐浣滃師鐞?SRAM鏄嫳鏂嘢tatic RAM鐨勭缉鍐欙紝瀹冩槸涓€绉嶅叿鏈夐潤姝㈠瓨鍙栧姛鑳界殑鍐呭瓨锛屼笉闇€瑕佸埛鏂扮數璺嵆鑳戒繚瀛樺畠鍐呴儴瀛樺偍鐨勬暟鎹? 鍩烘湰绠€浠? SRAM涓嶉渶瑕佸埛鏂扮數璺嵆鑳戒繚瀛樺畠鍐呴儴瀛樺偍鐨勬暟鎹€傝€孌RAM(Dynamic Random Access Memory)姣忛殧涓€娈垫椂闂达紝瑕佸埛鏂板厖鐢典竴娆★紝鍚﹀垯鍐呴儴鐨勬暟鎹嵆浼氭秷澶憋紝鍥犳SRAM鍏锋湁杈冮珮鐨勬€ц兘锛屼絾鏄疭RAM涔熸湁瀹冪殑缂虹偣锛屽嵆瀹冪殑闆嗘垚搴﹁緝浣庯紝鐩稿悓瀹归噺鐨凞RAM鍐呭瓨鍙互璁捐涓鸿緝灏忕殑浣撶Н锛屼絾鏄疭RAM鍗撮渶瑕佸緢澶х殑浣撶Н锛屼笖鍔熻€楄緝澶с€傛墍浠ュ湪涓绘澘涓奡RAM瀛樺偍鍣ㄨ鍗犵敤涓€閮ㄥ垎闈㈢Н銆? 涓昏瑙勬牸涓€绉嶆槸缃簬CPU涓庝富瀛橀棿鐨勯珮閫熺紦瀛橈紝瀹冩湁涓ょ瑙勬牸锛氫竴绉嶆槸鍥哄畾鍦ㄤ富鏉夸笂鐨勯珮閫熺紦瀛?Cache Memory);鍙︿竴绉嶆槸鎻掑湪鍗℃Ы涓婄殑COAST(Cache On A Stick)鎵╁厖鐢ㄧ殑楂橀€熺紦瀛橈紝鍙﹀鍦–MOS鑺墖1468l8鐨勭數璺噷锛屽畠鐨勫唴閮ㄤ篃鏈夎緝灏忓閲忕殑128瀛楄妭SRAM锛屽瓨鍌ㄦ垜浠墍璁剧疆鐨勯厤缃暟鎹€傝繕鏈変负浜嗗姞閫烠PU鍐呴儴鏁版嵁鐨勪紶閫侊紝鑷?0486CPU璧凤紝鍦–PU鐨勫唴閮ㄤ篃璁捐鏈夐珮閫熺紦瀛橈紝鏁呭湪Pentium CPU灏辨湁鎵€璋撶殑L1 Cache(涓€绾ч珮閫熺紦瀛?鍜孡2Cache(浜岀骇楂橀€熺紦瀛?鐨勫悕璇嶏紝涓€鑸琇1 Cache鏄唴寤哄湪CPU鐨勫唴閮紝L2 Cache鏄璁″湪CPU鐨勫閮紝浣嗘槸Pentium Pro鎶奓1鍜孡2 Cache鍚屾椂璁捐鍦–PU鐨勫唴閮紝鏁匬entium Pro鐨勪綋绉緝澶с€傛渶鏂扮殑Pentium II鍙堟妸L2 Cache绉昏嚦CPU鍐呮牳涔嬪鐨勯粦鐩掑瓙閲屻€係RAM鏄剧劧閫熷害蹇紝涓嶉渶瑕佸埛鏂扮殑鎿嶄綔锛屼絾鏄篃鏈夊彟澶栫殑缂虹偣锛屽氨鏄环鏍奸珮锛屼綋绉ぇ锛屾墍浠ュ湪涓绘澘涓婅繕涓嶈兘浣滀负鐢ㄩ噺杈冨ぇ鐨勪富瀛樸€? 鍩烘湰鐗圭偣鐜板皢瀹冪殑鐗圭偣褰掔撼濡備笅锛? 鈼庝紭鐐癸紝閫熷害蹇紝涓嶅繀閰嶅悎鍐呭瓨鍒锋柊鐢佃矾锛屽彲鎻愰珮鏁翠綋鐨勫伐浣滄晥鐜囥€? 鈼庣己鐐癸紝闆嗘垚搴︿綆锛屽姛鑰楄緝澶э紝鐩稿悓鐨勫閲忎綋绉緝澶э紝鑰屼笖浠锋牸杈冮珮锛屽皯閲忕敤浜庡叧閿€х郴缁熶互鎻愰珮鏁堢巼銆? 鈼嶴RAM浣跨敤鐨勭郴缁燂細鈼婥PU涓庝富瀛樹箣闂寸殑楂橀€熺紦瀛樸€? 鈼婥PU鍐呴儴鐨凩1/L2鎴栧閮ㄧ殑L2楂橀€熺紦瀛樸€? 鈼婥PU澶栭儴鎵╁厖鐢ㄧ殑COAST楂橀€熺紦瀛樸€? 鈼婥MOS 146818鑺墖(RT&CMOS SRAM)銆? 涓昏鐢ㄩ€?SRAM涓昏鐢ㄤ簬浜岀骇楂橀€熺紦瀛?Level2 C ache)銆傚畠鍒╃敤鏅朵綋绠℃潵瀛樺偍鏁版嵁銆備笌DRAM鐩告瘮锛孲RAM鐨勯€熷害蹇紝浣嗗湪鐩稿悓闈㈢Н涓璖RAM鐨勫閲忚姣斿叾浠栫被鍨嬬殑鍐呭瓨灏忋€?SRAMSRAM鐨勯€熷害蹇絾鏄傝吹锛屼竴鑸敤灏忓閲忕殑SRAM浣滀负鏇撮珮閫烠PU鍜岃緝浣庨€烡RAM 涔嬮棿鐨勭紦瀛?cache).SRAM涔熸湁璁稿绉嶏紝濡侫syncSRAM (Asynchronous SRAM,寮傛SRAM)銆丼ync SRAM (Synchronous SRAM,鍚屾SRAM)銆丳BSRAM (Pipelined Burst SRAM, 娴佹按寮忕獊鍙慡RAM)锛岃繕鏈塈NTEL娌℃湁鍏竷缁嗚妭鐨凜SRAM绛夈€? 鍩烘湰鐨凷RAM鐨勬灦鏋勶紝SRAM涓€鑸彲鍒嗕负浜斿ぇ閮ㄥ垎:瀛樺偍鍗曞厓闃靛垪(core cells array)锛岃/鍒楀湴鍧€璇戠爜鍣?decode)锛岀伒鏁忔斁澶у櫒(Sense Amplifier)锛屾帶鍒剁數璺?control circuit)锛岀紦鍐?椹卞姩鐢佃矾(FFIO)銆? SRAM鏄潤鎬佸瓨鍌ㄦ柟寮忥紝浠ュ弻绋虫€佺數璺綔涓哄瓨鍌ㄥ崟鍏冿紝SRAM涓嶈薄DRAM涓€鏍烽渶瑕佷笉鏂埛鏂帮紝鑰屼笖宸ヤ綔閫熷害杈冨揩锛屼絾鐢变簬瀛樺偍鍗曞厓鍣ㄤ欢杈冨锛岄泦鎴愬害涓嶅お楂橈紝鍔熻€椾篃杈冨ぇ銆? 宸ヤ綔鍘熺悊鍥? 鍏鍗曞厓鐢佃矾鍥維RAM鐨勫伐浣滃師鐞嗭細鍋囪鍑嗗寰€鍥?鐨?T瀛樺偍鍗曞厓鍐欏叆“1”锛屽厛灏嗘煇涓€缁勫湴鍧€鍊艰緭鍏ュ埌琛屻€佸垪璇戠爜鍣ㄤ腑锛岄€変腑鐗瑰畾鐨勫崟鍏冿紝鐒跺悗浣垮啓浣胯兘淇″彿WE鏈夋晥锛屽皢瑕佸啓鍏ョ殑鏁版嵁“1”閫氳繃鍐欏叆鐢佃矾鍙樻垚“1”鍜?ldquo;0”鍚庡垎鍒姞鍒伴€変腑鍗曞厓鐨勪袱鏉′綅绾緽L,BLB涓婏紝姝ゆ椂閫変腑鍗曞厓鐨刉L=1锛屾櫠浣撶N0,N5鎵撳紑锛屾妸BL,BLB涓婄殑淇″彿鍒嗗埆閫佸埌Q,QB鐐癸紝浠庤€屼娇Q=1锛孮B=0锛岃繖鏍锋暟鎹?ldquo;1”灏辫閿佸瓨鍦ㄦ櫠浣撶P2,P3,N3,N4鏋勬垚鐨勯攣瀛樺櫒涓€傚啓鍏ユ暟鎹?ldquo;0”鐨勮繃绋嬬被浼笺€? SRAM鐨勮杩囩▼浠ヨ“1”涓轰緥锛岄€氳繃璇戠爜鍣ㄩ€変腑鏌愬垪浣嶇嚎瀵笲L,BLB杩涜棰勫厖鐢靛埌鐢垫簮鐢靛帇VDD锛岄鍏呯數缁撴潫鍚庯紝鍐嶉€氳繃琛岃瘧鐮佸櫒閫変腑鏌愯锛屽垯鏌愪竴瀛樺偍鍗曞厓琚€変腑锛岀敱浜庡叾涓瓨鏀剧殑鏄?ldquo;1”锛屽垯WL=1銆丵=1銆丵B=0銆傛櫠浣撶N4銆丯5瀵奸€氾紝鏈夌數娴佺粡N4銆丯5鍒板湴锛屼粠鑰屼娇BLB鐢典綅涓嬮檷锛孊L銆丅LB闂寸數浣嶄骇鐢熺數鍘嬪樊锛屽綋鐢靛帇宸揪鍒颁竴瀹氬€煎悗鎵撳紑鐏垫晱搴︽斁澶у櫒锛屽鐢靛帇杩涜鏀惧ぇ锛屽啀閫佸埌杈撳嚭鐢佃矾锛岃鍑烘暟鎹€? 缁撴瀯鍘熺悊 SRAM ( Static RAM)锛屽嵆闈欐€丷AM.瀹冧篃鐢辨櫠浣撶缁勬垚銆傛帴閫氫唬琛?锛屾柇寮€琛ㄧず0锛屽苟涓旂姸鎬佷細淇濇寔鍒版帴鏀朵簡涓€涓敼鍙樹俊鍙蜂负姝€傝繖浜涙櫠浣撶涓嶉渶瑕佸埛鏂帮紝浣嗗仠鏈烘垨鏂數鏃讹紝瀹冧滑鍚孌RAM涓€鏍凤紝浼氫涪鎺変俊鎭€係RAM鐨勯€熷害闈炲父蹇紝閫氬父鑳戒互20ns鎴栨洿蹇殑閫熷害宸ヤ綔銆備竴涓狣RAM瀛樺偍鍗曞厓浠呴渶涓€涓櫠浣撶鍜屼竴涓皬鐢靛.鑰屾瘡涓猄RAM鍗曞厓闇€瑕佸洓鍒板叚涓櫠浣撶鍜屽叾浠栭浂浠躲€傛墍浠ワ紝闄や簡浠锋牸杈冭吹澶栵紝SRAM鑺墖鍦ㄥ褰笂涔熻緝澶э紝涓嶥RAM鐩告瘮瑕佸崰鐢ㄦ洿澶氱殑绌洪棿銆傜敱浜庡褰㈠拰鐢垫皵涓婄殑宸埆锛孲RAM鍜孌RAM鏄笉鑳戒簰鎹㈢殑銆? SRAM鐨勯珮閫熷拰闈欐€佺壒鎬т娇瀹冧滑閫氬父琚敤鏉ヤ綔涓篊ache瀛樺偍鍣ㄣ€傝绠楁満鐨勪富鏉夸笂閮芥湁Cache鎻掑骇銆係RAM涓嬪浘鎵€绀虹殑鏄竴涓猄RAM鐨勭粨鏋勬鍥俱€? 鐢变笂鍥剧湅鍑篠RAM涓€鑸敱浜斿ぇ閮ㄥ垎缁勬垚锛屽嵆瀛樺偍鍗曞厓闃靛垪銆佸湴鍧€璇戠爜鍣?鍖呮嫭琛岃瘧鐮佸櫒鍜屽垪璇戠爜鍣?銆佺伒鏁忔斁鐏櫒銆佹帶鍒剁數璺拰缂撳啿/椹卞姩鐢佃矾銆傚湪鍥句腑锛孉0-Am-1涓哄湴鍧€杈撳叆绔紝CSB.WEB鍜孫EB涓烘帶鍒剁锛屾帶鍒惰鍐欐搷浣滐紝涓轰綆鐢靛钩鏈夋晥锛?100-11ON-1涓烘暟鎹緭鍏ヨ緭鍑虹銆傚瓨鍌ㄩ樀鍒椾腑鐨勬瘡涓瓨鍌ㄥ崟鍏冮兘涓庡叾瀹冨崟鍏冨湪琛屽拰鍒椾笂鍏变韩鐢靛杩炴帴锛屽叾涓按骞虫柟鍚戠殑杩炵嚎绉颁负“瀛楃嚎”锛岃€屽瀭鐩存柟鍚戠殑鏁版嵁娴佸叆鍜屾祦鍑哄瓨鍌ㄥ崟鍏冪殑杩炵嚎绉颁负“浣嶇嚎”銆傞€氳繃杈撳叆鐨勫湴鍧€鍙€夋嫨鐗瑰畾鐨勫瓧绾垮拰浣嶇嚎锛屽瓧绾垮拰浣嶇嚎鐨勪氦鍙夊灏辨槸琚€変腑鐨勫瓨鍌ㄥ崟鍏冿紝姣忎竴涓瓨鍌ㄥ崟鍏冮兘鏄寜杩欑鏂规硶琚敮涓€閫変腑锛岀劧鍚庡啀瀵瑰叾杩涜璇诲啓鎿嶄綔銆傛湁鐨勫瓨鍌ㄥ櫒璁捐鎴愬浣嶆暟鎹4浣嶆垨8浣嶇瓑鍚屾椂杈撳叆鍜岃緭鍑猴紝杩欐牱鐨勮瘽锛屽氨浼氬悓鏃舵湁4涓垨8涓瓨鍌ㄥ崟鍏冩寜涓婅堪鏂规硶琚€変腑杩涜璇诲啓鎿嶄綔銆? 鍦⊿RAM 涓紝鎺掓垚鐭╅樀褰㈠紡鐨勫瓨鍌ㄥ崟鍏冮樀鍒楃殑鍛ㄥ洿鏄瘧鐮佸櫒鍜屼笌澶栭儴淇″彿鐨勬帴鍙ｇ數璺€傚瓨鍌ㄥ崟鍏冮樀鍒楅€氬父閲囩敤姝ｆ柟褰㈡垨鐭╅樀鐨勫舰寮忥紝浠ュ噺灏戞暣涓姱鐗囬潰绉苟鏈夊埄浜庢暟鎹殑瀛樺彇銆備互涓€涓瓨鍌ㄥ閲忎负4K浣嶇殑SRAM涓轰緥锛屽叡闇€12鏉″湴鍧€绾挎潵淇濊瘉姣忎竴涓瓨鍌ㄥ崟鍏冮兘鑳借閫変腑(212 =-4096)銆傚鏋滃瓨鍌ㄥ崟鍏冮樀鍒楄鎺掑垪鎴愬彧鍖呭惈涓€鍒楃殑闀挎潯褰紝鍒欓渶瑕佷竴涓?2/4K浣嶇殑璇戠爜鍣紝浣嗗鏋滄帓鍒楁垚鍖呭惈64琛屽拰64鍒楃殑姝ｆ柟褰紝杩欐椂鍒欏彧闇€涓€涓?/64浣嶇殑琛岃瘧鐮佸櫒鍜屼竴涓?/64浣嶇殑鍒楄瘧鐮佸櫒锛岃銆佸垪璇戠爜鍣ㄥ彲鍒嗗埆鎺掑垪鍦ㄥ瓨鍌ㄥ崟鍏冮樀鍒楃殑涓よ竟锛?4琛屽拰64鍒楀叡鏈?096涓氦鍙夌偣锛屾瘡涓€涓偣灏卞搴斾竴涓瓨鍌ㄤ綅銆傚洜姝わ紝灏嗗瓨鍌ㄥ崟鍏冩帓鍒楁垚姝ｆ柟褰㈡瘮鎺掑垪鎴愪竴鍒楃殑闀挎潯褰㈣澶уぇ鍦板噺灏戞暣涓姱鐗囧湴闈㈢Н銆傚瓨鍌ㄥ崟鍏冩帓鍒楁垚闀挎潯褰㈤櫎浜嗗舰鐘跺寮傚拰闈㈢Н澶т互澶栵紝杩樻湁涓€涓己鐐癸紝閭ｅ氨鏄帓鍦ㄥ垪鐨勪笂閮ㄧ殑瀛樺偍鍗曞厓涓庢暟鎹緭鍏?杈撳嚭绔殑杩炵嚎灏变細鍙樺緱寰堥暱锛岀壒鍒槸瀵逛簬瀹归噺姣旇緝澶у緱瀛樺偍鍣ㄦ潵璇达紝鎯呭喌灏辨洿涓轰弗閲嶏紝鑰岃繛绾跨殑寤惰繜鑷冲皯鏄笌瀹冪殑闀垮害鎴愮嚎鎬у叧绯伙紝杩炵嚎瓒婇暱锛岀嚎涓婄殑寤惰繜灏辫秺澶э紝鎵€浠ュ氨浼氬鑷磋鍐欓€熷害鐨勯檷浣庡拰涓嶅悓瀛樺偍鍗曞厓杩炵嚎寤惰繜鐨勪笉涓€鑷存€э紝杩欎簺閮芥槸鍦ㄨ璁′腑闇€瑕侀伩鍏嶇殑銆。
sram 原理
sram 原理SRAM原理及其应用SRAM（Static Random Access Memory）是一种常见的存储器类型，它具有快速读写速度和易于集成的特点，被广泛应用于计算机内存、高速缓存和其他存储系统中。
本文将介绍SRAM的工作原理以及其在现代电子设备中的应用。
一、SRAM的工作原理SRAM是一种基于触发器的存储器，它由一组存储单元组成，每个存储单元由一个触发器和一对传输门组成。
触发器是由多个逻辑门构成的电路，用于存储一个比特的数据。
SRAM的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 写操作：当写入数据时，写入信号被传输到SRAM的写入线路上。
写入线路将写入信号传递给存储单元的传输门，使得数据能够被写入触发器中。
2. 读操作：当需要读取数据时，读取信号被传输到SRAM的读取线路上。
读取线路将读取信号传递给存储单元的传输门，使得触发器中的数据能够被传输到输出线路上。
3. 刷新操作：由于SRAM是一种静态存储器，需要定期进行刷新操作以保持数据的稳定性。
刷新操作会将存储单元中的数据重新写入触发器，以防止数据丢失。
二、SRAM的应用1. 计算机内存：SRAM被广泛应用于计算机的主存储器中。
由于SRAM具有快速的读写速度和较低的功耗，它能够提供高性能的数据存取能力，满足计算机对于快速数据交换的需求。
2. 高速缓存：SRAM也被用作处理器的高速缓存。
高速缓存是位于处理器和主存储器之间的一层存储器，用于加速数据的访问。
SRAM作为高速缓存的存储介质，能够提供更快的数据读取速度，减少处理器对主存储器的访问时间。
3. 嵌入式系统：由于SRAM具有较小的面积和较低的功耗，它在嵌入式系统中得到广泛应用。
嵌入式系统通常具有有限的资源和功耗限制，SRAM能够满足这些要求，并提供高效的数据存储和处理能力。
4. 图形处理器：SRAM也被广泛应用于图形处理器（GPU）中。
GPU需要大量的存储器来存储图像数据和计算结果，SRAM能够提供快速的数据读写能力，满足GPU对于高带宽和低延迟的存储需求。
sram课程设计
sram课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解SRAM的基本概念，掌握其存储原理和特点。
2. 学会分析SRAM的读写操作过程，理解其与DRAM的区别。
3. 了解SRAM在计算机系统中的应用，认识到其在高性能存储需求中的重要性。
技能目标：1. 能够运用所学知识，解释SRAM的工作原理，并进行简单的性能分析。
2. 掌握查阅资料、分析数据的能力，以便对SRAM的技术指标进行对比和评估。
3. 能够结合实际应用场景，设计基于SRAM的存储解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机硬件的兴趣，激发他们探索新技术、新领域的热情。
2. 培养学生的团队协作意识，使他们能够在小组讨论中积极发表见解，尊重他人意见。
3. 增强学生的环保意识，让他们认识到存储器件在生产、使用和回收过程中的环境影响。
课程性质：本课程为计算机硬件基础课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的计算机硬件知识基础，具有较强的自学能力和探索精神。
教学要求：注重理论与实践相结合，提高学生的动手操作能力；鼓励学生主动参与，培养独立思考和解决问题的能力；关注学生的情感态度，引导他们树立正确的价值观。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工作中，为未来计算机硬件领域的发展奠定基础。
二、教学内容1. 引入SRAM的基本概念，介绍存储器分类及SRAM在存储器体系中的地位。
- 教材章节：第三章 计算机存储器体系- 内容：存储器分类、SRAM的存储原理及特点。
2. 详细讲解SRAM的内部结构、工作原理及读写操作过程。
- 教材章节：第三章 计算机存储器体系；第四章 随机存取存储器- 内容：SRAM内部结构、读写操作、时序控制。
3. 对比分析SRAM与DRAM的性能差异，探讨其适用场景。
- 教材章节：第四章 随机存取存储器- 内容：SRAM与DRAM性能对比、优缺点分析。
4. 介绍SRAM在计算机系统中的应用，以实际案例分析其作用。
SRAM的工作原理
SRAM的工作原理:在静态存储器器件中，一位由6只晶体管组成，称为一个存储元，如图所示：N1和N2构成触发器，P1和P2分别作为Q1和Q2的负载电阻。
N1截止而N2导通时的状态称为"1"。
相反的状态称为"0"。
读出时，置选择线为高电平，使两个开关管导通，从读/写线输出原存的信息。
写入时，写入数据使读/写线呈相应电平（例如写"1"时，读/写线"1"为高电平，读/写线"0"为低电平），再使选择线为高电平，于是触发器被置为相应的状态（写"1"时，置为"1"状态，即N1截止N2导通）。
显然，无论存储元保存的信息是"1"还是"0",N1,N2,P1和P2，4只MOS管总有两只处于导通状态。
DRAM的工作原理和静态RAM一样，动态RAM也是由许多基本存储元按照行和列来组成的。
（1）3管DRAM的3管动态RAM的基本存储电路如右图所示。
在这个电路中，读选择线和写选择线是分开的，读数据线和写数据线也是分开的。
写操作时，写选择线为"1"，所以Q1导通，要写入的数据通过Q1送到Q2的栅极，并通过栅极电容在一定时间内保持信息。
读操作时，先通过公用的预充电管Q4使读数据线上的分布电容CD充电，当读选择线为高电平有效时,Q3处于可导通的状态。
若原来存有"1",则Q2导通，读数据线的分布电容CD通过Q3、Q2放电,此时读得的信息为"0"，正好和原存信息相反；若原存信息为"0",则Q3尽管具备导通条件，但因为Q2截止，所以，CD 上的电压保持不变，因而，读得的信息为"1"。
可见，对这样的存储电路，读得的信息和原来存入的信息正好相反,所以要通过读出放大器进行反相再送往数据总线。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章SRAM工作原理和性能指标2.1.SRAM基本结构SRAM即静态随机存储器，大多是由CMOS管组成的挥发性静态存储器。
在掉电后存储器中所存数据就会丢失。
顾名思义，随机静态存储器可以对任何地址进行读写操作，通过锁存器的原理对数据进行保存，在无操作状况下，锁存器处于稳态，保持数据稳定，不用进行周期性的电荷刷新。
SRAM由基本单元构成的阵列以及外围电路构成，其中阵列的划分和外围电路的优劣对整个SRAM的性能有很大的影响。
静态随机存取存储器（简称为静态存储器或SRAM）是随机存储器的一种，它由静态挥发性存储单元组成的存储阵列（或者叫内核，core）组成，其地址译码集成在片内。
SRAM速度很快而且不用刷新就能保存数据不丢失。
它以双稳态电路形式存储数据，结构复杂，内部需要使用更多的晶体管构成寄存器以保存数据。
SRAM由于靠连续的供电来维持所存数据的完整性，故属于易挥发性存储器。
SRAM电路结构与操作和一般的RAM类似，由存储阵列、灵敏放大器、译码器、输入输出电路和时序控制电路五大部分组成。
存储单元按行和列排列起来就组成了SRAM的阵列结构，行和列分别称为“字线”和“位线”。
每个存储单元对应于一个唯一的地址，或者说行和列的交叉就定义出了地址，而且每一个地址和某一特定的数据输入输出端口是相连的。
一个存储芯片上的阵列（或者自阵列）数目是由整个存储器的大小、数据输入输出端口数目、存储速度要求、整个芯片的版图布局和测试要求所决定的。
如图2-1所示存储阵列是由存储单元(cell)构成的矩形阵列。
每一个单元都有自己独特的地址，通过外围的译码电路选中相应的单元进行读写操作。
译码电路包括行译码电路和列译码电路，其中行译码电路用来从2k行中选中一行，列译码是从2n中列中选出一列。
这样通过行译码列译码的共同作用来从阵列中选出相应的单元进行读写操作。
灵敏放大器和写入电路用来对数据进行读写操作。
在数据读出过程中，由于位线过长使得从单元中读出的信号很弱，需要用灵敏放大器来放大信号，加快数据的读出过程。
写入电路用来进行数据的输入。
控制电路主要用来控制数据的读写以及译码过程。
通过相应的控制信号如读使能信号写使能信号等来控制数据的读写操作。
图 2-1 SRAM 的整体结构图2.1.1. 存储阵列SRAM 有很多阵列结构，不同需求的SRAM 需要不同的阵列结构。
当需要实现一个N 个字，且每字为M 位的存储器时，最直接的方法是沿纵向把连续的存储单元字堆叠起来。
如下图所示。
S S S S S M 位输入 输出（M 位）（a ）直接堆叠式阵列结构M 位输入 输出（M 位）2（b ）使用译码器的阵列结构图 2-2 N 个字存储器的总体结构在这种结构中,可以通过选择一根字线(S 0-S N-1)来进行读写操作。
也就是说，从S 0-S n-1的字线信号中，有且只能有一条字线信号为高电平。
这个方法虽然比较简单并在很小的存储器中能工作的很好，但是遇到较大的存储器时就会出现问题。
假设要实现一个IKx8位的存储器，使用2.2(a)的结构就需要lK 根选择线，这对布线与封装都构成难以克服的困难。
插入一个译码器就可以减少选择信号的数目，如图2-2(b)所示。
通过提供一个二进制编码的地址字A 0一A k-1来选择一个存储字。
译码器把这一地址转换成N=2K 根选择线，其中每次只有一根起作用。
这一方法把例中1K 根外部地址线的数目转变成10根地址线 (log 2210) ，从而事实上消除了布线和封装问题。
对于更大容量的存储器，如果使用上述阵列结构，由于它的高度比宽度大太多倍，把存储单元连接到输入/输出的垂直线会过长，造成在运行时极慢。
为了解决这个问题，不但要在行方向使用译码器，在列方向上也要使用译码电路，地址字被分成列地址和行地址。
行地址可以读写一行的存储单元，而列地址可以从所选出的行中找出一个所需要的字，如图2-3。
这种结构应用于64K 到256K 范围的存储器。
对于更大容量的存储器，这种结构便会出现问题。
由于阵列的长度和宽度都太大，导致字线和位线的长度太长，所以电容和电阻变得过大而出现了严重的速度下降问题。
又因为金属互连导线RC延迟与长度平方成正比，所以整个存储器的访问时间同阵列宽度和高度的平方成正比同时又因为导线电容增大，使一次读写所消耗的能量也随尺寸增大而增加。
A K存储单元A K+1A N-1图2-3阵列结构的存储器组织由上面了解到，大容量的存储器由于字线和位线的长度，电容和电阻变得过大而开始出现严重的速度下降问题。
因此，较大的存储器在地址空间上再进一步增加一个层次，即对存储器进行分割形成层次化的阵列结构。
对存储器的分割可以通过减少一条字线上连接的单元数目或一条位线上连接的单元数目来实现。
通过分割可以降低存取操作时总的切换电容，从而降低存储器的功耗。
比如将存储器分割成P个小块，每一小块与图2-3相同。
如图2-4字的选择基于送入各块的行地址和列地址。
此外还有一个地址成为块地址，负责在P个块中选出需要读写的一块。
这样就显著降低了字线的长度，使读写速度较快。
而且将存储器适当的分割成几个子模块有助于把存储器的工作功耗限制在整个存储阵列的有限区域内，块地址只用来激活被寻址的块，未被寻址的块处于省电模式，只消耗维持数据所需要的功耗，这样可以节省很多功耗。
如图2-4，阵列被分为4块，在这个布局下，选择一个字线要经过两个步骤。
首先通过块选择信号选择所需要的块，其次按照所选择的块的字线信号结合位线信号就可以选择所对应的单元。
块0块i图2-4 层次化的存储结构2.1.2.灵敏放大器随着SRAM容量不断的增大，单元尺寸的不断缩小，位线变长，位线电容就相应增大，数据的读取时间也变的越来越长。
为了提高读取的速度，必须减小数据关键路径上的延迟时间。
减小SRAM的读取时间，一般有两种途径:一种有效方法是减少位线电容，另一种有效方法是在位线与输出缓冲单元之间加入灵敏放大器，减小位线电压摆幅，从而减小数据传输延时。
所以，灵敏放大器应该具有以下功能:1.灵敏放大器可以从存储单元读出小信号，转换成逻辑电平0和1，实现数据的有效读出。
2.由于位线电容是影响存储器速度的主要因素。
所以灵敏放大器是提高存储器访问速度的关键。
3.高增益的灵敏放大器应该可以减小位线上的电压摆幅，可以显著减小功耗和增加速度。
灵敏放大器按照电路类型可以分为差分型和非差分型。
其中，差分型灵敏放大器把小信号的差分输入(即位线电压)放大为大信号输出。
它具有很多优点，比如抗干扰能力强、电压摆幅大、偏置电路简单、线性度高等。
差分型灵敏放大器能辨别出很小的信号差，它的速度相对非差分型来说较快。
但是版图面积也相对较大。
非差分型的灵敏放大器多用于非易失性存储器及顺序存储器。
随着集成度的提高以及性能的优化，非差分型灵敏放大器越来越难以满足系统的要求。
差分灵敏放大器、非差分灵敏放大器一般都采用电压工作模式。
在存储器中，位线信号的准确值因芯片的不同而不同，甚至在同一芯片的不同位置也不会相同。
1或0信号的绝对值可能会在一个很大的范围内变化。
芯片中会存在多个噪声源，比如电路切换引起电源电压上的尖峰信号，或者字线和位线之间的电容串扰等。
这些噪声信号的影响有时可能非常严重，特别是当被检测的信号幅值一般都很小的时候。
差分型灵敏放大器的输入端一般与一对位线相连，但并不表示两根位线必须为其提供一对互补的逻辑信号，通常情况是，一根位线上为参考电压，另一根就提供与存储单元存储数据相对应的信号。
差分放大器在有效抑制共模噪声和放大信号间真正差别的方面有很大作用。
2.1.3.地址译码器电路SRAM的性能有很大部分是通过借助外围电路比如译码器和灵敏放大器来提高。
因此译码器的设计也很重要。
数据的读出和写入的过程有很大一部分时间花在译码上，因此它也是SRAM功耗的重要组成部分。
可以采取多级译码和字线脉冲的方法来降低功耗。
多级译码的使用可以有效的减少字线的负载，从而降低功耗。
字线脉冲的方法可以减小位线的电压摆幅，也进一步降低功耗。
在SRAM中，译码器是由一系列的与非门或者或非门组成。
它根据一组给定的地址去选中相应的单元来进行读写操作。
在大容量的存储器中，译码器直接和存储单元阵列相连，译码器单元的几何尺寸必须和存储器内核尺寸匹配(节距匹配)。
否则就会造成布线的极大浪费和由此引起的延时和功耗的增加。
此外，译码器电路在SRAM中所占面积仅次于存储阵列。
因此，译码器的设计对存储器的整体面积也有一定影响。
利用译码器，我们可以用M个地址来表示2M个存储单元。
所以，译码器在实现随机存取功能同时，还减少了管脚的封装数。
因此，在存储器设计中，译码器的设计也是SRAM设计中的一个重要环节。
它对减小SRAM 芯片面积和功耗、提高工作速度都有很大的影响。
SRAM每一组地址经过译码器，器选中一条字线，的单元。
(a)(b)图2-5 译码器电路如图2-5，译码器可以用与非门实现也可以用或非门实现。
它的逻辑功能相当于一个具有2n输出n输入的与门功能。
实际应用中由于不可能设计具有这么多输入的与门，所以在实际应用中译码器采用层次式与门结构。
2.1.4.控制电路SRAM的读写操作都是由一系列的时序过程按顺序来完成的，所以需要用控制电路来保证其能正确且有效工作。
在图2-6所示的SRAM结构框图中，CSB，WEB 和OEB分别称为片选控制端，写控制端和读控制端。
在实际应用中，并不由它们直接来控制读写，而是通过一定的控制电路，使三者经过逻辑组合，再产生几个信号，来分别控制读写操作。
对于存储容量比较大的异步SRAM，为了减少功耗和提高速度都会采用一种“地址转换监控电路(ATD)”。
它能通过监测外部信号的变化自动产生内部控制信号如SE，控制灵敏放大器的开关信号，从而非常有效地降低功耗和提高存储速度。
图2-6 SRAM的结构框图2.2.SRAM工作原理SRAM的存储单元是靠双稳态电路存储信息。
如图2-7所示，M1、M3和M2、M4分别构成两个交叉耦合的倒相器，M5、M6为存取门管，作为读写操作的单元选择器件。
WL为字线，BL和NBL是一对位线，VDD是电源，GND是地。
SRAM的工作状态包括写入、读出和数据保持三种状态。
写入状态是指将数据线上的数据写入到存储位单元的存储节点中；读出状态是指将存储在内部存储节点上的数据读出到数据输出口；数据保持状态是指在读写状态都不执行时，存储在存储节点上的数值保持原来状态。
图2-7 SRAM存储单元逻辑图2.2.1.数据写入向存储单元写入“1”的过程是：（1）当WL字线为低电平，置BL位线为“1”电平，NBL为“0”电平；（2）置WL字线为高电平，此时M5、M6导通；（3）存储单元的存储节点V2通过M6向NBL放电，达到“0”电平，M1截止；（4）BL 位线通过M5，VDD通过M3，对存储节点V1充电至“1”电平，M2导通；（5）置WL字线为低电平，M5、M6管关闭，此时存储单元的结点V1处于“1”电平状态，V2处于“0”电平状态。