高速低功耗SRAM中灵敏放大器的设计
高速低功耗SRAM体系结构及设计仿真
高速低功耗SRAM体系结构及设计仿真赵以诚;周刚【摘要】A design of a system structure of high velocity low power 1M-bit SRAM is described in this paper,and the construction of circuit is finished on the basis of system structure.At the same time, the simulation of the circuit system is accomplished by Hspice.In the conditions of 5V and CSMC 0.35μm process model,with the address access time of 15ns,the average dynamic power of 100mW and the static power of 6mW,good capability of low power and high velocity SRAMare carried out.%提出了一种高速低功耗1M－bit 静态随机存储器的体系结构设计，在此体系结构基础上完成了整体电路架构的搭建。
同时，运用 Hspice 模拟电路仿真工具完成了电路系统仿真。
在5V 电源电压下，采用 CSMC 0．35μm 工艺模型，地址取数时间为15ns，平均动态功耗为100mA，静态功耗为6mA，实现了静态随机存储器高速、低功耗的良好性能。
【期刊名称】《微处理机》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】4页(P6-8,12)【关键词】静态随机存储器;体系结构;高速低功耗;译码器;灵敏放大器;内核【作者】赵以诚;周刚【作者单位】中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳 110032;中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳 110032【正文语种】中文【中图分类】TN603由于现代数字系统需要高速存储能力，因此越来越高密度的存储器设计与制造技术被人们所采用，无论是最早的独立式存储器，还是发展迅速的嵌入式存储器，在未来都是集成电路市场中持续增长的部分。
sram种类
sram种类SRAM种类SRAM（Static Random Access Memory）是一种静态随机存取存储器，它以稳定的电压维持存储数据，相比于动态随机存取存储器（DRAM），SRAM的速度更快，但是其面积和功耗较大。
在市场上，有多种不同类型的SRAM可供选择。
本文将介绍几种常见的SRAM种类。
1. 常规异步SRAM常规异步SRAM是最基本也是最常见的SRAM类型。
它采用简单的异步存取方式，即通过地址线和控制线进行数据读写。
常规异步SRAM 具有高速读写、低功耗和可靠性好的特点，广泛应用于计算机存储系统、通信设备和嵌入式系统等领域。
2. 同步SRAM同步SRAM是一种高性能的SRAM类型，它采用同步存取方式，即通过时钟信号进行数据读写。
同步SRAM具有更高的工作频率和更低的访问延迟，适用于对存储器速度要求较高的应用，如高性能计算和图形处理等领域。
3. 双口SRAM双口SRAM是一种具有两个独立存取端口的SRAM类型。
它可以同时进行两个不同的读写操作，实现更高的数据吞吐量。
双口SRAM广泛应用于需要并行处理和存储的系统，如网络交换机、路由器和图像处理器等。
4. 低功耗SRAM低功耗SRAM是一种为了节省功耗而优化设计的SRAM类型。
它采用低功耗的电路设计和节能模式，以降低整个系统的功耗。
低功耗SRAM适用于电池供电的便携式设备和节能型系统，如智能手机、平板电脑和物联网设备等。
5. 嵌入式SRAM嵌入式SRAM是一种专为嵌入式系统设计的SRAM类型。
它具有小尺寸、低功耗和高集成度的特点，可以直接集成到芯片中，与其他逻辑电路共享芯片空间。
嵌入式SRAM广泛应用于微控制器、数字信号处理器和系统级芯片等嵌入式系统中。
6. FIFO存储器FIFO（First-In-First-Out）存储器是一种特殊的SRAM类型，它以先进先出的方式存取数据。
FIFO存储器常用于数据缓冲和流水线处理等应用，如图像传输、音视频编码和网络数据包处理等。
sram 灵敏放大器 电路设计
sram 灵敏放大器电路设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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1Mb高速低功耗SRAM的设计
b、临时用水布置说明
临时用水管管材采用镀锌钢管。埋地敷设,埋设深度为80厘米,以免被现场过往车辆损坏,冬季还可起到保温作用。用水由闸阀控制。供现场消防。现场设临时用水值班人员两名,负责现场用水的巡视维修。
项目组织机构及项目主要管理人员名单见附表。
职务姓名性别职称项目经理高志春男工程师
材料员尚文琴男助工
施工员吴小茹男助工
安全员雷明录男助工质检员范雄飞男助工专职安全
郝卫星男技术员员
项目组织机构图
本工程质量标准要求高、计划施工总工期180日历天,期间经历雨期,工期较紧张。为了保证基础、面层、照明均尽可能有充裕的时间施工,优质高效地完成本工程,须充分考虑到各方面的影响因素,从任务划分、人力、资源、时间、空间的充分利用与合理配置上,科学部署,严密组织工程流水施工。
协作目标:积极配合甲方、监理、设计院和其他相关单位的工作和监督检查,圆满完成工程项目的施工,给公司创形象,为业主增光彩。
竣工回访和质量保修计划:根据我公司对业主的承诺,每年夏季对用户进行回访。根据第80号建设部令,《房屋建筑工程质量保修办法》的有关规定进行保修。房
屋地基基础和主体结构工程,保修年限为设计规定的该工程的合理使用年限,屋面防水、卫生间防水以及外墙面和房间的防渗漏、保候修期为5年,供热系统保修期为二个采暖期,电气系统、给排水设备安装保修期为二年;装修工程保修年限为二年。其它保修期限由建设单位与我方以合同形式约定。
Q2=q2N2K2/8/3600=200×20×1.5÷8÷3600=0.21L/s 消防用水Q3:本现场物料堆放齐全,因此现场消防器材布置相当重要。根据现场施工临水水量规定,当施工现场占地不大于1ha(公顷)时,q3取15L/s。
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低功耗处理方法
sram低功耗处理方法SRAM（Static Random Access Memory）是一种常用的存储器件，具有读写速度快、功耗低的特点。
然而，在移动设备等低功耗应用中，SRAM的功耗仍然是一个不可忽视的问题。
为了降低SRAM的功耗，可以采取一些低功耗处理方法。
采用适当的电源管理策略是降低SRAM功耗的有效途径。
通过在不使用时断开电源供应，或者降低电源电压，都可以有效降低SRAM的功耗。
例如，在移动设备中，可以利用待机模式或休眠模式来降低SRAM的功耗。
优化SRAM的电路设计也是降低功耗的重要手段之一。
例如，采用更小的电流源可以降低SRAM的静态功耗；采用更小的传输门延迟可以降低SRAM的动态功耗。
此外，还可以通过优化SRAM的布局和电路连接方式，减少信号线的长度和电容负载，从而降低功耗。
采用低功耗的存储单元设计也可以有效降低SRAM的功耗。
例如，采用低功耗的存储单元器件，如低功耗的传输门、低功耗的存储电容等，可以降低SRAM的功耗。
此外，还可以采用多位线技术和分离式存储单元来降低功耗。
采用适当的工艺技术也可以降低SRAM的功耗。
例如，采用低功耗的工艺节点，如低功耗CMOS工艺，可以降低SRAM的功耗。
优化SRAM的访存策略也可以降低功耗。
例如，采用更高效的访存算法，减少访存次数和数据移动次数，可以降低SRAM的功耗。
此外，还可以采用数据压缩和数据缓存等技术，来降低SRAM的功耗。
降低SRAM的功耗是一个复杂而重要的问题。
通过采用适当的电源管理策略、优化电路设计、采用低功耗的存储单元设计、采用适当的工艺技术和优化访存策略，可以有效降低SRAM的功耗，提高设备的能效性能。
一种新型灵敏放大器的设计
级采用一个 Ｒ 触发器 ， 方面使第一级放大的信号成 Ｓ 一 为真正的数字信号 ， 另一方 面增加 了电路 的驱动能力 。
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第 ７卷 ， ６期 第
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总 第 ５ 期 Ｏ
２０ ０ ７年 ６月
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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。
低电压高速CMOS全差分运算放大器设计
低电压高速ＣＭＯＳ全差分运算放大器设计作者：阮颖来源：《现代电子技术》2008年第11期摘要：设计了一种低压高速CMOS全差分运算放大器。
该运放采用了折叠式共源共栅放大结构、连续时间共模反馈电路以及低压宽摆幅偏置电路，以实现在高稳定性下的高增益带宽、大输出摆幅。
在Cadence环境下,基于TSMC 0.25 μm CMOS 标准工艺模型,对电路进行了spectre仿真。
在2.5 V电源电压下，驱动1 pF负载时，开环增益71.6 dB，单位增益带宽501 MHz，功耗4.3 mW。
关键词：折叠共源共栅;全差分;共模反馈中图分类号：TN432 文献标识码：B文章编号：1004-373X(2008)11-150-Design of a Low-Voltage and High Speed Fully Differential CMOS Op-Amp(Shanghai University of Electric Power,Shanghai,201300,China)Abstract：A low-voltage and high speed CMOS fully differential operational amplifier is designed.The operational amplifier based on the structure of folded cascade,a continuous time CMFB and a low-voltage and wide output swing bias circuit to obtain a high unity-gain bandwidth,a wide output-voltage swing.The operational amplifier is designed in a standard TSMC 0.25 μm CMOS process and simulated with spectre under Cadence environment.With a single 2.5 V power supply,the amplifier achieves a open-loop gain of 71.6 dB with a 501 MHz unity gain frequency and dissipats 4.3 MW power.Keywords：folded cascade;fully differential;CMFB;CMOS运算放大器（运放）作为数模转换器（ADC）、模数转换器（DAC）、开关电容滤波器、带隙电压基准源等电路系统的关键基本单元得到了广泛应用。
40nm低功耗产品研发中SRAM的VMIN良率提升的开题报告
40nm低功耗产品研发中SRAM的VMIN良率提升的开题报告一、选题背景和意义近年来，随着低功耗、高性能芯片需求的不断增加，SRAM在芯片中的应用越来越广泛。
SRAM是一种存储器件，广泛用于高速缓存、寄存器和其他芯片中，占据了大量的面积和功耗。
在SRAM制造过程中，最主要的失效模式是VMIN失效，即在噪声的干扰下，SRAM存储单元的电压会降低到一定程度，使得存储单元失效。
因此，在SRAM设计和制造中，如何提高SRAM的VMIN良率，具有重要的意义。
以40nm低功耗产品为例，SRAM的VMIN压降范围较大，良率较低，导致芯片的可靠性和稳定性下降，影响芯片的使用寿命和性能。
因此，提高40nm低功耗产品研发中SRAM的VMIN良率，是当前要解决的问题。
二、研究内容本次研究的主要内容是，在40nm低功耗产品研发中，通过改进SRAM电路设计和制造工艺，提高SRAM的VMIN良率。
具体研究内容包括：1.分析40nm低功耗产品研发中SRAM的VMIN失效机理。
2.基于SRAM的VMIN失效机理，优化SRAM电路设计，提高VMIN 压降的容忍度，提高SRAM的VMIN良率。
3.通过改进制造工艺，提高SRAM的电气特性和稳定性，提高SRAM 的VMIN良率。
4.在实际芯片实验中验证SRAM的VMIN压降容忍度和良率的提高效果。
三、研究方法和方案本次研究采用实验和仿真相结合的方法来解决问题。
具体方案如下：1.通过仿真分析40nm低功耗产品研发中SRAM的VMIN失效机理。
2.在设计阶段中，采用一些电路技巧来优化SRAM电路设计，提高VMIN压降的容忍度，如改善预充电电路的设计、引入噪声抑制电路等。
3.在制造工艺方面，采用一些工艺改进措施来提高SRAM的电气特性和稳定性，如改善晶圆的工艺流程、修正晶圆的缺陷等。
4.在实际芯片实验中，通过静电放电（ESD）实验、环境试验和可靠性测试等方法，验证SRAM的VMIN压降容忍度和良率的提高效果。
高速低功耗SRAM中灵敏放大器的设计
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文章 编号 ：０ ５９ ９ （０ ８ ０ －６ ００ １ ０ －４ ０ ２ ０ ） ５１ ５ －４
与单 元 位 线 通 过 转 接 栅 相 连 的 灵 敏 放 大 器 是 Ｓ ＡＭ 中 的关键 部 件 。它 对 整 个 存 储 电路 的性 能 Ｒ 有着 极其 重要 的影 响 。 由于 Ｓ ＡＭ 电 路具 有 天生 Ｒ
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第３ １卷
第 ５期
电 子 器 件
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sram低功耗处理方式
sram低功耗处理方式SRAM（Static Random Access Memory）是一种常见的存储器技术，它具有低功耗的特点。
本文将着重介绍SRAM的低功耗处理方式。
SRAM是一种由触发器构成的存储器，具有高速读写的特点。
然而，由于其存储单元的构造，SRAM在静态状态下也需要持续消耗功耗。
为了降低SRAM的功耗，可以采用以下几种处理方式。
降低供电电压是降低SRAM功耗的有效方式之一。
当供电电压降低时，SRAM的功耗也相应减少。
然而，降低供电电压会导致SRAM 的读写性能下降。
因此，在实际应用中，需要在功耗和性能之间做出权衡。
采用低功耗的设计架构也是降低SRAM功耗的重要手段。
例如，采用分层式的存储器结构，可以将SRAM划分为多个子阵列，根据不同的访问需求选择性地激活子阵列，从而降低功耗。
使用低功耗的工艺制程也可以有效地降低SRAM的功耗。
随着工艺制程的进一步发展，新一代的工艺节点可以提供更低的功耗特性。
因此，在设计SRAM时，选择合适的工艺制程也是降低功耗的重要考虑因素之一。
在SRAM的读写过程中，预取（Prefetching）技术可以有效地降低功耗。
预取技术通过提前将可能被访问到的数据加载到缓存中，减少了对主存储器的访问次数，从而降低了功耗。
SRAM的休眠模式也是降低功耗的一种方式。
在休眠模式下，SRAM可以将存储的数据保存在内部，并停止对外部环境的响应。
这样可以大大降低功耗，但在需要读写数据时需要退出休眠模式，因此需要在功耗和响应速度之间做出权衡。
SRAM的读写电流也是功耗的重要来源。
通过优化读写电流的大小，可以有效地降低SRAM的功耗。
例如，在读操作中，可以适当减小读写电流的大小，以达到降低功耗的目的。
SRAM低功耗处理方式主要包括降低供电电压、采用低功耗的设计架构、使用低功耗的工艺制程、预取技术、休眠模式和优化读写电流等。
这些方式可以在不显著影响SRAM性能的情况下，有效地降低SRAM的功耗。
芯片设计中的低功耗设计技术有哪些
芯片设计中的低功耗设计技术有哪些在当今科技飞速发展的时代，芯片作为各种电子设备的核心组件，其性能和功耗成为了至关重要的考量因素。
随着移动设备、物联网等应用的普及，对于芯片的低功耗要求越来越高。
那么，在芯片设计中，都有哪些低功耗设计技术呢？首先，我们来谈谈工艺制程的优化。
芯片制造工艺的不断进步，从几十纳米到如今的几纳米，每一次的制程缩小都能带来功耗的显著降低。
更小的制程意味着晶体管尺寸更小，导通电阻更低，漏电电流也更小，从而有效地降低了芯片的静态功耗和动态功耗。
比如说，采用更先进的 FinFET（鳍式场效应晶体管）或 GAAFET（环绕栅极场效应晶体管）等晶体管结构，能够更好地控制电流，减少漏电，实现低功耗。
动态电压频率调节（DVFS）技术也是常见的低功耗手段之一。
在芯片运行过程中，根据工作负载的变化实时调整电压和频率。
当任务较为简单，不需要高性能时，降低电压和频率，从而减少功耗；而当面临复杂任务需要高性能时，再提高电压和频率以保证运算速度。
这种灵活的调节方式，使得芯片在不同的工作场景下都能达到功耗和性能的平衡。
电源门控技术在降低功耗方面发挥着重要作用。
通过在芯片中设置电源开关，当某些模块处于闲置状态时，可以直接切断其电源供应，避免不必要的漏电和静态功耗。
只有在需要使用这些模块时，才打开电源，从而大大降低了芯片的整体功耗。
时钟门控技术同样不容忽视。
芯片中的时钟信号是功耗的一个重要来源。
通过时钟门控，在不需要时钟的时间段内关闭时钟信号，阻止不必要的时钟翻转，从而降低了时钟网络的功耗。
这就好比在不需要工作的时候，让时钟“休息”一下，节省了能量。
多阈值电压技术也是一种有效的手段。
在芯片设计中，不同的晶体管可以采用不同阈值电压的器件。
对于那些对性能要求较高的关键路径，可以使用低阈值电压的晶体管以提高速度；而对于那些对性能要求不高但对功耗敏感的部分，则采用高阈值电压的晶体管来降低漏电和静态功耗。
此外，算法和架构层面的优化也能为低功耗设计做出贡献。
sram电路设计
sram电路设计SRAM（静态随机存储器）电路设计是一种集成电路设计，用于实现高性能、低功耗的存储器解决方案。
在SRAM电路设计中，主要关注以下几个方面：1. 存储单元设计：存储单元是SRAM的基本构成单位，通常采用6T（6个晶体管）或4T结构。
6T结构包括一个读写放大器、一个选择器和一个存储器单元，而4T结构则省去了读写放大器。
在设计过程中，需要优化存储单元的尺寸、功耗和性能。
2. 位线设计：位线是连接存储单元和读写放大器的电路路径。
位线设计的关键在于降低电压摆幅，以减小功耗。
常见的技术包括位线循环充电（CRSRAM）和多级位线（HBLSA-SRAM）等。
3. 读写电路设计：SRAM的读写电路负责实现存储器单元的读取和写入操作。
读写电路设计需要考虑速度、功耗和稳定性等因素。
常见的读写电路结构包括源极终止（Source Terminated）和漏极终止（Drain Terminated）等。
4. 自定时电路设计：自定时电路用于产生读写操作所需的时序信号。
常见的自定时电路设计方法包括双模式自定时（DMST）等技术。
5. 低功耗设计：随着集成电路工艺的发展，低功耗设计已成为SRAM电路设计的重要课题。
可以通过降低位线电压摆幅、优化存储单元结构和读写电路设计等方式实现低功耗。
6. 性能优化：为了提高SRAM的性能，可以采用多种技术，如预充电、灵敏放大器设计等。
同时，需要权衡速度、功耗和面积之间的关系，以实现最佳的性能。
7. 验证与仿真：在SRAM电路设计完成后，需要进行验证和仿真。
通过与传统结构进行对比，评估新设计在速度、功耗等方面的优势。
此外，还需要进行温度、噪声等环境因素的稳定性测试。
总之，SRAM电路设计涉及多个方面的优化，包括存储单元、位线、读写电路、自定时电路、低功耗和性能等。
在设计过程中，需要综合考虑这些因素，实现高性能、低功耗的SRAM解决方案。
高速低功耗电流型灵敏放大器的设计
高速低功耗电流型灵敏放大器的设计朱婷;夏建新;蒋见花【摘要】A high-speed and low-power current-mode sense amplifier forlow-voltage and high-capacitance SRAM application is presented.This circuit availably eliminated the negative effect of plentiful bit-line parasitical capacitance by adding a pajr of separate transistors among the cross-coupled inverters, which extensively improved the speed of the sense amplifier.Meanwhile the sense amplifier effectively saved the power consumption by optimizing the timing control circuit.Simulation results based on a SMIC 0.13μm digital technology verify that the sensing delay of the sense amplifier is only 0.344 ns and the power consumption is 102 μwat room temperature and 1.2V supply pared with the listed literatures, the sensing delay of the proposed design has 9.47％ and 31.2％improvement respectively and the power consumption has 64.8 ％ and 63％improvement respectively.%提出了一款适合在低电压、大容量SRAM中应用的高速低功耗电流型灵敏放大器.该电路在交叉耦合反相器之间添加了一对隔离管,有效消除了大量位线寄生电容所带来的负面影响,从而极大提高了灵敏放大器的速度.同时,通过对时序控制电路的优化,有效降低了放大器的功耗.采用SMIC 0.13μm数字工艺在HSpice下进行仿真,结果表明:在室温,1.2 V工作电压下,灵敏放大器的放大延迟仅为0.344 ns,功耗为102μW.相比文献中提出的电流型灵敏放大器,速度分别提高了9.47%和31.2%,功耗则降低了64.8%与63%.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)002【总页数】4页(P157-160)【关键词】电流型灵敏放大器;交叉耦合反相器;隔离管;时序控制电路【作者】朱婷;夏建新;蒋见花【作者单位】电子科技大学微电子与固体电子学院,四川成都,610054;中国科学院微电子研究所,北京,100029;电子科技大学微电子与固体电子学院,四川成都,610054;中国科学院微电子研究所,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】TN919-340 引言静态随机访问存储器(SRAM)最初作为CPU与内存之间的缓存。
SRAM中器件参数的设计方法
SRAM中器件参数的设计方法徐政;李红征;赵文彬【摘要】For embedded SRAM products, to solve the problem of device parameters matching caused by different foundry, first, device parameters in bitcell were extracted based on spice model of foundry by BSIMPROPLUS, second, the trip point, power dissipation, read margin and write margin at different process corner were calculated to get optimal process condition. For example, SNFP process corner was the optimal process condition for dual port SRAM and single port SRAM with 0.13 μm technology node, for 1.2 V VDD, the threshold of pull down, pull up, pass gate were 0.33 V corresponding.%为了解决含有SRAM产品转线时器件参数匹配的问题，首先对晶圆制造厂提供的SPICE模型，使用BSIMPROPLUS软件提取出SRAM单元中器件的阈值、饱和电流、漏电等参数，然后使用提取出的器件参数计算出SRAM单元在不同工艺角的翻转电压、功耗、读写裕度，比较得到最优工艺角。
以0.13μm技术节点[1]单端口SRAM和双端口SRAM为例，计算了SRAM单元在不同工艺角下的翻转电压、功耗、读写裕度，得出SNFP工艺角为最优工艺条件，对于1.2 V电源电压，驱动管、负载管、传输管的阈值为0.33 V 时SRAM单元的功耗和读写裕度最优。
高性能SRAM的设计与实现
高性能SRAM的设计与实现吴耀辉;胡涣章;梁丰;蔡宇【摘要】以延时和功耗为指标,对64KB SRAM进行了整体设计和实现.把解码器中传统的CMOS静态门修改成SCL和预充电门,提高了解码器速度;提出64∶72的ECC编码方案,减少了电路尺寸和单元数;通过电容副本列产生灵敏放大器使能信号,提高了系统的灵活性.通过TT晶体管仿真,设计的SRAM延时是653.7ps,功耗是11.3mw.与主流设计方案相比,延时得到了明显的改善.%In this paper a 64KB SRAM is designed and implemented for the purpose of shorter delay and lower energy consumption. To speed up the decoder the conventional static CMOS gates are modified into SCL and pre-charged gates. Encoding the ECC with 64:72 reduces the circuit size and cell numbers. The capacitance replica is used to generate sense amplifier enabling signals to improve system flexibility.The transistor is used for emulation. Compared to mainstream designs, the SRAM designed in this paper owns an improved delay of 653.7ps and a lower energy consumption of 11.3mw.【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2011(028)006【总页数】3页(P239-241)【关键词】SRAM;Block;ECC;灵敏放大器【作者】吴耀辉;胡涣章;梁丰;蔡宇【作者单位】浙江万里学院电子信息学院,浙江宁波,315100;浙江万里学院电子信息学院,浙江宁波,315100;浙江万里学院电子信息学院,浙江宁波,315100;朗讯科技(中国)有限公司,北京,100738【正文语种】中文0 引言随着静态存储器(SRAM)在微处理器和SoC片上系统中占据越来越大的芯片面积，使得存储器中字线和位线的长度也不断增加，增加了延时和功耗。
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在ＳＲＡＭ的设计中，灵敏放大器的组成往往不 是单一的，通常一个实际使用的放大器会有一至三 级组成。交叉耦合型结构，由于其增益低，速度快， 往往被用在第一级灵敏放大，而运放型由于增益高， 往往被用在第二级放大，且输出为单边信号的放大 器中。这两种放大器及其派生结构是单片ＳＲＡＭ 中最常见的放大器。锁存型灵敏放大器，因其正反 馈结构可以输出全摆幅信号，往往只使用一级放大 即可，但因其固有高敏感性，往往要求有精确的时序 与匹配。故常用在同步ＳＲＡＭ，嵌入式ＳＲＡＭ或 高性能的ＳＲＡＭ之中［９Ｊ。
高速低功耗ＳＲＡＭ中灵敏放大器的设计＊
黄义定¨，李 鉴２，李天阳３，石振岩４
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摘 要：本文对比分析了运放型、交叉耦合型和锁存器型灵敏放大器三种不同的骚ｂ气Ｍ灵敏放大器的基本结构并通过仿真比
较了它们的优缺点，在此基础上设计了读出放大时间在最坏情况下需０．５ ｎｓ，静态维持功耗约为０．１ ｒｒｌ、Ⅳ的ＳＲＡＭ灵敏放大器。
图４锁存型灵敏放大器的基本结构 当ＳＥ为高时，Ｍ。管导通，电路开始处于工作 状态。此时ＢＬ与ＢＬＢ尚处在一个平衡状态，ＢＬ 与ＢＩＢ之间还接有一个起平衡作用的平衡管，可以 将锁存器状态保持在其亚稳态点，即锁存器增益最 大的工作点。此时若ＢＬ与ＢＬＢ开始形成差分信 号，则会立即由正反馈形成快速的放大作用，ＢＬ与 ＢＬＢ达到高低电平，此时对锁存器的两边电路来 说，每边仅有一个ＭＯＳ管导通，从电源至地没有直 接的直流通路，其静态功耗为零。 （２）差分锁存型灵敏放大结构［４］
图７改进后的差分锁存型灵敏放大器
下面对差分锁存器型灵敏放大器电路进行仿
真，取典型的１０ ｍＶ差分输入波形如图８所示。
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２．５
ｉｏｉ
＞０
图８差分锁存结构的放大波形
图８所示的波形中，曲线１为放大器启动信号 ＳＥ，曲线２、３为输出。由图可以看出，差分锁存型
图９ 实际使用的差分锁存型放大结构 图９中在基本的差分结构的基础上加合型灵敏放大器结构 交叉耦合结构速度较快的原因是存在一个由两 只ＰＭＯＳ管Ｍ３、Ｍ。构成的正反馈。ＳＥ信号用来 控制开关管Ｍ５的导通，即控制整个放大电路的开 关。这样仅当放大电路需要工作时才打开Ｍ。管， 可以节约相当一大部分的功耗。 交叉耦合型结构器优点是速度快，仿真的表明 约为０．７ ｒｌｓ，缺点是增益低，灵敏度低，放大功耗大。
２实际灵敏放大器及数据通路的设计
鉴于以上对三种常用灵敏放大器的讨论，选用 带差分结构的锁存型灵敏放大结构。本文灵敏放大 的结构中采用二级放大结构，第一级采用差分锁存 型灵敏放大结构，第二级采用一个ＲＳ触发器，一方 面使第一级放大的信号成为真正数字信号，另一方 面来增加电路的驱动能力［１ ０Ｉ，在锁存ＲＳ触发器的 输出端接入反相器。作为最终驱动数据总线的三态 门的驱动器。放大器电路结构如下图９。
大器的另一个缺点是单边输出全摆幅信号，使用时 经常成对出现，占用了大量的版图面积。并且运放 型灵敏放大结构存在大的静态电流。 １．２交叉耦合型灵敏放大器结构
第二种灵敏放大器的结构类型为交叉耦合型灵 敏放大器。由于ＳＲＡＭ中灵敏放大器对速度的要 求放在第一位，而对放大倍数的要求则放在其次，一 般要求达到１０至１００即可［２］。基于这一点来说，运 放型结构灵敏放大器的高增益与低速度成为其不能 广泛使用的一个瓶颈。交叉耦合型灵敏放大器的出 现弥补了运放型结构的缺点。其结构如图３所示。
在ＳＲＡＭ之中，为了使输入与输出隔离开，常 使用的锁存型灵敏放大器是经过改进后带差分结构 的灵敏放大器［５］，如图５所示。与图４相比，图５所 示的放大器多出三只ＭＯＳ管，其中Ｍ７为平衡管， Ｍ。、Ｍ。为差分管。ＥＱｕ为平衡信号，用来控制放 大器的输出状态。
图５所示的放大器大信号的工作原理如下：当 ＳＥ信号打开开关管Ｍ６，ＥＱＵ信号关闭平衡管Ｍ， 时，ＢＬ与ＢＬＥ被预充到Ｖｍ，同时输出ＤＢＮ与ＤＢ 端会被强制固定在锁存器的亚稳态工作点附近。此 时，Ｍ。、Ｍ：、Ｍ。、Ｍ。皆工作在饱和区，近似于电流源
同温度的的仿真。结果表明，改进差分锁存型灵敏 放大器对温度及电源电压的影响不大。其放大时间 在０．４５ ｎｓ至０．７ ｎｓ之间变化。
（３）改进的差分锁存型放大器［６］ 图５所示的电路的缺点是其增益小，灵敏度过 低，对于大容量的ＳＲＡＭ来说要使得位线上的摆幅 增大，需要经历很长的延迟时间。这种情况是在设 计之中不愿意看到的。为了增加差分型灵敏放大器 的灵敏度，将图５电路改为图７的电路，消除图５电 路中寄生的源极负反馈共源放大结构。与图５不同 的是差分对管移至锁存器的下部［７－８Ｉ。
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｅｎｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｉｇｈ＿Ｓｐｅｅｄ ａｎｄ Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ ＳＲＡＭ。
ｒ １．Ｎａｎｙａｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｙａｎｇ Ｈｅｎａｎ ４７３０６２，Ｃｈｉｎａ；
、
２．Ｎａｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｙａｎｇ Ｈｅｎａｎ ４７３００４，Ｃｈｉｎａ；
图４电路的一个最大的特点，对ｓＩ认Ｍ电路来 说也是最大的缺点，就是这种放大器的输入与输出
是合一的。但是对于ＳＲＡＭ位线挂载单元数量大， 寄生电容也大，因此在放大的过程中，若是通过放大 器将一对位线拉至差分的全摆幅信号，放大的延迟 及所功耗都非常大。鉴于此种原因，在ＳＲＡＭ中一 般不使用这种锁存型基本结构放大器。
万方数据
第５期
黄艾定，李鉴等：高速低功耗ＳＲＡＭ中灵敏放大器的设计
１６５１
图２运放型灵敏放大器的基本结构 图中ＭＯＳ管Ｍ·、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ。与电流源ＩＳＳ组 成典型的运放结构，其中Ｍ。、Ｍｚ组成基本的差分 对管，Ｍ３、Ｍ４构成电流镜负载，ＩＳＳ为尾电流源，为 放大电路提供稳定的工作电流。 运放型灵敏放大器结构是一种源级耦合的结 构，为了在不增加面积和功耗的基础上增大其放大 能力，图中使用Ｍｓ与Ｍ４构成的有源电流镜负载 代替了传统的电阻负载。 在电路仿真中，使用ＳＭＩＣ ０．２５ ｂｔｍ模型，使用 Ｈｓｐｉｃｅ对电路进行直流扫描，在得到基本的放大器 特性之后，继续对放大器进行时间域内的瞬态扫描。 这种ＣＭＯＳ运放型差分放大器有如下特点：运 放型结构的放大倍数大，灵敏度高，但速度慢，经过 仿真，其放大时间约为１．５ ｎｓ左右。运放型灵敏放
１灵敏放大器的设计
１．１运放型灵敏放大器结构 典型的运放型灵敏放大器的结构示意图如图２
所示，其中ＢＬ和ＢＬＢ为放大器的两个差分输入 端，即对应于存储单元的两条位线ＢＬ与ＢＬＢ， ＤＡＴＡ与ＤＡＴＡＢ为放大器的两个输出端，分别对 应于存储单元中所存储的数据和数据的反信号。
收稿日期：２００８－０１－０８ 基金项目：南阳师范学院高层次人才科研启动费资助 作者简介：黄义定（１９７５一），女，硕士，南阳师范学院任教，研究方向是大规模集成电路设计。
第３１卷第５期 ２００８年１０月
电子Ｏ器 ｆ蝴件 嘶ｃｅ８
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ
Ｖ０１．３１ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．２００８
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电子器件
第３１卷
图５ 带有差分结构的锁存型结构放大器 特性。
给出图５所示的瞬态仿真波形图６。图中曲线 １为ＳＥ信号，曲线２、３为输出的数据ＤＢ与ＤＢＮ。 曲线放大时间约为０．５ ｎｓ。经过反复仿真确定电路 的差分输入在４００ ｍＶ左右可以达到最佳的放大效 果。
图６差分锁存型灵敏放大器的瞬态仿真波形 为了验证所设计电路的稳定性，在进行了常温 常压下电路模拟之后，又进行了不同电源电压与不
典型的灵敏放大器的输出波形如图１所示。图 中输出曲线在放大起始阶段电压相等，在放大期间 差模电压越来越大，此时灵敏放大器的放大ＭＯＳ 管工作在饱和区，放大器工作在线性放大区。
ＳＲＡＭ中的灵敏放大器普遍采用差分式电压 放大模式。在这种模式下的放大器可分为运算放大
１Ｊ●，Ｊ●１
图ｌ典型的灵敏放大器的放大曲线 型，交叉耦合型及锁存器型三种。
０．１ ｍＷ ｓｔａｔｉｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅａｄ－ｏｕｔ ｔｉｍｅ ｉｓ ０．５ １１８ ａｔ ｔｈｅ ｗｏｒｓｔ ｅａｓｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｎｓｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；ＳＲＡＭ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｐｅｅｄ；ＣＭＯＳ
ＥＥＡＣＣ：１２２０；２５７０Ｄ
关键词：灵敏放大器；静态存储器；仿真；速度；ＣＭＯＳ
中图分类号：ＴＮ４０２
文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—９４９０（２００８）０５·１６５０－０４
与单元位线通过转接栅相连的灵敏放大器是 ＳＲＡＭ中的关键部件。它对整个存储电路的性能 有着极其重要的影响。由于ＳＲＡＭ电路具有天生 的差分特性，通常所用的灵敏放大器都采用差分输 入的结构。差分输入结构具有优良的抗噪声性能， 这种结构能提供很好的共模抑制比（ＣＭＲＲ）和电源 抑制比（ＰＳＲＲ）ＬｌＪ。
１．３锁存型灵敏放大结构 第三种结构类型放大器是锁存器型灵敏放大
器，这是一种不同于以上两种工作方式放大器结构。 它由于自身的突出优势和独特的放大方式，被广泛 地运用于灵敏放大器结构之中。
（１）基本的锁存类放大结构 图４是基本的结构。这种结构的核心是一个相 互耦合的反相器对［３］，即通常所说的锁存器，它是一 个正反馈结构有利于加快放大速度。ＢＬＢ与ＢＬ端 即是输入端也是输出端。
Ｊ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ－ｔｙｐｅ，ｃｒｏｓｓ ｃｏｕｐｌｅｄ－ｔｙｐｅ，ｌａｔｃｈ－ｔｙｐｅ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＳＲＡＭ ｓｅｎｓｅ