一种工作在亚阈值条件下的低功耗九管SRAM单元的设计

发布时间：2017-06-08 13:04

  本文关键词：一种工作在亚阈值条件下的低功耗九管SRAM单元的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着集成电路产业的迅猛发展,器件的尺寸正朝着纳米级阶段进一步缩小,芯片单位面积上的功耗密度也越来越大,这使得功耗已从速度、面积、成本等众多集成电路瓶颈中脱颖而出成为影响SOC芯片设计的关键因素。存储器占据了SOC系统芯片面积的90%以上,而静态随机存取存储器SRAM又以其良好的特性占据片上存储器的绝大部分。近年来,将系统供电电压降低到近阈值或亚阈值区域能极大地降低芯片的功耗,这是亚阈值设计的中心思想。所以设计一款能工作在近阈值或亚阈值区域的低功耗SRAM存储单元对于降低SOC芯片功耗具有重大的意义。 本论文在调研了近年来国内外对低功耗SRAM研究现状的基础上,从减小SRAM存储阵列基本单元的功耗入手,着力于解决当今SOC系统芯片对低功耗的迫切需求。在对SRAM发展至今包括传统六管单元在内的几款比较成熟的基本存储单元做了详细的介绍和分析之后,提出了本论文设计的亚阈值低功耗九管存储单元。SRAM的功耗可分为静态功耗和动态功耗,工作在亚阈值区域的SRAM存储单元功耗很低但其稳定性也更容易受到工艺、电源电压及温度(PVT)的影响。在文章最后部分,对本论文设计的九管存储单元稳定性、读写速度及功耗等进行仿真与验证,并与传统六管单元做比较,说明本论文设计的九管SRAM存储单元的优越性。
【关键词】：静态随机存储器 低功耗 亚阈值设计 基本单元
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目录6-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题来源、研究背景及意义8-9
• 1.2 SRAM简介9-11
• 1.3 国内外研究现状11-13
• 1.3.1 国外研究现状11-13
• 1.3.2 国内研究现状13
• 1.4 本论文的主要研究工作13-14
• 1.5 本论文的组织结构14
• 1.6 本章小结14-16
• 第2章 SRAM基本单元架构及分析16-26
• 2.1 传统六管SRAM存储单元16-20
• 2.2 单管SRAM存储单元20-22
• 2.3 八管SRAM存储单元22-24
• 2.4 本论文提出的九管SRAM存储单元24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 低功耗亚阈值SRAM的设计方法及关键技术26-33
• 3.1 SRAM功耗简介26-28
• 3.2 工作在亚阈值条件下的SRAM单元稳定性问题28-31
• 3.2.1 工艺偏差对稳定性的影响分析28-29
• 3.2.2 电源电压对稳定性的影响分析29-30
• 3.2.3 温度变化对稳定性的影响分析30-31
• 3.3 降低SRAM功耗所采用的关键技术31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第4章 本论文设计的亚阈值低功耗SRAM基本单元33-60
• 4.1 基本结构与工作原理33-37
• 4.1.1 基本结构34
• 4.1.2 工作原理34-36
• 4.1.3 优缺点36-37
• 4.2 稳定性仿真37-41
• 4.2.1 保持噪声容限仿真38-39
• 4.2.2 读噪声容限仿真39-40
• 4.2.3 写噪声容限仿真40-41
• 4.3 读写速度仿真41-45
• 4.3.1 读操作速度仿真42-43
• 4.3.2 写操作速度仿真43-45
• 4.4 静态功耗仿真45-46
• 4.5 动态功耗仿真46-50
• 4.6 本论文设计的9管单元与传统6管单元的比较50-59
• 4.6.1 保持操作仿真50-52
• 4.6.2 读操作仿真52-55
• 4.6.3 写操作仿真55-59
• 4.7 本章小结59-60
• 第5章 总结与展望60-62
• 5.1 设计总结60-61
• 5.2 工作展望61-62
• 参考文献62-66
• 附图表66-69
• 致谢69-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文及专利情况71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 张新川;王勇;蒋波;唐明华;;一种深亚微米SRAM 6T存储单元的设计方法[J];电子与封装;2009年10期

2 柏娜;冯越;尤肖虎;时龙兴;;极低电源电压和极低功耗的亚阈值SRAM存储单元设计[J];东南大学学报(自然科学版);2013年02期

  本文关键词：一种工作在亚阈值条件下的低功耗九管SRAM单元的设计，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：432575