低电压SRAM时序控制电路技术研究

发布时间：2017-06-12 21:11

  本文关键词：低电压SRAM时序控制电路技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：移动互联网技术在最近几年迅猛发展,其导致微处理器与片上系统对静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,简称SRAM)的要求变得越来越高。然而,由于等比例缩小技术的深入发展,芯片的工作电压变得越来越低,其工艺变化亦随之增加。工艺变化的增加严重影响系统的性能,例如增加了SRAM时序控制电路技术的时序裕度,进而降低了SRAM的工作速度,同时增加了SRAM的功耗。为解决这个问题,本文对SRAM时序控制电路技术在低电源电压条件下工作进行深入研究。本文的主要工作如下：首先对SRAM的电路结构与工作原理进行介绍,并比较反相器链延迟技术与传统复制位线技术的时序优化效果。然后讲述现有的几种新型复制位线技术,包括可配置复制位线技术、多级复制位线技术、数字复制位线延迟技术、多级并行复制位线延迟累加技术以及双复制位线延迟技术,并对现有复制位线技术的电路结构与工作原理进行介绍。分别对每种复制位线技术的电路结构在小同工艺角下进行蒙特卡罗仿真,并对现有复制位线技术的时序优化效果进行比较,同时指出现有复制位线技术存在的一些问题。最后,本文提出一种降低SRAM灵敏放大器使能(Sense Amplifier Enable,简称SAE)时序变化的8T双数字复制位线延迟技术(8-Transistor Dual Digitized Replica Bit-line Delay Technique,简称8T DDRBD),该技术将双复制位线延迟技术与数字复制位线延迟技术进行结合,将两种技术的优点集成到一起。除此之外,本文提出一种新型8管复制单元。通过蒙特卡罗仿真验证,8T DDRBD技术有效地将SAE的时序变化降低到一个很低的水平。与传统复制位线技术相比,在台积电65nm CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺SS工艺角下,当电源电压与温度分别是0.7V与125℃时,该技术的SAE时序变化降低71.8%,其周期时间改善25.4%。
【关键词】：SRAM 时序控制电路 复制位线技术 工艺变化 低电压
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 研究背景和意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 论文主要研究工作12-13
• 1.4 论文整体组织结构13-14
• 第2章 传统SRAM时序控制电路技术14-25
• 2.1 SRAM基本结构14-18
• 2.1.1 存储阵列14-16
• 2.1.2 地址译码电路16
• 2.1.3 灵敏放大器16-17
• 2.1.4 时序控制电路17
• 2.1.5 输入/输出电路17-18
• 2.2 SRAM工作原理18-19
• 2.2.1 数据读出18-19
• 2.2.2 数据写入19
• 2.2.3 数据保持19
• 2.3 SRAM时序控制电路受PVT的影响19-22
• 2.4 传统复制位线延迟技术(Conv)22-23
• 2.5 Conv延迟技术与反相器链延迟技术的比较23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 新型SRAM时序控制电路技术25-38
• 3.1 可配置复制位线技术(CRB)25-26
• 3.1.1 CRB技术的设计与分析25
• 3.1.2 测试与配置25-26
• 3.2 多级复制位线技术(MRB)26-28
• 3.2.1 MRB技术的设计原理与分析26-27
• 3.2.2 电路结构与工作原理27-28
• 3.3 数字复制位线延迟技术(DRBD)28-30
• 3.3.1 DRBD技术的设计原理与分析28-29
• 3.3.2 电路结构与工作原理29-30
• 3.4 多级并行复制位线延迟累加技术(MPRDA)30-32
• 3.4.1 MPRDA技术的设计原理与分析30
• 3.4.2 电路结构与工作原理30-32
• 3.5 6T双复制位线延迟技术(6T DRBD)32-33
• 3.6 仿真结果对比分析33-36
• 3.7 现有技术的不足36-37
• 3.8 本章小结37-38
• 第4章 8T双数字复制位线延迟技术38-47
• 4.1 8T DDRBD技术的设计原理与分析38-41
• 4.1.1 8T复制单元与传统复制单元的比较38-39
• 4.1.2 8T DDRBD技术分析39-41
• 4.2 8T DDRBD技术的电路结构41-42
• 4.3 8T DDRBD技术的工作原理42-43
• 4.4 仿真结果对比分析43-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 总结与展望47-49
• 5.1 设计总结47
• 5.2 工作展望47-49
• 参考文献49-52
• 图表目录52-54
• 致谢54-55
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果55

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘洪涛;高性能传感器网络体系结构及可用带宽估计研究[D];广东工业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 区夏;DSP中高速低功耗SRAM的研究与设计[D];江南大学;2011年

2 徐雅男;90nm工艺高速低功耗SRAM的设计[D];复旦大学;2010年

3 莫一楠;纳米级工艺下SRAM结构研究[D];浙江大学;2013年

4 方海涛;高速低功耗嵌入式SRAM的设计[D];华中科技大学;2012年

  本文关键词：低电压SRAM时序控制电路技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：444963