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低功耗6管SRAM单元设计方案

作者:时间:2013-09-23来源:网络收藏
ne; COLOR: rgb(0,0,0); TEXT-INDENT: 0px; PADDING-TOP: 0px; WHITE-SPACE: normal; LETTER-SPACING: normal; BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); orphans: 2; widows: 2; webkit-text-size-adjust: auto; webkit-text-stroke-width: 0px">  1.2 静态噪声容限SNM

  静态噪声容限SNM是衡量存储单元抗干扰能力的一个重要参数,其定义为存储单元所能承受的最大直流噪声的幅值,若超过这个值,存储节点的状态将发生错误翻转。随着数字电路不断发展,电源电压VDD逐渐变小,外部噪声变得相对较大。如图1所示的6T-SRAM,在读操作中有一个从存储节点到位线BL的路径,当存取管开启,BL和存储节点直接相连。因此,外部的噪声很容易破坏数据,噪声容限受到前所未有的挑战。

  2 新型6T-SRAM存储单元简介

  针对以上问题,提出一个新型6T-SRAM存储单元结构,如图2所示。NMOS管M5和M6负责读操作,NMOS管M1,M4,PMOS管M2,M3完成写操作,读/写操作的时候只有1个位线参与工作,因此整个单元功耗减小很多。

  

低功耗6管SRAM单元设计方案

  (1)空闲模式

  在空闲模式下,即读操作和写操作都不工作的情况下,当O存在Q点时,M3打开,Qbar保持在VDD,同时M2,M4是关闭的,此时Q点的数据0可能受到漏电流IDS-M2漏电堆积,从而在Q点产生一定电压,甚至可能导致Q点数据翻转,产生错误逻辑。因此要利用M1管的漏电流,主要是M1的亚阈值电流,为了这个目的,需要在空闲模式下将位线

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拉到地,同时将字线WL保持在亚阈值工作的条件下,这样就可以无需刷新正确存储数据0。当1存在Q点时,M4,M2打开,在Q和Qbar之间有正反馈,因此Q点被M2管拉到VDD,Qbar被M4管拉到地,但是此时M1管是处在亚阈值条件下,因此有一条路径从VDD到

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,这会导致Q点数据不稳定,甚至有可能翻转,由于流经M2的电流远远大于流经M1的电流,数据相对还是比较稳定的。另一条位线BL拉到地,在空闲模式下读路径这端漏电流很小,可以忽略。

  (2)写循环

  写1操作开始,WL高电平打开M1管,读控制管RL关闭,

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充电使得

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