导言
静态随机存取存储器(SRAM)因为其优胜的功能(速度高、功耗低),被广泛应用于作为高速缓存的最大量的挥发性存储器。 近年来跟着便携式数字电子产品的日益遍及,SRAM速度高、功耗低的要求也越来越激烈,这亦成为SRAM未来开展的首要趋势。
进步速度、下降功耗是SRAM规划的首要方针。进步其功能的要害是规划好单元和读出活络放大器,此外在整体结构规划上也采取了许多办法改进SRAM的功能。本文提出一种新式地址改动勘探电路来下降SRAM的坚持功耗和进步作业速度,更进步了SRAM的抗噪声、抗搅扰才能。
1 传统地址改动勘探器电路
SRAM有异步和同步之分,它们的结构和速度各异。关于异步SRAM为了下降SRAM的坚持功耗和进步作业速度,规划了一种自定时办法,添加了一个地址改动勘探器。当地址改动出现时,电路自动检测该地址总线上的任何改动。不需求任何外部的时序信号,可发生一个ATD信号,一切内部的时序操作(如发动译码器和活络放大器等)都来自内部发生的翻转信号,而不用等候同步时钟信号操控,然后进步了作业速度。这一办法的长处是使SRAM的存取时间挨近或等于它的周期时间。 别的,译码器受ATD信号操控,在坚持状况下使一切的字线都为低电平,这将消除坚持状况下的列电流,进一步下降芯片的功耗。
图1为一个传统地址改动勘探器电路。A0到An-1任何一个端口输入信号上的翻转都会引起ATi下降到低电平并继续一个时间,由此发生的脉冲作为存储器其余部分首要的时序参阅。
传统地址改动勘探电路在进步速度和下降功耗的长处是清楚明了的,可是在大容量的SRAM的制作中,因为集成密度的添加,进步了因信号间的耦合而形成的噪声电平,一起对速度的更高要求也使得存储器的切换噪声也相应添加。特别当PAD上有外部搅扰信号影响时,将会改动ATD的脉宽,然后导致SRAM的读写过错。
2 新式地址改动勘探器电路
传统地址改动勘探电路在进步速度和下降功耗的长处是清楚明了的,可是在大容量的SRAM的制作中,因为集成密度的添加,进步了因信号间的耦合而形成的噪声电平,一起对速度的更高要求也使得存储器的切换噪声也相应添加。特别当PAD上有外部搅扰信号影响时,将会改动ATD的脉宽,然后导致SRAM的读写过错。
本文在传统地址改动勘探电路的基础上,添加一级新式地址改动勘探器电路,构成有两级电路组成的地址改动勘探器电路,来进步SRAM的抗噪性。
图2为新式地址改动勘探器电路
图3为两级电路组成的地址改动勘探器电路,榜首级为传统地址改动勘探器电路,第二级为新式地址改动勘探器电路。
在图2中的ATD电路过滤了任何由ATi带来在ATG引进的不需求的噪声和搅扰信号。这个电路首要有一个RS触发器和一个延时缓冲器组成。反应环将安稳CS信号。延时缓冲器决议CS的宽度,使得在此刻间段内任何的搅扰都会被疏忽,即搅扰不会起作用。
新式地址改动勘探器电路(图2)的作业原理如下:
1 ) 电路初始化
没有任何地址改动时,由上拉管MP将ATi 置为高电平,由反相器INV1,ATG置为低电平;通过三输入与门,C为低电平。
当C为低电平,B为高电平时,则由RS触发器,D为低电平,E为高电平;由延时链和反相器INV2,A为高电平,B为低电平;A、B、C、D、E处的电位将坚持安稳状况。
当C为低电平,B为低电平时,若当RS触发器原状况D为低电平,E为高电平;由延时链和反相器INV2,A为高电平,B为低电平;A、B、C、D、E处的电位将坚持安稳状况。
当C为低电平,B为低电平时,若当RS触发器原状况D为高电平,E为低电平;由延时链和反相器INV2,A为低电平,B为高电平;由RS触发器,E为高电平,D为低电平;再由由延时链和反相器INV2,A为高电平,B为低电平;A、B、C、D、E处的电位将坚持安稳状况。
因而,当电路初始化后,A和E被置为高电平,B、C和D(ATD)被置为低电平。
2) 当任一地址ADDi有改动时,榜首级电路将ATi置为低电平。在第二级电路中,当任一ATi为低电平时,则ATG将为高电平,C也将为高电平。当C为高电平时,行将RS触发器S端置为高电平,所以Q端为高电平,即D(ATD)为高电平。一起E为低电平,通过反应环使C翻转为低电平,此刻B为初态低电平,因而触发器坚持状况。当D点高电平通过延时反相器链将B置为高电平,D翻转为低电平,然后发生一个完好的ATD信号。
3) 延时反相器链中反相器宽长比尺度的调整将决议B点的瞬态电压,这也是决议ATD信号脉宽的要害。
3 仿真成果
图4是用HSP%&&&&&%E对选用两级电路完成的地址改动勘探器进行仿真的波形。由此波形图能够看出,当地址端ADD0有地址信号输入时,通过榜首级ATD电路(传统地址改动勘探器电路),ATG将会发生需求的脉冲信号;而当地址端ADD1有不希望的搅扰信号输入时 ,通过榜首级ATD电路(传统地址改动勘探器电路),ATG则会发生不需求的脉冲信号。可是通过第二级新式地址改动勘探器电路,不希望的搅扰信号被回绝,输出需求的ATD信号。
由ATG和ATD的波形能够看出,两级电路完成的地址改动勘探器尽管进步了抗搅扰才能,可是,发生了必定的时间延迟。所以,本电路抗搅扰才能的进步,导致了SRAM的存取速度下降。
4 结束语
地址改动勘探器电路关于SRAM选用异步作业办法时非常重要,ATD信号是大多数时序信号的来历,而且仍是要害途径的一部分。ATD技能下降了SRAM的功耗一起进步了它的作业速度。在大容量、高密度、高速度的SRAM规划中,传统地址改动勘探器电路的抗噪声、抗搅扰才能缺乏。本文作者立异点是提出了含有两级电路的地址改动勘探器电路,尽管因为参加第二级的新式地址改动勘探器电路下降了SRAM的速度,可是其大大进步了SRAM的抗噪声、抗搅扰才能。