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SRAM的工作原理_超簡單,2019/7/12,/wiki/SRAM,2019/7/12,2,SRAM六管結(jié)構(gòu)的工作原理,6T:指的是由六個晶體管組成,如圖中的M1、M2、M3、M4、M5、M6. SRAM中的每一bit存儲在由4個場效應(yīng)管(M1, M2, M3, M4)構(gòu)成兩個交叉耦合的反相器中。另外兩個場效應(yīng)管(M5, M6)是存儲基本單元到用于讀寫的位線(Bit Line)的控制開關(guān)。,2019/7/12,3,SRAM六管結(jié)構(gòu)的工作原理,2019/7/12,4,簡單的闡釋,其實CMOS靜態(tài)反相器等價于一個非門! SRAM cell 6T等價于SR鎖存器(也就是RS觸發(fā)器),writing,2019/7/12,5,是不是突然茅塞頓開, 醍醐灌頂?呵呵 請繼續(xù)后面的學習 相信你會更了解,2019/7/12,6,反相器,反相器,是一種電路器件,其輸出是輸入的邏輯非。如圖所示的CMOS靜態(tài)反相器,由兩個互補的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)組成,源極連接在高電平的是P溝道場效應(yīng)管,源極連接在低電平的是N溝道場效應(yīng)管。輸入電路接在兩個場效應(yīng)管的柵極上,輸出電路從兩個場效應(yīng)管的連接處接出。當輸入低電平,則P溝道場效應(yīng)管開通,N溝道場效應(yīng)管關(guān)閉,輸出高電平。當輸入高電平,則N溝道場效應(yīng)管開通,P溝道場效應(yīng)管關(guān)閉,輸出低電平。這就實現(xiàn)了“反相”輸出。,2019/7/12,SRAM的設(shè)計,一個SRAM基本單元有0 and 1兩個電平穩(wěn)定狀態(tài)。SRAM基本單元由兩個CMOS反相器組成。兩個反相器的輸入、輸出交叉連接,即第一個反相器的輸出連接第二個反相器的輸入,第二個反相器的輸出連接第一個反相器的輸入。這就能實現(xiàn)兩個反相器的輸出狀態(tài)的鎖定、保存,即存儲了1個位元的狀態(tài)。 除了6管的SRAM,其他SRAM還有8管、10管甚至每個位元使用更多的晶體管的實現(xiàn)。234 這可用于實現(xiàn)多端口(port)的讀寫訪問,如顯存或者寄存器堆的多口SRAM電路的實現(xiàn)。 一般說來,每個基本單元用的晶體管數(shù)量越少,其占用面積就越小。由于硅芯片(silicon wafer)的生產(chǎn)成本是相對固定的,因此SRAM基本單元的面積越小,在硅芯片上就可以制造更多的位元存儲,每位元存儲的成本就越低。 內(nèi)存基本單元使用少于6個晶體管是可能的 如3管56 甚至單管,但單管存儲單元是DRAM,不是SRAM。 訪問SRAM時,字線(Word Line)加高電平,使得每個基本單元的兩個控制開關(guān)用的晶體管M5與M6開通,把基本單元與位線(Bit Line)連通。位線用于讀或?qū)懟締卧谋4娴臓顟B(tài)。雖然不是必須兩條取反的位線,但是這種取反的位線有助于改善噪聲容限.,2019/7/12,8,SRAM的操作,SRAM的基本單元有3種狀態(tài):standby (電路處于空閑), reading (讀)與writing (修改內(nèi)容). SRAM的讀或?qū)懩J奖仨毞謩e具有“readability“(可讀)與“write stability“(寫穩(wěn)定). Standby 如果字線沒有被選為高電平, 那么作為控制用的M5與M6兩個晶體管處于斷路,把基本單元與位線隔離。由M1 M4組成的兩個反相器繼續(xù)保持其狀態(tài),只要保持與高、低電平的連接。 Reading 假定存儲的內(nèi)容為1, 即在Q處的電平為高. 讀周期之初,兩根位線預(yù)充值為邏輯1, 隨后字線WL充高電平,使得兩個訪問控制晶體管M5與M6通路。第二步是保存在Q的值傳遞給位線BL在它預(yù)充的電位,而瀉掉(BL非)預(yù)充的值,這是通過M1與M5的通路直接連到低電平使其值為邏輯0 (即Q的高電平使得晶體管M1通路). 在位線BL一側(cè),晶體管M4與M6通路,把位線連接到VDD所代表的邏輯1 (M4作為P溝道場效應(yīng)管,由于柵極加了Q的低電平而M4通路). 如果存儲的內(nèi)容為0, 相反的電路狀態(tài)將會使(BL非)為1而BL為0. 只需要(BL非)與BL有一個很小的電位差,讀取的放大電路將會辨識出哪根位線是1哪根是0. 敏感度越高,讀取速度越快。 Writing 寫周期之初,把要寫入的狀態(tài)加載到位線。如果要寫入0,則設(shè)置(BL非)為1且BL為0。
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