低功耗6管SRAM單元設(shè)計(jì)方案
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靜態(tài)噪聲容限SNM是衡量存儲(chǔ)單元抗干擾能力的一個(gè)重要參數(shù)，其定義為存儲(chǔ)單元所能承受的最大直流噪聲的幅值，若超過這個(gè)值，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)將發(fā)生錯(cuò)誤翻轉(zhuǎn)。隨著數(shù)字電路不斷發(fā)展，電源電壓VDD逐漸變小，外部噪聲變得相對(duì)較大。如圖1所示的6T-SRAM，在讀操作中有一個(gè)從存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)到位線BL的路徑，當(dāng)存取管開啟，BL和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)直接相連。因此，外部的噪聲很容易破壞數(shù)據(jù)，噪聲容限受到前所未有的挑戰(zhàn)。
2 新型6T-SRAM存儲(chǔ)單元簡(jiǎn)介
針對(duì)以上問題，提出一個(gè)新型6T-SRAM存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，如圖2所示。NMOS管M5和M6負(fù)責(zé)讀操作，NMOS管M1，M4，PMOS管M2，M3完成寫操作，讀/寫操作的時(shí)候只有1個(gè)位線參與工作，因此整個(gè)單元功耗減小很多。
(1)空閑模式
在空閑模式下，即讀操作和寫操作都不工作的情況下，當(dāng)O存在Q點(diǎn)時(shí)，M3打開，Qbar保持在VDD，同時(shí)M2，M4是關(guān)閉的，此時(shí)Q點(diǎn)的數(shù)據(jù)0可能受到漏電流IDS-M2漏電堆積，從而在Q點(diǎn)產(chǎn)生一定電壓，甚至可能導(dǎo)致Q點(diǎn)數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生錯(cuò)誤邏輯。因此要利用M1管的漏電流，主要是M1的亞閾值電流，為了這個(gè)目的，需要在空閑模式下將位線
拉到地，同時(shí)將字線WL保持在亞閾值工作的條件下，這樣就可以無(wú)需刷新正確存儲(chǔ)數(shù)據(jù)0。當(dāng)1存在Q點(diǎn)時(shí)，M4，M2打開，在Q和Qbar之間有正反饋，因此Q點(diǎn)被M2管拉到VDD，Qbar被M4管拉到地，但是此時(shí)M1管是處在亞閾值條件下，因此有一條路徑從VDD到
，這會(huì)導(dǎo)致Q點(diǎn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，甚至有可能翻轉(zhuǎn)，由于流經(jīng)M2的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于流經(jīng)M1的電流，數(shù)據(jù)相對(duì)還是比較穩(wěn)定的。另一條位線BL拉到地，在空閑模式下讀路徑這端漏電流很小，可以忽略。
(2)寫循環(huán)
寫1操作開始，WL高電平打開M1管，讀控制管RL關(guān)閉，
充電使得
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評(píng)論