在分析傳統(tǒng)SRAM存儲單元工作原理的基礎(chǔ)上,采用VTC蝴蝶曲線,字線電壓驅(qū)動(dòng),位線電壓驅(qū)動(dòng)和N曲線方法衡量了其靜態(tài)噪聲容限。
 
在這種背景下,分析研究了前人提出的多種單元優(yōu)化方法。這些設(shè)計(jì)方法,大部分僅僅優(yōu)化了單元讀、寫一方面的性能,另一方面保持不變或者有惡化的趨勢;單端讀寫單元往往惡化了讀寫速度,并使靈敏放大器的設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn);輔助電路的設(shè)計(jì),往往會使SRAM的設(shè)計(jì)復(fù)雜化。
 
為了使SRAM存儲單元的性能得到整體的提升,本文提出了讀寫裕度同時(shí)提升的新型10TSARM單元電路結(jié)構(gòu),可以很大程度上抑制傳統(tǒng)6T存儲單元讀操作時(shí)"0"節(jié)點(diǎn)的分壓問題,提高SRAM存儲單元的讀靜態(tài)噪聲容限(RSNM),進(jìn)而提升SRAM存儲單元的讀穩(wěn)定性。
 
在寫操作時(shí),用位線電壓提供交叉耦合反相器的電源電壓,降低了單元維持"1"的能力和一邊反相器的翻轉(zhuǎn)點(diǎn),這樣可以很大程度的提高SRAM存儲單元的寫裕度(WM)。同時(shí),可以優(yōu)化SRAM存儲單元的抗PVT波動(dòng)能力,并且可以降低SRAM存儲單元的最小操作電壓。
 
基于SMIC 28nm工藝節(jié)點(diǎn)仿真結(jié)果顯示,新型10T單元結(jié)構(gòu)在電源電壓為1.05V時(shí),和傳統(tǒng)6T單元相比,RSNM提升了 2.19倍,WM提升了 2.13倍。同時(shí),在單元讀寫操作時(shí),錯(cuò)誤率較低。另外,新型單元的最小工作電壓僅為傳統(tǒng)的59.19%,擁有更好的抗工藝變化能力。

關(guān)鍵詞：SRAM