SRAM一般分为两部分,一部分是存储阵列,另一部分是外围辅助电路。SRAM工作速度从这两个方面入手。
·存储阵列
对于存储阵列,首先可以通过减少工艺节点来提高设备本身的速度SRAM速度的目的;二是提高VDD大小(让每一个cell由于工艺节点越先进,工作电压略高于外围电路电压),但不能过高,VDD要求越低。
上述两种方法将应用于实际设计。
还有一种对存储阵列进行修改以提高速度的方法。那就是修改存储阵列结构。实际设计与应用中用到的都是6管结构SRAM。对于存储阵列的修改,目前只有研究价值,各种文献中提出的各种新的存储阵列结构尚未投入商业使用。
·外部辅助电路
外围辅助电路包括译码电路、灵敏放大器和时序生成电路。SRAM译码电路和灵敏放大器基本上是工作速度的中心。
1.译码电路
在SRAM在中间,译码电路由非门或非门组成。它们直接连接到存储阵列。存储阵列越大,译码电路越大。读写过程中的大部分时间都消耗在译码上达50%左右)。
SRAM译码电路由行译码和列译码组成。对于行列译码,主要采用多级译码,即预译码电路和译码电路的组合。其优点是可以大大提高译码效率,降低译码电路的大小,避免大量导线过长RC,以提高速度。
2.灵敏放大器
对于灵敏放大器SRAM提高读取操作速度有很大的作用。由于大型的SRAM中位线过长,导致寄生电容电阻大,使读取操作过程中位线下拉速度非常慢。如果你想让一条位线在自然状态下变成0,另一条是1,那就太耗时了。添加灵敏放大器可以有效地解决这个问题。目前,使用差异灵敏放大器。
从提高灵敏放大器增益的角度来看,可以加快放大速度,在更短的时间内分离两条位线之间的电位差。此外,灵敏放大器的速度可以通过多级放大进一步提高。
已上就是从实际设计角度出发,对于提升SRAM工作速度的思路和方法。
对于更大容量、更先进的节点SRAM,考虑到位线漏电流的积累和读操作速度的降低,可以采用位线漏电流补偿电路的方法进行漏电流补偿。