静态存储SRAM设计

Posted 2021-03-07

SRAM即静态随机存取存储器。它是具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路便能保存它内部存储的数据。在工业与科学用的很多子系统，汽车电子等等都用到了SRAM。现代设备中很多都嵌入了几千字节的SRAM。实际上几乎所有实现了电子用户界面的现代设备都可能用上了SRAM，如数码相机、手机、音响合成器等往往用了几兆字节的SRAM。 实时信号处理电路往往使用双口的SRAM。下面介绍一下关于静态存储SRAM芯片的设计

一个SRAM基本单元有0和1两个电平稳定状态。

SRAM基本单元主要由两个CMOS反相器组成。两个反相器的输入、输出交叉连接，即第一个反相器的输出连接第二个反相器的输入，第二个反相器的输出连接第一个反相器的输入。这实现了两个反相器的输出状态的锁定、保存，即存储了1个位元的状态。

除了6管的SRAM，其他SRAM还有8管、10管甚至每个位元使用更多的晶体管的实现。 这可用于实现多端口（port）的读写访问，如显存或者寄存器堆的多口SRAM电路的实现。

一般说来每个基本单元用的晶体管数量越少，其占用面积就越小。由于硅芯片的生产成本是相对固定的，因此SRAM基本单元的面积越小，在硅芯片上就可以制造更多的位元存储，每位元存储的成本就越低。

内存基本单元使用少于6个晶体管是可能的— 如3管甚至单管，但单管存储单元是DRAM，不是SRAM。

访问SRAM时，字线加高电平，使得每个基本单元的两个控制开关用的晶体管M5与M6开通，把基本单元与位线连通。位线用于读或写基本单元的保存的状态。虽然不是必须两条取反的位线，但是这种取反的位线有助于改善噪声容限。