研究与评论:工程与技术雷竞技苹果下载杂志
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ISSN: 2319 - 9873
+44 7456 035580MBM工程学院电子与通信工程系，焦特布尔，拉贾斯坦邦
收到的日期: 07/12/2016;接受日期:18/01/2017;发布日期: 24/01/2017
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本文利用Xilinx软件设计了一个16位内存芯片。对于所有那些需要高速的内存应用程序，例如在缓存中，SRAM是最常用的。Xilinx ISE是一款电子设计自动化(EDA)工具，允许在单一框架中集成不同的应用程序和工具(包括专有的和来自其他供应商的)，允许从单一环境中支持IC设计和验证的所有阶段。该工具是完全通用的，并支持不同的制造技术。当我们选择特定的技术时，将使用一组配置和技术相关的文件来定制Xilinx环境。
快速低功耗的sram正在成为许多VLSI芯片的关键组件。处理器和主机在速度上的分歧越来越大内存，由于集成度和运行速度的提高以及电池供电设备的增加，功耗也在增加。SRAM有助于弥合差距，并降低功耗[1］．设计完内存后，我们将对内存中的故障进行测试。
为什么使用SRAM?
在系统设计中使用SRAM有很多原因。设计权衡将包括密度、速度、波动性、成本和许多其他特性。所有这些因素都应该在选择RAM设计我们的系统之前考虑。让我们简要讨论一下所有这些因素:
速度:SRAM相对于DRAM的主要和最重要的优势是它的速度。市场上最快的dram仍然需要5到10个处理器时钟周期来访问第一个数据。
密度:由于DRAM和SRAM存储单元的设计方式，DRAM的密度明显高于最大的SRAM。
波动性:SRAM存储单元在硅芯片上需要更大的空间，但它们有其他直接转化为性能提高的优势。与dram不同，SRAM单元不需要刷新。它们可以在100%的时间内读写数据。
成本:如果成本是内存设计的主要因素，那么使用dram将是最好的，而不是SRAM。另一方面，如果性能是一个关键因素，那么使用设计良好的SRAM对我们来说是一个有效的、具有成本效益的解决方案。
定制的特点:大多数dram只有一种或两种口味或形式。因此，它们的成本保持下降，但这并不有助于当你需要一个特定的寻址序列，或一些其他自定义功能。
一个典型的SRAM的一般框图显示在图1在下面。SRAM可以用两种方式组织。它既可以是面向位的，也可以是面向字的[2］．第一种情况是面向位的SRAM，每个地址访问一个位，而另一种情况是面向字的内存，每个地址将访问一个字。字的长度是n位。
图1:SRAM阵列架构。
主要的SRAM构建块包括各种组件。SRAM中使用的所有这些组件或块如下所示:
•SRAM单元
•预充电电路
•编写驱动电路
•有意义放大器
•行解码器
Sram单元
典型的SRAM单元由6个mosfet组成。这些mosfet的数量可以变化。SRAM中的每个位存储在四个晶体管上，分别命名为(M1、M2、M3和M4)。这些晶体管组成两个交叉耦合逆变器[3.］．这个存储单元有两个稳定状态，分别用0和1表示。另外两个附加的访问晶体管用于在读写操作期间控制对存储单元的访问。除了这样的六晶体管(6T) SRAM，其他类型的SRAM芯片使用4,8,10也称为(4T, 8T, 10T SRAM)，或每比特更多的晶体管。
Sram单元操作:SRAM单元有三种不同的状态。这些状态简要描述如下。它可以在:
待机(电路处于空闲状态)
•读取(数据已被请求)
•写作(有助于更新内容)
预先充电电路
预充电电路是SRAM电池中经常使用的重要器件之一。预充电的目的是将比特和比特线条充电到Vdd=1.8v。顾名思义，预充电是指对某物或某些设备进行充电[4］．预充电电路设置位线在整个读和写操作的任何时候都被高充电。
驱动电路
驱动电路是存储器设计电路中最基本、最重要的组成部分之一。它的工作是将位线和位线条带至接地电位，以便进行进一步的工作或操作。在此之前，位线和位线通过预充电电路被充电为最大电源电压Vdd。
通过预充电电路，它被充电，然后在驱动电路的帮助下放电。它也被称为写驱动程序。驱动器通过电路上部连接的enable字使能。
接近0逻辑的位线先放电，然后对其逻辑进行逆或补。以类似的方式，位线和位线杆被放电到地面[5］．通过这种操作，位线和位线杆被释放。
读出放大器
感觉放大器是存储器设计过程中的重要组成部分。传感放大器的工作是对位线和位线条进行检测，以进行适当的监测。它提高了内存单元读写操作的速度。这是另一项工作或工作是减少操作所需的功率或者我们可以说减少功耗[6]。传感放大器的主要任务是放大操作时在位线和位线条上产生的电压差。
传感放大器在存储电路的功能、性能和可靠性方面起着重要作用。
传感放大器功能:传感放大器的功能如下:
•放大
•减少延迟
•功耗降低
解码器是一种组合电路，用于将二进制信息从n个输入行转换为最多2n个唯一输出行。对于解码器功能，使能输入必须打开或必须高;否则，它的输出假设一个“禁用”输出码字。通过这样做，二进制输入转换变得更容易，我们可以从这种组合输出中得到所需的输出[7，8］．我们可以使用这些输出行来计算操作的数量，如数据、存储单元的字行选择以及其他数字信息存储目的。
在数字设计领域，减少存储器中的功耗或功耗正变得至关重要。9-11］．便携式应用程序降低了内存功耗的标准。在Xilinx ISE Webpack中编写的程序显示在(图2)．
图2:用xilinx软件编写的程序。
程序编写完成，语法检查成功。在此之后，我们创建了RTL原理图。为此，软件首先要求选择元素[12-14］．选择元素后，我们必须单击选项卡创建原理图。只要单击此选项卡，就可以看到程序的RTL原理图(图3)．
图3:RTL原理图在xilinx软件。
在完成所有这些之后，我们将使用ISim模拟VHDL代码模拟器．的波形的所有输入和输出参数都显示在屏幕上[10，11］．然后，我们可以提供输入并观察输出(图4)．
图4:xilinx软件中的波形。
模拟的波形表明体系结构是一种设计嵌入式存储器的有效测试方法，具有多种优点。在这个项目中，我们讨论了对上述存储单元所做的模拟结果。这项工作采用Xilinx设计软件具有读写操作的上述布局。我们用这个软件设计了一个16位的存储单元。电池停止时间为10ns。设置写使能和检测使能的持续时间为5ns。预充电水平为Vdd/2。解码器中的延迟电路是270ps，我们得到的输出跟随着输入，但由于延迟经过了一段时间间隔。
