一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存取存储器电路制造技术

本发明专利技术公开了一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存储器电路，包括：数据保持控制模块，仅与高电压电源VDDH相连，接收数据保持使能信号并输出电源控制信号ENHP、ENHA、ENL以控制静态随机存储器电路是否进入数据保持状态；外围电路供电网络模块，在数据保持控制模块输出的电源控制信号ENHP的控制下输出外围电路模块的电源VDDP；存储单元阵列供电网络模块，与高电压电源VDDH和低电压电源VDDL相连，在数据保持控制模块输出的电源控制信号ENHA、ENL的控制下输出存储单元阵列模块所需的电源VDDA；外围电路模块，仅与高电压电源VDDH相连，控制存储单元阵列模块字线和位线；以及存储单元阵列模块。

【技术实现步骤摘要】
一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存取存储器电路
本专利技术涉及集成电路设计
，特别是涉及一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存取存储器(StaticRandom-AccessMemory，SRAM)电路。
技术介绍
申请号为CN200810096656的中国专利申请提出了一种双电源供电的SRAM阵列，如图1所示，该电路由双电压电源组供电：在正常工作状态的存储单元阵列由高电压电源VH供电，在待机状态的存储单元阵列由低电压电源VL供电，待机状态下存储的数据仍然能保持稳定；在进行电压电源切换时，该电路内部自行判断存储单元是处于工作模式或是待机模式，然后产生一个控制信号MODE给多路复用电路60/62，多路复用电路通过响应存储阵列的模式信号，进行电压电源节点的切换。然而，该专利申请却存在如下缺点：第一，该电路需要在感知存储单元状态并进行地址译码后才能进入待机模式，电压电源切换所需的时间较长；第二，该电路不能主动进入待机模式，电路内部只要判断SRAM为待机状态即自动切换电源，将待机状态和数据保持状态强制绑定，不利于应用的灵活性。申请号为CN201910274520.4也提供了一种降低静态随机存取存储器功耗的系统及方法，如图2所示，该系统的双电源是分别供给外围电路和存储阵列，而不是对存储器的高电压电源和低电压电源进行选择；另外，该电路为数模混合电路，需要产生额外的电路面积开销；最后，低压电源由系统电源经低压差线性稳压器产生，与电源直接供电的方式相比，这种方式产生的电压不够稳定，而SRAM存储单元的数据保持对供电电压，尤其是低压供电的稳定性要求极高。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存取存储器电路，以对SRAM进行双电源供电，在高电压电源供电时SRAM正常工作，在低电压电源供电时外围电路下电，WL关闭，存储单元阵列使用低电压电源供电，同时存储单元内低电压节点抬高，在保证存储数据稳定的条件下极大地降低功耗。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存储器电路，包括：数据保持控制模块，仅与高电压电源VDDH相连，用于接收数据保持使能信号并输出电源控制信号ENHP、ENHA、ENL以控制所述静态随机存储器电路是否进入数据保持状态；外围电路供电网络模块，用于在所述数据保持控制模块输出的电源控制信号ENHP的控制下输出外围电路模块的电源VDDP；存储单元阵列供电网络模块，与高电压电源VDDH和低电压电源VDDL相连，用于在所述数据保持控制模块输出的电源控制信号ENHA、ENL的控制下输出存储单元阵列模块所需的电源VDDA；外围电路模块，仅与高电压电源VDDH相连，用于控制存储单元阵列模块的字线和位线；以及存储单元阵列模块。优选地，所述数据保持控制模块包括：电源管理控制子模块，用于分别控制所述存储单元阵列供电网络模块和外围电路供电网络模块以在数据保持使能信号的控制下输出存储单元阵列供电网络模块和外围电路供电网络模块所需的电源控制信号ENHP、ENHA、ENLL，并输出地电压控制信号ME、MEI以及字线干扰隔离控制信号ENLA至存储单元阵列地电压控制子模块和字线干扰隔离控制子模块；字线干扰隔离控制子模块，用于在所述电源管理控制子模块输出的字线干扰隔离控制信号ENLA的控制下控制所述存储单元阵列模块的字线，以在保持状态时将字线关闭来隔离外部干扰；存储单元阵列地电压控制子模块，用于在电源管理控制子模块101输出的地电压控制信号ME、MEI的控制下控制所述存储单元阵列模块的地电压VSSCORE。优选地，当所述静态随机存储器电路处于正常工作状态时，所述电源管理控制子模块控制所述存储单元阵列供电网络模块使用高电压电源VDDH对所述存储单元阵列进行供电，同时，所述存储单元阵列地电压控制子模块使用地电压作为存储单元阵列的内部地电压节点，提供存储单元阵列正常工作所需的地电压，所述字线干扰隔离控制子模块不工作。优选地，所述电源管理控制子模块还控制外围电路供电网络模块使用高电压电源VDDH对所述外围电路进行供电，提供外围电路正常工作所需的电压。优选地，当所述静态随机存储器电路处于数据保持状态时，所述电源管理控制子模块控制所述存储单元阵列供电网络模块使用低电压电源VDDL对所述存储单元阵列进行供电，同时，所述存储单元阵列地电压控制子模块使用比地电压高出几十至几百毫伏的电压节点作为存储单元阵列的内部地电压节点，提供存储单元阵列保持数据所需的休眠电压，所述字线干扰隔离控制子模块将存储单元阵列的字线全部关闭，以保持数据的稳定。优选地，所述电源管理控制子模块还控制所述外围电路供电网络模块断开与高电压电源VDDH的连接，以断开对外围电路的供电。优选地，当所述静态随机存储器电路在正常工作状态和数据保持状态切换时，所述存储单元阵列模块的供电不能间断，在进入和退出数据保持模式时，所述电源管理控制子模块产生并作用于所述存储单元阵列供电网络模块的两个电源控制信号中，控制低电压电源VDDL的信号应是控制高电压电源VDDH的信号的包络信号。优选地，进入数据保持模式时，连通低电压电源VDDL的控制信号应早于断开高电压电源VDDH的控制信号；退出数据保持模式时，断开低电压电源VDDL的控制信号应晚于连通高电压电源VDDH的控制信号。优选地，所述高电压电源VDDH为所述静态随机存储器电路正常工作所需的电压，低电压电源VDDL为所述静态随机存储器电路中存储单元维持数据稳定所需的低电压。优选地，所述高电压电源VDDH比低电压电源VDDL电压值高几十至几百毫伏。与现有技术相比，本专利技术一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存取存储器电路，以对SRAM进行双电源供电，在高电压电源供电时SRAM正常工作，在低电压电源供电时外围电路下电，WL关闭，存储单元阵列使用低电压电源供电，同时存储单元内低电压节点抬高，在保证存储数据稳定的条件下极大地降低功耗。附图说明图1为现有技术的双电源供电的SRAM阵列的示意图；图2为现有技术一种降低静态随机存取存储器功耗的系统的结构示意图；图3为本专利技术一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存储器电路的电路结构图；图4为本专利技术具体实施例中标准六晶体管静态随机存取存储器(SRAM)存储单元的示意图；图5为本专利技术具体实施例中存储单元阵列供电电压VDDA和外围电路供电电压VDDP的控制示意图；图6本专利技术具体实施例中电源控制相关信号的时序图；图7为本专利技术具体实施例中存储单元阵列中低电压节点VSSCORE的控制示意图；图8为本专利技术具体实施例中字线(WL)的控制示意图；图9为本专利技术的仿真结果图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存储器电路，包括：/n数据保持控制模块，仅与高电压电源VDDH相连，用于接收数据保持使能信号并输出电源控制信号ENHP、ENHA、ENL以控制所述静态随机存储器电路是否进入数据保持状态；/n外围电路供电网络模块，用于在所述数据保持控制模块输出的电源控制信号ENHP的控制下输出外围电路模块的电源VDDP；/n存储单元阵列供电网络模块，与高电压电源VDDH和低电压电源VDDL相连，用于在所述数据保持控制模块输出的电源控制信号ENHA、ENL的控制下输出存储单元阵列模块所需的电源VDDA；/n外围电路模块，仅与高电压电源VDDH相连，用于控制存储单元阵列模块的字线和位线；/n以及存储单元阵列模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存储器电路，包括：
数据保持控制模块，仅与高电压电源VDDH相连，用于接收数据保持使能信号并输出电源控制信号ENHP、ENHA、ENL以控制所述静态随机存储器电路是否进入数据保持状态；
外围电路供电网络模块，用于在所述数据保持控制模块输出的电源控制信号ENHP的控制下输出外围电路模块的电源VDDP；
存储单元阵列供电网络模块，与高电压电源VDDH和低电压电源VDDL相连，用于在所述数据保持控制模块输出的电源控制信号ENHA、ENL的控制下输出存储单元阵列模块所需的电源VDDA；
外围电路模块，仅与高电压电源VDDH相连，用于控制存储单元阵列模块的字线和位线；
以及存储单元阵列模块。


2.如权利要求1所述的一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存储器电路，其特征在于，所述数据保持控制模块包括：
电源管理控制子模块，用于分别控制所述存储单元阵列供电网络模块和外围电路供电网络模块以在数据保持使能信号的控制下输出存储单元阵列供电网络模块和外围电路供电网络模块所需的电源控制信号ENHP、ENHA、ENLL，并输出地电压控制信号ME、MEI以及字线干扰隔离控制信号ENLA至存储单元阵列地电压控制子模块和字线干扰隔离控制子模块；
字线干扰隔离控制子模块，用于在所述电源管理控制子模块输出的字线干扰隔离控制信号ENLA的控制下控制所述存储单元阵列模块的字线，以在保持状态时将字线关闭来隔离外部干扰；
存储单元阵列地电压控制子模块，用于在电源管理控制子模块101输出的地电压控制信号ME、MEI的控制下控制所述存储单元阵列模块的地电压VSSCORE。


3.如权利要求2所述的一种具有数据保持功能的低功耗静态随机存储器电路，其特征在于：当所述静态随机存储器电路处于正常工作状态时，所述电源管理控制子模块控制所述存储单元阵列供电网络模块使用高电压电源VDDH对所述存储单元阵列进行供电，同时，所述存储单元阵列地电压控制子模块使用地电压作为存储单元阵列的内部地电压节点，提供存储单元阵列正常工作所需的地电压，所述字线干扰隔离控制子模块不工作。


4.如权利要求3所述的一种具有数据保持功能的低功耗静态随...

【专利技术属性】
技术研发人员：路涛，欧阳谢逸，刘雯，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31