锁存器位单元制造技术

技术编号:39802772 阅读:11 留言:0更新日期:2023-12-22 02:34
使用标准单元设计规则实现的

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锁存器位单元

技术介绍

[0001]本申请涉及
SRAM

SRAM
位单元
。SRAM
传统上使用
6T

8T
位单元

因为
SRAM
通常包括大量位单元,所以确保
SRAM
位单元面积利用的效率对于减少
SRAM
在所利用的硅面积方面的成本而言是重要的

[0002]期望改进
SRAM
单元的密度以降低面积成本


技术实现思路

[0003]因此,在一个实施方案中,
SRAM
的位单元包括写入部分和读取部分

位单元的写入部分包括耦合到输入节点的传输门,并且传输门在写入字线信号被断言时将输入节点上的数据供应到位单元的第一节点

反相器耦合到该第一节点并且供应反相数据

保持器电路耦合到反相器并且在写入字线信号被解除断言时维持第一节点上的数据

位单元的读取部分接收读取字线信号并且响应于读取字线信号的断言而在位单元的读取部分的输出节点上供应输出数据,该输出数据对应于第一节点上的数据

[0004]在另一个实施方案中,一种方法包括响应于写入字线信号被断言而在
SRAM
的位单元上执行写入操作

写入操作包括在传输门电路处接收要写入位单元的写入部分中的数据

传输门响应于写入字线信号被断言而将数据供应到锁存器位单元中的第一节点

在反相器中对第一节点上的数据进行反相,该反相器提供反相数据

反相数据被供应到保持器电路

当写入字线信号被解除断言时,使用保持器电路来维持第一节点上的数据

该方法还包括响应于读取字线信号被断言而在位单元上执行读取操作

读取操作包括在位单元的读取部分处接收读取字线信号,并且响应于读取字线信号的断言而将读取数据供应到读取部分的输出节点,该读取数据对应于在第一节点上维持的数据

[0005]在另一个实施方案中,静态随机存取存储器
(SRAM)
包括具有写入部分和读取部分的第一单元

第一位单元的写入部分包括耦合到输入节点的传输门,该传输门在写入字线
(WWL)
信号和有效低写入字线
(WWLX)
信号被断言时作出响应以将输入节点上的数据供应到第一锁存器位单元的第一节点

反相器耦合到第一节点以供应反相数据

保持器电路耦合到反相数据并且被配置为在
WWL
信号和
WWLX
信号被解除断言时维持第一节点上的数据,并且保持器电路响应于
WWL
信号和
WWLX
信号被断言而被禁用

第一位单元的读取部分经耦合以接收反相数据并且经耦合以接收读取字线
(RWL)
信号和有效低读取字线
(RWLX)
信号,并且响应于
RWL
信号和
RWLX
信号的断言而在读取部分的输出节点上供应输出数据

第一位单元的读取部分响应于
RWL
信号
RWLX
信号被解除断言而致使输出节点为高阻抗

附图说明
[0006]通过参考附图,本专利技术可以被更好地理解,并且其许多对象

特征和优点对于本领域技术人员是显而易见的

[0007]图1示出了根据实施方案的锁存器位单元的实施方案

[0008]图2示出了锁存器位单元的示例性布局

[0009]图3示出了可如何在锁存器位单元的读取部分和写入部分中使用不同的阈值电压

[0010]图4示出了
32
个锁存器位单元的列

[0011]图5示出了各自具有
64
行锁存器位单元的两列的高级框图

[0012]图6示出了经写入掩码的锁存器位单元的实施方案

[0013]图7示出了经写入掩码的锁存器位单元的布局

[0014]图8示出了经写入掩码的锁存器位单元的另一个实施方案

[0015]图9示出了生成
WRZERO

WRONEX
脉冲的脉冲发生器的实施方案

[0016]图
10
示出了图8的经写入掩码的锁存器位单元的布局

[0017]图
11
示出了由图1的锁存器位单元形成的列的实施方案

[0018]图
12A
示出了每个晶体管指状物具有两个翅片的传统标准单元架构

[0019]图
12B
示出了每个晶体管指状物具有两个翅片和每个晶体管指状物具有一个翅片的交替单元的混合标准单元架构

[0020]图
12C
示出了每个晶体管指状物具有一个翅片和每个晶体管指状物具有两个翅片的翅片式场效应晶体管的高级框图

[0021]图
13
示出了利用混合标准单元库的锁存器位单元阵列的实施方案

[0022]图
14
示出了利用混合标准单元库的锁存器位单元阵列的实施方案,其提供比图
13
的实施方案更平衡的性能

[0023]图
15
示出了锁存器位单元阵列的实施方案的高级框图

[0024]图
16
示出了使用经掩码写入的位单元的锁存器位单元阵列的实施方案的高级框图

[0025]在不同附图中使用相同的附图标记表示类似或相同的项目

具体实施方式
[0026]在较新的技术节点中,八晶体管
(8T)
静态随机存取存储器
(SRAM)
阵列在面积方面并未良好地缩放

然而,用标准单元设计规则构建的电路在较新的技术节点中继续相对良好地缩放

用标准单元设计规则构建
SRAM
阵列允许使用较小的面积,即使存在更多晶体管

图1示出了实现为具有单独的读取端口和写入端口的锁存器位单元
100

SRAM
位单元

需注意,与
8T SRAM
位单元的8个晶体管相比,锁存器位单元
100
每位使用
12
个晶体管,但在某些制造技术中由于使用标准单元设计规则而仍使用较少的面积本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种静态随机存取存储器
(SRAM)
的锁存器位单元,所述锁存器位单元包括:所述锁存器位单元的写入部分,所述锁存器位单元的所述写入部分包括传输门,所述传输门耦合到输入节点并且在写入字线信号被断言时作出响应以将所述输入节点上的数据供应到所述锁存器位单元的第一节点;反相器,所述反相器耦合到所述第一节点以供应反相数据;保持器电路,所述保持器电路耦合到所述反相器并且被配置为在所述写入字线信号被解除断言时维持所述第一节点上的所述数据;以及所述锁存器位单元的读取部分,所述锁存器位单元的所述读取部分经耦合以接收读取字线信号并且响应于所述读取字线信号的断言而在所述锁存器位单元的所述读取部分的输出节点上供应输出数据,所述输出数据对应于所述第一节点上的所述数据
。2.
根据权利要求1所述的锁存器位单元,其中所述锁存器位单元的所述读取部分由具有第一阈值电压的第一晶体管形成,并且所述锁存器位单元的所述写入部分由具有第二阈值电压的第二晶体管形成,所述第二阈值电压高于所述第一阈值电压
。3.
根据权利要求2所述的锁存器位单元,所述锁存器位单元还包括虚拟晶体管,所述虚拟晶体管设置在所述锁存器位单元的所述读取部分与所述锁存器位单元的所述写入部分之间,以将具有所述第一阈值电压的所述第一晶体管与具有所述第二阈值电压的所述第二晶体管隔离
。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的锁存器位单元,其中所述传输门还包括:第一传输门晶体管,所述第一传输门晶体管耦合在所述输入节点与所述第一节点之间并且具有耦合到有效低写入字线信号的栅极节点;第二传输门晶体管,所述第二传输门晶体管耦合在所述输入节点与所述第一节点之间并且具有耦合到写入字线信号的栅极节点;并且其中所述写入字线信号包括所述写入字线信号和所述有效低写入字线信号
。5.
根据权利要求1至3中任一项所述的锁存器位单元,其中所述锁存器位单元的所述读取部分还包括:三态驱动电路,所述三态驱动电路响应于所述读取字线信号被解除断言而在所述输出节点上提供高阻抗
。6.
根据权利要求1至3中任一项所述的锁存器位单元,其中所述保持器电路还包括:第一对晶体管,所述第一对晶体管包括耦合在相应漏极节点处并且经耦合以在所述第一对晶体管的相应栅极处接收所述反相数据的第一保持器晶体管和第二保持器晶体管,所述第一保持器晶体管和所述第二保持器晶体管的所述相应漏极节点耦合到所述第一节点;第二对晶体管,所述第二对晶体管包括第三保持器晶体管和第四保持器晶体管,其中所述第三保持器晶体管耦合在第一功率源节点与所述第一保持器晶体管之间,并且所述第三保持器晶体管经耦合以在所述第三保持器晶体管的栅极处接收写入字线信号;其中所述第四保持器晶体管耦合在第二功率源节点与所述第二保持器晶体管之间,并且所述第四保持器晶体管经耦合以在所述第四保持器晶体管的栅极处接收有效低写入字线信号;并且其中所述写入字线信号包括所述写入字线信号和所述有效低写入字线信号
。7.
根据权利要求6所述的锁存器位单元,其中所述第三保持器晶体管响应于所述有效
低写入字线信号被解除断言而接通,并且所述第四保持器晶体管响应于所述写入字线信号被解除断言而接通
。8.
根据权利要求1至3中任一项所述的锁存器位单元,其中所述锁存器位单元的所述读取部分还包括:第一读取晶体管

第二读取晶体管

第三读取晶体管和第四读取晶体管;其中所述第一读取晶体管耦合在第一功率源节点与所述第二读取晶体管之间,并且所述第一读取晶体管的栅极耦合到所述反相数据;其中所述第二读取晶体管耦合在所述第一读取晶体管与所述输出节点之间;其中所述第三读取晶体管耦合在所述输出节点与所述第四读取晶体管之间;并且其中所述第四读取晶体管耦合在第二功率源节点与所述第三读取晶体管之间,并且所述第四读取晶体管的栅极耦合到所述反相数据
。9.
根据权利要求8所述的锁存器位单元,其中所述第二读取晶体管的栅极经耦合以接收有效低读取字线信号,并且所述第二读取晶体管响应于所述有效低读取字线信号被解除断言而关断;其中所述第三读取晶体管的栅极经耦合以接收所述读取字线信号,并且所述第三读取晶体管响应于所述读取字线信号被解除断言而关断;并且其中所述读取字线包括所述读取字线信号和所述有效低读取字线信号
。10.
根据权利要求9所述的锁存器位单元,其中所述第二读取晶体管和所述第三读取晶体管关断在所述输出节点上引起高阻抗
。11.
一种方法,所述方法包括:响应于写入字线信号被断言而在
SRAM
的锁存器位单元上执行写入操作,所述写入操作包括在传输门电路处接收要写入所述锁存器位单元的写入部分中的数据;响应于所述写入字线信号被断言而通过所述传输门电路将所述数据供应到所述锁存器位单元中的第一节点;在反相器中对所述第一节点上的所述数据进行反相并且提供反相数据;将所述反相器数据供应到保持器电路;当所述写入字线信号被解除断言时,使用所述保持器电路来维持所述第一节点上的所述数据;以及响应于读取字线信号被断言而在所述锁存器位单元上执行读取操作,所述读取操作包括在所述锁存器位单元的读取部分处接收所述读取字线信号,并且响应于所述读取字线信号的断言而将读取数据供应到所述读取部分的输出节...

【专利技术属性】
技术研发人员:拉塞尔
申请(专利权)人:超威半导体公司
类型:发明
国别省市:

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