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一种低功耗抗单粒子翻转SRAM存储单元制造技术

技术编号:40932121 阅读:32 留言:0更新日期:2024-04-18 14:52
本发明专利技术属于集成电路设计技术领域,具体为低功耗抗单粒子翻转的SRAM存储单元。本发明专利技术SRAM存储单元电路结构包含低电压摆幅的下拉网络、耦合上拉网络和半摆幅电压控制;具体分为双耦合存储单元和4耦合存储单元两种类型;本发明专利技术以半VDD电压控制下拉堆叠网络,降低中间节点的保持电压,从而降低电路的漏电流功耗;字线电位半VDD摆幅的控制策略可以降低单元的写功耗,设计额外读电路,分离读写字线,提高电路的读稳定性。下拉堆叠网络的中间节点可以免疫特殊翻转,降低下拉网络的上堆叠管的栅电压可以使堆叠网络分压能力大幅抬高,从而提高敏感节点的临界电荷,使单元更加稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路设计,具体涉及一种抗单粒子翻转的sram存储单元。


技术介绍

1、从上个世纪70年代提出抗辐射加固电路设计以来,科学家陆续提出多种加固存储单元。1996年t.calin等人在“upset hardened memory design for submicron cmos”一文中提出典型的dice-12t存储单元。但随着工艺节点缩小,加固单元也面临的临界电荷不够,抗翻转能力下降的问题。因此,近些年来人们又提出多种4节点,6节点甚至更多节点的存储单元结构,例如2021年s.pal等人在“soft-error-aware read decoupled sram withmulti-node recovery for aerospace applications”一文中提出sarp-14t单元,m.p.kumar在“a 1.2v,radiation hardened 14t sram memory cell for aerospaceapplications”一文中提出rhs-14t单元。

2、然而现有的加固存储单元依然有以下问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低功耗抗单粒子翻转的SRAM存储单元,其特征在于,电路结构包含低电压摆幅的下拉网络、耦合上拉网络和半摆幅电压控制;SRAM存储单元具体分为双耦合存储单元和4耦合存储单元两种类型;

2.根据权利要求1所述的低功耗抗单粒子翻转的SRAM存储单元,其特征在于,根据不同的存储单元的上拉网络,引入额外的读写控制信号选择不同的读写节点,通过写WL控制的选通管来增强单元的读写性能,使得单元可以在读写阶段共用一对位线。

3.根据权利要求1所述的低功耗抗单粒子翻转的SRAM存储单元,其特征在于,所述双耦合单元,包含低电压摆幅的下拉网络和上拉网络;下拉网络包含下堆叠管、上堆叠...

【技术特征摘要】

1.一种低功耗抗单粒子翻转的sram存储单元,其特征在于,电路结构包含低电压摆幅的下拉网络、耦合上拉网络和半摆幅电压控制;sram存储单元具体分为双耦合存储单元和4耦合存储单元两种类型;

2.根据权利要求1所述的低功耗抗单粒子翻转的sram存储单元,其特征在于,根据不同的存储单元的上拉网络,引入额外的读写控制信号选择不同的读写节点,通过写wl控制的选通管来增强单元的读写性能,使得单元可以在读写阶段共用一对位线。

3.根据权利要求1所述的低功耗抗单粒子翻转的sram存储单元,其特征在于,所述双耦合单元,包含低电压摆幅的下拉网络和上拉网络;下拉网络包含下堆叠管、上堆叠管、写选通管;其具体结构如下:n型mos管m3和m4为下堆叠管,漏极交叉控制对方栅极,源极接地;n型mos管m1和m2为上堆叠管,漏极分别与m3和m4的源极串联;m1与m3的中间串联节点为q1,m2与m4的中间串联节点为q2;m1和m2的栅极由电压信号vddl控制;m1和m2的漏极分别连接上拉管网络,连接点为q3和q4;n型mos管m5和m6为写选通管,其栅极由字线wl控制,写选通管m5和m6分别连接节点q3和q4与bl和blb。

4.根据权利要求1所述的低功耗抗单粒子翻转的sram存储单元,其特征在于,所述双耦合存储单元为8t结构,其中,n型mos管m3和m4为下堆叠管,漏极交叉控制对方栅极,源极接地;n型mos管m1和m2为上堆叠管,漏极分别与m3和m4的源极串联;m1与m3的中间串联节点为q1,m2与m4的中间串联节点为q2;m1和m2的栅极由电压信号vddl控制;m1和m2的漏极分别连接上拉管网络,连接点为q3和q4;n型mos管m5和m6为写选通管,其栅极由字线wl控制,写选通管m5和m6连接节点q3和q4与bl和blb;p型晶体管m7和m8的漏极交叉控制对方的栅极。

5.根据权利要求4所述的低功耗抗单粒子翻转的sram存储单元,其特征在于,在操作过程中降低bl和blb的最大摆幅电压与保持电压vddl保持一致;在保存阶段,所有选通管关闭,bl和blb的电压与vddl一致,vddl设置在50%-100%vdd之间;在写阶段,bl和blb接受数据信息,最大电压摆幅与保持电压一致,wl打开选通管,数据写入存储节点;读出阶段,bl/blb被预充到vddl,然后wl打开选通管,通过存储节点q3和q4读出数据,当bl和blb的电压差达到可分辨的阈值时,wl关闭选通管。

6.根据权利要求1所述的低功耗抗单粒子翻转的sram存储单元,其特征在于,所述4耦合单元,包括4个上拉网络,两个下拉网络,一个低电压摆幅耦合网络;两个上拉网络的源极由写控制信号wwlb控制,漏极与...

【专利技术属性】
技术研发人员:程旭韩源源韩军曾晓洋
申请(专利权)人:复旦大学
类型:发明
国别省市:

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