SRAM(静态随机存取存储器)中的shutdown和deepsleep是两种重要的低功耗技术,用于降低静态功耗。下面我将详细介绍这两种技术的原理和实现方式。
一、基本概念
1. 传统SRAM的功耗问题
传统6T SRAM单元的功耗主要来自:
-
动态功耗:读写操作时的充放电
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静态功耗:亚阈值漏电流(主要来源)
deepsleep和shutdown就是对静态功耗进行管理;
2. 工作原理
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工作模式:睡眠晶体管完全导通,虚拟电源≈实际电源
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睡眠模式:睡眠晶体管关闭,虚拟电源浮空
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保持存储内容(通过泄漏电流维持)
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降低80-90%的静态功耗
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3. 关键设计参数
| 参数 | 影响 | 典型值 |
|---|---|---|
| 睡眠晶体管尺寸 | 决定唤醒速度/电压降 | 2-5倍单元晶体管 |
| 虚拟电源电容 | 影响状态保持时间 | 10-100fF/bit |
| 唤醒时间 | 从睡眠恢复到工作模式的时间 | 1-10ns |
二、SD与DS的比较
| 特性 | SD技术 | DS技术 |
|---|---|---|
| 控制方式 | 外部静态信号控制 | 动态访问模式检测 |
| 功耗节省 | 固定比例(80-90%) | 可变(30-95%) |
| 面积开销 | 额外晶体管(2-5%面积) | 控制逻辑(1-2%面积) |
| 适用场景 | 明确的长空闲期 | 不规则访问模式 |
| 数据保持 | 需要特殊保持电路 | 标准单元即可保持 |
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同时可以参考:
https://www.zhihu.com/question/575098999
https://www.zhihu.com/question/575098999介绍关于SRAM 存储器的实现原理,第4节讲述低功耗相关的
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