单端口SRAM与双端口SRAM电路结构

最新推荐文章于 2025-09-24 01:33:47 发布

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#sram #嵌入系统

本文介绍了SRAM的基本原理和应用，着重讲解了单端口、两端口和双端口SRAM的电路结构。单端口SRAM主要为六管CMOS单元，两端口SRAM增加了独立的读写字线以提高性能，而双端口SRAM则允许同时读写操作，适合高并发应用场景。

SRAM是随机存取存储器的一种。所谓的静态是指这种存储器只要保持通电，里面储存的数据就可以恒常保持。SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据,因此SRAM具有较高的性能.

SRAM的速度快但价格相对昂贵，一般用小容量的SRAM作为更高速CPU和较低速DRAM 之间的缓存（cache）.SRAM也有许多种，如Async SRAM (异步SRAM）、Sync SRAM (同步高速SRAM）、PBSRAM (流水式突发SRAM），还有INTEL没有公布细节的CSRAM等。

不管是哪种 SRAM，其基本的原理大都是通过两个首尾相接的反相器来锁存数据的，如图 2-2 所示。其中反相器Ⅰ和Ⅱ形成正反馈，使电路总能恢复到稳定状态；N1 和 N2 叫做存取管，用来读取或者写入数据；字线（ WL）控制存取管的开启，从而将存储的数据从位线（ BL 和 BLB）传送至外围电路。反相器Ⅰ、Ⅱ和存取电路组成了一个 SRAM 单元（SRAM Cell）（由于该单元只能存储一位的数据，有时也叫做 bit-cell）。根据存取电路的不同，目前大致可以将 SRAM 单元分为上述三种端口的类型，下面分别介绍这些单元的结构。

在这里插入图片描述

图 1 SRAM单元基本结构

单端口 SRAM

根据图1中反相器的不同，单端口SRAM单元有电阻负载型、无负载型和六管 CMOS 单元等。电阻负载型存储单元由于电其压传输特性曲线（VTC）不陡并且功耗大已远离了主流设计；无负载型存储单元虽然可以实现较高的密度[16]，但其稳定性差；六管 CMOS SRAM 单元是目前主流的设计，其结构如图2 所示。它由 6 个晶体管（N1_N4、P1P2）组成，N1、N2 叫做下拉（PD）管，P1、P2 叫做上拉（PU）管，N3、N4 是存取管，有时也叫传输管（PG）。这种六管存储单元具有很好的健壮性、低功耗和低电压工作特性，所以非常受欢迎；下文中的两端口和双端口存储单元以及在分析SRAM 单