58、低功耗内存设计与亚阈值SRAM稳定性分析

低功耗内存设计与亚阈值SRAM稳定性分析

内存生成器的设计与实现

在内存设计中，分区长度受到多种因素的限制。当前分区的最大单元数为256个，最小字长为8位。限制分区长度的因素主要有两个：一是位线负载，它会随着分区划分的存储体数量增加而增大；二是行解码能力，需要在保持低能耗的同时满足时序约束。目前分区的最大尺寸为256 x 256位，即8KB。由于位线位于金属3层，字线位于金属2层（金属2层具有更高的寄生电容），所以位线比字线长可能会带来更好的效果。

设计内存生成器时考虑了以下几点：
1. 专注于低功耗架构和实现 ：采用低功耗的设计理念，降低内存的能耗。
2. 模块化、与叶单元无关的设计 ：叶单元布局的任何变化只需更改内存生成器中指定的参数。这使得生成器代码具有通用性，能够轻松适应不同的技术。例如，可以将6T SRAM单元替换为4T SRAM单元，或将NAND预解码器替换为宽NOR预解码器。
3. 内存阵列分区位置和大小的完全灵活性 ：可以根据实际需求灵活确定分区的位置和大小。
4. 阵列中字长和每行字数的灵活性 ：支持不同的字长和每行字数设置。
5. 可生成内存大小的灵活性 ：能够生成不同大小的内存。

实验结果

为了验证ASBE内存架构的适用性和通过临时内存生成器获得的布局质量，选取了一个典型嵌入式应用（视频解码器）的源代码，并针对两个不同平台进行编译：一个是具有1KB代码内存的ARM7TDMI RISC内核，另一个是具