SRAM存内计算学习

存储单元 6T SRAM：读写保持操作

写：设存储单元初始数据为“1”，写入 数据为“0”。首先根据外部输入的写入地址找到需要写入数据“0”的存储单元 位置，将需要写入的数据传导到位线上。BL被置为“0”，BLB被置为“1”。字 线wL置为高电平，将传输管NTl和NT2开启，内部存储节点与位线发生数据 交换，节点Q通过传输管NTl向位线放电，当节点Q电压下降到交叉耦合结构 的数据翻转点时，PT2开启，节点QB充电后电位升高，同时PTl关断NT3导 通，这种正反馈作用会迅速使数据发生翻转，最终存储单元写入“0”。

读：读操作和写操作相似，首先 根据地址找到待读取的存储单元的位置，两者区别于写操作把位线置“0”或者 置“1”，读操作则把位线充电到高电平。接下来将对应存储单元的字线电压置为 高电平，传输管NT2和NTl打开。存储节点QB存储的是“0”，所以位线BLB 会通过NT2和NT4放电，电位开始下降。存储节点Q保存的是“1”，位线BL 上的电位不会发生变化。

写操作可以简述为内部存储节点通过位线放电到反相器 阈值翻转节点，读操作可以简述为位线通过内部存储节点放电，由于位线上挂载 很多存储单元导致位线寄生电容远大于内部存储节点的寄生电容，因此读操作需要很多的时间。SRAM读写操作工作在同一时钟下，但是读操作耗时远大于写操 作，所以读操作直接决定了SRAM的工作频率。

保持：WL输入低电平即可

灵敏放大器（电压型、电流型）：电压型SA

工作原理：在SA未工作时，使能信号SAE和预充信号PRE均为低电平， 此时传输管Pl和P2以及预充管P3和P4均为开启状态，位线和SA进行预充。 预充信号PRE电位升高预充结束，选中的存储单元字线打开，位线通过开启的 存储单元放电。由于晶体管Pl和P2处于导通状态，SA内部节点会与位线保持 一致放电。当放电电压差达到一定量后，使能信号SAE升高， Pl和P2关断，N3开启，内部存储节点Q和QB通过晶体管N1和N2放电。假设BL的电位大 于BLB电位，同时不考虑失调电压的存在，则节点QB将先于节点Q下降到反 相器翻转电位，节点Q将通过P5充电，电位升高，节点QB继续通过N2放电， 最终输出结果Q为“1”，QB为“0”。

电流型SA

工作原理：当SA未工作时，使能信号SAE为低电平，控制晶体管Pl和P2 对SA进行预充，同时切断正反馈电路的放电途径。当位线电压差达到一定程度 后，SAE信号升高，晶体管N5开启，由于位线之间存在着电压差，晶体管N3 和N4的放电电流也会产生相应的差别。以BL电压大于BLB电压为例，通过 N4的电流大于N3的电流，在正反馈的结构中节点QB放电速度大于Q点，则 节点QB将率先下降到P3和N1构成的反相器翻转电位以下，导致节点Q停止 放电，电位将不断上升，同时节点QB继续放电到地，最终节点Q输出“1”， 节点QB输出“0”。

外围电路：预充电路（PRE）

加入预充电路的作用：如果上电之前电容处于零状态，即电容内没有能量，那么在电路闭合瞬间，相当于直接短路，电流非常之大，这么大的电流如不加以限制将对电池、继电器造成巨大冲击而损伤。

译码电路：与非结构（ROW decoder/Column decoder）从 CPU 发出的地址会被输入进 行解码器（Row Decoder） 和 列解码器（Col Decoder）；行解码器会根据指令的读和写来选择 写字线（Write Word Line, WWL） 或者 读字线（Read Word Line, RWL），列解码器也会根据地址来选择 写位线（Write Bit Line） 和 读位线（Read Bit Line）。好比坐标系，我们知道了Y-轴坐标和X-轴坐标，我们就能定位到对应的 Bit-Cell，从而来近些读写操作。

行译码器（ROW）：与门逻辑 

列译码器（COL）：传输们结构多路器/逆多路器，双向导通数据和地址缓冲器