2.1.1. 靜態 RAM

圖 2.4:6-T 靜態 RAM
圖 2.4:6-T 靜態 RAM

圖 2.4 展示了一個 6 電晶體(transistor)SRAM 記憶單元(cell)的結構。這個記憶單元的核心由四個電晶體 M1 \mathbf{M_{1}} M4 \mathbf{M_{4}} 所構成,其形成兩個交叉耦合(cross-coupled)的反相器(inverter)。它們有兩個穩定狀態,分別表示 0 與 1。只要 Vdd \mathbf{V_{dd}} 維持通電,狀態就是穩定的。

若是需要存取記憶單元的狀態,就提高字組存取線路(word access line)WL \mathbf{WL} 的電位。若是必須複寫記憶單元的狀態,則要先將 BL \mathbf{BL} BL \overline{\mathbf{BL}} 線路設為想要的值,然後再提高 WL \mathbf{WL} 的電位。由於外部的驅動者(driver)強於四個電晶體(M1 \mathbf{M_{1}} M4 \mathbf{M_{4}} ),這使得舊的狀態得以被覆寫。

需要更多記憶單元運作方式的詳細描述,請見 [20]。為了接下來的討論,要注意的重點是

  • 一個記憶單元需要六個電晶體。也有四個電晶體的變體,但其有些缺點。
  • 維持記憶單元的狀態需要持續供電。
  • 當提高字組存取線路 WL \mathbf{WL} 的電位時,幾乎能立即取得記憶單元的狀態。其訊號如同其它電晶體控制的訊號,是直角的(rectangular)(在兩個二元狀態間迅速地轉變)。
  • 記憶單元的狀態是穩定的,不需要再充電週期(refresh cycle)。

也有其它可用的 SRAM 形式––較慢且較省電。但因為我們尋求的是更快的 RAM,所以在此我們對它並不感興趣。這些慢的變種引發關注的主要原因是,它們比起動態 RAM 更容易被用在系統中,因為它們的介面較為簡單。

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