复旦大学数字集成电路设计透视:存储器分类与结构解析
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更新于2024-07-09
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"复旦大学的数字电路设计课程,第12章主要讲解了数字集成电路设计的透视,涉及半导体存储器的分类、结构、核心设计、外围电路、可靠性和案例研究等内容。"
在数字集成电路设计中,存储器扮演着至关重要的角色。本章节首先介绍了半导体存储器的分类,包括可读写存储器(Read-Write Memory)、非易失性读写存储器(Non-Volatile Read-Write Memory)如EPROM、E2PROM和FLASH,以及随机访问存储器(Random Access Memory, RAM)如SRAM和DRAM。此外,还有预编程存储器(Mask-Programmed)、可编程只读存储器(PROM)、先进先出(FIFO)、移位寄存器(Shift Register)和内容地址able存储器(CAM)以及后进先出(LIFO)等非随机访问存储器。
接着,章节深入讨论了存储器的结构。存储器通常由多个存储单元组成,每个存储单元对应一个字,如Word0到WordN22。为了访问这些存储单元,需要译码器来根据地址信号选择对应的字。例如,当有N个字时,理论上需要N个选择信号,但通过使用译码器(Decoder),可以将选择信号的数量减少到K=log2N,大大降低了布线复杂度。存储单元阵列通常包括行解码器(Row Decoder)、位线(Bitline)、字线(Wordline)以及列解码器(Column Decoder),这些组成部分协同工作,确保数据的正确读取和写入。
存储器的核心设计包括存储细胞(Storage cell),它负责存储单个比特信息。感知放大器/驱动器(Sense amplifiers/Drivers)用于检测并放大存储细胞中的微弱信号,确保数据的准确传输。输入输出接口(Input-Output)则连接外部系统,完成数据的传输。
此外,章节还涉及了存储器的外围电路,这可能包括刷新电路(对于DRAM而言是必需的,因为其电荷会随时间泄露)、电源管理电路、错误校验电路等,这些都是确保存储器稳定工作和数据完整性的关键部分。
最后,可靠性和案例研究部分可能会涵盖存储器的寿命、抗干扰能力、温度影响、电源波动下的行为以及实际应用中的设计考虑,这些都是在实际设计过程中必须考虑的重要因素。
这一章提供了对数字集成电路设计中存储器全面而深入的理解,涵盖了从基本概念到实际设计挑战的各个方面,对于学习和理解数字集成电路设计具有极高的价值。
2020-10-16 上传
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