Cadence仿真实验：SRAM单元结构与读写优化

本实验主要针对静态随机存储器（Static Random Access Memory, SRAM）的单元结构进行深入分析，并利用Cadence软件进行软仿真，目的是理解和掌握SRAM的工作原理以及其读写机制。实验内容主要包括以下几个方面： 1. **实验目标**： - 深入理解SRAM存储单元的数字逻辑结构，包括其基本构成，如六只场效应晶体管的角色：四个CMOS管用于形成两个交叉耦合的反向器，存储每个比特的信息，而另外两只晶体管作为读写控制开关。 - 学习SRAM读写操作的原理，如读取过程中位线预充电、字线调整以及数据传输的过程，以及可能存在的问题，如位线放电时对存储数据的影响。 - 通过Cadence软件进行电路设计和仿真，具体到读操作中，要确保晶体管1-5M/M的分压足够以防止数据意外改写。 2. **实验步骤**： - **SRAM单元结构设计与分析**：介绍了一个典型的SRAM单元结构，由四对互补对称的CMOS管（M/M）构成，每个比特由两个反向器锁定，以确保数据的稳定存储。阅读操作涉及位线预充电、位线电压调节以及晶体管1-4M/M的协同工作。 - **Cadence软件应用**：利用Cadence设计了读写操作的电路原理图，并进行了仿真。例如，在读操作中，设计了预充电电路（CR=1.2），确保在1us的时间内位线能正确放电，同时通过等式和曲线图分析来优化晶体管1-5M/M的分压，保持Q点的电位安全。 3. **仿真结果与注意事项**：通过仿真结果，观察和验证了设计的读操作是否能达到预期效果。在写操作中，同样强调了单元上拉比PR应小于1.8的重要性。整个过程不仅理论讲解，还包括实际操作的实践，增强了对SRAM工作原理的实践经验。 总结来说，这个实验不仅涵盖了SRAM单元的基础知识，还重点突出了Cadence在电路设计和仿真中的应用，帮助学生加深了对静态随机存储器工作原理的理解，提高了他们的电子设计能力。通过实验，参与者能够更好地识别和解决SRAM设计中的潜在问题，从而提升他们的技术素养。