THIẾT KẾ IC SỐ Chương 5: BỘ NHỚ (MEMORY) ThS Nguyễn Trọng Huân 2015 © Digital Integrated Circuits2nd Sequential Circuits Memory Phân loại Kiến trúc Thiết kế Ngoại vi © Digital Integrated Circuits2nd Sequential Circuits Phân loại nhớ bán dẫn Read-Write Memory Random Access Non-Random Access SRAM FIFO DRAM Non-Volatile Read-Write Memory Read-Only Memory EPROM Mask-Programmed E2PROM Programmable (PROM) FLASH LIFO Shift Register CAM © Digital Integrated Circuits2nd Sequential Circuits Phân loại nhớ bán dẫn RAM: Random Access Memory – nhớ có cấu trúc mảng với bit truy xuất độc lập – có khả Read and Write ngẫu nhiên – ram nhớ bay • ROM: Read Only Memory – Write ngẫu nhiên RAM – hoạt động Write đòi hỏi phải có điện áp cao xóa tia UV –rom nhớ không bay (data nguồn) • Bộ nhớ bay (Volatility Memory) – data nguồn • Static Dynamic Memory – Static: giữ data miễn nguồn (SRAM) – Dynamic: phải làm tươi (refresh) theo chu kỳ (DRAM) © Digital Integrated Circuits2nd Sequential Circuits Kiến trúc Memory : Decoders M bits S0 S0 Word S1 Word S2 Word words SN 2 N SN M bits Storage cell Word A0 Word A1 Word A K2 Word N 2 Word N Decoder N Word Storage cell Word N K log2N Input-Output ( M bits) Kiến trúc N x M memory N word == N tín hiệu lựa chọn © Digital Integrated Circuits2nd Input-Output ( M bits) Decoder giảm số đường tín hiệu lựa chọn K = log2N Sequential Circuits Kiến trúc mảng © Digital Integrated Circuits2nd Sequential Circuits Read-Write Memories (RAM) STATIC (SRAM) Giữ data miễn nguồn cung cấp Kích thước lớn (6 transistors/cell) Nhanh Cấu trúc vi sai DYNAMIC (DRAM) Cần refresh theo chu kỳ Nhỏ (1-3 transistors/cell) Chậm Cấu trúc đơn © Digital Integrated Circuits2nd Sequential Circuits SRAM Chu kỳ hoạt động – hold – write – read Cấu trúc SRAM 6trans • Sử dụng inverter để lưu data • trans MAL MAR cho phép truy xuất đến data để read hay write • WL (word lone) điều khiển truy xuất WL=0 : hold WL=1 : read write © Digital Integrated Circuits2nd Sequential Circuits Hoạt động SRAM – Hold • WL=0: trans truy xuất off • Data lưu giữ chốt (2 inverter) – Write • WL=1: trans truy xuất on Data (dưới dạng điện áp) đưa vào • bit \bit • Data chốt ghi đè giá trị – Read • WL=1: trans truy xuất on • Bit \bit đọc cảm ứng (sense amplifier) – Sense amplifier • Là khuếch đại vi sai • So sánh khác bit \bit Bit>\bit : output = Bit