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国防科学技术大学 硕士学位论文静态随机存取存储器IP核全定制设计与实现 姓名:刘婷 申请学位级别:硕士 专业:软件工程 指导教师:张民选李少青 20060301 里堕型兰茎查奎兰笙壅生堕三堡堡主兰竺堡苎 摘要 随着基于口核复用的SOC设计方法发展,对于可重用m核的需求越来越大。
静态随机存取存储器SRAM以其低功耗的特点己成为微处理器和众多电子产品最常用的存储类部件。
而编译器实现的SRAM已经不能满足设计需求,需要采用全定制的方法设计高速低功耗的SRAM存储器。
全定制设计开销大,要求所设计的全定制模块具有一定的可配置性和可重用性,从而节省设计代价。
因此,研究和设计具有可配置性的sRAM口核具有重要的应用价值和实践意义。
本文采用全定制设计方法,在O.1鼢辫CMOS工艺下设计实现了一款16Kb的SRAM IP核,完成了从逻辑设计、版图设计、内建自测试设计到投片验证以及最终m化的完整设计流程。
该SRAM实现了本文所提出的一种可配置译码结构,不需要改变整个硬核设计,就能实现64位和128位两种位宽的数据读写。
这种可配置输入输出数据位宽的设计思想对于编译器的设计具有很好的指导作用。
此外,本文还研究了一种具有低功耗特点,基于H树结构的编译器容量扩展方法,并优化设计了一种电流模式的敏感放大器,它的功耗仅为普通Latch结构功耗的77%。
在典型条件下,本文所设计的SRAM写入延迟小于1.35ns,读出延迟小于1.54ns,在500MHz频率下,平均功耗为35.053mw,与同等工艺下编译器生成的SRAM相比,访问时间减小了10%,平均功耗减小了20%。
关键词:静态随机存取存储器,可配置,P,内建自测试,SOC,全定制设计,电流模式敏感放大器 第i页 里堕型兰垫查奎兰翌壅兰堕三垦堡主兰垡丝奎 ABSTRACT With the development of SOC design method based on IP core,the need ofreconfignrable IP core increases.Because SRAM comes up low power characteristic,Static Random Access Memory is the most common and important memory componentin CPU and other electronic products.At present,SRAM compiler啪generatedifferent capacity SRAM conveniently and qnicHy,but its performance can’t reachhigh-speed and low-power goal in hi曲performance microprocessor.So,it is significantto design a low power and high speed SRAM by full custom design metho&Forreducing d鼯ign cost,the designed circuit module with reconfignrable characteristic isnecessary· The proposed 16Kb SRAM IP COle with reconfignrable input and output databitwidth isimplemented in 0.18pm CMOS process.The structure design,circuit design,l町,out design,BIST design and IP modeling of IP core am finished,at the same tim