[發明專利]一種基于FPGA的低功耗SRAM字線電壓實現電路及方法

有效

• 申請號: 201611149766.1
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106527562B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 胡凱;徐玉婷;耿楊;閆華
• 申請（專利權）人: 無錫中微億芯有限公司;中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: G05F1/565
• 分類號: G05F1/565
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本發明涉及一種基于FPGA的低功耗SRAM 字線電壓實現電路及方法，屬于靜態隨機存儲器的技術領域。

背景技術

SRAM(Static Randon Acess Memory)，即靜態隨機存取存儲器，是一種具有靜態存取功能的內存，不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據。

在FPGA存儲陣列中，六管結構的SRAM最為常見，如圖1所示。SRAM的工作通常分為三部分：保持數據，讀數據和寫數據。讀數據時，先把字線電壓充到高電平，使門管導通，然后數據結點向位線充/放電，靈敏放大器識別出兩根位線的電壓差將電平放大成合格的高低電平，即數據讀出。寫數據時，先根據要寫的數據將某一根位線預充至高電平，另一根放電到低電平，然后字線為高，門管導通，位線向數據節點充/放電。

常見的字線電壓通常為電源電壓，而且讀/寫數據時，使門管導通的字線電壓也相同，同為電源電壓，而位線的高電平電壓也通常為電源電壓，因此字線和位線電壓相同，在某些情況下不利于SRAM的寫操作。在讀操作時，也會浪費一定的功耗，尤其對于大規模的SRAM陣列。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種基于FPGA的低功耗SRAM 字線電壓實現電路及方法，解決字線和位線電壓相同，在某些情況下不利于SRAM的寫和讀操作，不能保證讀取正確性，無法降低整體芯片的功耗的問題。

本發明具體采用以下技術方案解決上述技術問題：

一種基于FPGA的低功耗SRAM 字線電壓實現電路，包括：

帶隙基準電路，用于提供基準電壓；

控制電路，用于生成控制信號及復位信號；

讀/寫譯碼電路，用于根據控制電路的控制信號選擇獲得電路所處狀態，所述電路所處狀態包括清零狀態、寫狀態和讀狀態；并根據選擇的電路所處狀態生成分壓選擇信號；

字線電壓產生電路，用于根據接收的分壓選擇信號，將所述基準電壓作為參考電壓進行分壓，得到電路所處狀態下的字線電壓值；

地址譯碼電路，用于根據控制電路的控制信號對待配置SRAM的地址進行譯碼，獲得譯碼輸出信號；

地址輸出電路，用于接收控制電路的復位信號，及在接收的地址譯碼電路的譯碼輸出信號有效時，將譯碼輸出信號轉換為對應電路所處狀態下的字線電壓值，及將該字線電壓值輸出至地址譯碼電路譯碼所對應待配置SRAM的門管控制端。

進一步地，作為本發明的一種優選技術方案，所述字線電壓產生電路包括：

穩壓器，用于將基準電壓作為參考電壓，獲得穩壓后的輸出電壓；

電阻串，用于根據分壓選擇信號對穩壓器所得穩壓后的輸出電壓進行分壓，獲得電壓值不同的輸出電壓；

偏置電路，用于將電阻串所獲得電壓值不同的輸出電壓分別轉換成字線電壓值輸出。

進一步地，作為本發明的一種優選技術方案，所述字線電壓產生電路中，設定電路清零狀態的字線電壓值VG1小于電路寫狀態的字線電壓值VG2；及設定電路讀狀態的字線電壓值VG3大于門管的門限電壓值，且小于電路清零狀態的字線電壓值VG1和寫狀態的字線電壓值VG2。

進一步地，作為本發明的一種優選技術方案，所述地址譯碼電路包括相互連接的或非門和反相器。

一種基于FPGA的低功耗SRAM 字線電壓實現方法，包括以下步驟：

生成控制信號；

根據控制信號選擇獲得電路所處狀態，所述電路所處狀態包括清零狀態、寫狀態和讀狀態；并根據選擇的電路所處狀態生成分壓選擇信號；

提供一個基準電壓，及根據接收的分壓選擇信號將基準電壓作為參考電壓進行分壓，得到電路所處狀態下的字線電壓值；

根據控制信號對待配置SRAM的地址進行譯碼，獲得譯碼輸出信號；

當接收的譯碼輸出信號有效時，將譯碼輸出信號轉換為對應電路所處狀態下的字線電壓值，及將該字線電壓值輸出至譯碼所對應待配置SRAM的門管控制端。

進一步地，作為本發明的一種優選技術方案，所述基準電壓的溫度系數為零。

本發明采用上述技術方案，能產生如下技術效果：