[發(fā)明專利]一種自適應工藝電壓溫度降低靜態(tài)存儲器SRAM漏電流的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010466933.5
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111739568B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 劉新寧;鄒為
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G11C11/412
• 分類號: G11C11/412;G11C11/417;G11C5/14;G01R19/00;G01K13/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

本發(fā)明公開了一種自適應工藝電壓溫度降低靜態(tài)存儲器SRAM漏電流的系統(tǒng)，屬于基本電氣元件的技術(shù)領域。該系統(tǒng)包含工藝電壓溫度監(jiān)測模塊、電壓調(diào)節(jié)模塊、假負載模塊、開關(guān)管模塊、功率管模塊、狀態(tài)切換控制信號產(chǎn)生電路模塊。上電后系統(tǒng)整體開始工作，工藝電壓溫度監(jiān)測模塊輸出當前工藝、溫度下的參考電壓值，并能夠抵抗一定的電源電壓波動，在進入睡眠的切換過程中，假負載首先工作，穩(wěn)定電壓調(diào)節(jié)環(huán)路，預先調(diào)整功率管模塊柵極電壓，減小切換過程中SRAM供電電壓下沖，然后假負載關(guān)閉，SRAM經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)模塊調(diào)整，供電電壓接近工藝電壓溫度監(jiān)測模塊輸出后徹底進入睡眠模式。本發(fā)明在不同的工藝電壓溫度情況下都會自適應調(diào)節(jié)SRAM供電電壓至最優(yōu)值，降低漏電流。

技術(shù)領域

本發(fā)明公開了一種自適應工藝電壓溫度降低靜態(tài)存儲器SRAM漏電流的系統(tǒng)，涉及存儲器技術(shù)，屬于基本電氣元件的技術(shù)領域。

背景技術(shù)

在芯片的實際應用場景中，芯片可能工作在不同的模式，常見的模式有高性能模式、低性能模式以及保持模式等。在這些常見模式下芯片的漏電流消耗是不同的，為了延長電池工作時長，降低漏電流變得十分重要，漏電流的抑制效果直接影響到電池的壽命。通常系統(tǒng)處在睡眠或者保持模式下的時間遠遠大于系統(tǒng)動態(tài)工作的時間，因此，降低保持模式下漏電流對于整體漏電流的降低具有重要意義。

當工藝節(jié)點更新導致存儲單元內(nèi)部晶體管柵氧層厚度變薄時，會導致SRAM睡眠時保證高良率的最小數(shù)據(jù)保持電壓隨工藝和溫度波動較大，工藝越快、溫度越高，SRAM所需要的最小數(shù)據(jù)保持電壓越低。傳統(tǒng)的低漏電SRAM設計通過在SRAM內(nèi)部采用MOS二極管的方式降低SRAM的實際供電電壓，這種方式雖然能在一定程度上降低SRAM的漏電流，但是對工藝電壓溫度變化較為敏感，不能精確保證SRAM在不同工藝電壓溫度情況下睡眠時內(nèi)部供電電壓均為最優(yōu)值。隨著工藝變快、電源電壓波動、溫度上升，SRAM睡眠時供電電壓升高，漏電流增大。申請?zhí)枮?01410003005的中國專利公開了靜態(tài)隨機存取存儲器的自適應性數(shù)據(jù)保持電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過設置監(jiān)測陣列來監(jiān)測工藝電壓溫度的變化，并在監(jiān)測陣列中數(shù)據(jù)出錯后給出警示信號，刷新SRAM 的供電電壓并重置監(jiān)測陣列內(nèi)的存儲數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可以較好地跟蹤工藝電壓溫度的變化并改變SRAM睡眠時的供電電壓，但是隨著設計良率的提升，監(jiān)測陣列會帶來大量的面積和功耗開銷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是針對上述背景技術(shù)的不足，提供了一種自適應工藝電壓溫度降低靜態(tài)存儲器SRAM漏電流的系統(tǒng)，通過面積開銷較小的工藝電壓溫度監(jiān)測模塊擬合SRAM實際的最小數(shù)據(jù)保持電壓，再配合電壓調(diào)節(jié)模塊、開關(guān)管模塊、假負載模塊組成的閉環(huán)減小了SRAM切換至睡眠狀態(tài)時的電壓下沖，解決了傳統(tǒng)低漏電SRAM在不同工藝電壓溫度情況下不能自適應精確調(diào)整SRAM睡眠時供電電壓的技術(shù)問題，同時保證較低的面積和功耗開銷，并且可以降低SRAM由動態(tài)工作模式切換至睡眠模式時的供電電壓下沖。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：