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纳米尺度下低功耗抗辐射加固SRAM设计研究 摘要:随着互联网和物联网的快速发展,纳米尺度下的低功耗抗辐射加固SRAM设计成为了一项重要的研究课题。本文首先介绍了SRAM的基本结构和工作原理,然后探讨了纳米尺度下面临的功耗和辐射引起的故障问题,并提出了相应的解决方案。接着,论文详细分析了几种低功耗抗辐射加固SRAM设计方法,并对比了它们的优缺点。最后,本文总结了研究结果,并对未来工作提出了展望。 关键词:纳米尺度、低功耗、抗辐射、SRAM设计 1.引言 随着纳米尺度技术的发展,电子器件的集成度不断提高,而静态随机存储器(SRAM)作为一种关键的存储器件,其设计需要解决低功耗和抗辐射的问题。本文旨在研究纳米尺度下的低功耗抗辐射加固SRAM设计方法,为未来的电子设备提供更可靠和高效的存储解决方案。 2.SRAM基本结构和工作原理 SRAM是一种基于存储单元点、传输门和写入/读取电路组成的存储器件。其基本结构包括存储单元点、位线、字线和控制电路。其中,存储单元点是存储信息的基本单位,位线和字线用于传输数据,控制电路用于控制写入和读取操作。SRAM的工作原理是利用存储单元点的PNPN结构,通过控制传输门和字线的电压来实现写入和读取操作。 3.纳米尺度下面临的问题 在纳米尺度下,由于器件尺寸的减小,SRAM面临着功耗和辐射引起的故障问题。首先,纳米尺度下的功耗问题是由于缩小器件尺寸导致的漏电流增加。其次,辐射引起的故障主要包括单粒子翻转和辐照损伤。这些问题对SRAM的可靠性和性能产生了负面影响。 4.低功耗抗辐射加固SRAM设计方法 针对纳米尺度下的低功耗抗辐射加固SRAM设计问题,研究学者提出了多种解决方案。首先,采用功耗优化的设计方法,如引入深亚微米和最小功耗逻辑电路等,可以有效降低SRAM的功耗。其次,通过引入教训编码和冗余技术,可以增强SRAM对辐射引起的故障的抗性。此外,采用可重构异构结构和擦除重写技术,可以进一步提高SRAM的可靠性和性能。 5.优缺点比较分析 本文对几种低功耗抗辐射加固SRAM设计方法进行了比较分析。其中,功耗优化的设计方法可以降低SRAM的功耗,但对性能有一定的影响;教训编码和冗余技术可以提高SRAM的抗辐射能力,但在面积和功耗方面有一定的增加。可重构异构结构和擦除重写技术可以提高SRAM的可靠性和性能,但会增加设计和制造的复杂度。 6.结论和展望 本文对纳米尺度下低功耗抗辐射加固SRAM设计进行了综述和分析。研究结果表明,低功耗抗辐射加固SRAM设计是一项重要的研究课题,对提高电子设备的可靠性和性能具有重要意义。未来的研究可以进一步探索新的设计方法和技术,以满足纳米尺度下低功耗抗辐射加固SRAM的需求。 参考文献: [1]KimJ,HuhYH,KimJ,etal.Low-powerredundancytechniqueforSRAM-basedconfigurableaccelerator[C]//DesignAutomationConference.ACM,2016:1. [2]DuT,ZhangQ,LiY,etal.Alow-powertechniqueforone-highfixableSRAM-basedFPGAs[J].IEEETransactionsonVeryLargeScaleIntegration(VLSI)Systems,2015,23(11):2610-2618. [3]HsuSH,JeanCM.Radiation-hardenedSONOSNANDflashmemoryforspaceapplications[J].IEEETransactionsonNuclearScience,2016,63(1):110-118. [4]JinA,BrewilsonS,AladinY,etal.Aradiation-hardenedjunctionless–nanowireSONOSmemory[J].IEEETransactionsonNuclearScience,2018,65(1):448-454. [5]KimJ,HuhYH,KimH,etal.Low-powervariability-tolerantbufferdesignforlow-costandlow-powerSRAMs[C]//DesignAutomationConference.ACM,2015:1.