北京大学：《集成电路原理与设计 Principle of Integrated Circuits》课程电子教案（集成电路设计实习）综合实验2（数字定制设计——SRAM的设计）

电路设计 ●在开始电路设计之前,希望大家首先能清楚SRAM的工作原理 具体可以参见甘学温老师的《集成电路原理与设计》第七章的内 容。 ●这次设计的SRAM主要包括下面几个小的模块 ●6管存储单元阵列 ●预充电路 ●数据输入电路 ●灵敏放大器 ●另外还有译码器和控制信号产生 Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一综合实验 Page 11 Copyright O 2011-2012 128* 8SRAM

Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－综合实验 128*8SRAM 电路设计 在开始电路设计之前，希望大家首先能清楚SRAM的工作原理。 具体可以参见甘学温老师的《集成电路原理与设计》第七章的内 容。 这次设计的SRAM主要包括下面几个小的模块： 6管存储单元阵列 预充电路 数据输入电路 灵敏放大器 另外还有译码器和控制信号产生 Page 11

电路设计 ●在开始画电路之前,需要提醒大家注意下面几个问题 第一:PMOS衬底接VDD,NMOS衬底接GND,不要忘记。 第二:电路连线如果太复杂,建议用 Wire name来连接。只要将不同的线命名 为相同的名字,就表示连接在一起了。 ●第三:生成 symbol的时候考虑一下端口的位置,以方便后面调用时模块间的 连线。 各个模块尺寸的选择可以参考讲义图中的尺寸,但这并不是最优化的尺寸, 可以自行优化设计尺寸。 ●各个模块的设计可以参考讲义中的结构,也可以自行查阅相关文献优化设计 ●有一点需要说明一下。大家在画电路的时候,可以使用标准单元库中的单元 。但是标准单元库只有版图,所以电路图中只会有一个空的 schematic。这样 的话画版图快一些,但是不能通过LVS查错。只能通过后仿真来确定自己电路 是否正确。大家自己选择实现方式 Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一综合实验 Copyright O 2011-2012 128* 8SRAM

Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－综合实验 128*8SRAM 电路设计 在开始画电路之前，需要提醒大家注意下面几个问题:  第一：PMOS衬底接VDD，NMOS衬底接GND，不要忘记。  第二：电路连线如果太复杂，建议用wire name来连接。只要将不同的线命名 为相同的名字，就表示连接在一起了。  第三：生成symbol的时候考虑一下端口的位置，以方便后面调用时模块间的 连线。  各个模块尺寸的选择可以参考讲义图中的尺寸，但这并不是最优化的尺寸， 可以自行优化设计尺寸。  各个模块的设计可以参考讲义中的结构，也可以自行查阅相关文献优化设计 。  有一点需要说明一下。大家在画电路的时候，可以使用标准单元库中的单元 。但是标准单元库只有版图，所以电路图中只会有一个空的schematic。这样 的话画版图快一些，但是不能通过LVS查错。只能通过后仿真来确定自己电路 是否正确。大家自己选择实现方式。 Page 12

六管存储单元 ROw ●六管存储单元 参考电路如图: mos_3p3 pmos_3p3 ●尺寸选取主要 mos_3p3 是要考虑数据 net19 rw=750e- 能正常写入。 就是说数据写 入模块能够改 写存储单元的 a_3p3 2.45e 数据。 rw=2.45e-6 Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一综合实验 Copyright◎2011-2012 128* 8SRAM Page 13

Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－综合实验 128*8SRAM 六管存储单元 六管存储单元 参考电路如图： 尺寸选取主要 是要考虑数据 能正常写入。 就是说数据写 入模块能够改 写存储单元的 数据。 Page 13

预充电路 ●预充电路 预充控制信号 PRE为低时, 两根位线都被 MPg pmos_-3p3 预充到高电平, totalw=2 PRE totalW=2e-6 为了保证充电 1.2 finger=2e-6 bbar binger=2e-6 350e-9 的速度适当的 nf:1.② nf:1.0 将尺寸设计的 大一点 Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一综合实验 Page 14 Copyright◎2011-2012 128* 8SRAM

Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－综合实验 128*8SRAM 预充电路 预充电路： 预充控制信号 PRE为低时， 两根位线都被 预充到高电平， 为了保证充电 的速度适当的 将尺寸设计的 大一点 Page 14

数据写入电路 ●数据写入电路1 ●WE为低时, bba处为高阻, 数据不能写入。 58e-9 这2m邮 =3.5-6 bbar fingar=3.50-6 ●WE为高时, bba为D的反信 10s.5 Institute of Microelectronics, Peking Copyright◎2011-2012 128* 8SRAM

Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－综合实验 128*8SRAM 数据写入电路 数据写入电路1 W_E为低时， bbar处为高阻， 数据不能写入。 W_E为高时， bbar为D的反信 号。 Page 15