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低功耗 SRAM 感测放大器

一项有文档依据的 StrongARM、Double-tail 与 Preamp-assisted StrongARM 小摆幅 SRAM 感测研究。

StrongARM SRAM 感测放大器原理图

我的职责

报告中该核心感测放大器研究、测试平台、仿真与比较的作者和设计者。

项目图像

测量结果

StrongARM 蒙特卡洛判决良率99.8% / 95.0% / 71.8%DVBL 50 / 30 / 10 mV;500 个样本;错误数 = 0
PA4 蒙特卡洛判决良率98.8% / 30 mVVDD 0.8 V;POL=1;500 个样本;错误数 = 0
StrongARM PVT 工作点0.7 V / 50 mV基线最终尺寸;已检查工艺角
PA4 在 10 mV 下的标称结果270.1 ps / 13.72 fJVDD 0.8 V;POL=1;蒙特卡洛良率 59.6%

设计目标

  • 对 StrongARM 进行 nominal、VDD、PVT 和 Monte-Carlo 特性分析。
  • 把 Double-tail 作为次要方向,记录其未被选为主拓扑的原因。
  • 设计和优化带 NAND SR-latch 的 Preamp-assisted StrongARM,并区分 nominal 与 robustness。

实现方法

使用 Cadence Virtuoso/ADE、Spectre 与 GPDK45nm 进行 schematic-level 研究。BL/BLB 在接近 VDD 的位置,通过小 DVBL 建模,并区分 nominal、PVT 和 500 样本失配 yield。

范围与局限

这是使用理想化 bitline source 的 schematic-level 核心感测放大器研究。PA4 最终尺寸尚无完整的 PVT 重测,10 mV Monte Carlo yield 为 59.6%;不宣称完整 SRAM 阵列或版图提取结果。