Wie implementiert man einen SRAM-Leseverstärker?

Ich entwerfe ein einfaches programmierbares LED-Bildschirmsystem als Übung, und ich benötige einen nicht standardmäßigen SRAM-Typ (16x5), also entwerfe ich die Speicherschaltkreise. Ich habe überall (Digikey, TI, National Semiconductor usw.) nach einem Chip gesucht, der nur ein Leseverstärker für SRAM ist, und ich habe nichts gefunden. Ich habe TI angerufen und sie sagten, dass sie so etwas nicht machen, aber vielleicht kann ich dafür einen Komparator verwenden. Meine Frage ist, ist es möglich, beispielsweise einen LM339 als Leseverstärker zu verdrahten? Und wenn ja, wie?
Danke

Wenn Sie dies als Übung im SRAM-Design bauen, würde ich es aus diskreten Transistoren machen. Google wird Ihnen viele einfache Sinnesverstärker-Designs liefern. Klingt nach einem ordentlichen Projekt, wenn Sie benutzerdefinierte SRAM-Schaltungen benötigen.

Antworten (4)

Um Ihre Frage zu beantworten: Ja, Sie können einen LM339 als Leseverstärker verwenden, und Sie müssen lediglich den + Eingang mit der nicht invertierenden Bitleitung und den - Eingang mit der invertierenden Bitleitung verbinden. ABER...

Da wir über das Lesen eines SRAM sprechen, ist die grundlegende Abfolge von Ereignissen während eines READ:

  1. Beide Bitleitungen auf VDD vorladen.
  2. Bestätigen Sie die gewünschte Wortleitung
  3. Die ausgewählten Bits ziehen nun eines von jedem komplementären Bitleitungspaar in Richtung VSS
  4. Der Leseverstärker erkennt eine Differenz zwischen den Bitleitungsspannungen (eine bleibt auf VDD, die andere fällt in Richtung VSS).

Wenn Sie sich das Schema für eine 4T- oder 6T-Bitzelle ansehen, können Sie sehen, dass die fallende Bitleitung schließlich VSS erreichen wird. Bei typischen IC-Designs, bei denen die Dichte sehr wichtig ist, haben die Bitzellen sehr kleine Transistoren. Außerdem werden sie typischerweise in große Arrays eingebaut, die sehr große Bitleitungskapazitäten haben. Dies führt zu einer sehr langsamen (relativ) Entladung der Bitleitung durch die Bitzelle. Dies ist die Motivation für den Geschwindigkeitsaspekt eines Leseverstärkers. Es trifft wahrscheinlich nicht auf Sie zu, weil Sie große Transistoren verwenden können (da sie diskret oder in einem Array sind) und Ihr Array klein ist.

Der Isolationsaspekt des Leseverstärkers ist ebenfalls sehr wichtig. Wenn Sie keinen Leseverstärker verwenden, hat Ihre Bitleitung eine unbekannte Last, basierend auf dem, was Sie anschließen. Außerdem wird jedes Rauschen auf dem Signal an alle Ihre Bitzellen gesendet. Eine gewisse Isolierung ist hier immer eine gute Idee. Etwas so Einfaches wie ein CMOS-Puffer/Inverter funktioniert einwandfrei.

Ich glaube nicht, dass Sie einen großen Vorteil darin sehen werden, einen Komparator zum Erfassen der Bitleitungen zu verwenden. Stattdessen würde ich empfehlen, dass Sie einen CMOS-Inverter oder -Puffer verwenden. Es wird einfacher, genauso schnell und dichter.

Wenn Sie nicht versuchen, die kleinsten Transistoren zu verwenden, mit denen Sie Daten speichern können, ist mir nicht klar, warum Sie Leseverstärker benötigen würden. Würden die Daten-Latches und Passgates selbst nicht genug Kraft bieten, um einen normalen Logikeingang anzusteuern?

Eigentlich würde ich erwarten, dass der einfachste Weg, einen 16x5-RAM zu erhalten, darin besteht, einfach einen 32Kx8-SRAM zu verwenden und den oberen Teil zu ignorieren. Andernfalls können Sie je nach Ihrem möglicherweise so etwas wie einen dualen 64-Bit-Schieberegisterchip verwenden, der alle 16 Bit Abgriffe hat. Wenn Sie dies mit einem 74LS374 oder einem Äquivalent zusammen mit einer geeigneten Taktlogik kombinieren, sollten Sie in der Lage sein, 80 Bits ziemlich gut zu speichern und jeweils fünf auf sie zuzugreifen.

Die Sache ist, ich möchte keine vorgefertigten Speicherchips verwenden. Ich möchte wenn möglich das ganze System selbst bauen. Ich habe das meiste davon entworfen, ich brauche nur die Komparator- / Leseverstärker für die Speicherausgabe
@Nate Koppenhaver: Was verwenden Sie, um die Daten zu speichern? Wie ich bereits erwähnt habe, werden bei der Verwendung von Leseverstärkern Daten mit kleineren Transistoren gehalten, als dies sonst erforderlich wäre, aber in einem 16-Zeilen-Speicherarray ist es mit ziemlicher Sicherheit besser, Speicherelemente zu verwenden, die problemlos Signale mit Logikpegel ansteuern können, als zu verwenden "weiche" Speicherelemente zusammen mit Schaltungen zur Verstärkung ihrer Ausgänge.
Ich verwende Arrays von 6-Transistor-SRAM-Zellen
Verwendung von MOSFETs? Wie implementieren Sie die Pass-Gates? Innerhalb eines Chips wäre das Substrat des Pass-Gate-Transistors mit VSS verbunden, unabhängig von Source und Drain, aber diskrete MOSFETs verbinden das Substrat im Allgemeinen mit der Source. Verwenden Sie Transistoren mit diskretem Substratanschluss? Wie begrenzen Sie die Treiberstärke der PFETs, damit sie übersteuert werden können? Ich würde vermuten, dass Sie, wenn Sie alle Spaltenspalten auf VDD vorladen, bevor Sie eine Zeile aktivieren, eine Spalte als geraden Logikpegel auslesen können.
Es ist noch in der Designphase, aber ich plane, 2 NPN-Transistoren (ich habe bereits ungefähr 250 in meiner Sammlung :) und 2 Inverter für die Rückkopplungsschaltung zu verwenden, wahrscheinlich in einem 4049

Wenn Sie nicht auf Höchstgeschwindigkeit (> 1 MHz) schießen, benötigen Sie keine Leseverstärker.

Ein Standard-2T-Trigger (plus einige Ts für den Zugriff auf die Daten) würde Ihnen nahezu 0 und VCC-Spannungen liefern.

(a) Verwenden Sie einen handelsüblichen SRAM-IC-Chip? Wenn ja, enthält es bereits den Leseverstärker – auf die Bitleitungen kann nicht von außen zugegriffen werden, selbst wenn Sie wollten.

(b) Verwenden Sie keinen SRAM-IC-Chip? Speichern Sie also ein paar Bits in einem D-Latch oder einem Schieberegister-IC-Chip oder bauen Sie etwas aus 3 000 diskreten Transistoren ? Wenn ja, dann brauchen Sie keinen Leseverstärker. Wie von Supercat erwähnt, sind die Ausgangstransistoren dieser Geräte viel größer als die winzigen Transistoren in einem Chip, und damit der Ausgang direkt einen digitalen Eingang speisen kann, benötigen Sie im schlimmsten Fall einen digitalen Inverter / Tristate / Leitungstreiber / Puffer Geben Sie Ihnen einen besseren Fanout.

Haben Sie tatsächlich etwas – wie zum Beispiel einen Magnetkernspeicher – das einen Leseverstärker benötigt ? Ich bezweifle zwar, dass dies tatsächlich der Fall ist, aber wenn ja, funktioniert der LM339 möglicherweise gut für Sie - teilen Sie uns bitte mit, was Sie tatsächlich bauen.

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