Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế bộ nhớ Sram 1KB sử dụng sense amplifier để tăng tốc độ đọc dữ liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ BỘ NHỚ SRAM 1KB SỬ DỤNG SENSE
AMPLIFIER ĐỂ TĂNG TỐC ĐỘ ĐỌC DỮ LIỆU
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Máy Tính

Sinh viên:

ĐẶNG NGUYỄN VINH QUANG
MSSV: 20119367
VŨ ĐỨC ĐIỀN
MSSV: 20119334

TP. HỒ CHÍ MINH – 6/2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ BỘ NHỚ SRAM 1KB SỬ DỤNG SENSE
AMPLIFIER ĐỂ TĂNG TỐC ĐỘ ĐỌC DỮ LIỆU

Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Máy Tính

Sinh viên:

ĐẶNG NGUYỄN VINH QUANG
MSSV: 20119367
VŨ ĐỨC ĐIỀN
MSSV: 20119334

Hướng dẫn: ThS. LÊ MINH

TP. HỒ CHÍ MINH – 6/2024

TRANG THÔNG TIN LUẬN VĂN

i

BẢN NHẬN XÉT CỦA HƯỚNG DẪN

ii

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến các thầy cô
tại trường Đại học Sư phạm kỹ thuật, đặc biệt là các thầy cô khoa Điện – Điện tử
đã tạo điều kiện, cơ hội để nhóm được học tập, rèn luyện, nắm vững kiến thức về
ngành điện và hơn hết là chuyên ngành Điện tử.
Bên cạnh đó nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến thầy Lê Minh vì đã
luôn đồng hành và giúp đỡ nhóm trong suốt quá trình thực hiện đồ án. Những lời
chia sẻ, những kiến thức bổ ích, hướng dẫn tận tình và đặc biệt là những lời khuyên
quý báu của thầy chính là yếu tố quan trọng đã góp phần khiến cho đồ án của
nhóm thêm phần hoàn thiện.
Dẫu vậy do kiến thức nhóm còn hạn chế, trong quá trình thực hiện đồ án này
sẽ không tránh khỏi những sai sót vậy nên kính mong nhận được những ý kiến
đóng góp từ thầy để bài báo cáo nhóm thêm hoàn thiện. Trân trọng.

iii

TÓM TẮT
SRAM là viết tắt của Static Random Access Memory (Bộ nhớ truy cập ngẫu
nhiên tĩnh hay RAM tĩnh). SRAM thực hiện lưu giữ các bit dữ liệu trong bộ nhớ
khi nguồn điện được cung cấp đầy đủ. Không giống như DRAM, các bit dữ liệu
được lưu trong các pin chứa tụ điện nên cần mạch làm tươi, SRAM không cần
phải làm mới theo định kỳ. Do đó, SRAM thường được sử dụng bên trong CPU
vì tốc độ cao, SRAM cũng được sử dụng như bộ nhớ cache và trong các vi mạch
xử lý tín hiệu số để có hiệu năng tốt nhất.
Trong SRAM bộ Sense Amplifier có vai trò rất quan trọng. Nó được sử dụng
để đọc dữ liệu từ các ô nhớ SRAM, hiệu suất của bộ Sense Amplifier ảnh hưởng
rất lớn đến thời gian truy cập bộ nhớ và sự tiêu thụ năng lượng của tổng thể bộ
nhớ.
Luận văn này sẽ tập t
...

...
nhằm giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và nâng cao hiệu quả sử dụng năng
lượng. Các phương pháp cải tiến sẽ bao gồm áp dụng các kỹ thuật thiết kế năng
lượng thấp và sử dụng các công nghệ tiên tiến để giảm thiểu công suất tiêu thụ mà
không làm ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của mạch. Bên cạnh đó, nhóm sẽ
nghiên cứu và triển khai các giải pháp mới để nâng cao khả năng ghi và đọc dữ
liệu, đặc biệt là cải thiện khả năng ghi đè dữ liệu hiệu quả trong mọi trạng thái, từ
đó tăng tốc độ đọc và ghi, đảm bảo hoạt động nhanh chóng và hiệu quả hơn.
Ngoài ra, nhóm cũng sẽ tập trung vào việc cải thiện Layout của mạch SRAM,
nhằm tối ưu hóa diện tích sử dụng, đảm bảo rằng mạch có thiết kế gọn nhẹ nhưng
vẫn duy trì hiệu suất cao. Việc cải thiện Layout sẽ bao gồm việc xem xét lại cấu
trúc các thành phần mạch, sử dụng các kỹ thuật thiết kế tiên tiến để giảm diện tích
mà không làm giảm hiệu năng.

122

Tài liệu tham khảo
[1] Mordor Intelligence, (Jun. 2024) Ngành công nghiệp bán dẫn - Tổng quan,
phân tích và báo cáo xu hướng [Online], Available:
https://www.mordorintelligence.com/vi/industry-reports/semiconductor-industrylandscape
[2] Frank Kagan Gürkaynak, “Aries: An LSI Macro-Block for DSP
Applications”, Master of Science Thesis, Electronics and Telecommunications
Engineering Department, Faculty of Electrical and Electronics Engineering,
Istanbul Technical University, Istanbul, Turkey, 1998.
[3] M. Bashir, S. R. Patri and K. S. R. Krishnaprasad, High speed self biased
current sense amplifier for low power CMOS SRAMs, 2015 19th International
Symposium on VLSI Design and Test, Ahmedabad, India, 2015, pp. 1-5
[4] D. Anh-Tuan, K. Zhi-Hui and Y. Kiat-Seng, Hybrid-Mode SRAM Sense
Amplifiers: New Approach on Transistor Sizing, in IEEE Transactions on
Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 55, no. 10, pp. 986-990, Oct. 2008
[5] G. Lakshmi Priya, Puneet Saran, Shikhar Kumar Padhy, Prateek Agarwal, A.
Andrew Roobert, and L. Jerart Julus. Novel Low Power Cross-Coupled FETBased Sense Amplifier Design for High-Speed SRAM Circuits. Micromachines
14, no. 3 (2023): 581
[6] B. Wicht, T. Nirschl and D. Schmitt-Landsiedel, A yield-optimized latchtype SRAM sense amplifier, ESSCIRC 2004 - 29th European Solid-State Circuits
Conference (IEEE Cat. No.03EX705), Estoril, Portugal, 2003, pp. 409-412
[7] Ahmed Youssef, 2024, “CMOS ”, [PowerPoint slides]. Available:
https://fr.slideshare.net/slideshow/4cmospptx/265314366

123