[实用新型]适用于FPGA电路的非对称结构配置SRAM

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于FPGA电路的非对称结构配置SRAM，属于CMOS集成电路设计技术领域。

背景技术

FPGA，Filed Programmable Gate Array，现场可编程逻辑阵列；SRAM，Static Random Access Memory，静态随机存取存储器。

与传统的ASIC电路相比，基于SRAM配置的FPGA电路具有功能强大，开发过程投资小、周期短，可反复编程修改，保密性好，开发工具智能化等特点。随着电子工艺技术的不断进步，低成本的FPGA器件得到了越来越广泛的应用。同时，为了满足越来越复杂的系统功能，FPGA电路不断增大规模、提高集成度，电路密度从数万系统门发展到数千万系统门。基于SRAM配置的FPGA器件，在系统应用中，因为系统的噪声、供电不足等一些不稳定因素：电路会发生上电无法启动、静态功耗高、配置失败、配置功能不正常等故障；当电路处在恶劣的工作环境下，比如高温、低温、振动等，这些故障更容易发生。通过对电路进行详细的测试和充分的验证，这些故障的发生和FPGA电路中配置SRAM 单元有着密切的联系。

在现有的FPGA电路中，配置SRAM单元的六个晶体管都采用相同的尺寸，这种SRAM单元满足了FPGA电路配置数据的要求，但存在两个明显的不足：第一，FPGA电路上电启动时，SRAM单元存储数据不确定，容易导致FPGA电路内部出现逻辑冲突，出现大电流，导致电路启动失败；第二，FPGA电路进行配置时，对大量的SRAM单元进行写数据，电路动态电流大，容易导致配置失败。

发明内容

本实用新型针对现有的FPGA电路因SRAM单元上电状态不确定和配置电流大而无法正常工作，设计了一种非对称结构的SRAM，应用在FPGA电路中，完成了FPGA电路配置功能，同时有效的改善了FPGA电路上电启动和配置性能。

按照本实用新型提供的技术方案，所述适用于FPGA电路的非对称结构配置SRAM，包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管；第一NMOS管源端、第三NMOS管漏端、第四NMOS管栅端、第五PMOS管漏端和第六PMOS管栅端相连并连接第一数据输出端口，第二NMOS管漏端、第三NMOS管栅端、第四NMOS管漏端、第五PMOS管栅端和第六PMOS管漏端相连并连接第二数据输出端口，第一NMOS管栅端和第二NMOS管栅端相连并连接数据存储控制端口，第一NMOS管漏端连接第一配置数据输入端口，第二NMOS管源端连接第二配置数据输入端口，第五PMOS管源端、第六PMOS管源端接电源，第三NMOS管源端、第四NMOS管源端接地；所述第三NMOS管与第四NMOS管采用不同的宽长比，第五PMOS管与第六PMOS管采用不同的宽长比。

所述适用于FPGA电路的非对称结构配置SRAM采用0.25μm CMOS工艺制造时，各晶体管长宽比为：第一NMOS管（M1），0.6 μm /0.24 μm；第二NMOS管（M2），0.6 μm /0.24 μm；第三NMOS管（M3），0.8 μm /0.24 μm；第四NMOS管（M4），0.6 μm /0.24 μm，第五PMOS管（M5），0.6 μm /0.24 μm；第六PMOS管（M6），0.8 μm /0.24 μm。

本实用新型的优点是：本实用新型为非对称结构的六晶体管SRAM，实现锁存器功能两个反相器采用不同的尺寸，即采用不同的宽长比。该非对称结构SRAM有效的弥补了上述现有SRAM的不足，改善了FPGA电路上电启动和配置的性能。本实用新型结构简单，占用版图面积小，上电预置状态稳定，数据读写可靠，在基于SRAM配置的FPGA电路中具有很强的实用性。

附图说明

图1为实用新型非对称结构SRAM单元原理图。

图2-1、图2-2为实用新型非对称结构SRAM单元版图。

图3为FPGA电路中n×m SRAM阵列示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。