SRAM-Speicher: Statischer RAM

Halbleiterspeicher Tutorial Beinhaltet:
Speichertypen &Technologien Speicherspezifikationen & Parameter
Speichertypen: DRAM EEPROM Flash FRAM MRAM Phasenänderungsspeicher SDRAM SRAM

SRAM oder Static Random Access Memory ist eine Form des Halbleiterspeichers, die in der Elektronik, in Mikroprozessoren und allgemeinen Computeranwendungen weit verbreitet ist. Diese Form des Halbleiterspeichers verdankt ihren Namen der Tatsache, dass die Daten dort statisch gespeichert werden und nicht wie bei DRAM-Speicher dynamisch aktualisiert werden müssen. Obwohl die Daten im SRAM-Speicher nicht dynamisch aktualisiert werden müssen, sind sie dennoch flüchtig, d. h., wenn die Stromzufuhr zum Speichergerät unterbrochen wird, werden die Daten nicht gespeichert und verschwinden.

SRAM-Grundlagen

Es gibt zwei Hauptmerkmale von SRAM – Static Random Access Memory -, die es von anderen verfügbaren Speichertypen unterscheiden:

• Die Daten werden statisch gespeichert: Das bedeutet, dass die Daten im Halbleiterspeicher gehalten werden, ohne dass sie aufgefrischt werden müssen, solange der Strom an den Speicher angelegt ist.
• Der SRAM-Speicher ist eine Form des Direktzugriffsspeichers: Ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff ist ein Speicher, bei dem die Speicherplätze im Halbleiterspeicher in beliebiger Reihenfolge beschrieben oder ausgelesen werden können, unabhängig davon, auf welchen Speicherplatz zuletzt zugegriffen wurde.

Die Schaltung für eine einzelne SRAM-Speicherzelle besteht in der Regel aus vier Transistoren, die als zwei kreuzgekoppelte Inverter konfiguriert sind. In diesem Format hat die Schaltung zwei stabile Zustände, die den logischen Zuständen „0“ und „1“ entsprechen. Zusätzlich zu den vier Transistoren in der Basisspeicherzelle werden zwei weitere Transistoren benötigt, um den Zugriff auf die Speicherzelle während der Lese- und Schreibvorgänge zu steuern. Damit sind es insgesamt sechs Transistoren, was eine so genannte 6T-Speicherzelle ergibt. Manchmal werden weitere Transistoren verwendet, um 8T- oder 10T-Speicherzellen zu erhalten. Diese zusätzlichen Transistoren werden für Funktionen wie die Implementierung zusätzlicher Ports in einer Registerdatei usw. für den SRAM-Speicher verwendet.

Obwohl jedes dreipolige Schaltgerät in einem SRAM verwendet werden kann, werden in der Regel MOSFETs und insbesondere die CMOS-Technologie eingesetzt, um sicherzustellen, dass sehr niedrige Stromverbrauchswerte erreicht werden. Da Halbleiterspeicher sehr groß sind, muss jede Zelle einen sehr niedrigen Stromverbrauch haben, damit der gesamte Chip nicht zu viel Strom verbraucht.

SRAM-Speicherzellenbetrieb

Der Betrieb der SRAM-Speicherzelle ist relativ einfach. Wenn die Zelle ausgewählt wird, wird der zu schreibende Wert in den kreuzgekoppelten Flipflops gespeichert. Die Zellen sind in einer Matrix angeordnet, wobei jede Zelle einzeln adressierbar ist. Die meisten SRAM-Speicher wählen jeweils eine ganze Reihe von Zellen aus und lesen den Inhalt aller Zellen in der Reihe entlang der Spaltenleitungen aus.

Es ist zwar nicht notwendig, zwei Bitleitungen zu haben, da das Signal und seine Umkehrung verwendet werden, aber dies ist eine übliche Praxis, die die Rauschspannen und die Datenintegrität verbessert. Die beiden Bitleitungen werden an zwei Eingangsanschlüsse eines Komparators weitergeleitet, damit die Vorteile des differenziellen Datenmodus genutzt werden können und die vorhandenen kleinen Spannungsschwankungen genauer erkannt werden können.

Der Zugriff auf die SRAM-Speicherzelle wird durch die Wortleitung aktiviert. Diese steuert die beiden Zugriffskontrolltransistoren, die kontrollieren, ob die Zelle mit den Bitleitungen verbunden werden soll. Diese beiden Leitungen werden für die Datenübertragung bei Lese- und Schreibvorgängen verwendet.

SRAM-Speicheranwendungen

Es gibt viele verschiedene Arten von Halbleiterspeichern, die heutzutage erhältlich sind. Man muss sich für den richtigen Speichertyp für eine bestimmte Anwendung entscheiden. Die beiden wohl am häufigsten verwendeten Typen sind DRAM- und SRAM-Speicher, die beide in Prozessoren und Computern eingesetzt werden. Von diesen beiden Typen ist SRAM etwas teurer als DRAM. Allerdings ist SRAM schneller und verbraucht weniger Strom, insbesondere im Leerlauf. Außerdem ist SRAM-Speicher leichter zu steuern als DRAM, da die Auffrischungszyklen nicht berücksichtigt werden müssen, und außerdem ist der Zugriff auf SRAM genauer als bei DRAM. Ein weiterer Vorteil von SRAM ist, dass es dichter ist als DRAM.

Auf Grund dieser Parameter wird SRAM-Speicher dort eingesetzt, wo es auf Geschwindigkeit oder geringen Stromverbrauch ankommt. Seine höhere Dichte und weniger komplizierte Struktur eignen sich auch für den Einsatz in Halbleiterspeicherszenarien, in denen eine hohe Speicherkapazität benötigt wird, wie im Fall des Arbeitsspeichers in Computern.

Weitere elektronische Komponenten:
Widerstände Kondensatoren Induktoren Quarzkristalle Dioden Transistoren Fototransistoren FET Speichertypen Thyristoren Steckverbinder HF-Steckverbinder Ventile / Röhren Batterien Schalter Relais
Zurück zum Komponentenmenü . . .