SRAM-geheugen: Static RAM

Semiconductor Memory Tutorial Bevat:
geheugentypes & technologieën Geheugenspecificaties & parameters
geheugentypes: DRAM EEPROM Flash FRAM MRAM Phase change memory SDRAM SRAM

SRAM of Static Random Access Memory is een vorm van halfgeleidergeheugen die op grote schaal wordt gebruikt in elektronica, microprocessor- en algemene computertoepassingen. Deze vorm van halfgeleidergeheugen dankt zijn naam aan het feit dat de gegevens er op statische wijze in worden bewaard, en niet dynamisch hoeven te worden bijgewerkt zoals bij DRAM-geheugen het geval is. Hoewel de gegevens in het SRAM-geheugen niet dynamisch hoeven te worden ververst, zijn ze nog steeds vluchtig, wat betekent dat wanneer de stroom van het geheugenapparaat wordt gehaald, de gegevens niet worden vastgehouden en zullen verdwijnen.

SRAM-basisbegrippen

Er zijn twee belangrijke kenmerken voor SRAM – Static random Access Memory, en deze onderscheiden het van andere soorten geheugen die beschikbaar zijn:

• De gegevens worden statisch vastgehouden: Dit betekent dat de gegevens in het halfgeleidergeheugen worden vastgehouden zonder dat ze ververst hoeven te worden, zolang er stroom op het geheugen staat.
• SRAM-geheugen is een vorm van willekeurig toegankelijk geheugen: Een willekeurig toegankelijk geheugen is een geheugen waarin de locaties in het halfgeleidergeheugen in willekeurige volgorde kunnen worden geschreven of gelezen, ongeacht de laatste geheugenlocatie die werd benaderd.

De schakeling voor een afzonderlijke SRAM-geheugencel bestaat doorgaans uit vier transistors die zijn geconfigureerd als twee kruislings gekoppelde inverters. In dit formaat heeft de schakeling twee stabiele toestanden, en deze komen overeen met de logische “0” en “1” toestanden. Naast de vier transistors in de basisgeheugencel zijn er nog twee transistors nodig om de toegang tot de geheugencel tijdens de lees- en schrijfoperaties te regelen. Dit maakt een totaal van zes transistors, wat een 6T-geheugencel wordt genoemd. Soms worden extra transistors gebruikt om 8T- of 10T-geheugencellen te maken. Deze extra transistors worden gebruikt voor functies zoals het implementeren van extra poorten in een registerbestand, enz. voor het SRAM-geheugen.

Hoewel in een SRAM elk schakelapparaat met drie aansluitingen kan worden gebruikt, wordt gewoonlijk gebruik gemaakt van MOSFET’s en in het bijzonder van CMOS-technologie om ervoor te zorgen dat zeer lage stroomverbruiksniveaus worden bereikt. Nu halfgeleidergeheugens zeer grote afmetingen hebben, moet elke cel een zeer laag stroomverbruik hebben om ervoor te zorgen dat de chip als geheel niet te veel stroom verbruikt.

SRAM-geheugencelwerking

De werking van de SRAM-geheugencel is betrekkelijk ongecompliceerd. Wanneer de cel is geselecteerd, wordt de te schrijven waarde opgeslagen in de kruislings gekoppelde flip-flops. De cellen zijn gerangschikt in een matrix, waarbij elke cel afzonderlijk adresseerbaar is. De meeste SRAM-geheugens selecteren een hele rij cellen tegelijk, en lezen de inhoud van alle cellen in de rij uit langs de kolomlijnen.

Hoewel het niet noodzakelijk is om twee bitlijnen te hebben, met gebruikmaking van het signaal en zijn inverse, is dit een normale praktijk die de ruismarges verbetert en de data-integriteit verbetert. De twee bitlijnen worden doorgegeven aan twee ingangspoorten op een comparator om de voordelen van de differentiële datamodus te kunnen benutten, en de kleine spanningsschommelingen die aanwezig zijn kunnen nauwkeuriger worden gedetecteerd.

De toegang tot de SRAM-geheugencel wordt ingeschakeld door de Word Line. Deze stuurt de twee toegangscontrole-transistoren aan die bepalen of de cel moet worden verbonden met de bitlijnen. Deze twee lijnen worden gebruikt om gegevens over te dragen voor zowel lees- als schrijfbewerkingen.

SRAM-geheugentoepassingen

Er zijn tegenwoordig veel verschillende soorten halfgeleidergeheugens beschikbaar. Er moeten keuzes worden gemaakt wat betreft het juiste geheugentype voor een bepaalde toepassing. Wellicht twee van de meest gebruikte types zijn DRAM en SRAM geheugen, die beide worden gebruikt in processor- en computerscenario’s. Van deze twee is SRAM iets duurder dan DRAM. SRAM is echter sneller en verbruikt minder stroom, vooral in rusttoestand. Bovendien is SRAM-geheugen gemakkelijker te controleren dan DRAM, omdat geen rekening hoeft te worden gehouden met de verversingscycli, en bovendien is de manier waarop SRAM kan worden benaderd, meer precies random access. Een ander voordeel van SRAM is dat het een grotere dichtheid heeft dan DRAM.

Als gevolg van deze parameters wordt SRAM-geheugen gebruikt waar snelheid of een laag stroomverbruik overwegingen zijn. Zijn hogere dichtheid en minder ingewikkelde structuur lenen het ook voor gebruik in halfgeleidergeheugenscenario’s waar geheugen met hoge capaciteit wordt gebruikt, zoals in het geval van het werkgeheugen in computers.

Meer elektronische componenten:
Resistors Condensatoren Inductors Kwarts kristallen Diodes Transistor Fototransistor FET Geheugentypes Thyristor Connectors RF connectoren Kleppen / Buizen Batterijen Schakelaars Relais
Terug naar Componenten menu . . .