0.18um低功耗串行EEPROM IP设计

论文摘要

本文先简单介绍了一下非挥发性存储器。然后描述了EEPROM存储单元的结构,工作原理及其可靠性。基于HHNEC 0.18um EEPROM工艺设计并实现了一个适用于无源射频电子标签的256字节的超低功耗嵌入式EEPROM IP核。结合这个IP的设计介绍了低功耗领域的串行EEPROM IP的设计与优化。详细分析了各种功耗产生的来源,通过优化内部高压产生电路及合理设计高压嵌位电路,有效的优化了存储器擦写功耗。通过控制读取的时序和合理设计灵敏放大器的结构,实现存储器读取速度与功耗的最优化。最后给出了芯片在擦写、读操作情况下功耗的测试结果以及读取速度的测试结果,在电源电压为1.8V的典型条件下,EEPROM的擦写平均电流约为174uA,在读取速率为5MHz时,EEPROM的读平均电流约为31uA。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第一节 研究背景和意义
• 第二节 本文的内容安排
• 第二章 电可擦除可编程只读存储器存储单元简介
• 第一节 EEPROM存储单元的结构
• 第二节 EEPROM存储单元的工作原理
• 1. Fowler—Nordheim隧穿效应
• 2. EEPROM存储单元的工作原理
• 第三节 EEPROM存储单元的可靠性
• 1. 耐久性
• 2. 数据保持性
• 第四节 小结
• 第三章 嵌入式EEPROM的结构和组成电路
• 第一节 嵌入式 EEPROM的结构设计
• 第二节 嵌入式 EEPROM的各功能模块简介
• 1. 存储阵列电路
• 2. 逻辑控制电路
• 3. 高压产生电路
• 4. 读取控制电路
• 5. 灵敏放大器电路
• 6. 地址解码电路
• 7. 电压转换电路
• 8. 位线控制电路
• 9. 数据输出电路
• 第三节 小结
• 第四章 嵌入式EEPROM电路超低功耗设计
• 第一节 写功耗的优化
• 1. 高压产生电路整体结构设计
• 2. 电荷泵的设计
• 3. 钳位电路的设计
• 4. 钳位电路参考电流源的设计
• 5. 高压产生电路整体仿真
• 第二节 读功耗的优化
• 1. 灵敏放大器的设计
• 2. 读取控制电路的设计
• 3. 读取操作过程及仿真结果
• 第三节 小结
• 第五章 256字节低功耗串行EEPROM IP的测试结果与分析
• 第一节 256字节低功耗串行 EEPROM IP设计指标
• 第二节 测试结果及分析
• 1. 写功耗的测试结果及分析
• 2. 读功耗与速度的测试结果及分析
• 3. 待机功耗的测试结果及分析
• 第三节 小结
• 第六章 设计总结
• 参考文献