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基于双口RAM的大容量FIFO设计

李政  
【摘要】: FIFO先进先出电路是实现数据先进先出的存储器件,被写的第一数据总是被读的第一数据。FIFO普遍用作数据缓冲器,可以用在电话通讯网络的前端来同步输入的网络数据包;也可以用于顺序数据的缓冲,比如音频信号或视频信号;另一个广泛的应用是在处理器之间的通讯中。现在的FIFO存储器采用SRAM单元来实现,存储器阵列由双端口存储单元构成,有两套译码地址,允许同时对存储单元的两个端口(读端口和写端口)进行存取。 本设计的主要内容是完成一种用于FIFO的静态双口RAM的设计,要求工作电压为4.5V至5.5V,满足-45℃至85℃之间的任何温度,最高工作频率为66MHZ。采用AMI06工艺,通过全定制方法,实现1K×8位的静态双口RAM的存储矩阵、读灵敏放大器电路、写驱动电路、预充电路、时序控制电路的设计。主要采用分块设计的思想,将1K×8位的存储器分割成四块64×32位的模块,再将该模块分割成不同功能的小电路,包括存储单元、读灵敏放大器、写驱动、预充、时序控制及译码电路。从小电路入手,分别完成各个小电路的功能设计,再组装成64×32位的模块,最后由四个模块拼凑成完整的1K×8位的静态双口RAM。 本设计采用Cadence IC50工具包进行电路图的输入、仿真和版图设计。设计时重点考虑时序控制电路的设计以及版图的合理布局。在Cadence IC50的软件环境下设计流程为画电路图,生成符号,仿真验证功能,画版图,DRC验证与原理图LVS比对,布线后仿真。本论文将详细论述RAM的工作原理,各个功能模块的具体设计,版图的布局及电路的功能验证及性能指标测试。


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