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0.18um低功耗串行EEPROM IP设计

作　者: 陈瑞欣
导　师: 洪志良
学　校: 复旦大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: EEPROM 存储器低功耗电荷泵灵敏放大器
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 199次
引　用: 1次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
第一章引言  6-9
  第一节研究背景和意义  6-8
  第二节本文的内容安排  8-9
第二章电可擦除可编程只读存储器存储单元简介  9-17
  第一节 EEPROM存储单元的结构  9-12
  第二节 EEPROM存储单元的工作原理  12-14
    1. Fowler—Nordheim隧穿效应  12-14
    2. EEPROM存储单元的工作原理  14
  第三节 EEPROM存储单元的可靠性  14-16
    1. 耐久性  15-16
    2. 数据保持性  16
  第四节小结  16-17
第三章嵌入式EEPROM的结构和组成电路  17-23
  第一节嵌入式 EEPROM的结构设计  17-18
  第二节嵌入式 EEPROM的各功能模块简介  18-22
    1. 存储阵列电路  18
    2. 逻辑控制电路  18
    3. 高压产生电路  18
    4. 读取控制电路  18
    5. 灵敏放大器电路  18
    6. 地址解码电路  18-20
    7. 电压转换电路  20-21
    8. 位线控制电路  21
    9. 数据输出电路  21-22
  第三节小结  22-23
第四章嵌入式EEPROM电路超低功耗设计  23-34
  第一节写功耗的优化  23-29
    1. 高压产生电路整体结构设计  23-24
    2. 电荷泵的设计  24-26
    3. 钳位电路的设计  26-27
    4. 钳位电路参考电流源的设计  27-29
    5. 高压产生电路整体仿真  29
  第二节读功耗的优化  29-33
    1. 灵敏放大器的设计  29-31
    2. 读取控制电路的设计  31
    3. 读取操作过程及仿真结果  31-33
  第三节小结  33-34
第五章 256字节低功耗串行EEPROM IP的测试结果与分析  34-38
  第一节 256字节低功耗串行 EEPROM IP设计指标  34-35
  第二节测试结果及分析  35-37
    1. 写功耗的测试结果及分析  35-36
    2. 读功耗与速度的测试结果及分析  36-37
    3. 待机功耗的测试结果及分析  37
  第三节小结  37-38
第六章设计总结  38-39
参考文献  39-40

0.18um低功耗串行EEPROM IP设计

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