AM-OLED顯示驅(qū)動芯片中內(nèi)置SRAM的設(shè)計

摘要：詳細描述了一種內(nèi)置于AM-OLED顯示驅(qū)動芯片中的單端口SRAM電路的設(shè)計方法，提出了一種解決SRAM訪問時序沖突問題的仲裁算法。同時給出了基于0．18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計的一款大小為320x240x18位的SRAM電路。通過Hspice仿真結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)的動態(tài)功耗相對于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)可減小22．8％。
關(guān)鍵詞：低功耗位線結(jié)構(gòu)；單端口；靜態(tài)隨機存取器；仲裁器；顯示驅(qū)動芯片

0 引言
近年來，OLED(有機發(fā)光二極管)的低功耗、主動發(fā)光和超薄等優(yōu)勢已具有逐步取代LCD(發(fā)光二極管)的趨勢，被認為是未來20年成長最快的新型顯示技術(shù)。將SRAM、電源電路、源驅(qū)動電路、時序控制和接口邏輯等功能模塊集成在一塊的AM-OLED (有源驅(qū)動有機發(fā)光二極管)顯示驅(qū)動芯片是手機OLED屏和MCU(微控制器)之間的接口驅(qū)動電路。而其內(nèi)置SRAM是整個芯片中一個非常重要的模塊，可用于存儲一幀圖像的數(shù)據(jù)。但由于它占據(jù)整個芯片大部分的硅面積，因此，它對芯片整個的面積有著決定性的影響。
SRAM功耗在整個芯片中占據(jù)很大比重。近年來，對低功耗SRAM的研究很多，其中降低動態(tài)功耗主要依靠降低寄生電容和限制位線電壓擺幅。事實上，在驅(qū)動芯片對SRAM速度要求不高的情況下，以犧牲讀取速度來換取SRAM的功耗和面積是可行的。而另一方面，SRAM又存在訪問時序沖突問題，其傳統(tǒng)方法是采用雙端口SRAM結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)同時讀寫功能，但這樣會大大增加內(nèi)置SRAM的面積。為此，本文采用時分技術(shù)來使單端口SRAM具有雙端口結(jié)構(gòu)的功能，并采用仲裁電路來劃分兩種請求信號的優(yōu)先權(quán)，以將外部兩個并行操作信號轉(zhuǎn)化為內(nèi)部單端口SRAM的順序執(zhí)行，從而使兩種請求信號完全處于獨立的時間操作域內(nèi)。

1 SRAM電路的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖1所示是傳統(tǒng)六管SRAM的電路結(jié)構(gòu)，它主要包括存儲單元、預(yù)充電路、寫入驅(qū)動和輸出電路。由于是單邊輸出，因而無需靈敏放大器和平衡管。

當(dāng)圖1電路在讀出數(shù)據(jù)時，預(yù)充信號Prech變低，以把兩邊位線電位拉到高電平，字線WL變高，其中一條位線通過存儲單元放電到低電平，使讀出電路導(dǎo)通，將位線信號讀出鎖存。而在寫入數(shù)據(jù)時，預(yù)充電路也會先對兩條位線充電到高電平，以便讀信號Wen開啟兩個NMOS管，寫驅(qū)動電路將其中一條位線電位拉到低電平，然后字線打開，將數(shù)據(jù)寫入存儲單元。由于在讀寫過程中，預(yù)充電路每次都要對兩條位線進行預(yù)充電，故會造成功耗的浪費。經(jīng)過對該電路的具體分析，本文研究并提出了一種低功耗的位線結(jié)構(gòu)。