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SRAM-Speicher: Statischer RAM

SRAM-Speicher: Statischer RAM


SRAM oder Static Random Access Memory ist eine Form des Halbleiterspeichers, die in Elektronik-, Mikroprozessor- und allgemeinen Computeranwendungen weit verbreitet ist. Diese Form des Halbleiterspeichers hat ihren Namen von der Tatsache, dass Daten dort statisch gespeichert werden und nicht wie im Fall des DRAM-Speichers dynamisch aktualisiert werden müssen. Während die Daten im SRAM-Speicher nicht dynamisch aktualisiert werden müssen, sind sie dennoch flüchtig. Wenn die Stromversorgung vom Speichergerät getrennt wird, werden die Daten nicht gespeichert und verschwinden.

SRAM-Grundlagen

SRAM verfügt über zwei Hauptfunktionen: Statischer Direktzugriffsspeicher, die sich von anderen verfügbaren Speichertypen abheben:

  • Die Daten werden statisch gespeichert: Dies bedeutet, dass die Daten im Halbleiterspeicher gespeichert werden, ohne dass sie aktualisiert werden müssen, solange der Speicher mit Strom versorgt wird.
  • Der SRAM-Speicher ist eine Form des Direktzugriffsspeichers: Ein Direktzugriffsspeicher ist einer, in den die Stellen im Halbleiterspeicher in beliebiger Reihenfolge beschrieben oder gelesen werden können, unabhängig von der letzten Speicherstelle, auf die zugegriffen wurde.

Die Schaltung für eine einzelne SRAM-Speicherzelle umfasst typischerweise vier Transistoren, die als zwei kreuzgekoppelte Inverter konfiguriert sind. In diesem Format hat die Schaltung zwei stabile Zustände, und diese entsprechen den logischen Zuständen "0" und "1". Zusätzlich zu den vier Transistoren in der Basisspeicherzelle sind weitere zwei Transistoren erforderlich, um den Zugriff auf die Speicherzelle während der Lese- und Schreibvorgänge zu steuern. Dies ergibt insgesamt sechs Transistoren, was eine sogenannte 6T-Speicherzelle ergibt. Manchmal werden weitere Transistoren verwendet, um entweder 8T- oder 10T-Speicherzellen zu ergeben. Diese zusätzlichen Transistoren werden für Funktionen wie das Implementieren zusätzlicher Ports in einer Registerdatei usw. für den SRAM-Speicher verwendet.

Obwohl in einem SRAM ein beliebiges Schaltgerät mit drei Anschlüssen verwendet werden kann, werden normalerweise MOSFETs und insbesondere die CMOS-Technologie verwendet, um sicherzustellen, dass ein sehr geringer Stromverbrauch erreicht wird. Bei Halbleiterspeichern mit sehr großen Abmessungen muss jede Zelle einen sehr geringen Stromverbrauch erzielen, um sicherzustellen, dass der Gesamtchip nicht zu viel Strom verbraucht.

SRAM-Speicherzellenbetrieb

Die Bedienung der SRAM-Speicherzelle ist relativ einfach. Wenn die Zelle ausgewählt ist, wird der zu schreibende Wert in den kreuzgekoppelten Flip-Flops gespeichert. Die Zellen sind in einer Matrix angeordnet, wobei jede Zelle einzeln adressierbar ist. Die meisten SRAM-Speicher wählen jeweils eine ganze Reihe von Zellen aus und lesen den Inhalt aller Zellen in der Reihe entlang der Spaltenzeilen aus.

Während es nicht notwendig ist, zwei Bitleitungen zu haben, die das Signal und seine Inverse verwenden, ist dies eine normale Praxis, die die Rauschmargen und die Datenintegrität verbessert. Die zwei Bitleitungen werden an zwei Eingangsports eines Komparators weitergeleitet, um auf die Vorteile des Differenzdatenmodus zugreifen zu können, und die vorhandenen kleinen Spannungsschwankungen können genauer erfasst werden.

Der Zugriff auf die SRAM-Speicherzelle wird über die Wortleitung ermöglicht. Dies steuert die zwei Zugriffssteuertransistoren, die steuern, ob die Zelle mit den Bitleitungen verbunden werden soll. Diese beiden Zeilen werden verwendet, um Daten sowohl für Lese- als auch für Schreibvorgänge zu übertragen. SRAM-Speicheranwendungen

Es gibt heutzutage viele verschiedene Arten von Halbleiterspeichern. Es muss eine Auswahl hinsichtlich des richtigen Speichertyps für eine bestimmte Anwendung getroffen werden. Möglicherweise sind zwei der am häufigsten verwendeten Typen DRAM- und SRAM-Speicher, die beide in Prozessor- und Computerszenarien verwendet werden. Von diesen beiden ist SRAM etwas teurer als DRAM. SRAM ist jedoch schneller und verbraucht weniger Strom, insbesondere im Leerlauf. Darüber hinaus ist der SRAM-Speicher einfacher zu steuern als der DRAM, da die Aktualisierungszyklen nicht berücksichtigt werden müssen, und außerdem ist die Art und Weise, wie auf den SRAM zugegriffen werden kann, ein genauerer Direktzugriff. Ein weiterer Vorteil von SRAM ist, dass es dichter als DRAM ist.

Aufgrund dieser Parameter wird der SRAM-Speicher verwendet, wenn Geschwindigkeit oder geringe Leistung berücksichtigt werden. Aufgrund seiner höheren Dichte und seines weniger komplizierten Aufbaus kann es auch in Halbleiterspeicherszenarien verwendet werden, in denen Speicher mit hoher Kapazität verwendet wird, wie im Fall des Arbeitsspeichers in Computern.

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