Journal of Novel Researches on Smart Power Systems

fa طراحی و تحلیل دو سلول SRAM غیرفرار مبتنی بر ممریستور Design and Analysis of 2 Memristor-Based Nonvolatile SRAM Cells تخصصي Special كاربردي Applicable <div style="text-align: justify;">با پیشرفت و تغییر مقیاس فناوری ساخت به ابعاد نانومتری، حافظههای SRAM بهعنوان یک بخش بااهمیت در طیف وسیعی از برنامههای میکروالکترونیک، از مصرفکنندههای بیسیم تا پردازندههای سطح بالا، کاربردهای چندرسانهای و سامانههای بر تراشه استفاده می شوند. سلول بیتی پایه در طراحی آرایهSRAM ، ساختار شش ترانزیستوری است، اما نوسانات و قطع ولتاژ تغذیه، منجر به حذف اطلاعات ذخیره شده سلول های مبتنی بر آن می شود. اختراع نانوافزاره ممریستور به خاطر سرعت کلیدزنی بالا، پایداری بالا در نگهداری داده، مصرف توان پایین، چگالی مجتمع سازی بالا و سازگاری با فناوریCMOS ، می تواند این مشکل را برطرف سازد. در این مقاله دو سلول SRAM جدید غیرفرار با استفاده از روش COMS مبتنی بر ممریستور پیشنهاد شده است. اولین سلول پیشنهادی دارای هشت ترانزیستور و دو ممریستور 8T2M  و سلول دوم دارای نه ترانزیستور و دو ممریستور 9T2M  است. سلول های پیشنهادی با استفاده از فناوری 180 نانومتر  TSMCو با تغذیه 8/1 ولت طراحی و در نرمافزار HSPICE شبیه سازی شده اند. رویکرد طراحی در این سلولها در جهت کاهش توان مصرفی، حفظ حاشیه نویز استاتیکی SNM و اضافه شدن قابلیت غیرفراربودن حافظه نسبت به ساختارهای پیشین است. شبیه سازی بیانگر آن است که برای سلول 8T2M، توان مصرفی حالتWrite 0  و Write 1 به میزان 11 درصد بهبود نسبت به سلول شش ترانزیستوری متعارف دارد. همچنین، در سلول 9T2M، بهبود برای حالتRead 0  حدود 54 درصد و برای حالت Read 1 حدود 11 درصد است.</div> <div style="text-align: justify;">: In microelectronic applications, the enhancement and scaling to the nanometer technology has caused the SRAM memories to be used as one of the basic and essential components in wireless communications in high performance server processors, multimedia applications and Systems On-Chip (SoC). In the recent years, different SRAM cells have been designed and the 6T-SRAM structure is the most commonly used. However, the supply voltage variations and disconnection may eliminate the stored data. The Memristor is invented as one of the mostly used nano-devices, it can solve the problem due to the fast switching speed, high endurance and data retention, low power consumption, high integration density and CMOS compatibility. In this thesis, two novels high-performance non-volatile SRAM cell using the CMOS-Memristor technique for SRAM memory array are proposed. In the first design, SRAM has eight MOSFETs and two Memristors (8T2M-SRAM) and in the second design, SRAM has nine MOSFETs and two Memristors (9T2M-SRAM). The proposed SRAM cells are designed using 0.18µm CMOS TSMC Technology at 1.8v supply voltage. The design strategy is to reduce the power consumption, improve the Static Noise Margin (SNM) in the design of the non-volatile SRAM cell over the previous cell. The results show, write '0' and write '1' dynamic power consumption the 8T2MSRAM cell has a 10% improvement over the 6T-SRAM. Also, there is a 54% improvement in the dynamic power consumption the 9T2M-SRAM cell in the read '0' mode and a 71% improvement in the read '1' mode. It is worth noting that the simulations are performed in HSPICE.  </div> سلول8T2M SRAM , سلول9T2M SRAM, ممریستور, حافظه غیرفرار. 8T2M-SRAM, 9T2M-SRAM, Memristor, Non-Volatile, Low-Power, Stable, High-Speed 47 56 http://jeps.dezful.iau.ir/browse.php?a_code=A-10-205-2&slc_lang=fa&sid=1 Ali Rezaei علی رضایی 10031947532846001127 10031947532846001127 No Smart Microgrid Research Center, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran, Department of Electrical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran Sayed Mohammad Ali Zanjani سید محمدعلی زنجانی 10031947532846001128 10031947532846001128 Yes Smart Microgrid Research Center, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran, Department of Electrical Engineering, Najafabad Branch, Islamic Azad University, Najafabad, Iran