پیشینه تحقیق معرفی گیت قابل برنامه ریزی میدانی FPGA و حافظه ها شامل SRAM  و DRAM و ساختار داخلی سلول حافظه دارای ۶۳  صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۲-۱- معرفی گیت قابل برنامهریزی میدانی FPGA    ۴
۲-۲- معرفی حافظه ها شامل SRAM  و DRAM    ۵
۲-۳- ساختار داخلی سلول حافظه    ۷
۲-۳-۱ سلول حافظه ۶ ترانزیستوری پایه    ۷
۲-۳-۲ نوشتن داده در سلول    ۸
۲-۳-۳ نگهداری داده در سلول    ۱۰
۲-۳-۴ خواندن داده از سلول    ۱۱
۲-۴- معرفی حاشیه نویز ایستای خواندن و جریان سلول    ۱۲
۲-۵- سلول بهبود یافته    ۱۵
۲-۵-۱ نوشتن در سلول جدید    ۱۶
۲-۵-۲ نگهداری داده در سلول جدید    ۱۹
۲-۵-۳ خواندن داده از سلول جدید    ۲۱
۲-۶- بررسی سلول جدید ارائه شده از دیدگاه تاخیر در خواندن و نوشتن    ۲۲
۲-۶-۱ تأخیر نوشتن در سلول    ۲۲
۲-۶-۲ تاخیر خواندن داده از سلول    ۲۶
۲-۷- بررسی جریان نشتی در سلول حافظه    ۳۰
۲-۸- بررسی برخی سلول های ارائه شده    ۳۳
۲-۸-۱ سلول با نشتی پایین و آگاه به صفر    ۳۷
۲-۸-۲ سلول SRAM سخت شده نسبت به صفر    ۳۸
۲-۹- بررسی سلول بهبودیافته    ۴۲
۲-۱۰- بررسی چالش جریان نشتی    ۵۵
منابع و ماخذ    ۶۳
فهرست منابع فارسی    ۶۳
فهرست منابع انگلیسی    ۶۳

منابع

عزیزی مزرعه، آرش. ۱۳۹۰٫ پیاده سازی سیستم های چندعامله تحمل پذیر خطا بر روی سخت افزارهای قابل پیکربندی. طرح دانشگاه آزاد اسلامی واحد سیرجان.

عزیزی مزرعه، آرش.، محمدتقی منظوری. و محمد نوراللهی رومنی. ۱۳۸۷٫ یک سلول پنج ترانزیستوری جدید SRAM برای کاربرد با سرعت زیاد و تراکم بالا. نشریه علمی پژوهشی انجمن کامپیوتر ایران. شماره ۱٫

دکتر آسمانی. جزوه خودآموز نرم افزار HSPICE.

Takeda, K., Y. Hagihara, Y. Aimoto, M. Nomura, Y. Nakazawa, T. Ishii, and H. Kobatake, “A read-static-noise-margin-free SRAM cell for low-VDD and high-speed applications,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 41, No. 1, 2006.

Zhang, K., U. Bhattacharya, Z. Chen, F. Hamzaoglu, D. Murray, N. Vallepalli, Y. Wang, B. Zheng, and M. Bohr, “SRAM Design on 65-nm CMOS Technology With Dynamic Sleep Transistor for Leakage Reduction,” IEEE J. Solid-State Circuits, Vol. 40, No. 4, 2005.

Osada, K., Y. Saitoh, E. Ibe, and K. Ishibashi, “7-fA/cell tunnel-leakage-suppressed 16-Mb SRAM for handling cosmic-ray-induced multierrors,” IEEE J. Solid-State Circuits, Vol. 38, No. 11, 2003.

Rabaey, J. M., A. Chandrakasan, and B. Nikolic, Digital Integrated Circuits: A Design Perspective, 2nd ed., Prentice Hall, 2002.

Seevinck, E., F.J List, and J. Lohstroh, “Static-noise margin analysis of MOS SRAM cells,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 22, No. 2, 1987.

Azizi Mazreah, A., M.T. Manzuri Shalmani, Low-leakage soft error tolerant dual-port SRAM cells for cache memory applications, Elsevier Microelectronics Journal 10 (2012) 1016 /j.mejo.2012.07.005.

Azizi, N., F.N. Najm, A. Moshovos, Low-leakage asymmetric-cell SRAM, IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems 11 (4) (2003).

Ebrahimi, H., M. Saheb Zamani, H.R. Zarandi, Mitigating soft errors in SRAMbased FPGAs by decoding configuration bits in switch boxes, Elsevier Microelectronics Journal 42 (2011).

Anderson, J. H., and F. N. Najm, “Active leakage power optimization for FPGAs”, IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems Vol. 25 No. 3, 2006.

Asadi, Gh. and M.B. Tahoori, Soft error rate estimation and mitigation for SRAM based FPGAs, in: Proceeding of the 13th International Symposium on Field-programmable Gate Arrays, 2005.

Gill, B.S., G. Papachristou, and F.G. Wolff, A new asymmetric SRAM cell to reduce soft errors and leakage power in FPGA, in: Design Automation & Test in Europe Conference & Exhibition, 2007.

Kotabe, A., K. Osada, N. Kitai, M. Fujioka, S. Kamohara, M. Moniwa, S. Morita, and Y. Saitoh, “A Low-Power Four-Transistor SRAM Cell With a Stacked Vertical Poly-Silicon PMOS and a Dual-Word-Voltage Scheme,” IEEE J. Solid-State Circuits, Vol. 40, No. 4, 2005.

۲-۱- معرفی گیت قابل برنامه­ریزی میدانی FPGA

فن آوری آرایه سوئیچ فیوزهای قابل برنامه ریزی چند باره، انقلابی نوین را در عرصه طراحی دیجیتال به وجود آورد که مفهوم طراحی دیجیتال را دچار تحولی عظیم در عرصه های دیدگاه معماری، حجم طراحی، سرعت و نوع نگرش به طراحی دیجیتال نموده است. طوری که امروزه FPGAها (آرایه­ های گیتی قابل برنامه­ ریزی میدانی) یک بوم نقاشی سفید را در اختیار طراح قرار می دهند که به او اجازه می دهد تا طراحی دیجیتال خود را آنچنان که می خواهد و با هر حجم و پیچیدگی لازم، طراحی و سپس به جای انتخاب IC های استاندارد و جدا از هم و کنار هم قراردادن آنها در روی یک مدار و وصل کردن آنها از طریق یک بورد مدار چاپی، با استفاده از یکی از زبان های توصیف سخت افزاری نظیر VHDL، هر یک از قطعات دیجیتالی مورد نیاز را نوشته و با وصل کردن نرم افزاری آنها، سرانجام فایل کامپایل شده نهایی را از طریق یک رابط سخت افزاری بر روی یک بسته سخت افزاری خام با تعداد پایه­های مورد نیاز برنامه­ریزی کرده و از این IC جدید “خود ساخته” استفاده کند. FPGA ها نسل جدید مدارهای مجتمع دیجیتال قابل برنامه­ریزی هستند که عبارت FPGA از سر کلمه­های Field Programmable Logic Gate Array گرفته شده است. سرعت اجرای توابع منطقی درFPGA ها بسیار بالا و در حد نانو ثانیه است. اگر بخواهیمFPGA  ها را به طور ساده تشریح کنیم، عبارت است از یک تراشه که از تعداد بالایی بلوک های منطقی، خطوط ارتباطی و پایه های ورودی/ خروجی تشکیل شده است که به صورت آرایه ای در کنار یکدیگر قرار دارند. خطوط ارتباطی که وظیفه آنها ارتباط بین بلوک­های منطقی است از سوئیچ­های قابل برنامه ریزی تشکیل شده­اند. این سوئیچ­ها بسته به نوعی که دارند، برخی تنها یکبار برنامه­ریزی هستند و برخی به تعداد دفعات زیادی برنامه­ریزی   می­شوند.

بلوک­های منطقی نیز دارای انواع مختلفی هستند که عموما توسط آلمانی پایه، تمامی توابع منطقی را ایجاد می­کنند. به عنوان مثال بلوک­های منطقی در خانواده ACT-1 از شرکت Actel، با پایه مالتی پلکسری عمل می­کنند. به این معنا که توسط مالتی پلکسر، توانایی ایجاد توابع منطقی مختلف را دارند.

البته تعداد ورودی­های هر بلوک منطقی متفاوت است و به نوع FPGA مربوط می شود. به عنوان مثال بلوک­های منطقی در خانوادهء ACT-1، از نوع ۸ ورودی است. البته در برخی موارد به بلوک­های منطقی  سلول­های منطقی نیز گفته می شود. بلوک دیاگرام یک FPGA به طور ساده در شکل ۲-۱ نشان داده شده است.

البته بسیاری از سلول­های منطقی بر اساس جداول LUT ساخته می شوند. LUT از تعدادی سلول­های حافظه SRAM  تشکیل می­شود که در هنگام برنامه­ریزی FPGA، مقداردهی می­شوند. به طور خلاصه LUT عبارت است از تولید توابع آماده برای استفاده در سلول­های منطقی.

پیاده­سازی توابع مختلف نیز به وسیله در کنار هم قرار گرفتن بلوک­های منطقی و همچنین تنظیم ارتباط بین هر بلوک و به عهده گرفتن پردازش اطلاعات توسط هر بخش انجام می­شود.

۲-۲- معرفی حافظه ها شامل SRAM  و DRAM

در یک دسته بندی کلی حافظه ­هایی که در سیستم­های الکترونیکی استفاده می شوند به دو نوع حافظه­های مغناطیسی (مثل فلاپی دیسک ها و دیسک های سخت) و نیمه هادی تقسیم می شوند. در اینجا هدف ما بررسی حافظه­های نیمه هادی است. حافظه­های نیمه هادی که بر خلاف حافظه­های مغناطیسی فاقد اجزای متحرک و مکانیکی هستند از آرایه­هایی از سلول­های حافظه تشکیل شده­اند که این آرایه­ها بسته به نوع حافظه از تعدادی عنصر الکترونیکی مثل ترانزیستور و خازن تشکیل شده­اند.

RAM  سرنام Random Access Memory یا حافظه­ ی با دستیابی تصادفی است که البته این نام­گذاری حافظه­ها تا حدودی جنبه ی تاریخی دارند و با توجه به اینکه دو نوع حافظه ی دیگر هم دارای این ویژگی هستند این نام ها تا حدودی مخدوش شده اند ولی همچنان از این اسامی استفاده می شود. مهم­ترین ویژگی RAM ها ناپایدار بودن اطلاعات موجود در آن­هاست یعنی تا زمانی که تغذیه به آن ها وصل باشد اطلاعات نگهداری می شوند RAM ها به دو نوع DRAM  و SRAM تقسیم می­شوند که از لحاظ الکترونیکی تفاوت آن­ها در اجزای سازند آنهاست DRAM مخفف Dynamic RAM  یا RAM  پویا    می­باشد که دلیل آن استفاده از خازن در ساختمان این نوع حافظه می­باشد بنابراین برای حفظ اطلاعات در آن باید اطلاعات موجود در سلول­های حافظه نوسازی شوند تا خازن­ها شارژ شوند. اما   حافظه­ هایSRAM یا Static RAM از اجزایی به نام فلیپ فلاپ ها تشکیل شده­اند و برای حفظ اطلاعات فقط نیاز به تغذیه دارند. واضح است که از لحاظ مداری حافظه­ها DRAM از پیچیدگی کمتری در مقایسه با SRAM ها برخوردارند زیرا هر فلیپ فلاپ خود از چندین ترانزیستور تشکیل شده است. از طرف دیگر حافظه­ی DRAM به دلیل وجود خازن، بر خلاف نوع دیگر توانایی نگهداری اطلاعات را در غیاب تغذیه در حدود چند میلی ثانیه دارا می باشد. اما مهترین ویژگی SRAM در مقایسه باDRAM  سرعت بالاتر (حدود ۴ برابر) آن است زیرا DRAM در مدت نوسازی قادر به نوشتن یا خواندن اطلاعات نیست. بنابراین از SRAM ها معمولاً در Cache پردازنده­ها استفاده می شود در این تحقیق ما به بررسی و کار بر روی حافظه های SRAM می­پردازیم.

IOB  نشان دهنده بلوک­های ورودی و خروجی می­باشد.

LB  نشان دهنده بلوک­های منطقی قابل برنامه ریزی می­باشند.

همانطور که ذکر شد حافظه­های SRAM  خود از مجموعه­ای از ترانزیستورها ساخته شده­اند که این ساختار با توجه به موارد ذکر شده دارای سه حالت عملکرد شامل عملیات خواندن نگه داری داده و نوشتن می باشد. در ادامه به بررسی ساختار داخلی سلول های حافظه SRAM، بررسی جریان نشتی در این سلول، سلول­های بهبود یافته ارائه شده و در نهایت بررسی ساختار سلول­های بهبود یافته می­پردازیم.

۲-۳- ساختار داخلی سلول حافظه

۲-۳-۱ سلول حافظه ۶ ترانزیستوری پایه

هسته اصلی حافظهSRAM  را آرایه­ای از سلول­ها تشکیل می­دهد که این سلول در حالت پایه از ۶ ترانزیستور ساخته شده است و قسمت زیادی از مساحت سلول را اشغال می­کند به همین دلیل مساحت اشغال شده توسط یک سلول عامل تعیین کننده­ای در طراحی یک SRAM  با تراکم بالا می­باشد.

این سلول پایه ۶ ترانزیستوری دارای مشکلات و معایبی ازجمله سرعت، حاشیه نویز ایستا و جریان نشتی می­باشد که در این عوامل نیز در ارتباط با یکدیگر می­باشند. در ادامه به بررسی عوامل موثر در عملکرد این سلول و بررسی سلول­های ارائه شده ای که هر یک با هدف بهبود یکی از عوامل ذکر شده طراحی و ارایه شده­اند می­پردازیم. درسلول پایه که ساختار شماتیک مداری آن در شکل ۲-۳ آمده است مشاهده می­کنیم که این سلول دارای ساختار کلی که شامل دو بخش معکوس کننده که هر بخش از دو ترانزیستور ماسفت یکی از نوع NMOS  و دیگری از نوع PMOS  می­باشد که در شکل ۴-۲ ساختار این معکوس کننده آورده شده است.

وظیفه بخش معکوس کننده در سلول ۶ ترانزیستوری پایه نگهداری داده ورودی و خوانده شده و ارائه آن به رشته بیتی که برای آدرس دهی و مشخص کردن ورودی جدول جستجو است، می باشد.

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.