应用于航空航天领域的低功耗多节点抗辐射静态随机存取存储器设计

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作者 柏娜 李钢 +1 位作者 许耀华 王翊 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第3期850-858,共9页

随着对太空的探索的深入,人们发现应用于航天领域的静态随机存取存储器(SRAM)易受到高能粒子轰击发生电节点翻转(SEU)和多节点翻转(SEMNU)。该文为解决SRAM的单粒子翻转问题提出一种16TSRAM单元可以用于SRAM的抗翻转应用,该单元包含3个... 随着对太空的探索的深入,人们发现应用于航天领域的静态随机存取存储器(SRAM)易受到高能粒子轰击发生电节点翻转(SEU)和多节点翻转(SEMNU)。该文为解决SRAM的单粒子翻转问题提出一种16TSRAM单元可以用于SRAM的抗翻转应用,该单元包含3个敏感节点,使用金属氧化物半导体(MOS)管堆叠结构,较大提高了单元的稳定性。在65 nm CMOS工艺下仿真证明该单元可以解决SEU和SEMNU问题。相比于SARP12T,LWS14T,SAR14T,RSP14T,EDP12T和SIS10T,MNRS16T的保持静态噪声容限(HSNM)分别提升了1.4%,54.9%,58.9%,0.7%,59.1%和107.4%。相比于SARP12T,RH12T,SAR14T,RSP14T,S8N8P16T,EDP12T和SIS10T,MNRS16T的读取静态噪声容限(RSNM)分别提升了94.3%,31.4%,90.3%,8.9%,71.5%,90.4%和90.3%。相较于SAR14T,RSP14T和EDP12T,MNRS16T的保持功率(Hpwr)降低了24.7%,33.9%和25.7%。 展开更多

关键词 单粒子翻转 抗辐射 静态随机存取存储器

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静态随机存取存储器质子单粒子效应实验研究 被引量：12

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作者 贺朝会 杨海亮 +4 位作者 耿斌 陈晓华 李国政 刘恩科 罗晋生 《核电子学与探测技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期253-257,共5页

描述了测量静态随机存取存储器质子单粒子翻转截面的实验方法。采用金箔散射法可以降低加速器质子束流五六个量级 ,从而满足半导体器件质子单粒子效应的要求。研制的弱流质子束流测量系统和建立的注量均匀性测量方法解决了质子注量的准... 描述了测量静态随机存取存储器质子单粒子翻转截面的实验方法。采用金箔散射法可以降低加速器质子束流五六个量级 ,从而满足半导体器件质子单粒子效应的要求。研制的弱流质子束流测量系统和建立的注量均匀性测量方法解决了质子注量的准确测量问题。提高了存储器单粒子效应长线测量系统的性能 ,保证了翻转数的准确测量。实验测得静态随机存取存储器质子单粒子翻转截面为 1 0 - 1 4 cm2 / bit量级 ,随质子能量的增大略有增大。 展开更多

关键词 静态随机存取存储器 质子 单粒子效应 束流测量

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静态随机存取存储器重离子单粒子翻转效应实验研究 被引量：9

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作者 贺朝会 耿斌 +9 位作者 王燕萍 杨海亮 张正选 陈晓华 李国政 路秀琴 符长波 赵葵 郭继宇 张新 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期155-157,142,共4页

应用重离子加速器和 2 52 Cf源进行单粒子翻转效应实验 ,测量得到 IDT系列和 HM系列静态随机存取存储器的单粒子翻转重离子 L ET阈值为 4～ 8Me V· cm2 /mg,单粒子翻转饱和截面为 10 -7cm2 · bit-1量级 ,位单粒子翻转截面随... 应用重离子加速器和 2 52 Cf源进行单粒子翻转效应实验 ,测量得到 IDT系列和 HM系列静态随机存取存储器的单粒子翻转重离子 L ET阈值为 4～ 8Me V· cm2 /mg,单粒子翻转饱和截面为 10 -7cm2 · bit-1量级 ,位单粒子翻转截面随集成度的提高而减小。实验结果表明 ,可以用 2 52 展开更多

关键词 静态随机存取存储器 重离子加速器 单粒子翻转效应 C5252 锎252 辐射源 实验研究

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磁阻式随机存取存储器研究 被引量：8

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作者 朱思峰 詹承华 蒋泽军 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期25-27,共3页

研究了MRAM存取技术的基本原理,比较分析了1T1MTJ架构和XPC架构下MRAM的存取机制,探讨了MRAM作为下一代新型存储器的应用前景.

关键词 磁阻式随机存取存储器 磁性隧道接 1T1MTJ架构 XPC架构

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基于静态随机存取存储器的存内计算研究进展 被引量：3

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作者 蔺智挺 徐田 +6 位作者 童忠瑱 吴秀龙 汪方铭 彭春雨 卢文娟 赵强 陈军宁 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期4041-4057,共17页

随着“算力时代”到来,大规模数据需要在存储器和处理器之间往返,然而传统冯·诺依曼架构中计算与存储分离,无法满足频繁访问的需求。存内计算(CIM)技术的诞生突破了冯·诺依曼瓶颈,打破了传统计算架构中的“存储墙”,因此对于... 随着“算力时代”到来,大规模数据需要在存储器和处理器之间往返,然而传统冯·诺依曼架构中计算与存储分离,无法满足频繁访问的需求。存内计算(CIM)技术的诞生突破了冯·诺依曼瓶颈,打破了传统计算架构中的“存储墙”,因此对于“算力时代”具有革命性意义。由于静态随机存取存储器(SRAM)读取数据的速度快且与先进逻辑工艺具有较好的兼容性,因此基于SRAM的存内计算技术受到国内外学者的关注。该文主要概述了基于SRAM的存内计算技术在机器学习、编码、加解密算法等方面的应用;回顾了实现运算功能的各种电路结构,比较了各类以模数转换器(ADC)为核心的量化技术;之后分析了现有存内计算架构面临的挑战并且给出了现有的解决策略,最后从不同方面展望存内计算技术。 展开更多

关键词 静态随机存取存储器 存内计算 人工智能 卷积神经网络 模数转换器

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静态随机存取存储器辐射效应测试系统的研制

6

作者 陈瑞 杨忱 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1209-1211,1245,共4页

由于空间辐射效应会导致SRAM器件单粒子翻转、单粒子锁定等现象的产生。文中介绍了SRAM辐射效应测试装置的硬件、软件构成及有关测试技术。通过对SRAM芯片电流的检测、断电保护,解决了在SRAM实验过程中SRAM芯片的损坏问题,利用该装置在... 由于空间辐射效应会导致SRAM器件单粒子翻转、单粒子锁定等现象的产生。文中介绍了SRAM辐射效应测试装置的硬件、软件构成及有关测试技术。通过对SRAM芯片电流的检测、断电保护,解决了在SRAM实验过程中SRAM芯片的损坏问题,利用该装置在不同的辐射实验源上对SRAM进行辐射效应实验研究,获得了预期的实验数据。为星载计算机系统存储器的运行寿命评估及加固设计提供重要参考依据。 展开更多

关键词 静态随机存取存储器 辐射效应 单粒子翻转 单粒子锁定 测试系统

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基于YOLO-RAMS的计算机随机存取存储器插槽旋转检测算法

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作者 陈奥 王琨 贺昊辰 《计算机工程与应用》 2025年第17期147-158,共12页

针对计算机随机存取存储器智能化安装场景中,需要快速精确定位插槽和计算其角度等问题,提出一种改进YOLOv8n-obb的计算机随机存取存储器插槽旋转检测算法YOLO-RAMS。在主干高层设计扩张重参数化残差模块,增强网络捕获稀疏模式的能力,充... 针对计算机随机存取存储器智能化安装场景中,需要快速精确定位插槽和计算其角度等问题,提出一种改进YOLOv8n-obb的计算机随机存取存储器插槽旋转检测算法YOLO-RAMS。在主干高层设计扩张重参数化残差模块,增强网络捕获稀疏模式的能力,充分提取更丰富的语义特征,并构建多速率扩张卷积金字塔模块,提高模型对全局上下文和细节信息的关注度;在颈部设计双重维度感知特征融合扩散网络,专注于对不同维度特征的自适应选择和精细融合,以提升多尺度目标的显著性;在头部设计特征交互动态检测头并添加P2层,增加头部对交互特征的学习以及增强头部的动态特性和小目标的显著性,进一步提高检测精度;引入瓶颈注意力模块,突出关键信息,强化模型表征能力。实验结果表明,YOLO-RAMS的准确率、召回率、mAP@0.5和mAP@0.5:0.95达到89.2%、78.2%、90.1%和57.4%,相比原模型分别提高6.8、4.4、5.7和6.6个百分点,平均角度误差1.7°,参数量为2.69×106,检测帧率达到172.2 FPS,该算法有效减少了误检、漏检及角度误差,具有较优的实际应用性能。 展开更多

关键词 随机存取存储器 旋转检测 YOLOv8n-obb 扩张重参数化残差 多速率扩张 双重维度感知 特征交互

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存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法

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作者 刘必慰 熊琪 +1 位作者 杨茗 宋雨露 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期198-203,共6页

为了提高片上缓存的速度、降低面积和功耗,提出了一种存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法。该方法基于存储体在芯片上的不同空间位置预估该存储体的时序余量,分别采用拆分/合并、尺寸调整、阈值替换和长宽比变形等多种配置参数穷... 为了提高片上缓存的速度、降低面积和功耗,提出了一种存储体编译和布局协同的片上缓存设计方法。该方法基于存储体在芯片上的不同空间位置预估该存储体的时序余量,分别采用拆分/合并、尺寸调整、阈值替换和长宽比变形等多种配置参数穷举组合进行存储体编译,根据时序余量选择最优的静态随机存取存储器存储体编译配置。将该方法与现有的物理设计步骤集成为一个完整的设计流程。实验结果表明,该方法能够降低约9.9%的功耗,同时缩短7.5%的关键路径延时。 展开更多

关键词 片上缓存 静态随机存取存储器 协同设计 低功耗

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基于三态内容寻址存储器的多模式匹配算法 被引量：1

9

作者 陈围 莫尧平 陈庶樵 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第13期52-54,共3页

传统模式匹配算法在高速环境下无法实现数据包的实时处理。为此,提出一种基于三态内容寻址存储器(TCAM)的快速多模式匹配算法,通过模式移位将长模式截取为若干个子串,第1级TCAM存储子串,第2级TCAM存储子串的序列编号。搜索模式时,第1级T... 传统模式匹配算法在高速环境下无法实现数据包的实时处理。为此,提出一种基于三态内容寻址存储器(TCAM)的快速多模式匹配算法,通过模式移位将长模式截取为若干个子串,第1级TCAM存储子串,第2级TCAM存储子串的序列编号。搜索模式时,第1级TCAM向后端输出命中表项的编号,第2级TCAM实现序列编号的匹配,从而获得长模式的匹配信息,并通过编号空间划分方法压缩表项数目以提高资源利用率。实验结果表明,该算法可以实现网络数据的高速匹配处理,与基于hash标识的移位存储算法相比,具有空间消耗少的优势。 展开更多

关键词 多模式匹配 三态内容寻址存储器 空间压缩 静态随机存取存储器

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基于FPGA的优化型复合TCAM设计与应用

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作者 梅进 于哲 +3 位作者 陈方 王彬 周舜民 赵子龙 《现代电子技术》 北大核心 2025年第14期1-6,共6页

三态内容可寻址存储器(TCAM)是网络架构中的重要组件之一,用于高速搜索应用。目前基于FPGA实现的TCAM多基于单一类型存储资源,消耗的存储资源量较大,且在实际应用中TCAM的搜索字多样化,易造成存储资源冗余。针对此问题,提出一种综合利用... 三态内容可寻址存储器(TCAM)是网络架构中的重要组件之一,用于高速搜索应用。目前基于FPGA实现的TCAM多基于单一类型存储资源,消耗的存储资源量较大,且在实际应用中TCAM的搜索字多样化,易造成存储资源冗余。针对此问题,提出一种综合利用FPGA中Block RAM(BRAM)与查找表RAM(LUTRAM)来优化对搜索字划分的方法。通过灵活组合BRAM和LUTRAM,实现更加接近甚至贴合搜索字位数的优化型复合TCAM(OC-TCAM),从而降低存储资源用量,并将该设计应用于网络数据包的过滤与加密系统中。实验结果表明,所提方法相较于目前领先的基于BRAM的TCAM,存储资源用量减少了39.1%,相比于领先的基于FPGA的复合TCAM,单位面积的性能提升了20.28%。 展开更多

关键词 三态内容可寻址存储器 静态随机存取存储器 现场可编程门阵列 资源存储 网络数据包过滤 加密系统

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基于SRAM和NVM的存内计算技术综述 被引量：1

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作者 张章 施刚 +3 位作者 王启帆 马永波 刘钢 钱利波 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期2937-2951,共15页

集存储与计算于一身的快速低功耗存内计算架构,突破了存储与计算分离的传统冯·诺依曼体系,解决了限制处理器算力的“内存墙”问题,成为新型计算架构的研究热点.存内计算的基础器件包括高速且工艺成熟的静态随机存取存储器(static R... 集存储与计算于一身的快速低功耗存内计算架构,突破了存储与计算分离的传统冯·诺依曼体系,解决了限制处理器算力的“内存墙”问题,成为新型计算架构的研究热点.存内计算的基础器件包括高速且工艺成熟的静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)、低功耗高响应且非易失的忆阻器(memristor)、高密度低静态功耗非易失的磁性随机存取存储器(magnetic RAM,MRAM).研究者们基于上述器件完成大量存内计算研究,但是关于这些存内计算架构全面且系统总结的文献综述仍然缺失.首先从SRAM、忆阻器、MRAM方向出发概述了不同器件的存内计算原理、当前存内计算架构发展状况和实际应用场景等.然后针对当前存内计算架构存在的各种问题和挑战给出了现有解决方案和未来解决方向.最后对基于以上器件的存内计算研究重点进行了总结并概述了目前的研究短板、展望未来的发展方向. 展开更多

关键词 非冯·诺依曼 静态随机存取存储器 忆阻器 磁性随机存取存储器 存内计算

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美研制新型非易失性铁电存储设备

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《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1380-1380,共1页

据美国物理学家组织网近日报道,美国科学家们正在研制一种新的计算机存储设备-铁电晶体管随机存取存储器（FeTRAM）,其将比现在的商用存储设备更快捷,且比占主流的闪存能耗更低。研究发表在美国化学学会的《纳米快报》杂志上。 这种最... 据美国物理学家组织网近日报道,美国科学家们正在研制一种新的计算机存储设备-铁电晶体管随机存取存储器（FeTRAM）,其将比现在的商用存储设备更快捷,且比占主流的闪存能耗更低。研究发表在美国化学学会的《纳米快报》杂志上。 这种最新的存储设备将由硅纳米线和铁电聚合物集合而成。铁电材料是指具有铁电效应的一类材料，它是热释电材料的一个分支。铁电材料及其应用研究已成为凝聚态物理、固体电子学领域最热门的研究课题之一。科学家也已了解到铁电材料的原子结构可使其自发产生极化现象。 展开更多

关键词 计算机存储设备 铁电聚合物 非易失性 美国科学家 随机存取存储器 铁电材料 美国化学学会 硅纳米线

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基于原补码实现的位串行SRAM存内计算

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作者 徐伟栋 娄冕 +2 位作者 李立 张凯 龚龙庆 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1095-1104,共10页

针对目前大多数存内计算无法独立处理非卷积计算的问题,提出了一种将转置8T单元与基于向量的位串行存内运算相结合的通用混合型存内计算.采用原码一位乘、补码加法和溢出激活处理,可支持任意位宽的整数/小数及正/负数的乘累加操作,也可... 针对目前大多数存内计算无法独立处理非卷积计算的问题,提出了一种将转置8T单元与基于向量的位串行存内运算相结合的通用混合型存内计算.采用原码一位乘、补码加法和溢出激活处理,可支持任意位宽的整数/小数及正/负数的乘累加操作,也可单独完成池化和激活操作,为从神经网络到信号处理等软件算法的发展提供了必要的灵活性和可编程性,减少了数据在总线上的传输.提出的存内计算在1.2V和500MHz条件下对8位运算的吞吐量为71.3GOPs,能效为20.63TOPS/W,支持灵活位宽的卷积操作,同时减少了数据移动,提高了能效和整体性能. 展开更多

关键词 存内计算 深度神经网络 静态随机存取存储器 能效

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基于RS和BCH码的SRAM-PUF密钥提取方法及性能分析 被引量：1

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作者 周昱 于宗光 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期187-193,共7页

物理不可克隆函数(PUF)是芯片制造过程中随机偏差形成的唯一和不可复制的物理指纹,使用这个特征可以鉴别各个芯片,然而PUF芯片因环境变化会影响输出,导致在认证应用时可能失败。介绍了模糊提取器的密钥提取方法,通过在静态随机存取存储... 物理不可克隆函数(PUF)是芯片制造过程中随机偏差形成的唯一和不可复制的物理指纹,使用这个特征可以鉴别各个芯片,然而PUF芯片因环境变化会影响输出,导致在认证应用时可能失败。介绍了模糊提取器的密钥提取方法,通过在静态随机存取存储器(SRAM)-PUF芯片中加入里德-所罗门(RS)硬解码,在认证系统中加入BCH软解码模块,纠正PUF在一定范围内变化来确保通过认证,并对SRAM-PUF电路在三温下进行实验分析。实验结果表明,SRAM-PUF电路的PUF点分布有较好的均衡性,在常温时可靠性接近100%,在低温条件下可靠性范围为98.84%~100%,在高温条件下,可靠性范围为97.77%~99%,当RS码和BCH码设计的纠错能力大于PUF可靠性时能够通过认证。 展开更多

关键词 物理不可克隆函数 静态随机存取存储器 模糊提取器 里德-所罗门码 BCH码

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磁电子学的应用进展 被引量：5

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作者 颜冲 于军 +3 位作者 王耘波 周文利 高俊雄 周东祥 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期453-455,458,共4页

把磁性元件和电子学元件结合起来的磁电子学器件 ,已开始出现实验室和商业化产品。本文介绍了磁电子学在计算机读出磁头、随机存取存储器、磁传感器、自旋晶体管和自旋阀晶体管中的应用 ,描述了它们的工作原理。

关键词 巨磁电阻 读出磁头 随机存取存储器 传感器 自旋晶体管 磁电子学

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SRAM型FPGA的静态与动态单粒子效应试验 被引量：6

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作者 王忠明 姚志斌 +1 位作者 郭红霞 吕敏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1506-1510,共5页

静态随机存取存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)在空间电子设备中取得了广泛的应用。但它内部大量的SRAM型存储单元极易发生单粒子软错误,特别是配置存储器中的单粒子翻转,有可能改变整个电路的结构,给其空间应用带来严重的可靠性... 静态随机存取存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)在空间电子设备中取得了广泛的应用。但它内部大量的SRAM型存储单元极易发生单粒子软错误,特别是配置存储器中的单粒子翻转,有可能改变整个电路的结构,给其空间应用带来严重的可靠性问题。因此,有必要开展地面加速器模拟试验以评价该器件对单粒子效应的敏感程度,且对系统在空间中的失效行为进行预估。本工作在重离子加速器上对Xilinx的Virtex系列FPGA进行了单粒子效应试验,取得了典型器件的静态单粒子翻转截面曲线。针对3个测试电路进行的动态测试表明,系统的失效率远低于内部存储器发生翻转的频率,也不能简单地用资源占用率来进行估计。 展开更多

关键词 单粒子效应 单粒子翻转 现场可编程门阵列 静态随机存取存储器

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一种SRAM-FPGA在轨重构的工程实现方案 被引量：12

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作者 庞波 郝维宁 +2 位作者 张文峰 徐勇 朱剑冰 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第5期51-56,共6页

针对航天器电子系统在实际工程中要解决的星载资源受限、长寿命、高可靠等特殊问题,文章提出了一种基于静态随机存取存储器型现场可编程门阵列(SRAM-FPGA)在轨重构的方法及工程实施方案,对如何保证数据可靠传输与可靠存储等关键问题进... 针对航天器电子系统在实际工程中要解决的星载资源受限、长寿命、高可靠等特殊问题,文章提出了一种基于静态随机存取存储器型现场可编程门阵列(SRAM-FPGA)在轨重构的方法及工程实施方案,对如何保证数据可靠传输与可靠存储等关键问题进行了讨论,并且给出了在某卫星工程中的具体设计方案和在轨验证情况。结果表明,采取的重构设计圆满完成了目标FPGA的功能升级以及在轨实时刷新,工作稳定正常,可以为其他航天器电子系统设计提供参考。 展开更多

关键词 基于静态随机存取存储器型现场可编程门阵列 在轨重构 高可靠

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用0.8μm工艺技术设计的65-kb BiCMOS SRAM 被引量：4

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作者 董素玲 成立 +1 位作者 王振宇 高平 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期44-48,共5页

设计了一种65-kb BiCMOS静态随机存取存储器(SRAM)的存储单元及其外围电路,提出了采用先进的0.8mm BiCMOS工艺,制作所设计SRAM的一些技术要点。实验结果表明,所设计的BiCMOSSRAM,其电源电压可低于3V,它既保留了CMOS SRAM低功耗、高集成... 设计了一种65-kb BiCMOS静态随机存取存储器(SRAM)的存储单元及其外围电路,提出了采用先进的0.8mm BiCMOS工艺,制作所设计SRAM的一些技术要点。实验结果表明,所设计的BiCMOSSRAM,其电源电压可低于3V,它既保留了CMOS SRAM低功耗、高集成密度的长处,又获得了双极型(Bipolar)电路快速、大电流驱动能力的优点,因此,特别适用于高速缓冲静态存储系统和便携式数字电子设备中。 展开更多

关键词 0.8μm工艺技术 静态随机存取存储器 BICMOS SRAM 双极互补金属氧化物半导体器件 输入/输出电路 地址译码器

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基于RAM结构的CAM的VerilogHDL设计 被引量：4

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作者 李晨 王自强 张东 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2003年第27期157-159,共3页

该文介绍了以FPGA芯片中RAM结构为核心,使用VerilogHDL设计CAM的方案。该CAM的数据深度和宽度易于扩展,匹配查找速度快。

关键词 对内容寻址的存储器 随机存取存储器 现场可编程门阵列逻辑 VERILOG硬件描述语言 电子设计自动化

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边界扫描SRAM簇板级互连测试研究 被引量：1

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作者 李桂祥 刘明云 +1 位作者 杨江平 项建涛 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期61-66,共6页

由于边界扫描结构的复杂与费用的关系,在现代电子电路中广泛使用的静态随机存取存储器还很少包含边界扫描结构。本文提出了一种能完全实现SRAM簇互连测试的方法,该方法能检测SRAM簇控制线、数据线和地址线的板级互连故障,且测试长度较短。

关键词 边界扫描 SRAM簇 板级互连 静态随机存取存储器 测试

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