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SRAM MEMORY CELL EVALUATING METHOD AND PROGRAM achieved foreign

Patent code P09A014854
Posted date Nov 20, 2009
Application number P2007-095928
Publication number P2008-257760A
Patent number P4411443
Date of filing Mar 31, 2007
Date of publication of application Oct 23, 2008
Date of registration Nov 27, 2009
Inventor
  • (In Japanese)中村 和之
  • (In Japanese)小池 洋紀
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人九州工業大学
Title SRAM MEMORY CELL EVALUATING METHOD AND PROGRAM achieved foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an SRAM memory cell evaluating method and program which can shorten its design time by evaluating the static noise margin in a shorter time.
SOLUTION: First, coordinate transformation is made by turning the coordinates by 45°for the input output characteristic data of the first inverter of an SRAM memory cell to specify the first approximation curve function by fitting to the approximation curve. Then, coordinate transformation is made by turning the coordinates by 45°for the input output characteristic data of the second inverter of the SRAM memory cell to specify the second approximation curve function by fitting to the approximation curve. The third approximation curve function which is the function obtained by mirror reversing the above second approximation curve function about the Y-axis is specified. The static noise margin is specified from the extremal value of the difference curve function using the difference between the first approximation curve function and the third approximation curve function.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


半導体基板上にトランジスタを形成して構成される半導体装置は、小型化及び高集積化の要求に対応するために開発された様々な微細加工の技術を用いて製造され、止まることなく小型化及び高集積化が進んでいる。



このような微細加工の技術を用いて製造されるトランジスタなどの半導体素子は、小型化にともなってその形状を相似形状のまま単に縮小しただけでは十分ではなく、新たな設計が必要であって、特に、図15に示すように、第1インバータ110と第1インバータ120を備えたフリップフロップ回路で構成されるSRAMメモリセルでは、各トランジスタの設計仕様を調整することにより、SRAMメモリセルが所要の書込特性及び読出特性を有するようにする必要があった。



このSRAMメモリセルの特性評価の方法として、スタティックノイズマージンの評価が用いられている(例えば、特許文献1参照。)。



スタティックノイズマージンとは、以下のようにして評価することと規定した指標である。



図15のSRAMメモリセルにおけるワード線Wとビット線BL,BL_にそれぞれ定格電源電圧VDDを印加して、第1インバータ110および第2インバータ120の入出力特性を求める。このときの第1インバータを図16に抜き出して示す。ここで、ノードVs2に0Vから定格電源電圧VDDまでの入力電圧を印加した際、ノードVs1に出力される出力電圧を求めて第1の入出力特性データとする。図17は、第1の入出力特性データ130の例である。



同様に、図18に示す第2インバータ120におけるノードVs1に0Vから定格電源電圧VDDまでの入力電圧を印加した際、ノードVs2から出力される出力電圧を求めて第2の入出力特性データとする。次いで、その第2の入出力特性データを、第1の入出力特性データ130の縦軸及び横軸に合わせてX-Y軸変換を行い、あらためて第2の入出力特性データとする。図19は、このX-Y軸変換を行った後の第2の入出力特性データ140の例である。



このようにして得られた第1の入出力特性データ130と第2の入出力特性データ140と重ね合わせると、図20に示すように、第1の入出力特性データ130の曲線と、第2の入出力特性データ140の曲線とで囲まれた2つの領域が形成される。これらの領域に内接する最大の正方形をそれぞれ描き、小さい方の正方形の一辺の長さをスタティックノイズマージン(SNM)として規定する。



SRAMメモリセルにおいては、この2つの正方形が存在することが情報保持の必要条件であり、正方形が大きいほど、すなわちスタティックノイズマージンの値が大きいほど、メモリセルは安定に情報保持できる。
【特許文献1】
特開2005-310242号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、SRAMメモリセル(Static Random Access Memory)メモリセルの評価方法及びSRAMメモリセルの評価プログラムに関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
第1のインバータと第2のインバータで構成したフリップフロップ回路でデータを記憶するSRAMメモリセルの評価方法であって、
前記第1のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性である第1の入出力特性データを得る工程と、
前記第2のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性のデータをX-Y軸変換した第2の入出力特性データを得る工程と、
前記第1の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第1の回転変換データを生成する工程と、
前記第2の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第2の回転変換データを生成する工程と、
前記第1の回転変換データを近似曲線でフィッティングして得られる第1の近似曲線関数を特定する工程と、
前記第2の回転変換データを近似曲線でフィッティングして得られる第2の近似曲線関数を特定する工程と、
前記第1の近似曲線関数と前記第2の近似曲線関数の差分とした差分曲線関数を特定する工程と、
前記差分曲線関数の極大値と極小値を特定するとともに、極小値の絶対値と極大値のうち、小さい方の値を平方根2で除してスタティックノイズマージンを算出する工程と
を有するSRAMメモリセルの評価方法。

【請求項2】
 
第1のインバータと第2のインバータで構成したフリップフロップ回路でデータを記憶するSRAMメモリセルの評価方法であって、
前記第1のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性である第1の入出力特性データを得る工程と、
前記第2のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性である第2の入出力特性データを得る工程と、
前記第1の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第1の回転変換データを生成する工程と、
前記第2の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第2の回転変換データを生成する工程と、
前記第2の回転変換データをY軸に対してミラー反転させたY軸反転データを生成する工程と、
前記第1の回転変換データを近似曲線でフィッティングして得られる第1の近似曲線関数を特定する工程と、
前記Y軸反転データを近似曲線でフィッティングして得られる第2の近似曲線関数を特定する工程と、
前記第1の近似曲線関数と前記第2の近似曲線関数の差分とした差分曲線関数を特定する工程と、
前記差分曲線関数の極大値と極小値を特定するとともに、極小値の絶対値と極大値のうち、小さい方の値を平方根2で除してスタティックノイズマージンを算出する工程と
を有するSRAMメモリセルの評価方法。

【請求項3】
 
第1のインバータと第2のインバータで構成したフリップフロップ回路でデータを記憶するSRAMメモリセルの評価方法であって、
前記第1のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性である第1の入出力特性データを得る工程と、
前記第2のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性である第2の入出力特性データを得る工程と、
前記第1の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第1の回転変換データを生成する工程と、
前記第2の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第2の回転変換データを生成する工程と、
前記第1の回転変換データを近似曲線でフィッティングして得られる第1の近似曲線関数を特定する工程と、
前記第2の回転変換データを近似曲線でフィッティングして得られる第2の近似曲線関数を特定する工程と、
前記第2の近似曲線関数をY軸に対してミラー反転させた関数である第3の近似曲線関数を得る工程と、
前記第1の近似曲線関数と前記第3の近似曲線関数の差分とした差分曲線関数を特定する工程と、
前記差分曲線関数の極大値と極小値を特定するとともに、極小値の絶対値と極大値のうち、小さい方の値を平方根2で除してスタティックノイズマージンを算出する工程と
を有するSRAMメモリセルの評価方法。

【請求項4】
 
請求項1から請求項3までに記載された第1の近似曲線関数、第2の近似曲線関数もしくは第3の近似曲線関数を、3次以上の多項式で表される関数としたことを特徴とするSRAMメモリセルの評価方法。

【請求項5】
 
請求項1から請求項3までに記載された第1の近似曲線関数、第2の近似曲線関数もしくは第3の近似曲線関数を、5次多項式で表される関数としたことを特徴とするSRAMメモリセルの評価方法。

【請求項6】
 
第1のインバータと第2のインバータで構成したフリップフロップ回路でデータを記憶するSRAMメモリセルを評価する機能をコンピュータに実現させるSRAMメモリセルの評価プログラムであって、
前記第1のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性である第1の入出力特性データを得るステップと、
前記第2のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性のデータをX-Y軸変換した第2の入出力特性データを得るステップと、
前記第1の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第1の回転変換データを生成するステップと、
前記第2の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第2の回転変換データを生成するステップと、
前記第1の回転変換データを近似曲線でフィッティングして得られる第1の近似曲線関数を特定するステップと、
前記第2の回転変換データを近似曲線でフィッティングして得られる第2の近似曲線関数を特定するステップと、
前記第1の近似曲線関数と前記第2の近似曲線関数の差分とした差分曲線関数を特定するステップと、
前記差分曲線関数の極大値と極小値を特定するとともに、極小値の絶対値と極大値のうち、小さい方の値を平方根2で除してスタティックノイズマージンを算出するステップと
を有するSRAMメモリセルの評価プログラム。

【請求項7】
 
第1のインバータと第2のインバータで構成したフリップフロップ回路でデータを記憶するSRAMメモリセルを評価する機能をコンピュータに実現させるSRAMメモリセルの評価プログラムであって、
前記第1のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性である第1の入出力特性データを得るステップと、
前記第2のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性である第2の入出力特性データを得るステップと、
前記第1の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第1の回転変換データを生成するステップと、
前記第2の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第2の回転変換データを生成するステップと、
前記第2の回転変換データをY軸に対してミラー反転させたY軸反転データを生成するステップと、
前記第1の回転変換データを近似曲線でフィッティングして得られる第1の近似曲線関数を特定するステップと、
前記Y軸反転データを近似曲線でフィッティングして得られる第2の近似曲線関数を特定するステップと、
前記第1の近似曲線関数と前記第2の近似曲線関数の差分とした差分曲線関数を特定するステップと、
前記差分曲線関数の極大値と極小値を特定するとともに、極小値の絶対値と極大値のうち、小さい方の値を平方根2で除してスタティックノイズマージンを算出するステップと
を有するSRAMメモリセルの評価プログラム。

【請求項8】
 
第1のインバータと第2のインバータで構成したフリップフロップ回路でデータを記憶するSRAMメモリセルを評価する機能をコンピュータに実現させるSRAMメモリセルの評価プログラムであって、
前記第1のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性である第1の入出力特性データを得るステップと、
前記第2のインバータにおける入力電圧に対する出力電圧の特性である第2の入出力特性データを得るステップと、
前記第1の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第1の回転変換データを生成するステップと、
前記第2の入出力特性データに対して座標軸を45度回転させる座標変換を行って第2の回転変換データを生成するステップと、
前記第1の回転変換データを近似曲線でフィッティングして得られる第1の近似曲線関数を特定するステップと、
前記第2の回転変換データを近似曲線でフィッティングして得られる第2の近似曲線関数を特定するステップと、
前記第2の近似曲線関数をY軸に対してミラー反転させた関数である第3の近似曲線関数を特定するステップと、
前記第1の近似曲線関数と前記第3の近似曲線関数の差分とした差分曲線関数を特定するステップと、
前記差分曲線関数の極大値と極小値を特定するとともに、極小値の絶対値と極大値のうち、小さい方の値を平方根2で除してスタティックノイズマージンを算出するステップと
を有するSRAMメモリセルの評価プログラム。

【請求項9】
 
請求項6から請求項8までに記載された第1の近似曲線関数、第2の近似曲線関数もしくは第3の近似曲線関数を、3次以上の多項式で表される関数としたことを特徴とするSRAMメモリセルの評価プログラム。

【請求項10】
 
請求項6から請求項8までに記載された第1の近似曲線関数、第2の近似曲線関数もしくは第3の近似曲線関数を、5次多項式で表される関数としたことを特徴とするSRAMメモリセルの評価プログラム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2007095928thum.jpg
State of application right Registered
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