●序
前言
第1章 緒論 1
1.1 什麼是嵌入式存儲器 1
1.2 存儲器的組織架構 3
1.3 本書內容的章節安排 4
1.4 小結 5
參考文獻 5
第2章 靜態隨機存儲器 7
2.1 SRAM介紹 7
2.1.1 嵌入式SRAM 7
2.1.2 低電壓SRAM 8
2.2 SRAM組織架構 10
2.3 6T 11
2.3.1 電路結構 11
2.3.2 Thin-cell版圖 12
2.3.3 讀操作 12
2.3.4 寫操作 14
2.4 外圍電路 15
2.4.1 譯碼器 15
2.4.2 靈敏放大器 17
2.5 傳統SRAM遇到的挑戰 21
2.5.1 穩定性挑戰 21
2.5.2 SRAM的最小工作電壓 22
2.5.3 讀破壞 23
2.5.4 半選擇破壞 24
2.5.5 讀電流波動 25
2.5.6 NBTI和PBTI效應 26
2.6 低電壓SRAM遇到的挑戰 26
2.6.1 概述 26
2.6.2 最小功耗和很好能耗操作 27
2.6.3 讀電流衰減 29
2.6.4 開關電流比 30
2.6.5 位線漏電流 31
2.7 新型低電壓 32
2.7.1 5T 33
2.7.2 單端6T 34
2.7.3 單端7T 34
2.7.4 8T 36
2.7.5 9T 40
2.7.6 10T 41
2.7.7 12T 42
2.8 外圍輔助電路技術 43
2.8.1 存儲陣列電源技術 43
2.8.2 地電平抬升技術 44
2.8.3 雙軌電源技術 46
2.8.4 動態字線電壓技術 47
2.8.5 負位線電壓技術 48
2.8.6 腳踏管技術 49
2.8.7 單端靈敏放大電路 51
2.8.8 基準差分靈敏放大器 53
2.9 SRAM技術的其他應用 55
2.9.1 視頻圖像處理SRAM 55
2.9.2 寄存器文件 57
2.9.3 PUF技術 58
2.9.4 抗輻射加固SRAM 59
2.10 小結 61
參考文獻 61
第3章 嵌入式動態隨機存儲器 69
3.1 1T1C eDRAM 69
3.1.結構 69
3.1.2 基本模塊及相應操作 70
3.1.3 1T1C設計中的挑戰 73
3.1.4 IBM在處理器中有關eDRAM的設計 79
3.2 Gain Cell eDRAM 81
3.2.1 2T GC eDRAM 82
3.2.2 3T GC eDRAM 83
3.2.3 4T GC eDRAM 84
3.2.4 基於OSFETs的GC eDRAM 85
3.3 HMC 86
3.4 小結 91
參考文獻 91
第4章 嵌入式閃存 95
4.1 Flash的發展背景 95
4.2 eFlas結構 97
4.2.1 浮柵結構的eFla 97
4.2.2 電荷捕獲型的eFla 103
4.3 嵌入式Flash的電路設計 106
4.3.1 eFla電路設計 107
4.3.2 eFlash外圍電路 109
4.3.3 字線驅動溫度自適應技術 110
4.3.4 靈敏放大電路設計技術 111
4.3.5 階梯脈衝擦除技術 116
4.4 小結 118
參考文獻 118
第5章 新型嵌入式存儲器 121
5.1 新型存儲器原理介紹 121
5.1.1 ReRAM 121
5.1.2 PRAM 123
5.1.3 MRAM 124
5.1.4 FeRAM 126
5.2 選通器件及陣列設計 127
5.2.1 場效應晶體管（NMOS或PMOS）選通器件 127
5.2.2 雙極型晶體管選通器件 129
5.2.3 二極管或非線性選通器件 131
5.3 新型嵌入式存儲器的電路技術 134
5.3.1 提高讀寫速度及帶寬的電路技術 135
5.3.2 提高讀良率的電路技術 143
5.3.3 提高寫良率及可靠性的電路技術 154
5.4 新型存儲器的應用實例 161
5.4.1 ReRAM應用實例 161
5.4.2 PRAM應用實例 162
5.4.3 MRAM應用實例 163
5.4.4 FeRAM應用實例 164
5.5 新型嵌入式存儲器在計算方面的應用 164
5.5.1 存儲計算 164
5.5.2 機器學習加速 167
5.6 小結 169
參考文獻 169

隨著集成電路技術的發展，嵌入式存儲器在片上繫統上所占的比重越來越大，嵌入式存儲器對於繫統性能的提升和功耗的優化作用越來越關鍵。本書繫統介紹當前主流的嵌入式存儲器和近年興起的新型嵌入式存儲器，前者包括SRAM、 eDRAM和 eFlash，後者包括 ReRAM、PRAM、MRAM和FeAM等。在內容安排上，本書側重介紹各類嵌入式存儲結構、陣列、電路技術以及應用。本書可以作為電子信息類專業高年級本科生和研究生的教材，也可以作為電路設計工程師的參考書。