Das eBook Angewandte Mikroelektronik wurde von Hans Lohninger zur Unterstützung verschiedener Lehrveranstaltungen geschrieben. Weitere Informationen finden sie hier.


Statische RAMs

Statische RAMs werden auch als 'SRAM' abgekürzt. Sie sind aus Flip-Flops aufgebaut und behalten dadurch ihre Information ohne weitere Vorkehrungen bis zum Ausschalten der Versorgungsspannung. Eine Speicherzelle eines statischen RAMs benötigt vier bis sechs Transistoren und ist daher etwa viermal so groß, wie eine dynamische Speicherzelle (siehe dynamische RAMs).

Die Ansteuerung eines SRAMs geschieht in folgender Weise:

Beim Schreiben wird zuerst die gewünschte Adresse an die Adressleitungen gelegt und dann der Schreibbefehl ausgeführt. Dies verhindert, dass Daten in die falschen Zellen geschrieben werden. Der Schreibvorgang wird durch Aktivierung des Bauteils mit der Steuerleitung 'Chip-Select' eingeleitet. Dann werden die Daten an die Datenleitungen gelegt und ein Schreibimpuls auf der Read-/Write-Leitung abgegeben. Die Daten werden vom Speicher am Ende des Schreibimpulses übernommen:

Schreibzugriff

Beim Lesen wird die gewünschte Adresse angelegt, der Bauteil aktiviert und nach einer bestimmten Zeit (typ. 10-150 ns) gibt das Bauelement die gespeicherten Daten auf den Datenleitungen aus. Die Zeit von der Aktivierung des Chips bis zur Gültigkeit der Daten nennt man Zugriffszeit (siehe auch untenstehende Tabelle):

Lesezugriff

SRAMs die in CMOS-Technologie hergestellt sind, benötigen nur sehr kleine Ruheströme (typ. 100 µA), so dass sich diese Typen von RAMs besonders zur Absicherung von Daten mit Hilfe eines Akkumulators (NC-Akku mit 3.6 V) eignen. Im Falle eines Ausfalls der Versorgungsspannung übernimmt der Akkumulator die Versorgung des RAMs (Datenerhalt einige Wochen). Nachstehende Abbildung zeigt eine einfache Schaltung zur Datensicherung mittels NC-Akku:

Datenerhalt eines SRAMs mittels NC-Akku

Bei anliegender Versorgungsspannung wird der Akku mit einem kleinen Dauerstrom von 1 mA geladen. Beim Ausfall der Versorgungsspannung wird das RAM durch die Diode von der Versorgungsspannung abgekoppelt und vom Akku versorgt. Wichtig für einen langen Datenerhalt ist, dass das RAM bis zu sehr kleinen Spannungen (ca. 2 V) die Daten nicht verliert. Außerdem muss die Write-Leitung über einen Treiber (z.B. 7400, keine LS-Typen !) angeschlossen werden, dessen Ausgang beim Wegfall der Versorgungsspannung hochohmig wird und dann vom Widerstand R1 auf HIGH gezogen werden kann.

Manche Hersteller bieten so genannte Zero-Power-RAM an, die mit Hilfe einer im Gehäuse des ICs integrierten Lithium-Batterie die Daten für 10 Jahre erhalten können (z.B. MK48Z02)

Die folgende Tabelle listet ein paar statische RAMs mit ihren wichtigsten Parametern auf. Besonders hingewiesen sei auf den Unterschied zwischen Betriebs- und Standby-Leistung bei manchen Typen. Unter Standby-Leistung versteht man die aufgenommene Leistung, wenn der Chip nicht selektiert ist. Bei CMOS-RAMs kann ein Unterschied um den Faktor 100000 bestehen.

Typ

Technologie

Speicher-kapazität
[bit]

Betriebsleistung
[mW]

Standby-Leistung
[mW]

Zugriffszeit
[ns]

74LS218

TTL

32x8

230

230

30

CY7C122-25

CMOS

256x4

330

330

25

MBM10422A-7

ECL

256x4

1040

1040

7

CY2147-35

CMOS

4kx1

690

140

35

i2114AL-1

NMOS

1kx4

200

200

100

i2148H-2

NMOS

1kx4

900

150

45

HM6116LP2

CMOS

2kx8

350

5

120

TMM2016AP10

NMOS

2kx8

325

35

100

TMM2018D-45

NMOS

2kx8

750

100

45

IMS1423

NMOS

16kx1

550

150

35

MBM100480-15

ECL

16kx1

1200

1200

15

CY7C164-35

CMOS

16kx4

550

220

35

TMM5564PL15

CMOS

8kx8

27.5

0.005

150

HM6264LP10

CMOS

8kx8

500

0.005

100

TMM2064P12

NMOS

8kx8

400

50

120

CY7C186-35

CMOS

8kx8

825

220

35

IMS1600-45

CMOS

64kx1

400

45

45

TMM5561P70

CMOS

64kx1

500

0.5

70

TMM55257PL10

CMOS

32kx8

27.5

0.5

100

CXK581000

CMOS

128kx8

35

0.01

100


Last Update: 2011-08-04