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