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面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的存算单元SPICE模型与行为级仿真.docx
资料介绍
面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的存算单元SPICE模型与行为级仿真
摘要
精确的存算单元SPICE模型是存算一体芯片设计的基础。RRAM、MRAM和PCM等新型存储器件的行为与标准CMOS器件有本质差异，需要建立专用的器件模型和仿真方法。本文针对存算一体芯片的仿真需求，建立了RRAM存算单元的Verilog-A行为模型，模型精度与实测数据偏差小于5%，仿真速度比纯SPICE模型快100倍。基于该模型，完成了存算阵列的蒙特卡洛仿真和工艺角分析，验证了存算阵列在TT、FF、SS三种工艺角下的性能一致性，为存算一体芯片的可靠设计提供了仿真层面的技术保障。
一、存算单元的建模需求
1.1 器件特性
RRAM存算单元的核心特性包括：Set/Reset过程的电压-电流关系、多值电阻状态的保持特性、温度依赖性和循环耐久性。这些特性需要用行为级模型准确描述。
1.2 模型精度要求
存算单元的模型精度需要满足：直流特性误差<5%、瞬态特性误差<10%、蒙特卡洛分布与实测数据的一致性>90%。
二、Verilog-A行为模型
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