存储芯片分类比较与应用情况介绍
存储器的分类和主要性能指标(微机原理)
第6章 半导体存储器及接口
作用:保存正在执行的程序和数据; 掩膜型ROM 主存储器 可一次编程PROM (内存) ROM 紫外线擦除的 EPROM 电可擦除的EEPROM 微型计算机 元件: 快擦型Flash MEM 的存储器由 静态RAM RAM 动态RAM 作用：保存主存的副本或暂时不执行的 辅助存储器 程序和数据； （外存） 软/硬磁盘 介质： 光盘 磁带等
第6章 半导体存储器及接口
§6.1
存储器的分类和主要性能指标
存储器是计算机系统的记忆设备。它用来存放 计算机的程序指令、要处理的数据、运算结果以 及各种需要计算机保存的信息，是计算机中不可 缺少的一个重要组成部分。 1、存储器的分类 （1）按存储器与中央处理器的关系分 内部存储器大学电子信息工程学院
第6章 半导体存储器及接口
6264芯片在上述系统中的地址范围：
A19A18A17A16A15A14A13A12A11…A0 0 … 0 0 1 1 1 1 1 1 1 …1 0 1 1 1 1 1 0 0 …0
所以该6264芯片的地址范围为3E000H～3FFFFH
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第6章 半导体存储器及接口 §6.2 半导体存储器件 ⒈只读存储器（ROM） ROM具有掉电后信息不会丢失的特点，一般用于存放 固定的程序和数据等。如监控程序、BIOS程序、字库等。
⑴ ROM的结构和特点
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第6章 半导体存储器及接口 ⑵ ROM的分类 按生产工艺和工作特性分为： ①掩膜编程的ROM（Mask Programmed ROM） 例如：采用“并联单元阵列”的掩膜ROM 薄栅氧化层的 管子为正常开启 厚栅氧化层的 管子为高开启
常见存储器辨析
有关各种存储器速度性能的资料大收集，RAM、SRAM、SDRAM、ROM、EPROM、FRAM最后面重点搜集了NOR FLASH 存储器的资料。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝常见存储器概念辨析：RAM、SRAM、SDRAM、ROM、EPROM、常见存储器概念辨析：RAM、SRAM、SDRAM、ROM、EPROM、EEPROM、Flash存储器可以分为很多种类，其中根据掉电数据是否丢失可以分为RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器），其中RAM的访问速度比较快，但掉电后数据会丢失，而ROM掉电后数据不会丢失。
ROM和RAM指的都是半导体存储器，ROM是Read Only Memory的缩写，RAM是Random Access Memory的缩写。
ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。
RAM 又可分为SRAM（Static RAM/静态存储器）和DRAM（Dynamic RAM/动态存储器）。
SRAM 是利用双稳态触发器来保存信息的，只要不掉电，信息是不会丢失的。
DRAM是利用MOS（金属氧化物半导体）电容存储电荷来储存信息，因此必须通过不停的给电容充电来维持信息，所以DRAM 的成本、集成度、功耗等明显优于SRAM。
SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。
DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。
而通常人们所说的SDRAM 是DRAM 的一种，它是同步动态存储器，利用一个单一的系统时钟同步所有的地址数据和控制信号。
使用SDRAM不但能提高系统表现，还能简化设计、提供高速的数据传输。
计算机的存储系统(一)
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用磁性材料构成的存储器称为磁表面存储器，磁表面存储器是在金属或塑料载体上均匀地涂抹 一层磁性材料，利用该磁层存储信息，日常所用的磁盘和磁带等都属于磁表面存储器。磁表面存储 器的容量大、价格低，但访问速度慢，一般用作辅助存储器。 光存储器是一种利用激光技术进行访问的存储器，如今经常用到的 CD-ROM（只 读光盘） 、MO （可读写光盘） 、 WORM （一次写入、多次读出光盘）都属于光存储器。这类存储器的容量很大， 但访问速度也慢，一般也作为辅助存储器使用。 存储器的实际存取速度取决于构成存储器的存储介质物理状态的改变速度。 2. 按存取方式分类 对存储器的存取方式是很多的，如顺序存取、随机存取、直接存取、关联存取等。如果可以随 机地、个别地对存储器中的任何存储单元进行存取，这种存储器称为随机存储器 （ RAM ）。计算机 内存就多指系统的 RAM 。如果在读取存储器的内容时，只能按照一定的顺序存取，即存取时间和 存 储单元的物理位置有关，这种存储器就称为顺序存储器。磁带就是一种典型的顺序存储器。直接存 取则介于随机存取和顺序存取之间，如磁盘就是一种直接存取存储器。在存取信息时，磁盘需要完 成两个逻辑操作，首先直接指向整个存储器的某一区域（磁道或磁头） ，然后对所指向的区域按顺 序 存取。关联存取存储器是一种随机存取存储器，通过在一个字中比较所要的位进行特定地匹配，并 且能同时在所有字中进行。换句话说，关联存取存储器是按内容访问（而不是按地址访问）的存储 器，它将存储单元所存内容的某一部分作为检索项（称为关键字项）对存储器进行检索，然后对存 储器中与检索内容相符的存储单元内容进行读出或写入。 3. 按物理特性分类 不同的存储器的物理特性也不尽相同，有些存储器只能短暂存储信息，时间长了或者掉电就会 丢失信息；有些存储器则可以长久保存信息，即使掉电也不会导致信息丢失。从这种角度分，存储 器可以分为易失性的存储器和非易失性存储器。随机存储器（ RAM ）属于易失性的存储器，只有加 电信息才能保存，掉电则会使信息丢失；只读存储器（ ROM ）则属于一种非易失性的存储器，即使 掉电也不会丢失，因此，计算机主板上用于保存系统信息的 BIOS 就是采用非易失性存储器。 另外，随着存储器技术的不断发展，只读存储器也出现了不同的种类。根据存储内容能否擦除 ， 存储器又分为可擦存储器和不可擦存储器。如掩模式只读存储器和一次编程只读存储器 （ PROM ） 就是不可擦存储器，其中的数据只能读出，不能改变；而 EPROM 和 EEPROM 则是可擦存储器，可 以反复擦除和向其中写入信息。 4. 按存储位置分类 现代计算机系统中的存储器是一个多层次的存储器系统。不同的存储器分布在计算机系统中不 同的地方，起着不同的作用。可以据此将存储器分为高速缓存、主存（内存）和辅存（外存） 。现今 的高速缓存已经集成到 CPU 内部，其容量最小，每位价格高，但速度很高，接近于 CPU 的处理速 度；主存的存取速度仅次于高速缓存，容量较大，每位价格也比较高；辅存的速度最慢，但容量最 大，单位存储容量价格最低。这几种存储器在计算机中各自担负不同的职责，都发挥着非常重要的 作用。
芯片 分类
芯片分类芯片是一种关键的电子器件，广泛应用于计算机、通讯设备、消费电子产品等各个领域。
根据其用途和功能的不同，芯片可以分为多个分类。
下面将介绍几种常见的芯片分类。
1. 处理器芯片：处理器芯片是电子计算机中最重要的组成部分之一，也是最具代表性的芯片。
它被用于执行计算机程序中的指令，控制计算机的运算和逻辑操作。
根据细分市场的需求，处理器芯片又可分为中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）和网络处理器（NPU）等。
2. 存储芯片：存储芯片用于数据的存储和读取。
根据存储介质的不同，存储芯片可以分为随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM芯片可以快速随机存取数据，一旦电源关闭，其中的数据就会丢失；而ROM芯片则是只读的，其中的数据在通电与断电状态下都能被读取。
3. 显示芯片：显示芯片主要用于图像和视频的处理和显示。
最常见的是显卡芯片，它为计算机提供图形处理和显示功能，能够实现高质量的图像显示和视频加速。
此外，还有用于液晶显示器的驱动芯片和用于手机和平板电脑的触摸芯片等。
4. 通信芯片：通信芯片是用于实现各种通信功能的重要设备，它能将电子设备与其他设备或网络连接起来，通过无线或有线方式进行数据传输。
例如，Wi-Fi 芯片用于无线通信，蓝牙芯片用于蓝牙设备之间的通信，以太网芯片用于有线数据传输等。
5. 传感器芯片：传感器芯片用于检测和测量物理量或环境信息，将其转化为电信号输出。
常见的传感器芯片包括加速度传感器、陀螺仪、光传感器、温度传感器等。
这些芯片广泛应用于智能手机、智能家居、汽车电子等领域。
6. 控制芯片：控制芯片用于电子设备的控制和管理，它包括微控制器（MCU）和逻辑控制器（PLC）等。
微控制器芯片是一种带有处理器、存储器、输入输出接口和时钟电路的单芯片计算机系统，常用于嵌入式系统和消费电子产品中。
逻辑控制器则用于工业自动化和控制领域。
除了以上几类常见的芯片，还有很多其他类型的芯片。
随着科技的不断发展，各种新型芯片也在不断涌现，为人们的生活提供了更多便利和可能性。
存储芯片分类
存储芯片分类存储芯片是计算机系统中常见的一种主要硬件设备，用于存储和读取数据。
根据不同的工作原理和使用场景，存储芯片可以分为多种不同的类型。
下面将介绍几种比较常见的存储芯片分类。
一、随机存取存储器（RAM）随机存取存储器，即RAM（Random Access Memory），是指可以按照任意顺序访问的存储器。
RAM芯片根据存储单元的基本结构和工作方式的不同，可以分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两大类。
1. 静态RAM（SRAM）静态RAM（SRAM）在存储每一位数据时，使用一个触发器来存储，因此读写速度快，且不需要刷新操作。
但是，由于每个触发器需要多个晶体管，所以芯片密度较低，成本也较高。
静态RAM主要用于高速缓存存储器等需要快速读写的应用。
2. 动态RAM（DRAM）动态RAM（DRAM）使用电容来存储每一位数据。
虽然动态RAM的存储单元比静态RAM简单，因此可以实现更高的芯片密度，但是电容容易失去电荷，需要定期进行刷新操作，因此读写速度相对较慢。
动态RAM广泛应用于主存储器等大容量存储需求较高的环境。
二、只读存储器（ROM）只读存储器，即ROM（Read-Only Memory），是指在制造过程中被烧写或者写入之后就无法再次修改的存储器。
根据ROM芯片的工作原理和可修改性，可以将ROM分为多种不同类型。
1. 掩模式只读存储器（Mask ROM）掩模式只读存储器（Mask ROM）在制造过程中被烧写了数据，一旦烧写完成后就无法再次修改。
掩模式只读存储器的成本比较低，但是需要在设计阶段提前确定需要存储的内容。
2. 可编程只读存储器（Programmable ROM）可编程只读存储器（Programmable ROM）可以在生产过程中通过特定的设备进行一次性的编程。
可编程只读存储器的成本比较低，但是编程过程不可逆。
3. 电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable ROM）电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable ROM，EEPROM）可以通过电压调节擦除和编程操作，可以多次擦写和编程。
存储芯片的区别
SRAM、DRAM；SDRAM、DDRSDRAM(DDR)、RDRAM；SARAM、DARAM的区别一、SRAM(Static Random Access Memory)与DRAM(Dynamic Random Access Mem ory)这是根据内存的工作原理划分出的两种内存。
DRAM表示动态随机存取存储器。
这是一种以电荷形式进行存储的半导体存储器。
DRAM中的每个存储单元由一个晶体管和一个电容器组成。
数据存储在电容器中。
电容器会由于漏电而导致电荷丢失，因而DRAM器件是不稳定的。
为了将数据保存在存储器中，DRAM器件必须有规律地进行刷新。
而SRAM是静态的，因此只要供电它就会保持一个值。
一般而言，SRAM 比DRAM 要快，这是因为SRAM没有刷新周期。
每个SRAM存储单元由6个晶体管组成，而DRAM存储单元由一个晶体管和一个电容器组成。
相比而言，DRAM比SRAM每个存储单元的成本要高。
照此推理，可以断定在给定的固定区域内DRAM的密度比SR AM 的密度要大。
SRAM常常用于高速缓冲存储器，因为它有更高的速率；而DRAM常常用于PC中的主存储器，因为其拥有更高的密度。
二、SDRAM(Synchronous DRAM)、DDRSDRAM(Dual Data Rate SDRAM)和RDRAM(Ra mbus DRAM)这是计算机内存市场上对内存的分类方式，这些内存都属于上面提到的DRAM。
SDRAMSDRAM中文名字是“同步动态随机存储器”，意思是指理论上其速度可达到与C PU同步。
自从Pentium时代以来，SDRAM就开始了其不可动摇的霸主地位。
这种主体结构一直延续至今。
成为市场上无可争议的内存名称的代名词。
台式机使用的SDRAM一般为168线的管脚接口，具有64bit的带宽，工作电压为3.3伏，目前最快的内存模块为5.5纳秒。
由于其最初的标准是采用将内存与C PU进行同步频率刷新的工作方式，因此，基本上消除了等待时间，提高了系统整体性能。
ic卡的分类及应用 -回复
ic卡的分类及应用-回复IC卡，即集成电路卡（Integrated Circuit Card）是一种内嵌有集成电路芯片的智能卡，也常被称为芯片卡或智能卡。
它通过内嵌的芯片实现存储、处理和通信等功能，具备高度加密和安全性能，被广泛应用于各个领域。
本文将对IC卡的分类和应用进行详细介绍。
I. IC卡的分类IC卡可以按照多个维度进行分类，包括芯片类型、逻辑类型、应用领域等。
下面将分别进行介绍。
1. 芯片类型IC卡的芯片类型主要根据内嵌的集成电路芯片的处理能力、存储容量和通信接口等不同来进行分类。
（1）存储型IC卡：存储型IC卡的芯片主要用于存储和管理数据。
它通常采用EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）芯片作为存储介质，可以存储各类数据，如个人信息、交易记录等。
存储型IC卡的存储容量相对较小，适用于简单的数据存储和传输应用。
（2）处理型IC卡：处理型IC卡的芯片具备更强的处理能力，可以进行复杂的数据处理和运算。
处理型IC卡通常采用FLASH（Floating Gate Avalanche-Injection MOS）作为存储介质，存储容量较大，适用于需要复杂算法和逻辑应用的场景。
（3）通信型IC卡：通信型IC卡是一种集成了通信模块的芯片卡，可以与网络进行通信，实现各种远程服务。
通信型IC卡通常包括GSM（Global System for Mobile Communications）卡、CDMA（Code Division Multiple Access）卡等，广泛用于移动通信和物联网等领域。
2. 逻辑类型IC卡的逻辑类型主要根据芯片内部的逻辑结构和支持的应用协议等不同来进行分类。
（1）接触式IC卡：接触式IC卡具有金属接点，需要通过读卡器的金属触点和芯片进行接触才能进行数据传输和通信。
这种IC卡的读写方式相对简单，但容易受到物理损坏和污染的影响。
存储器概述
EEPROM芯片2864A
N13根地址线A12～A0 8 根 数 据 线 I/O7 ～
I/O0 片选CE*
读写OE*、WE*
A12 2 A7 3 A6 4 A5 5 A4 6 A3 7 A2 8 A1 9 A0 10 I/O0 11 I/O1 12 I/O2 13 GND 14
动态RAM DRAM 4116 DRAM 2164
1 静态RAM
SRAM的基本存储单元是触发器电路 每个基本存储单元存储二进制数一位 许多个基本存储单元形成行列存储矩阵
SRAM芯片6264 NC 1 A12 2
A7 3
存储容量为8K×8
A6 4 A5 5
28个引脚：
A4 6
13根地址线A12～A0 8根数据线D7～D0
Infineon(英飞菱)的内存条结构剖析
1、PCB板 下图是Infineon原装256MB DDR266，采用单面8颗粒TSOP封装。
2、金手指 这一根根黄色的接触点是内存与主板内存槽接触的部分，数据就是靠它们来传输的，通
常称为金手指。
3、内存芯片（颗粒）内存的芯片就是内存的灵魂所在，内存的性能、速度、容量都是由内 存芯片决定的。
只读存储器ROM
掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改 PROM：允许一次编程，此后不可更改 EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；
并允许用户多次擦除和编程 EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在
线进行擦除和编程，也可多次擦写 Flash Memory（闪存）：能够快速擦写的
EEPROM，但只能按块（Block）擦除
28 Vcc 27 A14 26 A13 25 A8
24 A9 23 A11 22 OE 21 A10 20 CE 19 D7 18 D6 17 D5 16 D4 15 D3
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表 ：主要存储器类型介绍
存储芯片类型
作用
市场领先的参与者 国内主要参与者 市场规模
市场特点
代码型闪存存储器， 华邦、旺宏、兆易
NOF Flash 常
创新、Cypress、美
用于系统启动代码的
光
兆易创新
25亿-30 亿美元
市场规模曾随智能手机消亡而逐渐 萎缩，但目前已随着新兴应用的崛
保存着从主存储器取出 的缓存行
保存着取自本地存储的 缓存行
CPU可直接调取并执行
文件需调取到RAM才可执 行
2.2 EEPROM：低功耗，高擦写次数存储首选方案
➢ EEPROM的全称是“电可擦除可编程只读存储器”，可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编 程，一般用在即插即用。在一些所需存储容量不大，并且需要频繁更新的场合，EEPROM相比较于 Flash，由于其百万次的擦写次数和更快速的写入，成为更佳选择。
➢ 从应用形态上看，NAND Flash的具体产品包括USB（U盘）、闪存卡、SSD（固态硬盘），以及嵌 入式存储（eMMC、eMCP、UFS）等。USB属于常见的移动存储设备，闪存卡则用于常见电子设备 的外设存储，如相机、行车记录仪、玩具等。
图：NAND Flash的结构特点
图：NAND下游应用领域
1
2.1存储器类型众多，应用广泛
➢ 众多半导体存储器中，市场规模最大的是DRAM和NAND Flash，市场规模均在数百亿美元，其中DRAM 2018年的市场规模已达到1000亿美元。除此之外，存储芯片市场空间较大的还有NOF Flash，其市场 规模曾一度随着功能手机的消亡而逐渐降低，但近年来随着新兴市场的崛起，NOF Flash的市场空间
、 英特尔
长江存储
400亿600亿美
元
市场规模仅次于DRAM，市场规模随 价格波动而周期性波动
EEPROM
稳定耐用的数据存储， 意法半导体，微芯
广泛应用于手机摄像 科技、安森美、聚
头 模组、可穿戴设
辰股份
备等
聚辰股份、上海复旦
8亿-9亿 美元
市场规模较小，但随着智能手机摄 像头模组升级和物联网的发展，市
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
USB/闪存卡 手机/平板 SSDs 其他
图：NOF Flash的结构特点
图：美光NOF Flash产品
5
2.4 NAND Flash：大容量存储的最佳选择
➢ NAND Flash的连接方式为串联，若要读取下图黄色Word Line（字线）的数据，需对其他所有Word Line进行增加电压，加压后漏极和源极处于导通状态。因此NAND Flash读取数据的最小单位是页 （即Word Line上的所有数据），无法直接运行程序，所有数据必须先读取到RAM上后才可运行。
Flash，技术在不断的更新、进步。现在RAM领域还出现了铁电存储器（FRAM）、相变存储器 （PRAM）、磁存储器（MRAM）和阻变存储器（RRAM）等非易失静态存储器。
图：存储器的分类
图：2019年全球半导体存储器市场分布
1% 1%
40%
58%
DRAM NAND Flash Nor Flash 其他
起而开始复苏
存储
DRAM
用于和处理器直接通讯 ， 主要应用于手机、个 人 计算机、服务器的内
三星、SK海力士、 美光、南亚、华邦
合肥长鑫、福建晋华、 紫光集团、北京矽成
（仅设计）
600亿1000亿美
元
市场规模最大的半导体存储器，市 场规模随价格波动而周期性波动
存
NAND Flash
主要存储器
三星、铠侠、西数 、 美光、SK海力士
车用电子
工业用电子
通信用电子
手机用电子 消费类电子
物联网
4
2.3 NOF Fl ash：芯片内可执行，新兴领域应用广泛
➢ NOF Flash应用领域极其广泛，几乎所有需要存储系统运行数据的电子设备都需要使用NOF Flash。 NOF Flash的广泛应用，主要得益于其可芯片内执行（XIP）的特点。如下图所示，Flash均使用浮栅 场效应管作为基本单元来存储数据。在控制栅极（Word Line与场效应管连接处）未施加电压时，源 极和漏极之间导通则数据为1，中断则为0。
L0
寄存器
：
（SRAM）
L1
芯片内高速缓存
：
（SRAM）
L2 ：
更大， 更慢， 更便宜的 存储设备
L3 ：
L4：
芯片外高速缓存（SRAM）
主存储器（DRAM）
本地存储（NOF Flash,EEPROM）
L5：
本地二级存储（本地磁盘， NAND Flash）3
保存着从高速缓存器取 出的字
保存着取自芯片外的缓 存行
➢ NOF Flash的连接方式为串联，读取数据不需对Word Line进行加压，直接测量对应的Bit Line和 Source Line之间的通断即可获取该存储单元的数据。不仅实现了位读取，还大大提高了数据读取的 速度。实现位读取，程序便可在NOF Flash上运行，即所谓的芯片内执行（XIP）。
场规模不断增长
SRAM
用于CPU内部的一级缓 赛普拉斯，来扬，
存以及内置的二级缓
瑞萨半导体
2
3亿-5亿 美元
多种原因影响，市场规模不断萎缩
存
2.1存储器类型众多，应用广泛
➢ 不同的存储器在性能、价格、容量等各个方面大有不同，本报告将在后面详细进行介绍与阐述，下表 做个简要梳理。
图：各存储器比较
更小， 更快， 更贵的 存储设备
2.1 存储器类型众多，应用广泛
半导体存储是存储领域的应用领域最广、市场规模最大的存储器件： ➢ 按照停电后数据是否可继续保存在器件内，半导体存储器可分为掉电易失和掉电非易失器件； ➢ 易失存储器在过去的几十年里没有特别大的变化，依然是以静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机
存取存储器（DRAM）为主； ➢ 非易失存储器从早期的不可擦除PROM，到后来的光可擦除EPROM、电可擦除EEPROM，到现在的主流的
➢ 近年来，EEPROM除了越来越多的集成到SOC芯片中，也可搭配AMOLED、指纹、触控、摄像头、蓝牙、 无线等芯片形成模组。EEPROM以其通用性，稳定耐用的数据存储，各种小容量规格，能满足摄像头模 组、可穿戴设备等对参数存储的要求。
图：普冉半导体IIC EEPROM产品
图：EEPROM应用领域