第四章 半导体存储器
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《半导体存储器》课件
嵌入式系统中的应用
半导体存储器广泛应用于 嵌入式系统，如智能家居、 汽车电子和工业控制。
计算机内存
半导体存储器是计算机主 存储器的重要组成部分， 用于临时存储数据和程序。
智能手机内存
手机内存运行应用程序和 存储数据，半导体存储器 提供了高速和可靠的数据 存取。
未来半导体存储器的发展方向
1 3D垂直存储器
《半导体存储器》PPT课 件
半导体存储器PPT课件大纲
什么是半导体存储器？
半导体存储器定义
半导体存储器是指使用半导体材料制造的存储器，它可以将数据存储在芯片内部的电子元件 中。
存储器的分类
常见的半导体存储器包括静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）和 闪存存储器。
常见的半导体存储器
通过增加垂直堆叠层数来增加存储容量，提高存储密度和性能。
2 非易失性存储器
开发更加稳定和可靠的非易失性存储器，提供更长久的数据存储和保护。
3 全新器件技术
研发新型的器件结构和材料，以满足不断增长的存储需求和更高的速度要求。
总结
半导体存储器的重要性
半导体存储器在现代计算和通信领域发挥着关键作用，对技术和社会的发展产生积极影响。
静态随机存取存储器 （SRAM）
SRAM具有快速读写速度和较 短的访问时间，适用于高性 能的应用。
动态随机存取存储器 （DRAM）
DRAM具有较大的存储容量和 较低的成本，广泛应用于个 人电脑和服务器。
闪存存储器
闪存存储器具有非易失性和 较高的耐用性，适用于便携 设备的存储需求。
半导体存储器的工作原理
1
SRAM的工作原理
SRAM使用触发器实现数据的存储和读取，具有较快的访问速度和数据保持能力。
《计算机组成原理》(周建敏)414-9课件 第四章
辅助存储器（简称辅存或外存） (2)
是主存储器的后援存储器，用于存放当前暂时不用的程序和数据，不能与CPU直接交 换信息。辅助存储器速度慢、容量大、位价格低。
缓冲存储器 (3)
用于两个不同工作速度的部件之间，在交换信息过程中起缓冲作用。
存储器概述
存储器的分类可用图表示。
存储器
主存储器
随机存储器（RAM）
4.6 虚拟存储器
4.3 主存储器与CPU的连接 4.7 常见问题和易混淆知识点
4.4 并行存储器
存储器概述 4.1
存储器概述
4.1.1 存储器的分类
1.按存取方式分类
(1) 随机存储器（Random Access Memory，RAM）
特点是，存储器中任何一个存储单元都能由CPU或I/O 设备随机存取，且存取时间与存取单元的物理位置无 关。这类存储器在一个存或取的周期内只能进行一次 访问，信息读取时间对任何地址都是相同的。且每一 个字（字节）都有唯一、直接和独立的寻址方法。随 机存储器常用作主存或高速缓存。
其中，x方向有A3A4A5A6A7A8，共6根，产生64条行选择线；y方向有A0A1A2A9，共4
根，产生16条列选择线。
② 数据线，本例中有4条，即I/O1～I/O4，它指定了存储器的字长是4位，因此，存储元
的总数是1 024×4=4 096 。
③ 控制线，本例中 CS 为片选线，低电平有效；WE 为读/写控制线，低电平写入，高电平
存取存储器的存取时间长，速度慢。这种存储器的存储容量
可以做得较大，位价格较低。
存储器概述
第8页
(4) 直接存取存储器（Direct Access Memory，DAM）
特点是，存储器的任何部位（一个字或字节、记录块等）没有实际的寻址机构，当要存取 所需要的信息时，必须执行两个逻辑操作。 ➢首先，直接指向整个存储器的一个小区域（如磁盘上的磁道）； ➢然后对这一小区域像磁带那样按顺序检索、记数或等待，直至找到
是主存储器的后援存储器，用于存放当前暂时不用的程序和数据，不能与CPU直接交 换信息。辅助存储器速度慢、容量大、位价格低。
缓冲存储器 (3)
用于两个不同工作速度的部件之间，在交换信息过程中起缓冲作用。
存储器概述
存储器的分类可用图表示。
存储器
主存储器
随机存储器（RAM）
4.6 虚拟存储器
4.3 主存储器与CPU的连接 4.7 常见问题和易混淆知识点
4.4 并行存储器
存储器概述 4.1
存储器概述
4.1.1 存储器的分类
1.按存取方式分类
(1) 随机存储器（Random Access Memory，RAM）
特点是，存储器中任何一个存储单元都能由CPU或I/O 设备随机存取，且存取时间与存取单元的物理位置无 关。这类存储器在一个存或取的周期内只能进行一次 访问，信息读取时间对任何地址都是相同的。且每一 个字（字节）都有唯一、直接和独立的寻址方法。随 机存储器常用作主存或高速缓存。
其中，x方向有A3A4A5A6A7A8，共6根，产生64条行选择线；y方向有A0A1A2A9，共4
根，产生16条列选择线。
② 数据线，本例中有4条，即I/O1～I/O4，它指定了存储器的字长是4位，因此，存储元
的总数是1 024×4=4 096 。
③ 控制线，本例中 CS 为片选线，低电平有效；WE 为读/写控制线，低电平写入，高电平
存取存储器的存取时间长，速度慢。这种存储器的存储容量
可以做得较大，位价格较低。
存储器概述
第8页
(4) 直接存取存储器（Direct Access Memory，DAM）
特点是，存储器的任何部位（一个字或字节、记录块等）没有实际的寻址机构，当要存取 所需要的信息时，必须执行两个逻辑操作。 ➢首先，直接指向整个存储器的一个小区域（如磁盘上的磁道）； ➢然后对这一小区域像磁带那样按顺序检索、记数或等待，直至找到
微型计算机系统原理及应用 第4章 半导体存储器
17
4．3 半导体只读存储器（ROM）
4.3.1 掩膜式只读存储器ROM ROM制造厂家按用户提供的数据，在芯片制造时
写定。用户无法修改。
18
4.3.2 可编程的只读存储器PROM 只能写入一次。
19
4.3.3 可编程、可擦除的只读存储器EPROM
1. 紫外线擦除的EPROM 进行照射10～20min，擦除原存信息，成为全1状态。
8
2．静态RAM的结构 将多个存储单元按一定方式排列起来，就组成了一个静 态RAM存储器。
9
典型的SRAM 6116：2KB，A0~A10，D0~D7形成 128*16*8（每8列组成看作一个整体操作）的阵列
片选CS# 输出允许 OE#
读写控制 WE#
10
典型的SRAM芯片6264 (8KB)
29
存储器芯片的选用
RAM、ROM区别：
–ROM：ROM用来存放程序，为调试方便，多采用EPROM
–RAM：存储器容量不大，功耗较小时，可采用静态RAM；
系统较大，存储器容量很大，功能和价格成为主要矛盾， 要选择动态RAM，这时要考虑刷新问题。
组成存储器模块时，需要考虑的因素主要有：容
量、速度、负载等：
14
2. 双端口RAM举例
CY7C130/131/140/141 1K*8bit高速双端口SRAM A0~A9：地址线 I/O0~I/O7：数据线 CE#：片选 OE#：输出允许线 R/W#：读写控制 BUSY#： INT#：
15
存储器的基本组成 半导体存储器的内部结构为例
译码电路： 重合译码方式 存储体：核心。一个 基本存储电路可存入 一个二进制数码
A12 A7 A6 A5 A4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 Vcc WE CS 2 A8 A9 A 11 OE A 10 CS 1 D7 D6 D5 D4 D3
计算机原理 第四章 存储系统 课堂笔记及练习题
计算机原理第四章存储系统课堂笔记及练习题主题：第四章存储系统学习时间：2016年10月24日--10月30日内容：一、学习要求这周我们将学习第四章存储系统的相关内容。
通过本章的学习要求了解主存储器的主要技术指标、理解存储器的层次结构及分类，加深对半导体随机读写器相关知识的理解。
二、主要内容（一）存储系统概述存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据，是计算机系统的重要组成部分之一。
存储器有主存储器和辅助存储器之分，主存储器（简称主存）处于全机中心地位，直接与CPU交换信息；辅助存储器（简称辅存）或称为外存储器（简称外存）通常用来存放主存的副本和当前不在运行的程序和数据，在程序执行过程中，每条指令所需的数据及取下一条指令的操作都不能直接访问辅助存储器，需要通过主存储器与CPU交换信息。
（二）主存储器的主要技术指标主存储器的主要性能指标为主存容量、存储器存取时间和存储周期时间。
计算机可寻址的最小信息单位是一个存储字，一个存储字所包括的二进制位数称为字长。
主存储器的另一个重要的性能指标是存储器的速度，一般用存储器存取时间和存储周期来表示。
存储器存取时间(memory access time)又称存储器访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。
存储周期(memory cycle time)指连续启动两次独立的存储器操作(例如连续两次读操作)所需间隔的最小时间。
通常，存储周期略大于存取时间。
（三）存储器的层次结构对存储器的要求是“大容量、高速度、低成本”，但是在一个存储器中要求同时兼顾这三方面是困难的。
一般来讲，速度高的存储器，每位价格也高，因此容量不能太大。
主存-辅存层次，满足了存储器的大容量和低成本需求。
cache-主存层次，解决了速度与成本之间的矛盾。
现代大多数计算机同时采用主存-辅存和cache-主存这两种存储层次，构成cache-主存-辅存三级存储层次，如下图所示。
CPU能直接访问的存储器称为内存储器，包括cache和主存储器。
《半导体存储器》课件
04
制造设备
用于将掺杂剂引入硅片。
用于在硅片上生长单晶层 。
掺杂设备 外延生长设备
用于切割硅片。
晶圆切割机
制造设备
光刻机
用于将电路图形转移到硅片上。
刻蚀机
用于刻蚀硅片表面。
镀膜与去胶设备
用于在硅片表面形成金属层或介质层，并去 除光刻胶。
测试与封装设备
用于对芯片进行电气性能测试和封装成最终 产品。
分类
根据存储方式，半导体存储器可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ ROM）。
历史与发展
1 2 3
早期阶段
20世纪50年代，半导体存储器开始出现，以晶 体管为基础。
发展阶段
随着技术的进步，20世纪70年代出现了动态随 机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器 （SRAM）。
当前状况
现代半导体存储器已经广泛应用于计算机、移动 设备、数据中心等领域。
物联网和边缘计算
在物联网和边缘计算领域应用半导体存储器，实现高 效的数据存储和传输。
CHAPTER
05
案例分析：不同类型半导体存 储器的应用场景
DRAM的应用场景
01
DRAM（动态随机存取存储器）是一种常用的半导体存储器，广泛应 用于计算机和服务器等领域。
02
由于其高速读写性能和低成本，DRAM被用作主内存，为CPU提供快 速的数据存取。
外延生长
在硅片上生长一层或多 层所需材料的单晶层。
掺杂
通过扩散或离子注入等 方法，将掺杂剂引入硅 片。
制造流程
01
光刻
利用光刻胶将电路图形转移到硅片 上。
镀膜与去胶
在硅片表面形成金属层或介质层， 并去除光刻胶。
制造设备
用于将掺杂剂引入硅片。
用于在硅片上生长单晶层 。
掺杂设备 外延生长设备
用于切割硅片。
晶圆切割机
制造设备
光刻机
用于将电路图形转移到硅片上。
刻蚀机
用于刻蚀硅片表面。
镀膜与去胶设备
用于在硅片表面形成金属层或介质层，并去 除光刻胶。
测试与封装设备
用于对芯片进行电气性能测试和封装成最终 产品。
分类
根据存储方式，半导体存储器可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ ROM）。
历史与发展
1 2 3
早期阶段
20世纪50年代，半导体存储器开始出现，以晶 体管为基础。
发展阶段
随着技术的进步，20世纪70年代出现了动态随 机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器 （SRAM）。
当前状况
现代半导体存储器已经广泛应用于计算机、移动 设备、数据中心等领域。
物联网和边缘计算
在物联网和边缘计算领域应用半导体存储器，实现高 效的数据存储和传输。
CHAPTER
05
案例分析：不同类型半导体存 储器的应用场景
DRAM的应用场景
01
DRAM（动态随机存取存储器）是一种常用的半导体存储器，广泛应 用于计算机和服务器等领域。
02
由于其高速读写性能和低成本，DRAM被用作主内存，为CPU提供快 速的数据存取。
外延生长
在硅片上生长一层或多 层所需材料的单晶层。
掺杂
通过扩散或离子注入等 方法，将掺杂剂引入硅 片。
制造流程
01
光刻
利用光刻胶将电路图形转移到硅片 上。
镀膜与去胶
在硅片表面形成金属层或介质层， 并去除光刻胶。
第4章半导体存储器-4.2高速缓冲存储器Cache
3、存储器管理
虚拟存储器：虚拟存储器是由主存－辅存物理结构和负责信息块 划分以及主存－辅存之间信息调度的存储器管理部件(MMU)的 辅助硬件及操作系统的存储器管理软件所组成的存储系统。 管理方式：页式虚拟存储器、段式虚拟存储器、段页式虚拟 存储器 虚拟地址：能访问虚拟空间的指令地址码称为虚拟地址。 物理地址：实际的主存地址。
地址对准实际上是保证数据的对准。 未对准的数据要在CPU内部经过字节交换，使其在数据线 上对准存储体。 非对准的字要两个总线周期，对相邻的两个字进行两次操 作，在CPU内部经过字节交换，最终完成读写。
№ 13
2、替换策略
先进先出FIFO：选择最早装入快存的页作为被替换 的页； 最近最少使用策略LRU：选择CPU最近最少访问的页 作为被替换的页
AD0 L H L H
读写的字节 两个字节（AD15—AD0） 高字节（AD15—AD8） 低字节 （AD7—AD0） 不读写
如何连接，满足读写一个字节的需要，又能达到读一个字（低 № 10 位字节在偶地址）？
� � � �
1、存储器的奇偶分体 偶地址（从0开始）单元组成偶存储体， 奇地址单元组成奇存储体。 偶体、奇体共同组成16位存储器系统 。 16位读写是从偶体中选中1个单元、 再从地址加1的奇体中选中1个单元同时读写 。
虚地址
…
段式虚拟存储器的映像
3）段页式虚拟存储器
3、段页式虚拟存储器 虚地址
基号
段号
段表 0
页号
页表
页内地址 实地址
段基址表 0 L N-1
段表 段表 长度 基址 ‥ 1 L-1
M
装入 段长 位
页表 下址
实页 装入 号 位
访问 方式
半导体存储器的组成与基本结构
半导体存储器的组成与基本结构
半导体存储器的组成与基本结构
1 半导体存储器是由多种元件以及组件组成的，包括：
(1) 存储元件：用于空间上存储信息的元件，包括行选择元件、门电极、存取道和存储单元；
(2) 读写元件：与存储元件有关的元件，用于读取或写入存储元件中
的信息，包括数据信号电极和控制信号电极；
(3) 连接元件：用于彼此连接存储元件、读写元件和外部接口的元件，包括连接电路和接口；
(4) 功能组件：控制与调节半导体存储器工作的元件，包括电源、锁
存器和计时器；
(5) 封装元件：用于保护内部机构结构，提供与外界连接的元件，包
括封装、连接器和防火片；
2 半导体存储器的基本结构有：
(1) 存储元件：存储元件通常包括门电极、存取道和存储单元，采用
多位或多级结构空间上存储信息；
(2) 读写元件：读写元件与存储元件有关，利用电声的静电双向效应
实现存取动作，包括数据信号电极和控制信号电极；
(3) 连接元件：连接元件用于连接存储元件与读写元件，以及外部的
接口，包括连接电路和接口；
(4) 功能组件：功能组件用于控制与调节半导体存储器的工作，包括
电源、锁存器和计时器；
(5) 封装元件：封装元件用于提供与外界连接，保护内部机构结构，常见的封装元件有封装、连接器和防火片。
半导体存储器
Erasable PROM）
一、静态RAM
（一）六管静态存 储电路
Q7
Q8
图6-2 静态RAM存储单元电路
（二）静态RAM器件的组成
静态RAM器 件可分成三个部 分，分别是存储 单元阵列、地址 译码器和读/写控 制与数据驱动/缓 冲。一个典型的 静态RAM的示意 图如右图所示。
右图是一个1K×1 位的静态RAM器件的组 成框图。该器件总共可 以寻址1024个单元，每 个单元只存储一位数据。
数据（字操作,使用AD0～AD15），也可以只 传送8位数据（字节操作，使用AD0～AD7或 AD8～AD15）。
仅A0为低电平时，CPU使用AD0～AD7， 这是偶地址字节操作；仅为低电平时，CPU使用 AD8～AD15，这是奇地址字节操作。
若和A0同时为低电平时，CPU对AD0～ AD15操作，即从偶地址读写一个字，是字操作； 如果字地址为奇地址，则需要两次访问存储器。 如下表所示
2、Intel 2114是一个容量为1024×4位的静态 RAM ，Intel 2114是一个容量为1024×4位的静 态RAM其引脚和逻辑符号如下图所示。
引脚图
逻辑符号
（四）静态RAM与CPU的连接
进行静态RAM存储器模块与CPU的连接电路 设计时，需要考虑下面几个问题：
1、CPU总线的负载能力 2、时序匹配问题 3、存储器的地址分配和片选问题 4、控制信号的连接
若存储容量较小，可以 将该RAM芯片的单元阵 列直接排成所需要位数
的形式，每一条行选择 线（X选择线）代表一 个字节，每一条列选择 线（Y选择线）代表字 节的一个位，故通常把
行选择线称为字线，而 列选择线称为位线。
（三）静态RAM的例子
1、Intel 6116是CMOS静态RAM芯片，属双列直 插式、24引脚封装。它的存储容量为2K×8位，其 引脚及功能框图如下图所示。
一、静态RAM
（一）六管静态存 储电路
Q7
Q8
图6-2 静态RAM存储单元电路
（二）静态RAM器件的组成
静态RAM器 件可分成三个部 分，分别是存储 单元阵列、地址 译码器和读/写控 制与数据驱动/缓 冲。一个典型的 静态RAM的示意 图如右图所示。
右图是一个1K×1 位的静态RAM器件的组 成框图。该器件总共可 以寻址1024个单元，每 个单元只存储一位数据。
数据（字操作,使用AD0～AD15），也可以只 传送8位数据（字节操作，使用AD0～AD7或 AD8～AD15）。
仅A0为低电平时，CPU使用AD0～AD7， 这是偶地址字节操作；仅为低电平时，CPU使用 AD8～AD15，这是奇地址字节操作。
若和A0同时为低电平时，CPU对AD0～ AD15操作，即从偶地址读写一个字，是字操作； 如果字地址为奇地址，则需要两次访问存储器。 如下表所示
2、Intel 2114是一个容量为1024×4位的静态 RAM ，Intel 2114是一个容量为1024×4位的静 态RAM其引脚和逻辑符号如下图所示。
引脚图
逻辑符号
（四）静态RAM与CPU的连接
进行静态RAM存储器模块与CPU的连接电路 设计时，需要考虑下面几个问题：
1、CPU总线的负载能力 2、时序匹配问题 3、存储器的地址分配和片选问题 4、控制信号的连接
若存储容量较小，可以 将该RAM芯片的单元阵 列直接排成所需要位数
的形式，每一条行选择 线（X选择线）代表一 个字节，每一条列选择 线（Y选择线）代表字 节的一个位，故通常把
行选择线称为字线，而 列选择线称为位线。
（三）静态RAM的例子
1、Intel 6116是CMOS静态RAM芯片，属双列直 插式、24引脚封装。它的存储容量为2K×8位，其 引脚及功能框图如下图所示。
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第四章 半导体存储器
第一节 概述
一、存储器的分类 按存取速度和用途
内存 ：通过系统总线直接与CPU相连 外存 ：通过I/O接口与CPU相连
二、半导体存储器的分类
按制造工艺
按应用角度
双极型 CMOS型 HMOS型
RAM：随机读写存储器
Random Access
M ROeMm：or只y 读存储器
精品课件
制数的位数。 存储器容量表示方法：单元数 X 数据线位数
例如：Intel 2114容量为1k 4位/片
精品课件
第四章 半导体存储器
第一节 概述
一、存储器的分类 二、半导体存储器的分类 三、半导体存储器的指标 (一) 容量
(二) 存取速度
存取速度由存取时间衡量。从CPU给出有效的存储 器地址到存储器给出有效数据所需要的时间。
一、静态RAM (一) 静态RAM的基本存储电路
1. 双稳态触发器
2. 写数据 T5、T6：控制管 (1)选择线高电平
则T5、T6：导通
六管静态RAM存储电路
(2)I/O=1，I/O=0 则A=1 B=0
精品课件
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM (一) 静态RAM的基本存储电路
Read Only
第四章 半导体存储器
第一节 概述
一、存储器的分类 二、半导体存储器的分类
精品课件
第四章 半导体存储器
第一节 概述
一、存储器的分类 二、半导体存储器的分类 三、半导体存储器的指标
半导体存储器的指标：可靠性、功耗、价格、电源种 类、芯片的容量和存取速度等等。
(一) 容量 存储器的容量是指每个存储器芯片所能存储的二进
Plus db 1 dup (?)
第三节 只读存储器（ROM）
一、掩膜ROM
二、可编程ROM（PROM）
三、EPROM：光擦除可编程ROM
EPROM2716 (a)基本结构 (b)精外品引课线件排列图
第四章 半导体存储器
第三节 只读存储器（ROM）
一、掩膜ROM
二、可编程ROM（PROM）
三、EPROM：光擦除可编程ROM
四、ROM举例
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM
二、动态RAM
三、RAM的基本结构 四、RAM举例
6116 容量：？2kX8 6精2品6课4件 容量：？8kX8
第四章 半导体存储器
第一节 概述 第二节 随机读写存储器（RAM） 第三节 只读存储器（ROM）
工作时，ROM中的信息只能读出，要用特殊方式写入 (固化信息)，失电后可保持信息不丢失。
1. 双稳态触发器 2. 写数据 3. 读数据
(1)选择线高电平 则T5、T6：导通 (2)I/O A，I/O B
六管静态RAM存储电路
精品课件
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM 二、动态RAM (一) 动态RAM存储电路
1.信息存放：电容C
2.电容漏电现象：刷新
3. 写数据 (1)行、列选择线高电平
(2)电容C上的信息输出至 数据输入/输出线。
单管动态存储电路
精品课件
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM
三、RAM的基本结构
(一) 存储矩阵
A5
二、动态RAM
A6
A7
A4
A3
行Байду номын сангаас
X0
地 X1
A2
址
A1
译
A0
码 X31
列地址译码
Y0
Y7
精品课件
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM
二、动态RAM
三、RAM的基本结构
精品课件
存储器容量表示方法：mkXn
8kX1
单元数：？8k 地址线：1？3
单元中的位数：1？ 数据线：？1
1kX4 ?
精品课件
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM
二、动态RAM
三、RAM的基本结构 四、RAM举例
精品课件
只读存储器（ROM）的发展
掩膜ROM
可编程ROM
EPROM：光擦除（可PR编O程M）
REEOPMROM：电擦除可编程
ROM
精品课件
EPROM EEPROM
第四章 半导体存储器
第三节 只读存储器（ROM）
一、掩膜ROM
地址 A1A0 00 01 10 11
D 3 F 3 (A 1 ,A 0 ) A 1A 0 A 1 A 0 A 1 A 0 D 2F 2(A 1,A 0)A 1A 0A 1A 0
单管动态存储电路
(2)数据输入/输出线高电平 电容C充电，为高电平。
(3)数据输入/输出线低电平 精品课件电容C放电，为低电平。
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM 二、动态RAM (一) 动态RAM存储电路
1.信息存放：电容C
2.电容漏电现象：刷新
3. 写数据
4. 读数据 (1)行、列选择线高电平
精品课件
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM (一) 静态RAM的基本存储电路
1. 双稳态触发器 T1、T2：放大管 T3、T4：负载管
如: T1管截止，A=1， 则导T通2管，B=0。
同时保证了T1管的截止。
六管静态RAM存储电路
精品课件
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
存取速度
超高速存储器 中速存储器 低速存储器
< 20ns 100 ~ 200ns 精品课件 >300ns
第四章 半导体存储器
第一节 概述 第二节 随机读写存储器（RAM）
RAM 按功能可分为 静态、动态两类 静态RAM(SRAM)：存储单元使用双稳态触发器，可 带电信息可长期保存。 动态RAM(DRAM): 使用电容作存储元件，需要刷新 电路。集成度高，反应快，功耗低，但需要刷新电路。
D 1F 1(A 1,A 0)A 1A 0A 1A 0 D 0F 0(A 1,A 0)A 1A 0A 1A 0
精品课件
内容 D3D2D1D0
1010 0100 1101 1011
第四章 半导体存储器
第三节 只读存储器（ROM）
一、掩膜ROM 二、可编程ROM（PROM）
精品课件
第四章 半导体存储器
2716、2816：2kX8
精品课件
将内存的数据段中存放了若干个8位带符号数，数据块的长
度为 count（不超过255），首地址位table。试统计其中
正数、负数和零的个数，分别存入 plus、minus 和zero单
元。
Data segment
Table db 256 dup (?)
Count
db 1 dup (?)
第一节 概述
一、存储器的分类 按存取速度和用途
内存 ：通过系统总线直接与CPU相连 外存 ：通过I/O接口与CPU相连
二、半导体存储器的分类
按制造工艺
按应用角度
双极型 CMOS型 HMOS型
RAM：随机读写存储器
Random Access
M ROeMm：or只y 读存储器
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制数的位数。 存储器容量表示方法：单元数 X 数据线位数
例如：Intel 2114容量为1k 4位/片
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第四章 半导体存储器
第一节 概述
一、存储器的分类 二、半导体存储器的分类 三、半导体存储器的指标 (一) 容量
(二) 存取速度
存取速度由存取时间衡量。从CPU给出有效的存储 器地址到存储器给出有效数据所需要的时间。
一、静态RAM (一) 静态RAM的基本存储电路
1. 双稳态触发器
2. 写数据 T5、T6：控制管 (1)选择线高电平
则T5、T6：导通
六管静态RAM存储电路
(2)I/O=1，I/O=0 则A=1 B=0
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第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM (一) 静态RAM的基本存储电路
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第四章 半导体存储器
第一节 概述
一、存储器的分类 二、半导体存储器的分类
精品课件
第四章 半导体存储器
第一节 概述
一、存储器的分类 二、半导体存储器的分类 三、半导体存储器的指标
半导体存储器的指标：可靠性、功耗、价格、电源种 类、芯片的容量和存取速度等等。
(一) 容量 存储器的容量是指每个存储器芯片所能存储的二进
Plus db 1 dup (?)
第三节 只读存储器（ROM）
一、掩膜ROM
二、可编程ROM（PROM）
三、EPROM：光擦除可编程ROM
EPROM2716 (a)基本结构 (b)精外品引课线件排列图
第四章 半导体存储器
第三节 只读存储器（ROM）
一、掩膜ROM
二、可编程ROM（PROM）
三、EPROM：光擦除可编程ROM
四、ROM举例
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM
二、动态RAM
三、RAM的基本结构 四、RAM举例
6116 容量：？2kX8 6精2品6课4件 容量：？8kX8
第四章 半导体存储器
第一节 概述 第二节 随机读写存储器（RAM） 第三节 只读存储器（ROM）
工作时，ROM中的信息只能读出，要用特殊方式写入 (固化信息)，失电后可保持信息不丢失。
1. 双稳态触发器 2. 写数据 3. 读数据
(1)选择线高电平 则T5、T6：导通 (2)I/O A，I/O B
六管静态RAM存储电路
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第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM 二、动态RAM (一) 动态RAM存储电路
1.信息存放：电容C
2.电容漏电现象：刷新
3. 写数据 (1)行、列选择线高电平
(2)电容C上的信息输出至 数据输入/输出线。
单管动态存储电路
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第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM
三、RAM的基本结构
(一) 存储矩阵
A5
二、动态RAM
A6
A7
A4
A3
行Байду номын сангаас
X0
地 X1
A2
址
A1
译
A0
码 X31
列地址译码
Y0
Y7
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第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM
二、动态RAM
三、RAM的基本结构
精品课件
存储器容量表示方法：mkXn
8kX1
单元数：？8k 地址线：1？3
单元中的位数：1？ 数据线：？1
1kX4 ?
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第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM
二、动态RAM
三、RAM的基本结构 四、RAM举例
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只读存储器（ROM）的发展
掩膜ROM
可编程ROM
EPROM：光擦除（可PR编O程M）
REEOPMROM：电擦除可编程
ROM
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EPROM EEPROM
第四章 半导体存储器
第三节 只读存储器（ROM）
一、掩膜ROM
地址 A1A0 00 01 10 11
D 3 F 3 (A 1 ,A 0 ) A 1A 0 A 1 A 0 A 1 A 0 D 2F 2(A 1,A 0)A 1A 0A 1A 0
单管动态存储电路
(2)数据输入/输出线高电平 电容C充电，为高电平。
(3)数据输入/输出线低电平 精品课件电容C放电，为低电平。
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM 二、动态RAM (一) 动态RAM存储电路
1.信息存放：电容C
2.电容漏电现象：刷新
3. 写数据
4. 读数据 (1)行、列选择线高电平
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第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
一、静态RAM (一) 静态RAM的基本存储电路
1. 双稳态触发器 T1、T2：放大管 T3、T4：负载管
如: T1管截止，A=1， 则导T通2管，B=0。
同时保证了T1管的截止。
六管静态RAM存储电路
精品课件
第四章 半导体存储器
第二节 随机读写存储器（RAM）
存取速度
超高速存储器 中速存储器 低速存储器
< 20ns 100 ~ 200ns 精品课件 >300ns
第四章 半导体存储器
第一节 概述 第二节 随机读写存储器（RAM）
RAM 按功能可分为 静态、动态两类 静态RAM(SRAM)：存储单元使用双稳态触发器，可 带电信息可长期保存。 动态RAM(DRAM): 使用电容作存储元件，需要刷新 电路。集成度高，反应快，功耗低，但需要刷新电路。
D 1F 1(A 1,A 0)A 1A 0A 1A 0 D 0F 0(A 1,A 0)A 1A 0A 1A 0
精品课件
内容 D3D2D1D0
1010 0100 1101 1011
第四章 半导体存储器
第三节 只读存储器（ROM）
一、掩膜ROM 二、可编程ROM（PROM）
精品课件
第四章 半导体存储器
2716、2816：2kX8
精品课件
将内存的数据段中存放了若干个8位带符号数，数据块的长
度为 count（不超过255），首地址位table。试统计其中
正数、负数和零的个数，分别存入 plus、minus 和zero单
元。
Data segment
Table db 256 dup (?)
Count
db 1 dup (?)