半导体存储器及其接口
第5章:片内译码
A9 ~ A0 0000000000 全0
0000000001
0000000010 A9~A01111111111
全1
存储范芯围片(16进制) 000H 001H 002H … 3FDH 3FEH 3FFH
片内译码:低位地址线对芯片内各存储单元的 译码寻址 片选译码:高位地址线对存储芯片的译码寻址
采用全译码,每个存储单元的地址都是唯 一的,不存在地址重复 译码电路可能比较复杂、连线也较多
示例
第5章:⑶部分译码
部分译码:只有部分高位地址线参与对存 储芯片的译码 每个存储单元将对应多个地址(地址重 复),需要选取一个可用地址 可简化译码电路的设计 但系统的部分地址空间将被浪费
第5章
第5章:半导体存储器及其接口
教学重点
芯片SRAM 2114和EPROM 2764 SRAM、EPROM与CPU的连接
第5章:5.1 半导体存储器概述
除采用磁、光原 理的辅存外,其 它存储器主要都 是采用半导体存 储器
本章介绍采用半 导体存储器及其 组成主存的方法
CPU CACHE
主存(内存) 辅存(外存)
片选CS1*、CS2
A2 8
读写WE*、OE*
A1 9 A0 10
D0 11
D1 12
功能
D2 13
GND 14
28 +5V 27 WE* 26 CS2 25 A8 24 A9 23 A11 22 OE* 21 A10 20 CS1* 19 D7 18 D6 17 D5 16 D4 15 D3
第5章:5.3.1 EPROM
高位地址译码才更好
第5章:⑴译码和译码器
译码:将某个特定的“编码输入”翻译为唯 一“有效输出”的过程 译码电路可以使用门电路组合逻辑 译码电路更多的是采用集成译码器
常用的2:4译码器: 74LS139 常用的3:8译码器: 74LS138 常用的4:16译码器:74LS154
第5章:⑵全译码
全译码:所有的系统地址线均参与对存储 单元的译码寻址,包括
扩D7充~D,0 会出现“地址重复”
× 表示任意(0或1均可)
第5章:地址重复
地址重复:一个存储单元具有多个存储地址 原因:有些高位地址线没有用、可任意 使用地址:出现地址重复时,常选取其中既 好用、又不冲突的一个“可用地址” 例如:00000H ~ 07FFFH 选取一个可用地址的原则:高位地址全为0
17 DO7 16 DO6 15 DO5 14 DO4 13 DO3
第5章:EPROM芯片2764
存储容量为8K×8 28个引脚:
13根地址线A12~A0 8根数据线D7~D0 片选CE* 编程PGM* 读写OE* 编程电压VPP
功能
Vpp 1 A12 2 A7 3 A6 4 A5 5 A4 6 A3 7 A2 8 A1 9 A0 10 D0 11 D1 12 D2 13 GND 14
演示
第5章:位扩充
演示
A9~A0
片选多连其接它个连于位接系扩统都充C一数EA的9样据~存A总02储1线14芯的CE片I不/O的A同4~9~(数位2I/1AO21据)数041 线 这些芯片应I/O被4~看I/O作(1 1是)一个整体 常被称为“芯片组”
D7~D4 D3~D0
第5章:2. 存储芯片地址线的连接
组成存储器的方法
市场供应的芯片有各种规格,常见的静态 RAM 芯 片 有 : 1K×1 、 1K×4 、 1K×8 、 4K×4、2K×8和8K×8等,动态RAM芯片 有4K×1、8K×1、16K×1和64K×1等。 可见,芯片字数和位数上都有一定的局限, 用之来组成所需的存储器时,往往要采用 位数扩展、字数扩展或位数字数同时扩展 等方法莱满足要求。
第5章:5.4.1 存储芯片与CPU的连接
1. 存储芯片的数据线 2. 存储芯片的地址线 3. 存储芯片的片选端 4. 存储芯片的读写控制线
第5章:1. 存储芯片数据线的处理
若芯片的数据线正好8根:
一次可从芯片中访问到8位数据 全部数据线与系统的8位数据总线相连
若芯片的数据线不足8根:
一次不能从一个芯片中访问到8位数据 利用多个芯片扩充数据位 这个扩充方式简称“位扩充”
第5章:3. 存储芯片片选端的译码
存储系统常需利用多个存储芯片扩充容量, 也就是扩充了主存储器地址范围 这种扩充简称为“地址扩充”或“字扩充” 进行“地址扩充”,需要利用存储芯片的 片选端对多个存储芯片(组)进行寻址 这个寻址方法,主要通过将存储芯片的片 选端与系统的高位地址线相关联来实现
演示
第5章:地址扩充(字扩充)
高 大容量系统 低 小容量非易失
第5章:⑵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
在系统中,主要与地址发生联系:包括地 址空间的选择(例如接系统的IO/M*信号) 和高位地址的译码选择(与系统的高位地 址线相关联)
对一些存储芯片通过片选无效可关闭内部 的输出驱动机制,起到降低功耗的作用
第5章:4. 存储芯片的读写控制
芯片OE*与系统的读命令线相连
当芯片被选中、且读命令有效时, 存储芯片将开放并驱动数据到总线
第5章:5.1.1 半导体存储器的分类
按制造工艺
双极型:速度快、集成度低、功耗大 MOS型:速度慢、集成度高、功耗低
按使用属性
随机存取存储器RAM:可读可写、断电丢失 只读存储器ROM:正常只读、断电不丢失
详细分类,请看图示
第5章:图5.1 半导体存储器的分类
半导体 存储器
随机存取存储器 (RAM)
示例
第5章:②地址译码电路
0
A5
0 1
存储单单译元码结A2构 行 1
A4 A3 A2 A1 A0
译 码 器
63
双双译译码码结AA可10构简化译码 芯7 片设6计4个单元
64个单主元要采用的译码结构
01
7
列译码
单译码 双译码
A3A4A5
第5章:③片选和读写控制逻辑
片选端CS*或CE*
有效时,可以对该芯片进行读写操作
示例
第5章:⑷线选译码
线选译码:只用少数几根高位地址线进行芯 片的译码,且每根负责选中一个芯片(组) 虽构成简单,但地址空间严重浪费 必然会出现地址重复(一个存储单元对应多 个存储地址) 一个存储地址会对应多个存储单元 多个存储单元共用的存储地址不应使用
示例
第5章:片选端译码小结
存储芯片的片选控制端可以被看作是一根 最高位地址线
24个引脚:
11根地址线A10~A0 8根数据线DO7~DO0 片选/编程CE*/PGM
A6 2 A5 3 A4 4 A3 5 A2 6
读写OE*
A1 7
编程电压VPP
A0 8 DO0 9
DO1 10
DO2 11
Vss 12
功能
24 VDD 23 A8 22 A9 21 VPP 20 OE*
19 A10 18 CE*/PGM
顶部开有一个圆形的石英窗口,用于紫外 线透过擦除原有信息 一般使用专门的编程器(烧写器)编程 编程后,应该贴上不透光封条 出厂未编程前,每个基本存储单元都是信 息 “1” 编程就是将某些单元写入信息0
EPROM 2716 EPROM 2764
第5章:EPROM芯片2716
存储容量为2K×8
A7 1
28 Vcc 27 PGM* 26 NC 25 A8 24 A9 23 A11 22 OE* 21 A10 20 CE* 19 D7 18 D6 17 D5 16 D4 15 D3
第5章:5.4 半导体存储器与CPU的连接
这是本章的重点内容 SRAM、EPROM与CPU的连接 译码方法同样适合I/O端口
芯片WE*与系统的写命令线相连
当芯片被选中、且写命令有效时, 允许总线数据写入存储芯片
第5章:5.4.2 存储芯片与CPU的配合
存储芯片与CPU总线的连接,还有两 个很重要的问题: CPU的总线负载能力
CPU能否带动总线上包括存储器在内的 连接器件?
存储芯片与CPU总线时序的配合
CPU能否与存储器的存取速度相配合?
时序配合是连接中的难点
第5章:教学要求
1. 了解各类半导体存储器的应用特点 2. 熟悉半导体存储器芯片的结构 3. 熟悉SRAM和EPROM的引脚功能 4. 掌握存储芯片与CPU连接的方法,特别是
片选端的处理
习题5(第147页 ~ 第148页)——
5.1 ~ 5.3 5.6 ~ 5.8 5.10
6264的全译码连接
每个存储单元存放多位(4、8、16等) 每个存储单元具有一个地址
SRAM 2114 SRAM 6264
第5章:SRAM芯片2114
存储容量为1024×4 18个引脚:
10根地址线A9~A0 4根数据线I/O4~I/O1 片选CS* 读写WE*
功能
A6 1 A5 2 A4 3 A3 4 A0 5 A1 6 A2 7 CS* 8
静态RAM(SRAM) 动态RAM(DRAM)
只读存储器 (ROM)
掩膜式ROM 一次性可编程ROM(PROM) 紫外线擦除可编程ROM(EPROM) 电擦除可编程ROM(EEPROM)
详细展开,注意对比
第5章:⑴读写存储器RAM
半导体存储器分类的介绍
半导体存储器分类介绍§ 1. 1 微纳电子技术的发展与现状§1.1.1 微电子技术的发展与现状上个世纪50年代晶体管的发明正式揭开了电子时代的序幕。
此后为了提高电子元器件的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高。
1962年,由金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)组装成的集成电路(IC)成为微电子技术发展的核心。
自从集成电路被发明以来[1,2],集成电路芯片的发展规律基本上遵循了Intel 公司创始人之一的Gordon Moore在1965年预言的摩尔定律[3]:半导体芯片的集成度以每18个月翻一番的速度增长。
按照这一规律集成电路从最初的小规模、中规模到发展到后来的大规模、超大规模(VLSI),再到现在的甚大规模集成电路(ULSI)的发展阶段。
随着集成电路制造业的快速发展,新的工艺技术不断涌现,例如超微细线条光刻技术与多层布线技术等等,这些新的技术被迅速推广和应用,使器件的特征尺寸不断的减小。
其特征尺寸从最初的0.5微米、0.35 微米、0.25 微米、0.18 微米、0.15 微米、0.13 微米、90 纳米、65 纳米一直缩短到目前最新的32纳米,甚至是亚30纳米。
器件特征尺寸的急剧缩小极大地提升了集成度,同时又使运算速度和可靠性大大提高,价格大幅下降。
随着微电子技术的高速发展,人们还沉浸在胜利的喜悦之中的时候,新的挑战已经悄然到来。
微电子器件等比例缩小的趋势还能维持多久?摩尔定律还能支配集成电路制造业多久?进入亚微米领域后,器件性能又会有哪些变化?这一系列的问题使人们不得不去认真思考。
20世纪末期,一门新兴的学科应运而生并很快得到应用,这就是纳电子技术。
§1.1.2 纳电子技术的应用与前景2010年底,一篇报道英特尔和美光联合研发成果的文章《近距离接触25nm NAND闪存制造技术》[4],让人们清楚意识到经过近十年全球范围内的纳米科技热潮,纳电子技术已逐渐走向成熟。
第三章 微机存储器
联机外存储器 脱机外存储器
两大类——内存、外存
• 内存——存放当前运行的程序和数据。
– 特点:快,容量小,随机存取,CPU可直接访问。 – 通常由半导体存储器构成 – RAM、ROM
• 外存——存放非当前使用的程序和数据。
– 特点:慢,容量大,顺序存取/块存取。需调入内存后 CPU才能访问。 – 通常由磁、光存储器构成,也可以由半导体存储器构成 – 磁盘、磁带、CD-ROM、DVD-ROM、固态盘
16
读0过程
17
写入数据1的过程
18
写0过程
19
2、存储器芯片的基本组成
20
三、存储器与系统的连接
1、数据线、地址线和控制线的连接
存储芯片通过地址线、数据线和控制线与外部连接。 地址线是单向输入的,其数目与芯片容量有关。CPU发 出的地址信号,部分使芯片的片选端有效,称为“片 选”,部分再选中芯片内部的存储单元实现“字选”。 如容量为1024×4时,地址线有10根。
8
2.常用半导体存储器的特点
(1)静态存储器SRAM
用双稳态触发器存储信息。 速度快(<5ns),不需刷新,外围电路比较简单, 但集成度低(存储容量小,约1Mbit/片),功耗 大。 在PC机中,SRAM被广泛地用作高速缓冲存储Cache。 典型SRAM芯片:CMOS RAM芯片6264(8K*8)
14
二、存储器芯片的基本组成
1、基本存储电路 静态存储器SRAM存储原理:双稳态触发器保存信 息。 T1 通,T2 止存0 ;T1 止,T2 通存1 ; 保持信息时,不送地址信号; 读出:送地址,发读命令; 写入:送地址,送数据发写命令。
第七章 半导体存储器 半导体存储器的分类
第七章 半导体存储器数字信息在运算或处理过程中,需要使用专门的存储器进行较长时间的存储,正是因为有了存储器,计算机才有了对信息的记忆功能。
存储器的种类很多,本章主要讨论半导体存储器。
半导体存储器以其品种多、容量大、速度快、耗电省、体积小、操作方便、维护容易等优点,在数字设备中得到广泛应用。
目前,微型计算机的内存普遍采用了大容量的半导体存储器。
存储器——用以存储一系列二进制数码的器件。
半导体存储器的分类根据使用功能的不同,半导体存储器可分为随机存取存储器(RAM —Random Access Memory )和只读存储器(ROM —Read-Only memory )。
按照存储机理的不同,RAM 又可分为静态RAM 和动态RAM 。
存储器的容量存储器的容量=字长(n )×字数(m )7.1随机存取存储器(RAM )随机存取存储器简称RAM ,也叫做读/写存储器,既能方便地读出所存数据,又能随时写入新的数据。
RAM 的缺点是数据的易失性,即一旦掉电,所存的数据全部丢失。
一. RAM 的基本结构由存储矩阵、地址译码器、读写控制器、输入/输出控制、片选控制等几部分组成。
存储矩阵读/写控制器地址译码器地址码输片选读/写控制输入/输出入图7.1—1 RAM 的结构示意框图1. 存储矩阵RAM 的核心部分是一个寄存器矩阵,用来存储信息,称为存储矩阵。
图7.1—5所示是1024×1位的存储矩阵和地址译码器。
属多字1位结构,1024个字排列成32×32的矩阵,中间的每一个小方块代表一个存储单元。
为了存取方便,给它们编上号,32行编号为X 0、X 1、…、X 31,32列编号为Y 0、Y 1、…、Y 31。
这样每一个存储单元都有了一个固定的编号(X i 行、Y j 列),称为地址。
11113131131********列 译 码 器行译码器...........位线位线位线位线位线位线.......X X X Y Y Y 0131131A A A A A A A A A A 地 址 输 入地址输入0123456789D D数据线....图7.1-5 1024×1位RAM 的存储矩阵2. 址译码器址译码器的作用,是将寄存器地址所对应的二进制数译成有效的行选信号和列选信号,从而选中该存储单元。
半导体存储器的分类
半导体存储器的分类作者去者日期 2010-3-20 14:27:002推荐1.按制造工艺分类半导体存储器可以分为双极型和金属氧化物半导体型两类。
双极型(bipolar)由TTL晶体管逻辑电路构成。
该类存储器件的工作速度快,与CPU处在同一量级,但集成度低,功耗大,价格偏高,在微机系统中常用做高速缓冲存储器cache。
金属氧化物半导体型,简称MOS型。
该类存储器有多种制造工艺,如NMOS, HMOS, CMOS, CHMOS等,可用来制造多种半导体存储器件,如静态RAM、动态RAM、EPROM等。
该类存储器的集成度高,功耗低,价格便宜,但速度较双极型器件慢。
微机的内存主要由MOS型半导体构成。
2.按存取方式分类半导体存储器可分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两大类。
ROM是一种非易失性存储器,其特点是信息一旦写入,就固定不变,掉电后,信息也不会丢失。
在使用过程中,只能读出,一般不能修改,常用于保存无须修改就可长期使用的程序和数据,如主板上的基本输入/输出系统程序BIOS、打印机中的汉字库、外部设备的驱动程序等,也可作为I/O数据缓冲存储器、堆栈等。
RAM是一种易失性存储器,其特点是在使用过程中,信息可以随机写入或读出,使用灵活,但信息不能永久保存,一旦掉电,信息就会自动丢失,常用做内存,存放正在运行的程序和数据。
(1)ROM的类型根据不同的编程写入方式,ROM分为以下几种。
① 掩膜ROM掩膜ROM存储的信息是由生产厂家根据用户的要求,在生产过程中采用掩膜工艺(即光刻图形技术)一次性直接写入的。
掩膜ROM一旦制成后,其内容不能再改写,因此它只适合于存储永久性保存的程序和数据。
② PROMPROM(programmable ROM)为一次编程ROM。
它的编程逻辑器件靠存储单元中熔丝的断开与接通来表示存储的信息:当熔丝被烧断时,表示信息“0”;当熔丝接通时,表示信息“1”。
由于存储单元的熔丝一旦被烧断就不能恢复,因此PROM存储的信息只能写入一次,不能擦除和改写。
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
半导体存储器分类
半导体存储器一.存储器简介存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。
在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中,一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如RAM、FIFO等;在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,如内存条、TF卡等。
计算机中全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。
存储器件是计算机系统的重要组成部分,现代计算机的内存储器多采用半导体存储器。
存储器(Memory)计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。
计算机中的全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。
它根据控制器指定的位置存入和取出信息。
自世界上第一台计算机问世以来,计算机的存储器件也在不断的发展更新,从一开始的汞延迟线,磁带,磁鼓,磁芯,到现在的半导体存储器,磁盘,光盘,纳米存储等,无不体现着科学技术的快速发展。
存储器的主要功能是存储程序和各种数据,并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。
存储器是具有“记忆”功能的设备,它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。
这些器件也称为记忆元件。
在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。
记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。
日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。
计算机中处理的各种字符,例如英文字母、运算符号等,也要转换成二进制代码才能存储和操作。
储器的存储介质,存储元,它可存储一个二进制代码。
由若干个存储元组成一个存储单元,然后再由许多存储单元组成一个存储器。
一个存储器包含许多存储单元,每个存储单元可存放一个字节(按字节编址)。
每个存储单元的位置都有一个编号,即地址,一般用十六进制表示。
一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量。
假设一个存储器的地址码由20位二进制数(即5位十六进制数)组成,则可表示2的20次方,即1M个存储单元地址。
半导体存储器_课程设计讲解
半导体存储器技术 潘立阳 清华大学微纳电子学系
11
Athena-介绍
二维工艺仿真器 能够模拟工艺过程
Diffusion Oxidation Implantation Etching Deposition CMP ………………
输出器件物理结构、掺杂分布
半导体存储器技术 潘立阳 清华大学微纳电子学系
Deckbuild:交互式运行环境 Tonyplot:交互式图形环境
半导体存储器技术 潘立阳 清华大学微纳电子学系
4
Silvaco Tutorial
§5.4.1 Introduction §5.4.2 Getting Started §5.4.3 Athena §5.4.4 Atlas §5.4.5 Tonyplot
Athena-输入文件结构
go athena # line x loc=0.00 spac=0.10 …………………… # init silicon orientation=100 c.phos=1e15 # diffus time=60 temp=1100 weto2 press=1.00 …………………… # structure mirror left # electrode name=gate x=0.0 y=0.0 …………………… # struct outfile=0d18.str #
例子:
etch poly right p1.x=0.09 etch oxide all
半导体存储器技术 潘立阳 清华大学微纳电子学系
21
Athena-基本语句(8)
镜像语句:
基本语法:
structure mirror left|right
电极语句:
基本语法:
微机原理第5章存储器系统
3. 工作方式
数ห้องสมุดไป่ตู้读出 字节写入:每一次BUSY正脉冲写
编程写入
入一个字节
自动页写入:每一次BUSY正脉冲写
入一页(1~ 32字节)
字节擦除:一次擦除一个字节 擦除
片擦除:一次擦除整片
72
4. EEPROM的应用
可通过编写程序实现对芯片的读写; 每写入一个字节都需判断READY / BUSY
主存储器 虚拟存储系统
磁盘存储器
8
Cache存储系统
对程序员是透明的 目标:
提高存储速度
Cache
主存储器
9
虚拟存储系统
对应用程序员是透明的。 目标:
扩大存储容量
主存储器
磁盘存储器
10
3. 主要性能指标
存储容量(S)(字节、千字节、兆字节等) 存取时间(T)(与系统命中率有关)
端的状态,仅当该端为高电平时才可写 入下一个字节。
P219例
73
四、闪速EEPROM
特点:
通过向内部控制寄存器写入命令的方法 来控制芯片的工作方式。
74
工作方式
数据读出
读单元内容 读内部状态寄存器内容 读芯片的厂家及器件标记
CAS:列地址选通信号。
地址总线上先送上行地址,后送上列地址,它们 分别在#RAS和#CAS有效期间被锁存在锁存器中。
WE:写允许信号
DIN: 数据输入
WE=0 WE=1
数据写入 数据读出
DOUT:数据输出
49
3. 2164在系统中的连接
与系统连接图
50
三、存储器扩展技术
51
1. 存储器扩展
1 A15 1 A14 1 A13
半导体存储器的分类及应用
半导体存储器的分类及应用半导体存储器主要分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两大类。
1. 随机存储器(RAM):RAM是一种易失性存储器,其中存储的数据在断电后会丢失。
RAM主要用于临时存储计算机的运行数据和程序。
根据存储单元的结构,RAM可分为静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)。
- 静态随机存储器(SRAM):SRAM由触发器构成,每个存储单元需要多个晶体管和电容器来存储一个位。
SRAM具有快速访问速度和较低的功耗,常用于高速缓存、寄存器文件和缓冲存储器等。
- 动态随机存储器(DRAM):DRAM由电容器和晶体管构成,每个存储单元只需要一个电容器和一个晶体管来存储一个位。
DRAM的存储单元较小,但在每次读取数据后需要刷新电容器,因此访问速度相对较慢。
DRAM广泛应用于主存储器(内存)和图形存储缓冲区等。
2. 只读存储器(ROM):ROM是一种非易失性存储器,其中存储的数据在断电后不会丢失。
ROM主要用于存储不需要频繁修改的固定数据,例如计算机的固件程序、启动代码和存储器初始化信息等。
根据存储单元的可编程性,ROM可分为可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)和电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。
- 可编程只读存储器(PROM):PROM的存储单元由固定的晶体管和电容器组成,存储内容不能被修改。
- 可擦除可编程只读存储器(EPROM):EPROM的存储单元由浮栅晶体管(FET)和电容器组成,可以通过曝光紫外光擦除并重新编程。
EPROM的擦除程序相对麻烦。
- 电可擦除可编程只读存储器(EEPROM):EEPROM的存储单元由浮栅晶体管(FET)和电容器组成,可以通过电信号擦除和编程。
EEPROM的擦除和编程过程相对容易,且可以单独对存储单元进行操作。
半导体存储器广泛应用于计算机、通信、嵌入式系统等领域,包括但不限于以下几个应用:- 主存储器(内存):作为计算机的主要存储器,用于存储正在执行的程序和运行数据。
第六章 存储器系统 微机原理 第2版 课后答案
第六章存储器系统本章主要讨论内存储器系统,在介绍三类典型的半导体存储器芯片的结构原理与工作特性的基础上,着重讲述半导体存储器芯片与微处理器的接口技术。
6.1 重点与难点本章的学习重点是8088的存储器组织;存储芯片的片选方法(全译码、部分译码、线选);存储器的扩展方法(位扩展、字节容量扩展)。
主要掌握的知识要点如下:6.1.1 半导体存储器的基本知识1.SRAM、DRAM、EPROM和ROM的区别RAM的特点是存储器中信息能读能写,且对存储器中任一存储单元进行读写操作所需时间基本上是一样的,RAM中信息在关机后立即消失。
根据是否采用刷新技术,又可分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)两种。
SRAM是利用半导体触发器的两个稳定状态表示“1”和“0”;DRAM是利用MOS管的栅极对其衬间的分布电容来保存信息,以存储电荷的多少,即电容端电压的高低来表示“1”和“0”;ROM的特点是用户在使用时只能读出其中信息,不能修改和写入新的信息;EPROM可由用户自行写入程序和数据,写入后的内容可由紫外线照射擦除,然后再重新写入新的内容,EPROM可多次擦除,多次写入。
一般工作条件下,EPROM 是只读的。
2.导体存储器芯片的主要性能指标(1)存储容量:存储容量是指存储器可以容纳的二进制信息量,以存储单元的总位数表示,通常也用存储器的地址寄存器的编址数与存储字位数的乘积来表示。
(2)存储速度:有关存储器的存储速度主要有两个时间参数:TA:访问时间(Access Time),从启动一次存储器操作,到完成该操作所经历的时间。
TMC:存储周期(Memory Cycle),启动两次独立的存储器操作之间所需的最小时间间隔。
(3)存储器的可靠性:用MTBF—平均故障间隔时间(Mean Time Between Failures)来衡量。
MTBF越长,可靠性越高。
(4)性能/价格比:是一个综合性指标,性能主要包括存储容量、存储速度和可靠性。
