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第4章 半导体存储器 教学重点: 半导体存储器的分类 芯片SRAM 6116和DRAM 2164 芯片EPROM 2764和EEPROM 2817A 半导体存储器与CPU的连接 4.1 半导体存储器概述 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。 半导体存储器 由能够表示二进制数“0”和“1”的、具有记忆功能的一些半导体器件组成。如触发器、MOS管的栅极电容等。 能存放一位二进制数的器件称为一个存储元。 若干存储元构成一个存储单元。 4.1.1 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 半导体存储器的分类 读写存储器RAM 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。 半导体存储器的主要指标 容量：每个存储器芯片所能存储的二进制数的位数。 存储器容量＝单元数×数据线位数（1、4或8位） 例：Intel 2114芯片的容量为1K×4位，Intel 6264芯片为8K×8位。 存取速度：从CPU给出有效的存储器地址到存储器给出有效数据需要的时间。 4.1.2 半导体存储器芯片的结构 ① 存储体 存储器芯片的主要部分，用来存储信息 ② 地址译码电路 根据输入的地址编码来选中芯片内某个特定的存储单元 ③ 片选和读写控制逻辑 选中存储芯片，控制读写操作 4.1.2 半导体存储器芯片的结构 ① 存储体 每个存储单元具有一个唯一的地址，可存储1位（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据; 存储容量与地址、数据线个数有关： 芯片的存储容量＝2M×N ＝存储单元数×存储单元的位数 M：芯片的地址线根数; N：芯片的数据线根数。 ② 地址译码电路 单译码结构 双译码结构 双译码可简化芯片设计 主要采用的译码结构 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； 输出OE* 控制读操作。有效时，芯片内数据输出； 该控制端对应系统的读控制线； 写WE* 控制写操作。有效时，数据进入芯片中； 该控制端对应系统的写控制线。 4.2 随机存取存储器 静态RAM SRAM 6116 SRAM 6264 4.2.1 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一般采用“字结构”存储矩阵： 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芯片6264 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CS1*、CS2 读写WE*、OE* 4.2.2 动态RAM DRAM的基本存储单元是单个场效应管及其极间电容； 必须配备“读出再生放大电路”进行刷新； 每次同时对一行的存储单元进行刷新； 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； DRAM一般采用“位结构”存储体： 每个存储单元存放一位； 需要8个存储芯片构成一个字节单元； 每个字节存储单元具有一个地址。 DRAM芯片2164 存储容量为64K×1 16个引脚： 8根地址线A7～A0 1根数据输入线DIN 1根数据输出线DOUT 行地址选通RAS* 列地址选通CAS* 读写控制WE* 4.3 只读存储器 EPROM EPROM 2764 4.3.1 EPROM 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）进行编程 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 EPROM芯片27256 4.3.2 E2PROM 用加电方法，进行在线