微机原理与接口技术第5章.pptVIP

第5章 半导体存储器 5.1 半导体存储器概述 5.2 随机存储器 5.3 只读存储器 5.4 存储器与CPU的连接 5.5 存储体系的基本知识 5.6 内 存 条 5.1 半导体存储器概述 5.1.1 半导体存储器的分类和特点 目前的计算机都是基于程序存储和程序控制，故计算机中就有一种记忆部件来存放程序和数据，这个重要的记忆部件就是存储器，其存取速度是计算机整个系统速度的重要影响因素之一，也是衡量计算机系统能力的一个重要指标。因半导体存储器具有速度高、功耗低、成本较低、体积小及集成度大的优点，现被计算机广泛作为主存(内存)使用 。 5.1 半导体存储器概述 半导体存储器的大致综合分类： 1．双极型RAM 2．MOS型RAM (1) SRAM (2) DRAM 3．掩膜式ROM 4．可编程式ROM 5．可擦除可编程ROM 6．电可擦除可编程ROM 7．快闪存储器Flash Memory 5.1 半导体存储器概述 5.1.2 半导体存储器的性能和指标 1．容量 半导体存储器的生产是以芯片为单位的。容量是指一块存储器芯片所能存储的二进制位数。通常用N×M位表示，意义为芯片中有N个存储单元，每个单元有M个位。如1024×4位(1K×4位)表示该片芯片有1024个存储单元，每个单元可存储4个位。芯片的地址线的条数与N值的大小密切相关，芯片的数据线则与M的值的大小密切相关。如1024×4位即1K×4位,在理论上芯片就需要10根地址线，4根用于输入/输出的数据线，或在逻辑上与此等效根数的地址线和数据线。在这里要注意单位的换算，1GB=1024MB，1MB=1024KB，1K=1024B。 5.1 半导体存储器概述 2．存取速度 存取速度一般用存取周期和存取时间来表示。存取时间是指写入操作和读出操作所占用的时间，单位一般用ns(纳秒)表示。 3．功耗 有两种表示方法，一种是指存储器芯片中每个存储单元所消耗的功率，单位为μW。另一种是按每片存储器芯片的所消耗的总功率来表示，单位为mW。 4．电源 电源指存储器芯片工作时所需的供电电压的种类。有单一的+5V压，也有的要多种电压才能工作，如±5V，±12V等。 5.1 半导体存储器概述 5.1.3 半导体存储器芯片的功能结构和工作过程 5.2 随机存储器 5.2.1 静态RAM原理 静态RAM的每个存储位单元由6个MOS管构成，故静态存储电路又称为六管静态存储电路。 图为六管静态存储位单元。 5.2 随机存储器 5.2.2 静态RAM芯片介绍 1．Intel 2114芯片 Intel 2114芯片内部结构 5.2 随机存储器 Intel 2114芯片的外部引脚 5.2 随机存储器 2．Intel 6116芯片 Intel 6116芯片内部结构 5.2 随机存储器 （2）Intel 6116芯片的外部引脚 5.2随机存储器 5.2.3 动态RAM原理 如图所示就是一个单管动态RAM的基本位存储单元原理图。它由一个MOS管T1和位于其栅极上的分布电容CS构成。当其栅极电容CS上充有电荷时，表示该存储单元保存信息“1”；反之，当其栅极电容CS上没有电荷时，表示该单元保存信息“0”。由于栅极电容CS上的充电与放电是两个完全相反的两个状态，故可将它作为一种基本的位存储单元。 5.2随机存储器 5.2随机存储器 5.2.4 动态RAM芯片介绍 Intel 2164A是一种采用单管存储电路的64K×1位动态RAM存储器芯片，其他与此类似的芯片还有Intel 21256/21464等。 1．Intel 2164A的内部结构 5.2随机存储器 2．Intel 2164A的外部结构 5.3 只读存储器 5.3.1 只读存储器原理 1．掩膜ROM原理 5.3只读存储器 2．可编程ROM原理 掩膜ROM的存储单元所保存的信息在ROM芯片在工厂生产完成之后就被固定下来了，用户自己无法固定要保存的信息，这给使用者带来了极大的不便。为了解决这个问题，厂商设计和制造了一种可由用户自己固定要保存的信息的ROM芯片，即用户可通过简易写入设备向ROM写入要保存的信息，这种芯片就是可编程的ROM，又称为PROM(Programmable ROM)。 5.3只读存储器 PROM 的类型有多种，我们以双二极管破坏型4×4位的PROM存储阵列为例来说明其存储原理，如图： 5.3只读存储器 3．可擦除可编程RO