第五单元 存储器和存储系统.pptVIP

存储器和存储系统 苗付友 mfy@ Dept. of Computer Sci. Tech.,USTC 主要内容 5.1 存储器概念和分类 RAM的种类 ROM的种类 5.2 RAM 结构 存储体 外围电路 地址译码方式 5.3 8086系统的存储器组织 8086CPU的存储器接口 8086CPU与存储器系统的连接 5-1 半导体存储器分类 1．RAM的种类 (1)??双极型RAM (2)??MOS型RAM 静态RAM 动态RAM 1)．双极型RAM 存储速度高 对于射极耦合逻辑(ECL)电路，可达到10ns，对于肖特基(Schottky)TTL逻辑电路，可到达25ns。 集成度与MOS相比较低；功耗大，成本高。 以晶体管的触发器作为基本存储电路，故所用晶体管数目多。 主要应用于速度要求较高的位片式微型机中。 2)．MOS RAM (1)SRAM (静态RAM) (2)DRAM (动态RAM) (1)SRAM (静态RAM) a．由6管构成的触发器作为基本存储电路，集成度介于双极型和动态RAM之间。 b．无需刷新，故可省去刷新电路，功耗比双极型低，但比动态RAM高。 c．可以用电池做后备电源，因而不需刷新逻辑电路(RAM中一个最大的问题就是：一旦RAM掉电，其存储的信息便会丢失。这就要求当交流电源掉电时，能够自动切换到一个用电池供电的低压后备电源，以此来保持RAM中的信息) d．较高的集成度。 (2)DRAM (动态RAM) a．基本存储电路由单管线路组成(靠电容存储电荷)； b．需要刷新电路，典型要求是每隔2毫秒刷新一遍; c．较高的集成度，比SRAM的集成度高； (3)Non Volatile RAM 非易失性RAM或掉电自保护RAM，即NVRAM(Non Volatile RAM), 这种RAM由SRAM加E2PROM共同构成，正常运行时和SRAM一样，但是它在掉电时和电源有故障的瞬间，将SRAM的信息保存到E2PROM中，从而信息就不会丢失。 2.只读存储器ROM 掩膜ROM 可编程的只读存储器PROM(Programmable ROM) 可擦除的EPROM(Erasable PROM) 电可擦除的PROM 快速擦写存储器Flash Memory 1).掩膜ROM 是由生产过程中的一道掩膜工艺决定其中的信息，半导体厂家按照固定的线路制造的，一旦制造好后，其中的信息只能读而不能改变。 2).可编程的只读存储器PROM 可以在特殊条件下编程的只读存储器。 制造厂家生产的PROM在出厂时，各个单元都处于相同状态，用户根据需要在专用的设备上写入自己需要的信息，但是只能写一次。它适合小批量生产。 它比掩膜ROM的集成度低，价格较贵。 3)可擦除的EPROM 可以根据需要重写，同时也可以把写上的内容擦去，且能改写多次。 写的速度慢，还需要额外的条件，即在修改时，要将它从电路上取下来，并用紫外线制作的擦抹器照射20分钟左右，使存储器复原。 即使要改写其中已经写入的一位，也必须把整个内容全部擦去。 EPROM是目前应用较广泛的一种ROM芯片。 4).电可擦除的PROM 简称为EEPROM或E2PROM(Electrically Erasable PROM)： 能以字节为单位擦除和改写，且不需要把芯片拔下来插入编程器编程，在用户系统中就可以直接操作。 随着技术的进步，E2PROM的擦写速度不断加快，可作为非易失性RAM使用。 5)快速擦写存储器Flash Memory 又称快闪存储器； 可以整体电擦除； 是完全非易失性半导体存储器，可代替EEPROM。 Flash?Memory阅读材料 Flash?Memory介绍????Flash?Memory的标准物理结构，称之为基本位（cell），其特色为一般MOS的闸极（Gate）和信道的间隔为氧化层之绝缘（gate?oxide），而Flash?Memory在控制闸（Control?gate）与信道间却多了一层物质，称之为浮闸（floating?gate）。拜多了这层浮闸之赐，使得Flash?Memory可以完成三种基本操作模式，亦即读（一个byte或word）、写（一个byte或word）、抹除（一个或多个内存空间），就算在不提供电源给内存的环境下，也能透过此浮闸，来保存资料的完整性。????由于浮闸的物理特性与结构，使得当浮闸被注入负电子时，此一cell就由数字”1”被写成”0”，相对的，当负电子从浮闸中移走后，此一cell就由数字”0”变成”1”，此过程称之为抹除。目前产业界有许多将负电子注入浮闸或移除技术的探讨，其中热电子注入法（hot-electron?injection），是当源极（source）接地