存储器原理介绍.ppt

DDR 差分时钟：起触发时钟校准的作用 由于数据是在 CK 的上下沿触发，造成传输周期缩短了一半，因此必须要保证传输周期的稳定以确保数据的正确传输，这就要求 CK 的上下沿间距要有精确的控制。但因为温度、电阻性能的改变等原因，CK 上下沿间距可能发生变化，此时与其反相的 CK#就起到纠正的作用。 DDR 数据选取脉冲（DQS）: DQS 是 DDR SDRAM 中的重要功能，它的功能主要用来在一个时钟周期内准确的区分出每个传输周期，并便于接收方准确接收数据。每一颗芯片都有 DQS 信号线，它是双向的，方向与数据流方向一致，但写数据与读数据的发生时间不同。 LPDDR：Low Power DDR 为了移动系统开发的DDR内存，主要在综合功耗方面做优化。 相对于DDR，LPDDR 在如下几个方面改动： (1). 降低核心工作电压 (2). DLL 省略：DLL (Delay Locked Loop，延时锁定回路) (3). 温度补偿刷新:温度感应，在低温下降低刷新率，降低在自刷新模式 下的功耗 (4). 部分区域的自刷新:提供用户可控的部分区域自刷新，而非整个区域 (5).超低功耗 模式 半导体存储器主要类别 高速存储器的应用： 时序和信号完整性： 等长、等间距、端接匹配、拓扑结构、过孔、走线分叉等 EMC： 包地、隔离、屏蔽等 其他类型的存储器 磁：机械硬盘、软盘、磁带等； 光：CD、DVD、蓝光等； 电：SSD固态硬盘等； 生物：DNA、细菌等 TKS! 存储器原理介绍 目 录 ●半导体存储器分类和原理介绍 ●高速存储器的应用 ●其他存储类型简介 半导体存储器主要类别 EEPROM存储单元原理： 背景知识：量子隧道效应 经典物理学认为物体越过势垒，有一阈值能量；粒子能量小于此能量则不能越过，大于此能量则可以越过。例如骑自行车过小坡，先用力骑，如果坡很低，不蹬自行车也能靠惯性过去。如果坡很高，不蹬自行车，车到一半就停住，然后退回去。 量子力学则认为即使粒子能量小于阈值能量，很多粒子冲向势垒，一部分粒子反弹，还会有一些粒子能过去，好象有一个隧道，称作“量子隧道”。 1962年，英国剑桥大学实验物理学研究生约瑟夫森（Brian David Josephson，1940～）预言，当两个超导体之间设置一个绝缘薄层时，电子可以穿过绝缘体从一个超导体到达另一个超导体。约瑟夫森的这一预言不久就为P.W.安德森和J.M.罗厄耳的实验 观测所证实——电子对通过两块超导金属间的薄绝缘层（厚度约为10埃）时发生了隧道效应，于是称之为“约瑟夫森效应”。 宏观量子隧道效应确立了微电子器件进一步微型化的极限，当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。例如，在制造半导体集成电路时，当电路的尺寸接近电子波长时，电子就通过隧道效应而穿透绝缘层，使器件无法正常工作。因此，宏观量子隧道效应已成为微电子学、光电子学中的重要理论。 EEPROM存储单元原理： 0与1的读写： 以浮栅中是否存有电子来区分逻辑状态0和1（也会以电荷多少来区分多个逻辑状态比如00、01、10、11等）。 写：当漏极接地，控制栅加上足够高的电压时（大于正常工作电压），交叠区将产生一个很强的电场，在强电场的作用下，电子通过绝缘层到达浮栅，使浮栅带负电荷。 擦：反之，当控制栅接地漏极加一正电压，则产生与上述相反的过程，即浮栅放电。 读：注入浮栅的负电荷，排斥P型硅基层上的电子，抵消提供给控制栅的电压。也就是说，如果浮置栅中积累了电荷，则阈值电压（Vth）增高。与浮置栅中没有电荷时的情况相比，如果不给控制栅提供高电压，则漏极－源极间不会处于导通的状态。 每个存储单元类似一个标准MOSFET, 但有两个闸极。在顶部的是控制闸(Control Gate, CG)，如同其他MOS晶体管。但是它下方则是一个以氧化物层与周遭绝缘的浮闸(Floating Gate, FG)。这个FG（多晶硅等）放在CG与MOSFET通道之间。由于这个FG在电气上是受绝缘层独立的, 所以进入的电子会被困在里面。在一般的条件下电荷经过多年都不会逸散。 EEPROM存储单元原理： EEPROM 存储单元原理： EEPROM 存储阵列： EEPROM 芯片内部结构： EEPROM ： 特点： ●可以随机访问和修改任何一个字节； ●具有较高的可靠性； ●电路复杂/单位容量成本高； ●容量小； Flash Memory (flash erase EEPROM)： Flash属于广义的EEPROM，因