[工学]半导体存储器

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1、第8章半导体存储器8.3随机存取存储器(RAM)8.2顺序存取存储器(SAM)8.4只读存储器(ROM)8.1概述18.1概述在数字系统工作过程中，有大量数据需要存储，半导体存储器是一种能够存储大量的二值信息的存储器；它在数字系统中能存储数据、程序、资料等信息，半导体存储器因此而成为数字系统不可缺少的组成部分8.1.1半导体存储器的特点与应用半导体存储器具有集成度高、体积小、价格低、外围电路简单、接口方便和易于大批量生产等特点2按制造工艺分双极型双极型存储器工作速度快、功耗大、价格高、集成度不高MO

2、S型MOS型存储器功耗低、工艺简单、集成度高、价格低8.1.2半导体存储器的分类按存取方式分顺序存取存储器(SequentialAccessMemory,简称SAM)随机存取存储器(RandomAccessMemory,简称RAM)只读存储器(OnlyReadMemory,简称ROM)3存储容量位(bit)存储器最基本的存储单元，可存储一个0或一个1字(byte)若干个基本存储单元排列在一起组成一个字存储器的存储容量通常用(字数)×(位数)表示；例如存储容量为1024(字)×8(位)的存储器内包含有

3、8192个基本存储单元，常表示成1k×8位(1k=1024)，或1k字（字长8位）8.1.3半导体存储器的主要技术指标存取时间（读/写周期）连续两次读取(或写入)操作的间隔时间称为读(写)周期，表征存储器工作速度的高低48.2顺序存取存储器（SAM）顺序存取存储器由动态移位寄存器构成，动态移位寄存器又由动态CMOS反相器串接而成利用MOS管栅极和衬底之间的输入电容(栅电容)来暂存信息，由于MOS管的输入电阻极大，当栅电容充入电荷后，电荷经输入电阻自然泄漏(放电)速度比较缓慢，至少需要持续几个毫秒，如

4、果移位脉冲(CP)的周期为微秒量级，则在一个周期内栅电容上的电荷基本不变，栅极电位就基本不变。若长时间没有移位脉冲的推动，存放在栅电容上的信息就会随电荷的泄漏而消失。所以它只能在移位脉冲的作用下，也就是动态中运用，故称为动态移位寄存器58.2.1动态CMOS反相器VDDvOCTGCPRCPvI＋＋－－68.2.2动态CMOS移存单元VDDC2TG2CPCPVDDC1TG1CPCP主从1位78.2.3动态移存器和顺序存取存储器（SAM）FIFO型SAM&&&≥11024位动态移存器&&&≥11024位

5、动态移存器&&&≥11024位动态移存器·········I0CPCPCPCPCPCP&I1I7片选读写/循环O0O1O7循环刷新读和写88.2.3动态移存器和顺序存取存储器（SAM）FILO型SAM···R/WCPCPI/O0O0EN1EN1m位双向移位寄存器Om－1···SL/SRCPO0EN1EN1m位双向移位寄存器Om－1···SL/SR···I/O398.3随机存取存储器（RAM）随机存取存储器也叫随机读/写存储器，简称RAM。工作时可以随时读取RAM中任何指定位置已存数据，或向RAM中的

6、任何指定位置写入数据。它的特点是读/写方便，使用灵活，一旦断电数据随之丢失（即数据具有易失性）静态随机存取存储器SRAMSRAM(StaticRandomAccessMemory)动态随机存取存储器DRAMDRAM(DynamicRandomAccessMemory)RAM分为108.3.1RAM结构存储矩阵地址译码器读写控制电路（I/O电路）RAM结构示意图(行)地址译码器(列)地址译码器xy存储矩阵读写控制电路I/OA0A1AiAn-1Ai＋1Ai＋2读写(R/W)片选(CS)·········

7、118.3.1RAM结构存储矩阵存储矩阵实际上就是存储体，由大量存储单元按矩阵排列而成，存储矩阵的规模越大，存储器存储容量越大存储矩阵中的存储单元有静态单元和动态单元两类，分别构成SRAM和DRAM存储矩阵中一个基本存储单元能存储一位二值数据，常将n个存储单元组合在一起构成字长为n位的字，大多数存储器以一个字为单位存取数据128.3.1RAM结构地址译码器存储单元在存储矩阵中的物理空间位置标识称为地址，用二进制代码表示称为地址码地址码和存储单元在存储矩阵中的物理空间位置一一对应，给定一个确定的地址码

8、，就能找到一个确定的存储单元。对存储器进行操作时，必须由地址译码器对地址码译码，译码器输出相应的行线和列线的高电平，使被选中单元与I/O电路接通，仅对被选中单元进行读/写操作。这一过程常称为寻址存储器地址码的位数n（地址输入线数）越多可寻址数越多（2n个），存储容量越大138.3.1RAM结构1048576(1024K=1M)20524288(512K)19262144(256K)18131072(128K)1765536(64K)1632768(32K)151638