《數(shù)字電子技術基礎》第6章.半導休存儲器

6.1概述6.2隨機存儲器（RAM）6.3只讀存儲器（ROM）第6章半導體存儲器

衡量存儲器性能的重要指標是存儲容量和存取速度。存儲一位二進制信息為一個單位，稱為1bit。存儲容量就是單片芯片存儲的bit數(shù)量，例如，芯片內集成了1024bit，稱為1Kb。目前有的存儲容量已經(jīng)超過了1Gbit，如動態(tài)存儲器HY5PS1G831的容量為1G128M×8）。6.1概述

隨機存儲器可以隨時在指定的存儲單元將數(shù)據(jù)存入（稱寫入）和取出（稱讀出）。其特點是使用靈活，讀、寫方便。電源維持供電，存儲的數(shù)據(jù)就能保持，一旦失去電源供電，所存儲的數(shù)據(jù)立即丟失，屬于易失性元件。6.1概述2）地址譯碼器3）讀/寫控制電路1）存儲矩陣6.2隨機存儲器（RAM）6.2.1靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）1.組成結構1）工作原理圖6.2.5中VT0、VT1、VT2及VT3構成RS鎖存器，用來存儲二進制信息。VT4及VT5是行選管，行地址譯碼器控制其導通與斷開。行控制線的延長虛線同時控制同一行字線的其他數(shù)據(jù)存儲單元。圖6.2.5六管NMOS靜態(tài)存儲單元6.2隨機存儲器（RAM）2.SRAM存儲單元2）讀寫時序（2）寫操作。（1）讀操作。

3）其他SRAM6.2隨機存儲器（RAM）（1）（2）（3）集成密度。芯片功耗。外圍電路。6.2隨機存儲器（RAM）6.2.2動態(tài)隨機存儲器（DRAM）6.2隨機存儲器（RAM）1.四管動態(tài)存儲單元圖6.2.9四管動態(tài)存儲單元1）寫數(shù)據(jù)2）讀數(shù)據(jù)6.2隨機存儲器（RAM）2.單管動態(tài)存儲單元圖6.2.11DRAM2116結構框及引腳6.2隨機存儲器（RAM）6.2.3集成RAM及擴展1.SDRAM2116

1)字擴展

2)位擴展6.2隨機存儲器（RAM）2.RAM的字、位擴展例6.3.1給出圖6.3.2中存儲矩陣MOS管浮柵上的有無電荷情況，如表6.3.1第3列所示，試在表6.3.1右邊寫出存儲矩陣的存儲數(shù)據(jù)情況。解：圖6.3.2存儲矩陣中的MOS管的浮柵是實框表示有電荷存在，當字線為高電平（正常的電壓）時，MOS管不導通，對應的數(shù)據(jù)線輸出高電平“1”。而存儲矩陣中的MOS管的浮柵是空框表示無電荷存在，當字線為高電平（正常的電壓）時，MOS管導通，對應的數(shù)據(jù)線輸出低電平“0”。如當?shù)刂反aA3A2A1A0＝0000時，通過地址譯碼器，使字線P0＝1，將字線P0上的MOS管存儲電荷的順序是“有無有有有有無無”，對應的三態(tài)輸出緩沖電路的數(shù)據(jù)D0～D7為10111100，即十進制數(shù)據(jù)為188，填入表6.3.1的最右邊的兩列。若改變地址碼A3A2A1A0時，則選中的字線不同，將輸出不同的存儲數(shù)據(jù)。表6.3.1是地址對應的字線、浮柵電荷以及字線上的存儲數(shù)據(jù)。6.3只讀存儲器（ROM）6.3.1ROM的基本機構表6.3.1圖6.3.2數(shù)據(jù)圖6.3只讀存儲器（ROM）例6.3.2用EPROM8K×8的2764擴展為16K×16的存儲器。解：(1)顯然字的容量不滿足要求，需要將字線擴展1倍，需要增加1片2764。并用非門的輸入、輸出信號分別控制兩片2764的片選信號E，其他信號并接。（2）數(shù)據(jù)位的容量同樣也不滿足要求，需要將位線加倍擴展，再增加1倍（兩片）2764。在步驟(1)的基礎上，重新排列數(shù)據(jù)信號，原數(shù)據(jù)信號排列不變，新增的兩片數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)排為D8～D15，使數(shù)據(jù)線由8位擴為16位，其他信號全部并接。連接的擴展為16K×16的存儲器如圖6.3.4所示。6.3只讀存儲器（ROM）6.3.2集成ROM及擴展圖6.3.4EPROM2764地址位、數(shù)據(jù)位擴展6.3只讀存儲器（ROM）本章小結當今數(shù)字圖像、數(shù)字信息量越來越龐大，因此需要處理的數(shù)據(jù)越來越多，要求存儲這些數(shù)據(jù)的存儲器的集成度越來越高、速度越來越快，經(jīng)濟合理選擇存儲器越顯得重要。不可能將非常大容量的存儲器的每個單元都引出數(shù)據(jù)輸入/輸出端，因此需要地址指針。只有地址指針指向的那些存儲單元可以進行讀/寫數(shù)據(jù)信息操作。如果數(shù)據(jù)位線較多時可以采用分時讀/寫操作。當采用的存儲芯片數(shù)據(jù)線或存儲的地址不夠用時，可以采用多片級聯(lián)或并接進行數(shù)據(jù)擴展或地址擴展，也可同時進行地址、位擴展。第6章半導體存儲器本章小結目前隨機存儲器絕大部分是在時鐘控制下工作的同步隨機存儲器，最新的同步隨機存儲器有DDR、DDRⅡ和QDR，它們不僅應用于個人電腦，在通信設備中應用越來越廣泛。早期的可編程只讀存儲器需要外部提供較高的電壓才能向存儲單元寫入數(shù)據(jù)，最新的E2PROM直接可以進行讀和寫，只不過是在集成存儲器電路內部提升電位達到寫入數(shù)據(jù)的目的。另外只讀存儲器的