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1、第11章半导体存储器本讲稿第一页，共十五页11.1 存储器基本概念存储器基本概念 存储器的主要技术指标存储器的主要技术指标第第1111章章 半导体存储器半导体存储器 存储容量存储容量存储单元：存储单元：能够存储二进制数码能够存储二进制数码1或或0的电路。的电路。存储容量：存储容量：存储器含有存储单元的数量。存储器含有存储单元的数量。本讲稿第二页，共十五页表示方法：表示方法：按位（存储单元：按位（存储单元：bit，缩写为小写字母，缩写为小写字母b）数表示；）数表示；例如，存储器有例如，存储器有32768个位存储单元，存储容量可表示为个位存储单元，存储容量可表示为32kb。其中。其中1kb=102
2、4b，1024b32=32768b；按字节（字节单元：按字节（字节单元：Byte，缩写为大写字母，缩写为大写字母B）数表示。）数表示。例如，存储器有例如，存储器有32768个位存储单元，可表示为个位存储单元，可表示为4kB（字节，（字节，Byte），），410248=32768b。本讲稿第三页，共十五页 存取周期存取周期连续两次读（写）操作间隔的最短时间称为存取周期。连续两次读（写）操作间隔的最短时间称为存取周期。存取周期表明了读写存储器的工作速度。存取周期表明了读写存储器的工作速度。不同类型的存储器存取周期相差很大。快的约不同类型的存储器存取周期相差很大。快的约ns级，慢的约级，慢的约几十几
3、十ms。本讲稿第四页，共十五页 存储器结构存储器结构 存储单元地址存储单元地址 地址寄存器和地址译码器地址寄存器和地址译码器 存储单元矩阵存储单元矩阵 数据缓冲器数据缓冲器 控制电路控制电路本讲稿第五页，共十五页 存储器的读存储器的读/写操作写操作 存储器写操作步骤：存储器写操作步骤：写存储器的主器件将地址编码信号放在地址线上，同时写存储器的主器件将地址编码信号放在地址线上，同时使存储器片选控制信号使存储器片选控制信号CE有效；有效；存储器地址译码器根据地址信号选通相应存储单元；存储器地址译码器根据地址信号选通相应存储单元；主器件将写入数据信号放在数据线上，同时使存储器主器件将写入数据信号放在
4、数据线上，同时使存储器输入允许信号输入允许信号WE有效；有效；存储器将数据线上的数据写入已选通的存储单元。存储器将数据线上的数据写入已选通的存储单元。本讲稿第六页，共十五页 存储器读操作步骤：存储器读操作步骤：读存储器的主器件将地址编码信号放在地址线上，同时使存储读存储器的主器件将地址编码信号放在地址线上，同时使存储器片选控制信号器片选控制信号CE有效；有效；存储器地址译码器根据地址信号选通相应存储单元，同时存储器地址译码器根据地址信号选通相应存储单元，同时将被选通存储单元与数据缓冲器接通，被选通存储单元数据被将被选通存储单元与数据缓冲器接通，被选通存储单元数据被COPY进入数据缓冲器暂存（此
5、时数据缓冲器对数据线呈高进入数据缓冲器暂存（此时数据缓冲器对数据线呈高阻态）；阻态）；主器件使存储器输出允许信号主器件使存储器输出允许信号OE有效，存储器数据缓有效，存储器数据缓冲器中的数据被放在数据线上；冲器中的数据被放在数据线上；主器件从数据线上读入数据。主器件从数据线上读入数据。本讲稿第七页，共十五页 半导体存储器的分类半导体存储器的分类半导体存储器按其使用功能可分为两大类。半导体存储器按其使用功能可分为两大类。只读存储器只读存储器ROM（Read Only Memory）用途：用途：存放固定的程序和常数。存放固定的程序和常数。特点：特点：断电后信息不而丢失；断电后信息不而丢失；不能随机
6、写入。不能随机写入。随机存取存储器随机存取存储器RAM（Random Access Memory）用途：用途：存放各种现场的输入输出数据和中间运算结果。存放各种现场的输入输出数据和中间运算结果。特点：特点：能随机读写（能跟上微机快速操作）。能随机读写（能跟上微机快速操作）。断电后信息丢失。断电后信息丢失。本讲稿第八页，共十五页11.2 只读存储器只读存储器ROM ROM分类概况分类概况本讲稿第九页，共十五页 掩模掩模ROM（Mask ROM）特点：特点：用户无法自行写入，须委托生产厂商在制造芯片时用户无法自行写入，须委托生产厂商在制造芯片时一次性写入。一次性写入。价格低廉，性能稳定可靠。价格低
7、廉，性能稳定可靠。适用于大批量成熟产品。适用于大批量成熟产品。本讲稿第十页，共十五页 一次性可编程一次性可编程ROM（OTPROM）特点：特点：用户可自行一次性写入，但写入后不能修改。用户可自行一次性写入，但写入后不能修改。价格低廉，性能稳定可靠。价格低廉，性能稳定可靠。适用于成熟产品，是当前适用于成熟产品，是当前ROM应用主流品种之一。应用主流品种之一。本讲稿第十一页，共十五页 紫外线可擦除紫外线可擦除EPROM（UVEPROM）特点：特点：用户可多次（用户可多次（10000次以上）擦写。次以上）擦写。擦写均不方便，不能在线改写。擦写均不方便，不能在线改写。价格较贵。价格较贵。在十几年之前，
8、曾是在十几年之前，曾是ROM应用主流品种，目前已让位于价廉、应用主流品种，目前已让位于价廉、擦写方便的擦写方便的Flash Memories。本讲稿第十二页，共十五页 电可擦除电可擦除EPROM（E2PROM）特点：特点：用户可多次擦写。用户可多次擦写。写入速度较慢，仍不能理想地在线擦写。写入速度较慢，仍不能理想地在线擦写。价格较贵。价格较贵。目前已让位于价廉、擦写方便的目前已让位于价廉、擦写方便的Flash Memories。本讲稿第十三页，共十五页 快闪存储器（快闪存储器（Flash Memories）特点：特点：用户可多次（用户可多次（10万次以上）擦写。万次以上）擦写。擦写方便，可随机读写。擦写方便，可随机读写。价格低廉。价格低廉。目前已成为目前已成为ROM应用主流品种之一应用主流品种之一本讲稿第十四页，共十五页11.3 随机存取存储器随机存取存储器RAM 静态静态RAM优点：优点：读写速度快，读写速度快，缺点：缺点：电路较复杂，集成后，存储容量较小。电路较复杂，集成后，存储容量较小。动态动态RAM优点：优点：电路简单，便于大规模集成，存储容量大，成本低；电路简单，便于大规模集成，存储容量大，成本低；缺点：缺点：需要刷新操作。需要刷新操作。动态动态RAM主要用于当前计算机的内存。主要用于当前计算机的内存。本讲稿第十五页，共十五页