數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)7半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

1、7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器( ROM )( ROM )7.3 7.3 隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器( RAM )( RAM ) 7.4 7.4 存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展7.5 7.5 用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)第七章第七章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器內(nèi)容提要內(nèi)容提要 本章系統(tǒng)地介紹各種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的工本章系統(tǒng)地介紹各種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的工作原理及其應(yīng)用。作原理及其應(yīng)用。重點(diǎn)內(nèi)容有：重點(diǎn)內(nèi)容有： 1、存儲(chǔ)器的基本工作原理、分類和每種、存儲(chǔ)器的基本工作原理、分類和每種類型存儲(chǔ)器的特點(diǎn)；類型存儲(chǔ)器的特點(diǎn)； 2、擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量的方法；、擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量的

2、方法； 3、用存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)組合邏輯電路的原理和、用存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)組合邏輯電路的原理和方法。方法。7.1 概概 述述 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是能存儲(chǔ)二值信息半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是能存儲(chǔ)二值信息（0 0、1 1）的半導(dǎo)體器件，屬的半導(dǎo)體器件，屬大規(guī)模大規(guī)模集成電路，是進(jìn)集成電路，是進(jìn)一步完善數(shù)字系統(tǒng)功能的重要部件。一步完善數(shù)字系統(tǒng)功能的重要部件。 存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器的重要指標(biāo)：重要指標(biāo)：存儲(chǔ)量和存取速度。存儲(chǔ)量和存取速度。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：給每個(gè)存儲(chǔ)單元編一個(gè)地址給每個(gè)存儲(chǔ)單元編一個(gè)地址，只有被輸入地址代碼指定的那些單元才能與，只有被輸入地址代碼指定的那些單元才能與公共的輸入公共的輸入/ /輸出引腳接通，進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀出輸

3、出引腳接通，進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀出和寫入。和寫入。 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從制造工藝制造工藝上分為上分為: : (1)(1)雙極型存儲(chǔ)器雙極型存儲(chǔ)器 (2)MOS (2)MOS型存儲(chǔ)器型存儲(chǔ)器 鑒于鑒于MOS電路具有功耗低、集成度高電路具有功耗低、集成度高的優(yōu)點(diǎn)，的優(yōu)點(diǎn)，目前，大容量的存儲(chǔ)器都是采用目前，大容量的存儲(chǔ)器都是采用MOS工藝制作的。工藝制作的。(2) 隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器( RAM )(1) 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器( ROM ) 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從存、取功能存、取功能上分為：上分為：7. 2 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器( ROM ) 按按工藝工藝分分二極管二極管ROMMOS型型ROM

4、雙極型雙極型ROM按按存儲(chǔ)存儲(chǔ)機(jī)理機(jī)理分分固定固定ROM(掩膜式掩膜式ROM)EPROM（光可擦除可編程存儲(chǔ)器）（光可擦除可編程存儲(chǔ)器）PROM（一次可編程存儲(chǔ)器）（一次可編程存儲(chǔ)器）E2PROM （電可擦除可編程存儲(chǔ)器）（電可擦除可編程存儲(chǔ)器）快閃存儲(chǔ)器快閃存儲(chǔ)器(Flash Memory)(Flash Memory) 只讀存儲(chǔ)器在正常工作狀態(tài)下只讀存儲(chǔ)器在正常工作狀態(tài)下只能讀取數(shù)只能讀取數(shù)據(jù)，不能快速修改或?qū)懭霐?shù)據(jù)。據(jù)，不能快速修改或?qū)懭霐?shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，斷電數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，斷電數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。7. 2 只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器( ROM )7. 2. 1 掩模掩模只讀

5、存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器 ROM的電路結(jié)構(gòu)主要由的電路結(jié)構(gòu)主要由地址譯碼器地址譯碼器、存儲(chǔ)存儲(chǔ)矩陣矩陣和和輸出緩沖器輸出緩沖器三部分組成。三部分組成。A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC譯譯碼碼器器EN存儲(chǔ)存儲(chǔ)矩陣矩陣輸出輸出緩沖緩沖器器字線字線位線位線A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0譯譯碼碼器器A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC譯譯碼碼器器假設(shè)假設(shè) ：A1A0 1110001100ENA1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC譯譯碼碼器器1100及及 時(shí)時(shí)歸歸 納納1當(dāng)某一字線當(dāng)某一字線被選中時(shí)，被選中時(shí)，這個(gè)字

6、線與這個(gè)字線與位線間若接位線間若接有二極管，有二極管，則該位線輸則該位線輸出為出為 1 ，否，否則為則為0。EN假設(shè)假設(shè) ：A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC譯譯碼碼器器0101A1A0 10EN假設(shè)假設(shè) ：A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC譯譯碼碼器器0101A1A0 01EN假設(shè)假設(shè) ：A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC譯譯碼碼器器0011A1A0 001111EN000101111111111000000001地地 址址A1A0D3D2D1D0內(nèi)內(nèi) 容容位線位線A1A0A1A0A1A0A1A0A1A

7、0D3D2D1D0-VCC譯譯碼碼器器 字線字線 輸入任意一個(gè)輸入任意一個(gè)地址碼，譯碼器地址碼，譯碼器就可使與之對(duì)應(yīng)就可使與之對(duì)應(yīng)的某條字線為高的某條字線為高電平，進(jìn)而可以電平，進(jìn)而可以從位線上讀出四從位線上讀出四位輸出數(shù)字量。位輸出數(shù)字量。EN圖圖7.2.3是使是使用用 MOS 管的管的ROM 矩陣：矩陣：字線與位線字線與位線的交叉點(diǎn)上的交叉點(diǎn)上有有 MOS 管管時(shí)相當(dāng)于存時(shí)相當(dāng)于存1，無無 MOS 管時(shí)相當(dāng)于管時(shí)相當(dāng)于存存0。7. 2. 2 可編程只讀存儲(chǔ)器（可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM） 是一種可編程序的是一種可編程序的 ROM ，在出廠時(shí)，在出廠時(shí)全部存儲(chǔ)全部存儲(chǔ) “1”，用戶可根據(jù)需要

8、將某些，用戶可根據(jù)需要將某些單元改寫為單元改寫為 “0”, 然而只能改寫一次，然而只能改寫一次，稱其為稱其為 PROM。 若將熔絲燒斷，若將熔絲燒斷，該單元?jiǎng)t變成該單元?jiǎng)t變成“0”。顯然，一旦燒斷后顯然，一旦燒斷后不能再恢復(fù)。不能再恢復(fù)。圖圖7.2.4 熔絲型熔絲型PROM的存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)單元7.2.3 可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器EPROM:紫外線可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器紫外線可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器 (簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱UVEPROM)E2PROM:電可擦除的電可擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器可編程只讀存儲(chǔ)器Flash Memory：快閃存儲(chǔ)器快閃存儲(chǔ)器1) 1) 存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元-疊柵

9、疊柵MOSMOS管（管（SIMOSSIMOS）原理：原理：利用浮柵是否積累負(fù)電利用浮柵是否積累負(fù)電荷來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。荷來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在寫入數(shù)據(jù)前：在寫入數(shù)據(jù)前：浮柵無電子，浮柵無電子，SIMOSSIMOS管同正常管同正常MOSMOS管，開管，開啟電壓為啟電壓為V VT T ；寫數(shù)據(jù)時(shí)，需在漏、柵；寫數(shù)據(jù)時(shí)，需在漏、柵極之間加足夠高的電壓（如極之間加足夠高的電壓（如25V25V）使漏）使漏極與襯底之間的極與襯底之間的PNPN結(jié)反向擊穿，產(chǎn)生大結(jié)反向擊穿，產(chǎn)生大量的高能電子。這些電子穿過氧化絕緣量的高能電子。這些電子穿過氧化絕緣層堆積在浮柵上，從而使浮柵帶有負(fù)電層堆積在浮柵上，從而使浮柵帶有負(fù)電荷。浮柵

10、有電子后，控制柵需要加更大荷。浮柵有電子后，控制柵需要加更大正壓才能使管子開啟，開啟電壓為正壓才能使管子開啟，開啟電壓為V VT T。N+N+ g 浮柵 g 控制柵極SD-+P型襯底VgsiD0VT VT 1. EPROM:紫外線可擦除紫外線可擦除只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器符號(hào)符號(hào)1. EPROM: 擦除時(shí)，用紫外光照射其透明的石英蓋擦除時(shí)，用紫外光照射其透明的石英蓋板板1020分鐘，浮柵上的電子形成光電流分鐘，浮柵上的電子形成光電流而泄放，其內(nèi)部的數(shù)據(jù)將而泄放，其內(nèi)部的數(shù)據(jù)將全部擦除全部擦除了，這了，這時(shí)可以再通過專用的編程器寫入希望的數(shù)時(shí)可以再通過專用的編程器寫入希望的數(shù)據(jù)。據(jù)。 由于浮柵被絕緣

11、二氧化硅包圍，浮柵上由于浮柵被絕緣二氧化硅包圍，浮柵上電荷沒有放電回路，信息不會(huì)丟失，這種存電荷沒有放電回路，信息不會(huì)丟失，這種存儲(chǔ)的信息可能安全保存儲(chǔ)的信息可能安全保存20年以上，但為了防年以上，但為了防止平時(shí)日光中的紫外線的照射，在其石英窗止平時(shí)日光中的紫外線的照射，在其石英窗口上帖上黑紙?？谏咸虾诩垺+N+ g 浮柵 g 控制柵極SD-+P型襯底2. E2PROM: 電可擦除的電可擦除的PROM E2PROM是在是在EPROM的基礎(chǔ)上開發(fā)出的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，可以在加電的情況下來的，可以在加電的情況下以以字節(jié)字節(jié)為單位進(jìn)為單位進(jìn)行擦除和改寫行擦除和改寫, ,并可直接在機(jī)器內(nèi)進(jìn)行擦除并

12、可直接在機(jī)器內(nèi)進(jìn)行擦除和改寫和改寫, ,方便靈活。方便靈活。 E2PROM內(nèi)部電路與內(nèi)部電路與EPROM電路類似電路類似,在在SIMOS中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一些調(diào)整，在浮柵中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一些調(diào)整，在浮柵延長(zhǎng)區(qū)與漏區(qū)延長(zhǎng)區(qū)與漏區(qū)N+之間的交疊處的薄絕緣層相之間的交疊處的薄絕緣層相當(dāng)于一個(gè)當(dāng)于一個(gè)遂道二極管遂道二極管（見圖（見圖7.2.10），該），該MOS管也稱為隧道管也稱為隧道MOS管。管。 E2PROM不需要紫外光激發(fā)放電，即擦除和不需要紫外光激發(fā)放電，即擦除和編程只須加電就可以完成了，且寫入的電流很編程只須加電就可以完成了，且寫入的電流很小。小。 原理：原理：利用浮柵是否積累負(fù)電荷來存儲(chǔ)數(shù)利用浮

13、柵是否積累負(fù)電荷來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。據(jù)。在在D D、G G正向電壓正向電壓作用下，漏極電荷通過該作用下，漏極電荷通過該二極管流向浮柵，使管子導(dǎo)通；若二極管流向浮柵，使管子導(dǎo)通；若D D、G G加加反向反向電壓電壓，浮柵上的電荷流回漏極，起擦除作用，浮柵上的電荷流回漏極，起擦除作用，擦除電壓大小與工作電壓相同擦除電壓大小與工作電壓相同N+N+ G 浮柵 G 控制柵極SD-+P型襯底 是是8080年代末推出的新型存儲(chǔ)芯片年代末推出的新型存儲(chǔ)芯片, ,它的主要特點(diǎn)它的主要特點(diǎn)是在掉電情況下可長(zhǎng)期保存信息是在掉電情況下可長(zhǎng)期保存信息, ,具有非易失性，原具有非易失性，原理上看象理上看象ROMROM；但又能在線

14、進(jìn)行快速擦除與改寫；但又能在線進(jìn)行快速擦除與改寫, ,功功能上象能上象RAM,RAM,因此兼有因此兼有E E2 2PROMPROM和和SRAMSRAM的優(yōu)點(diǎn)。的優(yōu)點(diǎn)。3 3、快閃存儲(chǔ)器、快閃存儲(chǔ)器(Flash Memory)(Flash Memory)N+N+ g 浮柵 g 控制柵極SD-+P型襯底 內(nèi)部電路與內(nèi)部電路與EPROM電電路類似路類似,在在SIMOS中的結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一些調(diào)整。進(jìn)行了一些調(diào)整。 原理：原理：利用浮柵是否積利用浮柵是否積累負(fù)電荷來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)累負(fù)電荷來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)寫入寫入與與EPROM 相同；相同；數(shù)數(shù)據(jù)擦除，據(jù)擦除，在源極加正電壓，在源極加正電壓，使浮柵放電

15、，按扇區(qū)擦除。使浮柵放電，按扇區(qū)擦除。 FlashFlash有單片應(yīng)用和固態(tài)盤應(yīng)用，固態(tài)有單片應(yīng)用和固態(tài)盤應(yīng)用，固態(tài)盤分卡式和盤式兩種。閃速卡盤分卡式和盤式兩種。閃速卡, ,用在可移動(dòng)用在可移動(dòng)計(jì)算機(jī)中計(jì)算機(jī)中, ,如數(shù)字相機(jī)如數(shù)字相機(jī), ,手機(jī)手機(jī),CD-ROM,CD-ROM等。閃等。閃速固態(tài)盤速固態(tài)盤, ,用于惡略環(huán)境中代替硬盤。用于惡略環(huán)境中代替硬盤。 讀取速度較快讀取速度較快(100ns(100ns左右左右),),低功耗低功耗, ,改寫改寫次數(shù)目前達(dá)次數(shù)目前達(dá)100100萬次萬次, ,價(jià)格接近價(jià)格接近EPROMEPROM。存儲(chǔ)。存儲(chǔ)容量從幾十容量從幾十KB, KB, 到幾十到幾十MBM

16、B、幾、幾GBGB等。等。體積小體積小, ,可靠性高可靠性高, ,內(nèi)部無可移動(dòng)部分內(nèi)部無可移動(dòng)部分, ,無噪聲無噪聲, ,抗震抗震動(dòng)力強(qiáng)動(dòng)力強(qiáng), ,是小型硬盤的代替品是小型硬盤的代替品。7. 3 隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器( RAM )隨機(jī)隨機(jī)存儲(chǔ)器又稱存儲(chǔ)器又稱讀寫存儲(chǔ)器讀寫存儲(chǔ)器。 隨機(jī)隨機(jī)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器的特點(diǎn)特點(diǎn)是：在工作過程中，是：在工作過程中，可隨時(shí)從存儲(chǔ)器的任何指定地址讀出數(shù)據(jù)，可隨時(shí)從存儲(chǔ)器的任何指定地址讀出數(shù)據(jù)，也可以隨時(shí)將數(shù)據(jù)寫入任何一個(gè)指定的存也可以隨時(shí)將數(shù)據(jù)寫入任何一個(gè)指定的存儲(chǔ)單元中去。儲(chǔ)單元中去。 按存儲(chǔ)機(jī)理主要可分為按存儲(chǔ)機(jī)理主要可分為 靜態(tài)靜態(tài)RAM 、動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM兩

17、類；靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩類；靜態(tài)和動(dòng)態(tài)RAM是是易失易失性性存儲(chǔ)器，在供電電壓中斷時(shí)，存儲(chǔ)內(nèi)容存儲(chǔ)器，在供電電壓中斷時(shí)，存儲(chǔ)內(nèi)容丟失。丟失。W3W2W1W0地地址址譯譯碼碼器器讀寫讀寫 及及 輸入輸入/輸出控制輸出控制I / O1I / O0CSR / WA0A1D1D1D0D0存存儲(chǔ)儲(chǔ)矩矩陣陣7. 3. 1靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）(1) 存儲(chǔ)矩陣：存儲(chǔ)矩陣：存儲(chǔ)器容量存儲(chǔ)器容量= 字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字長(zhǎng)字長(zhǎng)如一個(gè)如一個(gè)1024 4存儲(chǔ)器，有存儲(chǔ)器，有4096個(gè)存儲(chǔ)單元。個(gè)存儲(chǔ)單元。可設(shè)計(jì)成可設(shè)計(jì)成64 64的矩陣形式。的矩陣形式。(2) 地址譯碼：地址譯碼： 存儲(chǔ)單元中每個(gè)存儲(chǔ)單元中每個(gè)字字

18、有唯一的地址，利有唯一的地址，利用地址譯碼器進(jìn)行地址選擇。用地址譯碼器進(jìn)行地址選擇。大容量的大容量的 存儲(chǔ)器中，一般采用雙譯碼結(jié)構(gòu)：存儲(chǔ)器中，一般采用雙譯碼結(jié)構(gòu)：行地址譯碼器行地址譯碼器 + 列地址譯碼器列地址譯碼器存儲(chǔ)器的容量存儲(chǔ)器的容量指的是每個(gè)存儲(chǔ)芯片所能存指的是每個(gè)存儲(chǔ)芯片所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。行行地址譯碼器地址譯碼器產(chǎn)生產(chǎn)生行行選擇線選擇線列列地址譯碼器地址譯碼器產(chǎn)生產(chǎn)生列列選擇線選擇線1024 4(64 16 4)的的存儲(chǔ)器的地址線：存儲(chǔ)器的地址線：6根行地址線：根行地址線：(A8A7A6A5A4A3)4根列地址線根列地址線: (A9A2A1A0)譯碼產(chǎn)生譯

19、碼產(chǎn)生64根行根行選擇線選擇線譯碼產(chǎn)生譯碼產(chǎn)生16根列根列選擇線選擇線若若A9A8A7A6A5 A4A3A2A1A0=0111111000，則選中則選中Y0和和X63。VDDVGGWiDDI/OR / W111T2T3T4T5T6QQT1字線字線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線二、二、 SRAM靜態(tài)存儲(chǔ)單元靜態(tài)存儲(chǔ)單元:WiDD符號(hào)符號(hào)1VDD介紹靜態(tài)介紹靜態(tài)RAM存儲(chǔ)單元的工作原理存儲(chǔ)單元的工作原理:VGGWiDDI/OR / W111T2T3T4T5T6QQT1字線字線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線 由增強(qiáng)型由增強(qiáng)型 NMOS管管T1和和 T2、T3和和T4 構(gòu)構(gòu)成一個(gè)基本成一個(gè)基本 R-S觸發(fā)器，觸發(fā)

20、器， 它是它是存儲(chǔ)信息的基存儲(chǔ)信息的基本單元。本單元。 VGGT2T1T3T4VDD靜態(tài)靜態(tài)RAM特特點(diǎn)點(diǎn)是：是：數(shù)據(jù)由觸發(fā)數(shù)據(jù)由觸發(fā)器記憶！器記憶！1VGGWiDDI/OR / W111T2T3T4T5T6QQT1字線字線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線 T5和和T6是是門控管，門控管， 由字由字線線Wi控制其導(dǎo)控制其導(dǎo)通或截止：通或截止： Wi1 ，否則就截止。否則就截止。T5T6兩管導(dǎo)通；兩管導(dǎo)通； 門控管門控管T5和和T6導(dǎo)通時(shí)可導(dǎo)通時(shí)可以進(jìn)行以進(jìn)行“讀讀”或或“寫寫”的操的操作。作。VDD1VGGWiDDI/OR / W123T2T3T4T5T6T1字線字線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線 R /

21、W的控制作用：的控制作用： = 0時(shí)，時(shí)，R/W而門而門2處于處于高阻狀態(tài)，高阻狀態(tài)，0三態(tài)門三態(tài)門1、3接通，接通，00 使使 I/O 信信號(hào)得以經(jīng)號(hào)得以經(jīng)過門過門1、3送到數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線上，以線上，以便便寫入寫入 。VDDVGGWiDDI/OR / W123T2T3T4T5T6T1字線字線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線 R / W的控制作用：的控制作用：R/W 1 時(shí)，時(shí)，門門1、3處于處于高阻狀態(tài)，高阻狀態(tài)，1門門2接通，接通，1將數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)線上信號(hào)送上信號(hào)送到到 I / O，以便以便讀出讀出。1VDD*7.3.2 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM） 為減少為減少M(fèi)OSMOS管數(shù)目管

22、數(shù)目, ,提高集成度和降低功提高集成度和降低功耗耗, ,出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)RAMRAM器件。器件。 常見的動(dòng)態(tài)常見的動(dòng)態(tài)RAM存儲(chǔ)單元有三管和單存儲(chǔ)單元有三管和單管動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)電路。管動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)電路。見書圖見書圖7.3.7、圖、圖7.3.8 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的原理是基于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的原理是基于MOS管管柵極電容的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)柵極電容的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。 即即存放信息靠的是存放信息靠的是電容電容, , 由于電容會(huì)逐漸放電由于電容會(huì)逐漸放電, ,故需對(duì)動(dòng)態(tài)故需對(duì)動(dòng)態(tài)RAMRAM不斷進(jìn)行讀出和再寫入不斷進(jìn)行讀出和再寫入, ,這就是所謂這就是所謂刷新。刷新。靜態(tài)靜態(tài)RAM(RAM(即即SRAM),SRAM)

23、,其存儲(chǔ)電路以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器其存儲(chǔ)電路以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基礎(chǔ)為基礎(chǔ), ,狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定, ,只要不掉電只要不掉電, ,信息不會(huì)丟失信息不會(huì)丟失, ,但但集成度低。集成度低。動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM(RAM(即即DRAM),DRAM),存儲(chǔ)單元電路以電容為基礎(chǔ)存儲(chǔ)單元電路以電容為基礎(chǔ), ,電路簡(jiǎn)單電路簡(jiǎn)單, ,集成度高集成度高, ,功耗低功耗低, ,因電容漏電因電容漏電, ,需定時(shí)需定時(shí)刷新。刷新。小小 結(jié)結(jié)7.4 存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展123456789181716151413121110A2A1A0A3A4A5A6A7A8A9CSGNDVCCD3D2D1D0R / WRAM 2114 管腳圖管

24、腳圖2345678910232221201918171615A0A1D0A3A4A5A6A9A10CSGNDVCCD3D2D1D4RAM 6116 管腳圖管腳圖A2A711112141324A8D5D6D7RDWR(1K4)(2K8)7.4.1 位擴(kuò)展位擴(kuò)展 方式方式A9A0R/W CSD1D3D2D0A9A0R/W CSD1D3D2D0. . . . .2114 (2)2114 (1).A0A9D7D6D5D4D1D3D2D0CSR/W用兩片用兩片2114( 1024 4 )構(gòu)成構(gòu)成 1024 8 只要把只要把各片各片地址線、各控制線對(duì)應(yīng)并聯(lián)地址線、各控制線對(duì)應(yīng)并聯(lián)在一起，在一起， 要達(dá)到這

25、個(gè)目的方法很簡(jiǎn)單，要達(dá)到這個(gè)目的方法很簡(jiǎn)單，示范接線如下圖：示范接線如下圖：7.4.2 字?jǐn)U展字?jǐn)U展 方式方式思路：思路： ( 1) 訪問訪問4096個(gè)字單元，個(gè)字單元，必然有必然有 12 根地址線；根地址線； ( 2) 訪問訪問 RAM2114，只需只需 10 根地址線，尚余根地址線，尚余 2根地址線根地址線 ； ( 3) 設(shè)法用設(shè)法用剩余的剩余的 2根根地址線去控制地址線去控制4個(gè)個(gè)2114的的片片選端選端 。 通過用通過用10244 ( 4片片2114 ) 構(gòu)成構(gòu)成40964為例，介紹為例，介紹 解決這類問題的解決這類問題的辦法。辦法。CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0

26、D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D32 4譯譯碼碼器器A11A10A0A9D3D2D1D02114 (1)2114 (2)2114 (3)2114 (4)R/WY0Y3用四片用四片 RAM 2114 構(gòu)成構(gòu)成 4096 4 的存儲(chǔ)容量的存儲(chǔ)容量A11A10選中片序號(hào)選中片序號(hào)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元地址 0 0 1 1 1 0 0 12114(1)2114(2)2114(3)2114(4)00 0000000000 00 11111111111024 20472048 3071 3072 4095CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D3CSR/WA9A0D2D1D0D32114 (1)2114 (2)2114 (3)2114 (4)01 0000000000 01 111111111110 0000000000 10 111111111111 0000000000 11 11111111110 10237. 5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù) ROM ROM的的譯碼器輸出包含了輸入變量全部的最小的的譯碼器輸出包含了輸入變量全部的最小項(xiàng)項(xiàng), ,而每一位數(shù)