半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

第七章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器第七章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器《數(shù)字電子技術(shù)》7.1概述7.2只讀存儲(chǔ)器（ROM）7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)7.4存儲(chǔ)器的擴(kuò)展7.3隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）7.6集成芯片簡(jiǎn)介及應(yīng)用舉例§7.1概述7.1概述《數(shù)字電子技術(shù)》

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是一種能存儲(chǔ)大量二值信息（或稱為二值數(shù)據(jù)）或信號(hào)的半導(dǎo)體器件。

1、功能

對(duì)計(jì)算機(jī)及其他一些數(shù)字系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)或信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)。

2、衡量存儲(chǔ)器性能的重要指標(biāo)

#

存儲(chǔ)容量（DRAM可達(dá)109位/片）

#存取速度（10ns左右)。7.1概述《數(shù)字電子技術(shù)》3、輸入/輸出規(guī)定

因?yàn)榘雽?dǎo)體存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元數(shù)目極其龐大而器件的引腳數(shù)目有限，所以在電路結(jié)構(gòu)上不能象寄存器那樣把每個(gè)存儲(chǔ)單元的輸入和輸出直接引出。

解決辦法：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存儲(chǔ)單元才能與公共的輸入/輸出引腳接通，進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭搿?、分類列表7.1概述《數(shù)字電子技術(shù)》分類原則類別類別細(xì)分優(yōu)點(diǎn)（特點(diǎn)）缺點(diǎn)

存取功能只讀存儲(chǔ)器（ROM）掩模ROM總特點(diǎn)：在正常工作狀態(tài)下只能從中讀取數(shù)據(jù)，不能快速地隨時(shí)修改或重新寫入數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。只適用于存儲(chǔ)那些“固定”數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。可編程ROM（PROM）可擦除的可編程ROM（EPROM、E2PROM、FLASH）隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）靜態(tài)存儲(chǔ)器（SRAM）總特點(diǎn)：正常工作狀態(tài)下便可隨時(shí)向存儲(chǔ)器里寫入或從中讀出數(shù)據(jù)。SRAM的存取速度快；DRAM的集成度高。斷電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器（DRAM）制造工藝雙極型TTL、ECL、I2L等

MOS型NMOS、CMOS等功耗低、集成度高（目前被大容量的存儲(chǔ)器采用）工藝較復(fù)雜。7.2只讀存儲(chǔ)器（ROM）《數(shù)字電子技術(shù)》§7.2只讀存儲(chǔ)器（ROM）（1）ROM的特點(diǎn)：

ROM中的信息可以隨時(shí)讀出，但不可以隨時(shí)寫入；數(shù)據(jù)不易丟失，斷電亦保存；

ROM無(wú)需刷新。（2）ROM的通常結(jié)構(gòu)：

7.2只讀存儲(chǔ)器（ROM）《數(shù)字電子技術(shù)》定義：存儲(chǔ)單元——存儲(chǔ)器中每存儲(chǔ)1位二進(jìn)制數(shù)的點(diǎn)；存儲(chǔ)容量——存儲(chǔ)器中總的存儲(chǔ)單元的數(shù)量。存儲(chǔ)容量=字線數(shù)m×

位線數(shù)j7.2只讀存儲(chǔ)器（ROM）《數(shù)字電子技術(shù)》◆

掩模只讀存儲(chǔ)器（ROM）

◆

可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）◆

可擦除可編程ROM（EPROM）

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UVEPROM

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EEPROM

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EAROM

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FlashMemory*典型只讀存儲(chǔ)器（ROM）分類

：7.3隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）《數(shù)字電子技術(shù)》§7.3隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）（1）RAM的特點(diǎn)：

◆在RAM工作時(shí)可以隨時(shí)從任何一個(gè)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)指定的存儲(chǔ)單元中去；◆最大優(yōu)點(diǎn)：讀、寫方便，使用靈活；◆缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)易失性，斷電即丟失，需不斷刷新。7.3隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）《數(shù)字電子技術(shù)》（2）RAM的通常結(jié)構(gòu)：

7.3隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）《數(shù)字電子技術(shù)》（3）RAM的分類：

◆

SRAM：（StaticRAM）

主要利用靜態(tài)觸發(fā)器的自保功能存儲(chǔ)特性*雙極型RAM存儲(chǔ)單元：TTL、ECL、IIL*六管靜態(tài)MOSRAM單元◆

DRAM：（DynamicRAM）

主要利用MOS管柵極電容的存儲(chǔ)電荷的原理*四管動(dòng)態(tài)、三管動(dòng)態(tài)（早期）外圍控制電路簡(jiǎn)單、讀出信號(hào)大，但不利于集成；*

單管動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元專題研究《數(shù)字電子技術(shù)》半導(dǎo)體存儲(chǔ)器典型示例及分析示例1——移動(dòng)U盤：EPROM專題研究《數(shù)字電子技術(shù)》示例2——閃存卡：FALSHMEMORY專題研究《數(shù)字電子技術(shù)》示例3——內(nèi)存條：DRAM專題研究《數(shù)字電子技術(shù)》示例4——BIOS：EPROM專題研究《數(shù)字電子技術(shù)》示例5——CMOS：SRAM專題研究《數(shù)字電子技術(shù)》其它示例——？？？非半導(dǎo)體存儲(chǔ)器專題研究《數(shù)字電子技術(shù)》計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)器示例及對(duì)比小結(jié)類型具體示例所屬類型判斷依據(jù)內(nèi)部存儲(chǔ)器BIOSROM(E2PROM、Flash)讀/寫操作靈活性及速度、掉電數(shù)據(jù)不易失U盤ROM(E2PROM、Flash)讀/寫操作靈活性及速度、掉電數(shù)據(jù)不易失閃存卡ROM(Flash)讀/寫操作靈活性及速度、掉電數(shù)據(jù)不易失CMOSRAM(SRAM)掉電數(shù)據(jù)易失CacheRAM(SRAM)掉電數(shù)據(jù)易失內(nèi)存條RAM(DRAM)掉電數(shù)據(jù)易失外部存儲(chǔ)器硬盤/移動(dòng)硬盤、軟盤、磁帶機(jī)非半導(dǎo)體存儲(chǔ)器依據(jù)磁粒子的極性讀/寫光盤非半導(dǎo)體存儲(chǔ)器用激光束讀/寫7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展《數(shù)字電子技術(shù)》§7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展

當(dāng)用一片ROM或RAM器件不能滿足對(duì)存儲(chǔ)容量的要求時(shí)，就需要將若干片ROM或RAM組合起來(lái)，形成一個(gè)容量更大的存儲(chǔ)器。擴(kuò)展方式——擴(kuò)展目的——◆字?jǐn)U展方式◆位擴(kuò)展方式◆字位同時(shí)擴(kuò)展方式7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展《數(shù)字電子技術(shù)》一、位擴(kuò)展方式：【例1】試用1024×2RAM擴(kuò)展成1024×6存儲(chǔ)器。I/01I/02I/03I/04I/05I/06…7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展《數(shù)字電子技術(shù)》二、字?jǐn)U展方式：【例2】試將256×8位RAM擴(kuò)展成1024×8位存儲(chǔ)器。A8A97.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展《數(shù)字電子技術(shù)》各片RAM電路的地址分配7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展《數(shù)字電子技術(shù)》三、字位同時(shí)擴(kuò)展方式：【例3】試將64×2RAM擴(kuò)展成256×4RAM。一般先進(jìn)行位擴(kuò)展，再進(jìn)行字?jǐn)U展。7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展《數(shù)字電子技術(shù)》7.4存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展《數(shù)字電子技術(shù)》【例4】（1）按圖示連接，分別寫出2112－1～2112－2及2112－3～2112－4的地址范圍（用十六進(jìn)制表示）；（2）若要將RAM的尋址范圍改為B00H～BFFH和C00H～CFFH，電路應(yīng)作何改動(dòng)？

7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)《數(shù)字電子技術(shù)》§7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)

用具有n位輸入地址、m位數(shù)據(jù)輸出的ROM可以獲得一組（最多m個(gè)）任何形式的n變量組合邏輯函數(shù)，只要根據(jù)函數(shù)的形式向ROM中寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)即可。這個(gè)原理也適用于RAM。7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)《數(shù)字電子技術(shù)》【例1】一個(gè)ROM中的數(shù)據(jù)表如下所示：7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)《數(shù)字電子技術(shù)》【例2】試用ROM設(shè)計(jì)一個(gè)八段字符顯示的譯碼器，其真值表由下表給出。7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)《數(shù)字電子技術(shù)》7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)《數(shù)字電子技術(shù)》7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)《數(shù)字電子技術(shù)》7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)《數(shù)字電子技術(shù)》【例3】試用ROM產(chǎn)生如下的一組多輸出邏輯函數(shù)：7.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)《數(shù)字電子技術(shù)》m0m157.5用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)《數(shù)字電子技術(shù)》【例4】分析下圖所示電路的邏輯功能。其中:WXYZ對(duì)應(yīng)8421-BCD碼的4位輸出。m0m157.6集成芯片簡(jiǎn)介及應(yīng)用舉例《數(shù)字電子技術(shù)》§7.6集成芯片簡(jiǎn)介及應(yīng)用舉例一、EPROM——ETC2716介紹目前，常見的EPROM集成芯片有2716（2K×8位），2732（4K×8位），…，27512（64K×8位）等，這幾種芯片除了存儲(chǔ)容量和編程高電壓等參數(shù)不同外，其它均基本相同。下面即以2716型EPROM芯片為例來(lái)介紹。

ETC2716的主要參數(shù)有：電源電壓VCC=+5V，編程高電壓VPP=25V，工作電流最大值IM=105mA，維持電流最大值IS=27mA，讀取時(shí)間TRM＝350ns，存儲(chǔ)容量為2K×8位。7.6集成芯片簡(jiǎn)介及應(yīng)用舉例《數(shù)字電子技術(shù)》表7-5-1EPROM2716工作方式選擇7.6集成芯片簡(jiǎn)介及應(yīng)用舉例《數(shù)字電子技術(shù)》圖7-5-1用EPROM2716構(gòu)成的波形發(fā)生器電路圖【例】7.6集成芯片簡(jiǎn)介及應(yīng)用舉例《數(shù)字電子技術(shù)》7.6集成芯片簡(jiǎn)介及應(yīng)用舉例《數(shù)字電子技術(shù)》圖7-5-2三角波《數(shù)字電子技術(shù)》本章小