第12章 半导体存储器 孙卫强

内容提要 概述 只读存储器 （ROM） 随机存储器 （RAM） 存储器容量的扩展 用存储器实现逻辑函数

存储器的分类 存储器 随机存取存储器 混合型存储器 只读存储器 SRAM DRAM NVRAM Flash EEPROM EPROM Masked ROM FPM-DRAM EDRAM EDO DRAM SDRAM RAMBUS RAM

存储器的分类 存储器 随机存取存储器 混合型存储器 只读存储器 SRAM DRAM NVRAM Flash EEPROM EPROM Masked ROM FPM-DRAM EDRAM EDO DRAM SDRAM RAMBUS RAM 计算机系统里面常用的半导体存储器类型

各种存储器特性比较 Type 是否易失 是否可写 擦除大小 最大擦除次数 每byte价格 速度 SRAM Yes Byte Unlimited Expensive Fast DRAM Moderate Masked ROM No n/a Inexpensive PROM 一次 EPROM 需要编程器 Entire Chip Limited (consult datasheet) EEPROM Fast to read, slow to erase/write Flash Sector NVRAM Expensive (SRAM + battery)

只读存储器ROM 掩膜只读存储器(Masked ROM) 可编程只读存储器(PROM) 可擦除的可编程只读存储器(EPROM) Flash

ROM输入和输出 地址输入端 Ax 数据输出端 Dx 片选端CE 输出使能OE

掩膜只读存储器(Masked ROM) 容量:8个4bit数 bitline:位线 wordline:字线

ROM结构 CMOS反相器 + - 二极管的导通与截至

ROM结构 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

ROM结构 交叉点有二极管：存储1 否则，存储0 1 1 1

掩膜只读存储器(Masked ROM) wordline wordline:字线，用来选择一个字 在存储矩阵中， 有二极管的点相当于存1； 否则是存0。 该存储器的容量 4个4bit数 bitline bitline:位线，用来选择一个bit

掩膜只读存储器(Masked ROM) A1A0输入某组合时， 选通W0W3中的一个，输出为高。 字线(Word Line) 去往存储矩阵 1 字线(Word Line) 去往存储矩阵

掩膜只读存储器(Masked ROM) 字线(Word Line) 字线中的一个被选通（为高）时， 相应交叉点的二极管导通，把位线拉高。 1 字线(Word Line) 字线中的一个被选通（为高）时， 相应交叉点的二极管导通，把位线拉高。 1 1 位线(Bit Line)

用MOS管构成的存储矩阵 字线，来自地址译码器 位线

使用二维译码的ROM 字线 容量：8×16 位线 容量：128×1

使用二维译码ROM实现逻辑函数? 在128个交叉点中合适 的位置放上二极管. D0=A6’A5A4’A3’A2’A1’A0

线与和线或 Y=A+B+C+D Y=ABCD 下拉电阻和线或结构 上拉电阻和线与结构

只读存储器ROM 掩膜只读存储器(Masked ROM) 可编程只读存储器(PROM) 可擦除的可编程只读存储器(EPROM) Flash

可编程只读存储器(PROM) 在所有交叉点上都配置三极管（缺省存入1） 编程时将不需要的三极管对应的熔丝烧断即可 熔丝被烧断的交叉点存储0，否则存储1

PROM和编程器 PROM 编程使能端 万能编程器

只读存储器ROM 掩膜只读存储器(Masked ROM) 可编程只读存储器(PROM) 可擦除的可编程只读存储器(EPROM) Flash

可擦除的可编程只读存储器(EPROM) 紫外线可擦除ROM

只读存储器ROM 掩膜只读存储器(Masked ROM) 可编程只读存储器(PROM) 可擦除的可编程只读存储器(EPROM) Flash

存储器 存储器 随机存取存储器 混合型存储器 只读存储器 SRAM DRAM NVRAM Flash EEPROM EPROM PROM Masked ROM FPM-DRAM EDRAM EDO DRAM SDRAM RAMBUS RAM

静态RAM(SRAM) 地址输入端An-1..A0 数据输入端DINb-1..0 数据输出端DOUTb-1..0 片选CS 写使能WE 输出使能OE

SRAM操作时序—读时序

SRAM的基本单元 IN:数据输入 SEL_L:片选,低有效 WR_L: 写使能,低有效 当SEL_L有效时，数据被输出

SRAM 这是异步的SRAM！

DRAM (Dynamic RAM) 结构较SRAM简单，容易大规模集成 使用比较复杂，需要定期充电 由DRAM控制器(DRAM controller完成)

几个新名词 DDR：Double Data Rate，双倍速率 QDR：Quda Data Rate，四倍速率

内容提要 概述 只读存储器 （ROM） 随机存储器 （RAM） 存储器容量的扩展 用存储器实现逻辑函数

存储器的容量扩展（一） 一、位扩展 将8片1024*1的RAM扩展成1024*8的RAM 要点：所有RAM使用相同的控制线和地址线。

存储器的容量扩展（二） 二、字扩展 将4片256*8的RAM扩展成1024*8的RAM 要点：所有RAM使用相同的地址线和读写控制线， 但是片选信号不同，由译码器产生。

小结 ROM RAM RAM扩展 用存储器实现逻辑函数 掩模ROM PROM,EPROM, EEPROM(E2PROM) FLASH, NVRAM RAM SRAM,DRAM RAM扩展 位扩展，字扩展 用存储器实现逻辑函数