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第12章 半导体存储器 孙卫强
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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
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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
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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
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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)
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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
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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
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掩膜只读存储器(Masked ROM) 容量:8个4bit数 bitline:位线 wordline:字线
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ROM结构 CMOS反相器 + - 二极管的导通与截至
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ROM结构 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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ROM结构 交叉点有二极管：存储1 否则，存储0 1 1 1
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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
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掩膜只读存储器(Masked ROM) A1A0输入某组合时， 选通W0W3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
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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)
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用MOS管构成的存储矩阵 字线，来自地址译码器 位线
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使用二维译码的ROM 字线 容量：8×16 位线 容量：128×1
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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
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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
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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
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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
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PROM和编程器 PROM 编程使能端 万能编程器
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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
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可擦除的可编程只读存储器(EPROM) 紫外线可擦除ROM
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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
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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
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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
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SRAM操作时序—读时序
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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
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SRAM 这是异步的SRAM！
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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)
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几个新名词 DDR：Double Data Rate，双倍速率 QDR：Quda Data Rate，四倍速率
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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
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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。
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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。
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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
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