第七章半导体存储器

第七章 半导体存储器数字信息在运算或处理过程中，需要使用专门的存储器进行较长时间的存储，正是因为有了存储器，计算机才有了对信息的记忆功能。

存储器的种类很多，本章主要讨论半导体存储器。

半导体存储器以其品种多、容量大、速度快、耗电省、体积小、操作方便、维护容易等优点，在数字设备中得到广泛应用。

目前，微型计算机的内存普遍采用了大容量的半导体存储器。

存储器——用以存储一系列二进制数码的器件。

半导体存储器的分类根据使用功能的不同，半导体存储器可分为随机存取存储器（RAM —Random Access Memory ）和只读存储器（ROM —Read-Only memory ）。

按照存储机理的不同，RAM 又可分为静态RAM 和动态RAM 。

存储器的容量存储器的容量=字长（n ）×字数（m ）7.1随机存取存储器（RAM ）随机存取存储器简称RAM ，也叫做读/写存储器，既能方便地读出所存数据，又能随时写入新的数据。

RAM 的缺点是数据的易失性，即一旦掉电，所存的数据全部丢失。

一． RAM 的基本结构由存储矩阵、地址译码器、读写控制器、输入/输出控制、片选控制等几部分组成。

存储矩阵读/写控制器地址译码器地址码输片选读/写控制输入/输出入图7.1—1 RAM 的结构示意框图1. 存储矩阵RAM 的核心部分是一个寄存器矩阵，用来存储信息，称为存储矩阵。

图7.1—5所示是1024×1位的存储矩阵和地址译码器。

属多字1位结构，1024个字排列成32×32的矩阵，中间的每一个小方块代表一个存储单元。

为了存取方便，给它们编上号，32行编号为X 0、X 1、…、X 31，32列编号为Y 0、Y 1、…、Y 31。

这样每一个存储单元都有了一个固定的编号（X i 行、Y j 列），称为地址。

11113131131********列 译 码 器行译码器...........位线位线位线位线位线位线.......X X X Y Y Y 0131131A A A A A A A A A A 地 址 输 入地址输入0123456789D D数据线....图7.1－5 1024×1位RAM 的存储矩阵2． 址译码器址译码器的作用，是将寄存器地址所对应的二进制数译成有效的行选信号和列选信号，从而选中该存储单元。

第七章7.1概述半导体存储器2存储器的存储媒介有多种，应用范围也非常广泛。

软磁盘磁带硬盘光盘内存条优盘数码相机用SM卡半导体存储器：址用半別本器件跌朴備以』二忻信出吐称-艄址据）的人规榄块城电舞.特点*集诫丿恥缸伟积小.⑷靠性扁、仰幡他、外I和也辟耐甲H域円卸」、便仃1动化批附卜:产”应用：半与体打Gk搭匸腔用ri卞fv机Ml数了乐统中* f「敏用jf乩灼据、養料译.祥檔器耳数字離统不可缺少的组成部分”评价frffls性能的SSffi标：存储踽轴怎瞰理Kt7.1桶适概述第半导体存借<①只读存tt»(R<)M)正常工作时•只腌从小读取》据・不能快速地随时修改诚入》粥・优点r 电路结枸简m.断电后救据不公丢失.铁点：只适用于％«崗定的数据•1)M«kOM：敷掘衽制作时己経确定.无法更改・2)可ttSROM (PROMt Programmable)«据可以由用户«据需要頁入.但一经写入就不能再修改.3)可*除的可《稈(EHROM. Erasable)««不但可以由用户««需要耳入.而ft还他採除重耳.便用灵活・«外tt可掠除U\ EPROM, lllnivinki).写入的tt据可用*外tt*Nh用户可以多次改耳存的ft据・电可*除尸PRCM (Electrically):* -代K2PROM!快(HBibMenonJ*七章*导体存储》M «述②ffi机存ttS (RAM)iF常工件状巻卜••町以前时向仔飾崙电吗入数押或从中读lllttftG斷电后信息丢失・尸1)静态角机(SRAM. Static)容*小，存取理度比动歩存快.12)动窈|$机存収8 (DRAM. Dyn—ic )笳构简单・集成度远高于SRA5L需定期刷新•\7.2只读存储器（ROM〉.kr 汁暗怦！Li, H I RuM< m*」* (Pd訂叭昇Progr^mmabk)•汕J；忙:的「:；竭种<£}*阳（》%1一Erasable），腿艸纯眄理障（I \ FPRO\t. I I屮Mt( Electrteaily):if—f弋iTFltOM；佚囚疗储itt 1( Hiiili Mtmon )\第七章7.2只读存储器（ROM）半导体存储器10 721掩模只读存储器（Mask ROM）根据用户要求而专门设计掩模板，把数据固化”在ROM中。

第7章半导体存储器内容提要半导体存储器是存储二值信息的大规模集成电路，本章主要介绍了（1）顺序存取存储器（SAM）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）的工作原理。

（2）各种存储器的存储单元。

（3）半导体存储器的主要技术指标和存储容量扩展方法。

（4）半导体存储器芯片的应用。

教学基本要求掌握：（1）SAM、RAM和ROM的功能和使用方法。

（2）存储器的技术指标。

（3）用ROM实现组合逻辑电路。

理解SAM、RAM和ROM的工作原理。

了解：（1）动态CMOS反相器。

（2）动态CMOS移存单元。

（3）MOS静态及动态存储单元。

重点与难点本章重点：（1）SAM、RAM和ROM的功能。

（2）半导体存储器使用方法（存储用量的扩展）。

（3）用ROM 实现组合逻辑电路。

本章难点：动态CMOS 反相器、动态CMOS 移存单元及MOS 静态、动态存储单元的工作原理。

7.1■■■■■■■■■半导体存储器是存储二值信息的大规模集成电路，是现代数字系统的 重要组成部分。

半导体存储器分类如下：I 融+n 右西方性翼静态（SRAM ）（六管MO 白静态存储单元） 随机存取存储器〔^^'｛动态侬^1口3网又单管、三管动态则□吕存储单元） 一固定艮cmil 二极管、M 口号管） 可编程RDM （PROM ）［三极管中熠丝上可擦除可编程ROM （EPROM ）［叠层栅管、雪崩j1-电可擦除可编程良口财（EEPROM^【叠层栅管、隧道）按制造工艺分，有双极型和MOS 型两类。

双极型存储器具有工作速度快、功耗大、价格较高的特点。

MOS 型存储器具有集成度高、功耗小、工艺简单、价格低等特点。

按存取方式分，有顺序存取存储器（SAM ）、随机存取存储器（RAM ）和只读存储器（ROM ）三类。

（1）顺序存取存储器（简称SAM ）：对信息的存入（写）或取出（读）是按顺序进行的，即具有“先入先出”或“先入后出”的特点。

（2）随机存取存储器（简称RAM ）：可在任何时刻随机地对任意一个单元直接存取信息。