第5章 半导体存储器

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1、第五章半导体存储器(semiconductormemory)按工艺分为双极型、MOS型双极型有射极耦合逻辑（ECL）电路肖特基（Schottky）TTL电路（慢于ECL）双极型速度快，但功耗大，成本高（常用于高速缓存）MOS功耗低，成本低（常作微机內存）按读写工作方式可分为随机存取存储器和只读存储器两个重要指标是存储容量和存取速度·芯片存储容量＝单元数×数据线位数，如8K×8位等·存取速度指从CPU给出有效的存储器地址到存储器输出有效数据所需要的时间。高速小于20ns，中速100~200ns，低速在300ns以上。§5.1随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）一

2、．RAM的组成1．存储矩阵将基本的存储单元配置成一定的阵列并进行编址，有N×1、N×4、N×8等N×1称位结构，N×4、N×8称字结构2．地址译码器·单译码编址：字线选择某字的所有位·双译码编址：分行、列两个译码器，行列交点即选中单元（字的所有位）（参见P134，F6-4）3．控制电路片选端：CS=0，芯片选中工作（芯片允许）CS=1，芯片未选中（高阻）或：CE=0，芯片开放CE=1，芯片高阻读/写端：R/W=1，读（或记R/W）R/W=0，写4．三状态双向缓冲器二．静态RAM非破坏性读出，只要不断电保持在存储电路中的信息就不会丢失`一个基本存储单元一般由6个晶体管组成（P134，F

3、6-3）T1T2放大，T3T4负载，T1~T4组成双稳态触发器，T5T6控制·Intel2114，NMOS静态RAM（P136，F6-5）18脚，1K×4位，组成64×64矩阵，最大功耗525mwA3~A8行译码（地址线6条，X=26=64个）A0、A1、A2、A9列译码（地址线4条，Y=24=16个，每个4位）时序：读周期：写周期：三．动态RAM一个基本存储单元由一个晶体管组成，数据信息存储在极间电容上，破坏性读出（P136，F6-6）动态存储器的刷新：由于读出是破坏性的，存储时间长电荷会泄漏因而必须刷新刷新实际上是一个读写过程，只是信息没有送到数据线上．刷新是按存储矩阵的行进行的

4、，在矩阵的每个位线上都有一个读出放大器，当选中某行时就对该行的所有单元读出再写回，完成刷新．由于刷新时无列地址，信号不能输出．每个单元必须在2ms内刷新一次，才能保证信息不丢失(1)2ms内等间隔刷新如对128×128的Intel2116，若每15µs刷新一行，则1.92ms可刷新所有行IBMPC/XT使用4164，为64K×1RAM，内部为4个128×128，每次（隔15.6µs）刷新4×128个单元，用8253-5计数器的通道每15.12µs请求8237-5的通道0刷新一次(2)在2ms内集中一段时间刷新若刷新一次需0.5µs，则128行需64µs，这段时间内存储器不能进行读写操

5、作，故称之为死时间(3)在一个指令周期中利用CPU不进行访问存储器的时间刷新如Z80CPU在指令译码时不访问存储器Intel2116动态RAM（P138，F6-7）16脚双列，16K×1位存储矩阵为128×128（2个64×128）A0~A6：地址输入用7根地址先分时作行、列地址选择，用RAS作行选通信号，CAS作列选通信号，与CPU连接必须经过行列选通信号发生器和地址多路转化器CAS：列地址选通RAS：行地址选通兼作刷新地址选通，在刷新过程中RAS低电平，CAS高电平，使每一行所有单元在一个周期内同时刷新DIN：数据入DOUT：数据出WE：写开放VBB：-5VVCC：+5VVDD：

6、+12VVSS：地·准静态RAM：采用内部自刷新，从外部上看是个静态RAM四．PC机采用的主存储器1．FPMDRAM（FastPageModeDRAM，快速页面模式DRAM）读取速度60~80ns，一组DRAM安装在一块印制板上成为SIMM内存条（SingleIn-lineMemoryModule，单列直插内存模块），30线（386、486主板上）或72线（486、586主板上）2．EDODRAM（ExtendedDataOutDRAM，扩展数据输出DRAM）读取速度50~60ns，72线，SIMM封装（586主板上）3．SDRAM（SynchronousburstDRAM，同步突发

7、DRAM）双存储体结构，突发模式，两个存储阵列一个被CPU读取数据时，另一个做好被读取的准备，两者相互自动切换，与CPU外频同步（不用等待），速度可达6ns一组DRAM安装在一块印制板上成为DIMM内存条（DualIn-lineMemoryModule，双列直插内存模块），印制板单面84线，双面168线，3.3V，数据宽度64位，PC机主流内存4．DDR（DoubleDataRate，双倍数据速率SDRAM）数据线有特殊电路，可在时钟上下沿都传输数据，每个