半导体存储器-ppt课件

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1、第9章半导体存储器半导体存储器（简称存储器）是存储大量二进制数据的逻辑部件。它是数字系统，特别是计算机，不可缺少的组成部分。存储器的容量越大，计算机的处理能力越强，工作速度越快。因此，存储器采用先进的大规模集成电路技术制造，尽可能地提高存储器的容量。本章介绍常用的半导体存储器的结构、工作原理和使用方法。9.1半导体存储器基础9.2随机存取存储器（RAM）9.3只读存储器（ROM）9.4闪存（FlashMemories）9.5存储器容量的扩展第9章半导体存储器9.1半导体存储器基础1.半导体存储器的结构

2、框图存储1或0的电路称为存储单元，存储单元的集合形成存储阵列（通常按行列排成矩阵）。字:存储阵列中二进制数据的信息单位（与计算机不同！）。最小的信息单位是1位（Bit），8位二进制信息称为1个字节(Byte)，4位二进制信息则称为1个半字节(Nibble)。存储器由寻址电路、存储阵列和读写电路组成。为便于对每个字进行必要的操作，存储阵列按字组织成直观的存储结构图。例如，64位存储阵列：8字×8位，16字×4位，64字×1位。字地址位地址位地址字地址位地址字地址每个存储单元的位置由行序号和列序号唯一确定

3、。每个字的行序号称为它的地址，用二进制码表示（An-1…A1A0）；列序号表示二进制位在每个字中的位置。例如，按4位组织的、地址为14的字存储单元的信息是1110。存储单元的总数定义为存储器的容量，它等于存储器的字数和每字位数之积。例如，10位地址码，每字8位，则存储容量为210Bytes=1024Bytes=1kB=8kbits。1MB=220B１GB=230B读操作（取数操作）：输入An-1…A1A0，寻址电路将地址码转换成字线上的有效电平选中字存储单元。在片选信号CS有效和读写信号为高电平时，读

4、写电路通过存储阵列的位线，将选中的字存储单元的m位数据输出到数据总线上Ｄｍ-1…Ｄ1Ｄ0。写操作（存数操作）：输入An-1…A1A0，寻址电路将地址转换成字线上的有效电平选中字存储单元。在片选信号CS有效和读写信号为低电平时，读写电路通过存储阵列的位线将数据总线上的m位数据Ｄｍ-1…Ｄ1Ｄ0写入选中的字存储单元中保存。存储器具有2种基本的操作：写操作和读操作。在复杂的数字系统（例如数字计算机）中，多个功能电路间利用一组公共的信号线（导线或其他传导介质）实现互连，并分时传输信息，这样的一组信号线称为总线

5、。在存储器中，数据总线Ｄｍ-1…Ｄ1Ｄ0是双向总线（输入/输出，常用表示I/Om-1，…，I/O1，I/O0）；地址总线An-1…A1A0和控制总线（CS，）则是单向总线（输入）。在存储器内部，属于同一位的存储单元共用位线，阵列中的存储单元通过位线与读写电路交换数据。2.半导体存储器的分类随机读写存储器的写操作时间和读操作时间相当（都是纳秒级），工作时能够随时快速地读出或写入数据。即工作时读写存储器具有存入和取出数据2种功能。工作时只能快速地读取已存储的数据、而不能快速地随时写入新数据的存储器称为只读

6、存储器（ROM—ReadOnlyMemory）。闪存（FlashMemory）工作时可以进行读或写操作，但闪存的每个存储单元写操作时间长，不能随机写入数据，适合对众多存储单元批量地写入数据。按功能，存储器分为只读存储器、随机读写存储器（或称为存取存储器）和闪存。只读存储器的写操作时间(毫秒级)远比读操作时间（纳秒级）长，数据必须在工作前写入存储器，上电工作后只能从存储器中读出数据，才不影响数字系统的工作速度。按寻址方式，存储器分为顺序寻址存储器和随机寻址存储器。顺序寻址存储器是按地址顺序存入或读出数据

7、，其存储阵列的存储单元连接成移位寄存器。有先进先出（FIFO—FirstInFirstOut）和先进后出（FILO--FirstInLastOut）2种顺序寻址存储器。随机寻址存储器:可以随时从任何一个指定地址写入或读出数据的存储器。随机寻址存储器的寻址电路通常采用1个或2个译码器。采用随机寻址方式的随机读写存储器称为随机存取存储器（RAM—RandomAccessMemory）。只读存储器（ROM）和闪存也采用随机寻址方式。存储器还可分为易失型存储器和非易失型存储器。如果掉电（停电）后数据丢失，则是

8、易失型存储器；否则，是非易失型存储器。RAM是易失型存储器，而ROM和闪存是非易失型存储器。常用存储器的寻址方式和功能存储器功能寻址方式掉电后说明随机存取存储器（RAM）读、写随机寻址数据丢失只读存储器（ROM）读随机寻址数据不丢失工作前写入数据闪存（FlashMemory）读、写随机寻址数据不丢失先进先出存储器（FIFO）读、写顺序寻址数据丢失先进后出存储器（FILO）读、写顺序寻址数据丢失9.2随机存取存储器（RAM）9.2.1静态随机存取存储器（S