第6章(半导体存储器).ppt

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1、第6章半导体存储器HenanUniversityofTechnology内容提纲概述随机读写存储器(RAM)只读存储器(ROM)存储器的扩展服务国家粮食安全战略需求博士培养项目——粮食信息技术学科方向存储器是计算机的重要组成部分，计算机要执行的指令，以及待处理的数据等都要事先存入存储器中，以实现计算机自动、连续地工作。CPU能直接访问的是内存，外存信息必须先读入内存才能为CPU读取。§6.1概述寄存器——位于CPU中主存——由半导体存储器(ROM/RAM)构成辅存——指磁芯、磁盘、磁带、磁鼓、光盘等大容量存储器，采用磁、光原理工作，以外设

2、的形式存在并被访问高速缓存(Cache)——微处理器中，由静态RAM芯片构成,容量不大，高速，平衡CPU和主存之间的速度差异。微机的存储系统体系结构§6.1概述一、存储器的分类CPU（寄存器）Cache（高速缓存）主存（内存）辅存（外存）从上往下看，存储容量递增，访问速度和单位存储价格递减，被系统访问的频度递减。整体上，获得接近Cache的访问速度和比实际内存更大的等效内存。虚拟存储§6.1概述一、存储器的分类按制造工艺双极(bipolar）型：速度快、集成度低、功耗大MOS（metal-oxidesemiconductor）型：速度慢、集

3、成度高、功耗低按使用属性随机存取存储器RAM：可读可写、断电丢失只读存储器ROM：正常只读、断电不丢失详细分类，请看图示§6.1概述二、半导体存储器的分类半导体存储器只读存储器（ROM）随机存取存储器（RAM）静态RAM（SRAM）动态RAM（DRAM）非易失RAM（NVRAM）掩膜式ROM一次性可编程ROM（PROM）紫外线擦除可编程ROM（EPROM）电擦除可编程ROM（EEPROM）闪速存储器（FlashMemory）§6.1概述组成单元速度集成度应用SRAM触发器快低小容量系统DRAM极间电容慢高大容量系统NVRAM带微型电池慢低小

4、容量非易失§6.1概述掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改PROM：允许一次编程，此后不可更改EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；并允许用户多次擦除和编程EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在线进行擦除和编程，也可多次擦写FlashMemory（闪存）：能够快速擦写的EEPROM，但只能按块（Block）擦除只读存储器ROM§6.1概述三、半导体存储器的主要技术指标用字数位数表示，以位为单位。常用来表示存储芯片的容量，如1KX4位，表示该芯片有1 K个单元，每个存储单元的长度为4位。用字节数表示容量，以字节为单位，如128 B

5、，表示该芯片有128个单元，每个存储单元的长度为8位。1 KB＝210B＝1024 B；1 MB＝220B＝1024 KB；1 GB＝230B＝l024 MB；1TB＝240B＝1024GB。1．存储容量§6.1概述2．存取时间存取时间是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。例如，读出时间是指从CPU向存储器发出有效地址和读命令开始，直到将被选单元的内容读出为止所用的时间。显然，存取时间越小，存取速度越快。3．存储周期连续启动两次独立的存储器操作(如连续两次读操作)所需要的最短间隔时间称为存储周期。它是衡量主存储器工作速度的重要指

6、标。功耗反映了存储器耗电的多少，同时也反映了其发热的程度。4．功耗§6.1概述可靠性一般指存储器对外界电磁场及温度等变化的抗干扰能力。存储器的可靠性用平均故障间隔时间MTBF(MeanTimeBetweenFailures)来衡量。MTBF可以理解为两次故障之间的平均时间间隔。MTBF越长，可靠性越高，存储器正常工作能力越强。5．可靠性集成度指在一块存储芯片内能集成多少个基本存储电路，每个基本存储电路存放一位二进制信息，所以集成度常用位/片来表示。6．集成度7．性能/价格比§6.1概述四、半导体存储器芯片的基本结构地址寄存地址译码存储体控制

7、电路AB数据寄存读写电路DBOEWECS①存储体存储器芯片的主要部分，用来存储信息②地址译码电路根据输入的地址编码来选中芯片内某个特定的存储单元③片选和读写控制逻辑选中存储芯片，控制读写操作§6.1概述1、存储体每个存储单元具有一个唯一的地址，可存储1位（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据存储容量与地址、数据线个数有关：芯片的存储容量＝2M×N＝存储单元数×存储单元的位数M：芯片的地址线根数N：芯片的数据线根数§6.1概述2地址译码电路译码器A5A4A3A2A1A06301存储单元64个单元行译码A2A1A0710列译码A3A4A501

8、764个单元单译码双译码§6.1概述3片选和读写控制逻辑片选端CS*或CE*有效时，可以对该芯片进行读写操作输出OE*控制读操作。有效时，芯片内数据输出该控制端对应系统的读控制线