数字电路与逻辑设计基础配套教学课件项华珍 第7章 半导体存储器.ppt

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1、第7章半导体存储器本章要点本章主要介绍存储器主要技术指标与存储器分类，并介绍了存储器的电路结构特点和工作原理。重点介绍存储器容量的扩展方法以及它的应用。你知道吗？半导体存储器就是能存储大量二值信息（或称作二值数据）的半导体器件。计算机中的硬盘、内存以及我们经常使用的U盘、MP3、MP4以及数字照相机的内存卡和手机的SD卡等等都是半导体存储器。它是属于大规模集成电路，由于计算机以及一些数字系统中要存储大量的数据，因此存储器已经成为是数字系统中不可缺少的组成部分。7.1概述半导体存储器：用于储存大量二进制数据的半导体器件，它

2、是由存储单元矩阵构成。位（bit）：二进制中的一个数码，它是半导体存储器中存储数据的最小单位。字节（Byte）：8位（bit）二进制数。半字节（nibble）：一个字节分为两组，4位为半个字节字（word）：一个完整的信息单位，通常一个字包含一个或多个字节。半导体存储器由存储单元矩阵构成，每个存储单元中要么是0，要么是1，每个矩阵单元可以通过行和列的位置来确定，存储单元矩阵可以有几种不同的构成形式。32个存储单元的半导体存储器半导体存储器的重要指标：1．存储容量指存储器可以容纳的二进制信息量，以存储器中存储地址寄存器（M

3、AR，MemoryAddressRegister）的编址数与存储字位数的乘积表示，M位地址总线、N位数据总线的半导体存储器芯片的存储容量为2M×N位。如，某存储器芯片的MAR为16位，存储字长为8位，则其存储容量为216×8位=64K×8位，64K即16位的编址数。2．存储速度存储器的存储速度可以用两个时间参数表示：“存取时间”(AccessTime)TA和“存储周期”(MemoryCycle)TMC，存储周期TMC略大于存取时间TA。启动一次存储器操作，到完成该操作所经历的时间起动两次独立的存储器操作之间所需的最小时间

4、间隔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两大类：（1）只读存储器（ROM）。其内容只能读取数据，不能快速地随时地修改或重新写入数据。存储的数据不会因断电而消失，即具有非易失性。（2）随机存取存储器（RAM）也叫做读/写存储器。既能方便地读出所存数据，又能随时快速写入新的数据。RAM的缺点是数据易失，即一旦掉电，所存的数据全部丢失。7.2半导体存储器的分类（2）PROM：在出厂时存储内容全为1（或者全为0),用户可根据自己的需要写入，利用通用或专用的编程器，将某些单元改写为0(或为1)。只能写入一次。

5、ROM的分类（按照数据写入方式特点不同）（1）掩模ROM：在制造时，生产厂家利用掩模技术把数据写入存储器中，一旦ROM制成，其存储的数据就固定不变，无法更改。（3）光可擦除可编程ROM（EPROM）：是可编程存储器，其数据不但可以由用户根据自己的需要写入，而且还能擦除重写，所以具有较大的使用灵活性。它的数据的写入需要通用或专用的编程器，其擦除为紫外线照射擦除，为一次全部擦除。（4）OTPROM一次编程只读存储器（OneTimeProgrammableReadOnlyMemory，OPTROM）的写入原理同EPROM，但是

6、为了节省成本，编程写入之后就不再擦除，因此不设置透明窗。（6）快闪存储器（FlashMemory）：是采用浮栅型MOS管，存储器中数据的擦除和写入是分开进行的，数据写入与EPROM相同，一般芯片可以擦除/写入100万次以上。（5）电可擦除可编程ROM（E2PROM）：是采用浮栅技术生产的可编程ROM，但是构成其存储单元的是隧道MOS管，是用电擦除，并且擦除的速度要快的多（一般为毫秒数量级）。E2PROM的电擦除过程就是改写过程，它具有ROM的非易失性，又具备类似RAM的功能，可以随时改写（可重复擦写1万次以上）。ROM存

7、储器的应用实例：BIOS芯片是存放微机基本输入输出程序的只读存贮器，其功能是微机的上电自检、开机引导、基本外设I/O和系统CMOS设置。586以前的BIOS多为可重写EPROM芯片，上面的标签起着保护BIOS内容的作用(紫外线照射会使EPROM内容丢失)，不能随便撕下。586以后的ROMBIOS多采用E2PROM(电可擦写只读ROM)，通过跳线开关和系统配带的驱动程序盘，可以对E2PROM进行重写，方便地实现BIOS升级。ROM存储器的应用实例U盘是采用flashmemory(也称闪存)存储技术的USB设备.USB（U

8、niversalSerialBus）指“通用串行接口”，用第一个字母U命名，所以简称“U盘”。最新的数码存储卡是一种不需要电来维持其内容的固态内存条，也就是闪存。闪存卡可以直接从数码相机上卸下来，然后可以通过读卡器连接到计算机上读出卡内的数据。闪存可以用来存储任何一种计算机数据，而不光是存储数字相片。RAM存储器的分