计算机硬件基础-第五章半导体存储器及其接口ppt课件.ppt

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1、第五章半导体存储器及其接口主要内容半导体存储器的分类存储器芯片的主要技术指标随机存取存储器只读存储器CPU与存储器的连接微机中存储系统的结构5.1半导体存储器的分类随机存取存储器双极性半导体RAM动态金属氧化物（MOS)RAM读写存储器掩膜式ROM可编程ROM(PROM,ProgrammableROM)可擦除的PROM（EPROM，ErasableProgrammableROM）电可擦除的PROM（E2PROM，ElectricallyErasableProgrammableROM）1）双极型RAM双极型RAM的主要优点是存取时间短，通常为几纳秒到几十纳秒(ns)。与下面

2、提到的M0S型RAM相比，其集成度低、功耗大，而且价格也较高。因此，双极型RAM主要用于要求存取时间非常短的特殊应用场合。2）MOS型RAM用MOS器件构成的RAM又可分为静态读写存储器(SRAM)和动态读写存储器（DRAM）。（1）SRAM的存储元由双稳态触发器构成。双稳态触发器有两个稳定状态，可用来存储一位二进制信息。只要不掉电，其存储的信息可以始终稳定地存在，故称其为“静态”RAM。SRAM的主要特点是存取时间短（几十到几百纳秒），外部电路简单，便于使用。常见的SRAM芯片容量为1KB~64KB之间。SRAM的功耗比双极型RAM低，价格也比较便宜。（2）DRAM的存

3、储元以电容来存储信息，电路简单。但电容总有漏电存在，时间长了存放的信息就会丢失或出现错误。因此需要对这些电容定时充电，这个过程称为“刷新”，即定时地将存储单元中的内容读出再写入。由于需要刷新，所以这种RAM称为“动态”RAM。DRAM的存取速度与SRAM的存取速度差不多。其最大的特点是集成度非常高，目前DRAM芯片的容量已达几百兆比特。其它的优点还有功耗低，价格比较便宜。由于用MOS工艺制造的RAM集成度高，存取速度能满足各种类型微型机的要求，而且其价格也比较便宜，因此，现在微型计算机中的内存主要由MOS型DRAM组成。读写存储器掩模式ROM是芯片制造厂根据ROM要存储的

4、信息，对芯片图形（掩膜）通过二次光刻生产出来的，故称为掩模ROM。其存储的内容固化在芯片内，用户可以读出，但不能改变。这种芯片存储的信息稳定，成本最低。适用于存放一些可批量生产的固定不变的程序或数据。2）可编程R0M（PROM）如果用户要根据自己的需要来确定R0M中的存储内容，则可使用可编程ROM（PR0M）。PROM允许用户对其进行一次编程-写入数据或程序。一旦编程之后，信息就永久性地固定下来。用户可以读出其内容，但再也无法改变它的内容。3）可擦除的PR0M上述两种芯片存放的信息只能读出而无法修改，这给许多方面的应用带来不便。由此又出现了两类可擦除的R0M芯片。这类芯片

5、允许用户通过一定的方式多次写入数据或程序，也可修改和擦除其中所存储的内容，且写入的信息不会因为掉电而丢失。由于这些特性，可擦除的PR0M芯片在系统开发、科研等领域得到了广泛的应用。可擦除的PR0M芯片因其擦除的方式不同可分为两类：一是通过是紫外线照射（约20分钟左右）来擦除，这种用紫外线擦除的PROM称为EPROM；另外一种是通过电的方法（通常是加上一定的电压）来擦除，这种PROM称为EEPROM（或E2PROM）。芯片内容擦除后仍可以重新对它进行编程，写入新的内容。擦除和重新编程都可以多次进行。但有一点要注意，尽管EPROM（EEPROM）芯片既可读出也可以对其编程写入

6、和擦除，但它们和RAM还是有本质区别的。首先它们不能够象RAM芯片那样随机快速地写入和修改，它们的写入需要一定的条件（这一点将在后面详细介绍）；另外，RAM中的内容在掉电之后会丢失，而EPROM（EEPROM）则不会，其上的内容一般可保存几十年。5.2存储器芯片的主要技术指标1．存储容量存储器芯片的存储容量用“存储单元个数×每存储单元的位数”来表示。例如，SRAM芯片6264的容量为8K×8bit，即它有8K个单元（1K=l024），每个单元存储8位（一个字节）二进制数据。DRAM芯片NMC4l257的容量为256K×lbit，即它有256K个单元，每个单元存储1位二进制

7、数据。各半导体器件生产厂家为用户提供了许多种不同容量的存储器芯片，用户在构成计算机内存系统时，可以根据要求加以选用。当然，当计算机的内存确定后，选用容量大的芯片则可以少用几片，这样不仅使电路连接简单，而且功耗也可以降低。2．存取时间和存取周期存取时间又称存储器访问时间，即启动一次存储器操作（读或写）到完成该操作所需要的时间。CUP在读写存储器时，其读写时间必须大于存储器芯片的额定存取时间。如果不能满足这一点，微型机则无法正常工作。存取周期是连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间。若令存取时间为tA，存取周期为TC，则二