第三章存储系统二ppt课件.ppt

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1、3.3半导体存储器芯片3.3.3动态RAM芯片(DRAM)SRAM单元电路由一个双稳态触发器电路构成，只要不断电就能长久保持信息，不需刷新，工作稳定可靠。但它也有缺点：功耗大，集成度低。DRAM单元电路恰好克服了这种缺点。DRAM记忆单元电路可以由四个或单个MOS管组成，其存储原理是：利用芯片电容上存储电荷状态的不同来记录信息。用电容来存储信息减少了构成一个存储元所需的晶体管数量，故集成度高；但电容本身不可避免产生漏电，存储器芯片需要周期刷新才能保持信息，所以称为动态存储器，由它做成的随机存取存储器简称为DRAM。1、单管MO

2、S动态存储单元电路(1)电路组成：一只MOS管T和一个电容C。电容C用来存储电荷，控制管T用来控制充放电回路的通断。(2)定义:当电容C上充电至高电平,存入信息为1;当电容C放电至低电平,存入信息为0。字线WTCC’位线D图3.13单管MOS动态存储单元1、单管MOS动态存储单元电路(3)工作原理①写入：字线W加高电平，T管导通。若要写入1，位线D加高电平，D通过T对C充电，电容充有电荷呈高电平V1。若要写入0，位线D加低电平，电容C通过T对D放电，呈低电平V0。字线WTCC’位线D图3.13单管MOS动态存储单元(3)工作原

3、理②保持：字线W加低电平，T管截止。T管截止，使电容C基本没有放电回路。电容上的电荷可以暂时保存约数毫秒，或维持无电荷的0状态。但电容上的电荷总存在泄漏通路，所以需要每隔一定时间，对存储内容重写一遍，即对存1的电容重新充电，称为动态刷新。图3.13单管MOS动态存储单元字线WTCCD位线D③读出：字线W为高电平，T管道通。原存“1”：电容C经T向位线D放电，使D线电平升高；原存“0”：位线D通过T向电容C放电，D线电位将降低。因为读操作后电容C上的电荷数量将发生变化，为“破坏性读出“电路，需要信息读出后重写(或称为再生)。重写

4、是随机的。字线WTCCD位线D图3.13单管MOS动态存储单元116215314413512611710892116VBBDinWERASA0A2A1VDDVSSCASDoutA6A3A4A5VCCA0～A6：地址输入线RAS：行地址选通信号线CAS：列地址选通信号线WE：读写控制信号Din：数据输入线Dout：数据输出线VSS：地VDD=+12VVCC=+5VVBB=-5V(2)内部结构图3.3.4动态RAM芯片(DRAM)2、动态RAM举例(2116芯片)(1)外部引脚及功能(容量为16K×1位)图3.14DRAM芯片21

5、16引脚图R/W控制行地址缓冲器列地址缓冲器行地址译码器64×128存储阵列64×128存储阵列128个输出再生放大器数据输入寄存器数据输出寄存器I/O缓冲器A6A0DoutDinCASRASWE2116芯片(16K×1位)共16384个单管MOS存储元电路排列成128×128的阵列,并将其分为两组,每组为64行×128列.列译码器列译码器图3.152116逻辑结构框图R/W控制行地址缓冲器列地址缓冲器行地址译码器64×128存储阵列64×128存储阵列128个输出再生放大器数据输入寄存器数据输出寄存器I/O缓冲器A6A0Do

6、utDinCASRASWE2116芯片16K的存储器地址码有14位,为节省地址线引脚,该芯片只用了7根地址线,采用分时复用技术,分两次把14位地址送入芯片.RAS将先出现的7位地址送至行地址缓冲器,CAS将后出现的7位列地址送至列地址缓冲器.列译码器列译码器图3.152116逻辑结构框图2选1多路选择器12选1多路选择器2。。。ADDRSELA3-0A10-7A6-4A13-112116RASCASA6-0DINDout1位WE图3.16行/列地址转换控制电路图中，ADDRSEL是行/列地址转换控制信号。当它为0时，地址码的低

7、7位A6-0通过多路选择器；当它为1时，地址码的高7位A13-7通过多路选择器。R/W控制行地址缓冲器列地址缓冲器行地址译码器64×128存储阵列64×128存储阵列128个输出再生放大器数据输入寄存器数据输出寄存器I/O缓冲器A6A0DoutDinCASRASWE行地址由行地址选通信号RAS送至行地址缓冲器，经行地址译码器译码后128条行选择线中的一条为高电平；接着，列地址由列地址选通信号CAS送至列地址缓冲器，经列地址译码器译码后128条列选择线中的一条为高电平。行、列交叉点的存储单元被选中。列译码器列译码器图3.1521

8、16逻辑结构框图R/W控制行地址缓冲器列地址缓冲器行地址译码器64×128存储阵列64×128存储阵列128个输出再生放大器数据输入寄存器数据输出寄存器I/O缓冲器A6A0DoutDinCASRASWE当WE为高电平时，为读操作，把14位地址所指定单元中的数据通过I/O缓冲器