《微机原理与接口技术》课程PPT教学课件：第五章 存储系统及半导体存储器

第五章 存储系统及半导体存储器

第五章 存储系统及半导体存储器

半导体存储器的分类 随机存取存储器 要 只读存储器 内 CPU与存储器的连接 容 微机中存储系統的结构

主要内容 半导体存储器的分类 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

半导 今双极性半导体RAM 体 冷动态金属氧化物(MOS)RAM 存4读写存储器 储 令掩膜式ROM 器 ☆可编程ROM( PROM, Programmable ROM) 为 可擦除的PROM( EPROM, Erasable 分类 Programmable ROM) 电可擦除的PROM(E2PROM, Electrically Erasable Programmable ROM)

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,Programmable ROM) ❖可擦除的PROM（EPROM，Erasable Programmable ROM） ❖电可擦除的PROM（E2PROM，Electrically Erasable Programmable ROM）

令基本的存储电路 行选线(字选线) Vcc (X地址) T4 机存取存储器 T 数据线(位线 列选线(Y地址 令典型的静态RAM芯片 6116(2KB×8位)、6264(8KB×8位) 62256(32KB×8位)、628128(128KB×8 位)等

随 机 存 取 存 储 器 静态RAM（SRAM) ❖基本的存储电路 ❖典型的静态RAM芯片 6116（2KB×8位）、6264（8KB×8位）、 62256（32KB×8位）、628128（128KB×8 位）等

令单管动存储电路 字选线工 机存取存储器 数据线 C 图5.5单管动态存储电路 今动态RAM的刷新 为保持电容中的电荷不丢失,必须对动态RAM不断 进行出和再写入

随 机 存 取 存 储 器 动态RAM（DRAM) ❖单管动态存储电路 ❖动态RAM的刷新 为保持电容中的电荷不丢失，必须对动态RAM不断 进行读出和再写入

◆64位动态RAM存储器 芯片2164A的容量为64K×1位,即片内共 有64K(65536)个地址单元,每个地址单 元存放一位数据。需要16条地址线,地址线 机存取存储器 分为两部分:行地址与列地址。 芯片的地址引线只要8条,内部设有地址 锁存器,利用多路开关,由行地址选通信号 变低RAS( Row Address strobe),把先出现 的8位地址,送至行地址锁存器;由随后出 现的列地址选通信号c( Column Address Strobe)把后出现的8位地址送至列地址锁 存器。这8条地址线也用于刷新(刷新时地 址计数,实现一行行刷新)

随 机 存 取 存 储 器 动态RAM（DRAM) ❖64K位动态RAM存储器 芯片2164A的容量为64K×1位，即片内共 有64K（65536）个地址单元， 每个地址单 元存放一位数据。需要16条地址线，地址线 分为两部分：行地址与列地址。 芯片的地址引线只要8条，内部设有地址 锁存器，利用多路开关，由行地址选通信号 变低 （Row Address Strobe），把先出现 的8位地址，送至行地址锁存器；由随后出 现的列地址选通信号 （Column Address Strobe）把后出现的8位地址送至列地址锁 存器。这8条地址线也用于刷新（刷新时地 址计数，实现一行行刷新）。 RAS CAS

2测是搜测测理 个128×128的存储矩阵,有7条行地址和7条列 地址线进行选择。7条行地址经过译码产生128 条选择线。分别选择128行:7条列地址线经过 机存 译码也产生128条选择线,分别选择128列。 128×128128选1128×128 取 NC-1016HVs 存储矩阵行详码在储矩阵 128个读 28个读出 DI 2 15- CAS 刂生放人器 生放人器 存储器 WE3 14H- D 地 28选1(1/2 IO门了输 RAS 4 13-A6 AAAAA 址 列详码 列详 l4)鬥缓冲 AA 锁 611A A,1存128个读 128个读出 山生放人器 生放人器 A710-A A 128×128128选1128×128 GND-8 9A 存储矩阼行详码仔储矩阼 (a)2164引脚 行时钟」列时钟允许输入 RAS缓冲 缓冲 时钟 缓冲 缓冲 WE (b)2164的内部结构

随 机 存 取 存 储 器 64K存储体由4个128×128的存储矩阵构成。每 个128×128的存储矩阵，有7条行地址和7条列 地址线进行选择。7条行地址经过译码产生128 条选择线，分别选择128行；7条列地址线经过 译码也产生128条选择线，分别选择128列

RA6~RA0同时加到4个存储矩阵上,在每 个矩阵中都选中一行,则共有512个存储 机 电路被选中,它们存放的信息被选通至 存 512个读出放大器,经过鉴别、锁存和重 写。锁存在列地址锁存器中的7位列地址 取 存 CA6~CA0(地址总线上的A14~A3),在 每个存储矩阵中选中一列,则共有4个存 储单元被选中。最后经过1/4I/0门电路 (由RA7与CA7控制)选中一个单元,可 以对这个单元进行读写

随 机 存 取 存 储 器 锁存在行地址锁存器中的7位行地址 RA6～RA0同时加到4个存储矩阵上，在每 个矩阵中都选中一行，则共有512个存储 电路被选中，它们存放的信息被选通至 512个读出放大器，经过鉴别、锁存和重 写。锁存在列地址锁存器中的7位列地址 CA6～CA0（地址总线上的A14 ～A8），在 每个存储矩阵中选中一列，则共有4个存 储单元被选中。最后经过1/4 I/O门电路 （由RA7与CA7控制）选中一个单元，可 以对这个单元进行读写

只读存储器ROM,是一种非易失性的半 只导体存储器件。其中所存放的信息可长 读期保存,掉电也不会丢失,常被用来保 存 存固定的程序和数据。在一般工作状态 储下,ROM中的信息只能读出,不能写入。 对可编程的ROM片,可用特殊方法将信 息写入。该过程被称为“编程”。对可 擦除的R0M片,可采用特殊方法将原来 信息擦除,以便再次编程

只 读 存 储 器 只读存储器ROM，是一种非易失性的半 导体存储器件。其中所存放的信息可长 期保存，掉电也不会丢失，常被用来保 存固定的程序和数据。在一般工作状态 下，ROM中的信息只能读出，不能写入。 对可编程的ROM芯片，可用特殊方法将信 息写入，该过程被称为“编程” 。对可 擦除的ROM芯片，可采用特殊方法将原来 信息擦除，以便再次编程

掩膜式R0M一般由生产厂家根据用户的 只 要求定制的。 读 存 字线0 储 地址译码器 字线1 字线2 A 字线3 D2

只 读 存 储 器 掩膜式ROM 掩膜式ROM一般由生产厂家根据用户的 要求定制的