北京大学：《微机原理 Microcomputer Principle 微机与接口技术》电子课件_第十五讲 存储器及其接口（二）I/O接口的基本概念、I/O控制方式、DMA接口技术

《微机原理A》 第十五讲:存储器及其接口(二) 主讲老师:王克义

《微机原理A》 第十五讲：存储器及其接口（二） 主讲老师：王克义

公 本讲主要内容 只读存储器RoM 存储器接口技术

本讲主要内容 • 只读存储器ROM • 存储器接口技术

公 151只读存储器RoM (1)掩模式ROM( Masked rom) (2)可编程只读存储器PROM( Programmable ROm) (3)可擦除可编程只读存储器 EPROM( Erasable PROM) EPROM的基本存储单元 EPROM基本存储单元大多采用浮栅MOS管 (F| oating gate Avalanche injection MOS,简记 为 FAMOS管,浮栅雪崩注入MOS管)。 FAM○S管有P沟和N沟两种,P沟浮栅MOS管 EPROM基本存储电路如图151所示

15.1 只读存储器ROM (1) 掩模式ROM(Masked ROM) (2) 可编程只读存储器PROM(Programmable ROM) (3) 可擦除可编程只读存储器EPROM(Erasable PROM) • EPROM的基本存储单元 • EPROM基本存储单元大多采用浮栅MOS管 (Floating gate Avalanche injection MOS，简记 为FAMOS管，浮栅雪崩注入MOS管)。 • FAMOS管有P沟和N沟两种，P沟浮栅MOS管 EPROM基本存储电路如图15.1所示

公 图15.1P沟道浮栅MoS管 EPROM的存储电路 Vcc S(源 So2浮栅(漏极) 线 位线输出 +++P+ N衬底 浮栅管 S 位线

图15.1 P沟道浮栅MOS管EPROM的存储电路 N衬底 P+ + + + P+ S(源极) SiO2 浮栅 D(漏极) D S Vcc 位 线 输 出 位线 浮栅管 行线

公 EPROM芯片上方有一个石英玻璃窗口,当用 定波长(如2537A)一定光强(如12000pwcm2) 的紫外线透过窗口照射时,所有存储电路中浮栅 上的电荷会形成光电流泄放掉,使浮栅恢复初态 般照射20~30分钟后,读出各单元的内容均为 FFH,说明 EPROM中内容已被擦除

• EPROM芯片上方有一个石英玻璃窗口，当用一 定波长(如2537 A)一定光强(如12000 μw/cm２） 的紫外线透过窗口照射时，所有存储电路中浮栅 上的电荷会形成光电流泄放掉，使浮栅恢复初态。 • 一般照射20～30分钟后，读出各单元的内容均为 FFH，说明EPROM中内容已被擦除

公 (4)电可擦除可编程只读存储器 EEPROM(Electrically EPROM) · EPROM虽然可以多次编程,具有较好的灵活 性,但在整个芯片中即使只有一个二进制位需要 修改,也必须将芯片从机器(或板卡)上拔下来利 用紫外线光源擦除后重写,因而给实际使用带来 不便 电可擦除可编程只读存储器 EEPROM也称 E2PROM

(4) 电可擦除可编程只读存储器 EEPROM(Electrically EPROM) • EPROM虽然可以多次编程，具有较好的灵活 性，但在整个芯片中即使只有一个二进制位需要 修改，也必须将芯片从机器(或板卡)上拔下来利 用紫外线光源擦除后重写，因而给实际使用带来 不便。 • 电可擦除可编程只读存储器EEPROM也称 E2PROM

公 在 EEPROM中,使浮动栅带上电荷与消去电荷的 方法与 EPROM是不同的。 ·在EEPR○M中,漏极上面增加了一个隧道二极 管,它在第二栅极(控制栅)与漏极之间的电压VG 的作用下(实际为电场作用下),可以使电荷通过它 流向浮空栅,即起编程作用; ·若vG的极性相反也可以使电荷从浮动栅流向漏 极,即起擦除作用。编程与擦除所用的电流是极小 的,可用普通的电源供给

• 在EEPROM中，使浮动栅带上电荷与消去电荷的 方法与EPROM是不同的。 • 在EEPROM中，漏极上面增加了一个隧道二极 管，它在第二栅极(控制栅)与漏极之间的电压VG 的作用下(实际为电场作用下)，可以使电荷通过它 流向浮空栅，即起编程作用； • 若VG的极性相反也可以使电荷从浮动栅流向漏 极，即起擦除作用。编程与擦除所用的电流是极小 的，可用普通的电源供给

公 ·与 EPROM擦除时把整个芯片的内容全变成“1”不 同, EEPROM的擦除可以按字节分别进行,这是 EEPROM的优点之一。 ·字节的编程和擦除都只需10ms,并且不需要将芯 片从机器上拔下以及诸如用紫外线光源照射等特 殊操作,因此可以在线进行擦除和编程写入 ·这就特别适合在现代嵌入式系统中用 EEPROM保 存一些偶尔需要修改的少量数据

• 与EPROM擦除时把整个芯片的内容全变成“1”不 同，EEPROM的擦除可以按字节分别进行，这是 EEPROM的优点之一。 • 字节的编程和擦除都只需10ms，并且不需要将芯 片从机器上拔下以及诸如用紫外线光源照射等特 殊操作，因此可以在线进行擦除和编程写入。 • 这就特别适合在现代嵌入式系统中用EEPROM保 存一些偶尔需要修改的少量数据

公 (5)闪存( FLASH MEMORY ·闪存也称快擦写存储器,有人也简称之Fash ·从基本工作原理上看,闪存属于ROM型存储器, 但由于它又可以随时改写其中的信息,所以从功 能上看,它又相当于随机存储器RAM 从这个意义上说,传统的ROM与RAM的界限和区 别在闪存上已不明显

(5) 闪存(FLASH MEMORY) • 闪存也称快擦写存储器，有人也简称之Flash。 • 从基本工作原理上看，闪存属于ROM型存储器， 但由于它又可以随时改写其中的信息，所以从功 能上看，它又相当于随机存储器RAM。 • 从这个意义上说，传统的ROM与RAM的界限和区 别在闪存上已不明显

公 1)闪存的主要特点 ①可按字节、区块或页面快速进行擦除和编程操 作,也可按整片进行擦除和编程,其页面访问速 度可达几十至200ns; ②片内有命令寄存器和状态寄存器,因而具有内 部编程控制逻辑,当进行擦除和编程写入时,可 由内部逻辑控制操作

1) 闪存的主要特点 ① 可按字节、区块或页面快速进行擦除和编程操 作，也可按整片进行擦除和编程，其页面访问速 度可达几十至200ns； ② 片内有命令寄存器和状态寄存器，因而具有内 部编程控制逻辑，当进行擦除和编程写入时，可 由内部逻辑控制操作