第6章 半导体存储器ppt课件

1、第六章第六章 半导体存储器半导体存储器6.1 概述概述6.2 只读存储器只读存储器ROM）6.3 随机存取存储器随机存取存储器RAM）6.4 存储器的扩展存储器的扩展6.5 存储器的应用存储器的应用6.1 存储器概述存储器概述存储器：专用于存放大量二进制数码的器件存储器：专用于存放大量二进制数码的器件按材料分类按材料分类 1) 1) 磁介质类磁介质类软磁盘、硬盘、磁带、软磁盘、硬盘、磁带、 2) 2) 光介质类光介质类CDCD、DVDDVD、 3) 3) 半导体介质类半导体介质类SDRAMSDRAM、EEPROMEEPROM、FLASH ROMFLASH ROM、按功能分类按功能分类 主要分主

2、要分RAMRAM和和ROMROM两类，不过界限逐渐模糊两类，不过界限逐渐模糊 RAM: SDRAM, RAM: SDRAM, 磁盘，磁盘， ROM: CD, DVD, FLASH ROM, EEPROMROM: CD, DVD, FLASH ROM, EEPROM存储器一般概念存储器一般概念讨论学习半导体介质类存储器件的结构功能和使用特点讨论学习半导体介质类存储器件的结构功能和使用特点半导体存储器分类：半导体存储器分类： RAM (Random Access Memory) 随机存取存储器随机存取存储器ROM (Read Only Memory) 只读存储器只读存储器随机存取存储器：在运行状态

3、可以随时进行读或写操作随机存取存储器：在运行状态可以随时进行读或写操作RAM信息易失：信息易失： 芯片必须供电才能保持存储的数据芯片必须供电才能保持存储的数据SRAMDRAM只读存储器：通过特定方法写入数据，正常工作时只能读出只读存储器：通过特定方法写入数据，正常工作时只能读出ROM信息非易失：信息一旦写入，即使断电也不会丢失信息非易失：信息一旦写入，即使断电也不会丢失ROM (工厂掩膜工厂掩膜)PROM(一次编程一次编程)6.1 存储器概述存储器概述EPROM(多次编程多次编程)双极型双极型MOS型型存储器的主要性能指标：存储器的主要性能指标：容量：存储单元总数容量：存储单元总数bit）存取

4、时间：表明存储器工作速度存取时间：表明存储器工作速度其它：资料、功耗、封装形式等等其它：资料、功耗、封装形式等等6.1 存储器概述存储器概述1Kbit=1024bit=210bit1Kbit=1024bit=210bit128Mbit=134217728bit=227bit128Mbit=134217728bit=227bit字长：一个芯片可以同时存取的比特数字长：一个芯片可以同时存取的比特数1 1位、位、4 4位、位、8 8位、位、1616位、位、3232位等等位等等标称：字数标称：字数位数位数 如如4K4K8 8位位=212=2128=2158=215单元单元bitbit）读操作和写操作时

5、序图：存储器的工作时序关系读操作和写操作时序图：存储器的工作时序关系6.2 只读存储器只读存储器ROM）6.2.1 只读存储器概述只读存储器概述1.特点：特点： 正常条件下只能读出，不能写入；正常条件下只能读出，不能写入；属于组合电路，电路简单，集成度高；属于组合电路，电路简单，集成度高；具有信息的不易失性；具有信息的不易失性；读取时间在读取时间在20ns50ns。 2.ROM2.ROM的分类的分类(1)按制造工艺分按制造工艺分二极管二极管ROMROM双极型双极型ROM(ROM(三极管三极管) )单极型单极型(MOS)(MOS)(2)按存储内容写入方式分按存储内容写入方式分掩膜掩膜ROM(RO

6、M(固定固定ROM)ROM)厂家固化内容；厂家固化内容；可编程可编程ROMROM（ PROM PROM ）用户首次写入时决定内容。用户首次写入时决定内容。（一次写入式）（一次写入式）可编程、可擦除可编程、可擦除ROM ROM （EPROMEPROM）可根据需要改写；可根据需要改写；可编程、电可擦除可编程、电可擦除ROM ROM （EEPROM EEPROM 即即E2PROM E2PROM ）快闪存储器快闪存储器FLASH ROMFLASH ROM6.2.2掩膜掩膜ROM(固化固化ROM) 采用掩膜工艺制作采用掩膜工艺制作ROM时，其存储的数据是由制作过程中的时，其存储的数据是由制作过程中的掩膜

7、板决定的。这种掩膜板是按照用户的要求而专门设计的。因掩膜板决定的。这种掩膜板是按照用户的要求而专门设计的。因此，掩膜此，掩膜ROM在出厂时内部存储的数据就在出厂时内部存储的数据就“固化在里面了，使用固化在里面了，使用时无法再更改。时无法再更改。1.1.基本构成基本构成地址译码器的作用将输入的地址代码译成相应的控制信号，地址译码器的作用将输入的地址代码译成相应的控制信号， 利用这个控制信号从存储矩阵中把指定的单元选出，并把利用这个控制信号从存储矩阵中把指定的单元选出，并把 其中的数据送到输出缓冲器。其中的数据送到输出缓冲器。存储矩阵是由存储单元排列而成，可以由二极管、三极管或存储矩阵是由存储单元

8、排列而成，可以由二极管、三极管或 MOS管构成。每个单元存放一位二值代码。每一个或一组管构成。每个单元存放一位二值代码。每一个或一组 存储单元对应一个地址代码。存储单元对应一个地址代码。输出缓冲器的作用：输出缓冲器的作用：、提高存储器的带负载能力，将高、提高存储器的带负载能力，将高、 低电平转换标准的逻辑电平；低电平转换标准的逻辑电平； 、实现对输出的三态控制，以便与、实现对输出的三态控制，以便与 系统总线连接。系统总线连接。2.2.举例举例4 44 4存储器存储器2 2位地址代码位地址代码A1A1、A0A0给出给出4 4个个不同地址，不同地址，4 4个地址代码分别个地址代码分别译出译出W0W

9、0W3W3上的高电平信号。上的高电平信号。位输出位输出线线111111VccA1A0D3D2D1D0W3W3W2W2W1W1W0W0地址译码器地址译码器存储矩阵存储矩阵END3VccVccA1A0W3W3二极管与门作译码二极管与门作译码A1A000 W01；A1A001 W11；A1A010 W21；A1A011 W31；2.2.举例举例4 44 4存储器续）存储器续）存储矩阵由存储矩阵由4 4个二极管或门组成，个二极管或门组成，当当W0W0W3W3线上给出高电平信号时，线上给出高电平信号时，会在会在D0D0D3D3输出一个二值代码输出一个二值代码位输出线位输出线111111VccA1A0D3

10、D2D1D0W3W3W2W2W1W1W0W0地址译码器地址译码器存储矩阵存储矩阵END3D3W3W3W1W1二极管或门作编码器二极管或门作编码器D3W1W3D2W0W2W3D1 W1W3 D0W0W1W0W0W3W3：字线：字线D0D0D3D3：位线数据线）：位线数据线）A0A0、A1A1：地址线：地址线2.2.举例举例4 44 4存储器续）存储器续）位输出线位输出线111111VccA1A0D3D2D1D0W3W3W2W2W1W1W0W0地址译码器地址译码器存储矩阵存储矩阵END3字线和位线的每个交叉点都是一个存储单元，在交叉点上接字线和位线的每个交叉点都是一个存储单元，在交叉点上接二极管相

11、当于存二极管相当于存1 1，没接二极管相当于存，没接二极管相当于存0 0，交叉点的数目就是，交叉点的数目就是存储容量，写成存储容量，写成“字数字数位数位数的形式的形式D3W1W3D2W0W2W3D1 W1W3 D0W0W1存储内容真值表存储内容真值表地地 址址数数 据据A1 A0D3 D2 D1 D00 00 1 01 10 1 0 11 0 1 10 1 0 01 1 1 0m1m1m3m3m0m0m2m2m3m3m1m1m3m3m0m0m1m1地地 址址数数 据据A1 A0D3 D2 D1 D00 00 1 01 10 1 0 11 0 1 10 1 0 01 1 1 01A1A0A0AD

12、3D2D1D0与阵列与阵列或或阵阵列列W1W1W0W0W2W2 W3W3简化简化ROMROM点阵图点阵图字输出：字输出：D3D2D1D0D3D2D1D0随着地址的不同有不同的数据。随着地址的不同有不同的数据。位输出：位输出：D3D3、D2D2、D1D1、D0D0每根位线，由不同的最小项组成，每根位线，由不同的最小项组成， 可实现组合逻辑函数。可实现组合逻辑函数。D3W1W3D2W0W2W3D1 W1W3 D0W0W1输出方式输出方式3. 基本应用基本应用字应用字应用由地址读出对应的字，由地址读出对应的字， 例实现例实现B码码G码的转换。码的转换。 二进制二进制G3 G2 G1 G000000

13、0 0 000010 0 0 100100 0 1 100110 0 1 001000 1 1 001010 1 1 101100 1 0 101110 1 0 010001 1 0 010011 1 0 110101 1 1 110111 1 1 011001 0 1 011011 0 1 111101 0 0 111111 0 0 0B3B3B2B2B1B1B0B00 5 10 15G3G2G1G0位应用位应用实现组合函数实现组合函数全加器全加器 )7 , 6 , 5 , 3()7 , 4 , 2 , 1 (mCmSii0 5 10 15组合逻辑函数的实现：组合逻辑函数的实现：基本门电路；

14、基本门电路；译码器；译码器；数据选择器；数据选择器；ROMAiAiBiBiCi-1Ci-1SiSiCiCiAi Ai Bi Bi C-1 C-1Si Si CiCi两种表示形式两种表示形式6.2.3 PROM(可编程可编程ROM) PROMPROM只能写一次，一旦写入就不能修改只能写一次，一旦写入就不能修改OTPOTP型）。型）。基本结构同掩模基本结构同掩模ROMROM，由存储矩阵、地址译码和输出电路组成。，由存储矩阵、地址译码和输出电路组成。出厂时在存储矩阵的所有交叉点上都做有存储单元，一般存出厂时在存储矩阵的所有交叉点上都做有存储单元，一般存1 1。存数方法：熔丝法和击穿法。存数方法：熔丝

15、法和击穿法。熔丝法图示熔丝法图示e e熔丝熔丝c cb bVccVcc字线字线位线位线加高电压将熔丝化断，加高电压将熔丝化断，即可将原有的即可将原有的1 1改写为改写为0 0。PROM电路见图电路见图6.6 (p205)6.2.4 EPROM、E2PROM、FLASH ROM电擦除，一般芯片内部带有升压电路，可以直接电擦除，一般芯片内部带有升压电路，可以直接 读写读写EEPROMEEPROM，擦除时间短擦除时间短(ms(ms级级) )，可对单个存储单元擦除。，可对单个存储单元擦除。读出：读出：5V5V；擦除：；擦除：20V20V；写入：；写入：20V20V。EPROMEPROM：光擦除可编程：

16、光擦除可编程ROMROME2PROME2PROM：电擦除可编程：电擦除可编程ROMROMFLASH ROMFLASH ROM：电擦除可编程：电擦除可编程ROMROM紫外线照射擦除，时间长紫外线照射擦除，时间长20203030分钟分钟整片擦除整片擦除写入一般需要专门的工具写入一般需要专门的工具结合结合EPROMEPROM和和EEPROMEEPROM的特点，构成的电路形式简的特点，构成的电路形式简 单，集成度高，可靠性好。单，集成度高，可靠性好。 擦除时间短擦除时间短(ms(ms级级) )，整片擦除、或分块擦除。，整片擦除、或分块擦除。读出：读出：5V5V；写入：；写入：12V12V；擦除：；擦除

17、：12V(12V(整块擦除整块擦除) )1 1、UVEPROM(UVEPROM(紫外光可擦除可编程紫外光可擦除可编程ROMROM） 浮栅是与四周绝缘的一块导体浮栅是与四周绝缘的一块导体 控制栅上加正电压，控制栅上加正电压，P P 型衬底型衬底上部感生出电子，可产生上部感生出电子，可产生N N 型型反型层使反型层使NMOSNMOS管导通管导通 如果浮栅带负电，则在衬底上如果浮栅带负电，则在衬底上部感生出正电荷，阻碍控制栅部感生出正电荷，阻碍控制栅开启开启MOS MOS 管。开启需要更高的管。开启需要更高的电压。电压。 加相同栅电压时，浮栅带电与加相同栅电压时，浮栅带电与否，表现为否，表现为MOS

18、MOS管的通和断管的通和断叠栅叠栅SIMOS管用浮栅是否管用浮栅是否累积有负电荷来存储二值数据。累积有负电荷来存储二值数据。叠栅叠栅MOS管结构管结构EPROM(光擦除可编程光擦除可编程ROM)存存储单元储单元 写入：在漏源极间加上高电压写入：在漏源极间加上高电压(+20V+25V)(+20V+25V)漏极漏极PNPN结反相击穿，产生大量结反相击穿，产生大量高能电子，在栅极高电压脉冲高能电子，在栅极高电压脉冲（+25V,50ms)+25V,50ms)的吸引下，穿透的吸引下，穿透栅极绝缘层，部分堆积在浮栅栅极绝缘层，部分堆积在浮栅上使浮栅带负电上使浮栅带负电 擦除：用紫外线照射使浮栅上擦除：用紫

19、外线照射使浮栅上电子形成光电流释放电子形成光电流释放 擦除时间长，擦除时间长，20302030分钟分钟 整片擦除整片擦除 写入一般需要专门的工具写入一般需要专门的工具2 2、E2PROME2PROM读出、写入、擦除方法见有关资料读出、写入、擦除方法见有关资料 结构特点：浮栅与漏极结构特点：浮栅与漏极N N区延长区有一区延长区有一点交迭并且交迭处的绝缘层厚度很小点交迭并且交迭处的绝缘层厚度很小 写入：控制栅上加高电压，漏极接地即写入：控制栅上加高电压，漏极接地即可对浮栅充电，电子穿透绝缘层积累在可对浮栅充电，电子穿透绝缘层积累在浮栅上浮栅上 擦除：控制栅接地，漏极接高电压即擦除：控制栅接地，漏极

20、接高电压即可对浮栅放电，即为电擦除可对浮栅放电，即为电擦除 读出：读出：Gc=3V,Wi=5VGc=3V,Wi=5V 写入：写入：Gc=Wi=20VGc=Wi=20V脉冲）脉冲） 擦除：擦除：Gc=0, Wi=Bi=20VGc=0, Wi=Bi=20V脉冲）脉冲） 可擦除单个存储单元可擦除单个存储单元 芯片内部带有升压电路芯片内部带有升压电路 工作机理与叠栅工作机理与叠栅MOSMOS管相同管相同隧道隧道MOS管的结构管的结构E2PROM的存储单元的存储单元3、快闪存储器、快闪存储器快闪存储器既吸收了快闪存储器既吸收了EPROM结构简单、编程结构简单、编程可靠的优点，又保留了可靠的优点，又保留了

21、E2PROM用隧道效应擦用隧道效应擦除的快捷特性，而且集成度可以做得很高。除的快捷特性，而且集成度可以做得很高。快闪存储器快闪存储器MOS管的结构管的结构 FLASH ROM存储单元存储单元 写入：利用雪崩击穿产生的大量高能写入：利用雪崩击穿产生的大量高能电子在浮栅上积累电子在浮栅上积累 读出：读出：Wi=5V,Vss=0VWi=5V,Vss=0V 写入：写入：Bj=6V, Gc=12VBj=6V, Gc=12V脉冲，脉冲，Vss=0Vss=0 擦除：擦除：Gc=0V, Vss=12VGc=0V, Vss=12V脉冲脉冲 整片或分块擦除整片或分块擦除 电路形式简单、集成度高、可靠性好电路形式简

22、单、集成度高、可靠性好 工作机理与叠栅工作机理与叠栅MOSMOS管相同管相同 构造：快闪存储器构造：快闪存储器MOS管的源极管的源极 N+ 区区大于漏极大于漏极N+区非对称且浮栅到区非对称且浮栅到P 型型衬底间的氧化绝缘层比衬底间的氧化绝缘层比SIMOS管的更薄管的更薄 擦除：控制栅接地、源级接高电压，擦除：控制栅接地、源级接高电压，利用隧道效应放电利用隧道效应放电6.2.5 EPROM集成芯片及应用举例集成芯片及应用举例EPROM2716 1. EPROM集成芯片集成芯片工作方式工作方式读读 出出未选中未选中待待 机机编编 程程禁止编程禁止编程校验读出校验读出CEOEVPP数据线数据线D7D

23、0的状态的状态0 0 +5V 读出的数据读出的数据 1 +5V 高高 阻阻 1 +5V 高高 阻阻1 +25V 写入的数据写入的数据0 1 +25V 高高 阻阻0 0 +25V 读出校验数据读出校验数据2716工作方式工作方式EEPROM2864（1） 用于存储固定的专用程序或数据用于存储固定的专用程序或数据（2） 利用利用ROM可实现查表可实现查表2. ROM的应用举例的应用举例（3） ROM 用于波形发生器用于波形发生器（4） 利用利用ROM可实现译码组合逻辑等功能可实现译码组合逻辑等功能查表功能查表功能 构造自变量与应变量的函数表构造自变量与应变量的函数表 把自变量值作为地址码，其对应的

24、函数值作为存放在把自变量值作为地址码，其对应的函数值作为存放在该地址内的数据，称为该地址内的数据，称为 “造表造表”；使用时，根据输入的地址就可在输出端得到所需的函使用时，根据输入的地址就可在输出端得到所需的函数值，称为数值，称为“查表查表”A1A2A0D3D2D1D0D/A01000000000001111111111100000000000000000000001111111111124812963ROMD/A计计数数器器CP计数脉冲计数脉冲送示波器送示波器34 oA1A2A0 D3D2D1D0 D/A01000000000001111111111100000000000000000000

25、001111111111124812963t o0例例 利用利用ROM实现的十进制数码显示七段译码）实现的十进制数码显示七段译码） A3 A2 A1 A0 D8 D4 D2 D1 ROM D1 D2 D3 CS D5 D6 D7 a b c d e f g OE a b c d e f g D4 译码或码制变换译码或码制变换 把欲变换的编码作为地址，译码结把欲变换的编码作为地址，译码结果或目的编码作为相应存储单元中的内容果或目的编码作为相应存储单元中的内容 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 1 1 1 1 1 0 7E 0 0 1 1 0 0 0 0 0C 0 1 1 0 1 1 0 1

26、 B6 0 1 1 1 1 0 0 1 9E 0 0 1 1 0 0 1 1 CC 0 1 0 1 1 0 1 1 DA 0 1 0 1 1 1 1 1 FA 0 1 1 1 0 0 0 0 0E 0 1 1 1 1 1 1 1 FE 0 1 1 1 0 0 1 1 CE 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A3 A2 A1 A0 D8 D4 D2 D1 ROM CS a b c d e f g OE ROM D1 D2 D3 D5 D6

27、D7 D4 0000地地址址单单元元的的内内容容对对应应七七段段数数码码0 1000 地地址址单单元元的的内内容容对对应应七七段段数数码码9 这这些些单单元元不不用用 考虑：若填入的考虑：若填入的数值分别是数值分别是7F、0D、B7、9F、CD、DB、FB、0F、FF、CF，译码显示如何？译码显示如何？6.3 随机存储器随机存储器RAMRAM 按功能可分为按功能可分为RAM 按所用器件可分为按所用器件可分为静态静态(SRAM)(SRAM)动态动态(DRAM)(DRAM)双极型双极型 MOS MOS型型RAM的特点：的特点：可随时读写信息，读写速度较快；可随时读写信息，读写速度较快；(2)信息易

28、失性：掉电后数据丢失。信息易失性：掉电后数据丢失。RAM的分类：的分类：RAM的结构框图的结构框图RAM电路通常由存储矩阵、地址译码器和读写控制电电路通常由存储矩阵、地址译码器和读写控制电路三部分组成。路三部分组成。A0Ai行地址译码器行地址译码器.列地址译码器列地址译码器Ai+1An-1存储矩阵存储矩阵读写控制电路读写控制电路CSR/WI/O地址输入地址输入控制输入控制输入数据输入数据输入/输出输出三组输入信号：地址输入、控制输入和数据输入三组输入信号：地址输入、控制输入和数据输入一组输出信号：数据输出一组输出信号：数据输出大容量大容量RAM数据输入输出合为双向端口数据输入输出合为双向端口存

29、储单元数量多，将存储单元排列成矩阵形式存储器阵列）存储单元数量多，将存储单元排列成矩阵形式存储器阵列）阵列中各单元的选择称地址译码阵列中各单元的选择称地址译码A0A1A2A3A4A5A6A7CS0CS1CS255地址译码器地址译码器存储器阵列存储器阵列01255A0A1A2A3CSX0CSX1CSX15行地址译码器行地址译码器列地址译码器列地址译码器A4 A5 A6 A7CSY0CSY1CSY15011516173232241255单译码单译码行列双译码行列双译码地址译码地址译码 存存储储单单元元 Y0 Y1 Y7 A4 X1 X31 X0 列列 地地 址址 译译 码码 器器 行行地地址址译译

30、码码器器 A5 A3 A2 A1 A0 A6 A7 8根列根列地址选地址选择线择线32根行根行地址选地址选择线择线1024个存储单个存储单元，排成元，排成3232的矩阵的矩阵图中的每个地址译码选通时有四个存储单元同时输入输出；图中的每个地址译码选通时有四个存储单元同时输入输出；存储器容量为存储器容量为256字字4位位1024bit存储器存储矩阵结构存储器存储矩阵结构102410244 RAM4 RAM列控制门列控制门行控制门行控制门在内部在内部数据线数据线行选择行选择26266464列选择列选择24241616102410244RAM4RAM存储矩阵存储矩阵&G1G2G3DDR/WCS

31、I/O10001D/DD/D连接存储器内部的各个存储单元，既做数据输入，也作连接存储器内部的各个存储单元，既做数据输入，也作数据输出，可以从数据输出，可以从D D上读取存储器的内容，也可以向存储器上读取存储器的内容，也可以向存储器内部写入。内部写入。输入输出控制电路输入输出控制电路 CS=0, R/W=0 CS=0, R/W=0时时, ,G1,G2G1,G2开通，开通，G3G3三态，三态，I/OI/O上的数据被同时送到上的数据被同时送到D/DD/D上，改变存上，改变存储单元内部内容。储单元内部内容。 CS=0 CS=0、R/W=1R/W=1时：时：G1,G2G1,G2三态，三态，G3G3开通开

32、通D D端数据输出到端数据输出到I/OI/O线上线上 CS=1时，时，G1,G2,G3都是高阻，都是高阻，存储器与输入存储器与输入/输出输出线完全隔离线完全隔离RAMRAM操作时序操作时序要求：要求：了解时序图了解时序图 静态双极静态双极RAMSRAMSRAM存储单元存储单元 D 位 线 VCC D 位 线 Rc Q Rc Q T2 T1 字 选 通 b b e2 e2 e1 e1 T8 T7 VDD T6 T1 T4 T2 T5 T3 Yj (列选择线列选择线) Xi (行选择线行选择线) 数数据据线线 数数据据线线 D D 位位线线 B 位位线线 B 存储存储单元单元 静态静态MOS RA

33、MSRAM）基本基本RS触触发器发器本单元控本单元控制门制门列存储单元公用的列存储单元公用的控制门控制门SRAMSRAM存储单元存储单元 T8 T7 VDD T6 T1 T4 T2 T5 T3 Yj (列选择线列选择线) Xi (行选择线行选择线) 数数据据线线 数数据据线线 D D 位位线线 B 位位线线 B 存储存储单元单元 2. RAM存储单元存储单元Xi =1，T5、T6导通，触发器与位线接通Xi =0，T5、T6截止，截止，触发器与位线隔离触发器与位线隔离Yj =1，T7 、T8均导均导通，触发器的输出才通，触发器的输出才与数据线接通，该单与数据线接通，该单元才能通过数据线传元才能通

34、过数据线传送数据送数据来自行地来自行地址译码器址译码器的输出的输出来自列地来自列地址译码器址译码器的输出的输出 动态动态MOS RAMDRAM） G1 & G2 G3 WR/ R C VDD T3 T2 T1 DO DI “读读” 位位 线线 “写写” 位位 线线 存存储储单单元元 Yj (列列选选择择线线) Xi (行行选选择择线线) 写写入入刷刷新新控控制制 T4 T5 & 3. DRAM存储单元存储单元DRAMDRAM存储数据原理：存储数据原理： 基于基于MOS管栅极电容的电荷存储效应管栅极电容的电荷存储效应DRAMDRAM三个工作过程：三个工作过程： 写入数据写入数据

35、读出数据读出数据 刷新数据刷新数据存储数据的电存储数据的电容容存储单存储单元元写入数写入数据的控据的控制门制门读出数读出数据的控据的控制门制门写入刷写入刷新控制新控制电路电路来自行地来自行地址译码器址译码器的输出的输出来自列地来自列地址译码器址译码器的输出的输出 G1 & G2 G3 WR/ R C VDD T3 T2 T1 DO DI “读读” 位位 线线 “写写” 位位 线线 存存储储单单元元 Yj (列列选选择择线线) Xi (行行选选择择线线) 写写入入刷刷新新控控制制 T4 T5 & 写入数据写入数据若若DI0，电容充电；，电容充电；若若DI1，电容放电。，电容放电。

36、 当当Xi Yj 0时，写入的时，写入的数据由数据由C保存。保存。R/W=0,G1开通，开通，G2被封锁，输入数据被封锁，输入数据DI经经G3反相，被存入反相，被存入电容电容C中。中。&DRAM工作描述工作描述 G1 & G2 G3 WR/ R C VDD T3 T2 T1 DO DI “读读” 位位 线线 “写写” 位位 线线 存存储储单单元元 Yj (列列选选择择线线) Xi (行行选选择择线线) 写写入入刷刷新新控控制制 T4 T5 & 读位线信号分两路，读位线信号分两路，一路经一路经T5 由由DO 输出输出 ；另一路经另一路经G2、G3、T1对存储单元刷新。对存

37、储单元刷新。 R/W=1,G2开通，开通，G1被封锁，被封锁， 读出数据读出数据若若C上充有上充有电荷且使电荷且使T2导通，则读导通，则读位线获得低电平，输出位线获得低电平，输出数据数据0；反之，；反之， T2截止，截止，输出数据输出数据1。&DRAM工作描述工作描述 G1 & G2 G3 WR/ R C VDD T3 T2 T1 DO DI “读读” 位位 线线 “写写” 位位 线线 存存储储单单元元 Yj (列列选选择择线线) Xi (行行选选择择线线) 写写入入刷刷新新控控制制 T4 T5 & 若读位线为低电平，经若读位线为低电平，经过过G3反相后为高电平，反相后

38、为高电平，对电容对电容C充电；充电； 刷新数据刷新数据&若读位线为高电平，经若读位线为高电平，经过过G3反相后为低电平，反相后为低电平，电容电容C放电；放电；当当R/W=1,且且Xi=1时，时，C上的数据经上的数据经T2 、T3到到达达“读位线，然后经读位线，然后经写入刷新控制电路对存写入刷新控制电路对存储单元刷新储单元刷新此时此时,Xi,Xi有效的整个一行存储单元被刷新。由于有效的整个一行存储单元被刷新。由于列选择线列选择线YjYj无效，因此数据不被读出无效，因此数据不被读出DRAM工作描述工作描述利用触发器保存数据利用触发器保存数据写入时在写入时在D D和和/D/D上加上反相信号，

39、引起触发器的翻转即可上加上反相信号，引起触发器的翻转即可数据读出非破坏性，一次写入，可以反复读出数据读出非破坏性，一次写入，可以反复读出存储单元占用管元多，每比特面积大、功耗高存储单元占用管元多，每比特面积大、功耗高动态存储单元动态存储单元利用栅极电容上的存储电荷保存数据利用栅极电容上的存储电荷保存数据写入过程是给电容充电或放电的过程写入过程是给电容充电或放电的过程破坏性读出破坏性读出存储单元管元少、面积小、功耗低、利于海量存储存储单元管元少、面积小、功耗低、利于海量存储需要刷新时序控制需要刷新时序控制存储单元特点比较：存储单元特点比较：静态存储单元静态存储单元(1) SRAM芯片芯片M626

40、4：地址线地址线13根（根（ A12A0 ），数据线），数据线8根根DQ7DQ0）容量为：容量为：8192字字8位常称为位常称为8K 8） A12 A0 CS WR/ D7 D0 8K 8 位位 13 8 MCM6264功能框图功能框图4. RAM产品介绍产品介绍M6264内部结构和外引脚内部结构和外引脚 A2 A3 A4 A5 A7 A8 A9 A11 DQ0 DQ7 E2 VCC VSS A0 A1 A6 A10 A12 行行译译码码器器 存存储储器器阵阵列列 256 行行 32 8 列列 输输入入数数据据控控制制 列列 I/O 列列译译码码器器 E1 W G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 A2 A3 A4 A5 A7 A8 A9 A11 DQ0 DQ7 E2 W VCC VSS A0 A1 A6 A10 A12 E1 NC DQ1 DQ2 DQ6 DQ5 DQ4 DQ3 M CM 6264 G 123456789181716151413121110A2A1A0A3A4A5A6A7A8