《半導(dǎo)體存儲(chǔ)器》PPT課件.pptx

《《半導(dǎo)體存儲(chǔ)器》PPT課件.pptx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《半導(dǎo)體存儲(chǔ)器》PPT課件.pptx（41頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第 6章 半 導(dǎo) 體 存 儲(chǔ) 器 本 章 要 點(diǎn) 本 章 主 要 介 紹 靜 態(tài) 隨機(jī) 存 儲(chǔ) 器 與 動(dòng) 態(tài) 隨 機(jī) 存 儲(chǔ)器 的 電 路 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 和 工 作原 理 ， 并 且 概 括 地 介 紹 了只 讀 存 儲(chǔ) 器 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 和只 讀 存 儲(chǔ) 器 的 類 型 。 重 點(diǎn)介 紹 存 儲(chǔ) 器 的 擴(kuò) 展 方 法 。 動(dòng) 態(tài) MOS存 儲(chǔ) 單 元 6.1 概 述 半 導(dǎo) 體 存 儲(chǔ) 器 ： 用 于 儲(chǔ) 存 大 量 二 進(jìn) 制 數(shù) 據(jù) 的 半 導(dǎo)體 器 件 ， 它 是 由 存 儲(chǔ) 單 元 矩 陣 構(gòu) 成 。 位 （ bit） ： 二 進(jìn) 制 中 的 一 個(gè) 數(shù) 碼 ， 它 是

2、半 導(dǎo) 體 存 儲(chǔ) 器 中 存儲(chǔ) 數(shù) 據(jù) 的 最 小 單 位 。 字 節(jié) （ Byte） ： 8位 （ bit） 二 進(jìn) 制 數(shù) 。 半 字 節(jié) （ nibble） ： 一 個(gè) 字 節(jié) 分 為 兩 組 ， 4位 為 半 個(gè) 字 節(jié) 字 （ word） ： 一 個(gè) 完 整 的 信 息 單 位 ， 通 常 一 個(gè)字 包 含 一 個(gè) 或 多 個(gè) 字 節(jié) 。 半 導(dǎo) 體 存 儲(chǔ) 器 由 存 儲(chǔ) 單 元 矩 陣 構(gòu) 成 ， 每 個(gè) 存 儲(chǔ) 單元 中 要 么 是 0， 要 么 是 1， 每 個(gè) 矩 陣 單 元 可 以 通 過(guò) 行 和列 的 位 置 來(lái) 確 定 ， 存 儲(chǔ) 單 元 矩 陣 可 以 有 幾 種

3、 不 同 的 構(gòu)成 形 式 。 32個(gè) 存 儲(chǔ) 單 元 的 半 導(dǎo) 體 存 儲(chǔ) 器 半 導(dǎo) 體 存 儲(chǔ) 器 的 重 要 指 標(biāo) ： 1 存 儲(chǔ) 容 量 指 存 儲(chǔ) 器 可 以 容 納 的 二 進(jìn) 制 信 息 量 ， 以 存 儲(chǔ) 器 中 存 儲(chǔ) 地 址寄 存 器 （ MAR， Memory Address Register） 的 編 址 數(shù) 與 存儲(chǔ) 字 位 數(shù) 的 乘 積 表 示 ， M位 地 址 總 線 、 N位 數(shù) 據(jù) 總 線 的 半 導(dǎo) 體存 儲(chǔ) 器 芯 片 的 存 儲(chǔ) 容 量 為 2M N位 。如 ， 某 存 儲(chǔ) 器 芯 片 的 MAR為 16位 ， 存 儲(chǔ) 字 長(zhǎng) 為 8位 ， 則

4、其 存儲(chǔ) 容 量 為 216 8位 = 64K 8位 ， 64K即 16位 的 編 址 數(shù) 。 2 存 儲(chǔ) 速 度 存 儲(chǔ) 器 的 存 儲(chǔ) 速 度 可 以 用 兩 個(gè) 時(shí) 間 參 數(shù) 表 示 ：“ 存 取 時(shí) 間 ” (Access Time) T A 和 “ 存 儲(chǔ) 周期 ” (Memory Cycle)TMC ， 存 儲(chǔ) 周 期 TMC略 大 于 存 取 時(shí)間 TA。啟 動(dòng) 一 次 存 儲(chǔ) 器 操作 ， 到 完 成 該 操 作所 經(jīng) 歷 的 時(shí) 間 起 動(dòng) 兩 次 獨(dú) 立 的 存儲(chǔ) 器 操 作 之 間 所 需的 最 小 時(shí) 間 間 隔 6.2隨 機(jī) 存 儲(chǔ) 器 隨 機(jī) 存 取 存 儲(chǔ) 器

5、也 稱 隨 機(jī) 存 儲(chǔ) 器 或 隨 機(jī) 讀 /寫 存 儲(chǔ) 器（ RANDOM - ACCESS MEMORY ） ， 簡(jiǎn) 稱 RAM。 RAM工 作時(shí) 可 以 隨 時(shí) 從 任 何 一 個(gè) 指 定 的 地 址 寫 入 (存 入 )或 讀 出 (取 出 )信 息 ,分 為 靜 態(tài) 隨 機(jī) 存 取 存 儲(chǔ) 器 ( SRAM ) 和 動(dòng) 態(tài) 隨 機(jī) 存 取 存 儲(chǔ) 器 ( DRAM ) 。（ 1） SRAM （ STATIC RANDOM - ACCESS MEMORY ） MOS管 組 成 的 單 極 型 SRAM是 由 6個(gè) MOS管 組 成 的 雙 穩(wěn)態(tài) 觸 發(fā) 電 路 。 SRAM的 特 點(diǎn)

6、是 只 要 電 源 不 撤 除 ， 寫 入 SRAM的信 息 將 不 會(huì) 消 失 ， 不 需 要 刷 新 電 路 。 同 時(shí) 再 讀 出 時(shí) 不 破 壞 原 存信 息 ， 一 經(jīng) 寫 入 可 多 次 讀 出 。 SRAM的 功 耗 較 大 ， 容 量 較 小 ，存 取 速 度 較 快 。 （ 2） DRAM（ Dynamic RANDOM - ACCESS MEMORY ） DRAM是 利 用 MOS管 的 柵 極 對(duì) 其 襯 底 間 的 分 布 電 容 來(lái) 保存 信 息 ， 以 儲(chǔ) 存 電 荷 的 多 少 ， 即 電 容 端 電 壓 的 高 低 來(lái) 表 示 “ 1”和 “ 0”。 DRAM的

7、 每 個(gè) 存 儲(chǔ) 單 元 所 需 的 MOS管 較 少 ， 可 以 由 4管 、 3管 和 單 管 MOS組 成 ， 因 此 DRAM的 集 成 度 較 高 、 功 耗 也低 。 但 缺 點(diǎn) 是 保 存 在 DRAM中 的 信 息 MOS管 柵 極 分 布 電 容上 的 電 荷 會(huì) 隨 著 電 容 器 的 漏 電 而 逐 漸 消 失 ， 一 般 信 息 保 存 時(shí) 間為 2ms左 右 。 為 了 保 存 DRAM中 的 信 息 ， 每 隔 1 2ms要 對(duì) 其 刷新 一 次 ， 因 此 采 用 DRAM的 計(jì) 算 機(jī) 必 須 配 置 刷 新 電 路 。 另 外 ，DRAM的 存 取 速 度 較

8、 慢 ， 容 量 較 大 。 一 般 微 機(jī) 系 統(tǒng) 中 的 內(nèi) 存 都采 用 DRAM 。 6.2.1 靜 態(tài) 隨 機(jī) 存 儲(chǔ) 器 1 電 路 結(jié) 構(gòu) SRAM主 要 由 存 儲(chǔ) 矩 陣 、 地 址 譯 碼 器 和 讀 /寫 控 制 電 路 三 部 分組 成 。 SRAM結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 存 儲(chǔ) 矩 陣 由 許 多 存 儲(chǔ) 單 元 排 列 組 成 ， 每 個(gè) 存 儲(chǔ) 單 元 能存 放 一 位 二 值 信 息 (0或 1)， 在 譯 碼 器 和 讀 /寫 電 路 的 控 制下 ， 進(jìn) 行 讀 /寫 操 作 。說(shuō) 明 ： 地 址 譯 碼 器 一 般 都 分 成 行 地 址 譯 碼 器 和 列

9、地 址 譯 碼 器兩 部 分 ， 行 地 址 譯 碼 器 將 輸 入 地 址 代 碼 的 若 干 位 A0Ai譯成 某 一 條 字 線 有 效 ， 從 存 儲(chǔ) 矩 陣 中 選 中 一 行 存 儲(chǔ) 單 元 ；列 地 址 譯 碼 器 將 輸 入 地 址 代 碼 的 其 余 若 干 位 (Ai+1An-1)譯成 某 一 根 輸 出 線 有 效 ， 從 字 線 選 中 的 一 行 存 儲(chǔ) 單 元 中 再選 一 位 (或 n位 )， 使 這 些 被 選 中 的 單 元 與 讀 /寫 電 路 和I/O(輸 入 /輸 出 端 )接 通 ， 以 便 對(duì) 這 些 單 元 進(jìn) 行 讀 /寫 操 作 。 讀 /寫

10、控 制 電 路 用 于 對(duì) 電 路 的 工 作 狀 態(tài) 進(jìn) 行 控 制 。 CS稱為 片 選 信 號(hào) ， 當(dāng) CS=0時(shí) ， RAM工 作 ； CS=1時(shí) ， 所 有 I/O端 均 為 高 阻 狀 態(tài) ， 不 能 對(duì) RAM進(jìn) 行 讀 /寫 操 作 。 R/W稱 為讀 /寫 控 制 信 號(hào) 。 R/ W=1 時(shí) ， 執(zhí) 行 讀 操 作 ， 將 存 儲(chǔ) 單 元 中的 信 息 送 到 I/O端 上 ； 當(dāng) R/ W=0時(shí) ， 執(zhí) 行 寫 操 作 ， 加 到I/O端 上 的 數(shù) 據(jù) 被 寫 入 存 儲(chǔ) 單 元 中 。 2 SRAM的 靜 態(tài) 存 儲(chǔ) 單元 六 管 NMOS存 儲(chǔ) 單 元 說(shuō) 明 ：

11、V1V4管 ： 構(gòu) 成 基 本 RS觸 發(fā) 器 ，用 于 存 儲(chǔ) 數(shù) 據(jù) ； V5、 V6管 ： 行 選 通 管 ， 受 行 選 線X控 制 。 X=0時(shí) ， 兩 個(gè) 管 子 截 止 ；X=1時(shí) ， 兩 個(gè) 管 子 導(dǎo) 通 ， 存 儲(chǔ) 的 數(shù)據(jù) 送 到 位 線 上 ； V 7、 V8管 ： 列 選 通 管 ， 受列 選 線 Y控 制 ， 列 選 線 Y為 高電 平 時(shí) ， 位 線 上 的 信 息 被 分 別送 至 輸 入 輸 出 線 ， 從 而 使 位 線上 的 信 息 同 外 部 數(shù) 據(jù) 線 相 通 。 工 作 原 理 ： 讀 出 操 作 : 當(dāng) 行 選 線 X和 列 選 線 Y同 時(shí)為 “

12、 1”， 則 存 儲(chǔ) 信 息 Q和 Q被讀 到 I/O線 和 I/O線 上 。 寫 入 信 息 操 作 當(dāng) X、 Y線 為 “ 1”時(shí) ， 將 要 寫 入 的 信 息 加 在 I/O線 上 ，經(jīng) 反 相 后 I/O線 上 有 其 相 反 的 信 息 。 信 息 經(jīng) V 7、 V8 和 V5、V6加 到 觸 發(fā) 器 的 Q端 和 Q端 ， 也 就 是 加 在 了 V3和 V1的 柵 極 ，從 而 使 觸 發(fā) 器 觸 發(fā) ， 即 信 息 被 寫 入 。 由 于 CMOS電 路 具 有 微 功 耗 的 特 點(diǎn) ， 目 前 大 容 量 的 靜 態(tài)RAM中 幾 乎 都 采 用 CMOS存 儲(chǔ) 單 元 。

13、 六 管 CMOS存 儲(chǔ) 單 元P溝 道 增強(qiáng) 型 SRAM芯 片 HM6116簡(jiǎn) 介 HM6116是 一 種 2048 8位 （ 2K 8） 的 高 速 靜 態(tài)CMOS隨 機(jī) 存 取 存 儲(chǔ) 器 ， 完 全 靜 態(tài) 無(wú) 需 時(shí) 鐘 脈 沖 與 定 時(shí) 選 通 脈 沖 。 高 速 度 ： 存 取 時(shí) 間 為 100ns 120ns 150ns 200ns(分 別 以 611610，611612， 6116115， 611620為 標(biāo) 志 )； 低 功 耗 運(yùn) 行 時(shí) 為 150mW， 空 載 時(shí) 為 100mW； 與 TTL兼 容 ； 管 腳 引 出 與 標(biāo) 準(zhǔn) 的 2K 8的 芯 片 (例

14、如 2716芯 片 )兼 容 ；其 特 點(diǎn) 為管 腳 圖 6.2.2 動(dòng) 態(tài) 隨 機(jī) 存 儲(chǔ) 器 動(dòng) 態(tài) 隨 機(jī) 存 儲(chǔ) 器 （ Dynamic RAM） ， 簡(jiǎn) 稱 動(dòng) 態(tài) RAM或DRAM。 動(dòng) 態(tài) RAM的 存 儲(chǔ) 矩 陣 由 動(dòng) 態(tài) MOS存 儲(chǔ) 單 元 組 成 ， 是 利用 MOS管 的 柵 極 電 容 來(lái) 存 儲(chǔ) 信 息 的 。 動(dòng) 態(tài) MOS存 儲(chǔ) 單 元 有 四管 電 路 、 三 管 電 路 和 單 管 電 路等 。 四 管 和 三 管 電 路 比 單 管 電路 復(fù) 雜 ， 但 外 圍 電 路 簡(jiǎn) 單 ， 一般 容 量 在 4 K以 下 的 RAM多 采用 四 管 或 三 管

15、電 路 。 1.四 管 動(dòng) 態(tài) MOS存儲(chǔ) 單 元 電 路 四 管 動(dòng) 態(tài) MOS存 儲(chǔ) 單 元 電 路 構(gòu) 成 ： V1和 V2為 兩 個(gè) N溝 道 增 強(qiáng) 型MOS管 ， 它 們 的 柵 極 和 漏 極 交叉 相 連 ， 信 息 以 電 荷 的 形 式 儲(chǔ)存 在 電 容 C1和 C2上 ； V5、 V6 是 同 一 列 中 各 單 元 公 用的 預(yù) 充 管 ， 是 脈 沖 寬 度 為 1s而周 期 一 般 不 大 于 2ms的 預(yù) 充 電 脈 沖 ，CO1、 CO2是 位 線 上 的 分 布 電 容 ，其 容 量 比 C1、 C2大 得 多 ； V7、 V8管 ： 列 選 通 管 ， 受

16、列 選 線 Y控 制 。 V3、 V4管 ： 行 選 通 管 ， 受行 選 線 X控 制 ； 工 作 原 理 ： 讀 出 數(shù) 據(jù) ：讀 數(shù)據(jù) 前 加 預(yù)充 脈沖 V5和 V6導(dǎo) 通 分 布 電 容CO1、 CO2充 電 到 VDD消 失 V5和 V6截 止 CO1、 CO2電 荷 保 持讀“ 0” 使 D=0D=1 C1有 電 荷 ，C2無(wú) 電 荷X=1，Y=1 選 中 某 存儲(chǔ) 單 元 V1導(dǎo) 通V2截 止V3、 V4、 V7、V8導(dǎo) 通CO1放 電 到“ 0”， CO2為 C1充 電 若 Q=0Q=1 讀“ 0”使 D=1D=0C1無(wú) 電 荷 ，C2有 電 荷X=1，Y=1 選 中 某 存

17、儲(chǔ) 單 元 V1截 止V2導(dǎo) 通V3、 V4、 V7、V8導(dǎo) 通 CO2放 電 到“ 0”， CO1為 C2充 電若 Q=1Q=0寫入 “ 0” X=1，Y=1 選 中 某 存儲(chǔ) 單 元 V 3、 V4、 V7、V8導(dǎo) 通 若 D=0D=1 C1充 電C2放 電使 Q=0Q=1 寫入 “ 1” X=1，Y=1 選 中 某 存儲(chǔ) 單 元 V3、 V4、 V7、V8導(dǎo) 通 若 D=1D=0C1放 電C2充 電 使 Q=1Q=0注 意 ： 由 于 柵 極 電 容 的 容 量 很 小 ， 而 漏 電 流 又 不 可 能 絕對(duì) 等 于 0， 所 以 電 荷 保 存 的 時(shí) 間 有 限 。 為 了 避 免

18、 存 儲(chǔ) 信息 的 丟 失 ， 必 須 定 時(shí) 地 給 電 容 補(bǔ) 充 漏 掉 的 電 荷 。 通 常 把這 種 操 作 稱 為 “ 刷 新 ” 或 “ 再 生 ” ， 因 此 DRAM內(nèi) 部 要有 刷 新 控 制 電 路 ， 其 操 作 也 比 靜 態(tài) RAM復(fù) 雜 。 2.單 管 動(dòng) 態(tài) MOS存 儲(chǔ) 單 元 電 路 由 一 個(gè) NMOS管 和 存 儲(chǔ) 電 容 器 C S構(gòu) 成 , CO是 位 線 上的 分 布 電 容 (COCS)。 顯 然 ， 采 用 單 管 存 儲(chǔ) 單 元 的DRAM， 其 容 量 可 以 做 得 更 大 。單 管 動(dòng) 態(tài) MOS存 儲(chǔ) 單 元構(gòu) 成 ： 讀 出 信

19、息 時(shí) 也 使 字 線 為 高 電 平 ， V管 導(dǎo) 通 ， 這 時(shí) CS經(jīng) V向 CO充 電 ， 使 位 線 獲 得 讀 出 的 信 息 。 設(shè) 位 線 上 原 來(lái) 的 電 位 UO=0，CS原 來(lái) 存 有 正 電 荷 ， 電 壓 US為 高 電 平 ， 因 讀 出 前 后 電 荷 總 量 相 等 ， 有 ， 由 于 DRAM存 儲(chǔ) 單 元 的 結(jié) 構(gòu) 能 做 得 非 常 簡(jiǎn) 單 ， 所 用 元 件 少 ，功 耗 低 ， 所 以 目 前 已 成 為 大 容 量 RAM的 主 流 產(chǎn) 品 。 其 中 單 管 為首 選 。寫 入 信 息 時(shí) ， 字 線 為 高 電 平 ， V導(dǎo) 通 ， 位線 D

20、上 的 數(shù) 據(jù) 經(jīng) 過(guò) V存 入 CS。 工 作 原 理 ： 由 于 COCS， 所 以 UOUS。 例 如 讀 出 前 US=5V, CS/CO = 1/50， 則 位 線 上讀 出 的 電 壓 將 僅 有 0.1V， 而 且 讀 出 后 CS上 的 電 壓 也 只 剩 下 0.1V， 故 每 次 讀出 后 ， 要 對(duì) 該 單 元 補(bǔ) 充 電 荷 進(jìn) 行 刷 新 ， 同 時(shí) 還 需 要 高 靈 敏 度 讀 出 放 大 器 對(duì) 讀出 信 號(hào) 加 以 放 大 。 USCS=UO(CS+CO) SOS SO UCC CU += SRAM和 DRAM的 區(qū) 別 ： SRAM的 特 點(diǎn) 是 工 作 速

21、 度 快 ， 只 要 電 源 不 撤 除 ， 寫 入 SRAM的 信 息 就 不 會(huì) 消 失 ， 不 需 要 刷 新 電 路 ， 同 時(shí) 在 讀 出 時(shí) 不 破 壞 原來(lái) 存 放 的 信 息 ， 一 經(jīng) 寫 入 可 多 次 讀 出 ， 但 集 成 度 較 低 ， 功 耗 較大 。 SRAM一 般 用 來(lái) 作 為 計(jì) 算 機(jī) 中 的 高 速 緩 沖 存 儲(chǔ) 器 (Cache)。 DRAM的 每 個(gè) 存 儲(chǔ) 單 元 所 需 的 場(chǎng) 效 應(yīng) 管 較 少 ， ， 集 成 度較 高 ， 功 耗 也 較 低 ， 但 缺 點(diǎn) 是 保 存 在 DRAM中 的 信 息 -場(chǎng) 效應(yīng) 管 柵 極 分 布 電 容 里

22、 的 信 息 隨 著 電 容 器 的 漏 電 而 會(huì) 逐 漸 消 失 ，一 般 信 息 保 存 時(shí) 間 為 2ms左 右 。 為 了 保 存 DRAM中 的 信 息 ，必 須 每 隔 1 2ms對(duì) 其 刷 新 一 次 。 因 此 ， 采 用 DRAM的 計(jì) 算機(jī) 必 須 配 置 動(dòng) 態(tài) 刷 新 電 路 ， 防 止 信 息 丟 失 。 DRAM一 般 用 作計(jì) 算 機(jī) 中 的 主 存 儲(chǔ) 器 。 6.3 只 讀 存 儲(chǔ)器 ROM的 特 點(diǎn) 是 在 正 常 工 作 狀 態(tài) 下 只 能 從 中 讀 取 數(shù) 據(jù) ， 不 能 快速 隨 時(shí) 修 改 或 重 新 寫 入 數(shù) 據(jù) 。 其 電 路 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)

23、單 ， 而 且 斷 電 后 數(shù)據(jù) 也 不 會(huì) 丟 失 。 缺 點(diǎn) 是 只 能 用 于 存 儲(chǔ) 一 些 固 定 數(shù) 據(jù) 的 場(chǎng) 合 。分類 可 編 程 只 讀 存 儲(chǔ) 器 （ Programmable ROM， PROM） 可 擦 可 編 程 序 只 讀 存 儲(chǔ) 器 （ Erasable Programmable Read Only Memory， EPROM） 電 可 擦 可 編 程 只 讀 存 儲(chǔ) 器 （ Electrically Erasable Programmable Read Only Memory， EEPROM） 快 閃 存 儲(chǔ) 器 （ Flash memory） 掩 模 只 讀

24、 存 儲(chǔ) 器 （ mask Read-Only Memory， ROM） 一 次 可 編 程 序 只 讀 存 儲(chǔ) 器 （ One Time Programmable Read Only Memory， OPTROM） 1、 掩 模 ROM 是 一 種 只 能 讀 取 資 料 的 內(nèi) 存 。 在 制 造 過(guò) 程 中 ， 以 特 殊 掩 膜技 術(shù) 將 數(shù) 據(jù) 燒 錄 于 線 路 中 ， 數(shù) 據(jù) 在 寫 入 后 就 不 能 更 改 。 此 存 儲(chǔ)器 的 制 造 成 本 較 低 ， 常 用 于 批 量 大 的 數(shù) 據(jù) 固 定 的 產(chǎn) 品 。 2、 PROM PROM的 內(nèi) 部 有 矩 陣 式 排 列

25、的 熔 絲 ， 視 需 要 利 用 電 流 將 其燒 斷 ， 寫 入 所 需 的 數(shù) 據(jù) ， 但 僅 能 寫 入 一 次 。 3、 EPROM EPROM可 利 用 高 電 壓 將 數(shù) 據(jù) 編 程 寫 入 ， 擦 除 時(shí) 將 線路 曝 光 于 紫 外 線 下 ， 則 數(shù) 據(jù) 可 被 清 空 ， 并 且 可 重 復(fù) 使 用 。通 常 在 封 裝 外 殼 上 會(huì) 預(yù) 留 一 個(gè) 石 英 透 明 窗 以 方 便 曝 光 。 4、 OTPROM 一 次 編 程 只 讀 存 儲(chǔ) 器 OPTROM的 寫 入 原 理 同 EPROM， 但是 為 了 節(jié) 省 成 本 ， 編 程 寫 入 之 后 就 不 再 擦

26、 除 ， 因 此 不 設(shè) 置 透 明窗 。 5、 EEPROM 電 子 式 可 擦 除 可 編 程 只 讀 存 儲(chǔ) 器 EEPROM的 工 作 原 理 類 似EPROM， 但 是 擦 除 的 方 式 是 使 用 高 電 場(chǎng) 來(lái) 完 成 ， 因 此 不 需 要 透明 窗 。 6、 快 閃 存 儲(chǔ) 器 快 閃 存 儲(chǔ) 器 （ Flash memory） 的 每 一 個(gè) 記 憶 單 元都 具 有 一 個(gè) “ 控 制 閘 ” 與 “ 浮 動(dòng) 閘 ” ， 利 用 高 電 場(chǎng) 改變 浮 動(dòng) 閘 的 臨 限 電 壓 即 可 進(jìn) 行 編 程 操 作 。 ROM組 成 ： 與 RAM相 似 ， 沒 有 讀 /寫

27、 電 路 ， 因 為 它只 讀 不 能 寫 。 ROM組 成 框 圖 ROM電 路 結(jié) 構(gòu) 包 含 存 儲(chǔ) 矩 陣 、 地 址 譯 碼 器 和 輸 出緩 沖 器 三 個(gè) 部 分 。 a.存 儲(chǔ) 矩 陣 存 儲(chǔ) 矩 陣 是 由 許 多 存 儲(chǔ) 單 元 排 列 而 成 。 存 儲(chǔ) 單 元 可以 是 二 極 管 、 雙 極 型 三 極 管 或 MOS管 ， 每 個(gè) 單 元 能 存 放 1位 二 值 代 碼 （ 0或 1)， 而 每 一 個(gè) 或 一 組 存 儲(chǔ) 單 元 有 一 個(gè)相 應(yīng) 的 地 址 代 碼 。 16 8的 ROM矩 陣 字 線 16 8的 ROM矩 陣 存 儲(chǔ)單 元位 線 存 儲(chǔ) 的

28、數(shù) 據(jù) 為 1 存 儲(chǔ) 的 數(shù) 據(jù) 為 1 字 線位 線 二 極 管 ROM 點(diǎn) 陣 圖 6.4存 儲(chǔ) 器 的 擴(kuò) 展 當(dāng) 使 用 一 片 ROM或 RAM器 件 不 能 滿 足 對(duì) 存 儲(chǔ) 容 量 的 需 求時(shí) ， 則 需 要 將 若 干 片 ROM或 RAM組 合 起 來(lái) ， 構(gòu) 成 更 大 容 量 的存 儲(chǔ) 器 。 存 儲(chǔ) 容 量 的 擴(kuò) 展 方 式 有 ： 位 擴(kuò) 展 方 式 、 字 擴(kuò) 展 方 式 及復(fù) 合 擴(kuò) 展 。6.4.1 位 擴(kuò) 展 通 常 RAM芯 片 的 字 長(zhǎng) 多 設(shè) 計(jì) 成 1位 、 4位 、 8位 等 ， 當(dāng) 實(shí)際 的 存 儲(chǔ) 器 系 統(tǒng) 的 字 長(zhǎng) 超 過(guò) RAM

29、芯 片 的 字 長(zhǎng) 時(shí) ， 需 要 對(duì)RAM實(shí) 行 位 擴(kuò) 展 。位 擴(kuò) 展 可 以 利 用 芯 片 的 并 聯(lián) 方 式 實(shí) 現(xiàn) ，即 將 RAM的 地 址 線 、 R/W線 和 片 選 信號(hào) 線 對(duì) 應(yīng) 地 并 接 在 一 起 ， 而 各 個(gè) 片 子 的輸 入 /輸 出 （ I/O） 作 為 字 的 各 個(gè) 位 線 所 需 的 芯 片 數(shù) 量 為 （ 1024 8） /（ 1024 4） =2片 ， 地 址總 線 為 10根 ， 數(shù) 據(jù) 總 線 為 8根 。 【 1 】 把 1024 4的 RAM擴(kuò) 展 為 1024 8的 RAM。解 ： 連 線 圖 【 2 】 把 1024 1的 RAM芯

30、 片 擴(kuò) 展 成 1024 8的 RAM。解 ： 所 需 的 芯 片 數(shù) 量 為 （ 1024 8） /（ 1024 1） = 8片 ， 地 址總 線 為 10根 ， 數(shù) 據(jù) 總 線 為 8根 。 連 線 圖 6.4.2 字 擴(kuò) 展 若 每 一 片 存 儲(chǔ) 器 (ROM或 RAM） 的 數(shù) 據(jù) 位 數(shù) 夠 而 字 數(shù) 不 夠時(shí) ， 則 需 要 采 用 字 擴(kuò) 展 方 式 ， 以 擴(kuò) 大 整 個(gè) 存 儲(chǔ) 器 的 字 數(shù) ， 得 到字 數(shù) 更 多 的 存 儲(chǔ) 器 ， 字 數(shù) 的 擴(kuò) 展 可 以 利 用 外 加 譯 碼 器 控 制 芯 片的 片 選 輸 入 端 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) ?！?例 3】 將 1K

31、4的 RAM芯 片 擴(kuò) 展 為 2K 4的 存 儲(chǔ) 器 系 統(tǒng) 。 所 需 的 芯 片 數(shù) 量 為（ 2K 4） /（ 1K 4） = 2片 ，地 址 總 線 為 11根 ， 數(shù) 據(jù) 總 線為 4根 。解 ： 連 線 圖 第 一 片 的 存 儲(chǔ) 容 量 為 1K 4， 地 址 范 圍 是A10 A9 A8 A7A0 十 六 進(jìn) 制0 0 0 00000000 000H0 1 1 11111111 3FFH 第 二 片 的 存 儲(chǔ) 容 量 為 1K 4， 地 址 范 圍 是A1 0 A9 A8 A7 A0 十 六 進(jìn) 制1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 H1 1 1 1 1

32、 1 1 1 1 1 1 7 FFH 【 例 4 】 用 256 8位 的 RAM接 成 一 個(gè) 1024 8位解 ： 所 需 的 芯 片 數(shù) 量 為 （ 1K 8） /（ 256 8） = 4片 ， 地 址 總線 為 10根 ， 數(shù) 據(jù) 總 線 為 8根 。 連 線 圖 6.4.3 復(fù) 合 擴(kuò) 展 如 果 一 片 RAM或 ROM的 位 數(shù) 和 字 數(shù) 都 不 夠 ， 就 需 要 同 時(shí) 采用 位 擴(kuò) 展 和 字 擴(kuò) 展 方 法 ， 用 多 片 組 成 一 個(gè) 大 的 存 儲(chǔ) 器 系 統(tǒng) ， 以滿 足 對(duì) 存 儲(chǔ) 容 量 的 要 求 ?！?例 5】 將 1K 4的 RAM擴(kuò) 展 為 4K 8的 存 儲(chǔ) 器 系 統(tǒng) 。 所 需 的 芯 片 數(shù) 量 為 （ 4K 8） /（ 1K 4） = 8片 ， 地 址 總線 為 12根 ， 數(shù) 據(jù) 總 線 為 8根 。解 ： 連 線 圖 本 章 小 結(jié) 本 章 簡(jiǎn) 要 說(shuō) 明 了 半 導(dǎo) 體 存 儲(chǔ) 器 的 結(jié)構(gòu) 、 種 類 以 及 工 作 原 理 ， 通 過(guò) 例 題說(shuō) 明 存 儲(chǔ) 器 擴(kuò) 展 的 方 法 。 作 業(yè) 6-1 6-2 6-4 6-5 6-6