szdl7半导体存储器-.ppt
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1、szdl7半导体存储器-(2)一一.半导体存储器半导体存储器 概述概述n 存储器存储器n存储器的主要指标存储器的主要指标 n存储器的分类存储器的分类 能够存储大量(二值)信息(或称为数据)的器件存储器的主要指标n存储容量存储容量 指一个存储器所能存放的最大信息量。通常用B(Byte字节)、KB(千字节)、MB(兆字节)、GB(吉字节)表示。n存取时间存取时间 指完成一次存储器读/取操作所需的时间(又称读写时间)。n可靠性可靠性 指存储器在规定时间内无故障工作的情况。一般采用平均无故障时间间隔(MTBF)衡量。MTBF长,存储器可靠性好。n价格价格 由存储器容量、性能决定。存储器的主要指标存储器
2、的主要指标存储器的分类n按存储介质按存储介质:半导体存储器、磁表面存储器、光盘n按存取方式:按存取方式:*只读存储器(ROM)可随机读出其内容。*随机存储器(RAM)存储单元可被随机读/写。存取 时间与存储单元的物理位置无关。*顺序存储器(SAM)按指定顺序存取。即存取时间 与存储单元的物理位置有关。*直接存储器(DAM)存取数据做定位搜索 (如:由磁道-扇区)n按制造工艺:按制造工艺:双极性、MOS n按所处位置及逻辑功能:按所处位置及逻辑功能:内存、外存 n按信息的保护性:按信息的保护性:掉电后信息保存(非易失性ROM)/消失(易失性RAM)存储器。存储器的分类存储器的分类二.只读存储器n
3、只读存储器只读存储器(Read Only Memory_ROM)特点特点:功能功能:二二.只读存储器只读存储器一般用于存放固定的数据或程序*正常使用时主要对其进行读取操作*掉电后存储的信息(数据)可保留 只读存储器的分类只读存储器的分类只读存储器的结构及工作原理只读存储器的结构及工作原理只读存储器的简化形式及数据表只读存储器的简化形式及数据表只读存储器的其它构成形式只读存储器的其它构成形式只读存储器的存储容量只读存储器的存储容量只读存储器的分类*掩膜式掩膜式ROM _ 数据已确定,无法更改。*快闪存储器快闪存储器 _电可擦除类ROM,具有高集成度、大容量、低成本和使用方便的特点*可编程可编程R
4、OM(PROM)_ 数据可以由用户根据自己的需要写入,但一经写入就不能更改。*紫外线可擦除紫外线可擦除ROM(EPROM)_ 数据可由用户写入,并能擦除重写。*电可擦除电可擦除ROM(E2PROM)_数据可由用户写入,并能擦除重写。2.1 只读存储器的分类只读存储器的分类只读存储器的结构及组成n结构图:结构图:n组成:组成:*存储矩阵*地址译码器*输出缓冲器2.2 只读存储器的结构及组成只读存储器的结构及组成由存储单元按一定规则排列。每一存储单元可存放1位二值代码。存储单元可由二极管、三极管和场效应管构成。将输入的地址代码译成相应的控制信号,可访问存储矩阵的单元提高存储器的负载能力,并实现对输
5、出的三态控制。n只读存储器的工作原理只读存储器的工作原理*ROM 的结构框图及原理的结构框图及原理 二、ROM 结构及原理 地地址址译译码码器器存储矩阵存储矩阵2nm输出缓冲器输出缓冲器2n m ROM 的结构图的结构图 A0A1An-1D0D1Dm-1W0W1W2 -1nn位地址信号m位输出信号字线位线字线数位线数组成:组成:存储矩阵、地址译码器和输出缓冲器组成存储器结构及工作原理(1)*电路图电路图地址译码器存储矩阵输出缓冲器存储器结构及工作原理(1)*电路图电路图 *分析分析 Wi 称为字线称为字线 (1)地址译码器_由二极管与门构成。(2)对地址线A1 A0 有:01301201101
6、0 ;AAWAAWAAWAAW地址译码器存储器结构及工作原理(2)*电路图电路图 *分析分析 当EN=0,Di=di Di 称为位线称为位线(数据线数据线/输出线输出线)(2)存储矩阵_由二极管或门构成 0101100010131101010132020101313AAAAWWdAAAAWWdAAAAAAWWWdAAAAWWd(3)输出缓冲器_对输出三态控制,提高驱动负载能力。输出缓冲器存储矩阵存储器结构及工作原理(3)*分析:分析:(1)地址译码器地址译码器_由二极管与门构成。对n位地址信号,输出2n位字线(Wi)(2)存储矩阵存储矩阵_由二极管或门构成。输出m 位位线(D i)(3)输出缓
7、冲器输出缓冲器_由三态门构成 D i=d i (当三态控制端EN 有效时)*ROM的结构特点的结构特点:与阵列+或阵列 输出为:与或式 固定结构可编程只读存储器的其它构成形式_AnROM 的三极管结构图:的三极管结构图:*只读存储器的其它构成形式只读存储器的其它构成形式_A_An存储单元存储单元 由三极管构成:当Wi选通时,对应输出D为1。(字线和位线交叉处存“1”)只读存储器的其它构成形式_BnROM 的的MOS管结构图:管结构图:n存储单元由存储单元由MOS管构成管构成 (字线和位线交叉处存“0”,经反相器输出为“1”)只读存储器的其它构成形式_PROMnPROM 的结构原理图和的结构原理
8、图和工作原理工作原理:特点特点:在存储矩阵的每个交叉点上全部制作存储元件(存入“1”),存储元件与位线之间加入熔丝,若某存储单元存人“0”,只须将该熔丝通过大电流烧断即可.只读存储器的其它构成形式_PROM原理nPROM 的结构原理图的结构原理图:原理原理:(1)选中要写入0的单元;(2)在数据端(D7)加入编程脉冲,经写入放大器后,在较大的脉冲电流作用下,将熔丝熔断。只读存储器的简化形式及数据表nROM图的简化结构图图的简化结构图:地地 址址数数 据据A1A0D3D2D1D0000101011011100100111110n对应的数据表对应的数据表:010110001013110101013
9、2020101313AAAAWWDAAAAWWDAAAAAAWWWDAAAAWWD存储容量:用“字数字数 位数位数(即字长即字长)”表示存储器中 存储单元的数量。2.存储容量及其表示存储容量及其表示用“M”表示表示“1024 K”,即 1 M=1024 K=210 K=220 例如,一个 32 8 的 ROM,表示它有 32 个字,地址线为5位,字长为 8 位,存储容量是 32 8=256。对于大容量的 ROM常用“K”表示表示“1024”,即 1 K=1024=210 例如,一个 64 K 8 的 ROM,表示它有 64 K 个字,字长为 8 位,存储容量是 64 K 8=512 K。一、R
10、OM 存储容量 例如,一个存储容量为 1024 12的ROM。表示它有1024个字,10位地址线,字长为12位。只读存储器的存储容量n存储容量存储容量:字数字数 位数位数n例例1:如图所示ROM的存储容量为:n例例2:已知某个ROM的存储容量为:16 2 则其地址线为:字线为:数据线为:n例例3:ROM的存储容量为:1024 8 则其地址线为:字线为:数据线为:4 16 210 1024 84 4三.随机存储器n随机存储器随机存储器RAM(Random Access Memory)特点特点:n随机存储器的基本结构随机存储器的基本结构n静态随机存储器静态随机存储器n动态随机存储器动态随机存储器三
11、三.随机存储器随机存储器(1)可从存储单元中读出数据,也可将数据写入指(2)定的单元中(可读/写存储器)(2)掉电后,存储的数据消失(丢失)随机存储器的基本结构nRAM结构图:结构图:nRAM(2114)的结构框图的结构框图*地址译码器地址译码器(与阵列)*存储矩阵存储矩阵(或阵列)*读读/写控制电路写控制电路其中:*读/写控制端(R/W ):控制数据的读出和写入操作。当R/W =1,为读操作 当R/W =0,为写操作*片选控制信号CS :当CS=0,RAM正常工作n组成组成:3.1 随机存储器的基本结构随机存储器的基本结构双译码编址方式RAM(2114)的结构框图n特点特点:地址译码器(行地
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