第六章 半导体存储器I
《半导体存储器》课件
嵌入式系统中的应用
半导体存储器广泛应用于 嵌入式系统，如智能家居、 汽车电子和工业控制。
计算机内存
半导体存储器是计算机主 存储器的重要组成部分， 用于临时存储数据和程序。
智能手机内存
手机内存运行应用程序和 存储数据，半导体存储器 提供了高速和可靠的数据 存取。
未来半导体存储器的发展方向
1 3D垂直存储器
《半导体存储器》PPT课 件
半导体存储器PPT课件大纲
什么是半导体存储器？
半导体存储器定义
半导体存储器是指使用半导体材料制造的存储器，它可以将数据存储在芯片内部的电子元件 中。
存储器的分类
常见的半导体存储器包括静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）和 闪存存储器。
常见的半导体存储器
通过增加垂直堆叠层数来增加存储容量，提高存储密度和性能。
2 非易失性存储器
开发更加稳定和可靠的非易失性存储器，提供更长久的数据存储和保护。
3 全新器件技术
研发新型的器件结构和材料，以满足不断增长的存储需求和更高的速度要求。
总结
半导体存储器的重要性
半导体存储器在现代计算和通信领域发挥着关键作用，对技术和社会的发展产生积极影响。
静态随机存取存储器 （SRAM）
SRAM具有快速读写速度和较 短的访问时间，适用于高性 能的应用。
动态随机存取存储器 （DRAM）
DRAM具有较大的存储容量和 较低的成本，广泛应用于个 人电脑和服务器。
闪存存储器
闪存存储器具有非易失性和 较高的耐用性，适用于便携 设备的存储需求。
半导体存储器的工作原理
1
SRAM的工作原理
SRAM使用触发器实现数据的存储和读取，具有较快的访问速度和数据保持能力。
微机原理复习题_第5、6章_半导体存储器、IO接口技术
第五章半导体存储器一．填空题1.某CPU 有20条地址总线，则寻址主存最大空间为________。
若其中128K×8存储空间全部由8K×8的EPROM 答案：1024K；162.对于SRAM，容量位16Ｋ×８的芯片共有________条地址线和________条数据线。
答案：14；83.采用局部片选译码片选法，如果有３条地址线不参加译码，将会产生________倍空间重叠。
答案：8二．选择题1.对于SRAM，容量为32KB 的芯片需（）根地址线。
CA.12B.14C.15D.162.在CACHE-主存层次中的替换法是由（）实现的；对虚拟存储器的控制是由（）完成的。
A;CA.硬件B.软件C.软硬件D.外部设备3.主存和CPU 之间增加高速缓存的目的是（）。
CA.扩大主存容量、提高速度B.解决主存和外存之间的速度匹配C.解决CPU 和主存之间的速度匹配D.解决CPU 和外存之间的速度匹配4.某计算机字长16位、存储容量64KB，若按字编址，则它的寻址范围是（）。
BA.0～64KB.0～32KC.0～64KBD.0～32KB5.某一容量为512×8位的RAM 芯片，除电源端和接地端外，该芯片引出线的最小数目应为（）个。
DA.9B.12C.17D.196.一EPROM 芯片的地址范围为30800H～30FFFH 无地址重叠，则该芯片的存储容量为（）。
BA.1KBB.2KBC.4KBD.8KB1.一台微机具有4KB 的连续存储区，其存储空间首地址为4000H，则末地址为（）。
AA.4FFFHB.5000HC.7FFFHD.8000H三．分析题1.有一2732EPROM 芯片的译码电路如图8所示，请计算该芯片的地址范围及存储容量A 11A 12A 13A 14A 15A 19地址范围：FF000H～FFFFFH存储容量：4KB第六章I/O接口技术一．填空题1.CPU通过一个外设接口同外设之间交换的信息包括数据信息、状态信息和______，这三个信息通常都是通过CPU的______总线来传送到。
汇编语言设计-半导体存储器
I/O4∽1
1K4
数据线、读/写控制线并联,
A9∽0
由片选信号来区分各芯片的
CS WE
CS
地址范围。
I/O4∽1
1K4
A9∽0 CS WE
WR
当把容量较小的芯片组成容量较大的存储器时, 需要用 到地址译码器, 以便将地址码翻译成相应的控制信号, 且 用它去控制芯片的片选信号CS。 例如: 试用16K8位的SRAM芯片构成一个64KB的RAM 系统。
片经多次拔插后, 容易损坏管脚; 而且擦除后重写的次数
也是有限的, 多次的拔插降低了芯片的使用寿命。 E2PROM则是一种不需要从电路板上拔下, 而直接在线
用电信号进行擦除的EPROM芯片, 对它的编程也在线操
作,因此, 使用寿命长、改写操作步骤简单。 2、不挥发RAM-NV RAM NV RAM的性能同RAM类似, 但掉电后信息不会丢失(挥
第二节 读写存储器RAM
一、静态MOS RAM 1、基本存储电路 思考：静态MOS六管基本存储电路的结构特点及读写
工作原理。
2、RAM的组成原理(存储器的结构)
AA10 AN-1
•••
地址 译码器
•••
存储矩阵 2NM
•••
三态数据 缓冲器
•••
D0 D1 DM-1
R/W CS
控制逻辑
⑴、存储矩阵
数据线分别单独引出。
例:将1K4位的SRAM芯片组合成1KB的存储器。
分析:采用两块1K4位的RAM芯片,其中一片的数据线
与CPU数据线的低4位相连,另一块的数据线与数据总线
的高4位相连。如图示：
D0
说明：WE通常由CPU的WR
• •
信号控制;CS由地址译码控制。 •
第六章 半导体存储器
例如: 某存储器能存储1024个字 ，每个字4位， 那它的存储容量就为1024×4=4096，即该存 储器有4096个存储单元。
存储器写入（存）或者读出（取）时，每次
只能写入或读出一个字。若字长为8位，每次
必须选中8个存储单元。选中哪些存储单元，
由地址译码器的输出来决定。即由地址码来决
定。
7
地址码的位数n与字数之间存在2n=字数的 关系。如果某存储器有十个地址输入端，那 它就能存210=1024个字。 2、存取周期 连续两次读（写）操作间隔的最短时间称 为存取周期。
• 固定ROM：在制造时根据特定的要求做成固 定的存储内容，出厂后，用户无法更改，只 能读出。
10
• PROM：存储内容可以由使用者编制写入， 但只能写入一次，一经写入就不能再更改。
• EPROM：存储内容可以改变，但EPROM所 存内容的擦去或改写，需要专门的擦抹器和 编程器实现。在工作时，也只能读出。
• E2PROM：可用电擦写方法擦写。
11
6.2.1 固定只读存储器(ROM)
ROM由地址译
地 址
码器、存储矩阵、输 入
输出和控制电路
组成，如图6-1
所示。
地
W0
址
存贮矩阵
译 码
N× M
器
WN-1
D0
DM-1
输出及控制电路
数据输出
图6-1 ROM结构图
12
地址译码器
地址译码器
A0
1
＆
W0
A1
1
＆
W1
＆
W2
＆
W3
+VDD
存储矩阵
字 线
字线
存 储 矩 阵
《半导体存储器》课件
制造设备
用于将掺杂剂引入硅片。
用于在硅片上生长单晶层 。
掺杂设备 外延生长设备
用于切割硅片。
晶圆切割机
制造设备
光刻机
用于将电路图形转移到硅片上。
刻蚀机
用于刻蚀硅片表面。
镀膜与去胶设备
用于在硅片表面形成金属层或介质层，并去 除光刻胶。
测试与封装设备
用于对芯片进行电气性能测试和封装成最终 产品。
分类
根据存储方式，半导体存储器可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ ROM）。
历史与发展
1 2 3
早期阶段
20世纪50年代，半导体存储器开始出现，以晶 体管为基础。
发展阶段
随着技术的进步，20世纪70年代出现了动态随 机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器 （SRAM）。
当前状况
现代半导体存储器已经广泛应用于计算机、移动 设备、数据中心等领域。
物联网和边缘计算
在物联网和边缘计算领域应用半导体存储器，实现高 效的数据存储和传输。
CHAPTER
05
案例分析：不同类型半导体存 储器的应用场景
DRAM的应用场景
01
DRAM（动态随机存取存储器）是一种常用的半导体存储器，广泛应 用于计算机和服务器等领域。
02
由于其高速读写性能和低成本，DRAM被用作主内存，为CPU提供快 速的数据存取。
外延生长
在硅片上生长一层或多 层所需材料的单晶层。
掺杂
通过扩散或离子注入等 方法，将掺杂剂引入硅 片。
制造流程
01
光刻
利用光刻胶将电路图形转移到硅片 上。
镀膜与去胶
在硅片表面形成金属层或介质层， 并去除光刻胶。
第6章半导体存储器-PPT文档资料42页
6.2.1 静态随机存储器
1．电路结构
SRAM主要由存储矩阵、地址译码器和读/写控制电路三部分 组成。
地 址 A0 ~ Ai 输
行 地 址 译
入
码
存储矩阵
读
/
写
I/O
控
制
列地址译码
Ai+1 ~ An 地址输入
CS R /W
SRAM结构示意图
行
地 址 A0 ~ Ai
地 址
输
译
入
码
说明：
存储矩阵
读
/
2.单管动态MOS存储单元电路
字选线
V CS
位线D
CO输出电容
（数据线）
单管动态MOS存储单元
构成：
由一个NMOS管和存储电容器CS构成, CO是位线上 的分布电容(CO>>CS)。 显然，采用单管存储单元的 DRAM，其容量可以做得更大。
工作原理：
字选线
写入信息时，字线为高电平，V导通，位 线D上的数据经过V存入CS。
2作所．，经存到历完的储成时速该间度操作
的最小时间间隔
存储器的存储速度可以用两个时间参数表示 ： “存取时间”(Access Time) TA 和“存储周 期”(Memory Cycle)TMC ，存储周期TMC略大于存取时 间TA。
6.2随机存储器
随机存取存储器也称随机存储器或随机读/写存储器 （RANDOM - ACCESS MEMORY ），简称RAM。RAM工作 时可以随时从任何一个指定的地址写入(存入)或读出(取出)信息, 分为静态随机存取存储器 ( SRAM ) 和动态随机存取存储器 ( DRAM ) 。
32个存储单元的半导体存储器
半导体存储器原理
半导体存储器原理半导体存储器是一种利用半导体材料来存储数据的设备，它广泛应用于计算机、通讯设备、消费电子产品等领域。
半导体存储器具有体积小、速度快、功耗低等优点，因此在现代电子设备中占据着重要的地位。
要深入了解半导体存储器的原理，首先需要了解半导体存储器的基本结构和工作原理。
半导体存储器主要分为RAM（随机存储器）和ROM（只读存储器）两大类。
RAM主要用于临时存储数据，其特点是读写速度快，但断电后数据会丢失；而ROM主要用于存储固定数据，其特点是数据不易丢失。
这两种存储器都是基于半导体材料制造而成的，其工作原理是利用半导体材料的导电特性来实现数据的存储和读取。
半导体存储器的基本单元是存储单元，每个存储单元可以存储一个数据位。
在RAM中，存储单元通常由一个存储电容和一个存储晶体管组成。
当需要向存储单元写入数据时，控制电路会向存储电容充放电，从而改变存储单元的电荷状态；当需要读取数据时，控制电路会根据存储单元的电荷状态来判断数据位的数值。
而在ROM中，存储单元通常由一个存储晶体管和一个存储栅组成，其工作原理类似于RAM，只是数据的写入是一次性的，无法修改。
半导体存储器的工作原理可以简单概括为存储单元的电荷状态代表数据的数值，通过控制电路来实现数据的写入和读取。
半导体存储器的读写速度快、功耗低、体积小等优点使其成为现代电子设备中不可或缺的部分。
随着科技的不断进步，半导体存储器的容量不断增加，速度不断提高，功耗不断降低，将会为人类带来更多便利和可能性。
总之，半导体存储器是一种基于半导体材料制造的存储设备，其工作原理是利用半导体材料的导电特性来实现数据的存储和读取。
通过对半导体存储器的工作原理的深入了解，可以更好地理解现代电子设备的工作原理，为相关领域的研究和应用提供理论基础。
随着科技的不断进步，相信半导体存储器将会在未来发展中发挥越来越重要的作用。
电子技术基础数字部分第六章半导体存储器经典课件
8
3、输入/输出控制电路
（1）片选信号CS ：解决芯片是否工作的问题；
（2）读写控制信号：决定是读信号还是写信号；
三、RAM的操作与定时
1、读操作
（1）欲读取单元的地址加到存储器的地址输入端； （2）加入有效的片选信号 CS； （3）在 R / W 线上加高电平，经过一段时间后，所选单元的内容出现
半导体存储器就是存储大量二值数据的半导体器件，是数字系统必不可 少的组成部分。这种存储包括：存储文字的编码数据、存储声音的编码数据、 存储图像的编码数据。
衡量存储器性能的重要计数指标——存储容量（目前动态存储器的容量 可达10亿位/片）、存取速度（一些高速存储器的存取时间仅10nS）。
1、存储容量
数 T7
据
线D
D T8
Yj （列选线 ）
数 据
线
特点——数据由触发器记忆，只要不断电，数据可以永久保存。
2、DRAM存储单元
SRAM存储单元所用管子多，功耗大，集成度受到限制。 DRAM存储数据的原理——基于电容电荷的存储效应。
字线
X
位
V
线
CS
CW
存储单元电容
单管动态存储单元
杂散电容
常见的DRAM存储单元有两种结构： 单管（大容量DRAM存储单元普遍采 用单管结构） 、三管 ；
2学时
第六章 半导体存储器
1、半导体存储器的基本概念； 2、随机存储器RAM； 3、只读存储器ROM；
课后练习: P383-7.1.1 、P383-7.1.2
序言
随着半导体集成工艺的不断进步，电路的集成度越来越高。目前，大规 模集成电路LSI日新月异，LSI电路的一个重要应用领域就是半导体存储器。
第6章(2)微机原理与接口技术
扩展，以构成一
个既满足位数又
满足字数的存储
器。
D7～D 4 WR
I/O 1～I/O 4
WE CS RAM 1 2114 A9～A 0
I/O 1～I/O 4
WE CS RAM 2 2114 A9～A 0
I/O 1～I/O 4
WE CS RAM 3 2114 A9～A 0
I/O 1～I/O 4
WE CS RAM 4 2114 A9～A 0
(4)
WE
第六章 半导体存储器—存储芯片的扩展
字位扩展：
例： 1K4位芯片
...
...
...
4KB
...
...
...
...
...
...
第六章 半导体存储器—存储芯片的扩展
字位同时扩展： 先进行位扩展，
A 11
2-4
译码器
A 10
D3～D 0
即组成一个满足
位数要求的存储
芯片组，再用这
个芯片组进行字 A9～A 0
第六章 半导体存储器
本节主要内容
1 存储芯片的扩展 2 存储器与CPU的连接
第六章 半导体存储器
存储器的扩展主要解决两个问题：
（1）如何用容量较小、字长较短的芯片，组成微机 系统所需的存储器； （2）存储器如何与CPU的连接。
第六章 半导体存储器—存储芯片的扩展
存储芯片的扩展：
字数位数 如1K4位
本节主要内容
1 存储芯片的扩展 2 存储器与CPU的连接
第六章 半导体存储器—存储器与CPU的连接
存储器与CPU的连接：实际上就是与三总线中相关信号的连接。
（1）存储器与控制总线的连接 M/IO(8088为IO/M)、 RD、WR
《半导体存储器》课件
以上是半导体存储器的相关介绍
半导体存储器是计算机科学中至关重要的一部分，对于数据存储和访问具有重要意义。谢谢您的观看！
原理
DRAM存储器使用电容器存储每个位的电荷来表示数据，电荷需要定期刷新以保持数据的有 效性。
优缺点
DRAM存储器的优点是高容量和较低成本，但缺点是速度较慢且需定期刷新。
应用
DRAM存储器广泛应用于个人电脑、服务器和移动设备等场景，提供了大容量的内存存储。
SRAM存储器
原理
SRAM存储器使用触发器电路作 为存储单元，通过电流控制来保 持数据的稳定性。
1
原理
MOS存储器使用金属氧化物半导体场效应管作为存储单元，通过充电和放电来表 示数据的0和1。
2
分类
MOS存储器包括EPROM、EEPROM和闪存等不同类型，每种类型都有不同的读写 特性。
3
应用
MOS存储器被广泛应用于微处理器、存储卡和嵌入式系统等领域中，提供了非易 失性和高集成度。
DRAM存储器
存储器的作用
存储器用于储存和访问数据， 包括指令和数据，以供计算 机进行处理和操作。
TTL存储器
原理
TTL存储器使用晶体管和逻辑门 电路来储存和读取数据。
优缺点
TTL存储器的优点是速度快且稳 定可靠，但缺点是功耗较高。
应用
TTL存储器常用于高速缓存和存 储器芯片中，提供快速的数据 读写能力。
MOS存储器
优缺点
SRAM存储器的优点是速度快且 无需刷新，但缺点是占用空间较 大。
应用
SRAM存储器常用于高速缓存、 寄存器和高性能处理器等场景， 提供了快速的数据存取能力。
FLASH存储器
1
原理
第6章半导体存储器
片选信号CS 或芯片允许信号CE ：当存储器模 块由多个RAM芯片组成时，CS (或CE)用来选 择应访问的存储器芯片；
输出允许信号OE ，接RD，读出时序与SRAM 相同；
编程允许信号PGM ，工作时接VCC ； 编程电压VPP，编程时接高压脉冲，工作时接
VCC。
27256——32Kx8的EPROM
由于电容上存储的电荷不能长时间保 存，总会泄漏，因此必须定时给电容补充 电荷，这个过程称为“刷新”或“再生”。
DRAM具有电路简单、集成度高、体积 小等优点，在通用微机系统中广泛应用。但 是，DRAM的最大缺点是需要定时刷新，并 为实现定时刷新要配备复杂的外围电路，因 而在单片机等小系统中极少使用。
为了简化DRAM的使用，目前出现了集 成动态存储器 iRAM，它将DRAM及其刷新 电路集成到一个芯片中，使得DRAM的使用 可以象SRAM一样简单。
§6-3 只读存储器ROM
ROM存储器的分类较多，有ROM、PROM、 EPROM、EEPROM。
EPROM存储器的使用分为三步：
❖擦除——用紫外线照射15分钟左右即可，擦除干 净后，每个位单元的内容为‘1’，或每个字节单 元的内容为‘FFH’。
3. 功耗
4. 可靠性——指存储器对电磁场及温度等变化的抗干扰能 力，平均无故障间隔时间来表示。
5. 集成度——指在一片数平方毫米的芯片上能集成多少个 基本存储电路，用位／片来表示。
四、 半导体存储器芯片的结构
地地
读
址址 寄译
存储体
写 电
AB 存 码
路
数 据 寄 存 DB
控制电路
OE WE CS
•存储体：存储器芯片的主要部分，用来存储信息 •地址译码电路：根据输入的地址编码来选中芯片内某个特定 的存储单元 •片选和读写控制逻辑：选中存储芯片，控制读写操作
第六章 存储器系统 微机原理 第2版 课后答案
第六章存储器系统本章主要讨论内存储器系统，在介绍三类典型的半导体存储器芯片的结构原理与工作特性的基础上，着重讲述半导体存储器芯片与微处理器的接口技术。
6.1 重点与难点本章的学习重点是8088的存储器组织；存储芯片的片选方法（全译码、部分译码、线选）；存储器的扩展方法（位扩展、字节容量扩展）。
主要掌握的知识要点如下：6.1.1 半导体存储器的基本知识1.SRAM、DRAM、EPROM和ROM的区别RAM的特点是存储器中信息能读能写，且对存储器中任一存储单元进行读写操作所需时间基本上是一样的，RAM中信息在关机后立即消失。
根据是否采用刷新技术，又可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。
SRAM是利用半导体触发器的两个稳定状态表示“1”和“0”；DRAM是利用MOS管的栅极对其衬间的分布电容来保存信息，以存储电荷的多少，即电容端电压的高低来表示“1”和“0”；ROM的特点是用户在使用时只能读出其中信息，不能修改和写入新的信息；EPROM可由用户自行写入程序和数据，写入后的内容可由紫外线照射擦除，然后再重新写入新的内容，EPROM可多次擦除，多次写入。
一般工作条件下，EPROM 是只读的。
2.导体存储器芯片的主要性能指标（1）存储容量：存储容量是指存储器可以容纳的二进制信息量，以存储单元的总位数表示，通常也用存储器的地址寄存器的编址数与存储字位数的乘积来表示。
（2）存储速度：有关存储器的存储速度主要有两个时间参数：TA：访问时间（Access Time），从启动一次存储器操作，到完成该操作所经历的时间。
TMC：存储周期（Memory Cycle），启动两次独立的存储器操作之间所需的最小时间间隔。
（3）存储器的可靠性：用MTBF—平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures）来衡量。
MTBF越长，可靠性越高。
（4）性能/价格比：是一个综合性指标，性能主要包括存储容量、存储速度和可靠性。
半导体存储器
半导体存储器半导体存储器，是一种以存储二值信息的大规模集成电路作为存储媒体的存储器，常用于存储程序、常数、原始数据、中间结果和最终结果等数据，是微型计算机的重要记忆元件。
半导体存储器有存储速度快、存储密度高、与逻辑电路接口容易等优点，主要用作高速缓冲存储器、主存储器、只读存储器、堆栈存储器等。
目录∙半导体存储器概述∙半导体存储器分类∙半导体存储器原理∙半导体存储器的指标∙半导体存储器概述o和逻辑运算器一样，半导体存储器同样也是各种电子计算机的关键部件，并且广泛应用于各类通讯和家用电子设备中；如今大到超级计算机和航天飞机，小到手机、语言复读机、各种电子玩具以及智能卡，都用到不同种类的半导体存储器；没有存储记忆功能的数字集成系统芯片(system on chip, SOC)，就像人的大脑失去了记忆，如此可知存储器和逻辑运算器同等重要、缺一不可。
现代半导体存储器的基本特点包括高密度、大容量、高速度、低功耗、低成本、类型多、功能强、用途广，几乎在每种半导体存储器中都采用金属-氧化层-半导体（MOS）工艺，并位于整个MOS芯片制造工艺的前沿。
∙半导体存储器分类o半导体存储器是存储二值信息的大规模集成电路，是现代数字系统的重要组成部分。
半导体存储器分类如下：按制造工艺分，有双极型和MOS型两类。
双极型存储器具有工作速度快、功耗大、价格较高的特点。
MOS型存储器具有集成度高、功耗小、工艺简单、价格低等特点。
按存取方式分，有顺序存取存储器（SAM）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）三类。
1.顺序存取存储器（简称SAM）：对信息的存入（写）或取出（读）是按顺序进行的，即具有“先入先出”或“先入后出”的特点。
2.随机存取存储器（简称RAM）：可在任何时刻随机地对任意一个单元直接存取信息。
根据所采用的存储单元工作原理的不同，又将随机存储器分为静态存储器SRAM和动态存储器DRAM。
DRAM存储单元结构非常简单，它所能达到的集成度远高于SRAM。
半导体存储器概述
半导体存储器概述半导体存储器是一种电子设备，用于存储计算机和其他电子设备中的数据。
它是一种非易失性存储器，意味着即使断电也可以保持存储的数据。
本文将对半导体存储器进行概述，包括其基本工作原理、不同类型的半导体存储器以及其在计算机和其他应用中的主要用途。
半导体存储器的基本工作原理是根据半导体上存储器细胞的电荷状态来存储和检索数据。
在半导体存储器中，每个存储器单元称为位（bit）。
位是最小的存储单元，由一个晶体管和一个电容器组成。
晶体管可用于控制电荷的读取和写入，而电容器可用于储存电荷，从而表示存储的数据。
RAM 是一种易失性存储器，意味着当断电时，其中存储的数据将丢失。
然而，RAM 具有快速和随机访问数据的能力，适用于计算机内存。
RAM 可以分为静态RAM（Static RAM，SRAM）和动态RAM（Dynamic RAM，DRAM）两类。
SRAM使用了多个晶体管来构成每个存储单元，能够存储数据的时间更长，但相应地也需要更多的面积。
因此，SRAM内存更快但价格更昂贵，通常用于高速缓存和寄存器文件等需要快速访问的应用。
DRAM使用一个传输线和一个电容来存储一个位。
传输线用于读取和写入数据，电容用于存储电荷。
由于电容器电荷会逐渐泄漏，DRAM需要经常刷新来保持存储的数据，所以在功耗和速度上相对较差。
然而，DRAM的密度更高，价格更低，通常用于计算机的主存储器。
ROM是一种只能读取的存储器，用于存储程序和数据，无法修改。
ROM是非易失性存储器，意味着断电后其中存储的数据不会丢失。
几种常见的ROM包括PROM、EPROM和EEPROM。
PROM（Programmable Read Only Memory）是一种在制造时没有写入数据的 ROM，可以通过电气操作编程或擦除。
EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）是一种可以擦除和重新编程的 ROM，需要 UV 紫外线擦除器来擦除数据。
半导体存储器原理
半导体存储器原理半导体存储器是计算机系统中至关重要的组成部分，它用于数据的存储和读取。
在本文中，我们将讨论半导体存储器的原理和工作机制。
一、概述半导体存储器是由多个存储单元组成的，每个存储单元可以存储一个或多个二进制位的数据。
根据存取方式的不同，半导体存储器可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
二、随机存取存储器（RAM）1. SRAM（静态随机存取存储器）SRAM使用触发器作为存储单元，每个存储单元由多个晶体管构成。
SRAM具有高速读写的特点，但需要更多的晶体管，因此在成本上较高。
2. DRAM（动态随机存取存储器）DRAM使用电容器作为存储单元，每个存储单元由一个电容器和一个晶体管构成。
由于电容器会自然漏电，因此DRAM需要定期刷新操作来重新存储数据。
尽管DRAM读写速度较慢并需要刷新操作，但其成本较低。
三、只读存储器（ROM）只读存储器是一种无法修改存储内容的存储器。
常见的ROM类型有：1. PROM（可编程只读存储器）：可以被编程一次，之后无法改变。
2. EPROM（可擦写可编程只读存储器）：可以被擦除和重新编程。
3. EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）：可以通过电信号进行擦除和重新编程。
四、工作原理半导体存储器的工作原理基于半导体器件的特性。
以SRAM为例，当输入一个写入信号时，存储单元的触发器会将数据保存在其中。
当输入一个读取信号时，存储单元的数据将被传输到输出线上。
对于DRAM，输入的写入信号会改变电容器的电荷状态来保存数据。
读取信号会读取电容器的电荷状态，并将其转换为电压信号，随后输出。
只读存储器在制造过程中被编程或擦除，因此存储内容无法再次修改。
五、总结半导体存储器是现代计算机系统中重要的组成部分。
它具有高速读写、可擦写的特性，因此在数据存储和读取方面具有广泛应用。
无论是RAM还是ROM，每种存储器都有其各自的特点和应用场景。
通过了解半导体存储器的原理和工作机制，我们能够更好地理解计算机系统中数据的存储过程。
半导体存储器概述
半导体存储器概述半导体存储器（Semiconductor Memory）是一种用于存储和读取数字信息的电子设备，广泛应用于计算机、通信设备、嵌入式系统等各种电子设备中。
相比于传统的磁性存储器，半导体存储器具有速度快、功耗低以及体积小等优点，因此在现代电子设备中得到广泛使用。
半导体存储器的基本构成单元是存储单元，它是由一个或多个存储单元组成，每个存储单元可以存储一个或多个二进制位的信息。
存储单元可以分为静态存储单元（Static Random Access Memory，SRAM）和动态存储单元（Dynamic Random Access Memory，DRAM）两类。
静态存储单元由6个晶体管组成，其中包括两个交叉连接的反相非门（Inverter），一个传输门（Transfer Gate）和两个位线连接器（Bit Line）。
SRAM主要用于高速缓存等需要快速访问和读写的场景中，速度快、性能好，但是价格昂贵且功耗较高。
动态存储单元则由一个电容和一个开关管组成，电容用于存储信息，开关管用于控制读写操作。
DRAM的存储单元面积小，功耗低，但是随着时间的推移，电容中存储的电荷会逐渐泄漏导致信息丧失，因此需要定期刷新。
DRAM被广泛应用于主存储器（Main Memory）中。
除了SRAM和DRAM之外，还有一些其他的半导体存储器类型，如闪存（Flash Memory）、EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）和EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory）等。
闪存是一种非易失性存储器，主要用于嵌入式系统和便携设备中。
它通过划分为多个块并使用电荷来存储信息，可以被分别擦除和写入。
闪存的特点是存储密度高、功耗低、可擦写次数有限。
EEPROM是可以通过电压改编信息的一种可擦写存储器，通常用于存储配置参数、固件等不需要频繁修改的数据，具有很高的擦写次数和可靠性。
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Intel 1989
8086/8088芯片的引脚包括20根地址线，16根(8086)
或8根(8088)数据线以及控制线、状态线、电源线和地线
等，若每个引脚只传送一种信息，那么芯片的引脚将会太
多，不利于芯片的封装，因此，8086/8088CPU的部分引 脚定义了双重功能。如第33引脚MN / MX上电平的高低代 表两种不同的信号；第31到24引脚在CPU处于两种不同 的工作方式（最大工作方式和最小工作方式）时具有不同
标志位IF的当前设置，IF=1时，S5为1，否则为0；S4S3用来指示
当前正在使用哪个段寄存器，如表3.3所示。
表
S4与S3组合代表的正在使用的寄存器
S4 0 0 1 1
S3 0 1 0 1
当前正在使用的段寄存器 ES SS CS或未使用任何段寄存器 DS
3. 控制引脚
（1） NMI (Non- Maskable Interrupt )：引脚17，非屏蔽中断
MPU RAM ROM
I/O Interface
Address Bus
I/O Device
Control bus Data bus
ROM 256K Video Display 128KRAM
FFFFFH COOOH BFFFFH AOOOH 9FFFFH
用户区： 应用程序， DOS RAM 640K
的名称和定义；引脚9到16（8088CPU）及引脚2到16和
39（8086CPU）采用了分时复用技术，即在不同的时刻
分别传送地址或数据信息等。
8086 CPU引脚
8086CPU引脚按功能可分为三大类：电源线和地 线，地址/数据引脚以及控制引脚。 1．电源线和地线 电源线VCC（第40引脚）：输入，接入10%单一+5V电 源。 地线GND（引脚1和20）：输入，两条地线均应接地。
等待状态 发生器
AD0~AD15 A16~A19
ADDR/DATA
74S373 8位锁存器 (3)
BHE DEN DT/R
8286 收发器 (2)
T OE A0
OD WE CSOL CSOH
OE
CE
WR RD CS
2142 RAM (4) 小模式 8086微型机方框图
1K*8 (2) 1K*8 (2)
失数据。
在最小方式下，第2431引脚的功能如下： （1） INTA（Interrupt Acknowledge）：引脚24，中断响应信 号，输出。该信号用于对外设的中断请求(经INTR引脚送入 CPU)作出响应。INTA实际上是两个连续的负脉冲信号，第一 个负脉冲通知外设接口，它发出的中断请求已被允许；外设接 口接到第2个负脉冲后，将中断类型号放到数据总线上，以便 CPU根据中断类型号到内存的中断向量表中找出对应中断的中 断服务程序入口地址，从而转去执行中断服务程序。
（6） WR（Write）：引脚29，写信号，输出。WR有效时，表
示CPU当前正在进行存储器或I/O写操作，到底是哪一种写操作，
取决于M/IO信号。在DMA方式，该引脚被浮置为高阻状态。
（7） HOLD（Hold request）：引脚31，总线保持请求信号，
第六章 半导体存储器 内容与要求：
1.了解存储器的分类及特性。 2.了解RAM的结构原理(静态RAM，动态RAM)。 3.了解只读ROM结构原理，PROM、EPROM、 EEPROM的工作特点。 4.掌握存储器芯片特性及与CPU的连接方法，存 储空间扩展，存储芯片的选用，控制逻辑与 总线连接逻辑。
6.1 概述：
33，最小/最大方式控制信号，输入。MN/MX引脚接高电平时，
8086/8088 CPU工作在最小方式，在此方式下，全部控制信号
由CPU提供；MN/MX引脚接低电平时，8086/8088工作在最大
方式，此时第2431引脚的功能示于图示括号内，这时，CPU
发出的控制信号经8288总线控制器进行变换和组合，从而使总
线的控制功能更加完善。
二、 8086 最小工作方式及引脚2431的定义
当MN/MX接高电平时，系统工作于最小方式，即单处理器
方式，它适用于较小规模的微机系统。其典型系统结构如图所示。
图中8284A为时钟发生/驱动器，外接晶体的基本震荡频率为
15 MHz，经8284A三分频后，送给CPU做系统时钟。 74S373为8位地址锁存器。当8086访问存储器时，在总线周 期的T1状态下发出地址信号，经74S373锁存后的地址信号可以 在访问存储器操作期间始终保持不变，为外部提供稳定的地址信
00000H
Memory Allocation in the IBM PC
GND AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GND
1
a1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
定义，暂作备用状态信号线。
表3.5 BHE与地址引脚A0编码的含义
BHE
0 0 1 1
A0 0 1 0 1
数据总线的使用情况
16位字传送（偶地址开始的两个存储器单元的内容） 在数据总线高8位(D15D8)和奇地址单元间进行字节传送 在数据总线低8位(D7D0)和偶地址单元间进行字节传送 无效
（9） MN / MX（Minimum / Maximum mode control）：引脚
（4） DT / R（Data Transmit / Receive）：引脚27，数据发送/ 接收信号，输出。该信号用来控制数据的传送方向。当其为高电
平时，8086 CPU通过数据总线收发器进行数据发送；当其为低
电平时，则进行数据接收。在DMA方式，它被浮置为高阻状态。 （5） M / IO（Memory/Input and Output）：引脚28，存储器 I/O端口控制信号，输出。该信号用来区分CPU是进行存储器访 问还是I/O端口访问。当该信号为高电平时，表示CPU正在和存 储器进行数据传送；如为低电平，表明CPU正在和输入/输出设 备进行数据传送。在DMA方式，该引脚被浮置为高阻状态。
表
复位后内部寄存器的状态
内部寄存器 标志寄存器 IP CS DS SS ES 指令队列缓冲器 其余寄存器
状 态 0000H 0000H FFFFH 0000H 0000H 0000H 空 0000H
（5） READY：引脚22，数据“准备好”信号线，输 入。它实际上是所寻址的存储器或I/O端口发来的数据 准备就绪信号，高电平有效。CPU在每个总线周期的 T3状态对READY引脚采样，若为高电平，说明数据已 准备好；若为低电平，说明数据还没有准备好，CPU 在T3状态之后自动插入一个或几个等待状态TW，直到
READY变为高电平，才能进入T4状态，完成数据传送
过程，从而结束当前总线周期。
（6）TEST:引脚23，等待测试信号，输入。当CPU执 行WAIT指令时，每隔5个时钟周期对 TEST引脚进行一 次测试。若为高电平，CPU就仍处于空转状态进行等
待，直到TEST引脚变为低电平，CPU结束等待状态，
执行下一条指令，以使CPU与外部硬件同步。 （7）(Read)：引脚32，读控制信号，输出。当 RD=0 时，表示将要执行一个对存储器或I/O端口的读操作。 到底是从存储单元还是从I/O端口读取数据，取决于 M/ IO (8086)或IO/M(8088)信号。
中断请求，这时若IF=1，则当前指令执行完后立即响应中断；
若IF=0，则中断被屏蔽，外设发出的中断请求将不被响应。程 序员可通过指令STI或CLI将IF标志位置1或清零。
（3）CLK（Clock）：引脚19，系统时钟，输入。它通常与 8284A时钟发生器的时钟输出端相连。该时钟信号有效高电平与 时钟周期的比为1∶3。 （4） RESET：引脚21，复位信号，输入，高电平有效。复位 信号使处理器马上结束现行操作，对处理器内部寄存器进行初 始化。8086/8088要求复位脉冲宽度不得小于4个时钟周期。复位 后，内部寄存器的状态如表3.4所示。系统正常运行时，RESET 保持低电平。
8
1
a1
b1
5
2
a2
b2
6
3
a3
b3
7
4
a4
b4
8
1
a1
b1
52a23 Nhomakorabeaa3
8086 CPU
31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
b2
6
b3
7
4
a4
b4
8
1
a1
b1
5
2
a2
b2
6
3
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b3
7
4
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b4
8
1
a1
b1
5
2
a2
b2
6
3
a3
b3
7
4
a4
b4
8
8086 in Minimum Mode
（8）BHE/S7(Bus High Enable / Status)：引脚34，高8 位数据总线允许/状态复用引脚，输出。BHE在总线周 期的T1状态时输出，当该引脚输出为低电平时，表示当 前数据总线上高8位数据有效。该引脚和地址引脚A0配
合表示当前数据总线的使用情况，如表3.5所示，详见
“3.3.1 8086/8088存储器组织”一节。S7 在8086中未被
2. 地址/数据（状态）引脚
地址/数据分时复用引脚AD15AD0（Address Data）：引脚39及 引脚216，传送地址时单向输出，传送数据时双向输入或输出。 地址状态分时复用引脚A19/S6A16/S3（Address / Status）：引脚 3538，输出、三态总线。采用分时输出，即在T1 状态作地址线 用，T2T4 状态输出状态信息。当访问存储器时，T1 状态输出 A19A15 ，与AD15AD0 一起构成访问存储器的20位物理地址； CPU访问I/O端口时，不使用这4个引脚，A19A16保持为0。状态 信息中的S6为0用来表示8086CPU 当前与总线相连，所以在T2T4 状态，S6 总为0，以表示CPU当前连在总线上；S5 表示中断允许