非易失性存储器
称为外部存储器非易失性存储器
Nor Flash时序
SST39VF160 写操作时序图
Nor Flash的操作
SST39VFl60与S3C2440A的接口电路 SST39VFl60 的字写入流程图
Nor Flash的操作
SST39VFl60 的擦除操作
NorFlash的一般操作
Flash的写操作数分为命令和数据,对Flash的 操作通过写入对应的命令实现
各种存储器芯片
256K×16非易失性铁电存储器(FRAM)
256Mbit序列快闪存储器
各种存储器芯片
PC中的BIOS闪存也是ROM的一种类型
各种存储器芯片
SmartMedia 卡
CompactFlash 卡
各种存储器芯片
2008.11 Intel and Micron’s 34nm, 32 gigabit multi-level cell NAND Flash device
存储器接口电路和AD-DA
存储器接口
存储器的种类 存储器与处理器的接口方式 存储器的访问时序 特殊存储器的使用
存储器的特点
存储空间受限,一般小规模系统直接使 用片内ROM和RAM,称作内部存储器
由于现在系统功能越来越多,出现对扩 展存储的需要,称为外部存储器
1. 非易失性存储器,存储系统代码 2. 系统运行所需缓存空间 3. 系统使用的缓存空间也可能是非易失性
称为外部存储器非易失性存储器
IDT71V3576 SBSRAM
SBSRAM时序图
IDT71V3576 时序图
ZBTRAM时序图
DRAM介绍
动态随机访问存储器 1. 以MOS管栅极电容的电荷存储能力作为存储
差异在于DRAM需要 由存储器控制电路按 一定周期对存储器刷 新,才能维系数据保 存,SRAM的数据则 不需要刷新过程,在 上电期间,数据不会 丢失。
动态存储器原理图
RAM存储器
SRAM六管基本存储单元电路
DRAM动态存储器
RAM存储器
DRAM,动态随机存取存储器,需要不断的 刷新,才能保存数据。而且是行列地址复用 的,许多都有页模式。
各种存储器芯片
256K×16非易失性铁电存储器(FRAM)
256Mbit序列快闪存储器
各种存储器芯片
PC中的BIOS闪存也是ROM的一种类型
各种存储器芯片
SmartMedia 卡
CompactFlash 卡
各种存储器芯片
2008.11 Intel and Micron’s 34nm, 32 gigabit multi-level cell NAND Flash device
unsigned short temp_read;
非易失性存储器
上电时可擦除并且可编程的只读存储器(EEPROM)
使用浮栅技术保存数据的通用非易失性存储器
页写
对存储器长度固定的连续模块进行写操作
等待时间
数据出现在输入缓冲区后,完成EEPROM页写操作需要5 ms时长
写入次数
非易失性存储器单元磨损前,可以对其进行的重写操作次数
耗损均衡技术
一种延长EEPROM写入耐久性的方法,该方法使用8倍的容量和一个软件算法,以便在达到有效地址上的写入耐久性限制之前将存 储移位到未使用的存储器内
赛普拉斯提供行业中最节能和最可靠的多种F-RAM产品系列
F-RAM只消耗最先进的EEPROM的30%的功耗,但提供了比EEPROM高100,000,000倍的擦写周期 容量从4Kb至2Mb,供电电压范围从2.0 V到5.5 V SPI和I2C串行F-RAM产品可以支持SOIC8,DFN8与EIAJ的封装形式 集成实时时钟也在nvSRAM产品中提供
由Siemens生产的可编程逻辑 控制器
路由器Hale Waihona Puke BaiduCisco 生产的
自动老虎机 由IGT生产的
由LSI生产的RAID 卡
001-91769 版本*A 演示者:RHOE 技术负责人:EWOO
航空子系统由Rockwell Collins生产的
NVRAM产品概述演示 12
赛普拉斯提供了工业中最快的串行nvSRAM产品系列
计算机基础知识认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM
计算机基础知识认识计算机存储器中的
EPROM和EEPROM
计算机基础知识:认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM
计算机存储器是指计算机系统中用于存储数据和指令的设备,其中EPROM和EEPROM是两种常见的非易失性存储器类型。本文将介绍EPROM和EEPROM的定义、特点以及它们在计算机系统中的应用。
一、EPROM的定义和特点
EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) 是一种可以被
擦除和重新编程的只读存储器。它的主要特点如下:
1. 非易失性:EPROM的数据可以在断电后长期保存,不会因为断
电而丢失。这使得EPROM非常适合存储那些需要长期保留的数据和
指令。
2. 可擦除性:EPROM中的数据可以通过使用紫外线照射来擦除,
也可以使用专门的擦除器进行擦除。擦除之后,EPROM可以被重新编程。擦除和重新编程的过程可以多次进行,但是每个EPROM只能进
行有限次数的擦除和重新编程。
3. 只读性:在未擦除和重新编程之前,EPROM中的数据是只读的,无法进行修改。这使得EPROM更加安全可靠,适用于存储那些需要
保护而不希望被修改的数据和指令。
4. 容量较小:EPROM的存储容量相对较小,通常在几KB到几MB 的范围内。这限制了EPROM在存储大量数据方面的应用。
二、EPROM的应用
由于EPROM具有非易失性和只读的特点,它在某些应用中得到了
广泛的应用。以下是一些EPROM的常见应用:
1. 系统固件:EPROM常用于存储计算机系统的固件,如BIOS (Basic Input Output System)。这些固件在计算机启动时被加载,负责初
非易失性存储器和易失性存储器有什么全部详细资料对比
非易失性存储器和易失性存储器有什么全部详细资料对比
非易失性存储器技术是在关闭计算机或者突然性、意外性关闭计算机的时候数据不会丢失的技术。非易失性存储器技术得到了快速发展,非易失性存储器主要分为块寻址和字节寻址两类。
在很多的存储系统的写操作程序中,内存作为控制器和硬盘之间的重要桥梁,提供更快速的性能,但是如果发生突然间断电的情况,如何保护内存中的数据不丢失,这是存储系统中老生常谈的议题。易失性存储器就是在关闭计算机或者突然性、意外性关闭计算机的时候,里面的数据会丢失,就像内存。非易失性存储器在上面的情况下数据不会丢失,像硬盘等外存。RRAM是一种非易失性存储器,也称为忆阻器,为制造非易失性存储设备,模拟人类大脑处理信息的方式铺平了道路。RRAM由两个金属电极夹一个薄介电层组成,在正常状态下它是绝缘体,它以纳米器件加工技术为基础是一种有记忆功能的非线性电阻。每个忆阻器有一个底部的导线与器件的一边接触,一个顶部的导线与另一边接触。
忆阻器是一个由两个金属电极夹着的氧化钦层构成的双端,双层交叉开关结构的半导体。其中一层氧化钦掺杂了氧空位,成为一个半导体;相邻的一层不掺杂任何东西,让其保持绝缘体的自然属性,通过检测交叉开关两端电极的阻性,就能判断RRAM的“开”或者“关”状态。
忆阻器除了其独特的“记忆”功能外,有两大特性使其被业界广泛看好。一是其具有更短的存储访问时间,更快的读写速度,其整合了闪存和DRAM的部分特性;二是其存储单元小和制造工业可以升级,忆阻器的尺寸可以做到几个纳米,很有可能将微电子技术的发展带人到下一个十年,而且其可以与CMOS技术相兼容等优势,是下一代非易失性存储技术的发展趋势。
芯片存储原理
芯片存储原理
芯片存储原理指的是在集成电路芯片中用于存储数据的机制,常见的芯片存储器包括随机存取存储器(RAM)和只读存储
器(ROM)。
RAM是一种易失性存储器,它可以随机访问任何位置的数据,并且能在较短时间内读取或写入数据。RAM存储原理是利用
不同的电压信号来表示数据的1或0。在RAM芯片中,每个
存储单元由一个电容和一个访问晶体管组成。当电容带有电荷时,表示存储的是1,而电容无电荷时表示存储的是0。为了
读取或写入数据,RAM芯片会通过控制电路向特定的存储单
元提供所需的电压。
ROM存储器用来存储固定的数据,如程序指令和系统设置等。与RAM不同,ROM是一种非易失性存储器,它的数据在断
电时不会丢失。ROM的存储原理是在芯片制造过程中使用特
殊的材料,如硅或磁性材料,来编程数据。编程过程通过改变材料内部的电子状态来实现,这些状态可以长期保持,而不会受到电源的影响。
芯片存储原理的实质是利用了电子器件的特性来存储和读取数据。这种存储方式具有容量大、读写速度快、耗能低等特点,因此成为了现代计算机和电子设备中必不可少的存储技术。
非易失存储器
非易失存储器
如果断电,RAM(DRAM,SRAM)会丢失它们的信息,从这个意义上说,它们是易失的。非易失性存储器即使是在断电关机后,仍然保存着它们的信息。有很多种非易失性存储器,由于历史原因,虽然ROM中有的类型既可以读也可以写,但是它们整体上都被称为只读存储器(ROM)。ROM是以它们能够被重编程的次数和对它们进行重编程所用的机制来区分的。
1.PROM
PROM是可编程ROM的简称,英文名字——Promrammable ROM,只能被编程一次。PROM的每个存储器单元有一种熔丝,只能用高电流熔断一次。现在还有一些便宜的单片机中再使用。
2.可擦写可编程ROM
可擦写可编程ROM的英文名字是Erasable Programmable ROM,简称EPROM。EPROM有一个透明的石英窗口,允许光到达存储单元。紫外线光照射过窗口,EPROM单元就被清除为0。对EPROM编程是通过使用一种把1写入EPROM的特殊设备来完成。EPROM能够被擦除和重编程的次数的数量级可以达到1000次。
电子可擦除PROM,英文名字Electrically Erasable PROM简称EEPROM,类似于EPROM,但是它不需要一个物理上独立的编程设备,
因此可以直接在印制板上编程。EEPROM能够被变成的次数的数量级可以达到100000次。广泛的应用在电子设备领域。
3.闪存
闪存英文名字——flash memory 是一类非易失性存储器,基于EEPROM,它已经成为了一种重要的存储技术。闪存无处不在,为大量的电子设备提供快速而持久的非易失性存储,包括数码相机、手机、音乐播放器、PDA和笔记本、台式机和服务器计算机系统。并且是固态硬盘(SSD)的基础器件。
MEMORY 分析
SRAM(Static RAM ) (
静态随机存取存储器( 静态随机存取存储器(Static Random Access Memory, SRAM)是 ) 随机存取存储器的一种。所谓的“静态” 随机存取存储器的一种。所谓的“静态”,是指这种存储器只要保持 通电,里面储存的数据就可以恒常保持。相对之下, 通电,里面储存的数据就可以恒常保持。相对之下,动态随机存取内 存(DRAM)里面所储存的数据就需要周期性地更新。 )里面所储存的数据就需要周期性地更新。
EPROM(Erasable Programmable) ( )
可抹除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM)可利用高电压将数据编 程写入,但抹除时需将线路曝光于紫外线下一段时间,数 据始可被清空,再供重复使用。因此,在封装外壳上会预 留一个石英玻璃所制的透明窗以便进行紫外线曝光。
并行式EEPROM
型号通常为以 28 开头的系列 型号通常为以 29 或 49 开头的系列,写入须以较大的区块为单位, 此种存储器一般会使用 Flash (闪存)来称呼
Flash Memory(快闪存储器) (快闪存储器)
闪存是一种特殊的、以宏块抹写的EEPROM。
NOR Flash
NOR Flash本身为读取操作 支持随机存取 提 本身为读取操作(支持随机存取 本身为读取操作 支持随机存取)提 供外部寻址总线;至于解锁、 供外部寻址总线;至于解锁、抹除与写入则须 以区块-区块 区块(Block-by-block)的方式进行,典 的方式进行, 以区块 区块 的方式进行 区块大小为64、128或256字节 字节。 型的 区块大小为64、128或256字节。
SRAM特点及工作原理
SRAM特点及工作原理
SRAM是一种静态随机存储器(Static Random Access Memory),与动态随机存储器(DRAM)相对应。它具有以下特点及工作原理。
特点:
1.速度快:SRAM具有高速读写能力,可以在几纳秒的时间内完成读写操作。这是因为SRAM使用触发器来存储数据,而不像DRAM需要刷新电容来保持数据,因此速度更快。
2.不需要刷新:SRAM是一种非易失性存储器,即在电源关闭后仍然可以保持存储的数据。相比之下,DRAM需要周期性刷新以保持数据的完整性。
3.缺乏容量:与DRAM相比,SRAM的存储容量相对较小。这是因为SRAM使用更多的晶体管来存储一个比特的数据,而DRAM只需要一个电容和一个访问晶体管来存储一个位。
4.功耗高:由于使用了更多的晶体管,SRAM在工作时需要更多的功耗,从而导致更高的功耗。
5.稳定性好:由于SRAM使用触发器来存储数据,它对于外界干扰的抗干扰能力更强,更稳定。
工作原理:
SRAM的工作原理是基于触发器的组合逻辑电路。一个存储单元由6个晶体管组成,包括两个交叉连接的CMOS反向器(即两个互补MOSFET组成的反向器),两个存储节点和两个传输门。
当使能信号为高电平时,读取操作可以进行。当传输门打开时,存储
节点之间的电压将被传输,而一个存储节点的电压将传输到另一个存储节点。
写操作时,传输门关闭,不允许数据传输。写操作会通过将需要存储
的数据应用到传输门的输入端,然后在使能信号为高电平的情况下,将数
据写入存储节点。
当SRAM的使能信号为低电平时,整个SRAM阵列的工作电流将降低到
非易失存储器概论
非易失存储器概论
作者:Jitu J.Makwana, Dr.Dieter K.Schroder
翻译:GongYi(INFINEON TECHNOLOGIES,MEMORY development center)
Email: code631@
前言
本文论述了基本非易失存储器(NVM)的基本概念。第一部分介绍了NVM的基本情况,包括NVM的背景以及常用的存储器术语。第二部分我将介绍怎样通过热电子注入实现NVM的编程。第三部分包括了用FOWLER-NORDHEIM 隧道效应实现对NVM的擦除。同时,简单的FN隧道效应的原理也将在这里给大家做一个说明。第四部分介绍了用于预测NVM编程特性的模型—热电子注入机制所依赖的―幸运电子‖模型。最后一部分介绍了NVM可靠性方面的问题,如数据保持能力(DATA RETENTION),耐久力(ENDURANCE),和干扰(DISTURB)。
关键字:非易失,存储器,热电子注入,隧道效应,可靠性,数据保持,耐久力,干扰,闪存
第一部分:介绍
存储器大致可分为两大类:易失和非易失。易失存储器在系统关闭时立即失去存储在内的信息;它需要持续的电源供应以维持数据。大部分的随机存储器(RAM)都属于此类。非易失存储器在系统关闭或无电源供应时仍能保持数据信息。一个非易失存储器(NVM)器件通常也是一个MOS管,拥有一个源极,一个漏极,一个门极另外还有一个浮栅(FLOATING GATE)。它的构造和一般的MOS管略有不同:多了一个浮栅。浮栅被绝缘体隔绝于其他部分。
非易失存储器又可分为两类:浮栅型和电荷阱型。Kahng 和Sze 在1967年发明了第一个浮栅型器件,在这个器件中,电子通过3nm厚度的氧化硅层隧道效应从浮栅中被转移到substrate中。隧道效应同时被用于对期间的编程和擦除,通常它适用于氧化层厚度小于12nm。储存在浮栅中的电荷数量可以影响器件的阈值电压(Vth),由此区分期间状态的逻辑值1或0。
otp烧录原理简单理解
otp烧录原理简单理解
OTP烧录原理简单理解
OTP(One-Time Programmable)是一种只能烧录一次的非易失性存储器,它的烧录原理是通过改变存储器内部的物理结构来实现。在OTP存储器中,每个存储单元都有一个可烧录的保险丝,当保险丝被烧断后,该存储单元就不能再次被烧录,因此被称为一次性烧录存储器。
OTP存储器的烧录过程是通过电子束或激光束来实现的。在烧录之前,需要将待烧录的数据编码成一组二进制数,并将其存储在一个烧录器中。然后,将烧录器与OTP存储器连接起来,将烧录器中的数据传输到OTP存储器中。在传输过程中,烧录器会向OTP存储器发送一个烧录信号,该信号会触发OTP存储器内部的保险丝烧断电路,使得保险丝被烧断。一旦保险丝被烧断,该存储单元就不能再次被烧录,因此被称为一次性烧录存储器。
OTP存储器的烧录过程是一种非常精密的过程,需要使用高精度的烧录器和专业的烧录技术。在烧录过程中,需要控制烧录器的电子束或激光束的强度和位置,以确保保险丝被烧断的精度和准确性。此外,还需要对烧录器和OTP存储器进行严格的温度和湿度控制,以确保烧录过程的稳定性和可靠性。
OTP存储器的烧录原理具有很多优点。首先,由于OTP存储器只能
烧录一次,因此可以有效地防止数据被篡改或复制。其次,由于OTP存储器的烧录过程是一种非常精密的过程,因此可以保证数据的可靠性和稳定性。此外,由于OTP存储器的烧录过程是一种非常快速的过程,因此可以大大提高数据的传输速度和效率。
OTP烧录原理是一种非常重要的存储技术,它可以有效地保护数据的安全性和可靠性。在未来的发展中,随着技术的不断进步和应用的不断扩展,OTP烧录原理将会得到更广泛的应用和发展。
mcp存储器分类及其工作原理
mcp存储器分类及其工作原理
MCP存储器分类及其工作原理
MCP存储器是一种集成了多个存储单元的存储器,其中MCP代表Multi-Chip Package,意味着多芯片封装。MCP存储器常用于手机、平板电脑等小型电子设备中,因为它具有体积小、功耗低等优点。本文将介绍MCP存储器的分类及其工作原理。
一、MCP存储器分类
根据存储介质的不同,MCP存储器可以分为以下几种类型:
1. NOR Flash MCP:NOR Flash MCP是一种非易失性存储器,可以用于存储程序代码和数据。它具有读取速度快的特点,适用于需要频繁读取数据的应用。NOR Flash MCP常用于手机等设备的固件存储。
2. NAND Flash MCP:NAND Flash MCP也是一种非易失性存储器,常用于存储大容量的数据。相比于NOR Flash MCP,NAND Flash MCP的读取速度较慢,但写入速度更快,适用于需要频繁写入数据的应用。NAND Flash MCP常用于存储手机的照片、视频等大容量数据。
3. PSRAM MCP:PSRAM(Pseudo Static Random Access Memory)MCP是一种伪静态随机存取存储器,结合了静态随机存
取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)的特点。PSRAM MCP具有较快的读写速度和相对较低的功耗,适用于高速缓存和数据存储等应用。
二、MCP存储器的工作原理
MCP存储器由多个存储芯片组成,每个存储芯片都包含若干存储单元。这些存储单元以网格状的方式排列,每个存储单元由一个晶体管和一个电容组成。
eeprom和flash的区别
eeprom和flash的区别
EEPROM和Flash都是非易失性存储器,它们都可以在掉电后保留数据。但它们在很多方面存在一些差异,具体区别如下:
1.擦写方式:EEPROM的擦写是以字节为单位进行的,而Flash 通常需要按块进行擦写。也就是说,在Flash中,要擦除一个数据,通常需要先擦除一整个块,然后再将该块中需要保留的数据重新写入。因此,Flash的擦写操作相对EEPROM更为复杂。
2.写入方式:EEPROM的写入方式也是按字节进行,而Flash
的写入方式通常是按块进行。这意味着,在Flash中,要写入一个数据,需要先将整个块擦除,然后再将新数据写入该块。
3.擦写速度:EEPROM的擦写速度通常比Flash慢得多,这可能会影响到系统的性能。
4.存储密度:EEPROM和Flash的存储密度都很高,可以存储大量的数据。
5.使用场景:EEPROM通常用于存储掉电后不希望丢失的数据,如配置参数等。而Flash则更多地用于存储程序代码或大量数据。
6.可靠性:Flash的可靠性通常比EEPROM更高,因为它具有更高的擦写次数和更长的使用寿命。
7.价格:一般来说,Flash的价格比EEPROM要便宜一些。
综上所述,EEPROM和Flash在擦写方式、写入方式、擦写速度、存储密度、使用场景、可靠性和价格等方面都存在差异。在选择使用哪种存储器时,需要根据具体的应用需求和系统要求来决定。
片内非易失性存储器
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向EEPROM中写入数据
EEPROM的写入过程应该注意:
应使EEPGD清零,以选择写入对象为EEPROM。 WREN和WR的置位,将启动写操作。但为保证写入的安 全性,WREN和WR的置位不能在同一条指令中完成。 同样出于安全原因,每次写操作完成后必须复位WREN, 以防止误操作的发生。 EEPROM的写入需要用户软件通过5条特殊的指令序列来开 始,而无法通过简单的直接读写完成。在执行这5条指令的 过程中,应该暂时关闭所有中断
1.
20
相关寄存器
21
与EEPROM、Flash相关的寄存器
3.
EEPROM读/写控制寄存器1 EECON1
EECON1含有的各个位分别用于实现EEPROM读写过程中各种状态显示和控制,其中: EEPGD:访问对象选择位,用于设定读写的对象是数据存储器EEPROM还是程序存储器的Flash。值得 注意的是:在读写操作期间这个位是不能改变的,否则将造成不可预知的后果。 1 = 选择Flash作为操作对象 0 = 选择EEPROM作为操作对象 WRERR:EEPROM写操作过程出错标志 1 = 写操作过程中发生了错误,具体来讲就是在写操作期间发生了外部复位(MCLR)或看门狗复位 (WDT) 0 = 上一次写操作期间没有发生错误 WREN:EEPROM写操作使能控制位 1 = 允许写操作 0 = 禁止写操作 WR: EEPROM写操作启动控制位及状态位。注意这个位只能用软件置位,却不能由软件清零。 1 = 启动一次写操作,在完成后由硬件自动清零 0 = 标志着上一次的写操作已经完成 RD: EEPROM读操作启动控制位及状态位。这个位同样只能用软件置位,却不能由软件清零。 1 = 启动一次读操作,在完成后由硬件自动清零 0 = 标志着上一次的读操作已经完成
闪存的存储原理
闪存的存储原理
闪存是一种非易失性存储器件,广泛应用于计算机及其他电子设备中。它具有高速读写、耐磨损、低功耗等特点,在存储器技术中占据重要地位。闪存的存储原理是基于电场效应晶体管(FET)的原理,并采用了浮栅技术。
闪存是一种通过电子隧穿效应来实现存取的非挥发性存储器。它由一系列相互连接的存储单元组成,每个单元包含一个浮栅和一个储存电荷的介质层。这个介质层通常是氧化硅或氧化氮等。
在初始状态下,闪存中的每个存储单元中的浮栅上没有电荷。当需要将数据写入闪存时,通过给定存储单元的字线和位线加上一个较高的电压,将电子注入到浮栅中。这些注入的电子会嵌入到介质层中,形成一定的电荷。这种电荷表示存储单元存储的数据。
当需要读取存储单元的数据时,会对存储单元的字线和位线加上相应的电压。如果该存储单元的浮栅上有电荷,电荷会作为栅极电荷影响通道的电流流动。通过测量通道电流的大小,我们可以确定存储单元中储存的数据是1还是0。
闪存的特点之一是非易失性。这是因为储存单元中的电荷是静态存储的,即使断开电源,电荷也不会丢失。这使得闪存成为了一种非常可靠的数据存储设备。
另一个特点是闪存的可擦写性。当需要更新存储单元中的数据时,需要将浮栅上
的电荷清除。这个过程称为擦除。擦除是通过给定存储单元的字线和位线加上一个较高的负电压来实现的。这样可以将电荷从浮栅中释放出来,使得存储单元恢复到初始的未存储状态。
因为擦除是一个相对较慢的过程,闪存的擦除单位通常为块或扇区。在擦除之前,由于存储单元只能整体擦除,所以需要将需要保留的数据先读出来,然后在擦除后再写入。
Flash闪速存储器--(NAND和NOR比较)
Flash闪速存储器--(NAND和NOR比较)
一、闪速存储器的特点
闪速存储器(FlashMemory)是一类非易失性存储器NVM
(Non-VolatileMemory)即使在供电电源关闭后仍能保持片内信息;而诸如DRAM、SRAM这类易失性存储器,当供电电源关闭时片内信息随即丢失。FlashMemory集其它类非易失性存储器的特点:与EPROM相比较,闪速存储器具有明显的优势——在系统电可擦除和可重复编程,而不需要特殊的高电压(某些第一代闪速存储器也要求高电压来完成擦除和/或编程操作);与EEPROM相比较,闪速存储器具有成本低、密度大的特点。其独特的性能使其广泛地运用于各个领域,包括嵌入式系统,如PC及外设、电信交换机、蜂窝电话、网络互联设备、仪器仪表和汽车器件,同时还包括新兴的语音、图像、数据存储类产品,如数字相机、数字录音机和个人数字助理(PDA)。
Flash的技术特点如下:
(1)区块存储单元:在物理结构上分成若干个被称为区块的存储单元,不同区块之间相互独立,每个区块几KB~几十KB。
(2)先擦后写:任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。(3)位交换:有时一个比特位会发生反转,就是位交换。
(4)区块损坏:使用过程中,某些区块可能会被损坏,区块损坏后就不可修复。
二、闪速存储器的技术分类
全球闪速存储器的主要供应商有AMD、ATMEL、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、Micron、Mitsubishi、Samsung、SST、SHARP、TOSHIBA,由于各自技术架构的不同,分为几大阵营。
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电荷陷阱存储器工作原理
• 电荷陷阱型存储器基本结构和浮栅类似, 不同之处在于电荷陷阱型存储器的电荷存 储在具有高缺陷能级密度的材料中,包括 Si3N4以及一些禁带宽度非常较小的高介电 常数材料中,如HfO2,HfAlO。
存储器编程/擦除(P/E)
• 编程时,栅极加正电压,电荷通过某种方式注入到 存储层中,这时,存储层起到一个势阱的作用,进 入其中的电荷在没有外力的作用下是无法“逃走"的, 因此可以存储电荷。由于存储层中电荷产生的电场 屏蔽作用,使得器件的阈值电压增大。 • 擦除时,栅极加负电压,电荷以某种机制从存储 层回到衬底时,器件阈值电压又会降回原来的大小。 • 这里用二进制数“1"和“0”分别代表低阈值电压 状态和高阈值电压状态,“O”表示存储器已经被 编程,“1"表示存储器己经被擦除。
小结
• 由于上述的这些独特的优良特性,在不久 的将来,传统的浮栅结构存储器很有可能 被纳米晶结构存储器所取代。
非易失性存储器的发展
浮栅存储器工作原理
• 在常规MOSFET的栅堆栈结构中加入与顶层控 制栅隔离的多晶硅形成浮栅,浮栅被SiO2绝缘 层包围。通过对器件栅极(G)、源极(S),漏极(D) 加适当的电压将沟道中的电荷注入到浮栅或从 浮栅中泄漏,从而引起器件阈值电压的变化, Ia一Vg曲线也发生相应的平移,不同的曲线用 来表示逻辑上的“0”和“1”两个状态,进行数据 存储。所存储的数据在失去外部供电后,由于 浮栅被栅堆栈中的绝缘层隔离而得以保存,即 所谓的非挥发性。
存储器
存储器的主要功能是存储 程序和各种数据,并能在 计算机运行过程中高速、 自动地完成程序或数据的 存取。它采用具有两种稳 定状态的物理器件来存储 信息
存储器分类
各类存储器性能比较
非易失性存储器
• 特点:在掉电以后,存储在存储器中的数 据不会丢失。 • 自1967年贝尔实验室(Bell Lab)的D. Kahng和 S. M. Sze提出基于浮栅结构(FG, Floating Gate)的非挥发性半导体存储器 • 随后,Flash存储器主要朝着电荷俘获型存 储器阻挡层的研究两个方向发展
传统浮栅器件Leabharlann Baidu临的问题
非易失性存储器未来的发展方向
• (1)简单、低成本的器件结构。 • (2)由于库仑阻塞效应和量子限制效应的作用,器件有良好的保持力 (retention),使得器件可以实现薄氧化物、低电压操作。 • (3)由于采用了分布式存储,可以在不牺牲器件可靠性的前提下采用更 薄的隧穿氧化层,提高擦写速度; • (4)由于器件工作时仅对纳米晶中的少量电荷进行操作,可实现低功耗 存储的目的。 • (5)由于电荷在纳米晶体层中分布式存储,隧穿氧化层中的局部缺陷对 离散分布于纳米晶中的全体电荷影响较小,即器件对SILC和隧穿氧化 层的缺陷具有更好的免疫性,器件具有更优异的耐受能力。 • (6)由于没有漏极与浮栅间的耦合作用,从而减少了漏极引起的穿通效 应,使得可以在器件读出时使用大漏极电压和小的沟道长度,进而减 小了器件的面积,降低了成本。 • (7)纳米晶存储器还具有优良的抗辐射性能,具有航天技术应用的潜力。