第五章 半导体存储器电子教案

软硬磁盘
磁鼓
机械式：打孔的带子 磁介质： 光存储器：LD, CD, DVD 半导体存储器：集成电路 铁电存储器 等等
动态磁媒介 磁带 （有机械运动）磁卡
磁墨水
磁芯
静态磁媒介
磁膜
（无机械运动） 磁泡
（老计 算机内 存）
半 导 体 存 储 器 分 类
2 存储器的种类
MASK ROM
ROM (只读，非易 失性)
用2114芯片组成4K RAM线选控制译码结构图
A15 ︰ A12 A11 A10 A9～A0
IO/M
CPU
WE
D7～D0
2/4 译码
地址分配
译 码 器
A9～A0
A9～A0 CS CS
2114 WE WE D7～D0 D7～D04
A9～A0
A9～A0 CS
2114 WE D7～D0 D7～D4
A9～A0
第二组： 0400H~07FFH
第三组： 0800H~0BFFH
第四组： 0C00H~0FFFH
全译码方式地址分布(地址无重叠)
地址分布
第一组： 0000H~00FFH 第二组： 0400H~07FFH 第三组： 0800H~0BFFH 第四组： 0C00H~0FFFH
存储时序上
并行：一次访问多个存储单元
交叉访问：访问一片存储单元，流水 线工作
虚拟存储器技术
4 半导体存储器SRAM内部结构
地
地 址 总
址
译…
码
存储矩阵 2n×N
线
器
控制逻辑
CS WR RD
三
态
数
缓
据
冲
总
器
线
5 CPU与存储器的连接
CPU时序与存储器时序的配合 CPU总线的负载能力 存储器的组成 存储芯片地址的分配
印刷存储技术（中国四大发明）
五大类信息 存储技术
缩微胶片存储技术（1839England） 磁存储技术（1898Denmark） 半导体存储技术（20世纪60年代）
光存储技术（20世纪70年代）
<狭义>计算机系统中专门用于存放一定量 数字信息的器件。
按 介 质 与 机 理 分 类
2 存储器的种类
A9～A0
A9～A0 CS
2114 WE D7～D0 D7～D4
A9～A0
A9～A0 CS
2114 WE D7～D0 D7～D4
A9～A0
A9～A0 CS
2114 WE D7～D0 D7～D4
用2114芯片组成4K RAM全局译码结构图
线选译码方式地址分布(地址有重叠)
A15 A14 A13 A12 A11 A10
1.用以暂时保存被处理的程序，数据，中间结果 和最后结果的内存能力
2.用以永久记录某些结果和程序以便将来再使用 的外存能力
同时对两项 能力的技术 指标是
高速度 ns级 大容量 G级 低成本 affordable 高可靠性
解决之道
从物理低端解决问题，工艺，技术上提升4项指标。
从存储体系结构上解决问题。 原理图
00 11 10 00 11 01 00 10 11 00 01 11
地址分布
第一组： 3800H~3BFFH
第二组： 3400H~07FFH
第三组： 2C00H~2FFFH
第四组： 1C00H~1FFFH
局部译码方式地址分布(地址有重叠)
A11 A10
00 01 10 11
地址分布
第一组： 0000H~00FFH
RAM (随机，读写 同速，易失)
PROM
EPROM
EEPROM
FLASH ROM SRAM
动态随机存储器需要刷新 电路，静态不需要
静态随机存储器 速度：SRAM>DRAM
集成度：SRAM<DRAM
DRAM
功耗：SRAM>DRAM
单格：SRAM>DRAM
动态随机存储器
3 计算机存储器结构
一台计算机存储最基本的存储要求
例：4KB RAM的连接（用RAM芯片 2114组成）
（1）已知2114的容量为：1024×4；计算 出所需的芯片数
（2）构成数据总线所需的位数和系统所 需的容量
（3）控制线，数据线，地址线的连接： 有线选方式、局部译码选择方式和全局 译码选择方式之分。
A13 A12 A11 A10 A9～A0
存储地址译码电路
74LS138经常用来作为存储器的译码电路。
A —1 B —2 C —3 G2A — 4 G2B — 5 G1 — 6 Y7 — 7 GND — 8
16 — VCC 15 — Y0 14 — Y1
13 — Y2 12 — Y3 11 — Y4 10 — Y5
9 — Y6
G1 001 001 001 001 001 001 001 001 其他值
D7～D0 WE RD
地Hale Waihona Puke Baidu分配
A9～A0
A9～A0 CS OE 2114 WE D7～D0 D7～D4
A9～A0
A9～A0 CS OE 2114 WE D7～D0 D7～D4
A9～A0
A9～A0 CS OE 2114 WE D7～D0 D7～D4
A9～A0
A9～A0 CS OE 2114 WE D7～D0 D7～D4
A9～A0 CS
2114 WE D7～D0 D7～D4
A9～A0
A9～A0 CS
2114 WE D7～D0 D7～D4
用2114芯片组成4K RAM局部译码结构图
6/64 译码
地址分配
A15～A10 A9～A0
IO/M CPU
WE
D7～D0
6：64 译 码 器
A9～A0 A9～A0 CS CS 2114 WE WE D7～D0 D7～D04
第五章 半导体存储器
1 存储器简介 2 存储器的分类 3 计算机存储结构 4 半导体存储器SRAM的结构 5 CPU与存储器的连接（重点）
1 存储器简介
存储器的定义：
<广义>信息的载体。
结绳记事→甲骨→竹简→雕刻→书画→U盘、硬盘、软盘、 光盘。信息的存储是各种科学技术得以存在和发展的基础。
74LS138的真值
CBA 000 001 010 011 100 101 110 111 ×××
Y7～Y0 11111110 11111101 11111011 11110111 11101111 11011111 10111111 01111111 11111111
有效输出 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 无效