存储系统及半导体存储器(1)

读
入1，则向位线送高电平，此时管子截止，熔
存
丝将被保留；若准备写入0，则向位线送低电 平，此时管子导通，控制电流使熔丝烧断。换
储
句话说，所有存储单元出厂时均存放信息1，
器
一旦写入0使熔丝烧断，就不可能再恢复。
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11
可擦除可编程的ROM（EPROM）
只
读 存 储
特点：芯片的上方有一个石英玻璃 的窗口，通过紫外线照射，芯片电路中 的浮空晶栅上的电荷会形成光电流泄漏 走，使电路恢复起始状态，从而将写入
器
现的列地址选通信号 （ CAS Column Address
Strobe）把后出现的8位地址送至列地址锁
存器。这8条地址线也用于刷新（刷新时地
址计数，实现一行行刷新）。
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6
64K存储体由4个128×128的存储矩阵构成。每
个128×128的存储矩阵，有7条行地址和7条列
随
地址线进行选择。7条行地址经过译码产生128 条选择线，分别选择128行；7条列地址线经过
储
地址线为16条A15～A0，
器
数据线8条O7～O0，
带有三态输出缓冲，
读出时只需单一的＋5V电源。
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15
可擦除可编程的ROM（EPROM）
内
只
部
读
结
存
构
储
器 27512有五种工作方式
▪ 读方式
▪ 维持方式
▪ 编程方式
▪ 校验方式
▪ 编程禁止方式
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电可擦除可编程的ROM（E2PROM）
的 分
❖可擦除的PROM（EPROM，Erasable
Programmable ROM）
类
❖电可擦除的PROM（E2PROM，Electrically
Erasable Programmable ROM）
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3
静态RAM（SRAM)
❖基本的存储电路
随
机
存
取
存
储
器
❖典型的静态RAM芯片
6116（2KB×8位）、6264（8KB×8位）、
机
有64K（65536）个地址单元， 每个地址单 元存放一位数据。需要16条地址线，地址线
存
分为两部分：行地址与列地址。
取
芯片的地址引线只要8条，内部设有地址
存
锁存器，利用多路开关，由行地址选通信号
储
变低 RAS（Row Address Strobe），把先出现 的8位地址，送至行地址锁存器；由随后出
62256（32KB×8位）、628128（128KB×8
位）等。
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4
动态RAM（DRAM)
❖ 单管动态存储电路
随
机
存
取
存
储
器
❖ 动态RAM的刷新
为保持电容中的电荷不丢失，必须对动态RAM不断 进行读出和再写入
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5
动态RAM（DRAM)
❖64K位动态RAM存储器
随
芯片2164A的容量为64K×1位，即片内共
出厂时，硅栅上没有电荷，则管子内没
只
有导电沟道，D和S之间是不导电的。当把
读
EPROM管子用于存储矩阵时，它输出为全1（或
存
0）。要写入时，则在D和S之间加上25V的高压， 另外加上编程脉冲（其宽度约为50ms），所选
储
中的单元在这个电源作用下，D和S之间被瞬时
器
击穿，就会有电子通过绝缘层注入到硅栅，当
息写入，该过程被称为“编程”。对可
擦除的ROM芯片，可采用特殊方法将原来
信息擦除，以便再次编程。
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9
掩膜式ROM
掩膜式ROM一般由生产厂家根据用户的
只
要求定制的。
读
存
储
器
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10
可编程的ROM
出厂时，所有存储单元的熔丝都是完好的。
只
编程时，通过字线选中某个晶体管。若准备写
器
的信号擦去。
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12
可擦除可编程的ROM（EPROM）
原理：
只
读
存
储
器 在N型的基片上安置了两个高浓度的P型
区，它们通过欧姆接触，分别引出源极（S） 和漏极（D），在S和D之间有一个由多晶硅构 成的栅极，但它是浮空的，被绝缘物SiO2所包 围。
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13
可擦除可编程的ROM（EPROM）
机
译码也产生128条选择线，分别选择128列。
存
取
存
ห้องสมุดไป่ตู้
储
器
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7
锁存在行地址锁存器中的7位行地址
RA6～RA0同时加到4个存储矩阵上，在每
随 个矩阵中都选中一行，则共有512个存储
机
电路被选中，它们存放的信息被选通至
存
512个读出放大器，经过鉴别、锁存和重
取
写。锁存在列地址锁存器中的7位列地址
应用特性：
只
（1）对硬件电路没有特殊要求，编程简
读
单。
存
（ 2 ） 采 用 ＋ 5 V 电 源 擦 写 的 E2PROM， 通
储
常不需要设置单独的擦除操作，可在写
器
入过程中自动擦除。
（ 3 ） E2PROM 器 件 大 多 是 并 行 总 线 传 输 的
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闪速存储器（Flash Memory）
高压电源去除后，因为硅栅被绝缘层包围，故
注入的电子无处泄漏走，硅栅就为负，于是就
形成了导电沟道，从而使EPROM单元导通，输
出为“0“（或”1“）。
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14
可擦除可编程的ROM（EPROM）
典型芯片： Intel 27512
只
特性：64K×8的EPROM芯片，
读
28脚双列直插式封装，
存
存 储
CA6～CA0（地址总线上的A14～A8），在 每个存储矩阵中选中一列，则共有4个存 储单元被选中。最后经过1/4 I/O门电路
器
（由RA7与CA7控制）选中一个单元，可
以对这个单元进行读写。
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8
只读存储器ROM，是一种非易失性的半
只 导体存储器件。其中所存放的信息可长
读 期保存，掉电也不会丢失，常被用来保 存 存固定的程序和数据。在一般工作状态 储 下，ROM中的信息只能读出，不能写入。 器 对可编程的ROM芯片，可用特殊方法将信
第五章 存储系统及半导体存储器
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1
半导体存储器的分类
主
随机存取存储器
要
只读存储器
内
容
CPU与存储器的连接
微机中存储系统的结构
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2
随机存取存储器
半
❖双极性半导体RAM
导 体
❖动态金属氧化物（MOS)RAM
存 读写存储器
储
❖掩膜式ROM
器
❖可编程ROM(PROM,Programmable ROM)
Flash Memory芯片借用了EPROM结构简单，
只
又吸收了E2PROM电擦除的特点；不但具备RAM
读
的高速性，而且还兼有ROM的非挥发性。同时
存
它还具有可以整块芯片电擦除、耗电低、集成 度高、体积小、可靠性高、无需后备电池支持、
储
可重新改写、重复使用性好（至少可反复使用