第5章 半导体存储器

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作业
题5.20
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② 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
③ 片选和读写控制逻辑
– 选中存储芯片，控制读写操作 选中存储芯片，
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地址译码电路
Biblioteka Baidu地址
内容
地址总线
0000H 0001H 0002H
XXXXH
读写控制总线
数据总线
存储器的逻辑结构示意图
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① 存储体
每个存储单元具有一个唯一的地址，可存 储1位（位片结构）或多位（字片结构） 二进制数据 存储容量与地址、数据线个数有关： 芯片的存储容量＝2 芯片的存储容量＝2M×N ＝存储单元数× ＝存储单元数×存储单元的位数 M：芯片的地址线条数 N：芯片的数据线条数
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② 地址译码电路
0 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 译 码 器 63 存储单元 A2 A1 A0 64个单元 个单元 行 译 码 1 64个单元 个单元 7 0 1 列译码 A3A4A5 7
单译码
双译码
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③ 片选和读写控制逻辑
片选端CS*或 片选端CS*或CE*
– 有效时，可以对该芯片进行读写操作
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5.1.3 半导体存储器的主要指标
存储器芯片的常见指标： 存储容量、最大存取时间、功耗、可靠性、 集成度（位/ 集成度（位/片） 最重要的指标： 容量、最大存取时间
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5.1.3 半导体存储器的主要指标
1.容量 1.容量 芯片容量以bit为单位 芯片容量以bit为单位 并行数据接口多为1 并行数据接口多为1、4、8位 容量＝字数× 容量＝字数×字长 6264：8K× 6264：8K×8位/片 常需多片组成存储器系统 常需多片组成存储器系统
按制造工艺
–双极型：速度快、集成度低、功耗大 双极型：速度快、集成度低、 –MOS型：速度慢、集成度高、功耗低 MOS型 速度慢、集成度高、
按使用属性
–随机存取存储器RAM：可读可写、断电 随机存取存储器RAM 可读可写、 RAM： 丢失 –只读存储器ROM：正常只读、断电不丢 只读存储器ROM 正常只读、 ROM： 失
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5.4.3 MCS-51对外部RAM的连接 MCS-51对外部RAM的连接
1. 8031对静态RAM的连接 8031对静态RAM的连接 图5-23中：
1# 6116基本地址范围：0000H~07FFH 6116基本地址范围：0000H~07FFH 1# 6116重叠地址范围： 0000H~1FFFH 6116重叠地址范围： 基本地址范围：2000H~27FFH 2# 6116 基本地址范围：2000H~27FFH 2# 6116 重叠地址范围：2000H~3FFFH 重叠地址范围：2000H~3FFFH
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（1）全地址译码
用全部的高位地址信号作为译码信号，使 得存储器芯片的每一个单元都占据一个唯 一的内存地址。
低位地址
全 部 地 址
高位地址
存储器 芯片
译 码 器
片选信号
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（2）部分地址译码
用部分高位地址信号（而不是全部）作为 部分高位地址信号（而不是全部）作为 译码信号，使得被选中得存储器芯片占有 几组不同的地址范围。 下例使用高5 下例使用高5位地址作为译码信号，从而使 被选中芯片的每个单元都占有两个地址， 即这两个地址都指向同一个单元。
2764基本地址范围：0000H~1FFFH 2764基本地址范围：0000H~1FFFH 2764重叠地址范围：4000H~5FFFH 2764重叠地址范围：4000H~5FFFH
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2.8031对 PROM的连接 2.8031对E2PROM的连接 图5-22中：
2817基本地址范围：0000H~07FFH 2817基本地址范围：0000H~07FFH 2817重叠地址范围：0000H~7FFFH 2817重叠地址范围：0000H~7FFFH
输出OE* 输出OE*
– 控制读操作。有效时，芯片内数据输出 – 该控制端对应系统的读控制线
写WE*
– 控制写操作。有效时，数据进入芯片中 – 该控制端对应系统的写控制线
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5.4 MCS-51和外部存储器的连接 MCS-51和外部存储器的连接
5.4.1 连接中应考虑的问题 1. 选取存储器芯片的原则 2. 工作速度匹配 3. MCS-51对存储容量的要求 MCS-51对存储容量的要求 4. MCS-51对存储器地址的分配 MCS-51对存储器地址的分配 5. 地址译码方式
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半导体存储器的分类
静态RAM（SRAM） （ 静态 ） 随机存取存储器 （RAM） ） 半导体 存储器 只读存储器 （ROM） ） 动态RAM（DRAM） （ 动态 ） 非易失RAM（NVRAM） 非易失 （ ）
掩膜式ROM 掩膜式 一次性可编程ROM（PROM） （ 一次性可编程 ） 紫外线擦除可编程ROM（EPROM） （ 紫外线擦除可编程 ） 电擦除可编程ROM（EEPROM） （ 电擦除可编程 ） 闪烁存储器FLASH ROM（EEPROM） 闪烁存储器 （ ）
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5.4.3 MCS-51对外部RAM的连接 MCS-51对外部RAM的连接
2. 8031对动态RAM的连接 8031对动态RAM的连接 图5-24中：
2186基本地址范围：0000H~1FFFH 2186基本地址范围：0000H~1FFFH 2186重叠地址范围： 2186重叠地址范围： 0000H~7FFFH
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（3）线选法
线选法 ：用地址线中的某一条与存储器芯片 CS#（或CE#）直接相连的工作方式。 CS#（或CE#）直接相连的工作方式。 例如：图5.22 例如：图5.22
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5.4.2 MCS-51对外部ROM的连接 MCS-51对外部ROM的连接
1.8031对UVEPROM的连接 1.8031对UVEPROM的连接 图5-21中：
第5章 半导体存储器
5.1 半导体存储器基础 5.1.1 半导体存储器分类 随机读写存储器（RAM） 随机读写存储器（RAM） 只读存储器（ROM） 只读存储器（ROM） 5.1.2 半导体存储器技术指标 5.4 MCS-51与存储器的连接 MCS-51与存储器的连接
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5.1.2 半导体存储器的分类
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1.随机读写存储器RAM 1.随机读写存储器RAM
组成单元
SRAM DRAM
速度 集成度 快 慢 慢 低 高 低
应用 小容量系统 大容量系统 小容量非易 失
触发器 极间电容
NVRAM 带微型电池
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2.只读存储器ROM 2.只读存储器ROM
掩膜ROM：信息制作在芯片中， 掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改 PROM：允许一次编程， PROM：允许一次编程，此后不可更改 EPROM： EPROM： UVEPROM:用紫外光擦除 擦除后可编程； UVEPROM:用紫外光擦除，擦除后可编程； 用紫外光擦除， 并允许用户多次擦除和编程 EEPROM（ PROM） EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在线 进行擦除和编程， 进行擦除和编程，也可多次擦写 Flash Memory（闪存）：能够快速擦写的 Memory（闪存）： ）：能够快速擦写的 EEPROM，但只能按块（Block） EEPROM，但只能按块（Block）擦除
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5.1.3 半导体存储器的主要指标
2.最大存取时间 2.最大存取时间 存取时间：从CPU给出有效地址到存储器 存取时间：从CPU给出有效地址到存储器 给出有效数据的时间 给出有效数据的时间 几十~几百ns 几十~几百ns
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补充：半导体存储器芯片的结构
① 存储体
– 存储器芯片的主要部分，用来存储信息 存储器芯片的主要部分，
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5.4.4 MCS-51对外部存储器的连接 MCS-51对外部存储器的连接
8031对外部ROM和RAM的连接 8031对外部ROM和RAM的连接 图5-25中：
1# 2764地址范围：0000H~1FFFH 2764地址范围：0000H~1FFFH 2# 6264地址范围： 2000H~3FFFH 6264地址范围： 3# 6264 地址范围：4000H~5FFFH 地址范围：4000H~5FFFH