第4章 存储器接口电路设计PPT课件
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NAND的特点是：极高的单元密度，可以达到高存 储密度；写入和擦除的速度也很快，但NAND需要特殊 的系统接口来串行地存取数据。对NAND的管理比较复 杂。
2. NOR Flash型存储芯片
29LV160TE
HY29LV160是HYUNDAI公司生产的Flash存储器， 其主要特点有：
(1) 3V单电源供电，可使内部产生高电压进行编程 和擦除操作；
② 翻转位DQ6。在内部编程或擦除操作过 程中，读取DQ6将得到1或0，即所得的DQ6在1 和0之间变化。当内部编程或擦除操作结束后， DQ6位的值不再变化。
③超时状态位DQ5。内部编程或擦除过程超 过芯片内部规定的时限，则DQ5为1，否则为0。
4.3 S3C44B0X存储系统实例
在EV44B0II系统中，使用Bank0上的一 片1MB×16位的FLASH（29LV160TE）存 储器来放置系统BIOS，系统上电以后，PC 指针自动指向Bank0的第一个单元，开始进 行系统自举。使用Bank6上的一片4MB×16 位的SDRAM（KM416S4020B）存储器来存 放用户应用程序。
(2) 支持JEDEC单电源Flash存储器标准和CFMI （Common Flash Memory Interface）特性；
(3) 只需向其命令寄存器写入标准的微处理器指令， 具体编程、擦除操作由内部嵌入的算法实现，并且可 以通过查询特定的引脚或数据线监控操作是否完成；
(4) 可以对任一扇区进行读、写或擦除操作，而不 影响其它部分的数据。
同步动态存储器SDRAM KM416S4020B芯片
•SDRAM全称是同步动态随机存储器（Synchronous 。 Dynamic Random Access Memory)
•SDRAM集成度高,存储容量大,读/写速度快,经 常用其作为主存储器。
•SDRAM类型的存储器芯片有许多，其中 KM416S4020B系列是一种容量为1M×16bit×4bank 的SDRAM。其工作电压为3.3V，支持自动刷新 （Auto-Refresh）和自刷新（Self- Refresh）。
Flash按内部构架和实现技术可以分为AND、NAND、 NOR等几种，目前以NOR Flash和NAND Flash为主流。
NOR的特点是：芯片内执行，即应用程序可以不必 把代码读到系统RAM中而直接在Flash内运行；传输效率 很高，在1～16MB的小容量时具有很高的成本效益，但 是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。
内部结构
引脚
HY29LV160操作编程命令包
括读、擦除、编程和复位等命令，
如表4-3 所示。
状态查询---包括3个状态位,数据查询位DQ7、 翻转位DQ6和超时状态位DQ5。
① 数据查询位DQ7。正在执行内部编程操 作时，任何读DQ7的操作将得到真实数据的取反 值。一旦编程操作结束，DQ7为真实的数据。
2114 RAM芯片的结构示意图
A3 A4 A5 A6 A7 A8
I / O1
I / O2 I / O3
I / O4
行 选 择
输入 数据 控制
.
.
. .
64× 64存 储 矩 阵
.
.
......
列 I/O 电 路
列选择
A0 A2 A1 A9
VCC GN D
CS WE
Intel 2114外特性示意图
4.3.1 SDRAM存储器接口及编程
• 1. 电路
SDRAM由MCU专用SDRAM片 选信号nSCS0/nGCS6选通，地址 空间为0x0C000000～0x0C800000。
SS个B03D0aCBR对SnSa4kAD应n4的DMkRBBR的地A的a0An容址XMkAM的量由0有0分，为B引A1成0A1161脚l4M、地位对个接×B应址数BA到Bla线O据6na位决nk上宽，k。定l，，度每，， 即10A对D应DBRa[n1k22:，1]1同1对A应[1B1a:0nk]对3 ，应 连B接A1、BA0接到A22和A21引脚上。
第4章 存储器接口电路设计及 编程
（1）存储器的分类、存储结构 （2）半导体存储器 （3）SRAM和DRAM （4）只读存储器ROM （5）Flash 存储器接口及编程 （6）SDRAM存储器接口及编程
4.1 存储器概述 存储器的层次结构
4.2 半导体存储器
• 半导体存储器分类
半导体存储芯片结构
2. 编程
(1) 存储器读/写的汇编语言代码。 使用汇编语言向0x0c010000存储单 元写一个字、半字和字节或者从 0x0c010000存储单元读取一个字、 半字、字节。
RWramtest: ldr r2,=0x0c010000 ldr r3,=0x55aa55aa str r3,[r2] /*将一个字0x55aa55aa写入地址0x0c010000处*/ ldr r3,[r2] /*从地址0x0c10000处读取一个字*/ ldr r2,=0x0c010000 ldrh r3,[r2] /*从地址0x0c010000处读取一个半字*/ strh r3,[r2],#2 /*地址加2后，半字*/ ldr r2,=0xc010000 ldrb r3,[r2] /*从地址0xc010000处读取一字节*/ strb r3,[r2],#1 /*地址加1后，向该地址写入一字节*/
4.2.5 只读存储器ROM
• 掩膜ROM
PROM一次性编程的只读存储器
EPROM可擦除可编程的只读存储器
4.2.6 Flash 存储器接口
F1ash闪速存储器又称快擦型存储器，它是在 EPROM和EEPROM工艺基础上产生的种新型的、具有性 能价格比更好、可靠性更高的可擦写非易失性存储器。
4.2.4 动态随机存取存储器DRAM
• 1.动态RAM的基本单元电路
单管动态DRAM 4116芯片
• Fra Baidu bibliotek6 K×1位的存储芯片
读时序
读时序
• 动态RAM的刷新。刷新的过程 实质上是先将原有信息读出，再 由刷新放大器形成原信息并重新 写入的再生过程
• 通常有三种方式刷新：集中刷 新、分散刷新和异步刷新。
• 1．半导体存储芯片的基本结构
2．半导体存储芯片的译码驱动方式
16×1字节线选法芯片结构。用一根字选择线， 直接选中一个存储单元的各位
1 K×1位重合法结构。只要用64根选 择线(X、Y两个方向各32根)，便可选择 32×32矩阵中的任一位 .
4.2.3 静态随机存取存储器SRAM
• 1.静态RAM基本单元电路
2. NOR Flash型存储芯片
29LV160TE
HY29LV160是HYUNDAI公司生产的Flash存储器， 其主要特点有：
(1) 3V单电源供电，可使内部产生高电压进行编程 和擦除操作；
② 翻转位DQ6。在内部编程或擦除操作过 程中，读取DQ6将得到1或0，即所得的DQ6在1 和0之间变化。当内部编程或擦除操作结束后， DQ6位的值不再变化。
③超时状态位DQ5。内部编程或擦除过程超 过芯片内部规定的时限，则DQ5为1，否则为0。
4.3 S3C44B0X存储系统实例
在EV44B0II系统中，使用Bank0上的一 片1MB×16位的FLASH（29LV160TE）存 储器来放置系统BIOS，系统上电以后，PC 指针自动指向Bank0的第一个单元，开始进 行系统自举。使用Bank6上的一片4MB×16 位的SDRAM（KM416S4020B）存储器来存 放用户应用程序。
(2) 支持JEDEC单电源Flash存储器标准和CFMI （Common Flash Memory Interface）特性；
(3) 只需向其命令寄存器写入标准的微处理器指令， 具体编程、擦除操作由内部嵌入的算法实现，并且可 以通过查询特定的引脚或数据线监控操作是否完成；
(4) 可以对任一扇区进行读、写或擦除操作，而不 影响其它部分的数据。
同步动态存储器SDRAM KM416S4020B芯片
•SDRAM全称是同步动态随机存储器（Synchronous 。 Dynamic Random Access Memory)
•SDRAM集成度高,存储容量大,读/写速度快,经 常用其作为主存储器。
•SDRAM类型的存储器芯片有许多，其中 KM416S4020B系列是一种容量为1M×16bit×4bank 的SDRAM。其工作电压为3.3V，支持自动刷新 （Auto-Refresh）和自刷新（Self- Refresh）。
Flash按内部构架和实现技术可以分为AND、NAND、 NOR等几种，目前以NOR Flash和NAND Flash为主流。
NOR的特点是：芯片内执行，即应用程序可以不必 把代码读到系统RAM中而直接在Flash内运行；传输效率 很高，在1～16MB的小容量时具有很高的成本效益，但 是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。
内部结构
引脚
HY29LV160操作编程命令包
括读、擦除、编程和复位等命令，
如表4-3 所示。
状态查询---包括3个状态位,数据查询位DQ7、 翻转位DQ6和超时状态位DQ5。
① 数据查询位DQ7。正在执行内部编程操 作时，任何读DQ7的操作将得到真实数据的取反 值。一旦编程操作结束，DQ7为真实的数据。
2114 RAM芯片的结构示意图
A3 A4 A5 A6 A7 A8
I / O1
I / O2 I / O3
I / O4
行 选 择
输入 数据 控制
.
.
. .
64× 64存 储 矩 阵
.
.
......
列 I/O 电 路
列选择
A0 A2 A1 A9
VCC GN D
CS WE
Intel 2114外特性示意图
4.3.1 SDRAM存储器接口及编程
• 1. 电路
SDRAM由MCU专用SDRAM片 选信号nSCS0/nGCS6选通，地址 空间为0x0C000000～0x0C800000。
SS个B03D0aCBR对SnSa4kAD应n4的DMkRBBR的地A的a0An容址XMkAM的量由0有0分，为B引A1成0A1161脚l4M、地位对个接×B应址数BA到Bla线O据6na位决nk上宽，k。定l，，度每，， 即10A对D应DBRa[n1k22:，1]1同1对A应[1B1a:0nk]对3 ，应 连B接A1、BA0接到A22和A21引脚上。
第4章 存储器接口电路设计及 编程
（1）存储器的分类、存储结构 （2）半导体存储器 （3）SRAM和DRAM （4）只读存储器ROM （5）Flash 存储器接口及编程 （6）SDRAM存储器接口及编程
4.1 存储器概述 存储器的层次结构
4.2 半导体存储器
• 半导体存储器分类
半导体存储芯片结构
2. 编程
(1) 存储器读/写的汇编语言代码。 使用汇编语言向0x0c010000存储单 元写一个字、半字和字节或者从 0x0c010000存储单元读取一个字、 半字、字节。
RWramtest: ldr r2,=0x0c010000 ldr r3,=0x55aa55aa str r3,[r2] /*将一个字0x55aa55aa写入地址0x0c010000处*/ ldr r3,[r2] /*从地址0x0c10000处读取一个字*/ ldr r2,=0x0c010000 ldrh r3,[r2] /*从地址0x0c010000处读取一个半字*/ strh r3,[r2],#2 /*地址加2后，半字*/ ldr r2,=0xc010000 ldrb r3,[r2] /*从地址0xc010000处读取一字节*/ strb r3,[r2],#1 /*地址加1后，向该地址写入一字节*/
4.2.5 只读存储器ROM
• 掩膜ROM
PROM一次性编程的只读存储器
EPROM可擦除可编程的只读存储器
4.2.6 Flash 存储器接口
F1ash闪速存储器又称快擦型存储器，它是在 EPROM和EEPROM工艺基础上产生的种新型的、具有性 能价格比更好、可靠性更高的可擦写非易失性存储器。
4.2.4 动态随机存取存储器DRAM
• 1.动态RAM的基本单元电路
单管动态DRAM 4116芯片
• Fra Baidu bibliotek6 K×1位的存储芯片
读时序
读时序
• 动态RAM的刷新。刷新的过程 实质上是先将原有信息读出，再 由刷新放大器形成原信息并重新 写入的再生过程
• 通常有三种方式刷新：集中刷 新、分散刷新和异步刷新。
• 1．半导体存储芯片的基本结构
2．半导体存储芯片的译码驱动方式
16×1字节线选法芯片结构。用一根字选择线， 直接选中一个存储单元的各位
1 K×1位重合法结构。只要用64根选 择线(X、Y两个方向各32根)，便可选择 32×32矩阵中的任一位 .
4.2.3 静态随机存取存储器SRAM
• 1.静态RAM基本单元电路