存储器的存储媒介有多种.ppt课件

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,7.1,概述,存储器的存储媒介有多种,应用范围也非常广泛。,软磁盘,磁带,硬盘,内存条,光盘,优盘,数码相机用,SM,卡,7.1概述存储器的存储媒介有多种,应用范围也非常广泛,7.1,概述,7.1.1,半导体存储器的特点与应用,7.1.2,半导体存储器的分类,7.1.3,半导体存储器的主要技术指标,7.1概述7.1.1半导体存储器的特点与应用7.1.2,7.1.1,半导体存储器的特点与应用,半导体存储器是用半导体器件来存储二值信息的大规模集成电路。,集成度高、体积小、可靠性高、价格低、外围电路简单且易于接口、便于自动化批量生产。,半导体存储器主要用于电子计算机和某些数字系统,存放程序、数据、资料等。,7.1.1 半导体存储器的特点与应用半导体存储器是用半,7.1.2,半导体存储器的分类,按制造工艺分类:,双极型:,工作速度快、功耗大、价格较高。,MOS,型:,集成度高、功耗小、工艺简单、价格低。,按存取方式分类:,顺序存取存储器(,SAM,):,如先入先出型和先入后出型。,随机存取存储器(,RAM,):,包括静态存储器(,SRAM,)和动态存储器(,DRAM,)。,只读存储器(,ROM,):,包括固定,ROM,、可编程,ROM,(,PROM,)和可擦除的可编程,ROM,(,EPROM,)。,7.1.2 半导体存储器的分类按制造工艺分类:,存储容量,存储器包含基本存储单元的总数。一个基本存储单元能存储,位,(Bit)的信息,即一个,0,或一个,1,。存储器的读写操作是以,字,为单位的,每一个字可包含多个位。,例如:,字数,:,字长,:每次可以读(写)二值码的个数,总容量,存取时间,反映存储器的工作速度,通常用读(或写)周期来描述。,7.1.3,半导体存储器的主要技术指标,存储容量例如:字数:字长:每次可以读(写)二值码的个,7.2,只读存储器(,ROM,),7.2.1,固定,ROM(掩膜ROM),7.2.2,可编程,ROM(PROM),7.2.3,可擦除可编程ROM(EPROM),一、EPROM,二、EEPROM,Read Only Memory,三、Flash Memory,7.2只读存储器(ROM)7.2.1 固定ROM(掩膜R,图7.2.1,ROM,的电路结构框图,图7.2.1 ROM的电路结构框图,7.2.1,固定,ROM(掩膜ROM),表,7-2,-,1,4,4,位,ROM,数据表,图7.2.1,ROM,的电路结构框图,7.2.1 固定ROM(掩膜ROM)表7-2-1 44位,7.2.1,固定,ROM(掩膜ROM),芯片在制造时就把需要存储的内容用电路结构固定下来,使用时无法再改变。,二极管固定ROM,字线和位线的交叉处代表一个存储单元,有二极管表示存,1,,否则表示存,0,。,A,1,A,0,D,3,D,2,D,1,D,0,0 0,0,1,0,1,0 1,1,0,1,1,1 0,0,1,0,0,1 1,1,1,1,0,表,7-2,-,1,4,4,位,ROM,数据表,图7.2.2 二极管ROM,的电路结构图,7.2.1 固定ROM(掩膜ROM)芯片在制造时就把需,存储器的存储媒介有多种,MOS管固定ROM,字线和位线的交叉处代表一个存储单元,有,NMOS,管表示存,1,,否则表示存,0,。,MOS管固定ROM字线和位线的交叉处代表一个存储,图7.2.3,用,MOS,管构成的存储矩阵,图7.2.3 用MOS管构成的存储矩阵,7.2.2,可编程,ROM(PROM),PROM,在出厂时,存储的内容为全,1,(或全,0,),用户可根据需要将某些单元改写为,0,(或,1,)。,特点:,工作速度快,但只能进行一次性编程处理。,用户编程:,选择相应地址,有较大的脉冲电流从,V,CC,经三极管流过熔丝,并将熔丝熔断,从而使本单元信息改写为,0,。,图7.2.4 熔丝型PROM,的存储单元,7.2.2 可编程ROM(PROM)PROM在出厂时,,图7.2.5,PROM,管的结构原理图,图7.2.5 PROM管的结构原理图,7.2.3,可擦除的可编程,ROM(EPROM),一可擦除可编程,ROM,(,EPROM,),二电可擦可编程,ROM,(,EEPROM,),三快闪存储器(Flash Memory),7.2.3 可擦除的可编程ROM(EPROM)一可擦,一可擦除可编程,ROM,(,EPROM,),1、采用浮栅雪崩注入MOS管(略),2、采用叠层栅注入MOS管,一可擦除可编程ROM(EPROM),用户编程(写,0,):,漏极和源极(接地)之间加高电压,控制栅极加高电压脉冲,形成,雪崩效应,。,需专用工具(编程器)。,擦除:,用擦洗器产生的强紫外线照射来完成擦除操作,耗时约几分钟。一般可擦写几百次。,EPROM的擦除操作是针对整个芯片进行的,不能实现字擦除(只擦一个或一些字)功能。,EPROM,封装出厂时,浮栅均无电荷,存储单元的信息为,全,。,保存时间:,在不受光线干扰的情况下,可保存10年。,用户编程(写0):漏极和源极(接地)之间加高电压,控制栅,EEPROM,只需在高电压脉冲或工作电压下就可以进行擦除,不需要借助紫外线的照射,而且还具有字擦除功能,所以更加灵活、方便。,一般,EEPROM集成片允许擦写10010000次,擦写共需时间20ms左右,数据可保存510年。,EEPROM,的存储单元由门控管,T,2,和叠层栅,MOS,管,T,1,组成。其中,T,1,称为浮栅隧道氧化层,MOS,管,在一定电压条件下,将产生,隧道效应,,以实现电擦除操作。,电可擦可编程,ROM,(,EEPROM,),EEPROM只需在高电压脉冲或工作电压下就可以进行擦除,,SiO,2,P,S,1,G,1,D,1,擦写栅,(,多晶硅,),浮栅,(,多晶硅,),图,7-2,-,10,EEPROM,存储单元中的,T,1,N,+,N,+,SiO,2,极薄层,G,1,D,1,S,1,0,+21V,(,a,),剖面示意图,(,b,),浮栅俘获电子示意图,正常工作时擦写栅加,+3V,电压,浮栅积有电子电荷时,,T,1,不能导通;浮栅无电子电荷时,,T,1,导通。,SiO2PS1G1D1擦写栅(多晶硅)浮栅(多晶硅)图,图7.2.12,E,2,PROM,存储单元的三种工作状态(,a),读出状态 (b)擦除(写,1,)状态 (c)写入(写,0,)状态,图7.2.12 E2 PROM存储单元的三种工作状态(,P,S,G,D,浮 栅,图,7-2,-,8,快闪存储器,N,+,N,+,(,a,),(,b,),D,S,G,位线,W,i,V,SS,Y,j,隧道区,快闪存储器(Flash Memory),快闪存储器采用,单管叠栅结构,的存储单元,具有EPROM结构简单、编程可靠的优点,又具有EEPROM用隧道效应擦除的快捷特性,集成度很高。但不具备字擦除功能。,PSGD浮 栅图7-2-8 快闪存储器N+N+(a)(b)D,7.3 RAM,特点,:(1)随机读写,(2)断电信息丢失,分类:(1)SRAM(性能稳定),(2)DRAM (容量大、动态刷新),7.3 RAM特点:(1)随机读写,图7.3.1 SRAM的结构框图,图7.3.1 SRAM的结构框图,图7.3.2 1024,4,位RAM(2114)的结构框图,图7.3.2 1024 4位RAM(2114)的结,图7.3.3 六管NMOS,静态存储单元,M,N,图7.3.3 六管NMOS静态存储单元MN,7.4 存储器容量的扩展,7.4.1 RAM,的位扩展方式,保持字数不变,数据位扩展,即增加数据线数,7.4.2 RAM的字扩展方式,保持位数不变,字数扩展,即增加地址线数,7.4 存储器容量的扩展7.4.1 RAM的位扩展方式,图7.4.1 RAM,的位扩展接法,图7.4.1 RAM的位扩展接法,图7.4.2 RAM,的字扩展接法,图7.4.2 RAM的字扩展接法,练习:,P400,题7.4,练习:P400,7.5,用存储器,ROM实现组合逻辑函数,依据:,ROM,是由,与,阵列和,或,阵列组成的组合逻辑电路。,将,与,阵列地址端,A,0,A,n,当作逻辑函数的输入变量,则可在地址译码器输出端(即字线)上产生全部最小项;,或,阵列的输出(位线)是将与之相连字线上的信息相,或,以后作为输出的,因此在数据输出端可获得有关最小项相,或,的表达式。,结论:,ROM,有几个数据输出端,即可获得几个逻辑函数的输出。,方法:,列出函数的真值表,直接画出存储矩阵的阵列图。,?,回顾与思考:,译码器实现组合逻辑函数的方法及步骤?,7.5 用存储器ROM实现组合逻辑函数依据:ROM是由,A,1,A,0,D,3,D,2,D,1,D,0,0 0,0,1,0,1,0 1,1,0,1,1,1 0,0,1,0,0,1 1,1,1,1,0,A1 A0D3D2D1D00 001010,图7.5.1 例7.5.1的电路,图7.5.1 例7.5.1的电路,图7.5.2 例7.5.2的ROM,点阵图,图7.5.2 例7.5.2的ROM点阵图,练习:,P400,题7.7,练习:P400,存储器的存储媒介有多种,例,7,-,1,用,PROM,构成一个码型转换器,将4位二进制码,B,3,B,2,B,1,B,0,转换成循环码,G,3,G,2,G,1,G,0,。,表,7-2,-,2,二进制码转换为循环码的真值表,0,0,0,1,W,15,1,1,1,1,1,0,0,1,W,14,0,1,1,1,1,1,0,1,W,13,1,0,1,1,0,1,0,1,W,12,0,0,1,1,0,1,1,1,W,11,1,1,0,1,1,1,1,1,W,10,0,1,0,1,1,0,1,1,W,9,1,0,0,1,0,0,1,1,W,8,0,0,0,1,0,0,1,0,W,7,1,1,1,0,1,0,1,0,W,6,0,1,1,0,1,1,1,0,W,5,1,0,1,0,0,1,1,0,W,4,0,0,1,0,0,1,0,0,W,3,1,1,0,0,1,1,0,0,W,2,0,1,0,0,1,0,0,0,W,1,1,0,0,0,0,0,0,0,W,0,0,0,0,0,G,0,G,1,G,2,G,3,W,i,B,0,B,1,B,2,B,3,例7-1 用PROM构成一个码型转换器,将4位二进制码B3B,图,7-2,-,9,用,P,ROM,实现二进制码到循环码的转换,1,1,&,1,A,3,A,2,W,0,W,1,W,2,W,3,G,3,G,2,G,1,G,0,(a),未,编程的,16,4,位,P,ROM,1,1,A,1,A,0,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,W,4,W,5,W,6,W,7,W,8,W,9,W,10,W,11,W,12,W,13,W,14,W,15,1,1,1,(b),编程后的或阵列,1,W,0,W,1,W,2,W,3,G,3,G,2,G,1,G,0,Y,3,Y,2,Y,1,Y,0,W,4,W,5,W,6,W,7,W,8,W,9,W,10,W,11,W,12,W,13,W,14,W,15,1,1,1,图7-2-9 用PROM实现二进制码到循环码的转换11&1,图,7-2,-,10,2716,外引线排列图,CE/PGM,A,7,GND,13,12,14,11,15,10,16,9,17,8,18,7,19,6,20,5,21,4,22,3,23,2,24,1,A,6,A,5,A,4,A,3,A,2,A,1,A,0,D,0,D,1,D,2,V,CC,A,8,A,9,A,10,OE,2716,V,PP,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,7.2.5,EPROM集成片简介,编程高电压,25V,片选/编程控制,271627512系列的EPROM集成片,除了存储容量和编程高电压不同外,其余都基本相同。,电源电压,+5V,图7-2-10 2716外引线排列图CE/PGMA7G,数据输出,+25V,0,0,编程检验,高阻浮置,+25V,1,0,编程禁止,数据写入,+25V,1,编程,
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