ram是一种半导体存储器_半导体存储芯片

认识半导体存储器 　　一、微机系统存储器的分级结构 　　存储器是微机系统中必不可少的存储设备，主要用于存放程序（指令）和数据。小伙伴们知道，尽管寄存器和存储器均用于存储信息，但是鉴于CPU内的寄存器数量少，存取速度快，它主要用于临时存放参加运算的操作数和中间结果；而存储器一般在CPU外（但单片机CPU例外，其内部一般均含有一定容量的存储器），单独封装。



　　分级结构：高速缓冲存储器(Cache)、主存储器(MM)、辅助存储器(外存储器)。 　　存储特点：计算机实现大容量记忆功能的核心部件 存储记忆信息（按位存放） 　　位(bit)存放–具有记忆功能： 　　性能:容量、存取速度、成本 内/外部存储器 　　与CPU的接口：串/并行Serial/Parallel 　　二、半导体存储器的性能指标 　　1.容量=字数(存储单数)×字长 ==位数（bit） 　　微机：8/16/32/64位字长 兼容8位机==>字节BYTE为单位 　　62C256：（256K）32K*8B 　　27C010：1M（128K*8B） 　　27C210：1M（64K*16B） 　　2.最大存取时间 访问一次存储器（对指定单写入或读出）所需要的时间，一般为几ns到几百ns。 　　比如：27C512-15：150ns；PC100SDRAM-8：8ns, PC133SDRAM：7ns 　　3.功耗：每个存储（bit）消耗功率的大小：µW/位、mW/位 　　4.可靠性：对电磁场及温度变化等的抗干扰能力，无故障时间。 　　其它性能指标还有集成度、价格等。 　　三、半导体存储器分类 　　存储器的种类很多，根据运行时存取（读写）过程的不同分类将存储器分为两大类： 　　只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）。 　　随机读写存储器(Random Access Memory，简称RAM)。



　　按制造工艺分为：

　　四、存储器的内部结构 　　存储器内部结构由地址译码器、存储单、控制逻辑电路等部分组成。 　　地址译码器:接收n位地址，产生2n个选择信号 　　控制逻辑电路：接收片选、读写信号，控制传送 　　数据缓冲器：数据中转 　　存储体：主体，由存储单按规律排列｛字结构、位结构

　　EPROM、EEPROM、Flash ROM、SRAM、FRAM等存储器内部结构可以用图描述：

　　存储器工作状态 　　存储器芯片工作状态由存储器控制信号电平状态决定

　　五、随机存取存储器（RAM） 　　1.静态随机存取存储器（SRAM） 　　1)基本存储电路主要由R—S触发器构成，其两个稳态分别表示存储内容为“0”或为“1”，电源供电存入的数据才可以保存和读出，掉电原存信息全部丢失所谓“易失性”（volatile)。 　　2)一个基本存储电路能存储一位二进制数，而一个八位的二进制数则需八个基本存储电路。一个容量为M×NB（如64K×8B）的存储器则包含M×N个基本存储电路。这些大量的基本存储电路有规则地排列在一起便构成了存储体。 　　区分不同的存储单每个单规定一个地址号。 　　静态RAM（SRAM)基本的存储电路

　　典型的SRAM芯片有1K×4位的2114、2K×8位的6116、8K×8位的6264、16K×8位的62128、32K×8位的62256、64K×8位的62512以及更大容量的128K×8位的HM和512K×8位的HM等。 　　RAM存储器芯片举例： 　　HM6264: 8K*8bit, 100ns,50/100uA, 55mA, 2V(min)维持电压



　　地址译码器：对外部地址信号译码，用以选择要访问的单。 　　n个地址信号译码max：
个输出状态。 　　A0-12：
寻址范围； I/O接口：0-7，8位， I/O电路：WE（WR）、OE（RD）、 CE或 CS。 　　关键：三态输出/写入锁存 　　2.动态存储器DRAM 　　原理：利用电容器来存放信息0/1。为保持电容器中信息（电荷），所以需要周期性地不断充电，这一过程称为刷新。刷新周期通常为2ms-8ms。集成度高（代价：特殊动态（不断）刷新电路）。 　　单管动态存储电路示例：

　　行=列=1时，选中（读/写）。存储刷新：逐行进行（1选中：内部进行：刷新放大器重写C）。 　　64kb动态RAM存储器: 　　芯片2164A的容量为64K×1位，即片内共有64K（65536）个地址单， 每个地址单存放一位数据。需要16条地址线，地址线分为两部分：行地址与列地址。 　　芯片的地址引线只要8条，内部设有地址锁存器，利用多路开关，由行地址选通信号变低 （Row Address Strobe），把先出现的8位地址，送至行地址锁存器；由随后出现的列地址选通信号 （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）。 　　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条列地址线经过译码也产生128条选择线，分别选择128列。

　　μPD：

　　动态存储电路应用： 　　基于预测技术的DRAM 　　FPM-DRAM：快速页模式DRAM 　　EDO DRAM（Extended Data Output）：扩展数据输出。 　　SDRAM：同步DRAM 　　DRDRAM：基于协议的DRAM 　　3.高集成DRAM（IRAM) 　　—-多片DRAM/SDRAM集成
内存条 　　SIMM：单列直插式内存模块（single in-line memory module，缩写SIMM），一种在20世纪80年代初到90年代后期在计算机中使用的包含随机存取存储器的内存模块。它与现今最常见的双列直插式内存模块（DIMM）不同之处在于，SIMM模块两侧的触点是冗余的。SIMM根据JEDEC JESD-21C标准进行了标准化。大多数早期PC主板（基于8088的PC、XT、和早期AT）采用面向DRAM的插座式双列直插封装（DIP）芯片。随着计算机内存容量的增长，内存模块被用于节约主板空间和简化内存扩展。相比插入八、九个DIP芯片，只需插入一个内存模块就能增加计算机的内存。

SIMM RAM Module 　　DIMM：Dual-Inline-Memory-Modules，双列直插式存储模块，是奔腾CPU推出后出现的新型内存条，它提供了64位的数据通道。因此它在奔腾主板上可以单条使用。它有168条引脚，故称为168线内存条。比SIMM插槽长一些，并且支持新型的168线EDO-DRAM存储器。适用DIMM的内存芯片的工作电压一般为3.3V（使用EDORAM内存芯片的168线内存条除外），适用于SIMM的内存芯片的工作电压一般为5V（使用EDORAM或FBRAM内存芯片），二者不能混合使用。

KMM375S1620BT 　　特殊RAM: FIFO, Dual Port RAM 　　六、只读存储器（ROM） 　　非易失性 　　1. 掩膜ROM（Read Only Memory）掩膜式ROM一般由生产厂家根据用户的要求定制的。

　　2. PROM（Programmable ROM） 　　熔断或保留熔丝。出厂时，所有存储单的熔丝都是完好的。编程时，通过字线选中某个晶体管。若准备写入1，则向位线送高电平，此时管子截止，熔丝将被保留；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。换句话说，所有存储单出厂时均存放信息1，一旦写入0使熔丝烧断，就不可能再恢复。

　　3. EPROM Erasable Programmable 　　UVEPROM（简称EPROM， ROM）。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，从而将写入的信号擦去。

EPROM原理 　　在N型的基片上设置了两个高浓度的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。 　　出厂时，硅栅上没有电荷，则管子内没有导电沟道，D和S之间是不导电的。当把EPROM管子用于存储矩阵时，它输出为全1（或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），所选中的单在这个电源作用下，D和S之间被瞬时击穿，就会有电子通过绝缘层注入到硅栅，当高压电源去除后，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单导通，输出为“0“（或”1“）。 　　典型芯片： Intel 27512 　　特性：64K×8的EPROM芯片， 28脚双列直插式封装， 　　地址线为16条A15～A0， 　　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。

结构原理图 　　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 　　编程电压：Vpp 12.5V (14.0VMax)

　　4.EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM） 　　电可擦除可编程的ROM（E2PROM） 　　应用特性： 　　（1）对硬件电路没有特殊要求，编程简单。 　　（2）采用＋5V电源擦写的E2PROM，通常不需要设置单独的擦除操作，可在写入过程中自动擦除。 　　（3）E2PROM器件大多是并行总线传输的 　　并行芯片2864；串行芯片AT24C01A 　　5.闪速存储器（Flash Memory） 　　Flash Memory芯片借用了EPROM结构简单，又吸收了E2PROM电擦除的特点；不但具备RAM的高速性，而且还兼有ROM的非挥发性。同时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、可重新改写、重复使用性好（至少可反复使用10万次以上）等优点。平均写入速度低于0.1秒。使用它不仅能有效解决外部存储器和内存之间速度上存在的瓶颈问题，而且能保证有极高的读出速度。 　　Flash Memory芯片抗干扰能力很强。 　　自动化人 – 知乎 　　注：版权属笔者所有，如需转载请务必联系！ 　　最后说一句：码字不易，若此文对你有启发，收藏前请点个赞、点点喜欢，是对知乎主莫大的支持！！ 　　参考 　　1.^如有侵犯您的权益，请联系作者删除。