第7章 半导体存储器
一、学习辅导
【1-1】内容提要及重点
1）本章的内容提要
1.半导体存储器的分类
（1）按数据易失性与非易失性分为两大类：
ROM只读存储器（read only memory）RAM随机存取存储器（Random Access Memory）
易失性存储器断电后，其所存的数据将全部丢失，而非易失性存储器断电后数据仍可长久保存。
SRAM用锁存器记忆数据，DRAM靠MOS管栅极电容存储数据。因此，在不停电的情况下，SRAM的数据可以长久保持，而DRAM则必须定期刷新。
无论是SRAM还是DRAM，目前都有在时钟脉冲作用下工作的同步RAM（SSRAM和SDTAM）且已成为主流存储器。在此基础上发展起来的DDR、DDR 
和QDR等RAM也已越来越多地应用于计算机内存、显卡和通信设备中。
（2）按正常工作时读写特性分为：
（3）按输入输出方式不同还可分为并行存储器和串行存储器。
2.存储器的一般构成
半导体存储器一般由三部分构成：存储阵列、地址译码器和输入输出控制电路，如图7.1所示。
3.存储器的容量和存取时间是反映存储器性能好坏的重要技术指标。存储器的容量一般是用存储的字数和每一个字所包含位数的乘积表示。
存储单元数=字数×位数
地址码的位数n与字数N的关系：N=
数据位数=位数
存储器的容量越大，意味着能存储的数据越多。存取时间是反映存储工作速度快慢的指标。
4.存储器的读写定时关系是正确读写数据的关键。
相同类型的存储器，其读写控制大致相同，只是具体定时参数有所差异，使用时须参考相应的数据手册。
5.当只用单个芯片不能满足存储容量要求时，可通过简单方法进行容量扩展。扩展既可以是位数（字长）的扩展，又可以是字数的扩展，也可以是两者同时扩展。
2）本章的重点：
各种半导体存储器的基本结构、工作原理和使用方法存储器容量的扩展
【1-2】典型例题解析
解题思路：字数和位数同时扩展是扩展存储容量的常用方法，通常线2进行位数扩展，然后用扩展的高位地址进行字数的扩展。
用并联方式实现位扩展，即将存储器的地址线、读/写控制线和片选信号对应地并联在一起，而各个芯片的数据输入/输出端作为字的各个位线。
通常用外加译码电路控制存储器芯片的片选使能输入端，并将对应的数据线并接，来实现字数的扩展。
二、知识梳理
【2-1】思维导图
【2-2】复习思考题
7.1.1 什么是存储器的数据非易失性？
答：ROM在断电后，其中的数据不会消失，可以长久保存。7.1.2 在存储器的结构中，什么叫“字”？什么叫“字长”？如何标注存储器的容量？
答：通常存储单元排列成矩阵形式，且按一定位数进行编组，每次读出一组数据，这里的组称为“字”。一个字中所含的位数称为“字长”，常以字数和字长的乘积表示存储器的容量（也称为密度）。7.1.3 一个存储容量为256×8位的ROM，其地址码应为多少位？
答：2^8=256，所以地址码为8位7.1.4 哪几种ROM具有多次擦除重写功能？哪种ROM的擦除过程就是数据写入过程？
答： 存储器具有多次擦除重写功能。 的擦除过程就是数据写入过程。7.1.5 用ROM实现无符号16位二进制数的加/减运算，要求有加/减模式控制、低位的进位输入以及进位输出。问：该ROM需要有多少根地址线？多少根数据线？其存储容量为多少？
7.2.1 DRAM中存储的数据如果不进行周期性的刷新，其数据将会丢失；而SRAM中存储的数据无须刷新，只要电源不断电就可以永久性保存，为什么？
答：由于DRAM电路中漏电流的存在，电容器上存储的数据（电荷）不能长久保存，因此必须定期给定容补充电荷，以免存储数据丢失。而SRAM中数据由锁存器记忆，只要不断电，数据就能永久保存。7.2.2 一般情况下，DRAM的集成度比SRAM的集成度高，为什么？
答：单位面积DRAM存储的信息多，所以DRAM的集成度比SRAM的集成度高7.2.3 同步SRAM与异步SRAM的主要差别是什么？它有什么优点？
同步SRAM意如字义，是与时钟同步运行的SRAM。由于地址的提取以及数据的输出全部是与时钟同步，所以没有必要像异步SRAM那样必须分别考虑基于各种信号的时序，这是其最大的优势。7.2.4 同步SRAM中丛发模式读/写的特点是什么？
根据外部给定的读写存储单元的首地址，在作用下，SRAM可以连续读写接下来的若干个地址单元。
三、课后习题
【3-1】只读存储器
——1）
存储系统的最高地址=字数+起始地址-1
——2）
用ROM实现逻辑函数时，逻辑函数的输入变量由ROM地址线输入，逻辑函数值由ROM数据线输出
——3）
——4）
——5）
【3-2】随机存取存储器
——1）
解：采用8K×8位的SRAM构成16K×16位的存储器系统，必须同时进行字扩展和位扩展。用2片8K×8位的芯片，通过位扩展构成8K×16位系统，此时需要增加8根数据线。要将8K×16位扩展成16K×16位的存储器系统，还必须 进行字扩展。因此还需2片8K×8位的芯片通过同样的位扩展，构成8K×16位的存储系统，再与另一8K×16位存储系统进行字扩展，从而实现16K×16位的存储器系统，此时还需增加1根地址线。系统共需要4片8K×8位的SRAM芯片。
——2）
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