『壹』 存儲器的工作原理
這里只介紹動態存儲器(DRAM)的工作原理。
動態存儲器每片只有一條輸入數據線,而地址引腳只有8條。為了形成64K地址,必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上,藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元,鎖存信號也靠著外部地址電路產生。
當要從DRAM晶元中讀出數據時,CPU首先將行地址加在A0-A7上,而後送出RAS鎖存信號,該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上,再送CAS鎖存信號,也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1,則在CAS有效期間數據輸出並保持。
當需要把數據寫入晶元時,行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部,然後,WE有效,加上要寫入的數據,則將該數據寫入選中的存貯單元。
由於電容不可能長期保持電荷不變,必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作,以保持電荷穩定,這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。首先應用可編程定時器8253的計數器1,每隔1⒌12μs產生一次DMA請求,該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時,DMA控制器送出到刷新地址信號,對動態存儲器執行讀操作,每讀一次刷新一行。
『貳』 常見的非易失性存儲器有哪幾種
常見的非易失性存儲器有以下幾種:
一、可編程只讀內存:PROM(Programmable read-only memory)
其內部有行列式的鎔絲,可依用戶(廠商)的需要,利用電流將其燒斷,以寫入所需的數據及程序,鎔絲一經燒斷便無法再恢復,亦即數據無法再更改。
二、電可擦可編程只讀內存:EEPROM(Electrically erasable programmable read only memory)
電子抹除式可復寫只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,EEPROM)之運作原理類似EPROM,但是抹除的方式是使用高電場來完成,因此不需要透明窗。
三、可擦可編程只讀內存:EPROM(Erasable programmable read only memory)
可利用高電壓將數據編程寫入,但抹除時需將線路曝光於紫外線下一段時間,數據始可被清空,再供重復使用。因此,在封裝外殼上會預留一個石英玻璃所制的透明窗以便進行紫外線曝光。
四、電可改寫只讀內存:EAROM(Electrically alterable read only memory)
內部所用的晶元與寫入原理同EPROM,但是為了節省成本,封裝上不設置透明窗,因此編程寫入之後就不能再抹除改寫。
五、快閃記憶體:Flash memory
是一種電子式可清除程序化只讀存儲器的形式,允許在操作中被多次擦或寫的存儲器。這種科技主要用於一般性數據存儲,以及在電腦與其他數字產品間交換傳輸數據,如儲存卡與U盤。快閃記憶體是一種特殊的、以宏塊抹寫的EEPROM。早期的快閃記憶體進行一次抹除,就會清除掉整顆晶元上的數據。
『叄』 OUM是什麼東西
相變存儲器(OUM)
奧弗辛斯基(Stanford
Ovshinsky)在1968年發表了第一篇關於非晶體相變的論文,創立了非晶體半導體學。一年以後,他首次描述了基於相變理論的存儲器:材料由非晶體狀態變成晶體,再變回非晶體的過程中,其非晶體和晶體狀態呈現不同的反光特性和電阻特性,因此可以利用非晶態和晶態分別代表「0」和「1」來存儲數據。後來,人們將這一學說稱為奧弗辛斯基電子效應。相變存儲器是基於奧弗辛斯基效應的元件,因此被命名為奧弗辛斯基電效應統一存儲器(OUM),如圖2所示。從理論上來說,OUM的優點在於產品體積較小、成本低、可直接寫入(即在寫入資料時不需要將原有資料抹除)和製造簡單,只需在現有的CMOS工藝上增加2~4次掩膜工序就能製造出來。
OUM是世界頭號半導體晶元廠商Intel公司推崇的下一代非易失性、大容量存儲技術。Intel和該項技術的發明廠商Ovonyx
公司一起,正在進行技術完善和可製造性方面的研發工作。Intel公司在2001年7月就發布了0.18mm工藝的4Mb
OUM測試晶元,該技術通過在一種硫化物上生成高低兩種不同的阻抗來存儲數據。2003年VLSI會議上,Samsung公司也報道研製成功以Ge2Sb2Te5(GST)為存儲介質,採用0.25mm工藝制備的小容量OUM,工作電壓在1.1V,進行了1.8x109
讀寫循環,在1.58x109循環後沒有出現疲勞現象。
不過OUM的讀寫速度和次數不如FeRAM和MRAM,同時如何穩定維持其驅動溫度也是一個技術難題。2003年7月,Intel負責非易失性存儲器等技術開發的S.K.Lai還指出OUM的另一個問題:OUM的存儲單元雖小,但需要的外圍電路面積較大,因此晶元面積反而是OUM的一個頭疼問題。同時從目前來看,OUM的生產成本比Intel預想的要高得多,也成為阻礙其發展的瓶頸之一。
『肆』 存儲器的讀寫過程是什麼樣的
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5.1 存儲器系統基本知識
作者: 時間: 2008-04-10 來源:
5.1.1存儲器的分類
按照存儲介質不同,可以將存儲器分為半導體存儲器、磁存儲器、激光存儲器。
這里我們只討論構成內存的半導體存儲器。
按照存儲器的存取功能不同,半導體存儲器可分為只讀存儲器(Read Only Memory簡稱ROM)和隨機存儲器(Random Access Memory簡稱RAM)
1.只讀存儲器(ROM)
ROM的特點是把信息寫入存儲器以後,能長期保存,不會因電源斷電而丟失信息。計算機在運行過程中,只能讀出只讀存儲器中的信息,不能再寫入信息。一般地,只讀存儲器用來存放固定的程序和數據,如微機的監控程序、匯編程序、用戶程序、數據表格等。根據編程方式的不同,ROM共分為以下5種:
(1)掩模工藝ROM
這種ROM是晶元製造廠根據ROM要存貯的信息,設計固定的半導體掩模版進行生產的。一旦制出成品之後,其存貯的信息即可讀出使用,但不能改變。這種ROM常用於批量生產,生產成本比較低。微型機中一些固定不變的程序或數據常採用這種ROM存貯。
(2)可一次性編程ROM(PROM)
為了使用戶能夠根據自己的需要來寫ROM,廠家生產了一種PROM。允許用戶對其進行一次編程──寫入數據或程序。一旦編程之後,信息就永久性地固定下來。用戶可以讀出和使用,但再也無法改變其內容。
(3)紫外線擦除可改寫ROM(EPROM)
可改寫ROM晶元的內容也由用戶寫入,但允許反復擦除重新寫入。EPROM是用電信號編程而用紫外線擦除的只讀存儲器晶元。在晶元外殼上方的中央有一個圓形窗口,通過這個窗口照射紫外線就可以擦除原有的信息。由於陽光中有紫外線的成分,所以程序寫好後要用不透明的標簽封窗口,以避免因陽光照射而破壞程序。EPROM的典型晶元是Intel公司的27系列產品,按存儲容量不同有多種型號,例如2716(2KB′8)、2732(4KB′8)、2764(8KB′8)、27128(16KB′8)、27256(32KB′8)等,型號名稱後的數字表示其存儲容量。
(4)電擦除可改寫ROM(EEPROM或E2PROM)
這是一種用電信號編程也用電信號擦除的ROM晶元,它可以通過讀寫操作進行逐個存儲單元讀出和寫入,且讀寫操作與RAM存儲器幾乎沒有什麼差別,所不同的只是寫入速度慢一些。但斷電後卻能保存信息。典型E2PROM晶元有28C16、28C17、2817A等。
(5)快擦寫ROM(flash ROM)
E2PROM雖然具有既可讀又可寫的特點,但寫入的速度較慢,使用起來不太方便。而flash ROM是在EPROM和E2PROM的基礎上發展起來的一種只讀存儲器,讀寫速度都很快,存取時間可達70ns,存儲容量可達16MB~128MB。這種晶元可改寫次數可從1萬次到100萬次。典型flash ROM晶元有28F256、28F516、AT89等。
2.隨機存儲器RAM(也叫讀寫存儲器)
讀寫存儲器RAM按其製造工藝又可以分為雙極型RAM和金屬氧化物RAM。
(1) 雙極型RAM
雙極型RAM的主要特點是存取時間短,通常為幾到幾十納秒(ns)。與下面提到的MOS型RAM相比,其集成度低、功耗大,而且價格也較高。因此,雙極型RAM主要用於要求存取時間短的微型計算機中。
(2) 金屬氧化物(MOS)RAM
用MOS器件構成的RAM又分為靜態讀寫存儲器(SRAM)和動態讀寫存儲器(DRAM)。
j靜態RAM(SRAM)
靜態RAM的基本存儲單元是MOS雙穩態觸發器。一個觸發器可以存儲一個二進制信息。靜態RAM的主要特點是,其存取時間為幾十到幾百納秒(ns),集成度比較高。目前經常使用的靜態存儲器每片的容量為幾KB到幾十KB。SRAM的功耗比雙極型RAM低,價格也比較便宜。
k動態RAM(DRAM)
動態RAM的存取速度與SRAM的存取速度差不多。其最大的特點是集成度特別高。其功耗比SRAM低,價格也比SRAM便宜。DRAM在使用中需特別注意的是,它是靠晶元內部的電容來存貯信息的。由於存貯在電容上的信息總是要泄漏的,所以,每隔2ms到4ms,DRAM要求對其存貯的信息刷新一次。
l集成RAM(i RAM)
集成RAM――Integrated RAM,縮寫為i RAM,這是一種帶刷新邏輯電路的DRAM。由於它自帶刷新邏輯,因而簡化與微處理器的連接電路,使用它和使用SRAM一樣方便。
m非易失性RAM(NVRAM)
非易失性RAM――Non-Volatile RAM,縮寫為NVRAM,其存儲體由SRAM和EEPROM兩部分組合而成。正常讀寫時,SRAM工作;當要保存信息時(如電源掉電),控制電路將SRAM的內容復制到EEPROM中保存。存入EEPROM中的信息又能夠恢復到SRAM中。
NVRAM既能隨機存取,又具有非易失性,適合用於需要掉電保護的場合。
5.1.2存儲器的主要性能指標
1.存貯容量
不同的存儲器晶元,其容量不一樣。通常用某一晶元有多少個存貯單元,每個存貯單元存貯若干位來表示。例如,靜態RAM6264的容量為8KB′8bit,即它有8K個單元(1K=1024),每個單元存貯8位(一個位元組)數據。
2.存取時間
存取時間即存取晶元中某一個單元的數據所需要的時間。在計算機工作時,CPU在讀寫RAM時,它所提供的讀寫時間必須比RAM晶元所需要的存取時間長。如果不能滿足這一點,微型機則無法正常工作。
3.可靠性
微型計算機要正確地運行,必然要求存儲器系統具有很高的可靠性。內存的任何錯誤就足以使計算機無法工作。而存儲器的可靠性直接與構成它的晶元有關。目前所用的半導體存儲器晶元的平均故障間隔時間(MTBF)大概是(5′106∽1′108)小時左右。
4.功耗
使用功耗低的存儲器晶元構成存儲器系統,不僅可以減少對電源容量的要求,而且還可以提高存貯系統的可靠性。
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『伍』 移動存儲設備有哪些
可移動存儲設備有PD光碟機、MO(MagnetoOptical)、活動硬碟、大容量軟碟機、FlashRAM、磁帶機、CDR/CDRW、U盤、快閃記憶體卡及讀卡器。
1、PD光碟機
「相變式可重復擦寫光碟驅動器()」英文縮寫的簡稱。
PD光碟採用相變光方式,其數據再生原理與CD光碟一樣,是根據反射光量的差以1和0來判別信號。PD光碟與CD光碟形狀一樣,為了保護盤面數據而裝在盒內使用。
2、MO(MagnetoOptical)
數據記錄為熱磁過程,它與磁性材料的居里溫度的門檻性質有關,稱為居里點寫入。在寫入過程中,聚焦光點的能量把記錄材料加熱超過居里點(約200℃),外加不大的磁場(約300高斯)就可對材料的磁疇產生作用。
當材料冷卻至居里點以下,磁疇方向就固定下來。這種記錄過程在材料性能不退化的情況下表現出了高度的可重復性(百萬次以上)。
3、活動硬碟
個人計算機,主要的存儲設備是固定硬碟和軟盤。固定硬碟為計算機提供了大容量的存儲介質,但是其碟片無法更換,存儲的信息也不便於攜帶和交換。
4、大容量軟碟機
大容量FD為在原有磁碟的基礎上發展起來的。主要有Zip、Supper軟盤(原名LS120)、以及HiFD等。這三種大容量FD的發展目標都是取代現行的3.5英寸FD,爭取在巨大的軟盤市場上占居主導地位。國內市場上主要是zip與LS-120相爭。
5、FlashRAM
快閃記憶體為EPROM(電可擦除程序存儲器)的一種,它使用浮動柵晶體管作為基本存儲單元實現非易失存儲,不需要特殊設備和方式即可實現實時擦寫。快閃記憶體採用與CMOS工藝兼容的加工工藝,大多數快閃記憶體採用的是0.5mm、0.35mm工藝。
(5)相變存儲器加工工藝擴展閱讀
移動存儲設備具有高度集成、快速存取、方便靈活、性價優良、容易保存等性能。從存儲介質上來區分,的移動存儲設備大致分為磁介質存儲(如ZIP、LS-120、USB移動硬碟等)、光介質存儲(如CD-RW、dvd、MO)和快閃記憶體介質存儲(如USB快閃記憶體檔、各種快閃記憶體卡)三種。
磁介質存儲由於價格高、標准眾多,因而較難普及。
光介質存儲是較為成熟的移動存儲解決方案,尤其適合於PC與PC之間的數據交換。基於半導體技術的快閃記憶體(Flash Memory)是較為理想的一種移動存儲技術。它可以滿足計算機應用過程中對低功耗、高可靠性、高存儲密度、高讀寫速度的要求。
『陸』 存儲器晶元生產線與CPU生產線的區別
主要是工藝精度不一樣的,存儲器的就是多大納米的工藝都能用它,因為存儲器這個概念比較大,屬於啥都有的,啥類型的都有,屬於基礎元器件類生產線了,內存條子用,U盤用的快閃記憶體,主板上的的CMOS等等,現在只要是電子產品就到處都在用,而這些地方需求的存儲要求都不同,工藝要求也高低不一樣的,所以,是生產線,就能找來自己可以乾的活。
CPU生產線,屬於半導體里的細分了,NO1級別的,頂級的存在,不是其他低工藝生產先造不了,而是成本決定的,晶元設計的時候都會有對應的工藝考量要求,換次工藝,圖就要重新優化畫一次,對於IC這類高競爭行業,CPU敢這么干,就等於燒錢,等你改完了,可能你的CPU也過時了。另外,單片晶硅出產的顆粒越多成本越低,高製造成本逼著廠家用最貴的NO1生產線造CPU,只有量大才能有生路,用次代線,一次除不了多少貨,成本直接就能虧死的。所以,CPU的生產線從來都是NO1級別的1代線,低工藝的次代線都不會考慮的。
『柒』 半導體存儲器分為哪兩種
半導體存儲器分為隨機讀寫存儲器和只讀存儲器。
半導體存儲器的分類從製造工藝的角度可把半導體存儲器分為雙極型、CMOS型、HMOS型等;從應用角度上可將其分為兩大類:隨機讀寫存儲器(RAM),又稱隨機存取存儲器;只讀存儲器(ROM)。
1、只讀存儲器(ROM)
只讀存儲器在使用過程中,只能讀出存儲的信息而不能用通常的方法將信息寫入的存儲器,其中又可以分為以下幾種。
掩膜ROM,利用掩膜工藝製造,一旦做好,不能更改,因此只適合於存儲成熟的固定程序和數據。工廠大量生產時,成本很低。
可編程ROM,簡稱PROM,由廠商生產出的空白存儲器,根據用戶需要,利用特殊方法寫入程序和數據,但是只能寫一次,寫入後信息固定的,不能更改。
光擦除PROM,簡稱EPROM,這種存儲器編寫後,如果需要擦除可用紫外線燈製造的擦除器照射20分鍾左右,使存儲器復原用戶可再編程。
電擦除PROM,簡稱EEPROM,顧名思義可以通過電來進行擦除,這種存儲器的特點是能以位元組為單位擦除和改寫,而且不需要把晶元拔下插入編程器編程,在用戶系統即可進行。
Flash Memory,簡稱快閃記憶體。它是非易失性存儲器,在電源關閉後仍能保持片內信息,與EEPROM相比,快閃記憶體存儲器具有成本低密度大的優點。
2、隨機讀寫存儲器(RAM)
分為兩類:雙極型和MOS型兩種。雙極型RAM,其特點是存取速度快,採用晶體管觸發器作為基本存儲電路,管子較多,功耗大,成本高,主要用於高速緩存存儲器(Cache)MOS RAM,其特點是功耗低,密度大,故大多採用這種存儲器。
SRAM:存儲原理是用雙穩態觸發器來做存儲電路,狀態穩定,只要不掉電,信息就不會丟失,優點是不用刷新,缺點是集成度低。DRAM:存儲原理是用電容器來做存儲電路,優點是電路簡單,集成度高,缺點是由於電容會漏電需要不停地刷新。