‘壹’ 存储器的工作原理
这里只介绍动态存储器(DRAM)的工作原理。
动态存储器每片只有一条输入数据线,而地址引脚只有8条。为了形成64K地址,必须在系统地址总线和芯片地址引线之间专门设计一个地址形成电路。使系统地址总线信号能分时地加到8个地址的引脚上,借助芯片内部的行锁存器、列锁存器和译码电路选定芯片内的存储单元,锁存信号也靠着外部地址电路产生。
当要从DRAM芯片中读出数据时,CPU首先将行地址加在A0-A7上,而后送出RAS锁存信号,该信号的下降沿将地址锁存在芯片内部。接着将列地址加到芯片的A0-A7上,再送CAS锁存信号,也是在信号的下降沿将列地址锁存在芯片内部。然后保持WE=1,则在CAS有效期间数据输出并保持。
当需要把数据写入芯片时,行列地址先后将RAS和CAS锁存在芯片内部,然后,WE有效,加上要写入的数据,则将该数据写入选中的存贮单元。
由于电容不可能长期保持电荷不变,必须定时对动态存储电路的各存储单元执行重读操作,以保持电荷稳定,这个过程称为动态存储器刷新。PC/XT机中DRAM的刷新是利用DMA实现的。首先应用可编程定时器8253的计数器1,每隔1⒌12μs产生一次DMA请求,该请求加在DMA控制器的0通道上。当DMA控制器0通道的请求得到响应时,DMA控制器送出到刷新地址信号,对动态存储器执行读操作,每读一次刷新一行。
‘贰’ 常见的非易失性存储器有哪几种
常见的非易失性存储器有以下几种:
一、可编程只读内存:PROM(Programmable read-only memory)
其内部有行列式的镕丝,可依用户(厂商)的需要,利用电流将其烧断,以写入所需的数据及程序,镕丝一经烧断便无法再恢复,亦即数据无法再更改。
二、电可擦可编程只读内存:EEPROM(Electrically erasable programmable read only memory)
电子抹除式可复写只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,EEPROM)之运作原理类似EPROM,但是抹除的方式是使用高电场来完成,因此不需要透明窗。
三、可擦可编程只读内存:EPROM(Erasable programmable read only memory)
可利用高电压将数据编程写入,但抹除时需将线路曝光于紫外线下一段时间,数据始可被清空,再供重复使用。因此,在封装外壳上会预留一个石英玻璃所制的透明窗以便进行紫外线曝光。
四、电可改写只读内存:EAROM(Electrically alterable read only memory)
内部所用的芯片与写入原理同EPROM,但是为了节省成本,封装上不设置透明窗,因此编程写入之后就不能再抹除改写。
五、闪存:Flash memory
是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式,允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储,以及在电脑与其他数字产品间交换传输数据,如储存卡与U盘。闪存是一种特殊的、以宏块抹写的EEPROM。早期的闪存进行一次抹除,就会清除掉整颗芯片上的数据。
‘叁’ OUM是什么东西
相变存储器(OUM)
奥弗辛斯基(Stanford
Ovshinsky)在1968年发表了第一篇关于非晶体相变的论文,创立了非晶体半导体学。一年以后,他首次描述了基于相变理论的存储器:材料由非晶体状态变成晶体,再变回非晶体的过程中,其非晶体和晶体状态呈现不同的反光特性和电阻特性,因此可以利用非晶态和晶态分别代表“0”和“1”来存储数据。后来,人们将这一学说称为奥弗辛斯基电子效应。相变存储器是基于奥弗辛斯基效应的元件,因此被命名为奥弗辛斯基电效应统一存储器(OUM),如图2所示。从理论上来说,OUM的优点在于产品体积较小、成本低、可直接写入(即在写入资料时不需要将原有资料抹除)和制造简单,只需在现有的CMOS工艺上增加2~4次掩膜工序就能制造出来。
OUM是世界头号半导体芯片厂商Intel公司推崇的下一代非易失性、大容量存储技术。Intel和该项技术的发明厂商Ovonyx
公司一起,正在进行技术完善和可制造性方面的研发工作。Intel公司在2001年7月就发布了0.18mm工艺的4Mb
OUM测试芯片,该技术通过在一种硫化物上生成高低两种不同的阻抗来存储数据。2003年VLSI会议上,Samsung公司也报道研制成功以Ge2Sb2Te5(GST)为存储介质,采用0.25mm工艺制备的小容量OUM,工作电压在1.1V,进行了1.8x109
读写循环,在1.58x109循环后没有出现疲劳现象。
不过OUM的读写速度和次数不如FeRAM和MRAM,同时如何稳定维持其驱动温度也是一个技术难题。2003年7月,Intel负责非易失性存储器等技术开发的S.K.Lai还指出OUM的另一个问题:OUM的存储单元虽小,但需要的外围电路面积较大,因此芯片面积反而是OUM的一个头疼问题。同时从目前来看,OUM的生产成本比Intel预想的要高得多,也成为阻碍其发展的瓶颈之一。
‘肆’ 存储器的读写过程是什么样的
首页 采购专区 供应专区 技术资料 环保电子 商情资讯 我的B2BIC
5.1 存储器系统基本知识
作者: 时间: 2008-04-10 来源:
5.1.1存储器的分类
按照存储介质不同,可以将存储器分为半导体存储器、磁存储器、激光存储器。
这里我们只讨论构成内存的半导体存储器。
按照存储器的存取功能不同,半导体存储器可分为只读存储器(Read Only Memory简称ROM)和随机存储器(Random Access Memory简称RAM)
1.只读存储器(ROM)
ROM的特点是把信息写入存储器以后,能长期保存,不会因电源断电而丢失信息。计算机在运行过程中,只能读出只读存储器中的信息,不能再写入信息。一般地,只读存储器用来存放固定的程序和数据,如微机的监控程序、汇编程序、用户程序、数据表格等。根据编程方式的不同,ROM共分为以下5种:
(1)掩模工艺ROM
这种ROM是芯片制造厂根据ROM要存贮的信息,设计固定的半导体掩模版进行生产的。一旦制出成品之后,其存贮的信息即可读出使用,但不能改变。这种ROM常用于批量生产,生产成本比较低。微型机中一些固定不变的程序或数据常采用这种ROM存贮。
(2)可一次性编程ROM(PROM)
为了使用户能够根据自己的需要来写ROM,厂家生产了一种PROM。允许用户对其进行一次编程──写入数据或程序。一旦编程之后,信息就永久性地固定下来。用户可以读出和使用,但再也无法改变其内容。
(3)紫外线擦除可改写ROM(EPROM)
可改写ROM芯片的内容也由用户写入,但允许反复擦除重新写入。EPROM是用电信号编程而用紫外线擦除的只读存储器芯片。在芯片外壳上方的中央有一个圆形窗口,通过这个窗口照射紫外线就可以擦除原有的信息。由于阳光中有紫外线的成分,所以程序写好后要用不透明的标签封窗口,以避免因阳光照射而破坏程序。EPROM的典型芯片是Intel公司的27系列产品,按存储容量不同有多种型号,例如2716(2KB′8)、2732(4KB′8)、2764(8KB′8)、27128(16KB′8)、27256(32KB′8)等,型号名称后的数字表示其存储容量。
(4)电擦除可改写ROM(EEPROM或E2PROM)
这是一种用电信号编程也用电信号擦除的ROM芯片,它可以通过读写操作进行逐个存储单元读出和写入,且读写操作与RAM存储器几乎没有什么差别,所不同的只是写入速度慢一些。但断电后却能保存信息。典型E2PROM芯片有28C16、28C17、2817A等。
(5)快擦写ROM(flash ROM)
E2PROM虽然具有既可读又可写的特点,但写入的速度较慢,使用起来不太方便。而flash ROM是在EPROM和E2PROM的基础上发展起来的一种只读存储器,读写速度都很快,存取时间可达70ns,存储容量可达16MB~128MB。这种芯片可改写次数可从1万次到100万次。典型flash ROM芯片有28F256、28F516、AT89等。
2.随机存储器RAM(也叫读写存储器)
读写存储器RAM按其制造工艺又可以分为双极型RAM和金属氧化物RAM。
(1) 双极型RAM
双极型RAM的主要特点是存取时间短,通常为几到几十纳秒(ns)。与下面提到的MOS型RAM相比,其集成度低、功耗大,而且价格也较高。因此,双极型RAM主要用于要求存取时间短的微型计算机中。
(2) 金属氧化物(MOS)RAM
用MOS器件构成的RAM又分为静态读写存储器(SRAM)和动态读写存储器(DRAM)。
j静态RAM(SRAM)
静态RAM的基本存储单元是MOS双稳态触发器。一个触发器可以存储一个二进制信息。静态RAM的主要特点是,其存取时间为几十到几百纳秒(ns),集成度比较高。目前经常使用的静态存储器每片的容量为几KB到几十KB。SRAM的功耗比双极型RAM低,价格也比较便宜。
k动态RAM(DRAM)
动态RAM的存取速度与SRAM的存取速度差不多。其最大的特点是集成度特别高。其功耗比SRAM低,价格也比SRAM便宜。DRAM在使用中需特别注意的是,它是靠芯片内部的电容来存贮信息的。由于存贮在电容上的信息总是要泄漏的,所以,每隔2ms到4ms,DRAM要求对其存贮的信息刷新一次。
l集成RAM(i RAM)
集成RAM――Integrated RAM,缩写为i RAM,这是一种带刷新逻辑电路的DRAM。由于它自带刷新逻辑,因而简化与微处理器的连接电路,使用它和使用SRAM一样方便。
m非易失性RAM(NVRAM)
非易失性RAM――Non-Volatile RAM,缩写为NVRAM,其存储体由SRAM和EEPROM两部分组合而成。正常读写时,SRAM工作;当要保存信息时(如电源掉电),控制电路将SRAM的内容复制到EEPROM中保存。存入EEPROM中的信息又能够恢复到SRAM中。
NVRAM既能随机存取,又具有非易失性,适合用于需要掉电保护的场合。
5.1.2存储器的主要性能指标
1.存贮容量
不同的存储器芯片,其容量不一样。通常用某一芯片有多少个存贮单元,每个存贮单元存贮若干位来表示。例如,静态RAM6264的容量为8KB′8bit,即它有8K个单元(1K=1024),每个单元存贮8位(一个字节)数据。
2.存取时间
存取时间即存取芯片中某一个单元的数据所需要的时间。在计算机工作时,CPU在读写RAM时,它所提供的读写时间必须比RAM芯片所需要的存取时间长。如果不能满足这一点,微型机则无法正常工作。
3.可靠性
微型计算机要正确地运行,必然要求存储器系统具有很高的可靠性。内存的任何错误就足以使计算机无法工作。而存储器的可靠性直接与构成它的芯片有关。目前所用的半导体存储器芯片的平均故障间隔时间(MTBF)大概是(5′106∽1′108)小时左右。
4.功耗
使用功耗低的存储器芯片构成存储器系统,不仅可以减少对电源容量的要求,而且还可以提高存贮系统的可靠性。
关于我们 | 网站地图 | 推荐给朋友 | 友情链接 | 服务介绍 | 配套杂志 | IC库存
E-mail:[email protected]
Copyright (c) 2003-2008 经营许可证号:冀B2 - 20060071 备案序号:冀ICP备字05001825号
Powered by POAKs 5010375
‘伍’ 移动存储设备有哪些
可移动存储设备有PD光驱、MO(MagnetoOptical)、活动硬盘、大容量软驱、FlashRAM、磁带机、CDR/CDRW、U盘、闪存卡及读卡器。
1、PD光驱
“相变式可重复擦写光盘驱动器()”英文缩写的简称。
PD光盘采用相变光方式,其数据再生原理与CD光盘一样,是根据反射光量的差以1和0来判别信号。PD光盘与CD光盘形状一样,为了保护盘面数据而装在盒内使用。
2、MO(MagnetoOptical)
数据记录为热磁过程,它与磁性材料的居里温度的门槛性质有关,称为居里点写入。在写入过程中,聚焦光点的能量把记录材料加热超过居里点(约200℃),外加不大的磁场(约300高斯)就可对材料的磁畴产生作用。
当材料冷却至居里点以下,磁畴方向就固定下来。这种记录过程在材料性能不退化的情况下表现出了高度的可重复性(百万次以上)。
3、活动硬盘
个人计算机,主要的存储设备是固定硬盘和软盘。固定硬盘为计算机提供了大容量的存储介质,但是其盘片无法更换,存储的信息也不便于携带和交换。
4、大容量软驱
大容量FD为在原有磁盘的基础上发展起来的。主要有Zip、Supper软盘(原名LS120)、以及HiFD等。这三种大容量FD的发展目标都是取代现行的3.5英寸FD,争取在巨大的软盘市场上占居主导地位。国内市场上主要是zip与LS-120相争。
5、FlashRAM
闪存为EPROM(电可擦除程序存储器)的一种,它使用浮动栅晶体管作为基本存储单元实现非易失存储,不需要特殊设备和方式即可实现实时擦写。闪存采用与CMOS工艺兼容的加工工艺,大多数闪存采用的是0.5mm、0.35mm工艺。
(5)相变存储器加工工艺扩展阅读
移动存储设备具有高度集成、快速存取、方便灵活、性价优良、容易保存等性能。从存储介质上来区分,的移动存储设备大致分为磁介质存储(如ZIP、LS-120、USB移动硬盘等)、光介质存储(如CD-RW、dvd、MO)和闪存介质存储(如USB闪存盘、各种闪存卡)三种。
磁介质存储由于价格高、标准众多,因而较难普及。
光介质存储是较为成熟的移动存储解决方案,尤其适合于PC与PC之间的数据交换。基于半导体技术的闪存(Flash Memory)是较为理想的一种移动存储技术。它可以满足计算机应用过程中对低功耗、高可靠性、高存储密度、高读写速度的要求。
‘陆’ 存储器芯片生产线与CPU生产线的区别
主要是工艺精度不一样的,存储器的就是多大纳米的工艺都能用它,因为存储器这个概念比较大,属于啥都有的,啥类型的都有,属于基础元器件类生产线了,内存条子用,U盘用的闪存,主板上的的CMOS等等,现在只要是电子产品就到处都在用,而这些地方需求的存储要求都不同,工艺要求也高低不一样的,所以,是生产线,就能找来自己可以干的活。
CPU生产线,属于半导体里的细分了,NO1级别的,顶级的存在,不是其他低工艺生产先造不了,而是成本决定的,芯片设计的时候都会有对应的工艺考量要求,换次工艺,图就要重新优化画一次,对于IC这类高竞争行业,CPU敢这么干,就等于烧钱,等你改完了,可能你的CPU也过时了。另外,单片晶硅出产的颗粒越多成本越低,高制造成本逼着厂家用最贵的NO1生产线造CPU,只有量大才能有生路,用次代线,一次除不了多少货,成本直接就能亏死的。所以,CPU的生产线从来都是NO1级别的1代线,低工艺的次代线都不会考虑的。
‘柒’ 半导体存储器分为哪两种
半导体存储器分为随机读写存储器和只读存储器。
半导体存储器的分类从制造工艺的角度可把半导体存储器分为双极型、CMOS型、HMOS型等;从应用角度上可将其分为两大类:随机读写存储器(RAM),又称随机存取存储器;只读存储器(ROM)。
1、只读存储器(ROM)
只读存储器在使用过程中,只能读出存储的信息而不能用通常的方法将信息写入的存储器,其中又可以分为以下几种。
掩膜ROM,利用掩膜工艺制造,一旦做好,不能更改,因此只适合于存储成熟的固定程序和数据。工厂大量生产时,成本很低。
可编程ROM,简称PROM,由厂商生产出的空白存储器,根据用户需要,利用特殊方法写入程序和数据,但是只能写一次,写入后信息固定的,不能更改。
光擦除PROM,简称EPROM,这种存储器编写后,如果需要擦除可用紫外线灯制造的擦除器照射20分钟左右,使存储器复原用户可再编程。
电擦除PROM,简称EEPROM,顾名思义可以通过电来进行擦除,这种存储器的特点是能以字节为单位擦除和改写,而且不需要把芯片拔下插入编程器编程,在用户系统即可进行。
Flash Memory,简称闪存。它是非易失性存储器,在电源关闭后仍能保持片内信息,与EEPROM相比,闪存存储器具有成本低密度大的优点。
2、随机读写存储器(RAM)
分为两类:双极型和MOS型两种。双极型RAM,其特点是存取速度快,采用晶体管触发器作为基本存储电路,管子较多,功耗大,成本高,主要用于高速缓存存储器(Cache)MOS RAM,其特点是功耗低,密度大,故大多采用这种存储器。
SRAM:存储原理是用双稳态触发器来做存储电路,状态稳定,只要不掉电,信息就不会丢失,优点是不用刷新,缺点是集成度低。DRAM:存储原理是用电容器来做存储电路,优点是电路简单,集成度高,缺点是由于电容会漏电需要不停地刷新。