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半導(dǎo)體存�(chǔ)�
閱讀�18799�(shí)間:2011-03-05 16:00:23

半導(dǎo)�存儲(chǔ)�,是一種以存儲(chǔ)二值信息的大規(guī)�集成電路作為存儲(chǔ)媒體的存�(chǔ)�,常用于存儲(chǔ)程序、常�(shù)、原始數(shù)�(jù)、中間結(jié)果和最終結(jié)果等�(shù)�(jù),是微型�(jì)算機(jī)的重要記憶元�。半�(dǎo)體存�(chǔ)器有存儲(chǔ)速度�、存�(chǔ)密度高、與邏輯電路接口容易等優(yōu)�(diǎn),主要用作高速緩沖存�(chǔ)�、主存儲(chǔ)�、只讀存儲(chǔ)器、堆棧存�(chǔ)器等�

概述

  和邏輯運(yùn)算器一�,半�(dǎo)體存�(chǔ)器同樣也是各種電子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵部�,并且廣泛應(yīng)用于各類通訊和家用電子設(shè)備中;如今大到超�(jí)�(jì)算機(jī)和航天飛�(jī),小到手�(jī)、語言�(fù)讀�(jī)、各種電子玩具以及智能卡,都用到不同種類的半�(dǎo)體存�(chǔ)�;沒有存�(chǔ)記憶功能的數(shù)字集成系�(tǒng)芯片(system on chip, SOC),就像人的大腦失去了記憶,如此可知存�(chǔ)器和邏輯�(yùn)算器同等重要、缺一不可�

  �(xiàn)代半�(dǎo)體存�(chǔ)器的基本特點(diǎn)包括高密�、大容量、高速度、低功�、低成本、類型多、功能強(qiáng)、用途廣,幾乎在每種半導(dǎo)體存�(chǔ)器中都采用金�-氧化�-半導(dǎo)體(MOS)工�,并位于整�(gè)MOS芯片制造工藝的前沿�

分類

  半導(dǎo)體存�(chǔ)器是存儲(chǔ)二值信息的大規(guī)模集成電�,是�(xiàn)代數(shù)字系�(tǒng)的重要組成部�。半�(dǎo)體存�(chǔ)器分類如下:

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分類圖

  按制造工藝分,有雙極型和MOS型兩�。雙極型存儲(chǔ)器具有工作速度快、功耗大、價(jià)格較高的特點(diǎn)。MOS型存�(chǔ)器具有集成度高、功耗小、工藝簡(jiǎn)�、價(jià)格低等特�(diǎn)�

  按存取方式分,有順序存取存儲(chǔ)器(SAM)、隨�(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)三��

  1.順序存取存儲(chǔ)器(�(jiǎn)稱SAM):�(duì)信息的存入(寫)或取出(讀)是按順序�(jìn)行的,即具有“先入先出”或“先入后出”的特點(diǎn)�

  2.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(�(jiǎn)稱RAM):可在任何�(shí)刻隨�(jī)地對(duì)任意一�(gè)單元直接存取信息。根�(jù)所采用的存�(chǔ)單元工作原理的不�,又將隨�(jī)存儲(chǔ)器分為靜�(tài)存儲(chǔ)器SRAM和動(dòng)�(tài)存儲(chǔ)器DRAM。DRAM存儲(chǔ)單元�(jié)�(gòu)非常�(jiǎn)�,它所能達(dá)到的集成度遠(yuǎn)高于SRAM�

  3.只讀存儲(chǔ)器(�(jiǎn)稱ROM):信息被事先固化到存儲(chǔ)器內(nèi),可以長(zhǎng)期保�,斷電也不丟失。它在正常運(yùn)行時(shí),只能讀出信息,而不能寫�。只讀存儲(chǔ)器有固定 ROM和可編程ROM兩類??删幊蘎OM又有一次可編程ROM(簡(jiǎn)稱PROM)、光可擦可編程ROM(簡(jiǎn)稱EPROM�、電可擦可編程ROM(簡(jiǎn)� EEPROM或E2PROM�、快閃存�(chǔ)器(Flash Memory)等幾種類型�

原理

  半導(dǎo)體存�(chǔ)器因其存�(chǔ)元器件及其工作原理不同而類別不�。輸入的地址�(address or address code)信號(hào)通過地址緩沖�(address buffer) �(jìn)入譯碼器(decoder�,如果存�(chǔ)器有 N�(gè)地址碼輸入端,則該存�(chǔ)器的記憶容量�2N比特;在由一�(gè)�(gè)存儲(chǔ)單元有規(guī)律地排列而組成的存儲(chǔ)器陣�(memory array)�,有2n根字線(word line, WL)和 2N-n 根位線(bit line, BL)相互垂直交叉排列;在每一�(gè)字線和位線的交叉�(diǎn)上接有存�(chǔ)單元即元器件;在讀出數(shù)�(jù)�(shí),首先由行譯碼器選擇其中一根字�,接在這一根字線(行)上的所有的存儲(chǔ)單元與各自的位線(列)相連接,各�(gè)位線上得到與存儲(chǔ)單元所記憶的數(shù)�(jù)相對(duì)�(yīng)的微小信�(hào),通過讀出放大器 (sense amplifier)�(jìn)行放�;然�,由列譯碼器選擇其中一�(gè)讀出并放大,將放大了的信號(hào)通過多路輸出緩沖器(multiplexer)送給輸出電路;在寫數(shù)�(jù)�(shí),要將寫入的�(shù)�(jù)送給由列譯碼器選擇的位線,通過特定的寫入電路將�(shù)字信�(hào)寫入指定的存�(chǔ)單元�

只讀存儲(chǔ)器

  值得一提的是,存儲(chǔ)陣列(memory array)之外的其它元器件和子系統(tǒng),包括地址緩沖�(address buffer)、譯碼器(decoder)和控制�(controller),也都是由邏輯器件以及子系統(tǒng)所�(gòu)�;因此,要想通過同一�(gè)制程,把上百萬�(gè)高密度一種或者多種存�(chǔ)單元器件,和支持存儲(chǔ)器工作的所有邏輯元器件與電路完�,并保證各�(gè)元器件和整�(gè)系統(tǒng)�(dá)到規(guī)定的技�(shù)指標(biāo)與要求,�(duì)芯片制成工藝及其技�(shù)是一種極高的技�(shù)挑戰(zhàn),尤其是�(duì)于嵌入一種或多種存儲(chǔ)器件單元的數(shù)字集成系�(tǒng)芯片將更為明顯�

指標(biāo)

  半導(dǎo)體存�(chǔ)器有兩�(gè)主要技�(shù)指標(biāo):存�(chǔ)容量和存取速度�

  1.存儲(chǔ)容量

  存儲(chǔ)容量是半�(dǎo)體存�(chǔ)器存�(chǔ)信息量大小的指標(biāo)。半�(dǎo)體存�(chǔ)器的容量越大,存放程序和�(shù)�(jù)的能力就越強(qiáng)�

  2.存取速度

  存儲(chǔ)器的存取速度是用存取�(shí)間來衡量�,它是指存儲(chǔ)器從接收CPU�(fā)來的有效地址到存�(chǔ)器給出的�(shù)�(jù)�(wěn)定地出現(xiàn)在數(shù)�(jù)總線上所需要的�(shí)�。存取速度�(duì)CPU與存�(chǔ)器的�(shí)間配合是至關(guān)重要的。如果存�(chǔ)器的存取速度太慢,與CPU不能匹配,則CPU讀取的信息就可能有��

只讀存儲(chǔ)器

  3.存儲(chǔ)器功�

  存儲(chǔ)器功耗是指它在正常工作時(shí)所消耗的電功率。通常,半�(dǎo)體存�(chǔ)器的功耗和存取速度有關(guān),存取速度越快,功耗也越大。因�,在保證存取速度前提下,存儲(chǔ)器的功耗越小越��

  4.可靠性和工作壽命

  半導(dǎo)體存�(chǔ)器的可靠性是指它�(duì)周圍電磁�(chǎng)、溫度和濕度等的抗干擾能�。由于半�(dǎo)體存�(chǔ)器常采用VLSI工藝制�,可靠性較�,壽命也較長(zhǎng),平均無故障�(shí)間可�(dá)�(shù)千小�(shí)�

  5.集成�

  半導(dǎo)體存�(chǔ)器的集成度是指它在一塊數(shù)平方毫米芯片上能夠集成的晶體管數(shù)�,有�(shí)也可以每塊芯片上集成的“基本存�(chǔ)電路”�(gè)�(shù)來表��

用�

     主要用作高速緩沖存�(chǔ)�、主存儲(chǔ)�、只讀存儲(chǔ)�、堆棧存�(chǔ)器等�

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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