一文带你了解半导体存储器
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一、微机系统存储器的分级结构
存储器是微机系统中不可缺少的存储设备，主要用于存储程序和数据。众所周知，虽然存储器和存储器用于存储信息，但鉴于CPU存储器数量少，存取速度快，主要用于临时存储操作数量和中间结果；存储器一般在CPU外，单独包装。
分级结构：高速缓冲存储器(Cache)、主存储器(MM)、辅助存储器(外部存储器)。
存储特性：存储记忆信息（按位存储）是计算机实现大容量记忆功能的核心部件
位(bit)存放--具有记忆功能：
性能：容量、访问速度、成本内外存储器
与CPU接口:串/并行Serial/Parallel
二、半导体存储器的性能指标
1.容量=字数(存储单元数)×字长 ==位数（bit）
微机：8/16/32/64字长兼容8台机器==>字节BYTE为单位
62C256：（256K）32K*8B
27C010：1M（128K*8B）
27C210：1M（64K*16B）
2.访问一个存储器(写入或读取指定单元)所需的存取时间通常是几个ns到几百ns。
比如：27C512-15：150ns；PC100SDRAM-8：8ns, PC133SDRAM：7ns
3.功耗:每个存储元:（bit）功耗大小：μW/位、mW/位
4.可靠性：电磁场和温度变化的抗干扰能力，无故障时间。
其它性能指标包括集成度、价格等。
三、半导体存储器分类
存储器种类繁多，根据运行过程中存取(读写)过程的不同分类，将存储器分为两类：
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
内部结构由地址译码器、存储单元、控制逻辑电路等组成。
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：接收选片、读写信号，控制传输
数据缓冲器：数据中转
存储主体：存储单元按规定排列{字结构和位置结构
存储器芯片的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.静态随机存储存储器（SRAM）
1)基本存储电路主要由基本存储电路组成R—S触发器由两个稳态组成，表示存储内容为0或1。只有电源存储的数据才能保存和读取。所谓易失性（volatile)。
2)一个基本存储电路可以存储一个二进制数，而一个八进制数需要八个基本存储电路。一个容量是M×NB（如64K×8B）其中包含M×N基本存储电路。这些大量的基本存储电路定期排列在一起，形成存储器。
区分不同的存储单元？每个单元规定一个地址号。
静态RAM（SRAM)基本存储电路
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×62512和128的更大容量K×8位的HM628128和512K×8位的HM628512等。
RAM以存储器芯片为例：
HM6264: 8K*8bit, 100ns,50/100uA, 55mA, 2V(min)维持电压
地址译码器：翻译外部地址信号，选择要访问的单元。
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
2.动态存储器DRAM
原理：使用电容器存储0/1的信息。为了保持电容器中的信息（电荷），需要定期连续充电，称为刷新。刷新周期通常为2ms-8ms。高集成度(成本:特殊动态(连续)刷新电路)。
行=列=1.选择(读/写)。存储刷新:逐行进行(1选择: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，即片中共有64位，即K（65536）个地址单元，每个地址单元存放一位数据。需要16条地址线，地址线分为两部分：行地址与列地址。
芯片的地址引线只有8条，内部有地址锁定器，采用多路开关，通过行地址选择通信号变低（Row Address Strobe），将先出现的8位地址发送到行地址锁存器；通信号由随后的列地址选择（Column Address Strobe）向列地址锁存器发送后8位地址。这8条地址线也用于刷新。
64K存储体由4个128×由128存储矩阵组成。每128×128存储矩阵有7行地址和7行地址线可供选择。7行地址通过翻译生成128条选择线，分别选择128行；7列地址线通过翻译生成128条选择线，128列。
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：单列直插内存模块（single in-line memory module，缩写SIMM），从20世纪80年代初到90年代末，计算机中使用的内存模块包括随机访问存储器。它与最常见的双列直插内存模块（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标准化。大多数早期PC主板(基于8088)PC、XT、和早期AT）采用面向DRAM插座式双列直插包装（DIP）芯片。随着计算机内存容量的增加，内存模块被用来节省主板空间，简化内存扩展。与插入八、九个相比DIP芯片可以通过插入内存模块来增加计算机的内存。
DIMM：Dual-Inline-Memory-Modules，双列直插存储模块是奔腾CPU新型内存条推出后，提供了64位数据通道。因此，它可以单独用于奔腾主板。它有168个引脚，故称168线内存条。比SIMM插槽较长，支持新型168线EDO-DRAM存储器。适用DIMM内存芯片的工作电压一般为3.3V（使用EDORAM内存芯片168线内存条除外)，适用于SIMM内存芯片的工作电压一般为5V（使用EDORAM或FBRAM内存芯片)，两者不能混合。
六、只读存储器（ROM）
非易失性
1.掩膜ROM（Read Only Memory）掩膜式ROM一般由厂家根据用户要求定制。
2. PROM（Programmable ROM）
保险丝或保留保险丝。出厂时，所有存储单元的保险丝都完好无损。编程时，通过字线选择晶体管。如果准备写入1，则向位线发送高电平。此时，管道截止时，保留熔丝；如果准备写入0，则向位线发送低电平。此时，管道导通，控制电流，使熔丝烧坏。换句话说，所有存储单元在出厂时都存储信息1。一旦写入0，熔丝烧坏，就无法恢复。
3. EPROM Erasable Programmable
UVEPROM（简称EPROM， ROM）。特点：芯片上方有一个石英玻璃窗，通过紫外线照射擦拭芯片，可反复编写。
EPROM原理
通过欧姆接触，在N型基板上设置了两个高浓度的P型区域，分别引出源极（S）和漏极（D），在S和D之间有一个由多晶硅组成的栅极，但它是浮空的，绝缘的SiO2所包围。
硅栅出厂时无电荷，管道内无导电沟，D与S不导电。当把EPROM当管道用于存储矩阵时，全1(或0)。写入时，在D和S之间加上25V此外，编程脉冲的高压(宽度约为50)ms），在此电源的作用下，选定的单元，D如果和S瞬间击穿，硅格栅将通过绝缘层注入电子。高压电源去除后，由于硅格栅被绝缘层包围，注入的电子无处泄漏，硅格栅为负，形成导电通道EPROM单元导通，输出为0(或1)。
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