计算机组成原理(4.2半导体存储原理及存储芯片)详解.pdf

4.2 半导体存储原理及存储芯片 目前，几乎所有的主存储器都采用 半导体存储芯片构成。 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 半导体存储器的分类 TTL型 双极型 速度很快、功耗大、 ECL型 容量小 工艺 PMOS 功耗小、容量大 电路结构 NMOS （静态MOS除外） MOS型 CMOS 静态MOS 工作方式 动态MOS 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 2 半导体存储器的分类（续） z 静态存储器SRAM (双极型、静态MOS型): 依靠双稳态电路内部交叉反馈的机 存储信 制存储信息。 息原理 功耗较大,速度快,作Cache。 z 动态存储器DRAM (动态MOS型): 依靠电容存储电荷的原理存储信息。 功耗较小,容量大,速度较快,作主存。 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 3 4.2.1 双极型存储单元与芯片 双极型存储器有TTL型与ECL型两种，工作速度快，但功耗 大、集成度较低，适于做小容量快速存储器，如高速缓冲 存储器或集成化通用寄存器组。 存储 存储 单元 芯片 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 4 4.2.2 静态MOS存储单元与芯片 1.六管单元 W Vcc W （1）组成 T3 T4 T1、T3：MOS反相器 T5 T6 T2、T4：MOS反相器 T1 T2 触发器 T5、T6：控制门管 Z Z：字线，选择存储单元 W、 W：位线，完成读/写操作 （2）定义 “0”：T1导通，T2截止； “1”：T1截止，T2导通。 W Vcc W （3）工作 T3 T4 Z：加高电平，T5、T6 T5 T6 导通，选中该单元。 T1 T2 写入：在W、W上分别加 高、低电平，写1/0。 读出：根据W、W上有无 Z 电流，读1/0。 （4）保持 Z：加低电平，T5、T6截止，该单元未选中，保持原状态。 只要电源正常，保证向导通管提供电流，便能维持一管导通，另一管截止的状态 不变，故称静态。 静态单元是非破坏性读出，读出后不需重写。 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 7 2.存储芯片 外特性：Vcc A7 A8 A9 D0 D1 D2 D3 WE 例.SRAM芯片2114（1K×4位） 18