存储芯片为长
A. 好消息:中企长江存储128层闪存芯片量产出货!正式打破韩企垄断
我国芯片制造领域传来了一个重大好消息。
我国芯片代工商“嘉合劲威”日前官宣,该司已经通过旗下品牌——阿斯加特发布新品AN4 PCle4.0 SSD,这款内存芯片的基于长江存储128层技艺。7月29日当天,观察者网联系长江存储代表人士确认了这个消息。 而这样就意味着,长江存储128层闪存芯片,顺利实现量产并完成出货,填补了我国高端存储市场的空白。
一直以来,高端存储芯片市场都是SK海力士、三星这2家韩国巨头的天下。 当前市面上的存储芯片主要分为DRAM和NAND两大类,而在DRAM领域,三星和SK海力士就占据了超过70%的市场份额,NAND的市占率也高达45%。
最新数据显示,2021年1季度,三星一家企业就占领了将近41%的内存芯片市场,SK海力士则分走了约29%的份额。 而在韩国几乎垄断了全球内存芯片市场之际,2020年10月,SK海力士还决定,斥资90亿美元(折合约582亿元人民币)买下美国巨头英特尔的闪存(NAND)业务。
SK海力士此举的意图也很简单,就是想扩大自身的内存芯片版图,从而对三星世界第一的位置发起冲击。 截至今年7月22日,已有新加坡、美国、韩国、巴西、英国等在内的7个国家和地区同意了SK海力士和英特尔的这笔生意,目前还剩下中国的监管机构没有“点头”。
要知道,靠着发展半导体产业,韩国的贸易有了突飞猛进的增长。 就在刚刚过去的6月,韩国贸易出口规模达到549亿美元,同比大增了近40%,创下有史以来6月最高的出口增幅;而这个已是韩国连续8月实现出口增长。
其中,半导体在5-6月已经连续两个月,实现100亿美元以上的出口业绩。 据韩国有关部门的数据,2021年上半年,该国在信息通信技术(ICT)领域突破了1030亿美元(折合约6657亿元人民币),为有史以来第二高的出口水平。
就6月的表现而言,韩国总计卖出了111.6亿美元半导体,存储芯片的出口占比接近70%,约达75.4 亿美元。 而中国还是韩国半导体的重要出口市场,6月自韩国手里购买了近70亿美元芯片(折合约452亿元人民币),同比增幅超过37%,在我国自韩国进口的商品总额占比约达75%。
虽然目前韩国没有在芯片领域追加出口限制,我国还可以自韩国市场进口芯片,但是美国那边却不好说。 就在7月上旬,有美国官员发出呼吁,希望美国商务部将我国企业长江存储列入观察的“黑名单”中。随后,在7月16日,长江存储也对此事官方回应称,该司的芯片产品均应用在民用领域,同时严格遵守WTO等国际组织的贸易规则,美国方面的说法失实。
要知道,长江存储于2020年4月成功研发的这款128层存储芯片,具备业界最高的IO速度,工艺水平在全球领先。 而据有关机构公布的数据,2020年中国的存储芯片规模已经达到183亿美元,预计到2024年将迎来500亿美元的里程碑。
文 |廖力思 题 | 曾艺 图 |卢文祥 审 |吕佳敏
B. 合肥长鑫和长江存储两个企业的存储芯片和未来发展哪个更有潜力
长鑫是内存,长江是闪存。内存断电数据丢失,闪存断电数据依然在,技术层面,闪存技术难度更高!另外长鑫是买的国外底层技术,然后升级优化发展,发展有一定局限性,且与世界一流水平有2-3代的差距!而长存完全自主研发,技术几乎达到世界一流水平。从市场发展来看,内存技术有天花板,需求市场几乎停止增长,而闪存技术革新空间很大,市场需求每年更是以30%的增长速度扩张。综合来看长江存储发展前景更大!
两家企业之间内部高层人员同属于紫光派系。因此在产业结构分工上是协调合作方式。合肥长鑫主攻可读存储;长江存储以研发可写存储。
长江存储属于国家队,合肥长鑫地地道道属省级队。由此看来,长江存储比合肥长鑫起步高。不过合肥长鑫率先将上市产品对标到世界同等级别,而长江存储还需时日。
另外,众所周知,玩存储晶圆是个烧钱项目,风险变数极大,所以这些企业背靠的是有实力的大级别体量玩家。长江存储背靠武汉,是国家倾尽全力打造的存储之都;合肥近几年靠集成芯片(京东方)实实在在是挣到百千亿的,夹持国家科学中心名头不可小觑!
综叙,潜力谁大不好说,一个是小狮子,逐渐霸气侧漏想挑战王位;一个是小老虎,虎虎生威欲占山为王!
冲出重围千亿起步,强敌环伺巨头统治。
存储芯片的前景如何展望?
合肥长鑫,成立于2016年5月, 专注于DRAM领域 ,整体投资预计超过1500亿元。目前一期已投入超过220亿元,19nm8GbDDR4已实现量产,产能已达到2万片/月,预计2020年一季度末达4万片/月,三期完成后产能为36万片/月, 有望成为全球第四大DRAM厂商。
长江存储,成立于2016年7月, 专注于3DNANDFlash领域 ,整体投资额240亿美元,目前64层产品已量产。根据集邦咨询数据,2019年Q4长江存储产能在2万片/月,到2020年底有望扩产至7万片/月,2023年目标扩产至30万片/月产能, 有望成为全球第三大NANDFlash厂商。
最近利基型内存(Specialty DRAM)的价格大涨,我们今天就来聊聊 DRAM 是什么?
Dynamic Random Access Memory,缩写DRAM。动态随机存取存储器,作用原理是利用电容内存储电荷的多寡,来代表一个二进制比特是1还是0。这一段听不懂,听不懂没关系,你只需要知道,它运算速度快、常应用于系统硬件的运行内存,计算机、手机中得有它,你可能没听说过DRAM,但你一定知道内存条, 没错,DRAM的最常见出现形式就是内存条。
近几年的全球DRAM市场,呈现巨头垄断不变,市场规模多变的局面。
全球DRAM生产巨头是三星、SK海力士和美光,分别占据了41.3%、28.2%和25%的市场份额。
2019年市场销售额为620亿美元,同比下降了37%。其中美国占比39%排名第一,中国占比34%排名第二,中美是全球DRAM的主要消费市场。细分市场,手机/移动端占比40%,服务器占比34%。
总结来说,巨头垄断,使得中国企业没有议价权,DRAM芯片受外部制约严重。 当前手机和移动设备是最大的应用领域,但未来随着数据向云端转移,市场会逐步向服务器倾斜。
未来,由于DRAM的技术路径发展没有发生明显变化,微缩制程来提高存储密度。那么在进入20nm的存储制程工艺后,制造难度越来越高,厂商对工艺的定义已不再是具体线宽,而是要在具体制程范围内提升技术,提高存储密度。
当前供需状况,由于疫情在韩、美两国发展速度超过预期,国内DRAM企业发展得到有利发展。
合肥长鑫、长江存储 两家都是好公司,都在各自的赛道中冲刺,希望他们能够在未来打破寡头垄断的格局。
看哪家产品已经销售了,其他吹得再好都是假的
目前看合肥长鑫优势明显
合肥长鑫和长江存储两个企业的存储芯片和未来发展哪个更有潜力?闪存也好内存也罢都是国内相当薄弱的环节,都是要在国外垄断企业口里夺食,如果发展得好都是相当有潜力的企业。只是对于市场应用的广度而言,合肥长鑫的内存可能相对来说更有潜力一些。
这两家企业一家合肥长鑫以DRAM为主要的专注领域,长江存储以NAND FLAH领域,而且投资都相当巨大,都是一千亿元以上的投资。长江存储除了企业投资之外,还有湖北地方产业基金,另外还有国家集成电路产业投资基金的介入,显得更为有气势。而合肥长鑫主要以合肥地方投资为主,从投资来看看似长江存储更有力度更有潜力一些。
不管时闪存还是内存,目前都被美国、韩国、日本等国外的几家主要企业所垄断,价格的涨跌几乎都已经被操纵,国内企业已经吃过不少这方面的苦。DRAM领域的三星、海力士、镁光,NAND领域有三星、东芝、新帝、海力士、镁光、英特尔等,包括其他芯片一起,国内企业每一年花在这上面购买资金高达3000多亿美金,并且一直往上攀升。
这两家企业携裹着大量投资进入该领域,但短时间之内要改变这种态势还很难,一个是技术实力落后,另一个是市场号召力极弱。目前与国外的技术距离差不多在三年左右,况且这两家的良品率和产能还并不高没有完全释放,在市场应用上的差距就更为悬殊。
从市场应用上来看,各种电子产品特别是手机及移动产品将会蓬勃发展,内存的应用地方相当多,甚至不可缺少,这带来极大的需求量。相对而言,闪存应用地方可能要稍稍窄小一点,但需求同样庞大。
国外三星、海力士等处于极强的强势地位,而合肥长鑫和长江存储要想从他们嘴里争夺是相当不容易的。不过有国内这个庞大的市场作后盾,相信这两家未来都有不错的前景,一旦发展起来被卡脖子的状况将会大为改观。
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理论上说长江存储潜力更大,技术水平距离三星更近。长鑫的话制程跟三星还有一些差距,另外gddr5和ddr5长鑫都还没影。
市场来说长鑫的dram内存价值更大。
但是不论nand还是dram存储市场都是需要巨额投入和多年坚持的,所以谁钱多谁潜力大。
合肥长鑫是国产芯片的代表企业,主要从事存储芯片行业中DRAM的研发、生产和销售。企业计划总投资超过 2200 亿元,目前已经建立了一支拥有自主研发实力、工作经验丰富的成建制国际化团队,员工总数超过 2700 人,核心技术人员超过 500。
长江存储成立于2016年7月,总部位于武汉,是一家专注于3D NAND闪存设计制造一体化的IDM集成电路企业。目前全球员工已超 6000 余人,其中资深研发工程师约 2200人,已宣布 128 层 TLC/QLC 两款产品研发成功,且进入加速扩产期,目前产能约 7.5 万片/月,拥有业界最高的IO速度,最高的存储密度和最高的单颗容量。
存储芯片行业属于技术密集型产业,中国存储芯片行业起步晚,缺乏技术经验累积。中国本土制造商长江存储、合肥长鑫仍在努力追赶。
谁先做出产品谁就有潜力,两家现在主要方向也不一样,一个nand一个dram,也得看技术和顶级玩家三星的差距
当然是长江存储更有潜力,长江存储有自主知识产权的3d堆叠工艺平台,是国家存储产业基地,长鑫买的外国专利授权,发展受到外国技术限制。长江存储可以依靠3d堆叠工艺平台轻松杀入dram领域,而长鑫却没有可能进入nand领域。
C. 手机存储芯片寿命
如果说的是CPU、GPU这样的芯片,寿命其实是非常长的,但它也不是一个可以永久工作的芯片,因为即使是在正常使用中,CPU中的电子通过动能不断冲击着电路中的金属原子,这个过程中会导致其一小部分脱离,也就是常说的“电子迁移”。尽管很长一段时间来看这种影响很微小,但是随着CPU工作时间的增长,电子迁移就会开始导致电路变形,发生短路漏电和干扰等现象,再接下来可能就会导致CPU运算出错、功能异常进而彻底报销。
至于电脑上的内存芯片(RAM),由于其电容存储机制,只要是正常没有缺陷的芯片,寿命非常长,要不然绝大多数内存条都是终身保,只要不是不当超频,静电损坏,人为破坏,正常的内存寿命几乎不用担心。
其实相比电脑各类芯片的寿命,我们更应该关心主板和显卡上电容电感的寿命,电源的品质和整体散热水平,这些往往才是影响电脑寿命的关键。
D. 存储芯片的组成
存储体由哪些组成
存储体由许多的存储单元组成,每个存储单元里面又包含若干个存储元件,每个存储元件可以存储一位二进制数0/1。
存储单元:
存储单元表示存储二进制代码的容器,一个存储单元可以存储一连串的二进制代码,这串二进制代码被称为一个存储字,代码的位数为存储字长。
在存储体中,存储单元是有编号的,这些编号称为存储单元的地址号。而存储单元地址的分配有两种方式,分别是大端、大尾方式、小端、小尾方式。
存储单元是按地址寻访的,这些地址同样都是二进制的形式。
MAR
MAR叫做存储地址寄存器,保存的是存储单元的地址,其位数反映了存储单元的个数。
用个例子来说明下:
比如有32个存储单元,而存储单元的地址是用二进制来表示的,那么5位二进制数就可以32个存储单元。那么,MAR的位数就是5位。
在实际运用中,我们 知道了MAR的位数,存储单元的个数也可以知道了。
MDR
MDR表示存储数据寄存器,其位数反映存储字长。
MDR存放的是从存储元件读出,或者要写入某存储元件的数据(二进制数)。
如果MDR=16,,每个存储单元进行访问的时候,数据是16位,那么存储字长就是16位。
主存储器和CPU的工作原理
在现代计算中,要想完成一个完整的读取操作,CPU中的控制器要给主存发送一系列的控制信号(读写命令、地址译码或者发送驱动信号等等)。
说明:
1.主存由半导体元件和电容器件组成。
2.驱动器、译码器、读写电路均位于主存储芯片中。
3.MAR、MDR位于CPU的内部芯片中
4.存储芯片和CPU芯片通过系统总线(数据总线、系统总线)连接。
E. 存储器芯片的容量为32KB,芯片的地址线有多少条 很急跪求!!!!!
1.存储芯片容量与芯片数据线、地址线根数都有关系!
2.若芯片数据线8根,即每个存储单元容量1B,则32KB容量,需要32K存储单元,对应地址线要15根。
3.若芯片数据线16根,即每个存储单元容量2B,则32KB容量,需要16K存储单元,对应地址线要14根。
4.存储容量=2的N次方*M/8
N:地址线根数
M:数据线根数
F. 选用2764 EPROM 存储芯片,设计一个64KB的程序存储器,写出设计步骤…
4.2参见p.106-107
总线操作指的是发生在总线上的某些特定操作,总线周期指的是完成一次特定总线操作所需的时间。对8088而言其典型的总线周期由 4个T状态组成。PC/XT所采用的时钟频率为4.77MHz,每个T状态的持续时间为210ns。如果CLK引脚接5MHz的时钟信号,那么每个T状态的持续时间为200ns。
4.4解答:
当8088进行读写存储器或I/O接口时,如果存储器或I/O接口无法满足CPU的读写时序(来不及提供或读取数据时),需要CPU插入等待状态TW。(在T3前沿检测Ready信号,若无效则插入TW 。)
具体在读写总线周期的T3和T4之间插入TW。
4.6参见p.99,p.110
8088的某些输出线有三种状态:高电平、低电平、悬空(高阻态),称为三态能力。在高阻状态,CPU放弃其了对该引脚的控制权,由连接它的设备接管。
具有三态能力的引脚有:AD7~AD0,A15~A8,A19/S6~A16/S3,ALE,IO/M*,WR*,RD*,DEN*,DT/R*。
4.11
总线周期 IO/M* WR* RD*
存储器读 低 高 低
存储器写 低 低 高
I/O读 高 高 低
I/O写 高 低 高
4.12 答:
取该指令时引发存储器读总线操作。执行该指令时引发I/O读总线操作。(时序图略)
4.13 8088系统最小组态下,对指令ADD [2000H],AX (长度3B)。
答:取该指令时需要3个总线周期,均为存储器读周期。
执行该指令时需要4个总线周期,2个为存储器读总线周期(读出字操作数参与运算),2个为存储器写总线周期(保存16位运算结果)。
4.15 参见p.106图
74LS373 的G为电平锁存引脚,控制选通且转为无效时锁存数据。
OE* 输出允许引脚,信号来自ALE。
4.16 参见p.106图
数据收发器74LS245 是8位双向缓冲器,G*控制端为低电平有效,可传输数据;DIR控制导通方向:DIR=1,A→B;DIR=0,A←B。
4.17 参见p.111-112
归纳为:1、8086数据总线变为16位,数据地址线复用为AD15~AD0。
2、8086指令队列程度变为6字节长,当有2个字节空才取下一指令。
3、8088引脚IO/M* ,8086变为M/IO*;
4、引脚SS0* 变为BHE*/S7,BHE* 的作用是使D15~D8有效。
5、8086存储器组织为奇偶分块,偶地址取字只要读1次,奇地址取字需要读两次。
6、I/O端口大都采用偶地址,目的是引导8位数据到低8位总线AD7~AD0上,以提高效率。
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5.1
Cache、主存和辅存的作用——参见 p.120~121
虚拟存储器——参见p.121
在CPU看来,访问主存和访问辅存有什么不同?
访问主存:通过存储器访问机器指令,按字随机访问。
访问辅存:通过操作系统,按块顺序访问。
5.2 在半导体存储器中,RAM指的是 随机存取存储器 ,它可读可写,但断电后信息一般会 丢失 ;而ROM指的是 只读存储器 ,正常工作时只能从中 读取 信息,但断电后信息 不会丢失 。以EPROM芯片2764为例,其存储容量为8K×8位,共有 8 条数据线和 13 条地址线。用它组成64KB的ROM存储区共需 8 片2764芯片。
5.4 一个容量为4K×4位的假想RAM存储芯片,他应该有多少根地址线引脚和多少根数据线引脚?如果让你来进行设计,那么它还需要哪些控制引脚?这些引脚分别起什么样的控制作用?
解答:
4K×4的芯片应该有12根地址线引脚和4根数据线引脚。
控制引脚应该有:
读取信号OE*:有效时,表示读取存储单元的数据
写入信号WE*:有效时,表示将数据写入存储单元
片选信号CS*:有效时,表示选中该芯片,可以进行读写操作。
5.7 什么是存储芯片的位扩充和地址扩充?采用静态RAM的芯片2114(1K*4位)或动态RAM的芯片4116(16K*1位)来组成32KB的RAM存储区,请问各需要多少芯片?在位方向和地址方向各需要进行什么样的扩充?
解答:(参见p.140) 使用多个芯片来扩充存储数据位的宽度,称为位扩充。
采用多个芯片在地址方向上进行扩充,称为地址扩充或字扩充。
用SRAM 2114组成32KBRAM存储区:2片为一组,得1KB,所以组成32KB就要32组,共需要64片SRAM 2114。
用DRAM 4116组成32KBRAM存储区:8片为一组,得16KB,所以组成32KB只要2组,共需要16片DRAM 4116。
机床作为机械制造业的重要基础装备,它的发展一直引起人们的关注,由于计算机技术的兴起,促使机床的控制信息出现了质的突破,导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床-数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用,为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展,数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用,同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目,并开创机械产品向机电一体化发展的先河。 数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置,机床电机的启动和停止,主轴变速,工件松开和夹紧,刀具的选择,冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上,然后将数字信息送入数控装置或计算机,经过译码,运算,发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件,加工出所需的工件。 数控机床与普通机床相比,其主要有以下的优点: 1. 适应性强,适合加工单件或小批量的复杂工件; 在数控机床上改变加工工件时,只需重新编制新工件的加工程序,就能实现新工件加工。 2. 加工精度高; 3. 生产效率高; 4. 减轻劳动强度,改善劳动条件; 5. 良好的经济效益; 6. 有利于生产管理的现代化。 数控机床已成为我国市场需求的主流产品,需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步,特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。但是,国产数控机床与先进国家的同类产品相比,还存在差距,还不能满足国家建设的需要。 我国是一个机床大国,有三百多万台普通机床。但机床的素质差,性能落后,单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右,差距太大,急待改造。 旧机床的数控化改造,顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置,使其具有一定的自动化能力,以实现预定的加工工艺目标。 随着数控机床越来越多的普及应用,数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中,机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床,并取得了良好的经济效益。我国经济资源有限,国家大,机床需要量大,因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床,而我国的旧机床很多,用经济型数控系统改造普通机床,在投资少的情况下,使其既能满足加工的需要,又能提高机床的自动化程度,比较符合我国的国情。 1984年,我国开始生产经济型数控系统,并用于改造旧机床。到目前为止,已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料,今后,机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说,本毕业设计实例具有典型性和实用性。 第二章 总体方案的设计 2.1 设计任务 本设计任务是对CA6140普通车床进行数控改造。利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制,纵向(Z向)脉冲当量为0.01mm/脉冲,横向(X向)脉冲当量为0.005mm/脉冲,驱动元件采用步进电机,传动系统采用滚珠丝杠副,刀架采用自动转位刀架。 2.2 总体方案的论证 对于普通机床的经济型数控改造,在确定总体设计方案时,应考虑在满足设计要求的前提下,对机床的改动应尽可能少,以降低成本。 (1)数控系统运动方式的确定 数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件,所以本微机数控系统采用两轴联动连续控制系统。 (2)伺服进给系统的改造设计 数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。 因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。所以,本设计决定采用开环控制系统。 (3)数控系统的硬件电路设计 任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础,性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件,软件才能有效地运行。 在设计的数控装置中,CPU的选择是关键,选择CPU应考虑以下要素: 1. 时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关; 2. 可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关; 3. I/O口扩展的能力与对外设控制的能力相关。 除此之外,还应根据数控系统的应用场合、控制对象以及各种性能、参数要求等,综合起来考虑以确定CPU。在我国,普通机床数控改造方面应用较普遍的是Z80CPU和MCS-51系列单片机,主要是因为它们的配套芯片便宜,普及性、通用性强,制造和维修方便,完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计中是以MCS-51系列单片机,51系列相对48系列指令更丰富,相对96系列价格更便宜,51系列中,是无ROM的8051,8751是用EPROM代替ROM的8051。目前,工控机中应用最多的是8031单片机。本设计以8031芯片为核心,增加存储器扩展电路、接口和面板操作开关组成的控制系统。 2.3 总体方案的确定 经总体设计方案的论证后,确定的CA6140车床经济型数控改造示意图如图所示。CA6140车床的主轴转速部分保留原机床的功能,即手动变速。车床的纵向(Z轴)和横向(X轴)进给运动采用步进电机驱动。由8031单片机组成微机作为数控装置的核心,由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动,经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动,从而实现车床的纵向、横向进给运动。刀架改成由微机控制的经电机驱动的自动控制的自动转位刀架。为保持切削螺纹的功能,必须安装主轴脉冲发生器,为此采用主轴靠同步齿形带使脉冲发生器同步旋转,发出两路信号:每转发出的脉冲个数和一个同步信号,经隔离电路以及I/O接口送给微机。如图2-1所示: 第三章 微机数控系统硬件电路设计 3.1微机数控系统硬件电路总体方案设计 本系统选用8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片2764EPROM,作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址,采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展,分别接键盘的输入、输出显示,8255接步进电机的环形分配器,分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外,还要考虑机床与单片机之间的光电隔离,功率放大电路等。其硬件框图如图3-1所示: 图3-2 8031芯片内部结构图 各引脚功能简要介绍如下: ⒈ 源引脚 VSS:电源接地端。 VCC:+5V电源端。 ⒉ 输入/输出(I/O)口线 8031单片机有P0、P1、P2、P3 4个端口,每个端口8根I/O线。当系统扩展外部存储器时,P0口用来输出低8位并行数据,P2口用来输出高8位地址,P3口除可作为一个8位准双向并行口外,还具有第二功能,各引脚第二功能定义如下: P3.0 RXD:串行数据输入端。 P3.1 TXD:串行数据输出端 P3.2 INT0:外部中断0请求信号输入端。 P3.3 INT1:外部中断1请求信号输入端。 P3.4 T0:定时器/计数器0外部输入端 P3.5 T1:定时器/计数器1外部输入端 P3.6 WR:外部数据存储器写选通。 P3.7 RD:外部数据存储器读选通。 在进行第二功能操作前,对第二功能的输出锁存器必须由程序置1。 ⒊ 信号控制线 RST/VPD:RST为复位信号线输入引脚,在时钟电路工作以后,该引脚上出现两个机器周期以上的高电平,完成一次复位操作。 8031单片机采用两种复位方式:一种是加电自动复位,另一种为开关复位。 ALE/PROG:ALE是地址锁存允许信号。它的作用是把CPU从P0口分时送出的低8位地址锁存在一个外加的锁存器中。 :外部程序存储器读选通信号。当其为低电平时有效。
VPP:当EA为高电平且PC值小于0FFFH时CPU执行内部程序存储器中的程序。当EA为低电平时,CPU仅执行外部程序存储器中的程序。 XTAL1:震荡器的反相放大器输入,使用外部震荡器时必须接地; XTAL2:震荡器的反相放大器输出,使用外部震荡器时,接收外围震荡信号; (2)片外三总线结构 单片机在实际应用中,常常要扩展外部存储器、I/O口等。单片机的引脚,除了电源、复位、时钟输入以及用户I/O口外,其余的引脚都是为了实现系统扩展而设置的,这些引脚构成了三总线形式: ⒈ 地址总线AB 地址总线宽度为16位。因此,外部存储器直接寻址范围为64KB。由P0口经地址锁存器提供16位地址总线的低8位地址(A7~A0),P2口直接提供高8位地址(A15~A8)。 ⒉ 数据总线DB 数据总线宽度为8位,由P0口提供。 ⒊ 控制总线CB 控制总线由第二功能状态下的P3口和4根独立的控制线RST、EA、ALE和PSEN组成。其引脚图如图3-3所示: 3.1.2 8255A可编程并行I/O口扩展芯片 8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接,它具有三个8位的并行I/O口,具有三种工作方式,通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。8255A的结构及引脚功能: 1、 8255A的结构 8255A的内部结构如图3-4所示。其中包括三个8位并行数据I/O端口,二个工作方式控制电路,一个读/写控制逻辑电路和一个8位数据总线缓冲器。各部分功能介绍如下: (1) 三个8位并行I/O端口A、B、C A口:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。可编程为8位输入、或8位输出、或8位双向寄存器。B口:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位输入或输出寄存器,但不能双向输入/输出。C口:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器,C口可分作两个4位口,用于输入或输出,也可作为A口和B口选通方式工作时的状态控制信号。 (2) 工作方式控制电路 A、B两组控制电路把三个端口分成A、B两组,A组控制A口各位和C口高四位,B组控制B口各位和C口低四位。两组控制电路各有一个控制命令寄存器,用来接收由CPU写入的控制字,以决定两组端口的工作方式。也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或置“1”。 (3) 读/写控制逻辑电路 它接收来自CPU的地址信号及一些控制信号,控制各个口的工作状态。 (4) 数据总线缓冲器 它是一个三态双向缓冲器,用于和系统的数据总线直接相连,以实现CPU和8255A之间信息的传送。
G. SSD 固态硬盘的FLASH 存储芯片
NAND Flash闪存芯片又分为SLC(单层单元)和MLC(多层单元)NAND闪存。
SLC全称是单层式储存 (Single Level Cell),因为结构简单,在写入数据时电压变化的区间小,所以寿命较长,传统的SLC NAND闪存可以经受10万次的读写。而且因为一组电压即可驱动,所以其速度表现更好,目前很多高端固态硬盘都是都采用该类型的Flash闪存芯片。
MLC全称是多层式储存(Multi Leveled Cell),它采用较高的电压驱动,通过不同级别的电压在一个块中记录两组位信息,这样就可以将原本SLC的记录密度理论提升一倍。作为目前在固态硬盘中应用最为广泛的MLC NAND闪存,其最大的特点就是以更高的存储密度换取更低的存储成本,从而可以获得进入更多终端领域的契机。不过,MLC的缺点也很明显,其写入寿命较短,读写方面的能力也比SLC低,官方给出的可擦写次数仅为1万次。
Goldendisk 云存科技的固态采用循擦写功能,算法加密功能,一键销除功能,非法断电保护功能,防震功能,写保护功能为硬盘数据提供更好的资料保护功能。
Smartcom 睿通的产品采用平均抹写或称损耗均衡算法(wear leaving)可延长FLASH 的使用寿命。 固态硬盘存储芯片品牌,型号一览表 三星 S3C49RBX01-YH80、S3C29RBB01-YK40 东芝 TC58NCF602GAT、TC58NCF618GBT、T6UG1XBG Intel JS29F08G08CANB2、JS29F16G08CANC1 Mircon MT29F8G08ABABAWP:B、MT29F16G08ABACAWP
H. 存储字节和存储芯片的概念
存储字节是以字节为单位将信息存储到一个地方。
那存储芯片就是存储信息的地方了
换句话说,存储芯片是容器,它装的是字节或者是其他的一些单位的信息
I. 存储器芯片的“256k x 16位”是什么意思这是怎么命名的
256K是256KB(256千字节)容量,16位是数据传输位宽(既16个数据同时传输)。另外对于存储器技术参数还有频率,也是相当重要,它决定多少时间传输一次(比如问起的256k x 16位,那一次就是16位)数据。
一般存储器的命名是以存储器的容量x存储器位宽(数据线根数)的规则命名。
这样根据命名就可以看出存储器的总容量,以及位宽(数据线根数)是多少。位宽越大,每次处理器能一次读取的数据就越多,这样访问速度就越快。
256kx16位,就是存储器总的容量是256k,也就是256x,256K是存储器容量。
16位是字长位宽,位宽越大,CPU一次读取的数据量就越多。
存储芯片是按模块存储的,分多少块,每块多少大容量,所说的 256K是每块存256字节,那16位是总线数理。
(9)存储芯片为长扩展阅读
存储器容量计算公式:
按位计算 (b) : 存储容量 = 存储单元个数 x 存储字长;
按字节计算(B): 存储容量 = 存储单元个数 x 存储字长 / 8。
存储单元 :CPU访问存储器的最小单位,每个存储单元都有一个地址。
存储字长 :存储器中一个存储单元(存储地址)所存储的二进制代码的位数。
例题:一个存储器有16根地址线,8根数据线,求此存储器存储容量?
答:按位求取 2^16 x 8位 =64K x 8位;
按字节求取 2^16 x 8位/8 = 64K x B = 64kB。
分析:存储单元与地址线的关系: 我们知道CPU访问存储器的最小单位是存储单元且每个存储单元都有一个地址,1 根地址线可以查找 2 个地址既2个存储单元,16根地址线则可以查找 2^16个存储单元。
存储字长与数据线的关系 : 我们知道存储字长是指存储器中一个存储单元(存储地址)所存储的二进制代码的位数,而二进制代码的位数是由数据线的根数决定的,也就是说: 存储字长 = 数据线根数字节(B)与位(b)的关系 : 计算机里规定 1Byte = 8bit 。
所以存储器容量就有;两种表示方法 64K x 8位 = 64KB。我们常见的内存容量表示方法 是以字节为单位的。例如 1GB ,4MB, 512KB
1GB = 10^3MB =10^6KB = 10^9B = 10^9 x 8b 。