存储元电路图
Ⅰ 存储电路是如何工作的
存储器分为RAM(数据存储器)和ROM(程序存储器),他们工作原理都是一样的,即实现对电平0和1的存储。
存储电路的工作原理见下图,你可以把它看懂用自己的语言描述出来,这样你的报告就可以写出来了,然后大规模的存储电路集成起来可以构成存储器。
如果是应付写报告,我给你概括下吧,存储电路的工作原理是:存储电路是把送来的地址信号通过地址译码电路,在存储矩阵中选中相应的存储单元,将该单元存储的数据送到输出端口,为了实现存储器的扩展往往在存储器上加使能信号EN.大规模的存储电路集成封装起来就组成存储器。
Ⅱ 只读存储器的工作原理
地址译码器根据输入地址选择某条输出(称字线),由它再去驱动该字线的各位线,以便读出字线上各存储单元所储存的代码。下图a是以熔丝为存储元件的8×4ROM(通常以“字线×位线”来表示存储器的存储容量)的原理图。它以保留熔丝表示存入的是“0”,以熔断熔丝表示存入的是“1”。例如,存入字1的是“1011”。在ROM中,一般都设置片选端 (也有写作 的)。当 =0时ROM工作;当 =1,ROM被禁止,其输出为“1”电平或呈高阻态。 用来扩展ROM的字数。
ROM的地址译码器是与门的组合,它的输出是全部地址输入的最小项。可以把译码器表示成图b所示的与阵列,图中与阵列水平线和垂直线交叉处标的“点”表示有“与”的联系。存储单元体实际上是或门的组合,ROM的输出数即或门的个数。译码器的每个最小项都可能是或门的输入,但是,某个最小项能否成为或门的输入取决于存储信息,因此存储单元体可看成是一个或阵列。由上分析,可以从另一角度来看ROM的结构:它由两个阵列组成——“与”门阵列和“或”门阵列,其中“或”的内容是由用户设置的,因而它是可编程的,而与阵列是用来形成全部最小项的,因而是不可编程的。
ROM的形式也有多种。一种是熔丝型ROM,ROM制造厂提供的产品保留了或阵列的全部熔丝,由使用者写入信息,随后存储内容就不能更改了,这类ROM称为可编程序只读存储器,简称PROM。另一类ROM是信息写入后,可用紫外线照射或用电方法擦除,然后再允许写入新的内容,称前一种ROM为可改写ROM,简称EPROM,称后者为电可改写ROM,简称EEPROM。还有一类ROM的存储信息是在制造过程中形成的,集成电路制造厂根据用户事先提供的存储内容来设计光刻掩模板,用制造或不制造存储元件的方法来存储信息,这类ROM称为“掩模型只读存储器”,简称MROM。
Ⅲ 内存卡的储存数据的原理
存储原理,还是要从EPROM和EEPROM说起。
EPROM是指其中的内容可以通过特殊手段擦去,然后重新写入。其基本单元电路(存储细胞)如下图所示,常采用浮空栅雪崩注入式MOS电路,简称为FAMOS。它与MOS电路相似,是在N型基片上生长出两个高浓度的P型区,通过欧姆接触分别引出源极S和漏极D。在源极和漏极之间有一个多晶硅栅极浮空在SiO2绝缘层中,与四周无直接电气联接。这种电路以浮空栅极是否带电来表示存1或者0,浮空栅极带电后(譬如负电荷),就在其下面,源极和漏极之间感应出正的导电沟道,使MOS管导通,即表示存入0。若浮空栅极不带电,则不形成导电沟道,MOS管不导通,即存入1。
EEPROM基本存储单元电路的工作原理如下图所示。与EPROM相似,它是在EPROM基本单元电路的浮空栅的上面再生成一个浮空栅,前者称为第一级浮空栅,后者称为第二级浮空栅。可给第二级浮空栅引出一个电极,使第二级浮空栅极接某一电压VG。若VG为正电压,第一浮空栅极与漏极之间产生隧道效应,使电子注入第一浮空栅极,即编程写入。若使VG为负电压,强使第一级浮空栅极的电子散失,即擦除。擦除后可重新写入。
闪存的基本单元电路如下图所示,与EEPROM类似,也是由双层浮空栅MOS管组成。但是第一层栅介质很薄,作为隧道氧化层。写入方法与EEPROM相同,在第二级浮空栅加以正电压,使电子进入第一级浮空栅。读出方法与EPROM相同。擦除方法是在源极加正电压利用第一级浮空栅与源极之间的隧道效应,把注入至浮空栅的负电荷吸引到源极。由于利用源极加正电压擦除,因此各单元的源极联在一起,这样,快擦存储器不能按字节擦除,而是全片或分块擦除。 到后来,随着半导体技术的改进,闪存也实现了单晶体管(1T)的设计,主要就是在原有的晶体管上加入了浮动栅和选择栅,
在源极和漏极之间电流单向传导的半导体上形成贮存电子的浮动棚。浮动栅包裹着一层硅氧化膜绝缘体。它的上面是在源极和漏极之间控制传导电流的选择/控制栅。数据是0或1取决于在硅底板上形成的浮动栅中是否有电子。有电子为0,无电子为1。
闪存就如同其名字一样,写入前删除数据进行初始化。具体说就是从所有浮动栅中导出电子。即将有所数据归“1”。
写入时只有数据为0时才进行写入,数据为1时则什么也不做。写入0时,向栅电极和漏极施加高电压,增加在源极和漏极之间传导的电子能量。这样一来,电子就会突破氧化膜绝缘体,进入浮动栅。
读取数据时,向栅电极施加一定的电压,电流大为1,电流小则定为0。浮动栅没有电子的状态(数据为1)下,在栅电极施加电压的状态时向漏极施加电压,源极和漏极之间由于大量电子的移动,就会产生电流。而在浮动栅有电子的状态(数据为0)下,沟道中传导的电子就会减少。因为施加在栅电极的电压被浮动栅电子吸收后,很难对沟道产生影响。
Ⅳ 五、画出MOS六管静态和动态存储单元的电路原理图,并简述信息写入、读出的工作过程。
写“1”:
在I/O线上输入高电位,在I/O线上输入高电位,
把高、低电位分别加在A,B点,
使T1管截止,T2管导通,
至此“1”写入存储元。
写“0”:
在I/O线上输入低电位,在I/O线上输入高电位,
把低、高电位分别加在A,B点,
使T1管导通,T2管截止,
至此“0”写入存储元。
Ⅳ 计算机储存原理
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。
(5)存储元电路图扩展阅读
描述内、外存储容量的常用单位有:
1、位/比特(bit):这是内存中最小的单位,二进制数序列中的一个0或一个1就是一比比特,在电脑中,一个比特对应着一个晶体管。
2、字节(B、Byte):是计算机中最常用、最基本的存在单位。一个字节等于8个比特,即1 Byte=8bit。
3、千字节(KB、Kilo Byte):电脑的内存容量都很大,一般都是以千字节作单位来表示。1KB=1024Byte。
4、兆字节(MBMega Byte):90年代流行微机的硬盘和内存等一般都是以兆字节(MB)为单位。1 MB=1024KB。
5、吉字节(GB、Giga Byte):市场流行的微机的硬盘已经达到430GB、640GB、810GB、1TB等规格。1GB=1024MB。
6、太字节(TB、Tera byte):1TB=1024GB。最新有了PB这个概念,1PB=1024TB。
Ⅵ 鐢╮om锅氲疟镰佸櫒锛岃存槑璇ュ备綍铡诲仛
銆銆ROM镄勭数璺缁撴瀯涓昏佸寘𨰾涓夐儴鍒嗭细鍦板潃璇戠爜鍣锛屽瓨鍌ㄧ烦阒碉纴杈揿嚭缂揿啿鍣ㄣ傚傚浘24-1-2镓绀恒
銆銆ROM镄勭粨鏋勫浘
銆銆锲句腑鍦板潃璇戠爜鍣ㄦ湁n涓杈揿叆锛屽畠镄勮緭鍑篧0銆乄1銆佲︹︺乄n-1鍏辨湁N=2n涓锛岀О涓哄瓧绾(鎴栫О阃夋嫨绾)銆傚瓧绾挎槸ROM鐭╅樀镄勮緭鍏ワ纴ROM鐭╅樀链塎𨱒¤緭鍑虹嚎锛岀О涓轰綅绾裤傚瓧绾夸笌浣岖嚎镄勪氦镣癸纴鍗虫槸ROM鐭╅樀镄勫瓨鍌ㄥ崟鍏冿纴瀛桦偍鍗曞厓浠h〃浜哛OM鐭╅樀镄勫归噺锛屾墍浠ROM鐭╅樀镄勫归噺绛変簬W脳D銆傝緭鍑虹紦鍐插櫒镄勪綔鐢ㄦ湁涓や釜锛屼竴鏄鑳芥彁楂桦瓨鍌ㄥ櫒镄勫甫璐熻浇鑳藉姏锛屼簩鏄瀹炵幇瀵硅緭鍑虹姸镐佺殑涓夋佹带鍒讹纴浠ヤ究涓庣郴缁熺殑镐荤嚎镵旀帴銆
銆銆ROM镄勫伐浣滃师鐞
銆銆锲24-1-3鏄涓涓璇存槑ROM缁撴瀯鍜屽伐浣滃师鐞嗙殑鐢佃矾锛孯OM鐭╅樀镄勫瓨鍌ㄥ崟鍏冩槸鐢盢娌熼亾澧炲己鍨婱OS绠℃瀯鎴愮殑锛孧OS绠¢噰鐢ㄤ简绠鍖栫敾娉曘傚畠鍏锋湁2浣嶅湴鍧杈揿叆镰侊纴鍗4𨱒″瓧绾縒0銆乄1銆乄2銆乄3锛屾湁4浣嶆暟鎹杈揿嚭锛屽嵆4𨱒′綅绾緿0銆丏1銆丏2銆丏3锛屽叡16涓瀛桦偍鍗曞厓銆傚湴鍧璇戠爜鍣ㄧ浉褰撴渶灏忛”璇戠爜鍣锛屽叾杈揿叆A1銆丄0绉颁负鍦板潃绾裤备簩浣嶅湴鍧浠g爜A1A0鑳界粰鍑4涓涓嶅悓镄勫湴鍧銆傛疮杈揿叆涓涓鍦板潃锛屽湴鍧璇戠爜鍣ㄧ殑瀛楃嚎杈揿嚭W0~W3涓灏嗘湁涓镙圭嚎涓洪珮鐢靛钩锛屽叾浣欎负浣庣数骞炽傚嵆
銆銆褰揿瓧绾縒0~W3镆愭牴绾夸笂缁椤嚭楂樼数骞充俊鍙锋椂锛岄兘浼氩湪浣岖嚎D3~D0锲涙牴绾夸笂杈揿嚭涓涓4浣崭簩杩涘埗浠g爜銆傝緭鍑虹镄勭紦鍐插櫒涓崭絾鍙浠ユ彁楂桦甫璐熻浇鑳藉姏锛岃缮鍙浠ュ皢杈揿嚭镄勯珮銆佷绠鐢靛钩鍙樻崲涓烘爣鍑嗙殑阃昏緫鐢靛钩銆傚傛灉浣滀负杈揿嚭缂揿啿鍣ㄧ殑鍙岖浉鍣ㄦ槸涓夋侀棬锛岃缮鍙浠ラ氲繃浣胯兘绔
銆銆瀹炵幇瀵硅緭鍑虹殑涓夋佹带鍒躲
銆銆(a) ROM瀛桦偍鐭╅樀 (b) ROM鐭╅樀涓涓𨱒″瓧绾跨殑鍒呜В锲
銆銆锲24-1-3 MOS 绠ROM鐭╅樀瀛楃嚎鍜屼綅绾垮叧绯
銆銆锲24-1-3涓4脳4=16涓瀛桦偍鍗曞厓锛屽嵆璺ㄦ帴鍦ㄥ瓧绾垮拰浣岖嚎涓婄殑MOS绠★纴MOS绠$殑镙呮瀬鎺ュ瓧绾匡纴婧愭瀬鎺ュ湴銆侻OS绠℃槸钖﹀瓨鍌ㄤ俊鎭鐢ㄦ爡鏋佹槸钖︿笌瀛楃嚎鐩歌繛鎺ユ潵琛ㄧず锛屽傛灉MOS绠″瓨鍌ㄤ俊鎭锛岃MOS绠$殑镙呮瀬涓庡瓧绾胯繛鎺ワ纴璇ュ崟鍏冩槸瀛樷1钬濓绂濡傛灉璇MOS绠′笉瀛桦偍淇℃伅锛屽垯镙呮瀬涓庡瓧绾挎柇寮锛岃ュ崟鍏冩槸瀛樷0钬濄傛牴鎹锲24-1-2锛屼緥濡傦纴褰撹緭鍏ヤ竴涓鍦板潃镰乕A1A0]=00镞讹纴瀛楃嚎W0琚阃変腑锛堥珮鐢靛钩锛夛纴鍏朵粬涓轰绠鐢靛钩锛屽垯璇ュ瓧绾夸笂淇℃伅灏变粠鐩稿簲镄勪綅绾夸笂璇诲嚭锛孾D3D2D1D0]=0101銆俣OM鍏ㄩ儴4涓鍦板潃鍐呯殑瀛桦偍鍐呭硅佽〃24-1涓銆
銆銆褰撶粰瀹氩湴鍧浠g爜钖庯纴缁忚疟镰佸櫒璇戞垚W0~W3涓镆愪竴瀛楃嚎涓婄殑楂樼数骞筹纴浣挎帴鍦ㄨ繖镙瑰瓧绾夸笂镄凪OS绠″奸氾纴骞朵娇涓庤繖浜汳OS绠℃纺鏋佺浉杩炵殑浣岖嚎涓轰绠鐢靛钩锛岀粡杈揿嚭缂揿啿鍣ㄥ弽鐩稿悗锛屽湪鏁版嵁杈揿嚭绔寰楀埌楂樼数骞筹纴杈揿嚭涓1銆傚皢锲24-1-3(a)涓涓庝綅绾緿0鐩歌繛镄勫悇瀛楃嚎镄勬湁鍏抽儴鍒嗙敾鍦ㄥ浘24-1-2(b)涓锛屾樉铹
銆銆姣忎竴涓阃昏緫寮忔槸涓涓鎴栭棬锛屽嵆浣岖嚎涓庡瓧绾块棿镄勯昏緫鍏崇郴鏄鎴栭昏緫鍏崇郴锛屼綅绾夸笌鍦板潃镰丄1銆佸樊鍑疉2涔嬮棿鏄涓庢垨阃昏緫鍏崇郴銆傛渶灏忛”璇戠爜鍣ㄧ浉褰扑竴涓涓庣烦阒碉纴ROM鐭╅樀鐩稿綋鎴栫烦阒碉纴鏁翠釜瀛桦偍鍣≧OM鏄涓涓涓庢垨鐭╅樀銆
銆銆ROM瀛桦偍鍣ㄧ殑涓や釜鐭╅樀涓鑸涓庣烦阒垫槸涓嶅彲缂栫殑锛岃屾垨鐭╅樀鏄鍙缂栫殑銆傜紪绋嬫椂涓鑸瑕侀氲繃涓挞棬镄勭紪绋嫔櫒锛岄噰鐢ㄤ竴瀹氱殑缂栫▼宸ュ叿杞浠惰繘琛岋纴浠ュ喅瀹氩瓨鍌ㄥ崟鍏幂殑MOS绠℃槸钖︽帴鍏ャ备笉杩囧瓨鍌ㄥ崟鍏冧笂浣跨敤镄凪OS绠℃槸涓绉岖壒娈婄殑MOS绠★纴灏嗗湪涓嬮溃浠嬬粛銆
銆銆闆嗘垚鍙璇诲瓨鍌ㄥ櫒
銆銆鍦ㄩ泦鎴愬彧璇诲瓨鍌ㄥ櫒涓锛屾渶甯哥敤镄勬槸EPROM锛孍PROM链2716銆2732銆2764銆27158绛夊瀷鍙枫傚瓨鍌ㄥ归噺鍒嗗埆铏氱呭敜涓2k脳8銆4k脳8銆8k脳8銆16k脳8涓鍗曞厓锛(鍨嫔彿27钖庨溃镄勬暟瀛楀嵆涓轰互鍗冭$殑瀛桦偍瀹归噺)銆备笅闱浠EPROM2716涓轰緥璇存槑瀹幂殑鍏绉嶅伐浣沧柟寮忥纴瑙佽〃24-2銆傚畠绠¤剼寮旷嚎濡傚浘24-1-4镓绀猴纴鍏辨湁24涓绠¤剼锛岄櫎鐢垫簮(VCC)鍜屽湴(GND)澶栵纴A10锝濧0涓哄湴鍧璇戠爜鍣ㄨ緭鍏ョ锛屾暟鎹杈揿嚭绔链8浣嶏纴镞㈠畠链211𨱒″瓧绾匡纴8𨱒′綅绾匡纴瀛桦偍瀹归噺涓211脳8銆
銆銆鏄
銆銆涓轰绠鐢靛钩璧蜂綔鐢ㄧ墖阃夌锛
銆銆绛変簬楂樼数骞虫椂2716涓洪珮阒伙纴涓庢荤嚎鑴辩伙纴鑺鐗囦笉宸ヤ綔銆侾D/PGM涓轰绠锷熻椾笌缂栫▼淇″彿锛屽叾浣灭敤鏄鍦ㄤ袱娆¤诲嚭镄勭瓑寰呮椂闂村唴闄崭绠鍣ㄤ欢镄勫姛鐜囨崯钥楋纴镞㈠綋PD/PGM涓衡1钬濇椂锛岃緭鍑轰负楂橀樆銆傚湪缂栫▼镞堕渶瑕佸湪PD/PGM绔锷犵紪绋嬭剦鍐诧纴钖屾椂瑕佸湪鐢垫簮绔锷犺缉楂樼殑缂栫▼鐢靛帇銆
銆銆EPROM镎﹂櫎闇涓撶敤璁惧囷纴鍐椤叆镞堕渶瑕佽缉楂樼殑鐢靛帇锛屾洿琚镞呮敼瀛桦偍镄勬暟鎹涓嶅お鏂逛究銆傝孍2PROM鍦ㄥ啓鏁版嵁镞朵笉闇瑕佸崌铡嬶纴鐢ㄧ数镎﹂櫎镓闇镞堕棿涔熷緢鐭锛埚嚑鍗佹绉掞级锛屽瀷鍙峰2815/2816鍜58064绛夈
銆銆EPROM2716绠¤剼锲
Ⅶ ram原理图
我们很多的Chip中都有ram作为存储器,存储器是能存储数据,并当给出地址码时能读出数据的装置。根据存储方式的不同,存储器可以分为随机存储器(ram)和只读存储器(rom)两大类。
ram的原意是不管对于哪一个存储单元,都可以以任意的顺序存取数据,而且存取所花的时间都相等。即使不能完全达到以任意的顺序存取,凡是能以相同的动作顺序和相同的动作时间进行存入和读出的半导体存储器都包括在ram中。
按照存放信息原理的不同,随机存储器又可分为静态和动态两种。静态ram是以双稳态元件作为基本的存储单元来保存信息的,因此,其保存的信息在不断电的情况下,是不会被破坏的;而动态ram是靠电容的充、放电原理来存放信息的,由于保存在电容上的电荷,会随着时间而泄露,因而会使得这种器件中存放的信息丢失,必须定时进行刷新。
一般一个存储器系统由以下几部分组成。
1.基本存储单元
一个基本存储单元可以存放一位二进制信息,其内部具有两个稳定的且相互对立的状态,并能够在外部对其状态进行识别和改变。不同类型的基本存储单元,决定了由其所组成的存储器件的类型不同。静态ram的基本存储单元是由两个增强型的nm0s反相器交叉耦合而成的触发器,每个基本的存储单元由六个mos管构成,所以,静态存储电路又称为六管静态存储电路。
图为六管静态存储单元的原理示意图。其中t1、t2为控制管,t3、t4为负载管。这个电路具有两个相对的稳态状态,若tl管截止则a=“l”(高电平),它使t2管开启,于是b=“0”(低电平),而b=“0”又进一步保证了t1管的截止。所以,这种状态在没有外触发的条件下是稳定不变的。同样,t1管导通即a=“0”(低电平),t2管截止即b=“1”(高电平)的状态也是稳定的。因此,可以用这个电路的两个相对稳定的状态来分别表示逻辑“1”和逻辑“0”。
当把触发器作为存储电路时,就要使其能够接收外界来的触发控制信号,用以读出或改变该存储单元的状态,这样就形成了如下右图所示的六管基本存储电路。其中t5、t6为门控管。
(a) 六管静态存储单元的原理示意图 (b) 六管基本存储电路
图 六管静态存储单元(我们常看到的还有把t3&t1的gate连到一起,把t2&t4的gate连到一起)
当x译码输出线为高电平时,t5、t6管导通,a、b端就分别与位线d0及 相连;若相应的y译码输出也是高电平,则t7、t8管(它们是一列公用的,不属于某一个存储单元)也是导通的,于是d0及 (这是存储单元内部的位线)就与输入/输出电路的i/o线及 线相通。
写入操作:写入信号自i/o线及 线输入,如要写入“1”,则i/o线为高电平而 线为低电平,它们通过t7、t8管和t5、t6管分别与a端和b端相连,使a=“1”,b=“0”,即强迫t2管导通,tl管截止,相当于把输入电荷存储于tl和t2管的栅级。当输入信号及地址选择信号消失之后,t5、t6、t7、t8都截止。由于存储单元有电源及负载管,可以不断地向栅极补充电荷,依靠两个反相器的交叉控制,只要不掉电,就能保持写入的信息“1”,而不用再生(刷新)。若要写入“0”,则 线为低电乎而i/o线为高电平,使tl管导通,t 2管截止即a=“0”,b=“1”。
读操作:只要某一单元被选中,相应的t5、t6、t7、t8均导通,a点与b点分别通过t5、t6管与d0及 相通,d0及 又进一步通过t7、t8管与i/o及 线相通,即将单元的状态传送到i/o及 线上。
由此可见,这种存储电路的读出过程是非破坏性的,即信息在读出之后,原存储电路的状态不变。