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ram中的存储单元

原创 嵌入式/内核开发 作者:NETSOL 时间:2020-12-01 15:30:04 0 删除 编辑

按照数据存取的方式不同, ram 中的存储单元分为两种:静态存储单元一静态RAM(SRAM);动态存储单元—动态RAM(DRAM)。
 
1.静态存储单元(SRAM):它由电源来维持信息,如触发器,寄存器等。
 
静态存储单元( SRAM )的典型结构:
 

 
T5、T6、T7、T8都是门控管,只要栅极高电平,这些管子就工作在可变电阻区当作开关。

其中存储单元通过T5、T6和数据线(位线)相连;数据线又通过T7、T8和再经输入/输出缓冲电路和输入/输出线相连接,以实现信息的传递和交换。写入信息的操作过程,在第一次写入信息之前,存储单元中的信息是随机信息。
 
假定要写入信息“1”:
1)地址码加入,地址有效后,相对应的行选线X和列选线Ⅰ都为高电平,T5、T6、T7、T8导电;
2)片选信号有效 (低电平);
3)写入信号有效,这时三态门G2、G3为工作态,G1输出高阻态,信息“1”经G2、T7、T5达到Q端;经G3反相后信息“O”经T8、T6达到 。T4导电,T3截止,显然信息“1”已写入了存储单元。
 
假定要读出信息“1”:
1)访问该地址单元的地址码有效;
2)片选有效 =O;
3)读操作有效R/ =1;此时:三态门G1工作态,G2、G3高阻态,存储单元中的信息“1”经T5、T7、G1三态门读出。
 
除上述NMOS结构的静态SRAM以外,还有以下几种类型的SRAM。
 
CMOS结构的SRAM:功耗更加低,存储容量更加大。
 
双极型结构SRAM:功耗较大,存取速度更加快。
 
2.动态存储单元( DRAM )
静态存储单元存在静态功耗,集成度做不高,所以存储容量也做不大。动态存储单元,利用了栅源间的MOS电容存储信息。其静态功耗很小,因而存储容量可以做得很大。静态RAM功耗大和密度低,动态RAM功耗小和密度高。动态RAM需要定时刷新,使用较复杂。
 
动态存储单元(DRAM)的典型结构:
 

 
门控管T3、T4、T5、T6、T7、T8 , C1、C2为MOS电容。
 
DRAM的读/写操作过程:
1) 访问该存储单元的地址有效;2)片选信号有(未画);3)发出读出信息或写入新信息的控制信号。
 
读出操作时,令原信息Q=1,C2充有电荷,地址有效后,行、列选取线高电平;加片选信号后,送读出信号R=1,W=O;T4、T6、T8导电,经T4、T6、T8读出。写入操作时,假定原信息为“0”,要写入信息“1”,该存储单元的地址有效后,X、Y为高电平;在片选信号到达后,加写入命令W=1,R=0,即“1。信息经T7、T5、T3对C2充电。充至一定电压后,T2导电,C1放电,T1截止,所以,Q变为高电平,“1”信息写入到了该存储单元中。如果写入的信息是“o”则原电容上的电荷不变。
 
动态RAM 的刷新:由于DRAM靠MOS电容存储信息。当该信息长时间不处理时,电容上的电荷将会因漏电等原因而逐渐的损失,从而造成存储数据的丢失。及时补充电荷是动态RAM中一个十分重要的问题。补充充电的过程称为“刷新”一Refresh,也称“再生”。
 
补充充电的过程:加预充电脉冲∅、预充电管T9、T10导电,CO1,C02很快充电至VDD,∅撤销后,CO1,CO2上的电荷保持。然而进行读出操作:地址有效,行、列选线X、Y高电平;R=1,W=0进行读出操作,如果原信息为Q=“1”,说明MOS电容C2有电荷,C1没有电荷(即T2导电,T1截止);这时CO1上的电荷将对C2补充充电,而CO2上的电荷经T2导电管放掉,结果对C2实现了补充充电。读出的数据仍为, ,则 DO=1。
 
实际在每进行一次读出操作之前,必须对DRAM安排一次刷新,即先加一个预充电脉冲,然后进行读出操作。同时在不进行任何操作时,CPU也应该每隔一定时间对动态RAM进行一次补充充电(一般是2mS时间),以弥补电荷损失。

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