內容提要
半導體儲存器是儲存二值資訊的大規模積體電路，本章主要介紹了
（1）順序訪問儲存器（sam）、隨機訪問儲存器（ram）、唯讀儲存器（rom）的工作原理。
（2）各種儲存器的儲存單元。
（3）半導體儲存器的主要技術指標和儲存容量擴充套件方法。
（4）半導體儲存器晶元的應用。
教學基本要求
掌握：（1）sam、ram和rom的功能和使用方法。
（2）儲存器的技術指標。
（3）用rom實現組合邏輯電路。
理解sam、ram和rom的工作原理。
了解：（1）動態cmos反相器。
（2）動態cmos移存單元。
（3）mos靜態及動態儲存單元。
重點與難點
本章重點：
（1）sam、ram和rom的功能。
（2）半導體儲存器使用方法（儲存用量的擴充套件）。
（3）用rom實現組合邏輯電路。
本章難點：動態cmos反相器、動態cmos移存單元及mos靜態、動態儲存單元的工作原理。
半導體儲存器是儲存二值資訊的大規模積體電路，是現代數字系統的重要組成部分。 半導體儲存器分類如下：
按製造工藝分，有雙極型和mos型兩類。雙極型儲存器具有工作速度快、功耗大、**較高的特點。mos型儲存器具有整合度高、功耗小、工藝簡單、**低等特點。
按訪問方式分，有順序訪問儲存器（sam）、隨機訪問儲存器（ram）和唯讀儲存器（rom）三類。
（1）順序訪問儲存器（簡稱sam）：對資訊的存入（寫）或取出（讀）是按順序進行的，即具有「先入先出」或「先入後出」的特點。
（2）隨機訪問儲存器（簡稱ram）：可在任何時刻隨機地對任意乙個單元直接訪問資訊。根據所採用的儲存單元工作原理的不同，又將隨機儲存器分為靜態儲存器sram和動態儲存器dram。
dram儲存單元結構非常簡單，它所能達到的整合度遠高於sram。
（3）唯讀儲存器（簡稱rom）：資訊被事先固化到儲存器內，可以長期保留，斷電也不丟失。它在正常執行時，只能讀出資訊，而不能寫入。
唯讀儲存器有固定 rom和可程式設計rom兩類。可程式設計rom又有一次可程式設計rom（簡稱prom）、光可擦可程式設計rom（簡稱eprom）、電可擦可程式設計rom（簡稱 eeprom或e2prom）、快快閃儲存器儲器（flash memory）等幾種型別。
sam主要由動態移存器構成，它在不斷重新整理的前提下，可以儲存大量資料，但在訪問資料時，必須按先進先出或先進後出的原則順序進行。
在ram工作時可以隨時從任何乙個指定位址讀出資料，也可以隨時將資料寫入任何乙個指定的儲存單元中去。它的優點是讀、寫方便，使用靈活。缺點是一旦斷電以後所存的資料將隨之丟失，即存在資料易失性的問題。
ram由位址解碼器、儲存矩陣和讀寫控制電路三部分組成。它能對任意乙個位址單元進行讀寫操作。
ram有sram和dram兩類：
（1）sram的儲存單元為r–s觸發器，如六管cmos靜態儲存單元，因此不需要重新整理；
（2）dram由動態儲存單元（三管、單管動態儲存單元）構成儲存矩陣。它是利用柵電容c或整合電容cs來暫存訊號的，因此需要不斷重新整理。dram儲存單元結構非常簡單，它所能達到的整合度遠高於sram。
唯讀儲存器屬於非易失儲存器，斷電後儲存的資料不丟失。
1. 固定（掩模）rom
晶元在生產廠製造時就把使用者需要儲存的內容用電路結構固定下來，使用時無法再改變，只能讀出，不能寫入。儲存單元可以用二極體構成，也可以用雙極性三極體或mos管構成。
2. 一次性可程式設計rom（prom）
prom的總體結構與固定（掩模）rom相同，所不同的是在晶元出廠時已經在儲存矩陣的所有交叉點上全部製作了儲存單元，儲存單元全為1（或0），使用者可用程式設計器將所需要的內容一次性寫入，但一經寫入就不能再修改。
3. 光可擦可程式設計rom（eprom）
這種rom具有較大的使用靈活性，它儲存的內容不僅可以由使用者寫入，而且還能擦去重寫，但擦除時需用紫外線對晶元照射；寫入時需外加較高的電壓，其過程較複雜、費時，所以在正常工作時仍然是唯讀不寫。
4. 電可擦可程式設計rom（eeprom）
eeprom只需在高壓脈衝或工作電壓下就可以進行擦除，而不需要借助紫外線照射，所以比eprom更靈活方便，而且它還有字擦除（只擦一些或乙個字）功能。由於它可以**改寫，可以逐字改寫，使其應用範圍逐漸擴大，如在ic卡中應用。
5. 快快閃儲存器儲器（flash memory）
快快閃儲存器儲器是新一代用電訊號擦除的可程式設計rom。它既具有eprom結構簡單、程式設計可靠的優點，又具有eeprom擦除快捷、整合度高的特點。由於其整合度高、容量大、成本低和使用方便，應用日益廣泛，如用於數位相機、***隨身聽等。
1. 儲存容量
儲存容量指儲存器所能存放資訊的多少，儲存容量越大，說明它能儲存的資訊越多。儲存器中的乙個基本儲存單元能儲存1 bit的資訊，也就是可以存入乙個0或乙個1，所以儲存容量就是該儲存器基本儲存單元的總數。乙個內有8 192個基本儲存單元的儲存器，其儲存容量為8k（1k = 210 =1 024）；這個儲存器若每次可以讀（寫）8位二值碼，說明它可以儲存 1k個字，每字為8位，這時的儲存容量也可以用1k×8位表示。
2. 訪問時間
儲存器的訪問時間一般用讀（或寫）週期來描述，連續兩次讀取（或寫入）操作所間隔的最短時間稱為讀（或寫）週期。讀（或寫）周期短，即訪問時間短，儲存器的工作速度就高。
當使用一片rom或ram器件不能滿足對儲存容量的要求時，就需要將若干片rom或ram組合起來，形成乙個容量更大的儲存器。儲存器的擴充套件主要工作是位址線、資料線和控制線的連線。
例7–1 由8片256×4位的儲存器，組成1024×8位的儲存空間如圖7–6–1所示。
圖7–6–1 例7–1圖
由於可程式設計rom中的位址解碼器是個與陣列，儲存矩陣是個或矩陣，因而在位址端輸入邏輯函式的變數，只要對儲存矩陣程式設計就可在rom的資料輸出端獲得任意所需的組合邏輯函式。因此利用可程式設計rom整合片實現組合邏輯以完成各種組合邏輯功能是非常方便實用的。
自我檢測題
1. 若儲存晶元的容量為128k×8位，問
（1）訪問該晶元需要多少位位址？
（2）假定該晶元在儲存器中首位址為a0000h，則末位位址應為多少？
2. 將乙個包含有32 768個基本儲存單元的儲存電路設計成4 096個位元組的ram，該ram（1）有幾根資料線？（2）有幾根位址線？
3. 試用8×4 位ram擴充套件為（1）32×4 位ram；（2）16×8 位ram。
4. 已知z=x2y，其中x、y均為2位二進位制數，試畫出z的prom陣列圖。
5. 已知多輸出組合邏輯電路的輸出函式表示式為
若用rom實現該多輸出組合邏輯電路，rom的容量應為多少？畫出陣列圖。
思考題1. 半導體儲存器如何分類？有哪些主要技術指標？
2. sam、ram（sram、dram）、rom（rom、prom、eprom）各有什麼特點？
3. ram主要由哪三部分組成？它們的功能是什麼？
4. ram的mos靜態儲存器單元與mos動態儲存器單元各有什麼特點？
5. 如何進行ram儲存容量的擴充套件？
6. 如何用rom來實現組合邏輯電路？
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