半导体存储器芯片按照读写功能可分为只读存储器(Read Only Memory,ROM)和随机读写存储器(Random Access Memory,RAM)两大类;RAM可读可写,断电时信息会丢失;ROM中的内容只能读出,不能写入,信息可永久保存,不会因为断电而丢失;
只读存储器
只读存储器ROM是一种存储固定信息的存储器,其特点是在正常工作状态下只能读取数据,不能即时修改或重新写入数据;
只读存储器电路结构简单,且存放的数据在断电后不会丢失,特别适合于存储永久性的、不变的程序代码或数据(如常数表、函数、表格和字符等),计算机中的自检程序就是固化在ROM中的。ROM的最大优点是具有不易失性;
只读存储器有不可重写只读存储器(MROM、PROM)和可重写只读存储器(EPROM、EEPROM、闪速存储器等)两大类;
不可重写只读存储器
1、掩模只读存储器(MROM)
掩模只读存储器,又称固定ROM;这种ROM在制造时,生产厂家利用掩模(Mask)技术把信息写入存储器中,使用时用户无法更改,适宜大批量生产;
掩模只读存储器可分为二极管ROM、双极型三极管ROM和MOS管ROM三种类型;
2、可编程只读存储器(PROM)
可编程只读存储器(Programmable ROM,简称PROM),是可由用户一次性写入信息的只读存储器,是在MROM的基础上发展而来的;
PROM的缺点是用户只能写入一次数据,一经写入就不能再更改;
可重写只读存储器
这类ROM由用户写入数据(程序),当需要变动时还可以进行修改,使用起来比较方便;可重写ROM有紫外线擦除EPROM、电擦除EEPROM和闪速存储器Flash ROM三种类型 ;
1、光擦可编程只读存储器(EPROM)
EPROM 的特点是其中的内容可以用特殊的装置进行擦除和重写;EPROM出厂时,其存储内容为全“1”,用户可根据需要改写为“0”,当需要更新存储内容时,可将原存储内容擦除(恢复为全“1”),以便写入新的内容;
EPROM一般是将芯片置于紫外线下照射15~20分钟左右,以擦除其中的内容,然后用专用的设备(EPROM写入器)将信息重新写入,一旦写入则相对固定;在闪速存储器大量应用之前,EPROM常用于软件开发过程中;
2、电擦可编程只读存储器(EEPROM或E2PROM)
用紫外线擦除EPROM的操作复杂,速度很慢;EEPROM可以用电气方法将芯片中的存储内容擦除,擦除时间较快,甚至可以在联机状态下操作;EEPROM既可使用字擦除方式又可使用块擦除方式,使用字擦除方式可擦除一个存储单元,使用块擦除方式可擦除数据块中所有存储单元;
3、闪速存储器(Flash ROM)
闪速存储器Flash ROM是20世纪80年代中期出现的一种块擦写型存储器,是一种高密度、非易失性的读/写半导体存储器,它突破了传统的存储器体系,改善了现有存储器的特性;
Flash ROM中的内容或数据不像RAM一样需要电源支持才能保存(掉电不丢失信息),但又像RAM一样具有可重写性;在某种低电压下,其内部信息可读不可写,类似于ROM,而在较高的电压下,其内部信息可以更改和删除,类似于RAM;
flash与EEPROM的最大区别是,FLASH按扇区(block)操作,而EEPROM按照字节操作。FLASH的电路结构较简单,同样容量占芯片面积较小,成本自然比EEPROM低,因此适合用于做程序存储器;
随机读写存储器
目前广泛使用的半导体随机读写存储器是MOS半导体存储器,按保存数据的机理分为静态存储器(Static RAM,SRAM)和动态存储器(Dynamic RAM,DRAM);
1、静态存储器(SRAM)
利用双稳态触发器来保存信息,只要不断电信息就不会丢失;静态存储器的集成度低,成本高,功耗较大,通常作为Cache的存储体;
2、动态存储器(DRAM)
利用MOS电容存储电荷来保存信息,使用时需要不断给电容充电才能保持信息;动态存储器电路简单,集成度高,成本低,功耗小,但需要反复进行刷新(Refresh)操作,工作速度较慢,适合作为主存储器的主体部分;
DRAM的种类有很多,常用的有以下几种:
(1)SDRAM: 同步动态随机存取存储器;同步是指Memory工作需要同步时钟,内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准;动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失;随机是指数据不是线性依次存储,而是由指定地址进行数据读写;
(2)DDR SDRAM: double data rate SDRAM,即双倍速率SDRAM;DDR SDRAM 在时钟信号的上升沿和下降沿都采样数据,这样在时钟频率不变的情况下,DDR SDRAM的数据存取速度提高了一倍,所以叫双倍速率SDRAM;