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一、半導體存儲器的特點

半導體存儲器是目前微型計算機中的主存儲器，它與磁芯存儲器相比，具有下述優(yōu)勢。

•存取速度快、功耗低：因為半導體存儲單元與外圍電路均為電子線路，其整個芯片可工作在邏輯電平一級，所以存取速度快、功耗低。

•生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)過程便于自動化：因為整個生產(chǎn)過程采用大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)而可一次性完成，所以生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)過程便于自動化。

•體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低：因為在同樣存儲容量情況下，它只有磁芯存儲器的幾十分之一，所以體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、價格低。

•可靠性高：因為是集成芯片，所以可靠性高。

半導體存儲器的主要缺點是，斷電后會丟失信息，因此存儲單元保留信息需要一定的功耗，且動態(tài)系統(tǒng)需要定時刷新，從而使得在一些場合中減少了系統(tǒng)的可用率；此外，它的抗輻射性能也不如磁芯存儲器。

二、半導體存儲器的類型

半導體存儲器按信息的存取方式可分為隨機訪問存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。RAM。RAM中的存儲內(nèi)容需要可以隨時讀出和隨時寫入，它主要是用來存放各種正在執(zhí)行的輸入/輸出數(shù)據(jù)、處理程序、中間結(jié)果，以及作為堆棧等。

RAM又可分為靜態(tài)隨機訪問存儲器（SRAM）和動態(tài)隨機訪問存儲器（DRAM）兩種。SRAM是由固定穩(wěn)態(tài)及穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)換來記憶信息“1”和“0”的，其特點如下。

•集成度高于雙極型RAM，但低于DRAM；

•不需要刷新；

•功耗比雙極型RAM低，但比DRAM高；

•存取時間較DRAM長；

•易用電池做備用電源。

DRAM是靠電容的存儲電荷來表示所存內(nèi)容的RAM，其特點如下。

•集成度高于SRAM和雙極型RAM；

•功耗比SRAM還要小；

•價格比SRAM低：

•由于用電容存儲信息（電容有泄漏電荷現(xiàn)象），因而要對它進行刷新（再生）；

•存取時間略短于SRAM，但較雙極型RAM長。

(1)ROM。ROM中所存的內(nèi)容是預先給定的，在工作過程中只能按地址單元讀出，而不能寫入新的內(nèi)容。因此，ROM作為計算機主存的一部分，用來存放一些固定的程序，如監(jiān)控程序、啟動程序、磁盤引導程序等。ROM也可作為控制存儲器存放微程序，應用于微程序控制器、字符顯示器等外用設(shè)備。只要一接通電源，這些程序就能自動地運行。而這些存儲的信息是用特殊方法寫入的，一經(jīng)寫入就可長期保存，不受電源斷電的影響。

從功能上說，ROM可分為以下4種類型。

•掩膜ROM-MROM；

•可編程ROM-PROM；

•可擦除可編程ROM-EPROM；

•系統(tǒng)可擦除可編程ROM。

這類ROM包括電可改寫EPROM（EEPROM或E2PROM）和快閃存儲器。它們不僅有EPROM的性能，而且改寫過程可直接在工作系統(tǒng)中進行，無須專用設(shè)備。

此外，半導體存儲器按所用材料的性質(zhì)還可分為MOS存儲器、雙極型晶體管存儲器和Bi-CMOS存儲器，這里就不述說了。

三、半導體存儲器的基本結(jié)構(gòu)和組成

一個半導體存儲器芯片內(nèi)，除了存儲單元陣列外，還包括有讀寫電路、地址譯碼電路和驅(qū)動器等。存儲芯片通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與外部連接。地址總線是單向輸入的，其數(shù)目與芯片容量有關(guān)。數(shù)據(jù)線是雙向的，既可輸入，也可輸出，其數(shù)目與數(shù)據(jù)位數(shù)有關(guān)?？刂凭€主要有讀/寫控制線與片選線兩種。一個典型的RAM存儲器的結(jié)構(gòu)組成框圖有下列幾個部分。

存儲單元陣列。存儲單元用來存儲1位二進制信息“0”或“1”，是組成存儲器的基礎(chǔ)和核心。存儲單元陣列是存儲單元的集合，如果一個存儲單元為〃位，則需由"個存儲元才能組成一個存儲單元。在較大容量的存儲器中，往往把各個字的同一位組織在一個集成片中。圖1中的4096x1位，是指4096個字的同一位。由這樣的16個片子則可組成4096x16的存儲器。同一位的這些字通常排成矩陣的形式，如64x64=4096。由X選擇線一行線和Y選擇線一列線的交叉來選擇所需要的單元。

圖1 典型的RAM存儲器示意圖

（1）地址寄存器和地址譯碼器。中央處理器若要訪問某“存儲單元”，就要在地址總線A0~All上輸出此單元的地址信號，并存放于地址寄存器。地址譯碼器把來自地址寄存器的表示地址的二進制代碼轉(zhuǎn)換成輸出端的高電位、用來驅(qū)動相應的讀寫電路，以便選擇所要訪問的存儲單元。