====== 何谓半导体存储器? ====== https://www.rohm.com.cn/electronics-basics/memory ## 一、何谓半导体存储器? 半导体存储器是指通过对半导体电路加以电气控制,使其具备数据存储保持功能的半导体电路装置。 与磁盘和光盘装置等相比,具有 * 数据读写快 * 存储密度高 * 耗电量少 * 耐震 等特点。关闭电源后存储内容会丢失的存储器称作易失存储器(Volatile Memory),存储内容不会丢失的存储器称作非易失存储器(Non-Volatile Memory)。 ### 半导体存储器的分类 {{::what1_図1.jpg ?500|}} * RAM (Random Access Memory) : 可自由对存储内容进行读写。 * ROM (Read Only Memory) : 只读存储器。 ### 各种存储器的特点 {{::1684808414520.png ?500|}} ## 二、元器件原理<DRAM> ### 存储单元构成 由1个晶体管、1个电容器构成 {{ ::memory_what2_01.jpg |}} ### 数据的写入方法 <"1" 时> - Word线电位为 high - Bit线电位为 high - Word线电位为 low {{ ::memory_what2_02.jpg |}} ## 三、元器件原理<SRAM> ### 存储单元构成 * 由6个晶体管单元构成 * 由4个晶体管单元(高电阻负载型单元)构成 {{ ::memory_what3_01.png |}} ### 数据的写入方法 <"1" 时> - Word线电位为 high - 给予Bit线的电位(D=low, D=high) → 确定触发器的状态 - Word线电位为 low ### 数据的读取方法 <"1" 时> - 使Word线电位 off - 对Bit线预充电(D, D与D相同的电位) - Word线电位为 high - Bit线变为 low、high的状态 - 用感测放大器进行增幅 {{ ::memory_what3_02.png |}} 通过触发器电路存储"1"、"0" ## 四、元器件原理<Mask ROM> ### Mask ROM存储单元构成 高度集成化的NAND构成。(1个晶体管单元) {{ ::memory_what4_01.jpg |}} ### 数据的写入方法 在Wafer过程内写入信息 * "1":将离子注入晶体管 * "0":不注入离子 ### 数据的读取方法 使读取单元的Word线电位为0V 使读取单元以外的Word线电位为Vcc → 对Bit线施加电压,如果有电流流过,则判断为"1" ## 五、元器件原理<EEPROM> ### EEPROM存储单元构成 由2个晶体管单元构成 {{ ::memory_what5_01.jpg |}} ### 数据的写入方法 {{ ::memory_what5_02.jpg |}} ### 数据的删除方法 {{ ::memory_what5_03.jpg |}} ## 六、元器件原理<FLASH> ### FLASH存储单元构成 {{ ::memory_what6_cn_img_01.gif |}} ### 数据的写入方法 {{ ::memory_what6_cn_img_02.gif |}} ### 数据删除的方法 {{ ::memory_what6_cn_img_03.gif |}} ## 七、EEPROM接口的特点 ### 接口的选择方法 EEPROM的常规接口有3个分别是Microwire和SPI与I2C。 这些接口各自具有技术特点。 请选择符合客户需求的接口。 === 【I2C】 === 微型控制器的使用端口存在限制,EEPROM的接口数量较少时,请选择I2C。从微型控制器端口进行的控制最少可使用双线进行。 此外,无需追加端口,即可在同一总线上连接多个EEPROM。在同一整机上使用多个EEPROM时,适用I2C总线。 难点在于通信速率较慢。通信速率为400K~1Mbit/s。至EEPROM的访问时间有限制时,可能不适合。 * 可使用双线进行通信,因此能减少微型控制器的使用端口 * 可在同一总线上连接多个EEPROM === 【SPI】 === 要进行高速通信时,请选择SPI。实现20Mb/s的高速通信。 实现了高速通信,因此还备有EEPROM容量为1Mbit的大容量产品。 微型控制器的接口数量为4个。与I2C相比,接口较多是难点。 * 工作频率高,通信速度快 * 产品阵容丰富,涵盖从低容量到大容量 === 【Microwire】 === 这是比较老的通信方式。通信速度比SPI慢,备有低容量的产品。 接口数量为4个,比I2C多。 * 与SPI相比,通信速度较慢 * 产品阵容仅限低容量产品 ### 引脚配置与引脚功能 === 【I2C】 === {{ ::what8_01.jpg |}} {{ ::1684818715081.png |}} * 通过双线对EEPROM进行控制。 * 可通过A0、A1、A2的各引脚设定从机地址。通过这一组合,可在同一总线上连接最多8个EEPROM。 === 【SPI】 === {{ ::what8_02.jpg |}} {{ ::1684818919020.png |}} * 通过四线对EEPROM进行控制。 * 可能会因为HOLDB引脚功能而停止串行通信。 === 【Microwire】 === {{ ::what8_03.jpg |}} {{ ::1684818960316.png |}} * 通过四线对EEPROM进行控制。 ### 指令比较 {{ ::what9_01.jpg |}} ### 使用多个EEPROM时的构成示例<I2C> {{ ::what10_01.jpg |}} 通过逐个元器件更改元器件地址(A2,A1,A0)的设定,可以使用多个EEPROM。 图示为Device1:(0,0,0)、Device2:(0,0,1)的设定示例。 通过Bus master,可根据以串行信号输入的元器件地址,选择要通信的元器件。 ### 使用多个EEPROM时的构成示例<SPI> {{ ::what11_01.jpg |}} 通过Bus master,对EEPROM元器件的各CSB引脚进行单独控制。 可通过共用来使用其他通信线。 由此,可以单独访问Device1 / Device2。 ### 使用多个EEPROM时的构成示例<Microwire> {{ ::what12_01.jpg |}} 通过Bus master,对EEPROM元器件的各CS引脚进行单独控制。 可通过共用来使用其他通信线。 由此,可以单独访问Device1 / Device2。