存储器芯片的基本原理

目录

1.存储元

1.1栅极电容

1.2双稳态触发器

2.存储单元

 3.存储体

4.存储器

5.容量计算 

6.寻址

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1.存储元

1.1栅极电容

给MOS管一个阈值电压（5v）就能够导电，若是不给那么就是一个绝缘体不会导电。 

 

读出二进制原理：

        通常在电容中保存着数据0或1，那么如何去读取呢？可以给MOS管加电流，若是达到阈值5V，此时右端就会流出1，否则就会流出0。

写入二进制原理：

        可以在MOS管的右端加一个5v的高电平，同时也给MOS管加一个5v的电平，此时MOS管就可以接通，电容中就会存储1，此时MOS管端口，电容里的电荷就跑不出去了。

1.2双稳态触发器

其中双稳态触发器有6个，在这种存储器中可以呈现出两种稳定的状态：

第一种稳态A是高电平，B是低电平，此时对应着二进制1。
第二种稳态A是低电平，B是高电平，此时对应着二进制0。

 

读出二进制原理： 

对于左边电容存储元读出数据的数据线只有一根，右边双稳态触发器则需要两根来读取数据，我们可以根据BL或者BLX读出的是0或1就能够确定读出的是什么信号了。

写入二进制原理：

写入0时，给BL加低电平，BLX加高电平。
写入1，左高右低。

2.存储单元

        如下，由多个存储元组成的一个存储单元，在存储单元上每个MOS管接线，若是想要读取一组单元的存储元值，直接全部上电压，就能够读取到一个存储单元的所有二进制位(每个存储元中的电容)。 

 

 3.存储体

        此时由多个存储单元组成就是一个存储体 

4.存储器

存储体接上MAR,MDR，控制电路（片选线，读写控制线）就构成了存储器。 

（片选线用于选取多个存储体中的一个。）

 每一根线都会对应一根金属引脚：

所以 一个存储器的引脚数 = 地址线 + 数据线 + 读控制线 + 写控制线 + 片选线。

5.容量计算 

n位地址 → 2^n个存储单元
总容量 = 存储单元个数 x 存储字长

像本篇文章中的示例：

 

三根地址线，即有2^3个存储单元，其存储容量为： 

=2^3x8bit = 2^3x1Byte = 8B

可以表述为一个：8x8位的存储芯片（第一个8表示存储单元数，第二个表示存储字长） 

常见的描述:

        8Kx8位，容量为：2^13x8bit

        8Kx1位，容量为：即2^13x1bit

        64Kx16位，容量为：即2^16x16bit 

6.寻址

假设存储器总容量为1KB 地址线:10根 

        现代计算机基本上以字节编址 ，即一个存储单元的字长为一个字节

        1KB = 2^10B 故地址线为10根。

按字节寻址

        1K个单元，每个单元1B 

按字寻址

        256个单元，每个单元4B 

按半字寻址

         512个单元，每个单元2B

按双字寻址

        128个单元，每个单元8B