两类主要的半导体存储器是 RAM 和 ROM。

RAM (随机访问存储器) 类型的存储器在等量时间内可以访问所有的地址，并且可以按照任何顺序来选择这些地址以执行读或者写操作。所有的 RAM 都具有读和写的能力。因为 RAM 在电源关闭时会丢失所存储的数据，所以它是易失性内存。 RAM 系列 RAM 的两种类别是静 RAM (SRAM) 和动态 RAM (DRAM) 。当直流电源移走后， SRAM 和 DRAM 都会丢失存储的数据，因此被归类为易失性存储器。
- 静态 RAM 通常使用锁存器作为存储元件，因而只要加上直流电源，就可以永远地存储数据。
  - 异步 SRAM (ASRAM)
  - 同步 SRAM (SB SRAM)，具有突发特性
- 动态 RAM 使用电容作为存储元件，如果没有对电容再充电就不能长期存储数据，再充电则称为刷新过程。
  - 快速页模式 DRAM (FPMDRAM)
  - 扩充数据输出 DRAM (EDO DRAM)
  - 突发 EDO DRAM (BEDO DRAM)
  - 同步 DRAM (SDRAM)
ROM (只读存储器) 类型的存储器将永久或者半永久地保存数据。数据可以从 ROM 中读出，但是和 RAM 不同，它没有写操作。ROM 和 RAM 相似，也是随机存储器，但是术语 RAM 的传统意思是随机读 / 写存储器。本章将会介绍几种类型的 RAM 和 ROM。因为 ROM 在电源关闭后仍然保存着数据，所以它是永久性存储器
- MROM (Mask ROM) —— 掩膜 ROM，出场时已经固定，不能更改，适合大量生产，简单，便宜，非易失性。
- PROM —— 可一次性编程 ROM
- EPROM —— 可擦除 PROM，也就是可多次编程
- UV EPROM —— 紫外线版本的 EPROM
- EEPROM —— 电版本的

对于给定的物理空间和成本，DRAM 可以存储比 SRAM 多得多的数据，因为 DRAM 单元更加简单，并在给定芯片面积里，因此可以比 SRAM 填充更多的单元

# RAM

# SRAM

SRAM 基本单元（是 D - 触发器）：

sram单元

$32k\times8$ SRAM

32kx8sram

逻辑组成如下：

32kx8sram逻辑图

读：

32kx8sram读

写：

32kx8sram写

# DRAM

DRAM 的基本单元，使用电容，电容充电表示 1 高电位，放电表示 0 低电位。

mosdram单元

DRAM 的 4 种基本操作：

mosdram单元基本操作

$1M\times1$ DRAM 逻辑图：

1mx1dram逻辑图

DRAM 的读写周期：

dram读写周期

# ROM

ROM（Read Only Memory）, 即只读存储器，由于其在掉电后数据不会丢失，因此在早期的时候，ROM 芯片中的内容一般都是在生产的时候被烧写进去的，然后终生具有这些固定的内容。不过，随着技术的不断发展和革新，现在很多型号的 ROM 都已经可以被多次修改了，但是大家仍然习惯对其沿用 “只读存储器” 的称号。

# MOS ROM

MOS ROM 基本单元：

mosrom单元

256x4rom

256x4rom逻辑图

# ROM 设计组合逻辑电路

实际上是枚举所有的输入输出，也就是真值表，存储到 ROM 里。

输入作为地址，通过地址译码器，输出相应地址的数据。

有黑点⚫️表示存储 1 ；
否则表示存储 0 ；

给出逻辑表达式（函数）时，求出标准的极小值只和的形式，依据极小值的下标确定画⚫️的位置

# PROM

PROM（Programmable Read Only Memory）, 即可编程只读存储器，不过它也只能被程序写一次，以后就只能保存和使用这些数据了，所以 PROM 也称为一次可编程存储器。

# EPROM

EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory），即可擦除可编程只读存储器。它解决了 PROM 只能编程一次的问题，不过其存储内容的擦除必须借助紫外线的长时间照射才能完成，所以 EPROM 又叫紫外线擦除可编程只读存储器。

# EEPROM

EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory），即电可擦除可编程只读存储器。它克服了 EPROM 在擦除时较为麻烦的问题，可以直接通过计算机程序对其进行重复的擦写，其擦除、重写的原理是通过使用高于常规的操作电压实现的。对于 EEPROM 来说，最重要的参数指标就是寿命问题，也就是可擦写的次数。

# 闪存

闪存 Flash Memory 是 EEPROM 的一种特殊形式，也就是变种。

EEPROM 的擦除和重写都是针对整个芯片而言的，但 Flash 的数据删除和重写则是以块（块的容量一般在 256KB~20MB 之间）为单位的，因此 Flash 的更新速度要远比 EEPROM 快。不过由于数据的删除和重写不是以单个字节为单位的，因此 Flash 仍不能达到 RAM 的要求。

Flash 又分为 NOR 型和 NAND 型两个大类，其中 NOR 型具有独立的地址线和数据线，适合频繁的随机读、写场合，适合程序代码的存储和直接运行，但容量通常较小，价格也比较贵；而 NAND 型的地址线和数据线是公用的，因此其本身的操作速度和频率就会偏低，但是容量相对较大，且价格也要便宜，所以适合大量资料的存储。

# 存储器扩展

# 字长扩展

共享数据线和控制线，并联数据线。

2 个 $64k\times4$ ROM 的字长扩展得到个 $64k\times8$ ROM ：

64kx4rom字长扩展64kx8rom

# 字容量扩展

514kx4ram字容量扩展1mx4ram

💡 利用译码器

# 字长字扩展结合

# 特殊存储器

# FIFO

FIFO

FIFO 寄存器模块的应用，实现数据整型：

FIFO应用

# LIFO

类似栈的效果，LIFO 寄存器结构：

LIFO结构

数电