1、目次1 存儲器分類21.1 按存儲介質分類21.2 按存取方式分類21.3 按應用可分類32 存儲器概述42.1 主儲存器結構42.2 主存中存儲單元地址的分配42.3 主存的技術指標53 半導體存儲芯片的基本結構63.1 隨機存取存儲器（RAM）73.3.1 靜態RAM（SRAM）73.3.2 動態RAM(DRAM)93.2 只讀存儲器（ROM）163.2.1 掩膜ROM163.2.2 PROM173.2.3 EPROM173.2.4 EEPROM183.2.5 閃速存儲器(Flash Memory)183.3 內存卡193.4 存儲器與CPU的連接213.3.1 存儲容量的擴展213.3.

2、2 存儲器與CPU的連接221 存儲器分類1.1 按存儲介質分類（1）半導體存儲器。存儲元件由半導體器件組成的叫半導體存儲器。其優點是體積小、功耗低、存取時間短。其缺點是當電源消失時，所存信息也隨即丟失，是一種易失性存儲器。半導體存儲器又可按其材料的不同， 分為雙極型（TTL）半導體存儲器和MOS半導體存儲器兩種。 前者具有高速的特點，而后者具有高集成度的特點，并且制造簡單、成本低廉， 功耗小、故MOS半導體存儲器被廣泛應用。（2）磁表面存儲器。磁表面存儲器是在金屬或塑料基體的表面上涂一層磁性材料作為記錄介質，工作時磁層隨載磁體高速運轉，用磁頭在磁層上進行讀寫操作，故稱為磁表面存儲器。由于用具

3、有矩形磁滯回線特性的材料作磁表面物質，它們按其剩磁狀態的不同而區分“0”或“1”，而且剩磁狀態不會輕易丟失，故這類存儲器具有非易失性的特點。（3）光盤存儲器。光盤存儲器是應用激光在記錄介質(磁光材料)上進行讀寫的存儲器，具有非易失性的特點。光盤記錄密度高、耐用性好、可靠性高和可互換性強等。1.2按存取方式分類按存取方式可把存儲器分為隨機存儲器、只讀存儲器、順序存儲器和直接存取存儲器四類。（1）隨機存儲器RAM(Random Access Memory)。RAM是一種可讀寫存儲器， 其特點是存儲器的任何一個存儲單元的內容都可以隨機存取，而且存取時間與存儲單元的物理位置無關。計算機系統中的主存都采

4、用這種隨機存儲器。由于存儲信息原理的不同， RAM又分為靜態RAM (以觸發器原理寄存信息)和動態RAM(以電容充放電原理寄存信息)。DDR RAM（Date-Rate RAM）也稱作DDR SDRAM，這種改進型的RAM和SDRAM是基本一樣的，不同之處在于它可以在一個時鐘讀寫兩次數據，這樣就使得數據傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內存，而且它有著成本優勢，事實上擊敗了Intel的另外一種內存標準Rambus DRAM。在很多高端的顯卡上，也配備了高速DDR RAM來提高帶寬，這可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。 （2）只讀存儲器ROM(Read only Memory)。只讀

5、存儲器是能對其存儲的內容讀出，而不能對其重新寫入的存儲器。這種存儲器一旦存入了原始信息后，在程序執行過程中，只能將內部信息讀出，而不能隨意重新寫入新的信息去改變原始信息。因此，通常用它存放固定不變的程序、常數以及漢字字庫，甚至用于操作系統的固化。它與隨機存儲器可共同作為主存的一部分，統一構成主存的地址域。只讀存儲器分為掩膜型只讀存儲器MROM（Masked ROM）、可編程只讀存儲器PROM(Programmable ROM)、可擦除可編程只讀存儲器EPROM(Erasable Programmable ROM)、用電可擦除可編程的只讀存儲器EEPROM(Electrically Erasab

6、le Programmable ROM)。以及近年來出現了的快擦型存儲器Flash Memory，它具有EEPROM的特點，而速度比EEPROM快得多。1.3按應用可分類存儲器有三個主要特性：速率、容量和價格/位（簡稱位價）。一般說來，速度越高，價位就越高；容量越大，價位就越低；而且容量越大，速度必越低。可以用一個形象的存儲器分層結構圖，來反映上述的問題，如下圖所示。 實際上，存儲器的層次結構主要體現在緩存主存、主存輔存這兩個存儲層次上，如下圖所示。2 存儲器概述2.1 主儲存器結構主存的實際結構如上圖所示，當根據MAR中的地址訪問某個存儲單元時，需經過地址譯碼、驅動等電路，才能找到所需訪問的

7、單元。讀出時，需經過讀出放大器，才能將被選中單元的存儲字送到MDR。寫入時，MDR中的數據也必須經過寫入電路才能真正寫入到被選中的單元中。現代計算機的主存都由半導體集成電路構成，圖中的驅動器、譯碼器和讀寫電路均制作在存儲芯片中，而MAR和MDR制作在CPU芯片內。存儲芯片和CPU芯片可通過總線連接，如下圖所示。當要從存儲器讀出某一信息字時，首先由CPU將該字的地址送到MAR，經地址總線送至主存，然后發讀命令。主存接到讀命令后，得知需將該地址單元的內容讀出，便完成讀操作，將該單元的內容讀至數據總線上，至于該信息由MDR送至什么地方，遠已不是主存的任務，而是由CPU決定的。若要向主存存入個信息字時

8、，首先CPU將該字所在主存單元的地址經MAR送到地址總線，并將信息字送入MDR，然后向主存發寫命令，主存按到寫命令后，便將數據線上的信息寫入到對應地址線指出的主存單元中。2.2 主存中存儲單元地址的分配主存各存儲單元的空間位置是由單元地址號來表示的，而地址總線是用來指出存儲單元地址號的，根據該地址可讀出一個存儲字。不同的機器存儲字長也不同，為了滿足字符處理的需要，常用8位二進制數表示一個字節，因此存儲字長都取8的倍數。通常計算機系統既可按字尋址，也可按字節尋址。例如IBM370機其字長為32位，它可按字節尋址，即它的每一個存儲字包含4個可獨立尋址的字節，其地址分配如下圖 (a)所示。字地址是用

9、該字高位字節的地址來表示，故其字地址是4的整數倍，正好用地址碼的末兩位來區分同一字的4個字節的位置。但對PDP11機而言，其字地址是2的整數倍，它用低位字節的地址來表示字地址，如下圖(b)所示。如上圖(a)所示，對24位地址線的主存而言，按字節尋址的范圍是16MB，按字尋址的范圍為4MB。如上圖(b)所示，對24位地址線而言，按字節尋址的范圍仍為16MB，但按字尋址的范圍為8MB。2.3 主存的技術指標主存的主要技術指標是存儲容量和存儲速度。存儲容量：是指主存能存放二進制代碼的總數，即：存儲容量存儲單元個數×存儲字長它的容量也可用字節總數來表示，即：存儲容量存儲單元個數×存

10、儲字長8存儲速度：存儲速度是由存取時間和存取周期來表示的。存取時間：又叫存儲器的訪問時間(Memory Access Time)，它是指啟動一次存儲器操作(讀或寫)到完成該操作所需的全部時間。存取時間分讀出時間和寫入時間兩種。讀出時間是從存儲器接收到有效地址開始，到產生有效輸出所需的全部時間。寫入時間是從存儲器接收到有效地址開始，到數據寫入被選中單元為止所需的全部時間。存取周期：(Memory Cycle Time)是指存儲器進行連續兩次獨立的存儲器操作(如連續兩次讀操作)所需的最小間隔時間，通常存取周期大于存取時間?，F代MOS型存儲器的存取周期可達100ns；雙極型TTL存儲器的存取周期接近

11、10ns。與存取周期密切相關的指標叫存儲器的帶寬，它表示每秒從存儲器進出信息的最大數量，單位可用字/秒或字節/秒或位/秒表示。如存取周期為500ns，每個存取周期可訪問16位，則它的帶寬為32M位秒。存儲器的帶寬決定了以存儲器為中心的機器可以獲得的信息傳輸速度，它是改善機器瓶頸的一個關鍵因素。為了提高存儲器的帶寬，可以采用以下措施：1、縮短存取周期；2、增加存儲字長，使每個周期訪問更多的二進制位；3、增加存儲體。3 半導體存儲芯片的基本結構半導體存儲器隨機存取存儲器（RAM）靜態RAM（SRAM）動態RAM（DRAM） 非易失RAM（NVRAM）掩膜式ROM一次性可編程ROM（PROM） 紫外

12、線擦除可編程ROM（EPROM）電擦除可編程ROM（EEPROM）只讀存儲器半導體存儲芯片采用超大規模集成電路制造工藝制成，其內部結構如下圖所示：譯碼驅動能把地址總線送來的地址信號翻譯成對應存儲單元的選擇信號，該信號在讀寫電路的配合下完成對被選中單元的讀寫操作。讀寫電路包括讀出放大器和寫入電路，用來完成讀寫操作。存儲芯片通過地址總線、數據總線和控制總線與外部連接。地址線是單向輸入的，其位數與芯片容量有關。數據線是雙向的(有的芯片可用成對出現的數據線分別作輸入或輸出)，其位數與芯片可讀出或寫入的數據位數有關。地址線和數據線的位數共同反映存儲芯片的容量。如地址線為10根，數據線為4根，則芯片容量為

13、210×4B4KB 控制線主要有讀/寫控制線與片選線兩種。讀/寫控制線決定芯片進行讀/寫操作，片選線用來選擇存儲芯片。由于存儲器是由許多芯片組成，需用片選信號來確定哪個芯片被選中。3.1 隨機存取存儲器（RAM）RAM 又可分為SRAM（Static RAM/靜態存儲器）和DRAM（Dynamic RAM/動態存儲器）。SRAM 是利用雙穩態觸發器來保存信息的，只要不掉電，信息是不會丟失的。DRAM是利用MOS（金屬氧化物半導體）電容存儲電荷來儲存信息，因此必須通過不停的 給電容充電來維持信息，所以DRAM 的成本、集成度、功耗等明顯優于SRAM。 SRAM速度非?？?，是目前讀寫最快

14、的存儲設備了，但是它也非常昂貴，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一級緩沖，二級緩沖。DRAM保留數據 的時間很短，速度也比SRAM慢，不過它還是比任何的ROM都要快，但從價格上來說DRAM相比SRAM要便宜很多，計算機內存就是DRAM的。而通常人們所說的SDRAM 是DRAM 的一種，它是同步動態存儲器，利用一個單一的系統時鐘同步所有的地址數據和控制信號。使用SDRAM不但能提高系統表現，還能簡化設計、提供高速的數據傳輸。在嵌入式系統中經常使用。隨機存取存儲器按其存儲信息的原理不同，可分為靜態RAM和動態RAM兩大類。3.3.1靜態RAM（SRAM）靜態RAM基本單元電路。存儲器中用

15、于寄存“0”和“1”代碼的電路叫做存儲器的基本單元電路，下圖所示一個6個MOS管組成的基本單元電路。圖中T1T4是一個由MOS管組成的觸發器基本電路，T5、T6尤如一個開關，受行地址選擇信號控制。由T1T6共同構成一個六管MOS基本單元電路。T7、T8受列地址選擇控制，分別與位線A和A相連，它們并不包含在基本單元電路內，而是芯片內同一列的各個基本單元電路所共有的。假設觸發器己存有“1”信號，即A點為高電平。當需讀出時，只要使行、列地址選擇信號均為有效，則使T5、T6，T7、T8均導通，A點高電平通過T6后，再由位線A通過T8作為讀出放大器的輸入信號，在讀選擇有效時，將“1”信號讀出。由于靜態R

16、AM是觸發器存儲信息，因此即使信息讀出后，它仍保持其原狀態，不需要再生。但電源掉電時，原存信息丟失，故它屬易失性半導體存儲器。寫入時可以不管觸發器原狀態如何，只要將寫入代碼送至DIN端，在寫選擇有效時，經兩個寫放大器，使兩端輸出為相反電平。當行、列地址選擇有效時，使T5、T6、T7、T8導通，并使A與A點置成完全相反的電平。這樣，就把欲寫入的信號寫入到該單元電路中。如欲寫入“1”，即DIN=1，經兩個寫放大器使位線A為高電平，位線A為低電平，結果使A點為高，A點為低，即寫入了“1”信息。靜態RAM芯片舉例Intel2114芯片的外特性如下圖所示。2114的容量為1K×4位。圖中A9A

17、0為地址輸入端；I/O1I/O4為數據輸入輸出端；為片選信號(低電平有效)；為寫允許信號(低電平為寫)；Vcc為電源端；GND為接地端。靜態RAM讀寫時序。 ·讀周期時序2114RAM芯片讀周期時序上圖是2114RAM芯片讀周期時序，在整個讀周期中始終為高電平(故圖中省略)。讀周期tRC是指對芯片進行兩次連續讀操作的最小間隔時間。讀時間tA表示從地址有效到數據穩定所需的時間。圖中tCO是從片選有效到輸出穩定的時間?？梢娭挥挟數刂酚行Ы泃A后，且當片選有效經tCO后，數據才能穩定輸出，這兩者必須同時具備。根據tA和tCO的值，便可知當地址有效后，經tAtCO時間必須給出片選有效信號，否

18、則信號不能出現在數據線上。需注意，從片選失效到輸出高阻需一段時間tOTD，故地址失效后，數據線上的有效數據有一段維持時間tOHA，以保證所讀數據可靠。·寫周期時序2114RAM芯片寫周期時序上圖是2114RAM芯片寫周期時序。寫周期tWC是對芯片進行連續兩次寫操作的最小間隔時間。寫周期包括滯后時間tAW、寫入時間tW和寫恢復時間tWR。在有效數據出現前，RAM的數據線上存在著前一時刻的數據Dout，故在地址線發生變化后，、均需滯后tAW再有效，以避免將無效數據寫入到RAM的錯誤。但寫允許 失效后，地址必須保持一段時間，叫做寫恢復時間。此外，RAM數據線上的有效數據(即CPU送至RAM

19、的寫入數據DIN)必須在 、 失效前的tDW時刻出現，并延續一段時間tDH(此刻地址線仍有效，tWRtDH)， 以保證數據可靠寫入。小結：SRAM是Static Random Access Memory的縮寫，中文含義為靜態隨機訪問存儲器，它是一種類型的半導體存儲器?！办o態”是指只要不掉電，存儲在SRAM中的數據就不會丟失。這一點與動態RAM（DRAM）不同，DRAM需要進行周期性的刷新操作。然后，我們不應將SRAM與只讀存儲器（ROM）和Flash Memory相混淆，因為SRAM是一種易失性存儲器，它只有在電源保持連續供應的情況下才能夠保持數據?！半S機訪問”是指存儲器的內容可以以任何順序訪

20、問，而不管前一次訪問的是哪一個位置。 SRAM中的每一位均存儲在四個晶體管當中，這四個晶體管組成了兩個交叉耦合反向器。這個存儲單元具有兩個穩定狀態，通常表示為0和1。另外還需要兩個訪問晶體管用于控制讀或寫操作過程中存儲單元的訪問。因此，一個存儲位通常需要六個MOSFET。對稱的電路結構使得SRAM的訪問速度要快于DRAM。SRAM比DRAM訪問速度快的另外一個原因是SRAM可以一次接收所有的地址位，而DRAM則使用行地址和列地址復用的結構。 SRAM不應該與SDRAM相混淆，SDRAM代表的是同步DRAM（Synchronous DRAM），這與SRAM是完全不同的。SRAM也不應該與PSRA

21、M相混淆，PSRAM是一種偽裝成SRAM的DRAM。 從晶體管的類型分，SRAM可以分為雙極性與CMOS兩種。從功能上分，SRAM可以分為異步SRAM和同步SRAM（SSRAM）。異步SRAM的訪問獨立于時鐘，數據輸入和輸出都由地址的變化控制。同步SRAM的所有訪問都在時鐘的上升/下降沿啟動。地址、數據輸入和其它控制信號均于時鐘信號相關動態RAM(DRAM)動態RAM的基本單元電路。常見的動態RAM基本單元電路有三管式和單管式兩種，它們的共同特點都是靠電容存儲電荷的原理來寄存信息的。若電容上存有足夠多的電荷表示存“1”，電容上無電荷表示存“0”。電容上的電荷一般只能維持12ms，因此即使電源不

22、掉電信息也會自動消失。為此，必須在2ms內對其所有存儲單元恢復一次原狀態，這個過程叫再生或刷新。由于它與靜態RAM相比，具有集成度更高、功耗更低等特點，因此目前被各類計算機廣泛應用。上圖示意了由Tl、T2，T3三個MOS管組成的三管MOS動態RAM基本單元電路。讀出時，先對預充電管T4置一預充電信號(在存儲矩陣中，每一列共用一個T4管)，使讀數據線達高電平VDD，然后由讀選擇線打開T2，若Tl的極間電荷Cg存有足夠多的電荷(被認為原存“1”)，使T1導通，則因T2、Tl導通接地，使讀數據線降為零電平，讀出“0”信息。若Cg沒足夠電荷(原存“0”)，則T1截止，讀數據線為高電平不變，讀出“1”信

23、息?？梢姡勺x出線的高低電平可區分其是讀“1”，還是讀“0”，只是它與原存信息反相。寫入時，將寫入信號加到寫數據線上，然后由寫選擇線打開T3，這樣，Cg便能隨輸入信息充電(寫“1”)或放電(寫“0”)。為了提高集成度，將三管電路進一步簡化，去掉Tl，把信息存在電容Cs上，將T2、T3合并成一個管子T，得單管MOS動態RAM基本單元電路，如下圖所示。讀出時，字線上的高電平使T導通，若Cs有電荷，經T管在數據線上產生電流，可視為讀出“1”。若Cs無電荷，則數據線上無電流，可視為讀出“0”。讀操作結束時，Cs的電荷已泄放完畢，故是破壞性讀出，必須再生。寫入時，字線為高電平使T導通，若數據線上為高電平

24、，經T管對Cs充電使其存“1”；若數據線為低電平，則Cs經T放電，使其無電荷而存“0”動態RAM芯片舉例三管動態RAM芯片。三管動態RAM芯片的結構如下圖所示。這是一個1K×1位的存儲芯片，圖中每一小方塊代表由3個MOS管組成的動態RAM基本單元電路。它們排列成32×32的矩陣，每列都有一個刷新放大器(用來形成再生信息)和一個預充電管，芯片有10根地址線，采用重合法選擇基本單元電路。讀出時，先置以預充電信號，接著按行地址A9A5經行譯碼器給出讀選擇信號，同時由列地址A4A0經列譯碼器給出列選擇信號。只有在行、列選擇信號共同作用下的基本單元電路，才能將其信息經讀數據線送到讀寫

25、控制電路并從數據線D輸出。寫入時，首先將寫入信息由數據線D送入讀寫控制電路，并在列地址的作用下，由列譯碼器的輸出控制輸入信息只送到被選中列的寫數據線上。然后在受行地址控制的行譯碼器給出的寫選擇信號的作用下，信息被寫入到行列共同選中的基本單元電路內。單管動態RAM芯片。4116動態RAM(16K×1位)芯片結構單管動態RAM芯片結構的示意圖如上圖所示。這是一個16K×1位的存儲芯片，按理應有14根地址線，但為了減少芯片封裝的引腳數，地址線只有7根。因此，地址信息分兩次傳送，先送7位行地址，再送7位列地址。芯片內有時序電路，它受行地址選通、列地址選通以及寫允許信號控制。)動態R

26、AM時序。由于動態RAM的行、列地址是分別傳送的，因此分析其時序時，應特別注意、與地址的關系。即：·先由將行地址送入行地址緩存器，再由 將列地址送入列地址緩存器，因此， 滯后于的時間必須要超過其規定值。·和正、負電平的寬度應大于規定值，以保證芯片內部正常工作·行、列地址和的下沿(負跳變)應滿足有足夠的地址建立時間和地址保持時間，以確定行、列地址均能準確寫入芯片。讀時序：在讀工作方式時(寫允許1)，讀工作周期是指動態RAM完成一次“讀”所需的最短時間tCRD，也是一個周期。為了確保讀出數據無誤，必須要求寫允許1在列地址送入前(即下沿到來前)建立，而1的撤除應在失效后

27、(即上升沿后)；還要求讀出數據應在有效后一段時間且有效后一段時間時出現，而數據有效的撤除時間，應在失效后一段時間。寫時序：在寫工作方式時(寫允許=0)，的一個周期即為寫工作周期，如上圖所示。為了確保寫入數據準確無誤，=0應先于=0，而且數據的有效存在時間應與及的有效相對應。即寫入數據應在有效前的一段時間出現，它的保持時間應為有效后的一段時間，這是因為數據的寫入實際上是由的下沿激發而成的。可見，為了保證正常寫入，、有效均要大于數據DIN有效的時間。動態RAM的刷新刷新的過程實質上是先將原存信息讀出，再由刷新放大器形成原信息并重新寫入的再生過程。動態RAM與靜態RAM的比較目前，動態RAM的應用比

28、靜態RAM要廣泛得多。其原因是：在同樣大小的芯片中，動態RAM的集成度遠高于靜態RAM，如動態RAM的基本單元電路為一個MOS管，靜態RAM的基本單元電路為6個MOS管；動態RAM行、列地址按先后順序輸送，減少了芯片引腳，封裝尺寸也減少；動態RAM的功耗僅為靜態RAM的1/6；動態RAM的價格僅為靜態RAM的1/4。因此，隨著動態RAM容量不斷擴大，速度不斷提高，它被廣泛應用于計算機的主存。動態RAM也有缺點：由于使用動態元件(電容)，因此它的速度比靜態RAM低；動態RAM需要再生，故需配置再生電路，也需要消耗一部分功率。通常容量不大的高速存儲器大多用靜態RAM實現。DDRDDR是一種繼SDR

29、AM后產生的內存技術，DDR，英文原意為“DoubleDataRate”，顧名思義，就是雙數據傳輸模式。之所以稱其為“雙”，也就意味著有“單”，我們日常所使用的SDRAM都是“單數據傳輸模式”，這種內存的特性是在一個內存時鐘周期中，在一個方波上升沿時進行一次操作(讀或寫)，而DDR則引用了一種新的設計，其在一個內存時鐘周期中，在方波上升沿時進行一次操作，在方波的下降沿時也做一次操作，之所以在一個時鐘周期中，DDR則可以完成SDRAM兩個周期才能完成的任務，所以理論上同速率的DDR內存與SDR內存相比，性能要超出一倍，可以簡單理解為 工作頻率為：100MHZ DDR=200MHZ SDR。DDR

30、2DDR2（Double Data Rate 2） SDRAM是由JEDEC（電子設備工程聯合委員會）進行開發的新生代內存技術標準，它與上一代DDR內存技術標準最大的不同就是，雖然同是采用了在時鐘的上升/下降延同時進行數據傳輸的基本方式，但DDR2內存卻擁有兩倍于上一代DDR內存預讀取能力（即：4bit數據讀預?。?。換句話說，DDR2內存每個時鐘能夠以4倍外部總線的速度讀/寫數據，并且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。 此外，由于DDR2標準規定所有DDR2內存均采用FBGA封裝形式，而不同于目前廣泛應用的TSOP/TSOP-II封裝形式，FBGA封裝可以提供了更為良好的電氣性能與散熱性，為D

31、DR2內存的穩定工作與未來頻率的發展提供了堅實的基礎?；叵肫餌DR的發展歷程，從第一代應用到個人電腦的DDR200經過DDR266、DDR333到今天的雙通道DDR400技術，第一代DDR的發展也走到了技術的極限，已經很難通過常規辦法提高內存的工作速度；隨著Intel最新處理器技術的發展，前端總線對內存帶寬的要求是越來越高，擁有更高更穩定運行頻率的DDR2內存將是大勢所趨。 DDR2與DDR的區別： 在了解DDR2內存諸多新技術前，先讓我們看一組DDR和DDR2技術對比的數據。 1、 延遲問題： 從上表可以看出，在同等核心頻率下，DDR2的實際工作頻率是DDR的兩倍。這得益于DDR2內存擁有兩

32、倍于標準DDR內存的4BIT預讀取能力。換句話說，雖然DDR2和DDR一樣，都采用了在時鐘的上升延和下降延同時進行數據傳輸的基本方式，但DDR2擁有兩倍于DDR的預讀取系統命令數據的能力。也就是說，在同樣100MHz的工作頻率下，DDR的實際頻率為200MHz，而DDR2則可以達到400MHz。 這樣也就出現了另一個問題：在同等工作頻率的DDR和DDR2內存中，后者的內存延時要慢于前者。舉例來說，DDR 200和DDR2-400具有相同的延遲，而后者具有高一倍的帶寬。實際上，DDR2-400和DDR 400具有相同的帶寬，它們都是3.2GB/s，但是DDR400的核心工作頻率是200MHz，而

33、DDR2-400的核心工作頻率是100MHz，也就是說DDR2-400的延遲要高于DDR400。 2、封裝和發熱量： DDR2內存技術最大的突破點其實不在于用戶們所認為的兩倍于DDR的傳輸能力，而是在采用更低發熱量、更低功耗的情況下，DDR2可以獲得更快的頻率提升，突破標準DDR的400MHZ限制。 DDR內存通常采用TSOP芯片封裝，當頻率更高時，它過長的管腳就會產生很高的阻抗和寄生電容，這會影響它的穩定性和頻率提升的難度。這也就是DDR的核心頻率很難突破275MHZ的原因。而DDR2內存均采用FBGA封裝形式。不同于目前廣泛應用的TSOP封裝形式，FBGA封裝提供了更好的電氣性能與散熱性，

34、為DDR2內存的穩定工作與未來頻率的發展提供了良好的保障。 DDR2內存采用1.8V電壓，相對于DDR標準的2.5V，降低了不少，從而提供了明顯的更小的功耗與更小的發熱量，這一點的變化是意義重大的。 DDR2采用的新技術：除了以上所說的區別外，DDR2還引入了三項新的技術，它們是OCD、ODT和Post CAS。 OCD（Off-Chip Driver）：也就是所謂的離線驅動調整，DDR II通過OCD可以提高信號的完整性。DDR II通過調整上拉（pull-up）/下拉（pull-down）的電阻值使兩者電壓相等。使用OCD通過減少DQ-DQS的傾斜來提高信號的完整性；通過控制電壓來提高信號

35、品質。 ODT：ODT是內建核心的終結電阻器。我們知道使用DDR SDRAM的主板上面為了防止數據線終端反射信號需要大量的終結電阻。它大大增加了主板的制造成本。實際上，不同的內存模組對終結電路的要求是不一樣的，終結電阻的大小決定了數據線的信號比和反射率，終結電阻小則數據線信號反射低但是信噪比也較低；終結電阻高，則數據線的信噪比高，但是信號反射也會增加。因此主板上的終結電阻并不能非常好的匹配內存模組，還會在一定程度上影響信號品質。DDR2可以根據自已的特點內建合適的終結電阻，這樣可以保證最佳的信號波形。使用DDR2不但可以降低主板成本，還得到了最佳的信號品質，這是DDR不能比擬的。 Post C

36、AS：它是為了提高DDR II內存的利用效率而設定的。在Post CAS操作中，CAS信號（讀寫/命令）能夠被插到RAS信號后面的一個時鐘周期，CAS命令可以在附加延遲（Additive Latency）后面保持有效。原來的tRCD（RAS到CAS和延遲）被AL（Additive Latency）所取代，AL可以在0，1，2，3，4中進行設置。由于CAS信號放在了RAS信號后面一個時鐘周期，因此ACT和CAS信號永遠也不會產生碰撞沖突。 總的來說，DDR2采用了諸多的新技術，改善了DDR的諸多不足，雖然它目前有成本高、延遲慢能諸多不足，但相信隨著技術的不斷提高和完善，這些問題終將得到解決DDR

37、3相比起DDR2有更低的工作電壓， 從DDR2的1.8V降落到1.5V，性能更好更為省電；DDR2的4bit預讀升級為8bit預讀。DDR3目前最高能夠達到2000Mhz的速度，盡管目前最為快速的DDR2內存速度已經提升到800Mhz/1066Mhz的速度，但是DDR3內存模組仍會從1066Mhz起跳DDR3DDR3在DDR2基礎上采用的新型設計： 18bit預取設計，而DDR2為4bit預取，這樣DRAM內核的頻率只有接口頻率的1/8，DDR3-800的核心工作頻率只有100MHz。2采用點對點的拓樸架構，以減輕地址/命令與控制總線的負擔。3采用100nm以下的生產工藝，將工作電壓從1.8V

38、降至1.5V，增加異步重置（Reset）與ZQ校準功能。DDR3與DDR2的不同之處 1、邏輯Bank數量 DDR2 SDRAM中有4Bank和8Bank的設計，目的就是為了應對未來大容量芯片的需求。而DDR3很可能將從2Gb容量起步，因此起始的邏輯Bank就是8個，另外還為未來的16個邏輯Bank做好了準備。 2、封裝（Packages） DDR3由于新增了一些功能，所以在引腳方面會有所增加，8bit芯片采用78球FBGA封裝，16bit芯片采用96球FBGA封裝，而DDR2則有60/68/84球FBGA封裝三種規格。并且DDR3必須是綠色封裝，不能含有任何有害物質。 3、突發長度（BL，B

39、urst Length） 由于DDR3的預取為8bit，所以突發傳輸周期（BL，Burst Length）也固定為8，而對于DDR2和早期的DDR架構的系統，BL=4也是常用的，DDR3為此增加了一個4-bit Burst Chop（突發突變）模式，即由一個BL=4的讀取操作加上一個BL=4的寫入操作來合成一個BL=8的數據突發傳輸，屆時可通過A12地址線來控制這一突發模式。而且需要指出的是，任何突發中斷操作都將在DDR3內存中予以禁止，且不予支持，取而代之的是更靈活的突發傳輸控制（如4bit順序突發）。3.2 只讀存儲器（ROM）只讀存儲器分為掩膜ROM、PROM、EPROM和EEPROM等

40、多種。對于半導體ROM，基本器件為兩種：MOS型和TTL型。ROM也有很多種，PROM是可編程的ROM，PROM和EPROM（可擦除可編程ROM）兩者區別是，PROM是一次性的，也就是軟件灌入后，就無法修改了，這種是早期的產品，現在已經不可能使用了，而EPROM是通過紫外光的照射擦出原先的程序，是一種通用的存儲器。另外一種EEPROM是通過電子擦出，價格很高，寫入時間很長，寫入很慢。3.2.1掩膜ROM上圖為MOS型掩膜ROM，其容量為1K×1位，采用重合法驅動，行、列地址線分別經行、列譯碼器，各得32根行、列選擇線。行選擇線與列選擇線交叉處既可有耦合元件MOS管，也可沒有。列選擇線

41、各控制一個列控制管，32個列控制管的輸出端共連一個讀放大器；當地址為全“0”時；第0行、0列被選中，若其交叉處有耦合元件MOS管，因其導通而使列線輸出為低電平，經讀放大器反相為高電平，輸出“1”。當地址A4A0為11111，A9A5為00000時，即第31行、第0列被選中，但此刻行、列的交叉處無MOS管，故0列線輸出為高電平，經讀放大器反相為“0”輸出?？梢姡眯?、列交叉處是否有耦合元件MOS管，便可區分原存放“1”還是存“0”。當然，此ROM制成后不可能改變原行、列交叉處的是否存在MOS管，所以，用戶是無法改變原始狀態的。3.2.2PROMPROM是可以實現一次性編程的只讀存儲器，上圖是16

42、K×1位雙極型鎳鉻熔絲式PROM芯片，其基本單元電路是由雙極型電路和熔絲構成的。在這個電路中，基極由行選擇線控制，發射極與列線之間形成一條鎳鉻合金薄膜制成的熔絲(可用光刻技術實現)，集電極接電源VCC。用戶在使用前可按需要將信息存入行、列交叉的耦合元件內。若欲存“0”，則置耦合元件個大電流，將熔絲燒掉。若欲存“1”，則耦合處不置大電流，熔絲不斷。當被選中時，熔絲斷掉處將讀得“0”，熔絲未斷處將讀得“1”。當然，已斷的熔絲是無法再恢復的，故這種ROM往往只能實現一次編程，不得再修改3.2.3EPROMEPROM是一種可擦洗可編程的只讀存儲器。它可以由用戶對其所存信息作任意次的改寫。目前

43、用得較多的EPROM是用浮動柵雪崩注入型MOS管構成，又稱FAMOS型EPROM，如下圖所示。 由圖所示的N型溝道浮動柵MOS電路，在漏端D加上正電壓(如25V，50ms寬的正脈沖)，便會形成一個浮動柵，它阻止源S與漏端D之間的導通，致使此MOS管處于“0”狀態。若對D端不加正電壓，則形成不了浮動柵，此MOS管便能正常導通，呈“1”狀態。由此，用戶可按需要對不同位置的MOS管D端加正電壓或不加正電壓，便制成了用戶所需的ROM。一旦用戶需重新改變其狀態時；可用紫外線照射、驅散浮動柵，再按需要對不同位置的MOS管重新置于正電壓，又得出新狀態的ROM。故稱之為EPROM。EEPROMEEPROM（E

44、2PROM）：采用加電方法在線進行擦除和編程，也可多次擦寫。3.2.5閃速存儲器(Flash Memory)閃速存儲器(Flash Memory)又叫快擦型存儲器，它是在EPROM和EEPROM工藝基礎上產生的一種新型的、具有性能價格比更好、可靠性更高的可擦寫非易失性存儲器。它既有EPROM 的價格便宜、集成度高的優點，又有EEPOM電可擦洗重寫的特性。它具有整片擦除的特點，其擦除、重寫的速度快。一塊1M位的閃速存儲芯片的擦除、重寫時間小于5s，比一般標準EEPROM快得多，已具備了RAM的功能。它還具有高速編程的特點。非易失性、長期反復使用的大容量Flash memory還可替代軟盤或硬盤，

45、作為海量存儲器。在筆記本及手掌型袖珍電腦中都大量采用Flash Memory做成固態盤替代磁盤，使計算機平均無故障時間大大延長；功耗更低，體積更小消除了機電式磁盤驅動器所造成的數據瓶頸。Flash也是一種非易失性存儲器（掉電不會丟失），它擦寫方便，訪問速度快，已大大取代了傳統的EPROM的地位。由于它具有和ROM一樣掉電不會丟失 的特性，因此很多人稱其為Flash ROM。FLASH存儲器又稱閃存，它結合了ROM和RAM的長處，不僅具備電子可擦出可編程（EEPROM）的性能，還不會斷電丟失數據同時可以快速讀 取數據（NVRAM的優勢），U盤和MP3里用的就是這種存儲器。在過去的20年里，嵌入式

46、系統一直使用ROM（EPROM）作為它們的存儲設備，然而近 年來Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系統中的地位，用作存儲bootloader以及操作系統或者程序代碼或者直接當硬盤使用（U 盤）。目前Flash主要有兩種NOR Flash和NADN Flash。NOR Flash的讀取和我們常見的SDRAM的讀取是一樣，用戶可以直接運行裝載在NOR FLASH里面的代碼，這樣可以減少SRAM的容量從而節約了成本。NAND Flash沒有采取內存的隨機讀取技術，它的讀取是以一次讀取一快的形式來進行的，通常是一次讀取512個字節，采用這種技術的Flash比較廉價。用戶 不能直接運行NA

47、ND Flash上的代碼，因此好多使用NAND Flash的開發板除了使用NAND Flah以外，還作上了一塊小的NOR Flash來運行啟動代碼。一般小容量的用NOR Flash，因為其讀取速度快，多用來存儲操作系統等重要信息，而大容量的用NAND FLASH，最常見的NAND FLASH應用是嵌入式系統采用的DOC（Disk On Chip）和我們通常用的“閃盤”，可以在線擦除。目前市面上的FLASH 主要來自Intel，AMD，Fujitsu和Toshiba，而生產NAND Flash的主要廠家有Samsung和Toshiba。3.3 內存卡目前閃存卡、記憶卡有：CF、MMC、 SD、

48、MINI-SD、 RS-MMC、T-Flash、MS、MS PRO、MS Duo九種。下面我們了解一下這幾種卡的規格。 CF卡即Compact Flash，一種袖珍閃存卡（尺寸43mm*36mm*3.3mm）,存儲文件的速度比較快、存儲容量適中，能耗低，在中、高檔數字照相機上應用比較多。CF存儲卡的部分結構采用強化玻璃及金屬外殼，CF存儲卡采用Standard ATA/IDE接口界面，配備有專門的PCM-CIA適配器（轉接卡），筆記本電腦的用戶可直接在PCMCIA插槽上使用，使數據很容易在數碼相機與電腦之間傳遞。目前最高容量可以達到8G。 MMC卡 即MultiMediaCard。由西門子公司

49、和首推CF的SanDisk于1997年推出。1998年1月十四家公司聯合成立了MMC協會（MultiMediaCardAssociation簡稱MMCA），現在已經有超過84個成員。MMC的發展目標主要是針對數碼影像、音樂、手機、PDA、電子書、玩具等產品，尺寸只有32mm x 24mm x 1.4mm，只有1.5克。MMC也是把存貯單元和控制器一同做到了卡上，智能的控制器使得MMC保證兼容性和靈活性。 MMC存貯卡可以分為MMC和SPI兩種工作模式，MMC模式是標準的默認模式，具有MMC的全部特性。而SPI模式則是MMC存貯卡可選的第二種模式，這個模式是MMC協議的一個子集，主要用于只需要小

50、數量的卡（通常是1個）和低數據傳輸率（和MMC協議相比）的系統，這個模式可以把設計花費減到最小，但性能就不如MMC。 MMC被設計作為一種低成本的數據平臺和通訊介質，它的接口設計非常簡單：只有7針！接口成本低于0.5美元。在接口中，電源供應是3針，而數據操作只用3針的串行總線即可（SPI模式再加上1針用于選擇芯片）。 MMC的操作電壓為2.7伏到3.6伏，寫/讀電流只有27mA和23mA，功耗很低。它的讀寫模式包括流式、多塊和單塊。最小的數據傳送是以塊為單位的，缺省的塊大小為512bytes。 SD卡 即Secure Digital Card卡，由松下、東芝和SanDisk聯合推出，1999年

51、8月才首次發布。于2000年2月1日發起成立了SD協會（Secure Digital Association簡稱SDA），成員公司已經超過90個，陣容強大，其中包括IBM，Microsoft，Motorola，NEC、Samsung等。 SD卡數據傳送和物理規范由MMC發展而來，大小和MMC差不多，尺寸為32mm x 24mm x 2.1mm。長寬和MMC一樣，只是厚了0.7mm，以容納更大容量的存貯單元。SD卡與MMC卡保持著向上兼容，也就是說，MMC可以被新的SD設備存取，兼容性則取決于應用軟件，但SD卡卻不可以被MMC設備存取。（SD卡外型采用了與MMC厚度一樣的導軌式設計，以使SD設備

52、可以適合MMC）SD接口除了保留MMC的7針外，還在兩邊加多了2針，作為數據線。采用了NAND型Flash Memory，基本上和SmartMedia的一樣，平均數據傳輸率能達到2MB/s MINI-SD卡顧名思義，MINI SD卡比目前主流的SD卡，在外形上更加小巧，重量僅有30克，體積只有21.5x20x1.4mm，比SD卡足足節省了60%的空間，別小看這么小的外形，它可以讓數碼設備的體積節約40%空間。才能生產出更小的手機、DV等數碼產品。在存儲容量上，MINI-SD卡也絲毫不差，從的32MB到1GB各種規格一應俱全。隨著消費數碼產品的功能越來越大，用戶對大容量存儲卡的需求也日益增長，目

53、前的512M、1GB等容量已經在逐漸普及，未來還會成倍往上增長。MINI-SD卡支持平均讀寫演算法( wear leveling algorithms )，自動錯誤更正(ECC)等多種功能，使得MINI-SD卡在使用壽命上更長，功耗更低。目前市面上的MINI SD卡都支持MINI SD/SD Card（搭配轉接卡）標準界面，在原有的SD卡設備上使用MINI SD卡變得非常方便，為MINI SD卡的迅速普及鋪平了道路 RS-MMC卡和MINI SD 卡一樣，RS MMC卡也是一款投放市場不久的超小型閃存卡，RS-MMC卡標準體積為24 × 18 × 1.4 mm，只有標準MM

54、C卡的一半大小，僅比新版的一角硬幣大一點點，然而卻繼承和沿襲了MMC卡所有的優勢和性能特征。RS-MMC卡同樣支持自動錯誤改正 (ECC)、線上實時更新程序(ISP) 功能和平均讀寫演算法( wear leveling algorithms )等諸多功能，在功耗、存儲速度等方面比主流的SD卡、MMC卡更加優秀。作為目前MMC卡標準的延伸技術，RS MMC解決了困擾手機及消費電子開發者很久的空間問題，使得設計超小外形的電子產品儼然成為了可能。正因如此，RS MMC卡一經推出便受到了諾基亞等手機業界巨頭的支持。 T-Flash卡 隨著拍照手機和智能手機的普及，手機用的內存也成為了廠商眼中的新一輪的利潤增長點，近日存儲業界的巨頭美國SanDisk公司就發布了專為移動電話開發的小型閃存“SanDisk T-Flash”。T-Flash的體積只有11×15×1mm，其使用了MLC（多層控制單元）技術的NAND型閃存，最初只有32MB、64MB、128MB三種規格。這種閃存的面積約為miniSD卡的一半，體積只有其4分之1左右