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DRAM的矩陣存儲電路設計方案

電子設計 ? 2020-12-01 15:18 ? 次閱讀

DRAM(Dynamic Random Access Memory)

即動態隨機存取存儲器,它和 SRAM(靜態隨機存取存儲器)一樣都是常見的系統內存,也就是說我們個人電腦里的內存條通常都是DRAM。但是DRAM和 SRAM 兩者之間有著很大的區別。其中最大的區別就是DRAM的地址總線接口與 SRAM 的不同。DRAM使用了dram 地址復用技術。也就是行地址與列地址分時復用技術,這就是dram 的關鍵技術所在。主要原因是由它的硬件電路決定的。

DRAM與 CPU接口(尋址方式)

舉個栗子,EM63A165TS 是 EtronTech 公式的一款 DRAM 芯片,容量為 16M*16Bit,分成四個 Bank,每一個 Bank 為 4M*16Bit。但是,觀察它的芯片管腳圖,你就會發現它的地址線只有 13 根(A0-A12)和兩根 Bank 控制線。13 根的控制線按照 SRAM 的尋址方法,每個 Bank 只有 2^13=8K,遠遠沒有達到 4M。這是為什么呢?

原因在于,DRAM 普遍采用的是行與列地址分時復用技術進行尋址。在 DRAM 的矩陣存儲單元中,地址可以分成行地址和列地址。在尋址時,必須先進行行尋址然后在進行列尋址,這是由 DRAM 的硬件電路所決定的。所以,對行地址線和列地址線進行共用,既節省了地址線,也不會降低 DRAM 原有的工作速率(因為 DRAM 的行地址和列地址就是要分時傳送的)。而,如果是 SRAM 采用這種尋址方式的話,則會大大降低其工作速度。

那么,EM63A165TS 只有 13 根地址線也就可以理解了,在其數據手冊上可以知道,A0-A12 是行地址線,同時 A0-A8 復用為列地址線,那么就有了 22 根地址線,2^22=4M。

DRAM硬件電路

下圖所示是 DRAM 一個位的存儲單元電路,信息存儲在電容之中,電容有電荷則為 1,沒電則為 0。當字線為高時,該 MOS 管導通,若電容有電荷,則會在位線上產生電流,反之則無。因為是用電容存儲信息,而電容會存在漏電流,所以必須要配合周期刷新電路來維持電容的電荷。

下圖所示則是一個 DRAM 的矩陣存儲電路。

在讀寫操作前必須先選擇行,相應 MOS 管導通。

選定行后,再選擇列。然后就可以對某一位進行讀寫操作。

讀過程中可以通過下圖的感應放大器電路來保持電容的電荷不變。該電路由兩個反相器組成。

當預充電線為高時,刷新電路導通,然后維持電容中的電荷量不變。由兩個反相器和一個 MOS 管組成。

編輯:hfy

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