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DRAM 储存单元的读写

作者:互联网

DRAM(Dynamic Random Access Memory),即动态随机存储器,最常见的应用场景是电脑和手机的内存,是目前的电路系统中不可或缺的重要组成部分,本文会细致且较为形象的说明DRAM存储数据以及读取数据的全过程。
1. 单管构成的DRAM最小单元
单管DRAM是目前大容量存储器唯一的选择方案。电路构成上包括一个读写开关管和一个存储电容器,如下图所示。利用存储电容器存储数据,如果存储电容器上存有电荷,则表示存储单元存储1,否则存储O。
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首先,要知道两个前提:其一,施加到存储电容上的电压为1/2的电源电压(Vcc/2);其二,由于电子是带负电荷,因此,电子越多处电势就越低。为了便于理清概念,我们把水库顶部电势定为0V,水库底部的电势定为Vcc。
存储单元的三个基本操作
三个基本操作分别是存储资料,写入资料以及读取资料三种。同样,便于理解,将这三种过程用水库存储放掉水来类比,稍微形象一些。
存储资料
资料存储的示意图如下所示,也就是当水库闸门关闭时(行地址线路Vth=0V),水库中的水无法流出,上游的水也无法流入,存储在水库中的水位保持不变,因此可以实现存储资料的目的。水位的高低就用高低电平来表示。
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写入资料
资料的写入可以分为写入“0”的情形和写入“1”的情形两种。以写入0的情形来说明。
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具体顺序是:首先,由于之前可能有资料,水库中可能是满水或者缺水空水的的状态。然后,将上游水道(列地址选路)中水位上升到满水,相当于低电位状态(列地址线路Vcc=0V)。最后,利用行地址线路控制(Vth=高电平)将上游水闸门打开,由于上游水道(列地址线路Vcc=0V)水位全满为高水位状态,因此根据水库中水位状态,会将水池填满,使得水库变为高水位(低电平状态0)。
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类比,货物过运河水闸的情形也非常容易理解,大家自行脑补。
读取资料
DRAM存储单元中读取资料时,一般使用的列地址选路1/2VCC预充电技术。以读取0为例。
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首先,水库中水位全满(电位0V),水道中水位先预设在2.5V;然后,打开水闸,也就是行地址线路为高电平,使得水库中的水回流到水道(列地址线路)中,由于水库中水量很小,因此只能使得水道中水位微幅上升。当感应放大器检测到水道的水位产生delta的变化时,就可以辨别出水库(电容)中资料为0。
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其中,水位的变化为:delta=5/2(1+Cb/Cs),水道(列地址线路)的电容量大于水库(行地址线路)的容量。具体过程远比这复杂,但是通过这种类比可以了解到工作原理,够用了。
哦,对了,差了忘记了,如果没有外界水道中的水来补充水库,那么水库中的水位由于蒸发、渗透,水量会慢慢减少,最后干涸。因此,原理图中电容也是一样,需要隔一段时间检测刷新,充电,这就是动态的根本原因。

标签:存储,读写,储存,水库,地址,水位,资料,DRAM
来源: https://www.cnblogs.com/zhemeshenqi/p/12525330.html