阻变随机存储器如何实现信息存储

目 录

引言????????????????????????????????1 1 RRAM技术回顾???????????????????????????1 2 RRAM工作机制及原理探究??????????????????????4

2.1 RRAM基本结构????????????????????????4 2.2 RRAM器件参数????????????????????????6 2.3 RRAM的阻变行为分类?????????????????????7 2.4 阻变机制分类????????????????????????9 2.4.1电化学金属化记忆效应????????????????11 2.4.2价态变化记忆效应??????????????????15

2.4.3热化学记忆效应???????????????????19 2.4.4静电/电子记忆效应??????????????????23 2.4.5相变存储记忆效应??????????????????24 2.4.6磁阻记忆效应????????????????????26 2.4.7铁电隧穿效应????????????????????28 2.5 RR

第10章 存储器及其接口

典型试题 一． 填空题

1.只读存储器ROM有如下几种类型：＿＿＿＿。 答案：掩膜ROM、PROM、EPROM、E2PROM

2.半导体存储器的主要技术指标是＿＿＿＿。

答案：存储容量、存储速度、可靠性、功耗、性能/价格比

3.在16位微机系统中，一个存储字占用两个连续的8位字节单元，字的低8位存放在＿＿＿＿、高8位存放在＿＿＿＿。 答案：低地址单元、高地址单元

4.SRAM芯片6116（2K×8B）有＿＿＿＿位地址引脚线、＿＿＿＿位数据引脚线。 答案：11 8

5.在存储器系统中，实现片选控制有三种方法，它们是＿＿＿＿。 答案：全译码法、部分译码法、线选法

6.74LS138译码器有三个“选择输入端”C、B、A及8个输出端地址码为101时，输出端＿＿＿＿有效。

，当输入

答案：

7.半导体静态存储器是靠＿＿＿＿存储信息，半导体动态存储器是靠＿＿＿＿存储信息。

答案：触发器 电荷存储器件

8.对存储器进行读/写时，地址线被分为＿＿＿＿和＿＿＿＿两部分，它们分别用以产生＿＿＿＿和＿＿＿＿信号。

答案：片选地址 片内地址 芯片选择 片内存储单元选择 二． 单项选择题

1．DRAM2164（64K×1）外部引脚有（ ）

第10章 存储器及其接口

典型试题 一． 填空题

1.只读存储器ROM有如下几种类型：＿＿＿＿。 答案：掩膜ROM、PROM、EPROM、E2PROM

2.半导体存储器的主要技术指标是＿＿＿＿。

答案：存储容量、存储速度、可靠性、功耗、性能/价格比

3.在16位微机系统中，一个存储字占用两个连续的8位字节单元，字的低8位存放在＿＿＿＿、高8位存放在＿＿＿＿。 答案：低地址单元、高地址单元

4.SRAM芯片6116（2K×8B）有＿＿＿＿位地址引脚线、＿＿＿＿位数据引脚线。 答案：11 8

5.在存储器系统中，实现片选控制有三种方法，它们是＿＿＿＿。 答案：全译码法、部分译码法、线选法

6.74LS138译码器有三个“选择输入端”C、B、A及8个输出端地址码为101时，输出端＿＿＿＿有效。

，当输入

答案：

7.半导体静态存储器是靠＿＿＿＿存储信息，半导体动态存储器是靠＿＿＿＿存储信息。

答案：触发器 电荷存储器件

8.对存储器进行读/写时，地址线被分为＿＿＿＿和＿＿＿＿两部分，它们分别用以产生＿＿＿＿和＿＿＿＿信号。

答案：片选地址 片内地址 芯片选择 片内存储单元选择 二． 单项选择题

1．DRAM2164（64K×1）外部引脚有（ ）

第四章 存储器结构

4．3 存储器容量扩展

微机系统中主存储器通常由若干存储芯片及相应的存储控制组织而成，并通过存储总线(数据总线、地址总线和控制总线)与CPU及其他部件相联系，以实现数据信息、控制信息的传输。由于存储器芯片的容量有限，实际应用中对存储器的字长和位长都会有扩展的要求。 一、存储器字扩展

*字扩展是沿存储字向扩展，而存储字的 位数不变。 *字扩展时，将多个芯片的所有地址输入 端、数据端、读／写控制线分别并联 在一起，而各自的片选信号线则单独 处理。

*4块内存芯片的空间分配为： 第一片，0000H-3FFFH 第二片，4000H-7FFFH 第三片，8000H-BFFFH 第四片，C000H-FFFFH 二、存储器位扩展

*存储器位扩展是沿存储字的位向扩展， 而存储器的字数与芯片的字数相同。 *位扩展时

将多个芯片的所有地址输入端都连接 在一起；

而数据端则是各自独立与数据总线连 接，每片表示一位

*片选信号线则同时选中多块芯片，这些 被选中的芯片组成了一个完整的存储 字。

1

三、存储器位字扩展

*存储器需要按位向和字向同时扩展，称存储器位字扩展

*对于容量为 M×N 位的存储器，若使用 L×K 位的存储芯片， 那

7.2 随机存取存储器(RAM)7.2.1 静态随机存取存储器(SRAM)7.2.2 同步静态随机存取存储器(SSRAM)7.2.3 动态随机存取存储器

7.2.4 存储器容量的扩展

7.2 随机存取存储器(RAM)7.2.1 静态随机存取存储器(SRAM) 1 SRAM 的本结构 CE WE OE =100 高阻 CE WE OE =010 输出Ai+1

Ai

A0

列 译 码

An-1

行 译 码

存储 阵 列

CE WE OE =00X 输入CE WE OE =011 高阻

CE WE OE

I/O 电路

I /O0

I /Om-1

SRAM 的工作模式 工作模式 保持 (微功耗) 读 写 输出无效 CE 1 0 0 0 WE X 1 0 1 OE X 0 X 1 I /O 0 ~ I /O m -1 高阻 数据输出 数据输入 高阻

1. RAM存储单元 静态SRAM(Static RAM)Xi (行选择线)

本单元门控制管:控 制触发器与位线的 接通。Xi =1时导通VDD VGG 存储 单元 T4 T6 T2 位 线 B

来自列地址译码 器的输出T3 位 线 T5 T1

B

来自列地址译码 器的输出

数 据 D 线

T7

双稳态存储单元 电路Yj (列选择

实验3、Windows虚拟内存

1 背景知识

在Windows环境下，4GB的虚拟地址空间被划分成两个部分：低端2GB提供给进程使用，高端2GB提供给系统使用。这意味着用户的应用程序代码，包括DLL以及进程使用的各种数据等，都装在用户进程地址空间内(低端2GB)。用户过程的虚拟地址空间也被分成三部分：

1)虚拟内存的已调配区(committed)：具有备用的物理内存，根据该区域设定的访问权限，用户可以进行写、读或在其中执行程序等操作。

2)虚拟内存的保留区(reserved)：没有备用的物理内存，但有一定的访问权限o 3)虚拟内存的自由区(free)：不限定其用途，有相应的PAGE_NOACCESS权限。 与虚拟内存区相关的访问权限告知系统进程可在内存中进行何种类型的操作。例如，用户不能在只有PAGE_READONLY权限的区域上进行写操作或执行程序；也不能在只有PAGE_EXECUTE权限的区域里进行读、写操作。而具有PAGE_NOACCESS权限的特殊区域，则意味着不允许进程对其地址进行任何操作。

在进程装入之前，整个虚拟内存的地址空间都被设置为只有PAGE_NOACCESS权限的自由区域。当系统装入进程代码和数据后，才将内存地址的空

存储器RAM扩展实验

存储器RAM扩展实验 扩展实验 存储器

存储器RAM扩展实验

实验目的： 实验目的：1、学会8088/86 学会8088/86

CPU与RAM的连接方法 CPU与RAM的连接方法

及读写方法。 及读写方法。 2、理解存储器片选的设计方法。 理解存储器片选的设计方法。 掌握存储器扩充方法， 3、掌握存储器扩充方法，实现对外 RAM的 读写。 部RAM的 读写。 学会使用逻辑分析仪， 4、学会使用逻辑分析仪，观察测试 控制总线信号的波形(片选、 控制总线信号的波形(片选、读、 ),加深对存储器读写时序 加深对存储器读写时序d 写),加深对存储器读写时序d的 理解。 理解。

存储器RAM扩展实验

实验设备结构： 实验设备结构：8259实验芯片 RAM实验芯片 实验芯片 实验芯片 打印机实验 插座 8088芯片 芯片CS插座 扩展槽1 扩展插座DIP8——40芯片 总线插座 AD0-AD7 为数据总线 A0-A15为 地址总线 逻辑分析仪插座 单脉 冲发 生器 1 单脉 冲发 生器 2

CT2000系统 系统 实验控制芯片6位数码显示器 位数码显示器

扩展槽2 扩展插座DIP8——40芯片

二进制状态灯 二进制显示开关

4Χ6键盘 Χ

存储器RAM扩展

第5章 存储器管理

存储器OS

外存

内存

本章要点 存储管理的任务 内存划分与分配技术 程序装入技术 简单的存储管理技术 虚拟存储管理技术

概述 存储体系 -存储器一般分为: 内存储器(简称“内存”) 辅助存储器(简称“外存”) -内存可以分: 系统区。用来存储操作系统等系统软件 用户区。用于分配给用户作业使用

概述 存储管理的目的 从用户角度 为用户提供方便、安全和充分大的存储空间。 从系统角度(补充) 地址保护和地址独立。

存储管理 目的：保障多用户安全、高效地共享空间。 将用户程序所用的地址空间转换为主存储 器中的实际地址空间，将用户程序的操作 地址变换为存储器上的具体位置，为存储 空间提供安全和共享的手段，为用户程序 实现虚拟存储空间等。

概述1.地址保护。由于多道程序同时存放在内存中，OS要 保证它们互不干扰，即，一个进程不能随便访问另 一进程的地址空间。 2.地址独立。从内存读取操作数就要给出操作数所在 的内存地址，该地址不能是物理主存地址，因为该 程序在何种硬件配置的机器上运行不能事先确定。 因此，指令中的地址是程序空间(虚拟空间)的程 序地址(虚拟地址),即程序发出的地址与具体机 器的

第4章 存储器

4.1解释概念：主存、辅存、Cache、RAM、SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、CDROM、Flash Memory。

答：主存：又称内存，是主存储器的简称。它是计算机硬件的一个重要部件，由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成，其作用是存放指令和数据，并能由中央处理器（CPU）直接随机存取。

辅存：又称外存，是辅助存储器的简称。用来存储暂时不参加运行的程序和数据，以及永久存储信息。

Cache：高速缓冲存储器，是为了解决主存和CPU的速度匹配，提高访存速度的一种存储器。

RAM：随机存取存储器（Random Access Memory），在程序的执行过程中既可读出又可写入。

SRAM：静态RAM。靠触发器原理存储信息，只要电源不掉电，信息就不会丢失。 DRAM：动态RAM。靠电容存储电荷原理存储信息，即使电源不掉电，由于电容要放电，信息也会丢失，故需再生。

ROM：只读存储器（Read Only Memory）。在程序的执行过程中只能读出信息，不能写入信息。

PROM：可一次性编程的只读存储器。

EPROM：可擦洗的只读存储器，利用紫外线抹去原有信息，可多次编程。 EEPROM：用电可改写型只读存

第7章7.1 7.2 7.3 7.4

存储器系统

存储器概述 半导体存储器 微型计算机中存储器的系统结构 高速缓冲存储器(Cache Memory)技术

7.1 存储器概述

7.1.1

存储器的分类

1.存储器基本概念

2.内存和外存 在微机系统中，从存储器所处的位臵来 看，存储器分为两大类：

内部存储器，也称为主存储器，简称为内 存或主存，它由半导体材料制作而成；◆ ◆

外部存储器，简称为外存或辅存。

3.半导体存储器分类①从半导体器件工艺结构分：双极型(Bipolar)和金属 氧化物(MOS)型存储器； ②从存储器原理分：静态存储器(Static RAM, 简称 SRAM)和动态存储器(Dynamic RAM,简称为DRAM); ③从数据传输的宽度上分：并行I/O的存储器和串行I/O 的存储器； ④从存取方式分：随机存取存储器RAM(Random Access Memory),也称读写存储器，只读存储器ROM(Read Only Memory)以及闪烁存储器(Flash Memory)。

(1)RAM CPU在执行程序的过程中，根据程序的安排，CPU

可以对每个存储单元的内容既可随时读出，也可 以随时写入，所以称之为随机存取存储器，也可 以称之为读/写存储器；