sr锁存器数电_随机存取存储器 RAM || SRAM || DRAM || 数电

随机存取存储器 RAM || SRAM || DRAM || 数电

随机存取存储器，英文名Random Access Memory，简称RAM。

特点

随机存取(Random Access)：存储器中的内容被写入和读取时，需要花费的时间与这段信息所在的位置无关。可以用磁带的例子形象理解，磁带里存了8首曲子，要听第7首，前面6首要快进过去，这就是读取信息需要的时间与信息存储的位置有关。

易失性：断电数据丢失。

分类

1.静态的RAM（Static RAM），即SRAM。

2.动态的RAM（Dynamic RAM），即DRAM。

SRAM

首先介绍SRAM。

SRAM的第一个字母S，是static的缩写，翻译过来是静态。为啥叫静态呢，因为只要不断电，SRAM里的数据就可以一直保持。

SRAM的基本存储单元由锁存器构成。

下图展示了6个晶体管组成的SRAM基本单元。

M1M2构成一个反相器，M3M4构成另外一个反相器，两个反相器交叉连接形成一个RS锁存器，WL是输入输出的使能，使能之后就可以将两条位线BL上的数据写入。

下图展示了基本的SRAM阵列。

图中有若干前面所说的存储单元排列成矩阵，一行一行的存储单元可以被同时选中，进行数据的输入和输出。

下图展示了RAM的基本结构，A0到An-1是地址输入，经过地址译码器，不同的地址输入可以控制不同的字线，选择不同的存储单元。

每行存储单元的输入输出，即m根位线，经过一些读写控制电路，可以进行数据的输入和输出。

这要注意区分地址线、字线、位线这三个概念。

一个存储器有n根地址线，m根位线，那么它的容量定义为2^n * m（n根地址经过二进制译码控制2^n根字线，每根字线控制一行m个存储单元，所以得到前面的式子）

最后放一个SRAM的逻辑图，供看官涨涨见识，图中未画出电源引脚。

DRAM

接下来介绍动态的RAM，即DRAM。

DRAM的存储单元就是一个小电容，小电容充电表示1，小电容放电表示0，小电容通过一个晶体管连接到用于数据的输入输出的位线，晶体管打开时，小电容的数据就可以进行输入或输出。

DRAM的D是哪来的呢？它为啥叫动态的RAM呢？它哪儿在动呢？答案就在电容。

我们知道，电容是会漏电的，所以我们需要周期性的对它进行再充电，以保持其中的数据。动态一词，说的就是这个定时刷新，不断的再充电，来保持电容中数据的行为。

下图展示了DRAM中电容和晶体管排成的二维矩阵，因为这种存储结构十分简单，SRAM的一个存储单元需要6个晶体管，而这里的DRAM中，每个存储单元只需要1个晶体管和1个电容，成本低。但是其读写速度较慢（慢于SRAM），且耗电量大。

所以DRAM常用于低速高密度大容量的应用，典型的例子就是我们电脑里面的内存条。

而SRAM价格较贵，占用面积较大，而读写速度快，功耗低，在电脑里面常用作CPU或GPU的高速缓存。

下图展示了DRAM存储单元的刷新操作，可供读者触类旁通。

Refresh引脚给高电平，打开刷新缓冲器（就是把这个缓冲器的输入信号放大并输出）；

ROW线给高电平，打开晶体管，连接位线（bitline）与电容；

读写控制端R/W（图中W上面有非号，表示低电平为写）给高电平，关闭输入缓冲器，打开输出缓冲器；

这样电容中原有的信号就可以经过晶体管，位线，输出缓冲器，刷新缓冲器，位线，晶体管，返回电容，对其自身进行刷新。

参考视频:数字逻辑电路(中国大学MOOC)