半导体存储器详解：ROM与RAM类型与工作原理

本章节主要讨论的是半导体存储器在微机系统中的应用，特别是针对2732这款8K×8的芯片进行深入剖析。半导体存储器是计算机硬件的重要组成部分，根据其特性可以分为两大类：只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM），包括静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。 首先，让我们来看看只读存储器（ROM）。掩膜式ROM是一种早期常见的ROM类型，它利用固定在硅片上的二极管阵列来存储数据。这种存储器的特点是内容一旦制造完成，就不能被修改。它的基本结构包含工作管（T1和T2）、负载管（T3和T4）以及控制管（T5至T8）。通过X线和Y线的控制，可以实现写入和读出操作，其中T1和T2的状态决定了存储单元的状态（0或1）。 掩膜式ROM的工作原理依赖于管子的截止和导通状态，当写入时，控制管导通使单元数据线与外部数据线相连，通过T1和T2的状态变化记录信息；读出时，同样的控制信号使得数据可以从存储单元传输出来。值得注意的是，如果输出线上出现反相，那么存储的内容就是括号中的数值。 接着，我们转向另一种类型的RAM，即静态随机存取存储器（SRAM）。SRAM以无刷新存储机制而著称，它具有速度快、数据无需周期性刷新的优点。SRAM内部结构包含基本存储单元，由地址译码器和列地址译码器构成，通过列选通（CS）信号选择特定的数据线，并使用读写控制（WE）信号进行数据读写。典型的SRAM芯片内部结构包括列I/O和行译码器，用于寻址和数据传输。 静态RAM的工作原理是基于互补双稳态电路，每个存储单元都有独立的晶体管，使得数据可以在任何时候保持不变，直到电源断开。然而，由于其功耗较高，动态RAM（DRAM）逐渐取代了大部分应用，但SRAM在某些特定场景下仍有其重要地位。 半导体存储器是微机系统中的关键元件，它们提供了存储数据和程序的能力，对系统的性能和稳定性起着至关重要的作用。无论是掩膜式ROM的固定内容，还是SRAM的高速读写，都是现代计算机架构不可或缺的组成部分。理解这些基本概念和技术细节对于深入学习和设计微机系统至关重要。