SDRAM基础介绍

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@小白创作中心

SDRAM基础介绍

引用

CSDN

https://blog.csdn.net/cgk123/article/details/143924624

一、存储器类型

RAM（随机存取存储器，Random Access Memory），也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。可按地址进行读写，掉电后数据会丢失。

DRAM（动态RAM）：使用电容的电量来表示逻辑0和1，电容充放电的特性导致其需要不断的刷新来保证数据不丢失。存储容量较大，多用于数据存储。常见的有SDRAM和DDR。
SRAM（静态RAM）：使用触发器的两个稳定状态来表示逻辑0和1，不需要刷新操作。存储容量一般较小，但读写速度快。

ROM（只读存储器，Read Only Memory），数据只能读出而不能写入，掉电后数据不丢失。数据写入需要特定条件，数据存取慢。

PROM（可编程ROM）：出厂后可修改内部数据，但只能修改一次。多用于存储不修改的数据，如设备ID，制造厂商编码。
EEPROM（电子可擦除的ROM）：内部数据可以反复进行修改。多用于掉电后仍需存储的数据。

Flash（快闪存储器，Flash Memory），可读可写，掉电后数据不丢失，数据存取快。

NOR FLASH：容量小，读写速度快，程序可以在里面直接运行。
NAND FLASH：容量大，读写速度慢，数据以块的形式读写，一般为512 Byte，不能对单独的字节进行操作。

二、SDRAM简介

SDRAM 全称是 Synchronous Dynamic Random Access Memory，即同步动态随机存储器。同步指内存工作需要同步时钟，动态指需要不停地刷新来保证数据不丢失，随机指数据读写可以指定地址进行操作。SDRAM存储数据是利用了电容能够保持电荷以及其充放电的特性。SDRAM具有空间存储量大、读写速度快、价格相对便宜等优点。然而由于SDRAM内部利用电容来存储数据，为保证数据不丢失，需要持续对各存储电容进行刷新操作；同时在读写过程中需要考虑行列管理、各种操作延时等，由此导致了其控制逻辑复杂的特点。

1. SDRAM内存计算

SDRAM的内部是一个存储阵列，就像一张表格，我们在向这个表格中写入数据的时候，需要先指定一个行（Row），再指定一个列（Column），就可以准确地找到所需要的“单元格”，这就是SDRAM寻址的基本原理。图中的“单元格”就是SDRAM存储芯片中的存储单元，而这个“表格”（存储阵列）我们称之为L-Bank。

通常SDRAM的存储空间被划分为4个L-Bank，在寻址时需要先指定其中一个L-Bank，然后在这个选定的L-Bank中选择相应的行与列进行寻址（寻址就是指定存储单元地址的过程）。对SDRAM的读写是针对存储单元进行的，对SDRAM来说一个存储单元的容量等于数据总线的位宽，单位是bit。那么SDRAM芯片的总存储容量我们就可以通过下面的公式计算出来：

SDRAM总存储容量 = 行数 × 列数 × L-Bank的数量 × 存储单元的容量

本次设计采用的SDRAM芯片为Winbond W9812G6KH，查询数据手册发现其容量为：2M × 4 banks × 16 bits = 128 Mbit，其中2M为“行数×列数”，4为L-Bank数量，16为单个存储单元的容量，即数据位宽。因此每个Bank能存储32 Mbit（33554432 bit）的数据，这些数据组成4096行 x 512列，每个存储单元存储16bit的数据。

2. SDRAM存取原理

SDRAM存储数据是利用了电容的充放电特性以及能够保持电荷的能力。一个1bit的存储单元的结构如下图所示，它主要由行列选通三极管，存储电容，刷新放大器组成。行地址与列地址选通使得存储电容与数据线导通，从而可进行放电（读取）与充电（写入）操作。

SDRAM存储数据是利用了电容能够保持电荷以及其充放电的特性。对于这1bit的数据，首先需要打开行地址线，然后打开列地址线，选中存储单元。接着打开行选通三极管，再打开列选通三极管，对存储电容进行放电，电容的电平状态就能呈现在位线上，即实现了数据读取。当位线的电平值送到存储电容上，对存储电容进行充电，就实现了数据写入。刷新放大器的作用是将电容放大，便于传输。