RAM存储单元的优化方案

存储单元是随机存取存储器RAM的核心部分，存储单元电路的形式多种多样。按工作方式的不同可分为静态和动态两类，按所用元件类型又可分为双极型和MOS型两种。双极型存储单元速度高，单极型存储单元功耗低、容量大。在要求存取速度快的场合，常用双极型RAM电路。单极型存储器适用于容量大、功耗低，常用于对速度要求不高的场合。

由于单极型存储器相对应用较多，下面以此为例介绍RAM的工作原理。

图8.3　静态RAM存储单元

1.静态RAM存储单元

图8.3所示为一个CMOS管构成的静态存储单元，由6只三极管VT1～VT6组成。其中VT1与VT2、VT3与VT4各构成一个反相器，两个反相器的输入和输出交叉连接，构成基本的触发器，作为数据存储单元。VT5、VT6是门控管，它们的导通或截止均受行选择线的控制。同时，VT5、VT6门控管控制触发器输出端与位线之间的连接状态。

当行选择线为低电平时，VT5、VT6截止，这时存储单元和位线断开，存储单元的状态保持不变；当行选择线为高电平时，VT5、VT6导通，触发器输出端与位线接通，此时通过位选择线对存储单元操作。在读控制R信号的作用下，可将基本触发器存储的数据输出。如Q=1时，1位线输出 “1”，0位线输出 “0”。根据两条线上的电位高低就可知道该存储单元的数据。在写控制信号作用下，需写入的数据被送入1位线和0位线，经过VT5、VT6门控管加在反相器的输入端，将基本触发器置于所需的状态。(www.xing528.com)

静态RAM的特点是：在不断电的情况下，信息可以长时间保存。

图8.4　动态RAM存储单元

2.动态RAM存储单元

一个MOS管和一个电容就可组成一个最简单的动态存储单元电路，如图8.4所示。动态存储单元电路是利用电容C上存储的电压来表示数据的状态，晶体管VT起一个开关的作用。

当存储单元未被选中时，字选线为低电平0，VT截止，C和数据线之间隔离。当存储单元被选中时，字选线为高电平1时，VT导通，可以对存储单元进行读/写操作。写入时，送到数据线上的二进制信号经VT存入C中；读出时，C的电平经数据线读出，读出的数据经放大后，再送到输出端。同时由于C和数据线的分布电容C0并联，C要放掉部分电荷。为保持原有的信息，放大后的数据同时回送到数据线上，对C要进行重写（即刷新）。对长时间无读/写操作的存储单元，C会缓慢放电，所以存储器必须定时对所有存储单元进行刷新。

动态存储器的特点是：存储的信息不能长时间保留，需要不断地刷新。