DRAM的矩阵存储电路设计原理分析

DRAM（Dynamic Random Access Memory）

即动态随机存取存储器，它和 SRAM(静态随机存取存储器)一样都是常见的系统内存，也就是说我们个人电脑里的内存条通常都是DRAM。但是DRAM和 SRAM 两者之间有着很大的区别。其中最大的区别就是DRAM的地址总线接口与 SRAM 的不同。DRAM使用了dram 地址复用技术。也就是行地址与列地址分时复用技术，这就是dram 的关键技术所在。主要原因是由它的硬件电路决定的。

DRAM与 CPU 的接口（寻址方式）

举个栗子，EM63A165TS 是 EtronTech 公式的一款 DRAM 芯片，容量为 16M*16Bit，分成四个 Bank，每一个 Bank 为 4M*16Bit。但是，观察它的芯片管脚图，你就会发现它的地址线只有 13 根（A0-A12）和两根 Bank 控制线。13 根的控制线按照 SRAM 的寻址方法，每个 Bank 只有 2^13=8K，远远没有达到 4M。这是为什么呢？

原因在于，DRAM 普遍采用的是行与列地址分时复用技术进行寻址。在 DRAM 的矩阵存储单元中，地址可以分成行地址和列地址。在寻址时，必须先进行行寻址然后在进行列寻址，这是由 DRAM 的硬件电路所决定的。所以，对行地址线和列地址线进行共用，既节省了地址线，也不会降低 DRAM 原有的工作速率（因为 DRAM 的行地址和列地址就是要分时传送的）。而，如果是 SRAM 采用这种寻址方式的话，则会大大降低其工作速度。

那么，EM63A165TS 只有 13 根地址线也就可以理解了，在其数据手册上可以知道，A0-A12 是行地址线，同时 A0-A8 复用为列地址线，那么就有了 22 根地址线，2^22=4M。

DRAM硬件电路

下图所示是 DRAM 一个位的存储单元电路，信息存储在电容之中，电容有电荷则为 1，没电则为 0。当字线为高时，该 MOS 管导通，若电容有电荷，则会在位线上产生电流，反之则无。因为是用电容存储信息，而电容会存在漏电流，所以必须要配合周期刷新电路来维持电容的电荷。

下图所示则是一个 DRAM 的矩阵存储电路。

在读写操作前必须先选择行，相应 MOS 管导通。

选定行后，再选择列。然后就可以对某一位进行读写操作。

读过程中可以通过下图的感应放大器电路来保持电容的电荷不变。该电路由两个反相器组成。

当预充电线为高时，刷新电路导通，然后维持电容中的电荷量不变。由两个反相器和一个 MOS 管组成。

编辑：hfy