Tìm hiểu về DRAM
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Ngọc Minh Tìm hiểu về DRAM 8/9/15 1Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 – XLTH 1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG I. Tìm hiểu về DRAM 1. Sơ lược vềRAM 2. Bộ nhớ DRAM II. Cấu tạo, chức năng các khối và nguyên lý hoạt động 2.1. Cấu tạo DRAM 2.2. Chức năng các khối 2.3. Sơ đồ nguyên lý 2.4. Nguyên lý hoạt động III. Ưu nhược điểm Mục lục 8/9/15 2Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 I. Giới thiệu về DRAM 8/9/15 3Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 RAM(Random Access Memory) là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên. Chúng có thể truy xuất đến bất kì vị trí nhớ nào, vào bất kì lúc nào dựa vào địa chỉ của ô nhớ đó. Điều này tạo nên sự khác biệt giữa RAM với các thiết bị nhớ tuần tự (Sequential memory device). RAM thông thường được sử dụng cho bộ nhớ chính (Main memory). Thông tin trên RAM chỉ là tạm thời, chúng sẽ mất đi khi mất nguồn điện cung cấp 1. Sơ lược về DRAM 8/9/15 4Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 Đây là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên thông dụng nhất ngày nay. DRAM lưu trữ dữ liệu dựa vào tín hiệu điện thế trên một tụ điện (capacitor). Điện thế trên tụ luôn bị rò rỉ. Do đó để lưu trữ giữ tín hiệu thì DRAM phải liên tục được làm tươi. Điều này tạo nên phần động cho DRAM. 2. Bộ nhớ DRAM 8/9/15 5Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 DRAM được phát minh đầu tiên bởi tiến sĩ Robert Dennard tại trung tâm Thomas J.Watson IBM năm 1966. Đầu năm 1970, Intel chế tạo thành công DRAM dùng 1 cell 3 transistor có tên Intel 1102. Đến 10/1970 Intel cho ra đời Intel 1103 có cell 1 transistor. Năm 1973 bộ nhớ DRAM đầu tiên có nhiều địa chỉ hàng/cột là Mostek MK4096(4096x1) 2.1 Sơ lược về lịch sử DRAM 8/9/15 6Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 2.2. Phân loại bộ nhớ 8/9/15 7Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 MEMORY MEMORY RAM RAM ROM ROM SRAM SRAM DRAM DRAM Được gọi là DRAM đồng bộ. SDRAM gồm các phân loại: • SDR - Single Data Rate • DDR - Double Data Rate • DDR2 - Double Data Rate 2 • DDR3 - Double Data Rate 3 SD RAM (Synchronous Dynamic RAM ) 8/9/15 8Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 – XLTH 1 Gọi tắ là SDR. Có 168 chân. Được dung trong cá máy tính cũ, bus speed chạy cùng vận tốc với clock speed của memory chip 8/9/15 9Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM) Gọi tắt là DDR. Có 184 chân. DDR SDRAM là cải tiến của bộ nhớ SDR với tốc độ truyền tải gấp đôi SDR nhờ vào việc truyền tải hai lần trong một chu kỳ bộ nhớ. Đã được thay thế bởi DDR2 DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM) 8/9/15 10Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 [...]... các bit địa chỉ hàng vào đầu địa chỉ của DRAM t1: RAS bị đưa xuống mức thấp nhất để nạp địa chỉ hàng vào DRAM t2: MUX lên mức cao để đặt địa chỉ cột tại các đầu vào địa chỉ của DRAM t3: CAS xuống thấp để nạp địa chỉ cột vào DRAM t4: DRAM đáp ứng lại bằng cách đặt dữ liệu hợp lệ từ vào ô nhớ được chọn lên đương dữ liệu ra t5: MUX, RAS, CAS và đường dữ liệu ra trở về trạng thái ban đầu Đồ án thiết kế hệ...DDR2 SDRAM (double Data Rate 2 SDRAM) Gọi tắt là DDR2 Có 240 chân là cải tiến của DDR với tốc độ bus speed gấp đôi clock speed 8/9/15 Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 11 DDR3 SDRAM (Double data rate 3 SDRAM) Có tốc độ bus 800/1066/1333/1600 Mhz, số bit dữ liệu là 64 bits, điện thế là 1,5v, tổng số pin là 240 8/9/15 Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 12 RDRAM (Rambus Dynamic... kế kỹ thuật hoàn toàn mới so với SDRAM Hoạt động đồng bộ theo một hệ thống lặp và truyền dữ liệu theo 1 hướng Sử dụng một modul gọi là RIMM (Rambus inline memory module) để kết nối các DRAM 8/9/15 Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 13 II Cấu tạo chức năng các khối và nguyên lý hoạt động Sơ đồ cấu tạo 8/9/15 Đồ án thiết kế hệ thống số - D07KTDT1 14 2.1 Cấu tạo • DRAM được cấu tạo bởi hàng triệu... XLTH 1 26 2.4.2 Chu kỳ ghi dữ liệu 8/9/15 Đồ án thiết kế hệ thống số - D07KTDT1 27 2.4.2 Chu kỳ ghi dữ liệu t1: RAS = NGT nạp địa chỉ hàng vào DRAM t2: MUX lên mức cao để dặt địa chỉ cột (A7-A13) tại các đầu vào địa chỉ của DRAM t3: CAS = NGT để nạp địa chỉ cột vào DRAM t4: Dữ liệu cần ghi được đạt lên đường dữ liệu vào t5: RW bị kích xuống thấp để ghi dữ liệu vào ô nhớ được chọn t6: Dữ liệu vào bị loại... triệu tế bào nhớ được khắc lên một bánh silicon theo các cột (bitlines) và hàng (wordlines) Điểm giao của bitline và wordlines tạo thành địa chỉ tế bào nhớ • DRAM có cấu tạo nhỏ hơn SRAM nhờ vào cấu tạo đơn giản của tế bào nhớ Cùng kích thước nhưng DRAM có dung lượng lớn hơn nhiều so với SRAM • Các thành phần chính: bộ điều khiển, bộ tiền nạp, bộ khuếch đại, bộ đệm(đệm đỉa chỉ, đệm dữ liệu), bộ giải mã... số - D08 XLTH 1 23 2.4 Nguyên lý hoạt động : Dữ liệu trong DRAM được đọc ghi dựa vào mức điện áp được lưu trong tụ điện của tế bào nhớ Để đọc ghi dữ liệu, ta căn cứ tín hiệu điều khiển và hai tín hiệu RAS và CAS để mã hóa địa chỉ bằng bộ mã hóa dữ liệu 8/9/15 Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 24 2.4.1 Chu kỳ đọc dữ liệu Dữ liệu trong DRAM được đọc ghi dựa vào mức điện áp được lưu trong tụ điện... liệu), bộ giải mã địa chỉ(giải mã hàng và cột) và ma trận nhớ 8/9/15 Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 15 2.2 Chức năng các khối • Bộ điều khiển - Control block: Tạo tín hiệu kích hoạt hoạt động của DRAM Điều khiển quá trình truy xuất dữ liệu bằng cách tạo ra các tín hiệu clock Hỗ trợ điều khiển quá trình làm tươi dữ liệu Bộ phận tiền nạp: Sau mỗi lần đọc dữ liệu thì tín hiệu điện áp lưu giữ trong... ô nhớ được chọn t6: Dữ liệu vào bị loại bỏ khỏi dữ liệu vào t7: MUX, CAS, CAS và đường dữ liệu trạng thái ban đầu 8/9/15 Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 28 2.4.3 Quá Trình Refresh Việc refresh DRAM phải được xảy ra mỗi 2ms để duy trì dữ liệu Mỗi 1 hàng phải được kích bởi chân RAS CAS có thể ở mức cao trong quá trình tự làm tươi để giảm công suất tiêu thụ Dù đọc hay ghi vào 1 tế bào nào của một . Nguyễn Ngọc Minh Tìm hiểu về DRAM 8/9/15 1Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 – XLTH 1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG I. Tìm hiểu về DRAM 1. Sơ lược vềRAM 2. Bộ nhớ DRAM II. Cấu tạo, chức. để lưu trữ giữ tín hiệu thì DRAM phải liên tục được làm tươi. Điều này tạo nên phần động cho DRAM. 2. Bộ nhớ DRAM 8/9/15 5Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 DRAM được phát minh đầu tiên. Sơ lược về lịch sử DRAM 8/9/15 6Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 2.2. Phân loại bộ nhớ 8/9/15 7Đồ án thiết kế hệ thống số - D08 XLTH 1 MEMORY MEMORY RAM RAM ROM ROM SRAM SRAM DRAM DRAM Được