مقدمه :
همانطوریکه می دانیم امروزه بشر در عصر ارتباطات و تکنولوژی به حافظه برای تجهیزات مختلف نیازمند است . یکی از انواع حافظه ها DRAM یا Dynamic Random memory می باشد که این DRAM ها مصارف مختلفی دارند از جمله در Computing ، infrastueture ، Entertainment و infocom و جاهای دیگر صنعتی.
برای ساخت DRAM در تکنولوژیهای مختلفی استفاده شده است که ما در اینجا از ساده ترین DRAM ها شروع می کنیم که از یک ترانزیستور و خازن و AMP استفاده شده است و به ساختار DRAM های 1k و 4k و 16k و ... می پردازیم . و نهایتاً یکی از تکنولوژیهای جدیدی که در ساخت DRAM ها بکار رفته است را شرح می‌دهیم . این تکنولوژی های ساخت DRAM با استفاده از SO1 (Silicon on islatnr) می باشد .
بنابراین بطورکلی این روژه از 2 قسمت تشکیل شده است . قسمت اول آن مربوط به توضیح راجع به DRAM ها (از جهات مختلف) و مقایسه و کاربرد آنها و ... می باشد و قسمت دوم پروژه مربوط به توضیح راجع به تکنولوژی SO1 و کاربرد آن در DRAM می باشد .
شرح پروژه :
قسمت اول , ساختمان و خصوصیات DRAM :
DRAM در واقع مخفف Dynamic Random Access Memory است که حالت ساده آن به شکل زیر است که از یک ترانزیستور ساده و خازن و یک AMP تشکیل شده است .
DRAM ها دارای خصوصیاتی از جمله Read و Write هستند . اساس سلول DRAM از نظر Cross-Section و Layout در شکل زیر مشخص است و عیب این روش area می باشد . علاوه بر این ، 2 خصوصیت عمده از DRAM ها ذکر شده است که عبارتند از :
1-Stacked cell(Expand up) : طبق شکل
2-Trench cell(Expand Down) : طبق شکل
همانطوریکه گفته شد DRAM می تواند عمل Read و Write را انجام دهد .
برای عمل write باید bitline یا در حالت high باشد یا low و word line باید از موقعیت high باشد .
اما برای عمل Read bitline در وضعیت precharge است تا ولتاژ halfway شود (یعنی حالت high و Low) و باز هم Word Line در وضعیت high است .
در DRAM یک AMP حسی داریم که وضعیت charge را آشکار می کند و این Charge به خازن وابسته است .
توجه به این نکته ضروری است که DRAM ها به refresh نیاز دارند (برعکس SRAM ها) زیرا دارای جریان نشتی هستند . همچنین آدرسها در DRAM به 2 قسمت تقسیم می شود :
1-RAS (Row Access Strobe)
2-Cas (Column Access Strobe)
پارامترهای کلیدی Timing در یک DRAM :
1- : کمترین زمان از Ras Line تا یک دیتای خروجی معتبر و با ارزش که این زمان مثلاً برای یک 4Mb DRAM حدوداً 60ns است .
2- : کمترین زمان از شروع یک row Access تا شروع بعدی که این زمان برای یک 4Mbit DRAM با تقریباً است .
3- : کمترین زمان از CAS Line تا یک دیتای خروجی معتبر و با ارزش که این زمان برای DRAM 4Mb با حدود است .
4- : کمترین زمان از شروع یک Column Access تا شروع بعدی است . که این زمان هم برای یک 4Mbit DRAM با حدود است .
طراحی DRAM :
در شکل ها row address و Column address و RAS و CAS و data out
مشخص است کلاً Cycle time یا سرعت تکرار از زمان دسترسی یا access time بزرگتر است و این مقادیر حدود و هستند . این data در خازنهایی ذخیره می شوند که نشتی دارند و باید هر refresh شوند . اما مشکلی که DRAM دارد اینست که با افزایش تراکم و چگالی (density) پهنای باند افزایش نمی‌یابد .
Technology Trends
جدول زیر وضعیت DRAM ها از نظر Chip و سرعت و cycle Time که طی سالهای 1986-2002 مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند را نشان می دهد .
قبل از اینکه در ادامه بحث به انواع DRAM ها بپردازیم 2 نوع از مهمترین آنها DDR DRAM SDRAM را توضیح می دهیم .
SDRAM : نوع بهبود یافته DRAM است که مخفف عبارت Synchronous DRAM می باشد .
در اینجا از کلاک استفاده شده است که کلاک بوسیله میکروپروسسور ها فراهم آمده است .و کلاک باعث می شود که طراحی راحتتر شود .
برای SDRAM از روشهای مختلفی می توان استفاده کرد که به 3 mode اشاره خواهیم کرد .
در این روش یک RAS و یک CAS داریم .
در این روش یک RAS و دو CAS داریم .
1.Burst Mode
2.Page Mode Access
3.Pipline Mode Access
در آدرس تأخیر کمتر شده است و بصورت back to back به هم چسبیده اند . که این مد از همه بهتر و کاراتر است . ضمناً می توان مدهای Page و Pipline را با هم ترکیب نمود .
2-DDR DDRAM یا Double Date Rate DRAM :این نوع DRAM در واقع دیتا را هم در لبة بالارونده و هم پایین رونده منتقل می کند . بصورت DRAM Regular است ومقدار حافظه 160MHz at 8byte=1.2 Gbyte/sec است .
و چون بصورت Double هستند پس حافظه کل برابر 2.4GByte/sec می باشد .
دیگر تکنولوژیهای حافظه :
Embeded DRAM : این نوع DRAM بیشترین کاربردش در میکروپروسسورهای MRAM که همان Megnatic RAM می باشد . این تکنولوژی Emerging هم نامیده می شود که دارای سرعت پایین خواندن است با توان مصرفی بالاتر . این در واقع یک حافظه ذخیره کننده غیرفرار است .
DRAM در بازار :
قبل از اینکه به میزان مصرف DRAM در Market اشاره داشته باشیم 3 نوع حافظه شامل DRAM و SRAMو NUM را از چند جهت با هم مقایسه می کنیم .
در حال حاضر بیش از 75% مصرف حافظه ها از DRAM می باشد که سود این در سال 1995 حدود 36 میلیارد دلار و در سال 1999 حدود 78 میلیارد دلار بوده است . صود حاصل از فروش انواع memory ها در سال 1995 بعنوان نمونه در زیر ذکر شده است :
میلیارد دلار 36: DRAM
میلیارد دلار 8/5: SRAM
میلیارد دلار 5/1: EPRAM
میلیارد دلار 7/0: EEPRAM
میلیارد دلار 4/2: ROM
معماری DRAM در PC ها
1-آسنکرون :
1-مد fast page
2-مد hyper page یا Extended Date out(EDO)
3-Piplinal Burst EDO (PBEDO)
2-سنکرون :
1-SDRAM
2-RAM BUS DRAM
در این نمودار میزان مصرف Memory ها در سال های مختلف با هم مقایسه شده است .
DRAM های خاص
1-SDRAM یا DRAM همزمان
2-Grahic RAM Synch
3-Video RAM
4-Window RAM
5-RAM BUS DRAM
دلایل استفاده از DRAM
1-قیمت مناسب
2-توان مصرفی پایین
3-سرعت بالا (پهنای باند بالا و تأخیر پایین( )
4-تکنولوژی عالی
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 20 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله DRAM (گذشته ، امروز ، آینده)
