Elektrizitätslehre und Elektronik. Halbleiterspeicher
|
|
- Franz Ritter
- vor 7 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 1/5 Halbleiterspeicher Ein Halbleiterspeicher ist ein Datenspeicher, der aus einem Halbleiter besteht, in dem mittels der Halbleitertechnologie integrierte Schaltkreise realisiert werden. Die Daten werden in Form von binären elektronischen Schaltzuständen in den integrierten Schaltungen gespeichert. 1 Speicherzelle Eine Speicherzelle ist die physikalische Realisierung der kleinsten Einheit eines Speichers von logischen Zuständen. Der Begriff bezeichnet je nach Kontext entweder die Realisierung der kleinstmöglichen Einheit, dem 1-Bit-Speicherelement, oder die Realisierung der kleinsten adressierbaren (das heißt bei einem Zugriff les- bzw. schreibbaren) Einheit, einem sogenannten Wort oder Datenwort, das aus n Bit besteht (n 1). Ein FlipFlop als Beispiel eines 1-Bit Speicherelements besteht aus zwei Transistoren, die als bistabile Kippstufe geschaltet sind. R 1 Q S R Q n Q n S 1!Q Abbildung 1 Schema und Wahrheitstabelle eines RS-FlipFlops Personal Computer arbeiten heutzutage mit einer Wortlänge (auch Wortbreite genannt) von 32 oder 64 Bit. Früher waren Speicherzellen auch 4 Bit (Halbbyte) (erste Taschenrechner) oder 8 Bit (erste PCs) groß. Für einfache Steuerungen werden auch heute 8 Bit große Speicherzellen verwendet. Bei früheren Computern waren auch Wortbreite von 6 oder 7 Bit gebräuchlich, da man mit 64 bzw. 128 speicherbaren Zeichen eine alphanumerische Bearbeitung durchführen konnte. Diese Speicher waren jedoch noch nicht als Halbleiterspeicher ausgeführt, sondern als Lochkarten. Die Hollerith-Lochkarte hatte eine Wortbreite von 12 Bit. Eingeteilt werden die Speicherzellen in flüchtige und nichtflüchtige Speicherzellen. In nichtflüchtigen Speicherzellen bleibt die Information auf Dauer erhalten, auch wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Bei flüchtigen Speicherzellen geht die Information in solch einem Fall verloren. 2 Random Access Memory RAM Ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff, abgekürzt RAM, ist ein Speicher, der besonders bei Computern als Arbeitsspeicher Verwendung findet. RAMs werden als integrierte Schaltkreise hauptsächlich in Silizium-Technologie realisiert. RAM wird in allen Arten von elektronischen Geräten eingesetzt. Wahlfrei bedeutet in diesem Zusammenhang, dass jede Speicherzelle über ihre Speicheradresse direkt angesprochen werden kann, der Speicher also nicht sequentiell oder in Blöcken ausgelesen werden muss (bei großen Speicherbausteinen erfolgt die Adressierung jedoch nicht über die einzelnen Zellen, sondern über ein Wort, dessen Breite von der Speicherarchitektur abhängt). Die Speicherzellen werden in einer 2 Row 2 Column -Matrix angeordnet (siehe Abbildung 2). Über Wortleitungen und Bitleitungen werden die Speicherzellen adressiert und beschrieben bzw. ausgelesen.
2 2/5 Hierzu sind ein Reihen- und ein Spaltendekodierer notwendig. Dadurch ist ein direkter Zugriff auf beliebige Speicherzellen möglich. Abbildung 2 Wahlfreier Zugriff auf einzelne Speicherzellen Das üblicherweise in Computern eingesetzte RAM ist 'flüchtig' (auch: 'volatil'), das heißt, die gespeicherten Daten gehen nach Abschaltung der Stromzufuhr verloren. Die flüchtigen RAMs teilen sich in: Statisches RAM oder SRAM Dynamisches RAM oder DRAM 2.1 SRAM Statisches RAM (engl. Static Random Access Memory, abgekürzt SRAM) bezeichnet einen Typ von volatilen (flüchtigen) Speicherbausteinen für elektronische Geräte wie z.b. Computer. Im Gegensatz zu DRAMs müssen, um die Daten zu erhalten, außer der Betriebsspannung keine Signale zum Auffrischen erzeugt werden. Die Daten bleiben also auch bei statischer Ansteuerung erhalten, ohne dass die Steuerleitungen ihren Zustand ändern. Technisch wird dies mit FlipFlops realisiert. SRAM haben sehr geringe Zugriffszeiten und werden deshalb oft als Cache-Speicher mit direkter CPU- Anbindung verwendet. Die Daten werden kurz bevor sie benötigt werden in den schnellen SRAM-Cache eingelesen, und wenn die CPU die entsprechenden Speicheradressen abruft, sofort aus dem Cache gelesen. Aufgrund ihrer einfachen Ansteuerung sind sie auch die bevorzugte Speichertechnologie für
3 3/5 embedded memory (= im Chip integrierter Speicher). Da aktuelle Prozessoren immer schneller werden, wird der Cache immer wichtiger. Deshalb wird inzwischen ein zweistufiges und zum Teil schon dreistufiges System von Cachespeicher (L1, L2, L3) verwendet. Der Nachteil im Vergleich zu DRAMs ist der höhere Flächenbedarf auf dem Wafer bei gleicher Speicherkapazität und der damit auch höhere Preis. 2.2 DRAM Der Aufbau einer einzelnen DRAM-Speicherzelle ist sehr einfach, sie besteht nur aus einem Kondensator und einem Transistor. Heute verwendet man einen Feldeffekttransistor. Seine geringe Eigenkapazität bildet dabei den Kondensator. Die Information wird als elektrische Ladung im Kondensator gespeichert. Jede Speicherzelle speichert ein Bit. Der Transistor - auch Auswahltransistor genannt - dient als Schalter zum Lesen und Schreiben der Information. Jeweils mehrere tausend Speicherzellen sind in einer Matrixanordnung verschaltet. Durch ihren sehr einfachen Aufbau brauchen die Speicherzellen nur sehr wenig Chipfläche. Die konstruktionsbedingte Größe einer Speicherzelle wird gern als das Vielfache der Quadratfläche F² der kleinsten fertigbaren Strukturlänge ( minimum Featuresize oder abgekürzt F) angegeben: eine DRAM-Zelle benötigt heute 6 bis 10 F², während eine SRAM-Zelle mehr als 100 F² benötigt. Daher kann ein DRAM bei gegebener Chipgröße eine wesentlich größere Zahl von Bits speichern. Daraus resultieren weitaus niedrigere Herstellungskosten pro Bit als beim SRAM. Unter den heute üblichen elektronischen Speicherarten hat nur der NAND-Flash eine kleinere Speicherzelle mit ungefähr 4,5 F² (bzw. 2,2 F² pro Bit für Multilevel-Cells). Diesem Vorteil des DRAM gegenüber dem SRAM steht der Nachteil gegenüber, dass sich die im Kondensator gespeicherte Ladung und damit die gespeicherte Information aufgrund von Leckströmen mit der Zeit verflüchtigt, wenn sie nicht periodisch wieder aufgefrischt wird. Dies ist normalerweise in Abständen von einigen Millisekunden erforderlich. Das Auffrischen des Speichers wird zeilenweise bewerkstelligt. Dazu wird jeweils eine Speicherzeile in einem Schritt in einen auf dem Chip befindlichen Zeilenpuffer übertragen und von dort verstärkt wieder zurück in die Speicherzeile geschrieben. Daher rührt die Bezeichnung dynamisch. Bei statischen Speichern wie dem SRAM kann man demgegenüber alle Signale anhalten, ohne dass Datenverlust eintritt. Das Auffrischen des DRAMs verbraucht außerdem auch im Ruhezustand eine gewisse Menge von Energie. Deshalb bevorzugt man in Anwendungen, bei denen es auf geringen Ruhestrom ankommt, das SRAM. Die Hersteller von Speicher versuchen kontinuierlich, den Energiebedarf zu senken, um so genannte Leckströme zu minimieren. Die Versorgungsspannung von DDR2-SDRAM liegt bei 1,8 Volt, während DDR-SDRAM noch mit 2,5 Volt versorgt wird. Bei dem im Jahre 2007 erwarteten DDR3-SDRAM soll die Spannung auf 1,5 Volt gesenkt werden. 3 Read Only Memory ROM wörtlich: Nur-Lese-Speicher), gelegentlich auch als Festwertspeicher bezeichnet, ist ein Speicher, der nur lesbar und nicht flüchtig ist, das heißt: er hält seine Daten auch in stromlosem Zustand. Das prädestiniert ihn zur Aufnahme von fest verdrahteten Computerprogrammen wie z. B. dem BIOS Basic Input Output System. Das Einschreiben von Daten in ein ROM wird als Programmierung des Bausteins bezeichnet und ist nicht mit den Schreibzugriffen in einem Schreib-/Lesespeicher (Random Access Memory, Festplatte) vergleichbar. Zu unterscheiden ist zwischen Bausteinen mit reversibler und irreversibler Programmierung. ROM ermöglicht oft wie RAM einen wahlfreien Zugriff auf die Daten. Ursprünglich wurden ROMs schon bei der Fertigung fest verdrahtet. Da diese Verdrahtung mit einer Maske (einer Art Filmnegativ) auf den rohen Chip direkt aufbelichtet wurde, spricht man hierbei von einem maskenprogrammierten ROM. Da sich dieses Verfahren allerdings nur in Großfertigung rechnete, wurde eine - ständig wachsende - Familie weiterer Speicherbausteine dieses Typs entwickelt, die auch nach der Fertigung mit Informationen befüllt werden können.
4 4/5 Inzwischen gibt es eine recht große Anzahl verschiedener Arten von ROM: PROM - Programmable ROM, einmalig programmierbar EPROM - Erasable PROM, d.h. löschbar mit UV-Licht EEPROM - Electrically Erasable PROM Flash-Speicher - auch FLASH-EEPROM Heute werden praktisch nur noch EEPROM und FLASH-EPROM eingesetzt. 3.1 EEPROM Ein EEPROM besteht aus einer Feldeffekt-Transistorenmatrix mit isoliertem Floating Gate, in welcher jeder Transistor ein Bit repräsentiert. Beim Programmiervorgang wird auf dem Gate eine Ladung gespeichert (der Transistor sperrt). Beim Löschen wird diese Ladung wieder entfernt, indem durch einen hohen Spannungspuls die Ladung der Sperrschicht in den Ursprungszustand versetzt wird. Dieser Löschvorgang kann entweder durch ein Programmiergerät oder auch direkt im System erfolgen. Abbildung 3 EEPROM Nach dem Brennvorgang des EEPROMs werden die geschriebenen Daten durch ein Bitmuster geladener / ungeladener Transistoren repräsentiert. Diese Daten lassen sich nun beliebig oft auslesen. Die Lesespannung liegt dabei unterhalb der Programmierspannung. Die Anzahl der möglichen Schreibvorgänge ist allerdings begrenzt. Die Hersteller garantieren typischerweise mindestens Schreibzyklen (Stand 2006). Früher war zum Programmieren eine höhere Spannung erforderlich, diese wird inzwischen bausteinintern erzeugt. Speichern und Lesen Die Speicherung eines Bits innerhalb eines solchen Speicherelements erfolgt über ein Floating Gate, dem eigentlichen Speicherelement des EEPROM s. Es liegt zwischen dem Steuer-Gate und der Source- Drain-Strecke und ist von dieser wie auch vom Steuer-Gate jeweils mittels einer Oxid-Schicht isoliert. Im ungeladenen Zustand des Floating Gate kann bei am Gate aufgesteuertem Transistor in der Source- Drain-Strecke (Kanal) ein Strom fließen. Werden über das Steuer-Gate durch Anlegen einer hohen positiven ( V) Spannung Elektronen auf das Floating-Gate gebracht, so kann in der Source-Drain- Strecke auch bei aufgesteuertem Transistor kein Strom mehr fließen, da das negative Potential der
5 5/5 Elektronen auf dem Floating Gate der Spannung am Steuer-Gate entgegen wirkt und somit den Transistor geschlossen hält. Der ungeladene Zustand wird wieder erreicht, indem die Elektronen durch Anlegen einer hohen negativen Spannung über die Steuergate-Kanal-Strecke wieder aus dem Floating Gate ausgetrieben werden. Tunneleffekt Der Mechanismus, der die Elektronen durch die isolierende Oxidschicht passieren lässt, wird Fowler- Nordheim-Tunneleffekt genannt (1928 durch Ralf H Fowler und Lothar Nordheim erstmals theoretisch beschrieben), d. h. bei einem EEPROM handelt es sich um die Anwendung eines nur quantenmechanisch deutbaren Effekts. Um die Elektronen leichter zum Tunneln 'hinauf' zum Floating Gate zu veranlassen, wird oft das Verfahren CHE (channel hot electron) verwendet: die Elektronen werden durch Anlegen einer Spannung über dem Kanal, also zwischen Drain und Source, beschleunigt und dadurch auf ein höheres Energieniveau (daher engl. hot) gehoben, wodurch sie schon bei geringeren Spannungen (typ. 10 V) zwischen Gate und Kanal zum Floating Gate tunneln. 3.2 Flash EEPROM Im Gegensatz zu gewöhnlichem EEPROM-Speicher lassen sich beim Flash-EEPROM Bytes, die kleinste adressierbare Speichereinheit, nicht einzeln löschen. Anwendung finden Flash-Speicher überall dort, wo Informationen persistent (nichtflüchtig) auf kleinstem Raum gespeichert werden müssen. Das Flash-EEPROM ist DER Halbleiter-Massenspeicher der Gegenwart. Beispiele: DiskOnChip USB-Sticks Speicherkarten für Digitalkameras, Mobiltelefone, Handhelds,... MP3-Player dauerhafte Speicherung der Firmware in vielen Geräten mit Mikrocontrollern (Eingebettete Systeme) zum selben Zweck zunehmend auch auf dem Microcontroller selbst integriert: embedded flash
RO-Tutorien 3 / 6 / 12
RO-Tutorien 3 / 6 / 12 Tutorien zur Vorlesung Rechnerorganisation Christian A. Mandery WOCHE 10 AM 01./02.07.2013 KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft
MehrTutorium Rechnerorganisation
Woche 9 Tutorien 3 und 4 zur Vorlesung Rechnerorganisation 1 Christian A. Mandery: KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Grossforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu
MehrRam/Rom/EPRom WIRTSCHAFTSINGENIEURSWESEN. Ausbildungsschwerpunkte: BETRIEBSMANAGEMENT LOGISTIK. Xaver Schweitzer. Jahr: 2011/12
Name: Klasse: Xaver Schweitzer 1BHWI Jahr: 2011/12 Ram/Rom/EPRom Abb. 1 Abb. 2 Abb. 3 Ram Rom EPRom 22.09.2011 1 von 10 Inhaltsverzeichnis INHALTSVERZEICHNIS... 2 EINLEITUNG... 3 RAM... 4 SRAM - Static
MehrSpeicherarten eines Mikrokontrollers
Speicherarten eines Mikrokontrollers Simon Hermann 4. Juni 2015 Speicherarten eines Mikrokontrollers Gliederung Klassifizierung von Halbleiterspeichern EEPROM 1. Aufbau 2. Read/Write Prozess 3. Arten der
MehrHalbleiterphysik und Anwendungen Vorlesungsplanung Teil 10: Speicherbauelemente Prof. Dr. Sven Ingebrandt
Halbleiterphysik und Anwendungen Teil 10: Speicherbauelemente Prof. Dr. Sven Ingebrandt Fachhochschule Kaiserslautern - Standort Zweibrücken www.hs-kl.de Vorlesungsplanung Grün: Termine, die ausfallen
MehrHalbleiterspeicher. Halbleiterspeicher
Halbleiterspeicher Liers - PEG-Vorlesung WS2/2 - Institut für Informatik - FU Berlin Halbleiterspeicher RAM Random Access Memory Schreib-Lese-Speicher SRAM statischer RAM DRAM dynamischer RAM Liers - PEG-Vorlesung
MehrFachbereich Medienproduktion
Fachbereich Medienproduktion Herzlich willkommen zur Vorlesung im Studienfach: Grundlagen der Informatik Themenübersicht Rechnertechnik und IT Sicherheit Grundlagen der Rechnertechnik Prozessorarchitekturen
MehrSpeicher: RAMs, ROMs PROMS, EPROMs, EEPROMs, Flash EPROM
Speicher: RAMs, ROMs PROMS, EPROMs, EEPROMs, Flash EPROM RAMs (Random Access Memory) - Schreib-Lese-Speicher RAMs sind Speicher mit der Aufgabe, binäre Daten für eine bestimmte Zeit zu speichern. Diese
Mehr5 Zusammengesetzte und reguläre Schaltungsstrukturen
5 Zusammengesetzte und reguläre Schaltungsstrukturen regelmäßig aufgebaute (reguläre) Schaltungsstrukturen implementieren jeweils eine größere Zahl an Gatterfunktionen wichtigste Vertreter: Speicher, programmierbare
MehrVorlesung. Technologische Grundlagen der Informationsverarbeitung. Speicherung von Daten. Dipl.-Ing. Gert Martin
Vorlesung Technologische Grundlagen der Informationsverarbeitung Speicherung von Daten Dipl.-Ing. Gert Martin Datenspeicherung Prinzipien: Magnetische Speicherung Halbleiterspeicher (Speicher mit elektronischen
MehrRAM - Random Access Memory
RAM - Random Access Memory Random Access Memory (dt. Speicher mit wahlfreiem Zugriff), abgekürzt RAM, ist ein Speicher, der besonders bei Computern als Arbeitsspeicher Verwendung findet. RAMs werden als
MehrHalbleiterspeicher. Halbleiterspeicher. 30.09.2008 Michael Kuhfahl 1
Halbleiterspeicher 30.09.2008 Michael Kuhfahl 1 Gliederung I. FF als Speicher (1 Bit) II. Register als Speicher (n Bit) III. Anordnung der Speicherzellen IV. SRAM V. DRAM VI. ROM VII. PROM VIII. EPROM
MehrB Hauptspeicher und Cache
und Cache 1. Begriffe 2. SRAM 3. DRAM 4. DRAM-Varianten: EDO-RAM, SDRAM, DDR-RAM, RAMBUS 5. Festwertspeicher: PROM, EPROM, EEPROM 6. Exkurs: Assoziativspeicher 7. Cache 1 und Cache Einordnung in das Schichtenmodell:
MehrB Hauptspeicher und Cache
und Cache und Cache Einordnung in das Schichtenmodell: 1. Begriffe 2. SRAM 3. DRAM 4. DRAM-Varianten: EDO-RAM, SDRAM, DDR-RAM, RAMBUS 5. Festwertspeicher: PROM, EPROM, EEPROM 6. Exkurs: Assoziativspeicher
MehrSoftware ubiquitärer Systeme
Software ubiquitärer Systeme Übung 2: Speicherarchitekturen in Mikrocontrollern und AOStuBS Christoph Borchert Arbeitsgruppe Eingebettete Systemsoftware Lehrstuhl für Informatik 12 TU Dortmund http://ess.cs.uni-dortmund.de/~chb/
MehrElektronischer Speicher
Halbleiterspeicher Halbleiterspeicher dient der zeitlich begrenzten oder unbegrenzten Aufbewahrung von Daten, Zuständen und Programmen in Form von digitalen Signalen. Der Begriff resultiert aus dem Grundwerkstoff
MehrE Hauptspeicher und Cache
und Cache 1. Begriffe 2. SRAM 3. DRAM 4. DRAM-Varianten: EDO-RAM, SDRAM, DDR-RAM, RAMBUS 5. Festwertspeicher: PROM, EPROM, EEPROM 6. Exkurs: Assoziativspeicher 7. Cache 1 und Cache Einordnung in das Schichtenmodell:
MehrE Hauptspeicher und Cache
und Cache und Cache Einordnung in das Schichtenmodell: 1. Begriffe 2. SRAM 3. DRAM 4. DRAM-Varianten: EDO-RAM, SDRAM, DDR-RAM, RAMBUS 5. Festwertspeicher: PROM, EPROM, EEPROM 6. Exkurs: Assoziativspeicher
MehrDigitaltechnik II SS 2007
Digitaltechnik II SS 27 7. Vorlesung Klaus Kasper Inhalt Register Halbleiterspeicher Random Access Memory (RAM) SRAM DRAM ROM Programmierbare ROM Realisierung digitaler Systeme Digitaltechnik 2 2 Digitaltechnik
MehrTeil 3 Mikrocontroller
Teil 3 Mikrocontroller 3.1 Programm- und Datenspeicher 3.2 Realisierung von Speicherzellen 3.3 Programmierung Teil 3 Mikrocontroller 1 Advanced Architecture Optimizes the Atmel AVR CPU Delivering High
MehrBesprechung des 7. Übungsblattes Speicheraufbau Speichertypen DRAM Speicherbelegung
Themen heute Besprechung des 7. Übungsblattes Speicheraufbau Speichertypen DRAM Speicherbelegung Besprechung des 7. Übungsblattes Aufgabe 4a Der eigentliche Sprung erfolgt in der MEM-Phase (4. Pipeline-Stufe),
MehrDigitaltechnik II SS 2007
Digitaltechnik II SS 27 6. Vorlesung Klaus Kasper Inhalt Asynchroner Zähler Synchroner Zähler Schaltungsanalyse Register Halbleiterspeicher Random Access Memory (RAM) SRAM DRAM Digitaltechnik 2 2 Frequenzteiler
MehrModul 304: Personalcomputer in Betrieb nehmen Thema: Speicher. Speicher / Memory V 1.0. Technische Berufsschule Zürich IT Seite 1
Speicher / Memory V 1.0 Technische Berufsschule Zürich IT Seite 1 Einleitung: Der Speicher (engl. Memory) ist eine Kernfunktion in einem Rechner. Programme und Daten werden in Speichern abgelegt. Man spricht
MehrSpeicher (1) zur Realisierung eines Rechnerspeichers benötigt man eine Materie mit physikalischen Eigenschaften, die
Speicher (1) Definition: Speichern ist die kurz- oder langfristige Änderung einer oder mehrerer physikalischer Eigenschaften einer Materie durch ein externes Ereignis. zur Realisierung eines Rechnerspeichers
MehrMikroprozessortechnik Grundlagen 1
Grundlagen - Grundbegriffe, Aufbau, Rechnerarchitekturen, Bus, Speicher - Maschinencode, Zahlendarstellung, Datentypen - ATMELmega28 Progammierung in C - Vergleich C und C++ - Anatomie eines µc-programmes
MehrErweiterung von Adressraum und Bit Tiefe
Erweiterung von Adressraum und Bit Tiefe Erweiterung des vorigen Beispiels ist offensichtlich: Vergrößerung des Adressraums (in der Größenordnung 2 n ): Füge eine Adressleitung hinzu und verdoppele die
MehrNichttechnische Speicherung
Datenspeicher Datenspeicher Ein Datenspeicher oder Speichermedium dient zur Speicherung von Daten beziehungsweise Informationen. Der Begriff Speichermedium wird auch als Synonym für einen konkreten Datenträger
MehrDigitale Speicher I. Tabelle 1: Hexadezimales Zahlensystem
Digitale Speicher I Vorbesprechung Was ist ein Speicherbaustein? Ein Speicherbaustein ist ein elektronisches Bauteil in dem ein Programm oder Daten bzw. auch beides gespeichert werden können. Ein Programm
MehrErgänzung: RAM und ROM. SS 2012 Grundlagen der Rechnerarchitektur Speicher 72
Ergänzung: RAM und ROM SS 2012 Grundlagen der Rechnerarchitektur Speicher 72 Speichern eines Bits versus viele MB Wir wissen wie wir einzelne Bits speichern können (Erinnerung: Latches, Flip Flops) Mehrere
MehrTechnische Grundlagen der Informatik
Technische Grundlagen der Informatik WS 2008/2009 13. Vorlesung Klaus Kasper WS 2008/2009 Technische Grundlagen der Informatik 1 Wiederholung Register Multiplexer Demultiplexer Halbleiterspeicher Statisches
MehrRechnerstrukturen. 5. Speicher. Inhalt. Vorlesung Rechnerstrukturen Wintersemester 2002/03. (c) Peter Sturm, Universität Trier 1.
Rechnerstrukturen 5. Speicher 5.1 Motivation Speichertypen RAM / ROM Dynamisches RAM Inhalt Cache-Speicher Voll Assoziativ n-wege Assoziativ Direct Mapping 5.2 (c) Peter Sturm, Universität Trier 1 Der
MehrSpeichermedien
Definition = alle Medien die Informationen/Daten aufnehmen oder zeitweise speichern Daten= Informationen die technische Geräte verarbeiten können Verschiedene Arten zu Speichern: USB-Sticks Speicherkarten
MehrTeil 1: Digitale Logik
Teil 1: Digitale Logik Inhalt: Boolesche Algebra kombinatorische Logik sequentielle Logik kurzer Exkurs technologische Grundlagen programmierbare logische Bausteine 1 Tri-State Ausgangslogik Ausgang eines
MehrCPU Speicher I/O. Abbildung 11.1: Kommunikation über Busse
Kapitel 11 Rechnerarchitektur 11.1 Der von-neumann-rechner Wir haben uns bisher mehr auf die logischen Bausteine konzentriert. Wir geben jetzt ein Rechnermodell an, das der physikalischen Wirklichkeit
Mehr8. SPS Komponenten: Beschreibung der Hardware-Komponenten einer SPS samt deren Eigenschaften
8. SPS Komponenten: Beschreibung der Hardware-Komponenten einer SPS samt deren Eigenschaften Automatisierungsgerät: Zentralbaugruppe mit Prozessor Kommunikationsbaugruppe (Feldbusanschaltung) Bussysteme
MehrRechnerstrukturen Winter SPEICHER UND CACHE. (c) Peter Sturm, University of Trier 1
9. SPEICHER UND CACHE (c) Peter Sturm, University of Trier 1 Inhalt Grundlagen Speichertypen RAM / ROM Dynamisches RAM Cache- Speicher Voll AssoziaNv n- Wege AssoziaNv Direct Mapping Beispiel: 8 Bit- Register
Mehr2. Halbleiterspeicher
2. Halbleiterspeicher Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random Access Memory): Zu jeder Speicherstelle kann gleich schnell zugegriffen werden. Matrixförmige Anordnung von 1Bit Speicherzellen, jede Speicherzelle
MehrHauptspeicher H.1.1 Einordnung Organisation und Verhalten von Hauptspeichermodulen. Caches und assoziative Speicherung. Höhere Informatik :
H. Hauptspeicher H.. Einordnung Organisation und Verhalten von Hauptspeichermodulen. Caches und assoziative Speicherung. Höhere Informatik : Hierarchische Datenspeicherung. - Programmierung, Datenbanken,
MehrEEPROM Lesen/Schreiben über SPI-Bus
EEPROM Lesen/Schreiben über SPI-Bus Experiment EEPROMtest 6 A.Schultze / DK4AQ 15.06.2013 Was ist ein EEPROM? EEPROM = Electrical Erasable Programmable Read Only Memory Ein EEPROM kann elektrisch geschrieben
Mehreinfache DRAMs sind heute nicht mehr erhältlich, sondern nur noch die schnelleren DRAM-Varianten...
3 DRAM (10) Vor-/Nachteile von DRAM-Bausteinen: periodischer Refresh erforderlich hohe Zugriffszeit von ca. 60 ns für das erste Datenwort, dank FPM kürzere Zugriffszeit von ca. 30 ns für folgende Datenworte
MehrRechnerorganisation 5. Vorlesung
Rechnerorganisation 5. Vorlesung Mathematische Grundlagen (1) Boolesche Algebren: BMA, BAA (2,3) Kombinatorische Schaltungen (4,5) Automaten (6,7) Sequentielle Schaltungen (8) Programmierbare Strukturen
MehrTeil 2.3. Welche Hardware (Elektronik) benutzt ein Computer zum Speichern von Daten?
Speichern von Daten Teil 2.3 Welche Hardware (Elektronik) benutzt ein Computer zum Speichern von Daten? 1 von 23 Inhaltsverzeichnis 3... Speicher sind Wichtig! 4... Speicher Einheiten 7... Flüchtiger Speicher
MehrF. Technologische Grundlagen
F. Technologische Grundlagen F.1. Einordnung Bisher: - wenige Schaltkreise pro Chip, - feste Verdrahtung. Nun: - Generischer Schaltkreis, - Löschen & programmieren, - Umfangreiche Funktionalität, - Einstellbare
MehrFPGA vs. Mikrocontroller. Agenda
FPGA vs. Mikrocontroller Name: Jan Becker Matrikelnummer: 546508 Agenda - Kurzvorstellung eines FPGAs - Komponenten eines FPGAs - Programmierung eines FPGAs - Kurzvorstellung eines Mikrocontrollers - Komponenten
Mehr1 Mikrocontroller. 1.1 Speicherarchitekturen bei uc. 1.2 Externer Speicher (Programm/Daten) Mikroprozessortechnik MFB. Speicher, Programmübertragung
1 Mikrocontroller... 1 1.1 Speicherarchitekturen bei uc... 1 1.2 Externer Speicher (Programm/Daten)... 1 2 Speichertechnologien... 2 2.1 RAM... 2 2.2 ROM... 2 2.3 PROM... 2 2.4 EEPROM... 2 2.5 Flash...
MehrTechnische Grundlagen der Informatik
Technische Grundlagen der Informatik WS 2008/2009 14. Vorlesung Klaus Kasper WS 2008/2009 Technische Grundlagen der Informatik 1 Wiederholung Halbleiterspeicher i Statisches RAM Dynamisches RAM Zahlendarstellung
MehrLösung 2.1 PROM - Dual-zu-Siebensegmentdecoder
Lösung 2. PROM - Dual-zu-Siebensegmentdecoder Die Ziffern bzw. Buchstaben sollen auf der Siebensegmentanzeige gemäß der Abbildung dargestellt werden: 0 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 4 5 Die Ansteuerung der Leuchtsegmente
Mehr6. Speicherstruktur und Datenpfade
6 Speicherstruktur und Datenpfade Folie 1 6. Speicherstruktur und Datenpfade Bisher: Flipflops zur Speicherung binärer Information (1-bit) Register zur temporären Datenspeicherung und Datenmanipulation
Mehr13 Programmierbare Speicher- und Logikbausteine
13 Programmierbare Speicher- und Logikbausteine Speicherung einer Tabelle (Programm) Read Only Memory (ROM) Festwertspeicher Nichtflüchtig Nichtlöschbar: ROM PROM bzw. OTP-ROM Anwender programmierbares
MehrMikrocomputertechnik
Mikrocomputertechnik Thema: Grundlage Informationseinheiten Zahlensysteme Zahlendarstellung im Computer Digitaltechnikgrundlagen Halbleiterspeicher Rechnerarchitektur Informationseinheiten BIT NIBBLE MSB
MehrNotizen-Neuerungen PC- HAUPTSPEICHER
PC- HAUPTSPEICHER Einleitung...2 Erklärung... 2 Technische Grundlagen... 3 Die Vorläufer der heutigen Speicherarten...4 Von SDRAM zu DDR RAM und RDRAM... 5 Die Unterschiede zwischen SDRAM und DDR RAM...
MehrArithmetische und Logische Einheit (ALU)
Arithmetische und Logische Einheit (ALU) Enthält Blöcke für logische und arithmetische Operationen. n Bit Worte werden mit n hintereinander geschalteten 1 Bit ALUs bearbeitet. Steuerleitungen bestimmen
MehrHalbleiterspeicher. Thomas Schumann. M.Sc.-Studiengang Elektrotechnik. Hochschule Darmstadt. Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Halbleiterspeicher Thomas Schumann M.Sc.-Studiengang Elektrotechnik Hochschule Darmstadt Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik Einleitung Einleitung Diese Kurseinheit stellt Aufbau, Funktionsweise
MehrSpeicherkapazität und Zugriffszeit einiger. Informationsspeicher. Informationsspeicher
Informationsspeicher sind eine entscheidende Grundlage für Informationstechnik, sie haben die Aufgabe, Daten und Programme effektiv verfügbar zu machen. Ihre technischen und ökonomischen Parameter begrenzen
MehrTechnische Grundlagen der Informatik Kapitel 5. Prof. Dr. Sorin A. Huss Fachbereich Informatik TU Darmstadt
Technische Grundlagen der Informatik Kapitel 5 Prof. Dr. Sorin A. Huss Fachbereich Informatik TU Darmstadt Kapitel 5: Themen Speicherarchitekturen RAM-, ROM-Speicher Flash-Speicher Logikimplementierung
MehrF Programmierbare Logikbausteine
1 Einordnung Ebene 6 Problemorientierte Sprache Ebene 5 Assemblersprache F Programmierbare Logikbausteine Ebene 4 Ebene 3 Ebene 2 Ebene 1 Betriebssystem ISA (Instruction Set Architecture) Mikroarchitektur
MehrD. Programmierbare Logik
D. Programmierbare Logik Bisher: - wenige Schaltkreise pro Chip, - feste Verdrahtung. Nun: - Generischer Schaltkreis, - Löschen & programmieren, - Umfangreiche Funktionalität, - Einstellbare Logikfunktionen,
MehrMikroprozessoren Grundlagen AVR-Controller Input / Output (I/O) Interrupt Mathematische Operationen
Mikroprozessoren Grundlagen Aufbau, Blockschaltbild Grundlegende Datentypen AVR-Controller Anatomie Befehlssatz Assembler Speicherzugriff Adressierungsarten Kontrollstrukturen Stack Input / Output (I/O)
MehrF Programmierbare Logikbausteine
1 Einordnung Ebene 6 Problemorientierte Sprache Ebene 5 Assemblersprache F Programmierbare Logikbausteine Ebene 4 Ebene 3 Ebene 2 Ebene 1 Betriebssystem ISA (Instruction Set Architecture) Mikroarchitektur
MehrA6. Digitale Speichermedien
A6. Digitale Speichermedien A6.1 Optische Speicher A6.2 Halbleiterspeicher A6.3 Magnetische Speicher Bänder, Disketten, Festplatten Literatur: z.b. Messmer/Dembowski, PC-Hardwarebuch, Kapitel 16 Ludwig-Maximilians-Universität
MehrSpeicherkomponenten - Halbleiterspeicher
MIKROPROZESSOR PROGRAMMIERUNG 4. VORLESUNG BIT LV-Nr. 439.026 SS2007 1 Ein Halbleiterspeicher dient der zeitlich begrenzten und unbegrenzten Aufbewahrung von Daten, Zuständen und Programmen in Form von
MehrMIKROPROZESSOR PROGRAMMIERUNG 4. VORLESUNG. LV-Nr. 439.026 SS2007 1 INSTITUT FÜR ELEKTRONIK BIT
MIKROPROZESSOR PROGRAMMIERUNG 4. VORLESUNG BIT LV-Nr. 439.026 SS2007 1 Ein Halbleiterspeicher dient der zeitlich begrenzten und unbegrenzten Aufbewahrung von Daten, Zuständen und Programmen in Form von
MehrGrundlagen der Informatik III Wintersemester 2010/ Vorlesung Dr.-Ing. Wolfgang Heenes
Grundlagen der Informatik III Wintersemester 2010/2011 13. Vorlesung Dr.-Ing. Wolfgang Heenes int main() { printf("hello, world!"); return 0; } msg: main:.data.asciiz "Hello, world!".text.globl main la
MehrÜbersicht. 1. Was ist Flash Memory? 2. Wie funktioniert Flash Memory? Einordnung Vorteile, Nachteile. Spezielle Technologie Schreiben Lesen.
Übersicht 1. Was ist Flash Memory? Einordnung Vorteile, Nachteile 2. Wie funktioniert Flash Memory? Spezielle Technologie Schreiben Lesen Seite 2 Übersicht 3. Wo wird Flash Memory eingesetzt? Anwendungen
MehrKlassifizierung der Halbleiterspeicher
Klassifizierung der Halbleiterspeicher Halbleiterspeicher nicht flüchtig flüchtig AM nicht löschbar OM POM löschbar EPOM EEPOM statisch AM dynamisch AM abei bedeuten die Abürzungen: OM AM POM EPOM EEPOM
MehrAutomation und Prozessrechentechnik
Automation und Prozessrechentechnik Sommersemester 2 Prozessrechner, Mikroprozessor Aufgabe eines Prozessrechners Ein Prozessrechner ist ein (digitaler) Rechner, der einen technischen Prozess nach Vorgaben
MehrRechnernetze und Organisation
Memory 1 Übersicht Motivation Speicherarten Register SRAM, DRAM Flash Speicherhierarchie Cache Virtueller Speicher 2 Motivation Speicher ist zentraler Bestandteil eines Computers neben Prozessor CPU Computer
MehrMatrixbildung mit Speicherzellen Zugriff über Multiplexer und Demultiplexer
Kapitel 7 Versuch 700 Matrixbildung mit Speicherzellen ugriff über Multiplexer und Demultiplexer Der Übergang vom einzelnen Flipflop zu einem Register entspricht dem Übergang von Buchstaben zu einer eile
MehrVorlesung: Rechnerstrukturen, Teil 2 (Modul IP7)
Vorlesung: Rechnerstrukturen, Teil 2 (Modul IP7) Vorlesung: Rechnerstrukturen, Teil 2 (Modul IP7) J. Zhang zhang@informatik.uni-hamburg.de Universität Hamburg AB Technische Aspekte Multimodaler Systeme
MehrReferat von Sonja Trotter. Hauptspeicher / Arbeitsspeicher / Speicher / RAM
Referat von Sonja Trotter Hauptspeicher / Arbeitsspeicher / Speicher / RAM Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 2. Speicher 3. Hauptspeicher 3.1. Arbeitsspeicher 3.1.1. Allgemein 3.1.2. Leistungsmerkmale des
MehrIn heutigen Computern findet man schnellen/teuren als auch langsamen/billigen Speicher
Speicherhierarchie In heutigen Computern findet man schnellen/teuren als auch langsamen/billigen Speicher Register Speicherzellen, direkt mit der Recheneinheit verbunden Cache-Speicher Puffer-Speicher
MehrDatenspeicher oder Speichermedien. Lisa C.
Datenspeicher oder Speichermedien Lisa C. Datenträger und Massenspeichermedien Begriffserklärung : Speichermedien sind Gegenstände, die als Datenspeicher dienen: für Musik, Bilder, Sprache, Schrift, Film
MehrEnterprise Computing Einführung in das Betriebssystem z/os. Prof. Dr. Martin Bogdan Prof. Dr.-Ing. Wilhelm G. Spruth WS2012/13
UNIVERSITÄT LEIPZIG Enterprise Computing Einführung in das Betriebssystem z/os Prof. Dr. Martin Bogdan Prof. Dr.-Ing. Wilhelm G. Spruth WS2012/13 Verarbeitungsgrundlagen Teil 4 Cache el0100 copyright W.
MehrComputer-Systeme. Teil 3: Das Boxmodell von Variablen
Computer-Systeme Teil 3: Das Boxmodell von Variablen Computer-Systeme WS 12/13 - Teil 3/Boxmodell 26.10.2012 1 Literatur [3-1] [3-2] [3-3] [3-4] [3-5] Engelmann, Lutz (Hrsg.): Abitur Informatik Basiswissen
MehrComputer-Systeme Teil 3: Das Boxmodell von Variablen
Computer-Systeme Teil 3: Das Boxmodell von Variablen Computer-Systeme WS 12/13 - Teil 3/Boxmodell 26.10.2012 1 Literatur [3-1] [3-2] [3-3] [3-4] [3-5] Engelmann, Lutz (Hrsg.): Abitur Informatik Basiswissen
MehrDigitaltechnik. 6 Speicherelemente. Revision 1.4
Digitaltechnik 6 Speicherelemente A Revision 1.4 Übersicht Adressen Read-Only Memory ROM Random Access Memory RAM Datenbusse Caches Speicher Memory ROM: read-only memory RAM: random-access memory (besser
MehrCourse DEVICES & CIRCUITS
Course DEVICES & CIRCUITS Chapter: Semiconductor Memories Michael E. Auer Source of figures: Jaeger/Blalock: Microelectronic Circuit Design, McGraw-Hill Course Content Introduction and Milestones in Microelectronics
MehrNicht flüchtige Speicher: Nicht löschbar: ROM, PROM (z.b. System). löschbar: EPROM, EEPROM, Flash (z.b. BIOS).
3. Speicher 3.1. Überblick Entwicklung: Speicherchips Chip-Kapazität: 256 kbit (ca. 1988) 4 GBit (2001, nicht in Serie). Zugriffszeiten: 250ns (1980), 145 ns (1992), 70ns (1994), 7ns (heute). Ursprüngliche
MehrTeil 1: Digitale Logik
Teil 1: Digitale Logik Inhalt: Boolesche Algebra kombinatorische Logik sequentielle Logik kurzer Exkurs technologische Grundlagen programmierbare logische Bausteine 1 Tri-State Ausgangslogik Ausgang eines
MehrBauelemente der Technischen Informatik
Fachbereich IV - Informatik Bauelemente der Technischen Informatik Manfred Paul Vorlesungsskript SS 2003 Version vom 1. Mai 2003 Alle Rechte vorbehalten. Vervielfältigung jeglicher Art ist untersagt. by
MehrÜbersicht über Technologie und Nutzung von Solid State Drives
Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur für Technische Informationssysteme Übersicht über Technologie und Nutzung von Solid State Drives WS 2010/11, 6. Dezember 2010 Betreuer:
Mehra. Flipflop (taktflankengesteuert) Wdh. Signalverläufe beim D-FF
ITS Teil 2: Rechnerarchitektur 1. Grundschaltungen der Digitaltechnik a. Flipflop (taktflankengesteuert) Wdh. Signalverläufe beim D-FF b. Zähler (Bsp. 4-Bit Zähler) - Eingang count wird zum Aktivieren
Mehr4. Digitale Speichermedien
4. Digitale Speichermedien 4.1 Halbleiterspeicher 4.2 Magnetische Speicher Bänder, Disketten, Festplatten 4.3 Optische Speicher u.a. CD und DVD Literatur: z.b. Messmer/Dembowski, PC-Hardwarebuch, Kapitel
MehrTeil 1: Digitale Logik
Teil 1: Digitale Logik Inhalt: Boolesche Algebra kombinatorische Logik sequentielle Logik kurzer Exkurs technologische Grundlagen programmierbare logische Bausteine 1 Tri-State Ausgangslogik Ausgang eines
Mehr1 2 3 4 5 6 7 8 9 Beim Anlegen von Spannung am Gate entsteht ein elektrisches Feld, was eine Anreicherung von Minoritätsladungsträgern unter dem Gate bewrikt.ab einer bestimmten Schwellenspannung wird
MehrVersuch D3: Busse, Speicher und Ampelsteuerung mit Speicher
Versuch D3: Busse, Speicher und Ampelsteuerung mit Speicher Version D3_16 vom 25.05.2016 Ziel dieses Versuches: Entwicklung einer Ablaufsteuerung mit einem 32 * 4 bit Speicherbaustein, um eine flexible
MehrRechnerorganisation. 1. Juni 201 KC Posch
.6.2 Rechnerorganisation. Juni 2 KC Posch .6.2 2 .6.2 Front Side Bus Accelerated Graphics Port 28 MHz Front Side Bus North Bridge RAM idge South Bri IDE USB PCI Bus 3 .6.2 Front Side Bus Front Side Bus
MehrTheorie der Programmiersprachen
slide 1 Vorlesung Theorie der Programmiersprachen Prof. Dr. Ulrich Ultes-Nitsche Forschungsgruppe Departement für Informatik Universität Freiburg slide 2 Heute Komponenten eines Computers Speicher Die
MehrSyslogic White Paper pslc (Pseudo Single Level Cell): Was taugt die neue Flash-Technologie?
Syslogic White Paper pslc (Pseudo Single Level Cell): Was taugt die neue Flash-Technologie? 1. Einleitung 2. Funktionsweise von NAND-Flash-Speichern 2.1 Allegemeine Funktionsweise von NAND-Flash-Speichern
MehrIn diesem Abschnitt werden wir einige Schaltwerke kennenlernen, die als Basisbauteile überall im Aufbau digitaler Schaltungen verwendet werden.
Spezielle Schaltwerke In diesem Abschnitt werden wir einige Schaltwerke kennenlernen, die als Basisbauteile überall im Aufbau digitaler Schaltungen verwendet werden. Das Register Das Register oder der
MehrFPGA Field Programmable Gate Array im Unterschied zu anderen PLD-Architekturen.
FPGA Field Programmable Gate Array im Unterschied zu anderen PLD-Architekturen. Kasdaghli Ameni Inhalt. Die Klassifizierung von ASIC 2. Simple Programmable Logic Device SPLD 3. Complex Programmable Logic
MehrEinführung in Computer Microsystems 8. Speicher, PLLs, Busse
Einführung in Computer Microsystems 8. Speicher, PLLs, Busse Prof. Dr.-Ing. Sorin A. Huss Fachbereich Informatik Integrierte Schaltungen und Systeme SS 2009 Integrierte Schaltungen und Systeme Einführung
MehrMikrocomputertechnik - Speicher
4. peicher 4.1 Allgemeines peicherpyramide 4-1 peichermatrix 4-2 4.2 Halbleiterspeicher Klassifizierung der Halbleiterspeicher Halbleiterspeicher nicht flüchtig flüchtig RAM nicht löschbar ROM PROM löschbar
MehrAufbau eines Taschenrechners
siehe Skizze Aufbau einer Waage siehe Skizze Speichermöglichkeit Aufbau eines Taschenrechners Speichermöglichkeit Adressbus 65536 (2 16 ) (2 wegen der Zustände =aus und 1=an) => 65536 Möglichkeiten =>
MehrMikrocontroller. eine Einführung. Florian Schmitt - 16.11.2010 1 / 34
Mikrocontroller eine Einführung Florian Schmitt - 16.11.2010 1 / 34 Inhalt Was sind Mikrocontroller, wozu sind sie nützlich? Unterschiede und Gemeinsamkeiten mit dem PC Wie funktionieren Mikrocontroller
MehrFeldeffekttransistoren in Speicherbauelementen
Feldeffekttrasistore i Speicherbauelemete DRAM Auch we die Versorgugsspaug aliegt, ist ei regelmäßiges (typischerweise eiige ms) Refresh des Speicherihaltes erforderlich (Kodesator verliert mit der Zeit
MehrTechnische Informatik 1
Wolfram Schiffmann Robert Schmitz Technische Informatik 1 Grundlagen der digitalen Elektronik 4., neu bearbeitete und erweiterte Auflage Mit 236 Abbildungen und 38 Tabellen Springer 1. Grundlagen der Elektrotechnik
MehrTechnische Grundlagen der Informatik
Technische Grundlagen der Informatik WS 2008/2009 16. Vorlesung Klaus Kasper WS 2008/2009 Technische Grundlagen der Informatik 1 Inhalt Wiederholung: Gleitkommadarstellung Konstruktion Normalisierte /
Mehr