时间:2025/12/26 16:01:08
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D2816是一款由美国国家半导体公司(National Semiconductor,现已被TI收购)生产的高速、低功耗CMOS动态随机存取存储器(DRAM)芯片。该器件属于早期的16Kbit DRAM产品系列,采用28引脚双列直插封装(DIP)或类似封装形式,广泛应用于20世纪80年代至90年代初期的微型计算机、工业控制设备、通信系统以及嵌入式系统中。D2816的工作电压通常为+5V,符合当时主流TTL电平接口标准,能够与多种微处理器和控制器直接接口。其存储结构为16,384位,组织方式为2K x 8位,即2048个地址,每个地址存储8位数据,适用于需要中等容量、快速访问内存的应用场景。
作为一款动态RAM,D2816需要周期性地进行刷新操作以维持存储数据的完整性。它通过行地址和列地址分时复用的方式输入地址信号,利用RAS(行地址选通)和CAS(列地址选通)两个控制信号实现地址锁存和存储单元选择。这种地址多路复用技术有效减少了引脚数量,在当时的技术条件下具有较高的集成度和成本效益。D2816还具备读写使能控制功能,支持标准的读操作和写操作模式,并在待机状态下进入低功耗模式以节省能耗。
型号:D2816
制造商:National Semiconductor (NSC)
类型:CMOS DRAM
存储容量:16 Kbit (2K x 8)
工作电压:+5V ±10%
访问时间:典型值70ns - 150ns(依具体子型号而定)
封装形式:28-pin DIP、SOIC等
温度范围:商业级(0°C 至 +70°C)
刷新周期:典型2ms内完成全部行刷新
RAS到CAS延迟:符合标准DRAM时序要求
功耗:静态电流约数mA,动态功耗随频率增加
地址引脚:A0-A10(复用行/列地址)
数据引脚:DQ0-DQ7(双向)
控制信号:RAS, CAS, WE, OE(部分变体)
D2816的核心特性之一是其高密度与低功耗的结合,这得益于其采用的CMOS工艺技术。相较于早期的NMOS或PMOS DRAM,CMOS结构显著降低了静态功耗,使得该芯片更适合用于对功耗敏感的系统中。此外,CMOS工艺提高了抗噪声能力和稳定性,增强了器件在复杂电磁环境下的可靠性。其16Kbit的存储容量在发布时期属于主流水平,足以支持小型操作系统、固件缓存、显示缓冲区等多种用途。
另一个关键特性是地址多路复用机制。D2816使用11位地址线(A0-A10),通过RAS和CAS两个选通信号分别锁存行地址和列地址,从而将原本需要19根独立地址线的设计压缩至仅需11根,极大减少了PCB布线复杂度和封装成本。这一设计成为后续DRAM发展的标准范式。同时,该芯片支持标准的异步读写控制,兼容当时主流的微处理器总线时序,如Z80、8086等,便于系统集成。
D2816还具备自动刷新和自定时控制能力。在正常运行期间,外部控制器需定期触发RAS-only刷新周期,以确保每一行存储单元在规定时间内被重新充电。这种机制虽然增加了系统设计的复杂性,但保证了数据的长期稳定存储。此外,芯片内部集成了Sense Amplifier(感应放大器)和地址译码逻辑,能够在较短时间内完成数据读取和写入操作,提供稳定的性能表现。尽管现代SDRAM已全面取代此类异步DRAM,但在某些复古计算、维修老旧设备或教学实验场合,D2816仍具有一定的应用价值。
D2816主要应用于上世纪80年代至90年代初的各种电子系统中,尤其是在早期个人计算机、工业控制终端、测试仪器和通信设备中扮演重要角色。例如,在一些基于Z80或8086架构的微型计算机系统中,D2816常被用作主内存或视频显示缓存,支持基本的操作系统运行和图形界面显示。由于其8位数据宽度与当时的8位处理器天然匹配,因此无需额外的数据总线扩展逻辑,简化了系统设计。
在工业自动化领域,D2816被用于PLC(可编程逻辑控制器)中的临时数据存储、I/O状态缓存以及程序运行缓冲区。这些应用场景通常要求较高的可靠性和适中的访问速度,而D2816凭借其成熟的制造工艺和稳定的性能表现,成为当时工程师的首选之一。此外,在通信设备如调制解调器、交换机接口板中,该芯片可用于帧缓冲、协议处理中间数据暂存等功能,满足实时性要求不极端但需一定存储空间的需求。
教育和科研机构也曾广泛使用D2816进行计算机体系结构教学和数字系统实验。学生可以通过实际搭建包含D2816的最小系统,深入理解动态RAM的工作原理、地址多路复用、刷新机制以及总线时序控制等核心概念。即使在今天,一些复古计算爱好者仍在修复或重建经典计算机系统时寻找D2816或其替代品,以保持系统的原始风貌和功能完整性。
MCM2816
IDT42816
CY7C2816
ISSI IS42S28160