第5章_存储器

　　2164是典型的芯片 是典型的芯片 16引脚 引脚 容量为： 容量为：64K*1位;4个128*128的存储矩阵 位 个 的存储矩阵 8条地址线K)的寻址 地址线分 条地址线;为实现 的寻址,地址线位 的寻址 地址线分 时复用: 时复用 行地址选通信号----送 位行地址锁存器 行地址选通信号 送8位行地址锁存器 列地址选通信号----送 位列地址锁存器 列地址选通信号 送8位列地址锁存器

　　主要内容： 主要内容： 存储与存储器概述 读写存储器RAM 读写存储器RAM 只读存储器ROM 只读存储器ROM 主存储器的设计 存储体系的组织

　　主要内容： 主要内容： 半导体存储器分类 存储器的主要性能指标 主存储器的基本结构

　　类型： 常用的 RAM 类型： 静态随机存储器SRAM——存放数据不必动态 存放数据不必动态 静态随机存储器 刷新，直至断电；存取速度快， 刷新，直至断电；存取速度快，但价格较高 动态随机存储器DRAM——必须定时对存储结 必须定时对存储结 动态随机存储器 点充电刷新（用电容存储），存取速度慢 点充电刷新（用电容存储），存取速度慢 ），

　　以字选线上有无管子，区分和存储信息 制造时都有 都是1;出 制造时都有,都是 以字选线上有无管子，区分和存储信息;制造时都有 都是 出 厂时作好,或 或 不可再更改 不可再更改! 厂时作好 或1或0;不可再更改

　　多使用单管型集成电路 数据信息以电荷的形式存储在MOS管的极间电 数据信息以电荷的形式存储在 管的极间电 容上;由于电容存在漏电电流 由于电容存在漏电电流,必须按确定的时间 容上 由于电容存在漏电电流 必须按确定的时间 (2—8ms)刷新 刷新 电路简单、集成度高、 电路简单、集成度高、功耗量小

　　• 在行地址控制下刷新，每次刷新128 ×4 个单元 在行地址控制下刷新， • RAS=0，传行地址；CAS=0，传列地址 ，传行地址； ， • 读写控制信号 WE，当WE=1为读，WE=0为写 为读， ， 为读 为写 • 64Kbit的选择： 的选择： 的选择 128 × 128 × 4

　　存储体 由存储单元组成 每个存储单元存放一个字节的数据 存储单元的编号称为地址 由地址总线决定选择读写操作的目的存储单元 存储单元数N=2n个（n为地址总线的位数） 为地址总线的位数） 存储单元数 为地址总线的位数 地址译码器 位地址码译为N个存储单元中的一个具体编号 将n位地址码译为 个存储单元中的一个具体编号 位地址码译为 三态数据缓冲器 暂时(缓冲 存放写入或读出的数据 暂时 缓冲)存放写入或读出的数据 缓冲 时序控制电路 按照CPU的读写命令和时序 发出读 写控制信号 的读写命令和时序,发出读 按照 的读写命令和时序 发出读/写控制信号

　　字线是存储单元的选择线，由译码电路确定， 字线是存储单元的选择线，由译码电路确定，当 某条字线被选中后，为高电平状态；此时，位线 某条字线被选中后，为高电平状态；此时， 的高或低电平状态就是该位数据的值（ 或 ） 的高或低电平状态就是该位数据的值（1或0） 位线是一个位的数据输出线（或高电平或低电平， 位线是一个位的数据输出线（或高电平或低电平， 或1或0） 或 ）

　　★内存条是将若干片大容量的DRAM芯片 内存条是将若干片大容量的 芯片 设计并组装在一个条形的印制电路板上 ★使用时只需将内存条插在主板的内存条 插座上即可 ★内存条按封装形式分为两类：SIMM和 内存条按封装形式分为两类： 和 DIMM(单/双列直插式存储模块 单 双列直插式存储模块 双列直插式存储模块)

　　基本功能： 基本功能：存放暂时不被执行的程序和数据 使用特点： 使用特点：CPU不能直接访问 不能直接访问 需配置专门的驱动设备进行读取

　　数据信息以文件形式存放 数据信息按存放的先后顺序存取 容量大，存取慢、价格低（如磁带等） 容量大，存取慢、价格低（如磁带等）

　　写操作 ★写入时，片选信号CS=0，表示选中该芯片 写入时，片选信号 ， ★当WE=0,表示是写操作 表示是写操作 ★经译码器译码，确定写入单元（8位）的地址 译码器译码，确定写入单元（ 位 ★将此时I/O线上的数据送入被选中的存储单元 将此时 线上的数据送入被选中的存储单元 6116工作方式真值表见书 工作方式线 工作方式线 概述

　　静态随机存储器 SRAM（Static RAM） （ ） 存储电路由MOS管组成，集成度低、结构复杂，不 管组成，集成度低、结构复杂， 存储电路由 需要刷新。只要不断电， 需要刷新。只要不断电，内容不会丢失 一般用作高速缓冲存储器 动态随机存储器DRAM（Dynamic RAM） （ 动态随机存储器 ） 存储电路由晶体管和电容组成，需要不断刷新（ 存储电路由晶体管和电容组成，需要不断刷新（信 晶体管和电容组成 息保持时间有限，必须不断地刷新） 息保持时间有限，必须不断地刷新） 是内存的主要组成部件

　　存储器容量 字表示（ ）：64K字=64K×16位 字表示（Word）： ）： 字 × 位 字节表示（ ）：64KB=64K×8位 字节表示（Byte）： ）： × 位 存储容量单位： 存储容量单位：1KB=210B、1MB=220B、1GB=230B、 、 、 、 1TB=240B 存储速度 存储时间： 存储时间：从接到读写信号到完成读写操作所用的时间 存储周期： 存储周期：CPU连续两次读写存储器的最小时间间隔 连续两次读写存储器的最小时间间隔 存取时间多取决于材料和工艺的不同；一般在几个ns～ 存取时间多取决于材料和工艺的不同；一般在几个 ～数百 ns 功耗及可靠性

　　1. 掩模ROM 掩模ROM ◆掩模ROM芯片所存储的信息是在 掩模 芯片所存储的信息是在 芯片制造生产时确定， 芯片制造生产时确定，用户不能修改 ◆图示为一个 图示为一个4 一个 4位MOS管的 位 管的ROM 管的

　　非易失性存储器， 非易失性存储器，主要存放不经常修改的固定程序和数 机的BIOS程序等 据，如监控程序、PC机的 如监控程序、 机的 程序等 基本结构与SRAM相似，但要解决“非易失”问题 相似，但要解决“非易失” 基本结构与 相似 以字节为基本单元 有多种类型的ROM （解决“非易失”问题的方法不同） 解决“非易失”问题的方法不同） 有多种类型的 掩膜ROM；可编程的只读存储器PROM 掩膜 ；可编程的只读存储器 可擦除的EPROM；电擦除的PROM ；电擦除的 可擦除的

　　读操作 有效,表示被选中 ★片选CS=0有效 表示被选中 片选 有效 送来的地址信号经地址输入线A ★由CPU送来的地址信号经地址输入线送 送来的地址信号经地址输入线 入地址锁存器 ★该地址被先后送入行(7位)、列(4位)地址译码器 该地址被先后送入行 位 、 位 地址译码器 ★根据译码值，选中一个存储单元（8位）的数据 根据译码值，选中一个存储单元（ 位 ★待控制信号OE=0时，被选中的数据被送至 待控制信号 时 被选中的数据被送至I/O 线上

　　按存储器中的存储区域（ 按存储器中的存储区域（块）存取信息 存储区域内按顺序存储 容量大，存取快（如磁盘等） 容量大，存取快（如磁盘等）

　　2. 主存（Main Memory ，也称内存） 主存（ 也称内存 内存） 基本功能和特点： 基本功能和特点：存放正在执行或将要执行的程序和数据 与CPU直接交换数据信息 直接交换数据信息 均采用半导体存储器 RAM（读写存储器或随机存储器） RAM（读写存储器或随机存储器） 静态随机存取存储器 SRAM 动态随机存取存储器 DRAM ROM（只读存储器） （只读存储器） 掩膜编程 ROM 可编程存储器 PROM 可擦除可编程存储器EPROM 可擦除可编程存储器 电擦除可编程存储器EEPROM 电擦除可编程存储器

　　◆ PROM芯片是允许用户编程一次的只读存储器 芯片是允许用户编程一次的只读存储器

　　该功能的实现是由于结构元器件采用了“ ◆该功能的实现是由于结构元器件采用了“串联在电 子管上的可熔断金属丝” 子管上的可熔断金属丝” 编程时，由熔断脉冲电流使其熔断； ◆编程时，由熔断脉冲电流使其熔断；一旦烧断将不 可“恢复” 恢复” 熔丝式PROM芯片的基本存储电路如下页图所示 ◆熔丝式 芯片的基本存储电路如下页图所示

　　数据线：双向、 地址线： 条 数据线条 条 地址线条 控制线： ， ， 控制线KB ， 引脚

　　列线位 可编 根列线 根列线； 列线根列线位存储的芯片，故一根列线控制 位， 位存储的芯片 故一根列线位 即一根列线)，某一根行线 如 ，某一根行线)上的 个位；这也还是一个 上的8个位 上的 个位； 128*128的矩阵 的矩阵;2K个存储单元 各存 位 个存储单元,各存 的矩阵 个存储单元 各存8位