《存储器系统》PPT课件(I)

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1、第四章存储器系统4.1存储器的分类存储器是计算机系统的重要组成，用于存放系统工作的信息（程序和数据）。一、按在微机系统中位置分类分为主存储器(内存)、辅助存储器(外存)、缓冲存储器等，主存储器又称为系统的主存或者内存，位于系统主机的内部，CPU可以直接对其中的单元进行读/写操作；辅存存储器又称外存，位于系统主机的外部，CPU对其进行的存/取操作，必须通过内存才能进行；缓冲存储器位于主存与CPU之间，其存取速度非常快，但存储容量更小，可用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾，提高整个系统的运行速度。采用三级存储器结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器，由这

2、三者构成一个统一的存储系统。从整体看，其速度接近高速缓存的速度，其容量接近辅存的容量，而其成本则接近廉价慢速的辅存平均价格。二、半导体存储器分类按存取方式分类：随机存取存储器、只读存储器按制造工艺分类有双极型和MOS型按掉电后数据的是否保存分为易失型和非易失型(1)．随机存储器RAM能够通过指令随机地对各个单元进行读/写操作，读写时间相同，存储信息关机后会消失。SRAM：静态RAM是以双稳态元件作为基本的存储单元来保存信息的，只要不断电，保存的信息不会被破坏。DRAM：动态RAM是靠电容的充、放电原理来存放信息的，电容上的电荷会随着时间而泄露，必须定时进行刷新。

3、NVRAM：非易失型RAM。PSRAM：伪静态读写存储器。MPRAM：多端口RAM。FRAM：铁电介质读写存储器。（2）．只读存储器ROM在微机系统的在线运行过程中，只能对其进行读操作，而不能进行写操作的一类存储器。ROM通常用来存放固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。掩膜型ROMPROM：可编程只读存储器EPROM：可擦除的可编程的只读存储器（紫外光）OTPROM：一次可编程只读存储器EEPROM：电可擦除的可编程只读存储器FlashMemory：快擦型存储器三、存储器的主要技术指标存储容量是存储器系统的首要性能指标，因为存储容量越大，则系统能够保存

4、的信息量就越多，相应计算机系统的功能就越强；存储器的存取速度直接决定了整个微机系统的运行速度，因此，存取速度也是存储器系统的重要的性能指标；存储器功耗：维持和操作功耗；可靠性：平均无故障时间；存储器的成本。四、存储器的系统结构1．存储体一个基本存储单元可以存放一位二进制信息，其内部具有两个稳定的且相互对立的状态，并能够在外部对其状态进行识别和改变。不同类型的基本存储单元，决定了由其所组成的存储器件的类型不同。一个基本存储单元只能保存一位二进制信息，若要存放M×N个二进制信息，就需要用M×N个基本存储单元，它们按一定的规则排列起来，由这些基本存储单元所构成的阵列称

5、为存储体或存储矩阵。2．地址译码器由于存储器系统是由许多存储单元构成的，每个存储单元一般存放8位二进制信息，为了加以区分，我们必须首先为这些存储单元编号，即分配给这些存储单元不同的地址。地址译码器的作用就是用来接受CPU送来的地址信号并对它进行译码，选择与此地址码相对应的存储单元，以便对该单元进行读／写操作。3．数据缓冲器暂存来自CPU写入数据或存储体的读出数据，与双向的数据线相连，要用到三态输出缓冲器4．控制逻辑电路片选控制信号用以实现芯片的选择。对于一个芯片来讲，只有当片选信号有效时，才能对其进行读／写操作。而读/写控制电路则用来控制对芯片的读/写操作。4.

6、2随机读写存储器RAM一、静态RAM1基本存储单元静态RAM的基本存储单元是由两个增强型的NMOS反相器交叉耦合而成的触发器，每个基本的存储单元由六个MOS管构成。不需要刷新，外围电路简化；集成度较低、功耗较大等。2、SRAM的结构及组织(1)单译码结构(2)双译码结构3标准静态RAM集成电路Intel62648K×8(为何这样设计)引脚存储器的结构接口工作电路原理Intel6225632K×8(自我设计)二、动态读写存储器DRAM1．动态RAM基本存储单元写操作：字选择线为高电平，T1管导通，写信号通过位线存入电容C中；读操作：字选择线仍为高电平，存储在电容C

7、上的电荷，通过T1输出到数据线上，通过读出放大器，即可得到所保存的信息。刷新：动态RAM存储单元实质上依靠T1管栅极电容的充放电原理来保存信息的。时间一长，电容上所保存的电荷就会泄漏，造成了信息的丢失。必须及时地向保存“1”的那些存储单元补充电荷。2动态RAM集成电路Excel在细菌生化筛选和鉴定系统中的应用Intel2164A是64K×1的动态RAM存储器芯片三、高集成度DRAM及新型内存条1、内存条把高集成度DRAM置于称之为内存条的小电路板上2双数据传输速率同步动态随机存储器DDRSRAM4.3只读存储器ROM指在微机系统的在线运行过程中，只能对其进行读操

8、作，而不能进行写操作的一