第 6 章 主 存 储 器1.ppt

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1、第6章存储器半导体存储器的分类6.1读写存储器（RAM）6.2现代RAM6.3只读存储器（ROM）6.4计算机系统对存储器的要求:容量要大、存取速度要快，成本低。计算机系统都是采用多级存储体系结构：寄存器速度变慢高速缓存（CACHE)成本变低主存储器(内存储器)容量增大辅助(外)存储器与CPU数据交换减少网络存储器如图6-1所示。6.1半导体存储器的分类半导体存储器从使用功能上划分：读写存储器RAM(RandomAccessMemory)（随机存取存储器）只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)RAM:

2、可读可写；主要用来存放各种现场的输入输出数据、中间计算结果、与外存交换的信息以及作为堆栈使用；掉电后信息会丢失。ROM：正常工作时是读出方式；主要用来存放各种管理、监控程序、操作系统基本输入输出程序（BIOS)；掉电后信息不会丢失。半导体存储器的分类E2PROMFLASHROM6.1.1RAM的种类RAM分为双极型(Bipolar)和MOSRAM两大类。各种RAM特点：共同点：信息易失性。双极型RAM:由TTL晶体管逻辑电路组成；存取速度快（10ns以下）；集成度低；功耗大；用于高速微机中。静态RAM（SRAM)

3、:以触发器为基本存储电路；速度较快；集成度较低；功耗大；用于CACHE（高速缓存）。动态RAM（DRAM):利用电容存储信息；速度低；集成度高；功耗低；需要定时刷新；价格低；用于大容量内存6.1.2ROM的种类（信息非易失性）1.掩模ROM：早期的ROM由半导体厂商按照某种固定线路制造的，制造好以后就只能读不能改变。这种ROM适用于批量生产的产品中，成本较低，但不适用于研究工作。2.可编程序的只读存储器PROM(ProgrammableROM)可由用户对它进行编程，用户只能写一次，已不常用。3.可擦去的可编程只读

4、存储器EPROM(ErasablePROM)可用紫外线擦除内容；可以多次改写；但需要专用的擦除、写入设备；写入信息很慢（写一个字节50MS)；4.电可擦除EPROM（E2PROM)：类似EPROM；擦除、写入可在线进行。5.FLASHROM:电子盘、数码相机等使用。6.2读写存储器（MOS型RAM）6.2.1基本存储电路基本存储电路是组成存储器的基础和核心，它用来存储一位二进制信息：“0”或“1”。在MOS存储器中，基本存储电路分为：静态存储电路：六管静态存储电路动态存储电路：单管存储电路（电容存储信息）1.六管

5、静态存储电路静态存储电路是由两个增强型的NMOS反相器交叉耦合而成的触发器。如图6-3(a)所示。双稳态触发器六管静态存储电路（1）双稳态触发器：T1、T2为控制管T3、T4为负载管这个电路具有两个不同的稳定状态：若T1截止，A=“1”(高电平)，它使T2开启，B=“0”(低电平)而B=“0”又保证了T1截止，状态稳定。T1开启，T2截止的状态也是互相保证而稳定的。因此，可以用这两种不同状态分别表示“1”或“0”。（2）六管静态存储电路：当X的译码输出线为高电平时:T5、T6管导通，A、B端就与位线D0和D0#相

6、连；当这个电路被选中时，相应的Y译码输出也是高电平，故T7、T8管(它们是一列公用的)也是导通的，于是D0和D0#(这是存储器内部的位线)就与输入输出电路I/O及I/O#(这是指存储器外部的数据线)相通。写入信息：I/O经T7、T5写入A端。I/O#经T8、T6写入B端。读出信息：T5开启，T7开启，A端信息经D0、T7送到I/O线。T6开启，T8开启，B端信息经D0#、T8送到I/O#线。不读不写（存储电路没被选中）：T5、T6、T7、T8截止，双稳态触发器工作，保存信息。判断存储信息是“1”/“0”的方法：静

7、态存储电路读出时可以把I/O与I/O#线接到一个差动放大器，由其电流方向即可判定存储单元的信息是“1”还是“0”；也可以只有一个输出端接到外部，以其有无电流通过而判定所存储的信息。这种存储电路，它的读出是非破坏性的，即信息在读出后仍保留在存储电路内。特点：只要有电源，信息不会丢失，不用刷新由于总有一个管子开启，能耗大速度快、集成度低、成本高。8个这样的存储电路并行工作组成一个字节的信息；六管静态存储电路是组成SRAM的基础。2.单管存储电路单管存储电路是由一个管子T1和一个电容C构成。写入时：字选择线为“1”，T

8、1管导通，写入信号由位线(数据线)存入电容C中。读出时：字选择线为“1”，存储在电容C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存储信息。信息读出后，信息会被破坏，需要恢复。单管动态存储电路的特点：存储电路简单、集成度高。读出后存储电路的信息受到破坏，需要恢复。需要定时刷新。8个单管动态存储电路并行工作，组成一个字节。单管动态存储电路是组成DRAM的基础。字