《内部存储器》PPT课件

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1、第三章内部存储器3.1存储器概述3.2SRAM存储器3.3DRAM存储器3.4只读存储器和闪速存储器3.5并行存储器3.6Cache存储器返回13.1存储器概述一、分类按存储介质分类：磁表面/半导体存储器按存取方式分类：随机/顺序存储器（磁带）按读写功能分类：只读存储器ROM随机读写存储器RAM按信息的可保存性分类：易失性存储器非易失性存储器按存储器系统中的作用分类：主存/辅存/缓存/控制存储器23.1存储器概述二、存储器分级结构1、目前存储器的特点是：速度快的存储器价格贵，容量小；价格低的存储器速度慢，容量大。

2、在计算机存储器体系结构设计时，我们希望存储器系统的性能高、价格低，那么在存储器系统设计时，应当在存储器容量，速度和价格方面的因素作折中考虑，建立了分层次的存储器体系结构如下图所示。33.1.2存储器分级结构2、分级结构高速缓冲存储器简称cache，它是计算机系统中的一个高速小容量半导体存储器。主存储器简称主存，是计算机系统的主要存储器，用来存放计算机运行期间的大量程序和数据。外存储器简称外存，它是大容量辅助存储器。43.1.2存储器分级结构分层存储器系统之间的连接关系53.1.3主存储器的技术指标字存储单元：存放

3、一个机器字的存储单元，相应的单元地址叫字地址。字节存储单元：存放一个字节的单元，相应的地址称为字节地址。存储容量：指一个存储器中可以容纳的存储单元总数。存储容量越大，能存储的信息就越多。存取时间又称存储器访问时间：指一次读操作命令发出到该操作完成，将数据读出到数据总线上所经历的时间。通常取写操作时间等于读操作时间，故称为存储器存取时间。存储周期：指连续启动两次读操作所需间隔的最小时间。通常，存储周期略大于存取时间，其时间单位为ns。存储器带宽：单位时间里存储器所存取的信息量，通常以位/秒或字节/秒做度量单位。6

4、3.2SRAM存储器主存（内部存储器）是半导体存储器。根据信息存储的机理不同可以分为两类：静态读写存储器(SRAM)：存取速度快，但存储容量不如DRAM大。动态读写存储器(DRAM)：73.2SRAM存储器一、基本的静态存储元阵列1、存储位元2、三组信号线地址线数据线行线(64条)列线控制线SRAM特征：用一个锁存器作为存储元。只要锁存器一直通电，它就无限期保持记忆1或0。断电时，数据丢失。6条地址线，存储容量为26=64个存储单元；4条数据线，存储器的字长为4位；则存储位元的总数=64×4=256。83.2SR

5、AM存储器二、基本的SRAM逻辑结构SRAM芯片大多采用双译码方式，以便组织更大的存储容量。采用了二级译码：将地址分成x向、y向两部分。第一级进行x方向（行译码）和y方向（列译码）的独立译码；然后在存储阵列中完成第二级的交叉译码。93.2SRAM存储器32k×8位SRAM结构图共15条地址线，x方向8条，行译码后输出256行。y方向7条，列译码后输出128列。存储阵列为三维结构，共256行×128列×8位（数据线有8条，字长为8位）。用于读与写的互锁逻辑103.2SRAM存储器存储体（256×128×8）通常把各

6、个字的同一个字的同一位集成在一个芯片（32K×1=32×210×1=32×1024×1=256×128×1）中，32K位排成256×128的矩阵。8个片子就可以构成32KB。地址译码器采用双译码的方式（减少选择线的数目）。A0~A7为行地址译码线A8~A14为列地址译码线113.2SRAM存储器读与写的互锁逻辑控制信号中：ˉCS是片选信号，ˉCS有效时（低电平），门G1、G2均被打开。ˉOE为读出使能信号，ˉOE有效时（低电平），门G2开启。读操作时，写命令ˉWE=1（高电平），门G1关闭。写操作时，ˉWE=0，

7、门G1开启，门G2关闭。注意，门G1和G2是互锁的，一个开启时另一个必定关闭，这样保证了读时不写，写时不读。与非门与非门123.2SRAM存储器三、存储器的读写周期读周期读出时间tAQ读周期时间tRC写周期写周期时间tWC写时间tWD存取周期读周期时间tRC=写周期时间tWC地址位先有效133.3DRAM存储器一、DRAM存储位元的记忆原理SRAM存储器的存储位元是一个触发器（又叫锁存器），它具有两个稳定的状态。DRAM存储器的存储位元是由一个MOS晶体管和电容器组成的记忆电路，如图3.6所示。143.3DRA

8、M存储器1、MOS管做为开关使用，而所存储的信息1或0则是由电容器上的电荷量来体现——当电容器充满电荷时，代表存储了1，当电容器放电没有电荷时，代表存储了0。2、图(a)表示写1到存储位元。此时输出缓冲器关闭、刷新缓冲器关闭，输入缓冲器打开（R/W为低），输入数据DIN=1送到存储元位线上，而行选线为高，打开MOS管，于是位线上的高电平给电容器充电，表示存储了1。3、图