第4章主存储器

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1、第4章主存储器14.1主存储器处于全机中心地位4.2主存储器分类4.3主存储器的主要技术指标4.4主存储器的基本操作4.5读/写存储器(即随机存储器(RAM))4.6非易失性半导体存储器4.7DRAM的研制与发展4.8半导体存储器的组成与控制4.9多体交叉存储器24.2主存储器分类4.1主存储器处于全机中心地位半导体存储器只读存储器（ROM）随机存取存储器（RAM）静态RAM（SRAM）动态RAM（DRAM）掩膜式ROM一次性可编程ROM（PROM）紫外线擦除可编程ROM（EPROM）电擦除可编

2、程ROM（EEPROM）34.3主存储器的主要技术指标主存容量最小信息单位是一个存储字以字或字节为单位来表示主存储器存储单元的总数即主存容量指令中地址码的位数决定了主存储器的可直接寻址的最大空间44.3主存储器的主要技术指标主存容量存储器存取时间从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间54.3主存储器的主要技术指标主存容量存储器存取时间存储周期时间连续启动两次独立的存储器操作(例如连续两次读操作)所需间隔的最小时间64.4主存储器的基本操作图4.1主存储器与CPU的联系读：地址：AR→AB读

3、信号：CPU→CB→MEM数据：MEM→DB→DRReady：MEM→CB→CPU74.4主存储器的基本操作图4.1主存储器与CPU的联系写：地址：AR→AB写信号：CPU→CB→MEM数据：DR→DB→MEMReady：MEM→CB→CPU8高位字节地址为字地址低位字节地址为字地址设地址线24根按字节寻址按字寻址若字长为16位按字寻址若字长为32位字地址字节地址11109876543210840字节地址字地址452301420主存中存储单元地址的分配224=16M8M4M4.4主存储器的基本操

4、作9芯片容量1.半导体存储芯片的基本结构译码驱动存储矩阵读写电路1K×4位16K×1位8K×8位片选线读/写控制线地址线…数据线…地址线（单向）数据线（双向）1041411384.5读/写存储器(即随机存储器(RAM))101.半导体存储芯片的基本结构译码驱动存储矩阵读写电路片选线读/写控制线地址线…数据线…片选线读/写控制线（低电平写高电平读）（允许读）CSCEWE（允许写）WEOE4.5读/写存储器(即随机存储器(RAM))11存储芯片片选线的作用用16K×1位的存储芯片组成64K×8位的存

5、储器32片当地址为65535时，此8片的片选有效8片16K×1位8片16K×1位8片16K×1位8片16K×1位120,015,015,70,7读/写控制电路地址译码器字线015……16×8矩阵………07D07D位线读/写选通A3A2A1A0……2.半导体存储芯片的译码驱动方式(1)线选法00000,00,7…0…07…D07D读/写选通读/写控制电路13A3A2A1A0A40,310,031,031,31Y地址译码器X地址译码器32×32矩阵……A9I/OA8A7A56AY0Y31X0X31D

6、读/写……(2)重合法00000000000,031,00,31……I/OD0,0读14读/写存储器(即随机存储器(RAM))静态存储器动态存储器151.静态存储器(SRAM)(1)存储单元和存储器图4.2MOS静态存储器的存储单元16图4.3MOS静态存储器结构图17图4.3MOS静态存储器结构图18A´T1~T4T5T6T7T8A写放大器写放大器DIN写选择读选择读放位线A位线A´列地址选择行地址选择DOUT①静态RAM基本电路的读操作行选T5、T6开T7、T8开列选读放DOUTVAT6T8

7、DOUT读选择有效19T1~T4T5T6T7T8A´ADIN位线A位线A´列地址选择行地址选择写放写放读放DOUT写选择读选择②静态RAM基本电路的写操作行选T5、T6开两个写放DIN列选T7、T8开（左）反相T5A´（右）T8T6ADINDINT7写选择有效T1~T420图4.41K静态存储器框图21(2)开关特性①读周期的参数图4.5存储器芯片读数时间22②写周期的参数图4.6描述写周期的开关参数232.动态存储器(DRAM)(1)存储单元和存储器原理图4.7三管存储单元电路图24图4.8单

8、管存储单元线路图25(2)再生DRAM是通过把电荷充积到MOS管的栅极电容或专门的MOS电容中去来实现信息存储的。但是由于电容漏电阻的存在，随着时间的增加，其电荷会逐渐漏掉，从而使存储的信息丢失。为了保证存储信息不遭破坏，必须在电荷漏掉以前就进行充电，以恢复原来的电荷。把这一充电过程称为再生，或称为刷新。对于DRAM，再生一般应在小于或等于2ms的时间内进行一次。DRAM采用“读出”方式进行再生。26图4.916K×1动态存储器框图27(3)动态RAM刷新刷新与行地址有关①集中刷新（存取周期为0